NO139476B - Fremgangsmaate for fremstilling av et hoeyoktanprodukt ved totrinns alkylering av isobutan med henholdsvis propen og buten over hydrogenfluoridkatalysator - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved fremstilling av et alkyleringsreaksjonsprodukt fra en isbparaffin-isk reaktant, en lettere olefinisk reaktant og en tyngre.olefinisk reaktant, under anvendelse av surtvirkende alkyleringskatalysatorer. Oppfinnelsen angår ennvidere en fremgangsmåte ved fremstilling av et alkyleringsreaksjonsprodukt med gode egenskaper for anvendelse som en bestanddel i motorbrenirstoffer, i sammenlig-

ning med det produkt som fremstilles ved de "tidligere anvendte alkyleringsprosesser.

Alkylering av isoparaffiniske hydrocarboner slik som isobutan, isopentan og lignende, med olefiniske hydrocarboner slik son propylen, butylener, amylener og lignende er velkjent som en kom-mersielt viktig fremgangsmåte ved fremstilling av hydrocarboner i <be>nsinkokeområdet. De C5 - C1Q hydrocarboner som fremstilles ved alkyleringsreaksjonen angis som "alkylat". Alkylat er spesielt nyttig som en bestanddel i motorbrennstoff på grunn av dets høye motoroctantall og forskningsoctantall, slik at det kan anvendes for å forbedre bensinets totale octantall for slik å imøtekomme de krav som stilles av moderne bilmotorer. Slike høy - octanprodukter er spesielt viktige ved fremstilling av ikke-blyholdige motorbrennstoff av tilstrekkelig kvalitet når det ønskes ikke å anvende alkyl-bly-forbindelser i brennstoffet for å oppfylle octan-kravene. Et kontinuerlig mål er å tilveiebringe en isoparaffin-olefinalkylerings-prosess ved hvilken det dannes et alkylatprodukt med høyere motor-og forsknings-octantall enn hva som er mulig ved konvensjonelle prosesser.

Nyere tendens med hensyn til krav som stilles til motorbrennstoff og fremtidige krav innen dette område indikerer at fremstilling av motorbrennstoff med destillasjonsendepunkter under ca. 149° C kan være ønskelig og/eller nødvendig for å oppfylle de fremtidige standarder. Konvensjonelle isoparaffin-olefinalkylerings-prosesser har ikke kapasitet til å fremstille et alkylatprodukt med et destillasjonsendepunkt lavt nok til å kunne anvendes ved fremstilling av motorbrennstoff med slike lave destillasjonsendepunkter. Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes det en fremgangsmåte ifølge hvilken det kan fremstilles et alkylatprodukt med et betydelig lavere destillasjonsendepunkt enn hva som er mulig ved bruk av konvensjonelle prosesser, i tillegg til den økte verdi på produktet ifølge fremgangsmåten som et resultat av octantallforbedringer.

Generelt sett anvendes det ved kommersielle isoparaffin-olefinalkyleringsprosesser isobutan som isoparaffin og propylen og/eller butylener som olefinene. De anvendte katalysatorer innbefatter hydrogenfluorid, svovelsyre og andre sure eller surtvirkende materialer. Isoparaffinet, olefinene og katalysatoren bringes vanligvis i kontakt i en alkyleringsreaktor, og utgjør.der én reaksjonsblanding. Etter at alkyleringsreaksjonen er fullført, meddrives reaksjonsblandingen fra reaktoren og separeres i hydro-carbon- og katalysatorfase i en separasjonssone, vanligvis ved avleiring i et avleiringskar, og den således fraskilte katalysator resirkuleres til reaktoren for videre bruk. Den dannede hydrocar-bpnfase behandles videre, for eksempel ved. fraksjonering for å utvinne alkylatproduktet og for å separere uomsatte reaktanter, f.eks. isoparaffin for videre bruk.

Det er blitt funnet ønskelig å utføre isoparaffin-olefin-alkyleringsprosessen ved spesielle betingelser med hensyn til temperatur og trykk- og ved spesifik konsentrasjoner av reaktanter og katalysatorer for å fremstille et optimalt utbytte av et alkylatprodukt av høy kvalitet. Et stort molart overskudd isoparaffin i forhold til olefin i reaksjonsblandingen, vanligvis ca. 10:1 til 30:1, er en av de betingelser som er nødvendig for å tilveiebringe et tilstrekkelig bra produkt. Det er blitt ønskelig å anvende så stort overskudd av isoparaffin som mulig, siden kvaliteten av produktet forbedres derved. Således gjenvinnes en betydelig mengde isoparaffin og resirkuleres til reaktoren etter separering fra hydrocarbonfasen i reaktorutløpet. Den store mengde isoparaffin som følgelig må passeres uomsatt gjennom alkyleringsreaktoren og avleiringstan-ken og separeres fra alkylatproduktet nødvendiggjør bruk av frak-sjoneringsutstyr av stor kapasitet for å tilveiebringe en tilstrekkelig separering av alkylatproduktet fra isoparaffinet som resirkuleres. Begrensninger av mengden av overskudd anvendt isoparaffin er i første rekke av økonomisk natur. De store utgifter og vanskeligheter er forbundet med å tilveiebringe en stor gjennomgående og resirkulerende mengde isoparaffin kan unngås, delvis ved bruk av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Det er kjent at det kan oppnås alkylat av høyere kvalitet ved alkylering av olefiner av forskjellig molekylvekt slik som f.eks. propylen og butylener med et isoparaffin, når et olefin, f.eks. propylen separat alkyleres med isoparaffinet ved et sett "av reaksjonsbetingelser mens for eksempel butylenene alkyleres med isoparaffinet ved forskjellig sett reaksjonsbetingelser. Imidler-tid er det funnet nødvendig å opprettholde samme høye molare overskudd isoparaffin i forhold til olefin både i propylenalkylerings-reaksjonen og butylenalkyleringsreaksjonen for å tilveiebringe et fyldestgjørende produkt. Separat alkylering av f.eks. C3 og C^-olefiner ...er derfor funnet å være uøkonomisk, på grunn av utgif-tene med hensyn til å tilveiebringe separate reaktorer for C3 og C4-olefinene når dette sees i sammenheng med de ovenfor angitte utgifter og vanskeligheter forbundet med håndtering av store molare overskudd isoparaffin, hvilket er nødvendig for å tilveiebringe et produkt av høy kvalitet.

