RU2008304C1 - Способ получения метил-трет-бутилового эфира - Google Patents

Способ получения метил-трет-бутилового эфира Download PDF

Info

Publication number
RU2008304C1
RU2008304C1 SU4945782/04A SU4945782A RU2008304C1 RU 2008304 C1 RU2008304 C1 RU 2008304C1 SU 4945782/04 A SU4945782/04 A SU 4945782/04A SU 4945782 A SU4945782 A SU 4945782A RU 2008304 C1 RU2008304 C1 RU 2008304C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methanol
mtbe
isobutene
fed
reactor
Prior art date
Application number
SU4945782/04A
Other languages
English (en)
Inventor
С.Ю. Павлов
В.А. Горшков
хилева М.Н. Стр
М.Н. Стряхилева
В.А. Смирнов
В.Н. Чуркин
Н.Г. Котельников
рчук В.И. Стол
В.И. Столярчук
В.П. Казаков
А.А. Гимбутас
мунис Ю.В. Н
Ю.В. Нямунис
тков А.Ф. Сн
А.Ф. Снятков
н А.Г. Тер-Минась
А.Г. Тер-Минасьян
Original Assignee
Научно-производственное предприятие "Ярсинтез"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-производственное предприятие "Ярсинтез" filed Critical Научно-производственное предприятие "Ярсинтез"
Priority to SU4945782/04A priority Critical patent/RU2008304C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2008304C1 publication Critical patent/RU2008304C1/ru

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

Сущность изобретения: продукт - метил-трет-бутиловый эфир получают взаимодействием изобутиленовой фракции углеводородов и метанола в присутствии ионитного катализатора при повышенных температуре и давлении в аппарате, включающем реакционную и верхнюю и нижнюю ректификационные зоны, при подаче 30 - 90 мас. % метанола в верхнюю ректификационную зону на 2 - 6-ю тарелку выше слоя катализатора и остального количества метанола - в верхнюю часть реакционной зоны не менее чем двумя потоками. Характеристика: улучшение качества отработанной фракции углеводородов, повышение селективности процесса.

