RU2064919C1 - Method of synthesis of alkyl-tert-alkyl esters - Google Patents
Method of synthesis of alkyl-tert-alkyl esters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064919C1 RU2064919C1 RU93018900A RU93018900A RU2064919C1 RU 2064919 C1 RU2064919 C1 RU 2064919C1 RU 93018900 A RU93018900 A RU 93018900A RU 93018900 A RU93018900 A RU 93018900A RU 2064919 C1 RU2064919 C1 RU 2064919C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- amount
- zone
- reaction
- liquid
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к области получения эфиров взаимодействием олефинов и алифатических спиртов в присутствии ионитного катализатора. Указанные эфиры применяются в качестве высокооктановых компонентов моторных топлив или являются промежуточными пpодуктами в процессах выделения олефинов из углеводородных фракций различного пpоисхождения, получаемых на основе термического или термокаталитического превращения нефтяного сырья. The alleged invention relates to the field of production of esters by the interaction of olefins and aliphatic alcohols in the presence of an ionic catalyst. These esters are used as high-octane components of motor fuels or are intermediate products in the processes of separation of olefins from hydrocarbon fractions of various origin, obtained on the basis of thermal or thermocatalytic conversion of petroleum feedstocks.
Известен способ получения алкил-трет-алкиловых эфиров [1] где синтез эфиров осуществляют в реакционно-ректификационном реакторе. Катализатор помещен в средней части реактора и выполняет наряду с каталитическими свойствами функции массообменной насадки. Спирт подают в верхнюю часть катализаторного слоя, а углеводородную фракцию в нижнюю часть катализаторного слоя. Жидкая и паровая фазы движутся встречными потоками (противотоком). При этом сплошной фазой является газовая фаза, движущаяся снизу вверх через слой катализатора, орошаемый жидкой фазой, стекающей по катализатору сверху вниз. A known method of producing alkyl tert-alkyl esters [1] where the synthesis of esters is carried out in a reactive distillation reactor. The catalyst is placed in the middle part of the reactor and performs, along with the catalytic properties, the functions of the mass transfer nozzle. Alcohol is fed to the upper part of the catalyst layer, and the hydrocarbon fraction to the lower part of the catalyst layer. The liquid and vapor phases move in opposite streams (countercurrent flow). In this case, the continuous phase is the gas phase, moving from the bottom up through the catalyst bed, irrigated by the liquid phase, flowing down the catalyst from top to bottom.
Недостатками указанного способа являются низкие допустимые скорости движения газовой фазы через слой катализатора. При повышении скоростей наступает "захлебывание" катализаторной зоны. Поэтому для осуществления процесса необходимы большие сечения (диаметры) реакционной зоны. The disadvantages of this method are the low permissible velocity of the gas phase through the catalyst bed. With increasing speeds, a “choking” of the catalyst zone occurs. Therefore, for the implementation of the process, large sections (diameters) of the reaction zone are necessary.
Недостатками известного способа также являются:
1. Трудность обеспечения равномерного распределения потоков жидкости и газа по катализаторному слою в реакторах, имеющих диаметр 5 м и более. Неравномерность распределения приводит к образованию локальных неорошаемых жидкостью зон катализатора, температура в которых автоматически повышается до 90oC и более, что является пределом термической стойкости катализатора. В указанных зонах катализатор "спекается", теряет свою каталитическую активность. Далее снижается эффективность катализатора, как массообменной насадки, и производительность реактора из-за возможности "захлебывания" реакционной зоны реактора жидкостью, орошающей катализатор.The disadvantages of this method are also:
1. The difficulty of ensuring a uniform distribution of fluid and gas flows over the catalyst layer in reactors having a diameter of 5 m or more. The uneven distribution leads to the formation of local non-wetted zones of the catalyst, the temperature in which automatically rises to 90 o C or more, which is the limit of thermal stability of the catalyst. In these zones, the catalyst "sinter", loses its catalytic activity. Further, the efficiency of the catalyst, as a mass transfer nozzle, and the productivity of the reactor are reduced due to the possibility of "flooding" of the reaction zone of the reactor with liquid irrigating the catalyst.
2. Неравномерность распределения потоков жидкости и газа и возможных перегревов увеличивает вход побочных продуктов, в частности, диизобутилена. 2. The uneven distribution of liquid and gas flows and possible overheating increases the input of by-products, in particular, diisobutylene.
Указанные выше недостатки в меньшей степени проявляются в способе Пат. США 4847430, кл. приор. 11.07.89/1, кл. С 07 С 41/06, где процесс синтеза эфиров осуществляют в реакционно-ректификационном реакторе взаимодействием олефинов и алифатических спиртов в присутствии ионитного катализатора при повышенных температуре и давлении с раздельными зонами ректификационными и реакционно-ректификационными, где газовый поток из нижерасположенной зоны ректификации в вышерасположенную зону ректификации пропускают через полые вертикальные каналы таким образом, что газовый поток не проходит сквозь слой катализатора. The above disadvantages are less evident in the method of Pat. USA 4847430, CL prior. 07/11/89/1, cl. C 07 C 41/06, where the ester synthesis process is carried out in a reaction-distillation reactor by the interaction of olefins and aliphatic alcohols in the presence of an ion-exchange catalyst at elevated temperature and pressure with separate distillation and reaction-distillation zones, where the gas stream from the downstream distillation zone to the upstream zone distillations are passed through hollow vertical channels so that the gas stream does not pass through the catalyst bed.