Det er et mål ved oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte ved alkylering av en isoparaffin med et lettere olefin og et tyngre olefin. Et ytterligere mål er å tilveiebringe en fremgangsmåte ved fremstilling av et alkyleringsreaksjonsprodukt av høy kvalitet fra et lettere olefin, et tyngre olefin og en isoparaffin. Et ytterligere mål er å tilveiebringe en isoparaffin-olefinalkyleringsprosess med redusert krav med hensyn til isoparaf-finhåndtering, samtidig som der opprettholdes en høy isoparaffin-konsentrasjon under alkyleringsreaksjonen. .Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for fremstilling av høyoktan alkyleringsreaksjonsprodukt ved katalytisk alkylering av isobutan med propylen i en første alkyleringssone og etterfølgende katalytisk alkylering av avløpet fra første alkyleringssone med butylener i en andre alkyleringssone, separering av høyoktan alkylat fra reaksjonsproduktet fra den annen alkyleringssone, og tilbakeføring av det gjenvundne isobutan til den første alkyleringssone, hvilken fremgangsmåte er kjennetegnet ved at der i første alkyleringssone på i og for seg kjent måte anvendes en hydrogenfluoridkatalysator med et innhold av titrerbar syre på 80-99 vekt%, fortrinnsvis minst 85 vekt%, og med polyisobutylener som katalysatorfortynningsmiddel, en alkyleringstemperatur på 15 - 66, fortrinnsvis 24 - 45°C, og at der i annen alkyleringssone på i og for seg kjent måte anvendes en hydrogenfluoridkatalysator med et innhold av tetrerbar syre på 65 - 95 vekt%, fortrinnsvis minst 70 vekt%, og med polyisobutylener som katalysatorfortynningsmiddel, og en alkyleringstemperatur på -18 - 44, fortrinnsvis 10 - 38°C.

Der er således funnet en fremgangsmåte hvorved en lettere olefinisk reaktant og en tyngre olefinisk reaktant kan alkyleres separat med en isoparaffin ved forskjellige alkyleringsbetingelser foretrukket for separat alkylering av de to olefiner, hvorved der dannes et høykvalitetsreaksjonsprodukt fra begge olefiner. Samtidig kan mengden av overskudd isoparaffin som er nød-vendig for å oppnå optimale alkyleringsbetingelser, reduseres. Ved å føre:, den totale mengde av den isoparaffiniske reaktant inn i en første alkylerings-''reaktor med den lettere olefiniske reaktant, og å føre hydrocarbonutløpet fra den første reaktor og den tyngre olefiniske reaktant til en andre alkyleringsreaktor, og utvinne alkylatproduktet fra hydrocarbonutløpet fra den andre al-kyieringsreaktor, kan separat alkylering av det lettere og tyngre olefin gjen-nomføres med en optimal, konsentrasjon av isoparaf f inoverskudd for begge reak-sjoner i begge reaktorer uten at det er nødvendig å tilføre separate isoparaf-finméngder til de to anvendte reaktorer.

På den viste tegning tilføres isobutan i ledning 1. Den lettere olefiniske reaktant omfattende propylen, tilsettes gjennom ledning 2 og føres inn i ledning 1 blanding med isobutan. Blandingen av propylen og isobutan føres gjennom ledning 1 og en del av denne omledes gjennom ledningene 3 og 4 og reaktantene i ledningene 1, 3 og 4 føres separat inn i alkyleringsreaktor 5 for å sikre en god blanding i reaktor 5. I alkyleringsreaktor 5 bringes isoparaffinet og olefinet i god kontakt og blandes grundig med sterkt hydro-genf luoridkatalysator omfattende ca. 95 % syre under dannelse av en reaksjonsblanding. Reaktor 5 er utstyrt med indirekte varemveks-lingsanordninger som ikke er vist. Kjølemiddel innføres gjennom ledning 6 inn i reaktor 5 og føres i indirekte varmeveksling med reaktantene og katalysatoren. Det varmeutvekslede kjølemiddel meddrives fra reaktor 5 gjennom ledning 7. Reaksjonsblandingen opp-, rettholdes ved en temperatur på ca. 32,2° C og et trykk tilstrekkelig til å tilveiebringe væsekfase i reaktor 5. Reaksjonsblandingen, inneholdende katalysator, alkylerte hydrocarboner, uomsatte hydrocarboner slik som isobutan, og muligens noe propylen, meddrives og føres gjennom ledning 8 til avleiringsanordning 9. I avleiringsanordning 9 fraskilles den sterke hydrogenfluoridkatalysator fra en hydrocarbonfase inneholdende alkylerte hydrocarboner, omsatte hydrocarboner og eventuelt alkylfluoridforbindelser. Den sterke hydrogenfluoridkatalysator danner en separat tyngre fase i avleiringsanordning 9 og meddrives gjennom ledning 10, føres gjennom, pumpe 13 og gjennom ledning 14 og resirkuleres således til reaktor 5. En mindre mengde av den sterke katalysator'.i ledning 10- meddrives gjennom ledning 11 og føres til en katalysatorregenererings-anordning som ikke er vist. Frisk og/eller regenerert katalysator inneholdende en høy konsentrasjon av hydrogenfluoirid, dvs. 97 vekt% tilføres gjennom ledning 12 til ledning 10 for å opprettholde katalysatoren i reaktor 5 ved optimal styrke. I avleiringsanordning 9 meddrives hydrocarbonfasen inneholdende alkyleringsreaksjonsproduk-ter, isobutan og eventuelt enkelte alkylfluorider og føres gjennom ledning 15. Den tyngre olefiniske reaktant omfattende butylener, innføres gjennom ledning 16 inn i ledning 15 og blandes med hydro-. carbonbestanddelene i ledning 15. Det blandede butylen og hydro-carbonutløp fra avleiringsanordning 9 føres videre gjennom ledning 15 inn i reaktor 19. Deler av det kombinerte butylen og hydrocar-bonutløp i ledning 15 avledes fra ledning 15 til ledning 17 og ledning 18 og føres derigjennom inn i reaktor 19 for å tilveiebringe en god blanding med alkyleringskatalysatoren i reaktor 19. Reaktor 19 er utstyrt med indirekte varmevekslingsanordninger som ikke er vist. Kjølemiddel tilføres til reaktor 19 ved hjelp av ledning 20. Kjølemidlet føres i indirekte varmeveksling med reaksjonsblandingen i reaktor 19 og meddrives deretter gjennom ledning 21. Reaktantene tilført til reaktor 19 gjennom .ledningene 15, 17 og 18 blandes med en mindre sterk hydrogenfluoridkatalysator inneholdende ca. 90 vekt% syre, under dannelse av en reaksjonsblanding i reaktor 19. Reaksjonsblandingen i reaktor 19 opprettholdes ved en temperatur på ca. 32,2° C i væskefase. Etter at alkyleringsreaksjonene er fullført meddrives reaksjonsblandingen fra reaktor 19 og føres gjennom ledning .22 inn i absorpsjonsanordning 23 (reaction soaker 23) hvor reaksjonsblandingen opprettholdes i en ytterligere tid ved alkyleringstemperatur og trykk. Blandingen meddrives fra ab-sorps jpnsanordningen og føres gjennom ledning 24 inn i avleiringsanordning 25. I avleiringsanordning 25 fraskilles en tyngre, mindre sterk hydrogenfluoridkatalysatorfase og meddrives gjennom ledning 26, føres gjennom pumpe 29 og tilsettes via ledning 30 til reaktor 19. En mindre mengde av den mindre sterke katalysator i ledning 26 mddrives gjennom ledning 27 og føres til regenererings-anordning (ikke vist). Frisk og/eller regenerert katalysator tilsettes gjennom ledning 28 til ledning 26. I avleiringsanordning 25 meddrives en lettere hydrocarbonfase omfattende alkylatprodukt og uomsatt isobutan gjennom ledning 31 og føres til konvensjonelle fraksjoneringsanordninger slik som en isobutanstripper for ytterligere •konvensjonell separering av alkylatproduktet, og fortrinnsvis resirkulering av isobutanet til reaktor 5.