Description

Изобретение относится к области получения метил-трет-бутилового эфира, применяемого в качестве высокооктанового компонента моторных топлив и в качесте полупродукта в процессах выделения изобутилена из С4-фракций различного происхождения.
Известен способ получения алкиловых эфиров взаимодействием спирта и изоолефина, осуществляемый в реакционно-ректификационном аппарате в присутствии третичного спирта, содержащего от 4 до 6 углеводородных атомов [1] .
Молярные соотношение спирта и изоолефина за счет присутствия третичного спирта составляет при этом от 0,7: 1 до 1,5: 1, что позволяет существенно снизить энергоемкость процесса. Присутствие же дополнительного компонента в реакторе при его концентрации 5-20% приводит к следующим недостаткам:
требуются дополнительные энергозатраты на выделение и рецикл третичного спирта в реактор синтеза;
требуется дополнительный узел очистки третичного спирта от накапливающихся примесей, таких как димеры и олигомеры непредельных углеводородов. Наиболее близким к предлагаемому является способ получения алкиловых эфиров [2] , где как и в предыдущем способе процесс взаимодействия спирта и изоолефина осуществляют в реакционно-ректификационном аппарате в присутствии ионитного катализатора, но без применения третьего компонента. Его функции выполняет спирт, используемый для синтеза эфира, при введении его с флегмой в количестве 2-20 мас. % .
Пременяемый аппарат включает реакционную и верхнюю и нижнюю ректификационные зоны. Спирт подают в верхнюю часть реакционной зоны в количестве, обеспечивающем практически полное превращение изоолефина в соответствующий эфир.
Серьезным недостатком способа является высокий выход диметилового эфира (ДМЭ), образующегося за счет межмолекулярной дегидратации спирта по реакции:
R-OH+R-OH
Figure 00000001
R-O-R+H2O
Объясняется высокий выход ДМЭ подачей всего потока спирта в верхнюю часть слоя катализатора, где концентрация изобутилена уже незначительна. Вследствие низкой температуры кипения ДМЭ последний полностью переходит в отработанную С4-фракцию. Содержание ДМЭ в ней достигает 0,2 - 0,5% и более. При использовании С4-фракции для переработки возникает необходимость тонкой и дорогостоящей очистки ее от ДМЭ. Так, в процессе получения алкилатов содержание ДМЭ в С4-фракции должно составлять не более 0,01% при применении в качестве катализатора серной кислоты и 0,0001-0,0005% - при использовании катализатора - фтористого водорода.
Выделение воды при образовании ДМЭ сопровождается побочной реакцией взаимодействия воды и изобутилена с образованием триметилкарбинола, что также снижает селективность процесса.
Серьезным недостатком известного способа является также отсутствие возможности эффективного и равномерного распределения спита в вехней части катализаторного слоя. Количество подаваемого спирта в 8-10 раз ниже, чем количество подаваемой флегмы, и применение даже самых эффективных распределительных устройств приводит к неравномерному распределению спирта по слою катализатора. При этом создаются локальные зоны с высокой концентрацией метанола, где межмолекулярная дегидратация его идет в большей степени, и зоны с высокой концентрацией изобутилена, где при недостатке спирта может протекать олигомеризация.
Целью изобретения является улучшение качества отработанной фракции углеводородов и повышение селективности процесса.
Для достижения указанной цели предлагается способ получения метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) взаимодействием изобутиленсодержащей фракции углеводородов и метанола в присутствии ионитного катализатора при повышенных температуре и давлении, осуществляемый в аппарате, включающем реакционную и верхнюю и нижнюю ректификационные зоны при подаче 30-90% от общего количества метанола в верхнюю ректификационную зону на 2-6-ю тарелку выше слоя катализатора и подаче остального количества спирта в верхнюю часть реакционной зоны не менее чем двумя потоками.
При использовании предлагаемого способа на тарелках верхней ректификационной зоны эффективно смешиваются метанол и углеводородная флегма, что создает более равномерное распределение спирта и углеводородов в верхнем сечении катализаторного слоя и исключает образование зон с высокой концентрацией одного из реагентов, где могут идти нежелательные побочные реакции образования ДМЭ, олигомеров и триметилкарбинола. Подача спирта в верхнюю часть слоя катализатора несколькими потоками уменьшает время пребывания спирта в зонах с низким содержанием изобутилена и снижает выход ДМЭ. Количество вводов метанола определяется требованиями к содержанию ДМЭ в отработанной фракции и экономической целесообразностью удорожания и усложнения процесса с увеличением количеств вводов спирта. Соотношение потоков метанола в зоне реакции зависит от ряда факторов (состава сырья, активности катализатора, высоты катализаторного слоя, режима работы аппарата и др. ) и рассчитывается с учетом приведенных факторов или подбирается в процессе эксплуатации установки.
При введении в верхнюю ректификационную зону менее 30% от общего количества метанола или при использовании тарелки ниже 2-й достигаемый положительный эффект незначителен. Подача спирта на тарелку выше 6-й более 90% общего количества метанола приводит к проскоку метанола в дистиллат, снижению выхода МТБЭ и увеличению выхода димеров изобутилена.
Отличием предлагаемого способа от прототипа является подача 30-90% от общего количества метанола на 3-6-ую тарелку верхней ректификационной зоны и ввод остального количества спирта в верхнюю часть зоны реакции не менее чем двумя потоками.
В патентной и научно-технической литературе не известен способ получения эфиров с использованием указанных приемов, поэтому мы считаем, что предлагаемое техническое решение отвечает критерию существенные отличия.
П р и м е р 1 (сравнительный). Синтез МТБЭ осуществляют в реакторе реакционно-ректификационного типа, состоящем из трух функциональных зон: верхней ректификационной, средней реакционной (заполненной катализатором) и нижней ректификационной. Катализатор - сульфированный сополимер стирола с дивинилбензолом, сформованный с полиэтиленом методом экструзии. Соотношение сополимера и полиэтилена 70-30 по массе.
Внутренний диаметр аппарата составляет 200 мм, общая высота - 16 м. Температура в слое катализатора - 60-70оС, давление - 8,5 ата.
25 кг/ч С4-углеводородной фракции, содержащей 18 мас. % изобутена, непрерывно подают в реакционно-ректификационный аппарат в виде жидкости под слой катализатора.
Противотоком к фракции углеводородов С4 непосредственно на слой катализатора подают 3,1 кг метанола. Из верхней части реактора отбирают 21,2 кг фракции, содержащей 0,5 мас. % изобутилена, 2,7 мас. % метанола, 0,1 мас. % диметилового эфира (ДМЭ).