Указанный способ имеет следующие недостатки:
1. В реакторе исключен контакт газового и жидкостного потоков в слое катализатора и катализатор теряет функции массообменной насадки.The specified method has the following disadvantages:
1. In the reactor, contact between gas and liquid flows in the catalyst bed is excluded and the catalyst loses the function of the mass transfer nozzle.
2. В катализаторном слое имеет место разогрев реакционной массы и ее частичное испарение за счет тепла реакции образования эфира. В первую очередь испаряются более низкокипящие компоненты, в частности, углеводороды. За счет испарения углеводородов концентрация их в реакционной смеси в нижней части слоя резко снижается, что уменьшает конверсию изобутилена и выход эфира за счет побочных реакций. 2. In the catalyst layer there is a heating of the reaction mass and its partial evaporation due to the heat of the ether formation reaction. First of all, lower boiling components, in particular, hydrocarbons, evaporate. Due to the evaporation of hydrocarbons, their concentration in the reaction mixture in the lower part of the layer decreases sharply, which reduces the conversion of isobutylene and the yield of ether due to side reactions.
3. Слив жидкости через опорную тарелку, на которой расположен катализаторный слой, также является малоэффективным приемом и при изменении нагрузок, имеющих место в реакторах реакционно-ректификационного типа, может привести к "провалу" жидкости и не гарантирует "затопленности" катализатора. 3. Draining the liquid through the support plate on which the catalyst layer is located is also an ineffective technique and when the loads occurring in the reactive distillation type reactors can change, the liquid will “fail” and does not guarantee “flooding” of the catalyst.
Целью предполагаемого изобретения является увеличение производительности аппарата и увеличение выхода эфиров. The aim of the proposed invention is to increase the productivity of the apparatus and increase the yield of ethers.
Для достижения указанной цели предлагается способ получения эфиров взаимодействием олефинов и алифатических спиртов в присутствии твердого ионитного катализатора при повышенных температуре и давлении в аппарате с раздельными зонами ректификации и несколькими зонами реакции, где паровой поток с нижерасположенной зоны частично пропускают в вышерасположенную зону сквозь катализаторный слой, через полые вертикальные каналы и часто в количестве от 5 до 70% предпочтительно от 5 до 35% от общего количества парового потока, поступившего из нижележащей зоны ректификации. Соотношение потоков целесообразно регулировать путем частичного перекрытия сечения полых вертикальных каналов. To achieve this goal, a method is proposed for producing esters by the interaction of olefins and aliphatic alcohols in the presence of a solid ionic catalyst at elevated temperature and pressure in an apparatus with separate distillation zones and several reaction zones, where the vapor stream from the lower zone is partially passed through the catalyst layer into the upper zone through hollow vertical channels and often in an amount of from 5 to 70%, preferably from 5 to 35% of the total amount of steam flow from the bottom reclining rectification zone. The ratio of flows, it is advisable to adjust by partially overlapping the cross section of the hollow vertical channels.
Предлагаемое изобретение позволяет использовать важные функции катализатора, как массообменной насадки при контакте парового и жидкостного потоков в катализаторном слое и осуществить непрерывный подвод олефина в зону реакции с паровым потоком. The present invention allows you to use the important functions of the catalyst, as mass transfer nozzles in contact with the vapor and liquid flows in the catalyst layer and to continuously supply olefin to the reaction zone with the vapor stream.
За счет контакта парового и жидкостного потоков в катализаторном слое создаются более благоприятные условия для массообмена и повышается концентрация олефинов в нижней части катализаторного слоя. Due to the contact of vapor and liquid flows in the catalyst layer, more favorable conditions for mass transfer are created and the concentration of olefins in the lower part of the catalyst layer increases.
В предлагаемом способе катализатор также может быть заполнен жидкостью только в нижней части катализаторного слоя, но более предпочтительно вести процесс в реакторе, где слой полностью залит жидкостью. In the proposed method, the catalyst can also be filled with liquid only in the lower part of the catalyst layer, but it is more preferable to conduct the process in a reactor where the layer is completely filled with liquid.
Важным преимуществом предлагаемого способа является более эффективное перемешивание слоя жидкости потоком пара, который проходит сквозь слой катализатора, что также повышает эффективность процесса. An important advantage of the proposed method is a more efficient mixing of the liquid layer with a vapor stream that passes through the catalyst layer, which also increases the efficiency of the process.