De isoparaffiniske og olefiniske reaktanter som

anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er velkjente innen faget. En egnet isobutanreaktant kan inneholde noe ikke-.reaktiv forurensning slik som normale paraffiner. F.eks. kan en typisk kommersiell isobutanreaktant inneholde noe propan og nor-

maltbutan. Den tyngre olefiniske reaktant omfatter butylener. En foretrukken tyngre olefinisk reaktant kan omfatte f.eks. rent buten-1, rentbuten-2, rent isobutylen eller en hvilken som helst blanding av to eller alle butylenisomerer. Også foretrukne for bruk som den tyngre olefiniske reaktant er en blanding av butylener med noe amylener eller andre tyngre olefiniske reaktanter. Et foretrukket butylen-utgangsmateriale kan inneholde mindre mengder av slike hydrocarboner som normale paraffiner, isoparaffiner, ethylen-propylen etc.

Den lettere olefiniske reaktant er propylen, og kan hen-siktsmessig være rent propylen eller kan inneholde mindre mengder av paraffiner, isoparaffiner, ethylen, butylen etc. En typisk kommersiell propylenalkyleringsreaktant inneholder propylen og . propan. Det foretrekkes at den tyngre olefiniske reaktant er hovedsakelig fri for det anvendte lettere olefin og likeledes at den lettere olefiniske reaktant er hovedsakelig fri for det anvendte tyngre olefin. F.eks. kan et typisk foretrukket isoparaffinisk utgangsmateriale inneholde 95 vekt% isobutan, 1 vekt% propan og 4 vekt% normalt butan, mens et typisk foretrukket tyngre olefinisk utgangsmateriale kan inneholde ca. 40 vekt% butylener, 45 vekt% isobutan og 15 vekt% normalt butan, og et typisk foretrukket lettere olefinisk reaktantutgangsmateriale kan inneholde 60 vekt% propylen og 40 vekt% propan.

Alkyleringskatalysatorer som anvendes ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innbefatter kjente alkyleringskatalysatorer, nemlig hydrogenfluorid.

Konvensjonelle hydrogenfluoridalkyleringskatalysatorer omfatter ca. 45 vekt% eller mer tetrerbar syre og ca. 5 vekt% eller mindre vann, med det gjenværende bestående av hydrocarboner og bundet fluorid i oppløsning i syren. En slik konvensjonell alkyleringskatalysator er egnet for bruk både som alkyleringskatalysator i den første alkyleringssone, for alkylering av isoparaffi-nen med den lettere olefiniske reaktant, og i den annen alkyleringssone for bruk til den tyngre olefiniske reaktant. Der anvendes to hydrogenfluoridkatalysatorer av forskjellig styrke. En sterkere alkyleringskatalysator anvendes i den første alkyleringssone for å alkylere isoparaffinet med den lettere olefiniske reaktant omfattende propylen. Denne sterkere katalysator er karakterisert ved en konsentrasjon av titrerbar syre på ca. 80 vekt% til 99 vekt%, en vannkonsentrasjon på ca. 0,1 vekt% til ca. 1 vekt% og. en hydrocarbonkonsentrasjon på ca. 1 vekt% til ca. 20 vekt%. En mindre sterk hydrogenfluoridalkyleringskatalysator anvendes i den annen,alkyleringsreaksjonssone ved omsetning av den tyngre olefiniske reaktant omfattende butylen. Den mindre sterke alkyleringskatalysator er karakterisert ved en titrerbar syrekonsentrasjon på ca. 65 vekt% til ca. 95 vekt%, en vannkonsentrasjon på ca. 0,1 vekt% til ca. 1 vekt% og en hydrocarbonkonsentrasjon på ca. 5 vekt% til ca. 35 vekt%. En spesielt foretrukken sterkere katalysator inneholder ca. 90 vekt% til 99 vekt% syre, mens en spesielt foretrukken mindre sterk katalysator inneholder ca. 80 vekt% til 95 vekt% syre.

Et utall alkyleringsreaksjonssoner egnet for bruk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjent innen faget. Eksempel-vis kan de alkyleringsreaktorer som er beskrevet i US patentskrifter 3.456.033, 3.469.949 og 3.501 536 anvendes ved begge alkyler-ingsreaks joner når en flytende katalysator slik som hydrogenfluo-ridkatalysatoren anvendes. Isoparaffin-olefinalkyleringsbetingel-ser forbundet med de spesielle alkyleringsreaktorer som er beskrevet i de ovenfor angitte patentskrifter eller i forbindelse med andre egnede konvensjonelle alkyleringsreaktorer, er også velkjent og kan anvendes i spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen. Innen oppfinnelsens ramme innbefattes f.eks. utførelsesformer av foreliggende fremgangsmåte i hvilke reaktanter og flytende katalysatorer bringes i kontakt i alkyleringssonene og hvor katalysatoren derefter skilles fra reaksjonsproduktene ved avleiring for videre bruk.

Alkyleringsbetingelser i den første alkyleringssone innbefatter en temperatur på ca. 15 - 66°C, fortrinnsvis 24 - 45°C,

et trykk tilstrekkelig til å opprettholde reaktantene og katalysa-, toren som væsker, og en reaksjonstid på ca. 0,1 minutt til ca. 20 minutter. Fortrinnsvis tilsettes isobutan og propylenreaktantene til den første alkyleringsreaktor med et molforhold på ca. 20:1 til 30:1,og et katalysator-hydrocarbonvolumforhold på ca. 0,5:1 til 2:1 opprettholdes i den første alkyleringsreaktor. Alkyleringsbetingelser i andre alkyleringsreaktorer innbefatter en temperatur på -18 til 44°C, fortrinnsvis 10 til 38°C, et trykk tilstrekkelig til å opprettholde reaktanten og katalysatoren som væsker,

og en reaksjonstid på ca. 0,1 til 20 minutter. Fortrinnsvis til-føres hydrocarbonutløpet frå den første alkyleringssone og den tyngre olefiniske reaktant omfattende butylener til den annen alkyleringsreaktor ved et butylen-til-hydrocarbon-utløp-molforhold på ca. 1:20 til ca. 1:30, og et katalysator-tio-hydrocarbonvolumforhold på ca. 0,1:1 til ca. 2:1 opprettholdes i den annen alkyleringsreaktor. Ved å opprettholde de ovenfor beskrevne foretrukne betingelser i den første og annen alkyleringssone under anvendelse

