PL155687B3 - SPOSÓB wytwarzania eteru metylo-tert-butylowego - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA	OPIS PATENTOWY	155 687
POLSKA	Patent dodatkowy	Int. Cl.5 C07C 41/06
W	do patentu nr 135 131
IBli	Zgłoszono: 88 09 07 /P. 274574/	C07C 43/04
	Pierwszeństwo -
	cweibu
URZĄD	Zgłoszenie ogłoszono: 90 03 19	OGÓL IU,
PATENTOWY
RP	Opis patentowy opublikowano: 1992 09 30

Twóroy wynnlazku: Stanisław Grzeczkowski, Sławomir Byczuk, Kzimierz Prąozek, Stanisław Mańka, Mirosław Konopka, Ludwik Uhrapkowski, Konrad Jaskóła, Wisław Żylik, Andzzej Bańkowski

Uprawniony e patentu: Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Przemysłu Rafineryjnego, Płock Biała Nowa /Polska/ sposób wytwarzania eteru metylo-tert-butylowego

Preedmiotem wynalaeku jest sposób wytwarzania czy3tego eteru meeylo-tert-butyoowego na drodze reakcji metanolu z izobutylnnem w obecności kwaśnej żywicy jonowymiennej jako katalizatora.

Sposób znany z polskiego opisu patentowego nr 135 131 polega na tym, że wytwarzanie eteru melylo-tert-butyOowego prowadEi się w układzie składającym się ze strefy reakcji, którą stanowi reaktor zbiornikowy bez oewoętrEnych elementów odbioru ciepła, zawierający stełe złoże katalizatora, oraz strefy rozdziału mieszaniny poreakcyjnej, którą stanowi kolumne destylacyjna. Ze szczytu kolumny odbiera się nieprzereagowarn węglowodory, z dołu kolumny odprowadza się czysty eter, zaś odbieraną jako frakcję boczną mieszaninę eteru i mtanolu zawraca aię do reaktora zbiornikowego, do którego wprowadza się jednocześnie frakcję węglowodorów zawierającą izobutylm, oraz meeanol.

Reakcję prowadzi się w fazie ciekłej, w temperaturze od 323 do 373 K, a stosunek ilości zawracanej frakcji do ilości czystego izobutylenu wprowwdzanego do strefy reakcji wynosi od 5:1 do 15:1. W trakcie bedań nad procesem wytwarzania eteru meylo-tert-butylowego okazało się, że sposób przedstawiony w opisie do patentu nr 135 131 można znacznie ulepszyć jeśli eteryfikację prov:adzi się w strefie reakcji uzupełnionej o reaktor rurkowy z wewnętrznym odbiorem ciepła w przestrzeni międEyrurkowwi.

Istota sposobu polega na tym, że do cyrkulacyjnego reaktora zbiornikowego do którego zawraca się frakcję boczną z kolumny destylacyjnej, podaje tylko część strumienia świeżej frakcji izobutylenowej wynoszącą od 10 do 30% wagowych, zaś pozostałą część tego strumienia, wynoszącą od 90 do 70% wagowych, poddaje się najpierw reakcji z metanolem w reaktorze rurkowym i dopiero otrzymaną mieszaninę poreakcyjną wprowadza się do cyrkulacyjnego reaktora zbiornikowego. Reakcjję w reaktorze rurkowym prowadzi się przy stosunku molowym alkoholu do izobutylenu wynoszącym od 1,1 do 1,6 korzystnie od 1,2 do 1,4, natomiast w reaktorze zbikrnikowym stosunek ten wynosi od 1,1 do 2,5. Mieszaninę poreakcyjną e reaktora zbiornikowego kieruje się do kolumny rektyfikacyjnej.