В целом осуществляется прямоток жидкости и пара в каждой из реакционных зон, но достигается общий противоток жидкости и пара по колонне, что с одной стороны не создает жестких ограничений по нагрузке в реакционных зонах, с другой позволяет за счет общего противотока при достаточном количестве реакционных зон достигать практически полной конверсии обоих компонентов. In general, a direct flow of liquid and steam is carried out in each of the reaction zones, but a total countercurrent flow of liquid and steam is reached through the column, which on the one hand does not create strict restrictions on the load in the reaction zones, and on the other hand, it allows reaching a sufficient countercurrent with a sufficient number of reaction zones almost complete conversion of both components.
При пропускании через катализаторный слой менее 5% парового потока распределительная тарелка под катализаторным слоем должна иметь очень маленькое количество отверстий для прохода пара. Это приведет к тому, что пар будет проходить не через всю толщину катализаторного слоя, а лишь через отдельные участки, что существенно снизит эффективность катализатора как массообменной насадки. When passing through the catalyst bed less than 5% of the vapor stream, the distribution plate below the catalyst bed should have a very small number of openings for the passage of steam. This will lead to the fact that the steam will not pass through the entire thickness of the catalyst layer, but only through separate sections, which will significantly reduce the effectiveness of the catalyst as a mass transfer nozzle.
При пропускании через катализаторный слой более 70% парового потока скорость прохождения паров через катализаторный слой возрастает столь значительно, что начинает происходить унос (выталкивание) жидкости из катализаторной зоны и, чтобы избежать этого явления, приходится уменьшить нагрузки на реакционно-ректификационный аппарат, что, соответственно, приводит к тому, что его производительность становится на уровне аппарата по прототипу. When more than 70% of the vapor stream is passed through the catalyst bed, the rate of vapor passage through the catalyst bed increases so significantly that fluid entrainment (ejection) from the catalyst zone begins and, in order to avoid this phenomenon, it is necessary to reduce the load on the distillation apparatus, which, respectively , leads to the fact that its performance becomes at the level of the apparatus of the prototype.
На фиг.1 показана схема работы тарелки по предлагаемому способу. На фиг. 1 показаны раздельные две катализаторные и одна ректификационная зоны, включающая при массообменных устройствах (клапанные, сичастые, колпачковые или другие типы барботажных тарелок). In Fig.1 shows a diagram of the operation of the plates of the proposed method. In FIG. 1 shows separate two catalyst and one distillation zones, including mass transfer devices (valve, syschastye, cap or other types of bubbler plates).
Поток пара, поднимающийся с нижележащей зоны ректификации с тарелки 1, делится на два потока. Один поток проходит через полый канал 3, а другой поток через распределительную тарелку, на которой расположен катализатор, и далее через слой катализатора 2 в вышележащую зону ректификации. Оба потока перед входом в зону ректификации объединяются и пар противопотоком стекающей жидкости проходит 3 барботажных тарелки и поступает в вышележащую реакционную зону, где аналогичным образом делится на два потока и проходит полый вертикальный канал 3 и катализаторный слой 2. The steam stream rising from the underlying rectification zone from the
Жидкостной поток через переливное устройство 4, расположенное в верхней ректификационной зоне, стекает в нижнюю часть катализаторного слоя. Далее поток жидкости вместе с потоком пара, приходящим с нижерасположенной ректификационной зоны с тарелки 1 и паровым потоком реакционной массы, испарившейся за счет выделившегося тепла реакции, прямотоком проходит сквозь слой катализатора. В верхней части жидкость отделяется от пара и через переливное устройство 5 стекает на нижерасположенную ректификационную зону на тарелку 1. Жидкость проходит 3 барботажных тарелки 1 средней ректификационной зоны и через переливное устройство 4 стекает в нижнюю реакционную зону. Жидкость контактирует с паровым потоком в реакционной зоне 2 аналогичным образом и через переливное устройство 5 стекает на нижерасположенную ректификационную зону. The liquid stream through the
На фиг. 2 полый вертикальный канал 3 расположен вне аппарата и паровый поток также делится на две части. Одна часть проходит канал 3, а другая часть проходит сквозь слой катализатора 2. In FIG. 2, a hollow
На фиг.3 показано, что жидкость из реакционной зоны в нижерасположенную зону ректификации стекает по линии 5, расположенной вне полого аппарата. Figure 3 shows that the liquid from the reaction zone to the downstream distillation zone flows down
Пример 1 (по прототипу). Реакционно-ректификационный аппарат состоял из трех зон. Верхняя ректификационная зона имела диаметр 150 мм и была заполнена кольцами Рашига размером 15•15 мм на высоту 5 м. Средняя реакционно-ректификационная зоны имела диаметр 150 мм и была заполнена формованным сульфоионитным катализатором КИФ-1 на высоту 5 м. Катализатор имел диаметр 4-5 мм и длину 8-10 мм. Нижняя ректификационная зона имела диаметр 150 мм и была заполнена кольцами Рашига размером 15•15 мм на высоту 6 м. Объем загруженного катализатора составлял 883 л. Example 1 (prototype). The reaction-distillation apparatus consisted of three zones. The upper distillation zone had a diameter of 150 mm and was filled with Raschig rings measuring 15 • 15 mm to a height of 5 m. The middle reaction distillation zone had a diameter of 150 mm and was filled with a molded sulfonate catalyst KIF-1 to a height of 5 m. The catalyst had a diameter of 4 5 mm and a length of 8-10 mm. The lower distillation zone had a diameter of 150 mm and was filled with Raschig rings measuring 15 x 15 mm to a height of 6 m. The volume of the loaded catalyst was 883 l.