•av propylen som den lettere olefiniske reaktant og butylener som den tyngre olefiniske reaktant, er det mulig å oppnå et optimalt utbytte av alkylatprodukt av høy kvalitet fra både propylen- og butylenalkyleringsreaksjonen. Det ønskelige høy molare forhold av isobutan opprettholdes også i både den første og annen alkyler-ingsreaks jonssone uten at det er nødvendig å opprettholde nok over-skudds isobutan for å tilveiebringe separate tilførsler av overskudd isobutan til de separate reaktorer, hvilket er kjent innen

faget. Ved å anvende de utvundne hydrocarboner fra den første alkyleringssone for å tilveiebringe de hydrocarboner, spesielt isobutan, som er nødvendig i annen alkyleringssone, tjener delvis den samme føding av hydrocarboner som det nødvendige overskudd i både den lettere olefiniske alkyleringsreaksjon og ved den tyngre ole-finalkyleringsreaksjon. Ved å anvende propylen som den lettere olefiniske reaktant og bibeholde de ovenfor beskrevne alkyleringsbetingelser i den første alkyleringssone, vil selv-alkylering av isobutan, den foretrukne isoparaffinreaktant økes. Under de anvendte betingelser i første alkyleringssone reagerer propylen med isobutan under dannelse av propan ig isobutylen ved hva som er 'kjent innen faget som hydrogenoverføringsreaksjon. Det således dannede isobutylen reagerer i en alkyleringsreaksjon med isobutan under dannelse av i første rekke høyoctan Cg-hydrocarboner. Mens således mer- isobutan kan forbrukes ved foreliggende fremgangsmåte enn ved enkelte konvensjonelle alkyleringsprosesser, vil det øke-de forbruk bli mer erstattet av produksjonen av ytterligere mengder høyverdig alkylatprodukt.

Den dannede reaksjonsblanding i den annen alkyleringsreaktor føres gjennom en reaksjonssoaker. Egnede reaksjonssoakere er velkjent innen faget. For eksempel kan de reaksjonssoakere som er beskrevet i US patentskrifter 3 560 587 og 3 607 970 anvendes ved foreliggende fremgangsmåte. Slike reaksjonssoakere er vanlige kar utstyrt med perforerte trau, skjermseksjoner eller lignende for å opprettholde blandingen av katalysator og hydrocarboner tilført fra andre alkyleringsreaktor som en noenlunde homogen blanding ved alky-leringstemperaturer og trykk i en forhåndsbestemt tid. Blandingen av katalysator og hydrocarboner opprettholdes i reaksjonssoakeren i en tid som avhenger av reaksjonsblandingéns sammensetning. En oppholdstid i reaksjonssoakeren på fra 1 minutt til 30 minutter foretrekkes. Den temperatur og det trykk som opprettholdes i reaksjonssoakeren er det samme som temperaturen.og trykket opprettholdt i den andre alkyleringsreaktor.„

Anordninger for separering ;-av én hydrocarbonf ase fra

an flytende katalysatorfase slik som en hydrogenfluoridkatalysator i utløpet fra eri alkyleringsreaktor eller reaksjonssoaker er velkjent innen faget. Når en flytende katalysator slik jsoiri..hydrogenf luorid anvendes ved'-foreliggende fremgangsmåte, omfat-jter utløpet fra en alkyleringsreaktor eller soaker en blanding av isoparaffin, reaksjonsprodukter, .katalysator og katalysator-løselige organiske materialer med mindre mengder olefin-virkende forbindel-ser, lette hydrocarbongasser étc.; Når denne blanding tillates å stå urørt dvs. får avleires, vil reaksjonsproduktene, isoparaffin, lette hydrocarbongasser og eventuelt enkelte organiske fluorider danne en hydrocarbonfase, eventuelt inneholdende en mindre mengde katalysator i løsning. Katalysatoren og katalysator-løselige hydrocarboner danner en separat fase. Hydrocarbonfasen separeres således lett mekanisk fra katalysatorfasen. Den temperatur og det trykk som opprettholdes under en-..slik avleiringsprosess i en alkyleringsprosess, når en flytende katalysator anvendes, er hovédsa-kelig den samme som de som er beskrevet i forbindelse med alkyle-ringsreaks jonsbetingelser anvendt i reaktoren. Hydrocarbonene og katalysatoren opprettholdes fortrinnsvis i væskefase under separa-

sjonsprosessen. Uttrykket "alkyleringssone" er beregnet på å inn-befatte en avleiringsanordning såvel som en reaktor, hvor en avleiringsanordning er nødvendig for å separere hydrocarbonene fra katalysatoren, f.eks. hår hyd.rogenfluoridkatalysator anverides..

Enkelte anordninger for fjerning av varme fra alkylerings-sohene er vanligvis nødvendig for tilfredsstillende drift åv prosessen. Et " utall "anordninger for utFørelse av varmeveksling er velkjent. I en foretrukket utførelsesform fjernes den utviklede varme ved alkyleringsreaksjonen direkte fra alkyleringsreaktoren ved indirekte varmeveksling mellom kjølevann og reaksjonsblandingen i

•. reaktoren. ■ - "* * *

Den hydrocarbonstrøm eller fase som gjenvinnes i den foretrukne utførelsesform fra den første alkyleringsreaktor ved avleiring av reaksjonsblandingsutløpet fra denne blandes med den tyngre olefiniske reaktant, nemlig butylener og tilføres til den andre alkyleringsreaktor, hvor denne kombinerte hydrocarbonstrøm bringes i kontakt med.en.ålkyleringskatalysator. Det tas i betrakt-ning at tilstrekkelig isoparaffin tilføres til den første reaktor slik at inten ytterligere Isoparaffin trenger å tilsettes til de hydro<o>carboner som tilføres til den andre reaktor. Vanligvis føres den totale mengde isobutan som tilføres til alkyleringsprosessen gjennom i tur og orden den første Qg den annen alkyleringssone. Under enkelte betingelser kan det være fordelaktig å tilsette noe ytterligere isobutan til den andre alkyleringsreaktor.

Den andre hydro-carbonstrøm, som utvinnes fra den andre alkyleringssone, føres til ytterligere konvensjonelle separasjonsbehandlinger og anordninger, slik som en fraksjoneringsanordning, hvorved det alkylerte produkt fraskilles fra uomsatt isoparaffin og eventuelt bibeholdt eller opp-løst katalysator slik som hydrogenfluorid, som eventuelt kan fore-ligge i hydrocarbonutløpet fra den andre alkyleringssone. En hvilken som helst egnet metode brukt innen faget for å adskille det alkylerte produkt fra isoparaffinet og for eksempel hydrogenfluorid, kan anvendes ved foreliggende fremgangsmåte.