Из куба реактора отбирают 6,9 кг продукта, содержащего: 97,9 мас. % МТБЭ, 0,5 мас. % триметилкарбинола (ТМК), 0,9 мас. % димеров изобутилена, 0,6 мас. % метанола. Конверсия метанола 80,2% .
Селективность мета- нола по МТБЭ 98,7% Конверсия изобутена 97,6%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 97,8%
П р и м е р 2. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 1.
Катализатор - сульфированный сополимер стирола с дивинилбензолом, сформованный с полипропиленом. Соотношение сополимера и полипропилена 70: 30 по массе. Количество и состав исходных потоков как в примере 1, но 90% от массы метанола подают на 2-ю снизу тарелку верхней ректификационной зоны, а остальную часть - в слой катализатора двумя потоками. Первый поток подают в точку, расположенную на расстоянии 20-25% высоты слоя, считая от его верхней границы, а второй поток - в точку на расстоянии 30-35% высоты слоя от его верхней границы.
Из верхней части реактора выводят 21,2 кг фракции, содержащей 0,5 мас. % изобутена, 2,7 мас. % метанола и 0,09 мас. % ДМЭ. Из куба реактора выводят 6,9 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,1 углеводородов С4; 98,0 МТБЭ; 0,5 ТМК; 0,8 димеров изобутена, 0,6 метанола. Конверсия метанола 80,2%
Селективность ме- танола по МТБЭ 98,9% Конверсия изобутена 97,7%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 97,9%
П р и м е р 3. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 2, но на вторую тарелку подают 30% от массы метанола. Из верхней части реактора выводят 21,2 кг фракции, содержащей, мас. % : 0,08 ДМЭ; 0,5 изобутена и 2,7 метанола.
Из куба выводят 6,9 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,1 углеводородов С4 ; 0,4 ТМК; 98,1 МТБЭ; 0,8 димеров изобутилена, 0,6 метанола. Конверсия метанола 80,2%
Селективность прек-
ращения мета- нола в МТБЭ 99,0% Конверсия изобутена 97,6%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 98,0%
П р и м е р 4. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 2, но 90% от массы метанола подают на 4-ю снизу тарелку верхней ректификационной зоны. Из верхней части реактора выводят 21,2 кг фракции, содержащей, мас. % : 0,5 изобутена; 0,06 ДМЭ; 2,7 метанола.
Из куба выводят 7,0 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,1 углеводородов С4; 0,3 ТМК; 98,1 МТБЭ; 0,8 димеров изобутилена; 0,7 метанола. Конверсия метанола 80,0%
Селективность ме- танола по МТБЭ 99,2% Конверсия изобутена 97,6%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 98,0%
П р и м е р 5. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 1, но 30% от массы метанола подают на 4-ю тарелку снизу верхней ректификационной зоны, остальную часть - в слой катализатора тремя потоками. Первый и второй поток подают как в примерах 2-4, в третий поток - в точку, расположенную на расстоянии 40-45% высоты слоя, считая от его верхней границы.
Из верхней части реактора выводят 21,1 кг фракции, содержащей, мас. % : ДМЭ; 0,3 изобутена; 2,5 метанола.
Из куба реактора выводят 7,0 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,1 углеводородов С4; 0,2 ТМК; 98,2 МТБЭ; 0,7 димеров изобутена; 0,8 метанола. Конверсия метанола 81,0
Селективность прев-
ращения метано- ла в МТБЭ 99,5% Конверсия изобутена 98,6%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 98,6%
П р и м е р 6. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 3, но 30% от массы метанола подают на 6-ю тарелку снизу верхней ректификационной зоны.
Катализатор - сополимер стирола и дивинилбензола (70: 30 по массе), сформованный с полипропиленом методом экструкзии. Из верхней части реактора выводят 21,1 кг фракции, содержащей, мас. % : 0,05 ДМЭ; 0,3 изобутена; 2,6 метанола.
Из куба реактора выводят 7,0 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,2 кг 0,2 углеводородов С4; 0,3 ТМК; 98,1 МТБЭ; 0,7 димеров; 0,7 метанола. Конверсия метанола 81,0%
Селективность ме- танола по МТБЭ 99,4% Конверсия изобутена 98,6%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 98,5%
П р и м е р 7. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 6, но 90% от массы метанола подают на 6-ю тарелку, а остальную часть - тремя потоками как в примере 5.
Из верхней части реактора выводят 21,2 кг фракции, содержащей 0,03 мас. % ДМЭ, 0,4 мас. % изобутена и 3,0 мас. % метанола.
Из куба выводят 6,9 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,3 углеводородов С4; 0,2 ТМК; 98,0 МТБЭ; 1,5 димеров изобутена. Конверсия метанола 79,7%
Селективность ме- танола по МТБЭ 99,5% Конверсия изобутена 98,2%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 97,4%
П р и м е р 8. Синтез МТБЭ осуществляют как в примере 1, но содержащие ДМЭ в верхнем продукте, выходящем из реактора, составляет 0,5 мас. % . Возрастание выхода ДМЭ, по сравнению с примером 1, может объясняться различиями в упаковке катализатора (карализатор загружают навалом). Величина 0,5 мас. % рассматривается как максимальная возможная концентрация ДМЭ в верхнем продукте.
Количество верхнего продукта - 21,0 кг. Содержание в нем изобутена 0,5 мас. % метанола 1,9 мас. % .
Из куба реактора выводят 7,1 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,1 углеводородов С4; 2,4 ТМК; 95,1 МТБЭ; 0,9 димеров изобутилена, 1,5 метанола. Конверсия метанола 83,9%
Селективность прев-
ращения метано- ла в МТБЭ 94,4% Конверсия изобутена 97,6%
Селективность прев-
ращения изобуте- на в МТБЭ 97,8%
П р и м е р 9. Синтез МТБЭ осуществляют в условиях примера 8, но поток метанола разбивают как в примере 5. Из верхней части реактора выводят 21,1 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,3 изобутена; 0,05 ДМЭ и 2,6 метанола. Из куба реактора выводят 7,0 кг продукта, содержащего, мас. % : 0,2 углеводородов С4; 0,3 ТМК; 98,1 МТБЭ, 0,7 димеров изобутилена, 0,7 метанола. Конверсия метанола 81,0%
Селективность ме- танола по МТБЭ 99,4% Конверсия изобутена 98,6%
Селективность изо- бутена по МТБЭ 98,5%
Как видно из приведенных примеров, при использовании предлагаемого способа концентрация ДМЭ в отработанной углеводородной фракции снижается с 0,1-0,5 до 0,02% , а селективность превращения метанола в МТБЭ может повышаться до 1,5-2,0% и более. Это позволяет использовать отработанную углеводородную фракцию в процессах с повышенными требованиями к концентрации кислородсодержащих соединений (например, в процессах алкилирования для получения автомобильных бензинов) и снизить непроизводительные затраты метанола на образование ДМЭ, которые на промышленных установках синтеза МТБЭ (минимальной мощностью 30-40 тыс. тонн МТБЭ в год) могут достигать 300-500 т в год.
(56)1. Авторское свидетельство СССР N 918290, кл. C 07 C 41/06, 1976.
2. Павлов С. Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л. : Химия, 1987, с. 139.