Изобутан-изобутиленовую фракцию в количестве 222,2 кг/час подавали в нижнюю часть катализаторного слоя с температурой 70oC. Содержание изобутилена во фракции составляло 45% мас.The isobutane-isobutylene fraction in an amount of 222.2 kg / h was fed into the lower part of the catalyst layer with a temperature of 70 o C. The isobutylene content in the fraction was 45% wt.
Метанол в количестве 59,4 кг/час подавали в верхнюю часть катализаторного слоя с температурой 60oC.Methanol in an amount of 59.4 kg / h was fed into the upper part of the catalyst layer with a temperature of 60 o C.
Реакционно-ректификационный аппарат работал с флегмовым числом R=3. Количество дистиллата составляло 127 кг/час, количество флегмы 381 кг/час. The reaction-distillation apparatus worked with a reflux ratio of R = 3. The amount of distillate was 127 kg / h; the amount of reflux was 381 kg / h.
Реакционно-ректификационный аппарат работал в следующем режиме:
температура верха 60oС
температура в катализаторном слое 65-70oC
температура куба 140oC
давление верха 8,0 ат/см2
давление куба 8,5 кг/см2
Изобутановая фракция, отбираемая сверху колонны, имела следующий состав (% мас.)
Изобутан 34,5-96,5
Метанол 3,0-3,5
Изобутилен 0,5-1,0
Метил-трет-бутиловый эфир, отбираемый из куба колонны, в количестве 154,6 кг/час имел следующий состав:
МТБЭ 99,1
Трет-бутанол 0,3
Метанол 0,1
Диизобутилен 0,3
Углеводороды С5 0,2.The reaction-distillation apparatus worked in the following mode:
top temperature 60 o C
temperature in the catalyst layer 65-70 o C
cube temperature 140 o C
top pressure 8.0 at / cm 2
cube pressure 8.5 kg / cm 2
The isobutane fraction taken from the top of the column had the following composition (% wt.)
Isobutane 34.5-96.5
Methanol 3.0-3.5
Isobutylene 0.5-1.0
Methyl tert-butyl ether, taken from the bottom of the column, in an amount of 154.6 kg / h, had the following composition:
MTBE 99.1
Tert-butanol 0.3
Methanol 0.1
Diisobutylene 0.3
Hydrocarbons C 5 0.2.
Конверсия изобутилена составляла 98,7-99,4% Селективность 98-99%
Производительность катализатора, определяемая как отношение количества получаемого целевого продукта к количеству загруженного катализатора, составляла 0,175 кг/л катализатора в час.The conversion of isobutylene was 98.7-99.4%. Selectivity 98-99%.
The productivity of the catalyst, defined as the ratio of the amount of the target product to the amount of loaded catalyst, was 0.175 kg / l of catalyst per hour.
Весь паровой поток проходил через катализаторный слой. The entire vapor stream passed through the catalyst bed.
Пример 2 (по прототипу). Получение МТБЭ из изобутан-изобутиленовой фракции осуществляли в реакционно-ректификационном аппарате, имеющем 3 зоны. Верхняя ректификационная зона имела диаметр 150 мм и была заполнена насадкой кольцами Рашига размером 15•15 мм на высоту 5 м. Средняя реакционно-ректификационная зона имела следующую конструкцию. Каждый из 3 слоев катализатора КИФ-1 имел высоту 2,5 м. Катализатор помещали на опорной тарелке. Над верхним и над нижним слоем катализатора установлены ситчатые тарелки обычной конструкции. Между слоями катализатора установлены по 4 ситчатых тарелки. Внутри катализаторного слоя размещены вертикальные полые каналы для прохождения парового потока и для слива жидкости. Example 2 (prototype). Obtaining MTBE from the isobutane-isobutylene fraction was carried out in a reaction-distillation apparatus having 3 zones. The upper distillation zone had a diameter of 150 mm and was filled with a nozzle with Raschig rings measuring 15 x 15 mm to a height of 5 m. The average reaction distillation zone had the following structure. Each of the 3 layers of KIF-1 catalyst had a height of 2.5 m. The catalyst was placed on a support plate. Above the upper and lower catalyst beds are sieve plates of a conventional design. Between the layers of the catalyst are 4 mesh plates. Inside the catalyst layer there are vertical hollow channels for the passage of the vapor stream and for draining the liquid.