Alkyleringsreaksjonsproduktet fremstilt ifølge foreliggende fremgangsmåte innbefatter i første rekke C^- og Cg-mettede hydrocarboner dannet véd alkyleringsreaksjoner av isoparaffinet med både den lettere og den tyngre olefiniske reaktant. Primærproduk-tene innbefatter f.eks. dimethylpentaner og trimethylpentaner. Det. er velkjent at mer høyt forgrenede hydrocarboner utviser glimrende egenskaper som motorbrennstoff, og foreliggende oppfinnelse er delvis beregnet på å tilveiebringe et alkylat fra prosessen inneholdende et større forhold av mer_høyt forgrenede hydrocarboner, slik som trimethylpentaner i forhold til- mindre forgrenede hydrocarboner slik som dimethylhexaner. Således er det innlysende;at foreliggende fremgangsmåte utgjør en ny fremgangsmåte ved fremstilling" av" et høyverdig alkylatprodukt ved en fremgangsmåte som<l>er mer økonomisk og bekvemmelig enn hva"? som har vært mulig innen teknikkens

stand.

Eksempel 1

Et forråd av blandede butylenutgangsmaterialer ble erholdt og analysert. Det ble funnet å inneholde 50 vekt% buten-2, 28 vekt% isobutylen og 22 vekt% buten-1. Et forråd av propylenutgangsmateriale ble erholdt og analysert og funnet å inneholde 99,6 vekt% propylen. Et forråd av isogutanutgangsmateriale ble erholdt, og analyser viste at det inneholdt 96 vekt% isobutan, 3 vekt% normal butan og 1 vekt% propan.

Organisk katalysatorfortynner ble fremstilt for bruk i alkyleringskatalysatoren ved å tilsette 4 liter isobutylen og 1,6 liter 99 vekt% hydrogenfluorid til en 8,81 liters omrørt autoklav under et nitrogentrykk på 14,06 kg/cm , idet olefinet og katalysatoren omsettes i 1 time ved 60° C, hvoretter fortynneren ble fraskilt: fra syren. Analyser av fortynneren viste at den omfattet polyisobutylener med en molekylvekt innen området 200 til ca. 500.

For å demonstrere den nye fremgangsmåtes; anvendbarhet ble en del av propylenutgangsmaterialet blandet med en del av isobutanutgangsmaterialet ved et isobutan/propylenmolforhold på 24:1. Denne blanding ble kontinuerlig tilsatt til en alkyleringsreaktor ved en hastighet på 0,5 mol propylen pr. tine og 12 mol isobutan pr. time. Samtidig ble en hydrogenfluoridalkyleringskatalysator„ inneholdende 95 vekt% hydrogenfluorid, 4 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann kontinuerlig tilsatt til reaktoren. Alkyleringsreaktoren var utstyrt med omrøringsanordninger og anordninger for fjerning av overskuddsvarme fra reaksjonen. Et syre/hydrocarbonvolumforhold på 3/2 ble opprettholdt i reaktoren. Den dannede reaksjonsblanding i alkyleringsreaktoren ble opprettholdt ved en temperatur på 40,5° C og et trykk på 15 atmosfærer. En oppholdstid (definert-som;volumet av reaktoren dividert på det totale volum av reaktanter "og katalysator tilsatt pr. minutt) på 10 minutter ble opprettholdt. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddreyet fra alkyleringsreaktoren, ført inn i et avleiringskar og holdt ved en oppholdstid på 5 minutter, hvorved blandingen ble adskilt i en katalysatorf ase og en hydrocarbonfase. Katalysatorfasen ble gjenvunnet og resirkulert til alkyleringsreaktoren for videre bruk. Hydrocarbonf asen ble meddrevet- fra avleiringskaret og utvunnet. -De-således utvundne- hydrocarboner fra avleiringskaret ble kontinuerlig tilsatt til en alkyleringsreaktor identisk med den tidligere anvendte, for å reagere med propylenet. En del av det ovenfor beskrevne butylenutgangsmateriale ble blandet med hydrocarbonfasen og kontinuerlig satt til alkyleringsreaktoren med en hastighet på C.5 mol C, olefiner pr. time. Samtidig ble en *hydrogenfluoridalkyleringskatalysator inneholdende 75 vekt% hydrogenfluorid, 24 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann tilsatt til alkyleringsreaktoren.

Et syre-hydrocarbonvolumforhold på 3/2 ble opprettholdt i reaktoren. Reaksjonsblandingen dannet fra katalysatoren og hydrocarbonene ble holdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer under en oppholdstid på 10 minutter. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra alkyleringsreaktoren, tilført til et avleiringskar og fikk avleires under dannelse av en katalysatorfase og en hydrocarbonfase. Katalysatorfasen ble kontinuerlig fjernet og resirkulert til alkyleringsreaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret. og tyngre hydrocarboner i denne hydrocarbonfase ble fraskilt og gjenvunnet som produktet av alkyléringsprosessen. Når dette produkt ble analysert, ble det funnet å ha et klart forskningsoctantall på 95,2 og et klar motoroctantall på 92,5.

Eksempel 2

For å demonstrere fremgangsmåten ifølge oppfinnelsens overlegenhet i forhold til andre metoder for alkylering av isobutan med propylen og butylener, ble en del av det samme butylenutgangsmateriale som ble anvendt i eksempel 1, blandet med en del av det samme isobutanutgangsmateriale som ble brukt i eksempel 1 ved et isobutan/C4~olefinmolforhold på 24:1. Denne blanding, ble kontinuerlig tilført til en alkyleringsreaktor identisk med de som ble anvendt i eksempel 1 méd en hastighet på 0,5 mol C4-olefiner pr. time og 12 mol isobutan pr. time. Samtidig ble en hydrogenfluoridalkyleringskatalysator inneholdende 75 vekt% hydrogenfluorid, 24 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann også kontinuerlig tilsatt til reaktoren." Et syre/hydrocarbonvolumforhold på 3/2 ble opprettholdt i reaktoren. Den dannede reaksjonsblanding i alkylerings-reaktoren ble opprettholdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer i en oppholdstid på 10 minutter. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra alkyleringsreaktoren, ført inn i et avleiringskar og holdt der i en oppholdstid på 5 minutter, hvorved en katalysatorfase og en hydrocarbonfase ble adskilt. Katalysatorfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til alkyleringsreaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og utvunnet. De således utvundne hydrocarboner fra avleiringskaret ble kontinuerlig tilsatt til en alkyleringsreaktor identisk med den som ble anvendt som ovenfor beskrevet. En del av det samme propylenutgangsmateriale som ble anvendt i eksempel 1 ble blandet med hydrocarbonene fra avleiringskaret og kontinuerlig tilført med disse til reaktoren ved en hastighet på 0,5 mol propylen pr. time. Samtidig ble en hydrogenfluoridalkyleringskatalysator inneholdende 95 vekt% hydrogenfluorid, 4 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann kontinuerlig tilsatt til reaktoren. Et syre/hydrocarbonvolumforhold på 3/2 ble opprettholdt i reaktoren. Den dannede reaksjonsblanding i alkyleringsreaktoren ble holdt ved en temperatur på 40,5° C og et trykk på 15 atmosfærer i en oppholdstid på 10 minutter. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra alkyleringsreaktoren, ført inn i avleiringskar og holdt der i en oppholdstid på 5 minutter, hvorved reaksjonsblandingen separerte i en katalysatorfase og og en hydrocarbonfase. Katalysatorfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til reaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret. C 5 og tyngre hydrocarboner i denne hydrocarbonfase ble fraskilt og utvunnet som produkt ifølge prosessen. Når dette produkt ble analysert ble det funnet å ha et klart forskningsoctantall på 94,5 og et klart motoroctantall på 92,0.