155 687

155 6S7

Aby wyjaśnić na czym polega ulepszenie sposobu wytwarzania eteru metylo-tert-butylowego uzyskane dzięki uzupełnieniu strefy reakcji o reaktor rurkowy oraz opisanemu wyżej sposobowi podziału frakcji izobutylenowej między dwa reaktory, konieczne jest podkreślenie wielorakości skutków, ściśle ze sobą sprzężonych, jakie wyw^bje odbiór frakcji bocznej z kolumny rektyfikacyjnej i zawracanie jej do strefy reakcji. Jednym z nich jest osiągnięcie efektywnego rozdziału trudnej do rozdzielenia mieszaniny poreakcyjnej w bardzo prostym układzie rozdzielania. Inne zaś, dotyczące strefy reakcji w której to strefie zawracana frakcja jednocześnie pełni funkcję czynnika odbioru ciepła reakcji jak i wpływa w sposób znaozący na skład reagującej w reaktorze z-ioΓnirow;a mieszaniny, polegają na wytwarzaniu w sposób nieoczekiwany, sprzyjających warunki reaKcji. Reakcja przebiega z dobrą selektywnością i zadawalającym stopniem kocOTaj izo buty le nu do eteru mtylo-tert-butylowego.

Ilość zawracanej frakcji może zmieniać się w określonych w opisie granicach, przy czym z jednej strony ilość ta zależy od miejsca odbioru frakcji z kolumny rektyfikacyjnej, a z drugiej strony podporządkowana jest konieczności wytworzenia takich warunków w złożonym, z punKtu widzenia kinetyki reakcji, układzie reakcyjnym w reaktorze zbiornikowym, aby reakcja przebiegała w pożądany, opisany wyżej sposób. Dzięki uzupełnieniu atrefy reakcji o reaktor rurkowy, oraz dzięki równoległemu podawaniu frakcji izobutylenowej do reaktora rurkowego i zbiornikowego, który to sposób podawania pozwala na utrzymnie w obu reaktorach korzystnego stosunku molowego mtanolu do izobutylenu, bez wprowadzenia zbyt dużego nadmiaru alkoholu, wszystkie korzystne skutki sposobu według opisu patentowego nr 135 131 osiągnąć można przy znacznie mnnejszej ilości zawracanej frakcji bocznej. Ten dodatkowy efekt jest bardzo istotny z punktu widzenia przenysłowego stosowania wyn8lazku. Wykorzy^tlć można go w dwoóaki sposób, bądź przez znaczące zintensyfikowanie procesu wytwarzania eteru, bądź przez wydatne zmniijsBeni^e pojemności reaktora z-iornilowegl i pojemności oraz wyddjności układu zawracania frakcji bcczenj. UniknięΜτ większego nadmiaru alkoholu niż wymga tego przebieg reakcji jest bardzo ważne z uwagi na trudności występująot przy rozdzieleniu mieszaniny poreakcyjnej, której składniki tworzą z alkoholem układy azeotropowe.

Sposób według wyralazku objaśniony jest bliżej w przykładzie, w oparciu o rysunek, na którym schemtyoznie przed stawiono układ technologiczny do stosowania sposobu.

Przykład · Proces otrzymywania eteru mβtyll-teΓt-b^tylowego prowadzi się w sposób ciągły. Frakcję izobutytenową pochodzącą z procesu krakingu katjlitycznegl o następującym składzie: propan 0,23® wagowych, i-butan 40,17® wagowych, n-butan 0,9® Wagowych, i-butylen 33,07® wagowych, buten-1 25,15® wagowych, butadien-1,3 0,46® wagowych, pobiera się przewodem 1 w ilości 1025 kg/godz. i dzieli na dwa strumienie. Jeden ze strumieni, stanowiący 75® wagowych całości, podaje się przewodem 2, miesza z metanolta podawanym w ilości 207 kg/godz. przewodem 4 i mieszaninę wprowadza się do reaktora rurkowego 5, zawierającego złoże katalizatora w przestrzeni rurkowej. Stosunek molowy metanolu do izobutylenu wynosi 1,4. Reakcję eteryfikacji prowadzi się w temperaturze 323-333 K odbierając ciepło reakcji w przestrzeni międzyrurkowwj. Mieszaninę poreakcyjną, w ilości 976 kg/godz. opuszczającą reaktor rurkowy 5 przewodem 6 miesza się z drugą częścią frakcji izobutylenowej wynoszącą 25® wagowych całości i doprowadzoną przewodem 3, oraz frakcją boczną w ilości 2050 Kg/godz. doprowadzoną przewodem 7 z kolumny rektyfikacyjnej 8. Otrzymaną mieszaninę podaje się do cyrkulacyjnego reaktora zbiornik:owjgo 9, nie zawierającego wewoitΓZiegl odbioru ciepła.