Объем загруженного катализатора составлял 132 литра. Поток жидкости, стекающий из верхней ректификационной зоны, попадает на верхнюю ситчатую тарелку и далее по вертикальному каналу сливается в нижнюю часть катализаторного слоя. Из нижней части катализаторного слоя поток жидкости вместе с паровым потоком, образующимся за счет реакционного тепла, поднимается в верхнюю часть катализаторного слоя и по вертикальному каналу стекает на нижележащую ситчатую тарелку. Поток жидкости указанным образом проходит реакционную-ректификационную зону и из нижней ситчатой тарелки через распределительную тарелку обычной конструкции стекает в нижнюю ректификационную зону. The volume of the loaded catalyst was 132 liters. The liquid stream flowing from the upper distillation zone enters the upper sieve plate and then merges along the vertical channel into the lower part of the catalyst layer. From the lower part of the catalyst layer, the liquid stream, together with the vapor stream generated due to the reaction heat, rises to the upper part of the catalyst layer and flows down the vertical channel onto the underlying sieve plate. The liquid flow in this way passes the reaction-distillation zone and flows from the lower sieve plate through a distribution plate of a conventional design into the lower distillation zone.
Паровой поток проходит катализаторную зону снизу вверх через отверстия в ситчатых тарелках и только через вертикальные каналы в катализаторном слое. Через катализаторный слой указанный паровой поток не проходит. The vapor stream passes the catalyst zone from the bottom up through the openings in the sieve trays and only through the vertical channels in the catalyst layer. The vapor stream does not pass through the catalyst bed.
Нижняя ректификационная зона заполнена насадкой из колец Рашига размером 15•15 мм на высоту 6 м и в верхней части имеет тарелку для распределения жидкости. The lower distillation zone is filled with a nozzle of Rashig rings measuring 15 • 15 mm to a height of 6 m and in the upper part has a plate for liquid distribution.
Изобутан-изобутиленовую фракцию в количестве 130,7 кг/час, содержащую 45% изобутилена, подавали в нижнюю часть реакционно-ректификационной зоны с температурой 70oC.The isobutane-isobutylene fraction in an amount of 130.7 kg / h, containing 45% isobutylene, was fed into the lower part of the reaction-distillation zone with a temperature of 70 o C.
Метанол в количестве 34,9 кг/час подавали в верхнюю часть катализаторного слоя с температурой 60oC.Methanol in an amount of 34.9 kg / h was fed into the upper part of the catalyst layer with a temperature of 60 o C.
Флегмовое число составляло 3, количество дистиллата 74,7 кг/час, количество флегмы 224,1 кг/час. The reflux ratio was 3, the amount of distillate was 74.7 kg / h, the amount of reflux was 224.1 kg / h.
Режим работы реакционно-ректификационного аппарата:
температура верха 10oС,
температура в катализаторном слое 65-75oС,
температура куба 140oС,
давление верха 8,0 кг/см2,
давление куба 8,5 кг/см3.The operation mode of the distillation apparatus:
top temperature 10 o C,
the temperature in the catalyst layer 65-75 o C,
the temperature of the cube 140 o With
top pressure 8.0 kg / cm 2 ,
cube pressure 8.5 kg / cm 3 .
Изобутановая фракция содержала 3,0-3,5% мас. метанола и до 1,0% мас. изобутилена. The isobutane fraction contained 3.0-3.5% wt. methanol and up to 1.0% wt. isobutylene.
МТБЭ, отбираемый из куба колонны в количестве 90,9 кг/час, имел следующий состав (% мас.):
МТБЭ 99,1
Трет-бутанол 0,4
Метанол 0,1
Диизобутилен 0,2
Углеводороды С5 0,2
Конверсия изобутилена составляла 98,7-99,4% Селективность 98-99%
Производительность катализатора составляла 0,69 кг/л катализатора в час. Паровой поток из нижележащих зон через катализаторный слой не проходил.MTBE, selected from the cube of the column in the amount of 90.9 kg / h, had the following composition (% wt.):
MTBE 99.1
Tert-butanol 0.4
Methanol 0.1
Diisobutylene 0.2
Hydrocarbons C 5 0.2
The conversion of isobutylene was 98.7-99.4%. Selectivity 98-99%.
The productivity of the catalyst was 0.69 kg / l of catalyst per hour. Steam flow from the underlying zones did not pass through the catalyst bed.