Ved en sammenligning av octantallene til alkylatproduktet érholdt som beskrevet i eksempel 1 med octantallene til produktet erholdt som beskrevet i eksempel 11, er det innlysende at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen som utført i eksempel 1, er betydelig og ganske overraskende bedre enn fremgangsmåten beskrevet i eksempel 2. Selv om grunnene for den uventede overlegenhet av alkylatproduktet i eksempel 1 i forhold til eksempel 2 ikke fullt ut er kjent, kan denne overlegenhet skyldes delvis nedbrytning i den andre reaktor av det alkylat som dannes i den første reaktor i eksempel 2 når det underkastes de relativt strenge betingelser, ideelle for alkylering

av propylen, i den andre reaktor. Sammenligning mellom eksempel 1

og eksempel 2 viser dessuten at ved bare å - anvende den første reaktor for å alkylere propylen og den andre reaktor for å alkylere butylener, heller enn omvendt, selv når identiske reaktorer og reaksjonsbetingelser anvendes slik som i eksempel 2, kan det utvinnes et betydelig bedre produkt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, mens det ér ingen økning i forbruk av reaktanter, in-stallasjoner etc.

Eksempel 3

For å illustrere fleksibiliteten med hensyn til de opti-malé alkyleringsbetingelser som kan anvendes ved alkylering av butylener ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.^ ble en del av propylenutgangsmaterialet som beskrevet i eksempel 1, blandet med

en del av isobutanutgangsmaterialet som beskrevet i eksempel 1 ved et isobutan/propylenmolforhold på 24:1. Det kombinerte isobutan og propylen ble tilført til en alkyleringsreaktor identisk med den reaktor som ble anvendt i eksempel 1 for propylen-isobutanreaksjonen. Isobutan og propylenet ble satt kontinuerlig til reaktoren med en isobutanhastighet på 12 mol pr. tine og en propylenhastighet på

0,5 mol pr. time. Hydrogenfluoridalkylerihgskatalysator inneholdende 95 vekt% hydrogenfluorid, 4 vekt% organisk fortynner og 1

vekt% vann ble også kontinuerlig tilført til reaktoren. Katalysatoren og hydrocarbonene ble bragt i kontakt under dannelse av en reaksjonsblanding og reaksjonsblandingen ble erholdt ved et syre/ hydrocarbonvolumforhold på 3/2, en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer i en oppholdstid på 10 minutter. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra reaktoren og ført til et avleiringskar , hvor det ble holdt i en oppholdstid på 5 minutter, under dannelse av en katalysatorfase og en hydrocarbonfase. Katalysatorfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til reaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og gjenvunnet. De hydrocarboner som således ble gjenvunnet fra avleiringskaret ble kontinuerlig tilført til en alkyleringsreaktor identisk med den som ble anvendt for å omsette propylenet og isobutanet. En del av det butylenutgangsmateriale som er beskrevet i eksempel 1 ble blandet med hydrocarbonene og også kontinuerlig ført til reaktoren. Butylenene ble tilsatt til reaktoren med en hastighet på 0,5 mol pr. time. Hydrogenfluorid-alkyleringskatalysatoren inneholdende 89 vekt% hydrogenfluorid, 9 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann ble samtidig tilført til

alkyleringsreaktoren. Hydrocarbonene og katalysatoren ble blandet under dannelse av en reaksjonsblanding med et syre/hydrocarbon-.forhold på 3/2, og reaksjonsblandingen ble holdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15.atmosfærer i en oppholdstid på 10 min. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra reaktoren, ført inn i' et avleiringskar og holdt der i en oppholdstid på 5 min, under dannelse av en katalysatorfase og en hydrocarbonfase. Kata-lysatqrfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til reaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble meddrevet fra reaktoren. C^ og tyngre hydrocarboner i hydrocarbonfasen ble fraskilt og utvunnet som alkylatprodukt. Dette alkylatprodukt ble analysert og funnet å ha et klart forskningsoctantall på 96,2. . I motsetning til de anvendte betingelser og kvaliteten på det alkylerte produkt i eksempel 1 og^e betingelser som ble . anvendt og kvaliteten på alkylatet ifølge eksempel 3, fremgår det at ved å variere temperaturen i den første reaktor og annen reaktor, og ved å anvende en sterkere syre i den andr^—re-aktor i-eksempel 3 ble det dannet et produkt med betydelig høyere kvalitet. Dette overraskende resultat er spesielt- uventeti-.isden kvaliteten av det alkylerte produkt ifølge eksempel 1 «r betydelig høyere enn det alkylerte produkt fra de samme reaktanter etter konvensjonelle metoder, og kvaliteten på alkylatet ifølge eksempel 1 var også vesent-lig høyere enn alkylatet produsert ved å bytte om reaksjonen av propylenet og butylenet som beskrevet i eksempel 2. Eksempler 1 og 3 viser klart dejt store; område med hensyn til betingelser ved hvilke foreliggende fremgangsmåte, spesielt den andre, butylenalkyleringsreaksjon^:kan-iUtføres. Ved å justere be-tingelsene i det. andre, butylentr-.±nnet _i prosessen til å gi optimale butylenalkyleringsbetingelser, og.samtidig opprettholde det annet trinns betingelser så milde som mulig- for å forhindre nedbrytning av alkylatet fremstilt i det første propylenalkyleringstrinn, oppnås en spesielt effektiv og tilfredsstillende prosess. Dette er spesielt tilfellet i motsetning til å utføre en alkyleringsprosess som .beskrevet i eksempel 2 hvor propylen omsettes i annet trinn. Pro-pylenalkyleringsbetingelser er vanligvis ikke så fleksible som butylenalkyleringsbetingelsene. Ennvidere må propylenalkylerings-betingélsene. vanligvis være strengere enn butylenalkyleringsbetingelsene for å gi et tilfredsstillende produkt. Eksempel 4 Fremgangsmåtens overlegne fleksibilitet sammenlignet med fremgangsmåten ifølge eksempel 2 ble ytterligere demonstrert ved å variere alkyleringsbetingelsene anvendt ved fremgangsmåten ifølge eksempel 2. En del av det samme butylenutgangsmateriale som ble anvendt i eksempel 1 ble blandet med en del av det samme isobutanutgangsmateriale som ble anvendt i eksempel 1. Blandingen ble fremstilt med et isbbutan/butylenmolforhold på 24:1. Isobutan-butylenblandingen ble kontinuerlig tilført til en alkyleringsreaktor ......id tisk med de. som ble anvendt i eksempel 1 med en hastighet på 0,5 mol butylener og 12 mol isobutan pr. time. Hydrogenfluorid-alkyleringskatalysatoren inneholdende 75 vekt% syre, 24 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann ble kontinuerlig tilført til reaktoren. Katalysatoren og hydrocarbonene ble blandet ved et katalysator/hydrocarbonvolumforhold på 3/2. Reaksjonsblandingen ble opp-" rettholdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer i en oppholdstid på 10 min. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet og ført til et avleiringskar og holdt der ved en oppholdstid på 5 min. En katalysatorf ase og en hydrocajcbonf ase ble der adskilt. Katalysatorfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til reaktoren for videre bruk i butylenalkyleringsreaksjonen. Hydrocarbonfasen ble utvunnet fra avleiringskaret og kontinuerlig ført til en alkyleringsreaktor identisk med den som ble anvendt i det første trinn. En del av det samme propylenutgangsmateriale som ble anvendt i eksempel 1 ble blandet med hydrocarbonene som ble utvunnet fra avleiringskaret og ble derved også ført til det annet trinns reaktor med en hastighet på 0,5 mol pr. time. Hydrogenfluoridkatalysator inneholdende 95 vekt*'syre, 4 vekt% organisk fortynnet og 1 vekt% vann ble samtidig' kontinuerlig til-ført til det annet trinns reaktor. Et katalysator/hydrocarbonvolumr: forhold på 3/2 ble opprettholdt. Blandingen av hydrocarboner og katalysator ble opprettholdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer med en oppholdstid på 10 mihi Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra annet'-trinns reaktor, ført til et avleiringskar og holdt der ved en oppholdstid på 5 min. En katalysatorfase og en hydrocarbonfase ble fraskilt, og katalysatorfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til det annet trinns reaktor for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble medårevet fra avleiringskaret, og fraksjonert. C5 og tyngre hydrocarboner ble fraskilt fra de lettere hydrocarboner og utvunnet som det alkylerte produkt ifølge fremgangsmåten. Når det