Skład mieszaniny poreakcyjnej z reaktora rurkowego 5 jest następujący: propan 0,18® wagowych, i-butan 31,63® wagowych, n-butan 0,72® wagowych, i-butylen 2,76® wagowych, butenM 19,Q0® wagowych, butadienu,3 0,36® wagowyoh, eter raeylo-tert-butyOowy 36,60® wagowych, alkohol mtylowy 7,95® wagowych.

Zawracana z dolnej części Kolumny rektyfikacyjnej 8 frakcja boczna zawiera: eter mejyll-tert-butyOowy 96® wagow⁰'¹, mtanol 4® wagowych.

155 687

Reakcja eteryfikacji w cyrkulacyjnym reaktorze zbiornikowym 9 przebiega przy etoBunku molowym mtanolu do izobutylenu wynoszącym 2,5, ciśnieniu 1,3 MPa i temperaturze na wyjściu z reaktora 353 K. Wzrost temperatury na złożu katalizatora wynosi 15 deg.

Mieszaninę poreakcyjną z reaktora zbiornikowego 9, w ilości 32B2 kg/godz. wprowadza eię przewodem 10 do kolumny rektyfikacyjnej 8. Ciśnienie na szczycie kolumny wynosi 0,6 KPa, a temperatura dołu 398 K. Ze szczytu kolumny odbiera eię przewodem 11 nie przereagow;ane węglowodory zawierające 1,2$ wagowych izobutylenu. Frakcję boczną odbiera eię z dolnej części kolumny przewodem 7, a z dołu kolumny przewodem 12 odprowadza się eter metylo-tert-butyoowy w ilości 519 kg/godz. o składzie: eter meylo-tertbb^tykowy 98,05$ wagowych, metanol 1,40$ wagowych, alkohol tert-butyoowy, dwuizobutylen 0,60$ Wagowych.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania eteru mey^lo-terli-bt^l^jrowe^o w reakcji eteryfikacji izobutylenu z frakcji izobutylenowej i^ianolem stokow8n;m w nadmiarze, w temperaturze 323-373 K, w obecności kationie jako katalizatora, polegający na tym, że meszaninę poreakcyjną poddaje się procesowi rektyfikacji pod ciśnieniem 0,6-1 KPa, przy czym ze szczytu kolumny w temperaturze 320-350 K odbiera się nieprzeteakowane węglowodory, z dołu kolumny, w temperaturze 390-420 K odprowadza się czysty eter, a jako frakcję boczną odbiera się, w temperaturze 360-410 K, mieszaniną metanolu i eteru, ewentualnie wraz z węglowodorami, o sawartc^iści 3-8$ wagowych metanolu, którą to frakcję zawraca się do strefy reakcji w proporcji wagowej 5:1 - 15:1 w stosunku do ilości czystego iEkbitylθnu wprowadzonego do strefy reskoci, według patentu nr 135 131, znamienny tym, że frakcję boczną zawraca się do strefy reakcji złożonej z reaktora rurkowego i reaktora zbiornikowego, przy czym frakoję boczną wprowadza się do reaktora zbiornikowego, do którego jednocześnie podaje się część frakcji izobutylenowej, wynoszącą od 10 do 30$ wagowych całej ilości tej frakcji, i mieszaninę poreakcyjną z reaktora rurkowego, w którym poddaje się reakcji z mtanolem pozostałą część frakcji izobutyle nowej, wynoszącą od 70 do 90$ wagowych, przy czym stosunek molowy alkoholu do izobutylenu w reaktorze rurkowym utrzymuje się na poziomie od 1,1 do 1,6, a w reaktorze zbiornkkowym od 1,1 do 2,4, po czym mieszaninę poreakcyjną z reaktora ztiioΓnikowegk wprowadza się do kolumny rektyfikacyjnej.