Пример 3. Получение МТБЭ из изобутан-изобутиленовой фракции осуществляли в реакционно-ректификационном аппарате, имеющем 3 зоны. Верхняя ректификационная зона имела диаметр 150 мм и была заполнена насадкой кольцами Рашига размером 15•15 мм на высоту 5 м. Средняя реакционно-ректификационная зона имела конструкцию, показанную на рис.1. Каждый из 3 слоев катализатора КИФ-Т имел высоту 1,7 м. Объем загруженного катализатора составлял 90 литров. Над верхним и под нижним слоем катализатора установлены ситчатые тарелки обычной конструкции. Между слоями катализатора установлены по 3 ситчатых тарелки. Катализатор помещали на колосниковой решетке, закрытой сеткой с ячейками 2-3 мм, на 200 мм выше опорной тарелки. В опорной тарелке имелись отверстия для прохождения части парового потока. Благодаря наличию отверстий, паровой поток через катализаторную зону проходил как через вертикальный канал 3, так и через отверстия в опорной тарелке и через катализаторный слой. Example 3. Obtaining MTBE from the isobutane-isobutylene fraction was carried out in a reactive distillation apparatus having 3 zones. The upper distillation zone had a diameter of 150 mm and was filled with a nozzle with Rashig rings measuring 15 x 15 mm to a height of 5 m. The middle reaction distillation zone had the structure shown in Fig. 1. Each of the 3 layers of KIF-T catalyst had a height of 1.7 m. The volume of the loaded catalyst was 90 liters. Above the upper and below the lower catalyst bed, sieve trays of conventional design are installed. Between the layers of the catalyst installed on 3 sieve plates. The catalyst was placed on a grate, closed with a grid with cells of 2-3 mm, 200 mm above the support plate. The support plate had openings for passing part of the steam stream. Due to the presence of holes, the vapor stream through the catalyst zone passed through both the
Поток жидкости, стекающий из верхней ректификационной зоны, попадает на верхнюю ситчатую тарелку и далее по вертикальному каналу 4 сливается в нижнюю часть катализаторного слоя. Из нижней части катализаторного слоя поток жидкости вместе с паровым потоком, образующимся за счет реакционного тепла, а также проходящим через отверстия в опорной тарелке под катализаторным слоем, поднимается в верхнюю часть катализаторного слоя и по вертикальному каналу 5 стекает на нижележащую ситчатую тарелку. Поток жидкости указанным образом проходит реакционно-ректификационную зону и из нижней ситчатой тарелки через распределительную тарелку обычной конструкции стекает в нижнюю ректификационную зону. The liquid stream flowing down from the upper distillation zone enters the upper sieve plate and then flows along the
Нижняя ректификационная зона заполнена насадкой из колец Рашига размером 15•15 мм на высоту 6 м и в верхней части имеет тарелку для распределения жидкости. The lower distillation zone is filled with a nozzle of Rashig rings measuring 15 • 15 mm to a height of 6 m and in the upper part has a plate for liquid distribution.
Изобутан-изобутиленовую фракцию в количестве 118,8 кг/час, содержащую 45% изобутилена, подавали в нижнюю часть реакционно-ректификационной зоны с температурой 70oC.The isobutane-isobutylene fraction in an amount of 118.8 kg / h, containing 45% isobutylene, was fed into the lower part of the reaction-distillation zone with a temperature of 70 o C.
Метанол в количестве 31,7 кг/час подавали в верхнюю часть катализаторного слоя с температурой 60oC.Methanol in an amount of 31.7 kg / h was fed into the upper part of the catalyst layer with a temperature of 60 o C.
Флегмовое число составляло 3, количество дистиллата 67,9 кг/час, количество флегмы 203,7 кг/час. The reflux ratio was 3, the amount of distillate was 67.9 kg / h, the amount of reflux was 203.7 kg / h.
Режим работы реакционно-ректификационного аппарата:
Температура верха 60oC
Температура в катализаторном слое 65-75oC
Температура куба 140oC
Давление верха 8,0 кг/см3
Давление куба 8,5 кг/см2
Количество парового потока, проходящего через нижнюю катализаторную зону, составляло 70% от поступающего с нижележащей тарелки, через среднюю катализаторную зону 40% и через верхнюю катализаторную зону 5%
Изобутановая фракция содержала 3-3,5% мас. метанола и 0,5-1,0% мас. изобутилена.The operation mode of the distillation apparatus:
Top temperature 60 o C
The temperature in the catalyst layer 65-75 o C
Cube temperature 140 o C
Top pressure 8.0 kg / cm 3
Cube pressure 8.5 kg / cm 2
The amount of steam flow passing through the lower catalyst zone was 70% of that coming from the underlying tray, through the middle catalyst zone 40% and through the
The isobutane fraction contained 3-3.5% wt. methanol and 0.5-1.0% wt. isobutylene.
МТБЭ, отбираемый из куба колонны в количестве 82,6 кг/час, имел следующий состав (% мас.):
МТБЭ 99,1
Трет-бутанол 0,3
Метанол 0,1
Диизобутилен 0,3
Углеводороды С5 0,2
Конверсия изобутилена составляла 98,7-99,4% Селективность 98-99%
Производительность катализатора составляла 0,92 кг/л катализатора в час.MTBE, selected from the cube of the column in the amount of 82.6 kg / h, had the following composition (% wt.):
MTBE 99.1
Tert-butanol 0.3
Methanol 0.1
Diisobutylene 0.3
Hydrocarbons C 5 0.2
The conversion of isobutylene was 98.7-99.4%. Selectivity 98-99%.
The productivity of the catalyst was 0.92 kg / l of catalyst per hour.