alkylerte produkt ble analysert ble det funnet å ha et klart forskningsoctantall på 95.

I motsetning til eksempel 1 og 3, hvor propylen alkyleres i det første trinn og butylener alkyleres i det andre trinn, ifølge den nye fremgangsmåte, viser eksempler 2 og 4 hvor butylener alkyleres i første trinn og propylen i det annet at det er tydelig at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har en større fleksibilitet og gir et tydelig bedre alkylert produkt. I både eksempel 3 og 4 ble propylen alkylert under anvendelse av den samme temperatur og syre-styrke, og det annet trinn i begge disse eksempler ble drevet ved en temperatur på 32,2° C. Likevel ble det ved fremgangsmåten ifølge eksempel 3 fremstilt et betydelig bedre alkylert produkt. Ved å justere reaksjonsbetingelsene ble det ifølge eksempel 4 bare produsert et produkt med et forskningsoctantall som var øket med en halv i forhold til det alkylerte produkt.i eksempel 2. Ved å justere alkyleringsreaksjonsbetingelsene i eksempel 3 ble en økning i octantallet på én .enhet oppnådd i sammenligning med det alkylerte produkt ifølge eksempel 1. Selv ved justering av reaksjonsbetingelsene i eksempel 4, ga fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendt i eksempel 1 for å fremstille et alkylert produkt med et octantall ""i "den hedre ende av området erholdt ved bruk av fremgangsmåten, et alkylert produkt som var bedre enn det som ble erholdt ved fremgangsmåten ifølge eksempel 2 og 4.

Eksempel 5

For å illustrere enkelte av de fordeler som oppnås ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen i sammenligning med konvensjonelle metoder ved fremstilling av alkylat, ble det utført en konvensjonell drift. Deler av de propylenutgangsmaterialer hvor iso-butanutgangsmaterialer som er beskrevet i eksempel 1 ble blandet ved et isobutan/propylenmolforhold på 12:1. Reaktantene ble kontinuerlig tilført til en alkyleringsreaktor identisk med den som ble anvendt for å alkylere propylenet i eksempel 1. Hastigheten på reaktantene ble opprettholdt på.6 mol pr. time av isobutan og 0,5 mol pr. time av propylen. Hydrogenfluoridalkyleringskatalysator inneholdende 95 vekt% hydrogenfluorid, 4 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann ble også samtidig tilført til reaktoren. Hydrocarbonene og katalysatoren ble blandet ved et syre/hydrocarbonvolumforhold på 3/2 og reaksjonsblandingen ble opprettholdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer ved en oppholdstid på 10 min. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra reaktoren og ført til et avleiringskar. Reaksjonsblandingen ble holdt i avleiringskaret ved en oppholdstid på 5 min, hvorved det ble dannet en katalysatorfase og en.hydrocarbonfase. Katalysatorfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til reaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og utvunnet. Deler av butylenutgangsmaterialet og isobutanutgangsmaterialet beskrevet i eksempel 1, ble kombinert ved et isobutan/ butylenmolforhold på 12:1. Disse reaktanter ble kontinuerlig til-ført til en alkyleringsreaktor identisk med den som ble anvendt for å alkylere butylener i eksempel 1, ved en isobutanhastighet på 6 mol pr. time og en butylenhastighet på 0,5 mol pr. time. Hydrogenfluoridalkyleringskatalysator inneholdende 90 vekt% hydrogenfluorid, 9 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann ble også tilsatt kontinuerlig til reaktoren og blandet med hydrocarbonfødingén ved et syre/hydrocarbonvolumforhold på 3/2. Den.resulterende reaksjonsblanding ble.holdt ved en temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer ved en oppholdstid på 10 min. Reaksjonsblandingen ble kontinuerlig meddrevet fra reaktoren, ført til et avleiringskar og der separert i en katalysatorfase og en hydrocarbonfase. Det ble opprettholdt en oppholdstid i avleiringskaret på 5 min. Katalysatorfasen ble kontinuerlig meddrevet fra avleiringskaret og resirkulert til reaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen ble meddrevet fra avleiringskaret og kombinert med hydrocarbonfasen utvunnet fra propylenalkyleringsavleiringskaret som ovenfor beskrevet. Cr og tyngre hydrocarboner fra denne forenede hydrocarbonfase ble fraskilt fra de lettere hydrocarboner og utvunnet som produktet av prosessen. Dette alkylerte produkt ble analysert og funnet å ha et klar forskningsoctantall på 94,5.