Claims (1)

  1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО ЭФИРА взаимодействием изобутиленсодержащей фракции углеводородов и метанола в присутствии ионитного катализатора при провышенных температуре и давлении, осуществляемый в аппарате, включающем реакционную и верхнюю и нижнюю ректификационные зоны при подаче метанола в верхнюю часть реакционной зоны, отличающийся тем, что 30 - 90 мас. % от общего количества метанола подают в верхнюю ректификационную зону на 2 ÷6-ю тарелку выше слоя катализатора, а остальное количество спирта подают в верхнюю часть реакционной зоны не менее чем двумя потоками.
SU4945782/04A 1991-05-24 1991-05-24 Способ получения метил-трет-бутилового эфира RU2008304C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4945782/04A RU2008304C1 (ru) 1991-05-24 1991-05-24 Способ получения метил-трет-бутилового эфира

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4945782/04A RU2008304C1 (ru) 1991-05-24 1991-05-24 Способ получения метил-трет-бутилового эфира

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2008304C1 true RU2008304C1 (ru) 1994-02-28

Family

ID=21579447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4945782/04A RU2008304C1 (ru) 1991-05-24 1991-05-24 Способ получения метил-трет-бутилового эфира

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2008304C1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5395981A (en) Hydrocarbon conversion by catalytic distillation
US5258560A (en) Etherification of C5 -plus olefins by catalytic distillation
US4797133A (en) Process for recovery of butene-1 from mixed C4 hydrocarbons
RU98117137A (ru) Способ этерификации - гидрирования
KR20210070380A (ko) 촉매 증류를 통한 이소부틸렌의 선택적 이량체화 및 에테르화
US9637422B2 (en) Method for preparing high purity isobutene using glycolether
US5243102A (en) Etherification of C5 -plus olefins by sequential catalytic distillation
US4510336A (en) Transetherification method
EP0633873B1 (en) Two stage production of ether from tertiary alcohol
US5196612A (en) Etherification of isoamylenes by catalytic distillation
US4352945A (en) Diisopropyl ether reversion in isopropanol production
RU2008304C1 (ru) Способ получения метил-трет-бутилового эфира
EP0390596A3 (en) Combined etherification and alkylation process
US6583325B1 (en) Process for the production of tertiary alkyl ethers
RU2155744C2 (ru) Способ получения алкильных эфиров и их смесей
US7115787B2 (en) Method for producing tert-butanol by means of reactive rectification
US4761504A (en) Integrated process for high octane alkylation and etherification
AU702039B2 (en) Process for preparing tertiary alkyl ethers
US5689014A (en) Integrated process for producing diisopropyl ether and an isopropyl tertiary alkyl ether
JP2612194B2 (ja) 線状オレフインの直接水加法
RU2030383C1 (ru) Способ получения метил-трет-бутилового эфира
RU2070552C1 (ru) Способ получения алкил-трет алкиловых эфиров
RU2771814C1 (ru) Селективные димеризация и этерификация изобутилена путем каталитической перегонки
RU1037632C (ru) Способ получения метил-трет- -алкиловых эфиров
RU2063396C1 (ru) Способ получения эфиров

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060525