Пpимеp 4. Реакционно-ректификационный аппарат имел конструкцию, аналогичную описанной в примере 3. Высота катализаторных зон составляла 2 метра. Объем загруженного катализатора составлял 106 л. Канал 3 был оборудован шибером, позволяющим изменять его свободное сечение. Example 4. The reaction-distillation apparatus had a design similar to that described in example 3. The height of the catalyst zones was 2 meters. The volume of the loaded catalyst was 106 liters.
Изобутан-изобутиленовую фракцию в количестве 128,1 кг/час, содержащую 45% изобутилена, подавали в нижнюю часть реакционно-ректификационной зоны с температурой 70oC.The isobutane-isobutylene fraction in an amount of 128.1 kg / h, containing 45% isobutylene, was fed into the lower part of the reaction-distillation zone with a temperature of 70 o C.
Метанол в количестве 34,2 кг/час подавали в верхнюю часть катализаторного слоя с температурой 60oC.Methanol in the amount of 34.2 kg / h was fed into the upper part of the catalyst layer with a temperature of 60 o C.
Флегмовое число составило 3, количество дистиллата 73,2 кг/час, количество флегмы 219,6 кг/час. The reflux ratio was 3, the amount of distillate was 73.2 kg / h, the amount of reflux was 219.6 kg / h.
Режим работы реакционно-ректификационного аппарата:
Температура верха 60oC
Температура в катализаторном слое 65-75oC
Температура куба 140oC
Давление верха 8,0 кг/см2
Давление куба 8,5 кг/см2
Количество парового потока, проходящего через каждую катализаторную зону, составляло 5% от поступающего с нижележащей тарелки.The operation mode of the distillation apparatus:
Top temperature 60 o C
The temperature in the catalyst layer 65-75 o C
Cube temperature 140 o C
Top pressure 8.0 kg / cm 2
Cube pressure 8.5 kg / cm 2
The amount of steam flow passing through each catalyst zone was 5% of the incoming from the underlying tray.
Состав дистиллата и кубового продукта аналогичны примеру 3. Количество МТБЭ, отбираемого из куба колонны, составляло 89,1 кг/час. The composition of the distillate and still product is similar to Example 3. The amount of MTBE taken from the bottom of the column was 89.1 kg / h.
Конверсия изобутилена составляла 98,7-99,4% Селективность 98-99%
Производительность катализатора составляли 0,84 кг/л катализатора в час.The conversion of isobutylene was 98.7-99.4%. Selectivity 98-99%.
The productivity of the catalyst was 0.84 kg / l of catalyst per hour.
Пpимеp 5. Конструкция реакционно-ректификационного аппарата была аналогичной примеру 4. Высота катализаторных зон составляла 1,6 м. Канал 3 был оборудован шибером, позволяющим изменять его свободное сечение. Example 5. The design of the reaction-distillation apparatus was similar to example 4. The height of the catalyst zones was 1.6 m.
Количество загруженного катализатора составлял 85 литров. The amount of loaded catalyst was 85 liters.
Изобутан-изобутиленовую фракцию в количестве 91,5 кг/час, содержащую 45% изобутилена, подавали в нижнюю часть реакционно-ректификационной зоны с температурой 70oC.The isobutane-isobutylene fraction in an amount of 91.5 kg / h, containing 45% isobutylene, was fed into the lower part of the reaction-distillation zone with a temperature of 70 o C.
Метанол в количестве 24,4 кг/час подавали в верхнюю часть катализаторного слоя с температурой 60oC.Methanol in an amount of 24.4 kg / h was fed into the upper part of the catalyst layer with a temperature of 60 o C.
Флегмовое число составило 3, количество дистиллата 52,3 кг/час, количество флегмы 156,9 кг/час. The reflux ratio was 3, the amount of distillate was 52.3 kg / h, the amount of reflux was 156.9 kg / h.
Режим работы реакционно-ректификационного аппарата:
Температура верха 60oC
Температура в катализаторном слое 65-75oC
Температура куба 140oC
Давление верха 8,0 кг/см2
Давление куба 8,5 кг/см2.The operation mode of the distillation apparatus:
Top temperature 60 o C
The temperature in the catalyst layer 65-75 o C
Cube temperature 140 o C
Top pressure 8.0 kg / cm 2
Cube pressure 8.5 kg / cm 2 .
Количество парового потока, проходящего через каждую катализаторную зону, составляло 70% от поступающего с нижележащей тарелки. The amount of steam flow passing through each catalyst zone was 70% of the flow from the underlying tray.
Состав дистиллата и кубового продукта аналогичны примеру 3. Количество МТБЭ, отбираемого из куба колонны, составляло 63,6 кг/час. The composition of the distillate and still product is similar to Example 3. The amount of MTBE taken from the bottom of the column was 63.6 kg / h.
Конверсия изобутилена составляла 98,7-99,4% Селективность 98-99%
Производительность катализатора составляла 0,75 кг/л катализатора в час.The conversion of isobutylene was 98.7-99.4%. Selectivity 98-99%.