Ved å sammenligne kvaliteten på det alkylat_som ble fremstilt i eksempel 5 med kvaliteten på det alkylat som ble fremstilt i eksempel 1 og eksempel 3, fremgår det at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å fremstille betydelig bedre akylatpro-dukt. Ved å sammenligne mengden av reaktantene tilsatt i eksempel 1 og 3 med mengden av reaktanter tilsatt i eksempel 5 fremgår det at de eksakt samme mengder reaktanter ble anvendt i alle tre eksempler, med hovedsakelig de samme alkyleringsbetingelser anvendt i reaktorene. Således demonstreres fremgangsmåtens overlegenhet ganske klart.

Eksempel 6

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ble ytterligere sammenlignet med konvensjonell alkyleringsteknlkk ved å utføre en typisk konvensjonell alkyleringsprosess.hvor propylenet og butylenreaktan-tene kombineres. De samme propylen-, butylen- og isobutanreaktan-ter som ble anvendt i eksempel 1 ble anvendt. Reaktantene ble anvendt under dannelse av et 24:1 isobutan/propylenmolforhold, et 24:1 isobutan/butylenmolforhold og et totalt isobutan/olefinmol-forhold på 12:1. Reaktantene ble kontinuerlig tilsatt til en alkyleringsreaktor identisk med de som ble anvendt i eksempel 1. Det ble opprettholdt en hastighet på 12 mol pr. time av isobutan, 0,5 mol.pr. time av butylener og 0,5 mol pr. time av propylen. Samti-dig ble en hydrogenfluoridkatalysator -inneholdende 89 vekt% syre, 10 vekt% organisk fortynner og 1 vekt% vann også tilsatt til reaktoren. Et 3/2 volumforhold mellom katalysator'og hydrocarboner ble opprettholdt i reaksjonsblandingen. En temperatur på 32,2° C og et trykk på 15 atmosfærer ble også opprettholdt. Etter en oppholdstid på 10 minutter ble reaksjonsblandingen kontinuerlig meddrevet fra reaktoren, ført til avleiringskaret og holdt der i 15 min. Den resulterende katalysatorfase ble. meddrevet fra avleiringskaret og

■resirkulert til reaktoren for videre bruk. Hydrocarbonfasen fra avleiringstrinnet ble meddrevet fra avleiringskaret og fraksjonert. og tyngre hydrocarboner i hydrocarbonfasen ble fraskilt og utvunnet som det alkylerte produkt. Dette alkylerte produkt ble analysert og funnet å ha et klart forskningsoctantall på 93,5.

Ved å sammenligne det alkylatprodukt som ble fremstilt ifølge fremgangsmåten som beskrevet i eksempel 1 og 3, med det alkylerteøprodukt fremstilt etter konvensjonelle alkyleringsmetoder som i eksempel 6, er det innlysende at foreliggende fremgangsmåte tilveiebringer en overraskende og betydelig forbedring av kvaliteten på det fremstilte alkylat, selv under anvendelse av de samme mengder av reaktanter.. Ved bruk av identiske mengder av de olefiniske reaktanter og isobutan, ble det etter fremgangsmåten ifølge eksempel 3 fremstilt et alkylat med ét forskningsoctantall på 96,2 mens den konvensjonelle metode ifølge eksempel 6 fremstilte et alkylat med forskningsoctantall på bare 9 3,5.

Eksempel 7

En prosess ifølge oppfinnelsen, identisk med den som ble anvendt i eksempel 3 ble utført, de eneste forskjeller var at en temperatur på 20° C ble opprettholdt i annet trinns reaktor hvor butylenreaktanten ble alkylert, i motsetning til eksempel 3 hvor det ble anvendt en temperatur på 32,2° C. De utvundne hydrocarboner fra annet trinns avleiringskar ble separert i en fraksjon og en C 4 og lettere fraksjon. fraksjonen ble utvunnet som det alkylerte produkt og analysert. Det ble funnet å ha et forsknings-octantall på 96,2 identisk med det alkylat som ble fremstilt ifølge eksempel 3. Således ble fleksibiliteten med hensyn til de betingelser som kan anvendes for ~å alkylere butylener ifølge fremgangsmåten ytterligere demonstrert.

Eksempel 8

Ved en ytterligere demonstrasjon av fremgangsmåtens an-vendelighet ble de alkylerte produkter fremstilt i eksempel 2, 3 og 7 ytterligere analysert for å bestemme fraksjonen av Cg og tyngre hydrocarboner fremstilt ved de utførelsesformer som er beskrevet i disse eksempler. Det ble funnet at det alkylerte produkt fremstilt i eksempel3 og 7, ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen inneholdt bare 4 vekt% Cg og tyngre hydrocarboner, mens produktet fremstilt ved fremgangsmåten ifølge eksempel 2 ved bare å forandre rekkefølgen av reaksjonen av lettere og tyngre olefiner fra den rekkefølge som angis ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, inneholdt 6,2 vekt% Cg og tyngre hydrocarboner. Det alkylerte produkt erholdt ved de konvensjonelle fremgangsmåter som beskrevet i eksempel 5 og 6, ble også analysert og funnet å omfatte 5 vekt% Cg og tyngre hydrocarboner. Det er således tydelig at fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringer en metode for fremstilling av et alkylatprodukt med et sluttkokepunkt betydelig under sluttkokepunktene til de alkylater som erholdes ved bruk av den kjente lære og andre alkyleringsprosesser.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av høyoktan alkylerings-reaks jonsprodukt ved katalytisk alkylering av isobutan med propylen i en første alkyleringssone og etterfølgende katalytisk alkylering av avløpet fra første alkyleringssone med butylener i en andre alkyleringssone, separering av høyoktan alkylat fra reaksjonsproduktet fra den annen alkyleringssone, og tilbakeføring av det gjenvundne isobutan til den første alkyleringssone, karakterisert ved at der i første alkyleringssone på i og for seg kjent måte anvendes en hydrogenfluoridkatalysator med et innhold av titrerbar syre på 80 - 99 vekt%, fortrinnsvis minst 85 vekt%, og med polyisobutylener som katalysatorfortynningsmiddel, en alkyleringsteraperatiur på . 15-66, fortrinnsvis 24-45°C, og at der i annen alkyleringssone på i og for seg kjent må-te anvendes en hydrogenfluoridkatalysator med et innhold av titrerbar syre på 65 - 95 vekt%, fortrinnsvis minst 70 vekt%, og med polyisobutylener som katalysatorfortynningsmiddel, og en alkyleringstemperatur på -18 - 44, fortrinnsvis 10 - 38°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at der i første alkyleringssone anvendes en høyere konsentrasjon av hydrogenfluoridkatalysator enn i annen alkyleringssone.