The productivity of the catalyst was 0.75 kg / l of catalyst per hour.
Пpимеp 6. При условиях, изложенных в примере 3, вместо метанола применяли этанол. Количество сырья составляло 110 кг/час, количество подаваемого этанола 41,3 кг/час. Количество верхнего продукта 62,3 кг/час, количество флегмы 186,9 кг/час. Количество кубового продукта 89 кг/час. Верхний продукт содержал 97,1% изобутана, 0,8% изобутилена и 2,1% этанола. Кубовый продукт содержал 98,6% этил-трет-бутилового эфира, 0,5% триметилкарбинола, 0,5% этанола, 0,4% диизобутилена. Конверсия изобутилена в эфир 97,3% в диизобутилен 1,5% Производительность катализатора 0,99 кг/л катализатора в час. Example 6. Under the conditions set forth in example 3, ethanol was used instead of methanol. The amount of raw material was 110 kg / h, the amount of ethanol supplied was 41.3 kg / h. The amount of the top product is 62.3 kg / h, the amount of reflux is 186.9 kg / h. The amount of cubic product 89 kg / hour. The top product contained 97.1% isobutane, 0.8% isobutylene and 2.1% ethanol. The bottoms product contained 98.6% ethyl tert-butyl ether, 0.5% trimethylcarbinol, 0.5% ethanol, 0.4% diisobutylene. Conversion of isobutylene to ether 97.3% to diisobutylene 1.5%. Catalyst productivity 0.99 kg / l of catalyst per hour.
Пpимеp 7. При условиях, изложенных в примере 3, вместо метанола применяли бутанол. Количество сырья составляло 100 кг/час, количество подаваемого бутанола 58,3 кг/час. Количество верхнего продукта 55,6 кг/час, количество флегмы 166,8 кг/час. Количество кубового продукта 102,7 кг/час. Верхний продукт содержал 99% изобутана и 1% изобутилена. Кубовый продукт содержал 97,9 бутил-трет-бутилового эфира, 0,5% триметилкарбинола, 1% бутанола и 0,6% диизобутилена. Конверсия изобутилена составила 95,6% в эфир и 2,0% в диизобутилен. Производительность катализатора 1,14 кг/л катализатора в час. Example 7. Under the conditions described in example 3, butanol was used instead of methanol. The amount of raw material was 100 kg / h, the amount of butanol supplied was 58.3 kg / h. The amount of the top product is 55.6 kg / h, the amount of reflux is 166.8 kg / h. The amount of cubic product 102.7 kg / hour. The top product contained 99% isobutane and 1% isobutylene. The bottoms product contained 97.9 butyl tert-butyl ether, 0.5% trimethyl carbinol, 1% butanol and 0.6% diisobutylene. The conversion of isobutylene was 95.6% in ether and 2.0% in diisobutylene. The productivity of the catalyst is 1.14 kg / l of catalyst per hour.
Пpимеp 8. При условиях, изложенных в примере 3, вместо изобутан-изобутиленовой фракции применяли изопентан-изоамиленовую фракцию. Количество фракции 130 кг/час. Содержание изоамиленов 35% Количество метанола 36,1 кг/час. Количество верхнего продукта 101,8 кг/час, количество флегмы 254,5 кг/час. Количество кубового продукта 64,3 кг/час. Давление в колонне 4 кг/см3. Верхний продукт содержал 83% изопентана, 2% изоамиленов и 15% метанола. Кубовый продукт содержал 97,0% метил-трет-амилового эфира, 0,5% трет-амилового спирта, 2% метанола и 0,5% димеров изоамиленов. Конверсия изоамиленов в метил-трет-амиловый эфир составляла 94,1% в димеры изоамиленов 1,4% Производительность катализатора 0,71 кг/л катализатора в час.Example 8. Under the conditions set forth in Example 3, an isopentane-isoamylene fraction was used instead of the isobutane-isobutylene fraction. The amount of fraction is 130 kg / h. The content of isoamylene 35%. The amount of methanol 36.1 kg / hour. The amount of the top product is 101.8 kg / h, the amount of reflux is 254.5 kg / h. The amount of cubic product 64.3 kg / hour. The pressure in the
Как видно из приведенных примеров, использование предлагаемого способа позволяет повысить производительность до 0,92 кг/л катализатора в час при получении МТБЭ против 0,69 кг/л в известном способе. As can be seen from the above examples, the use of the proposed method can increase productivity up to 0.92 kg / l of catalyst per hour upon receipt of MTBE against 0.69 kg / l in the known method.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93018900A RU2064919C1 (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Method of synthesis of alkyl-tert-alkyl esters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93018900A RU2064919C1 (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Method of synthesis of alkyl-tert-alkyl esters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2064919C1 true RU2064919C1 (en) | 1996-08-10 |
RU93018900A RU93018900A (en) | 1996-08-10 |
Family
ID=20140177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93018900A RU2064919C1 (en) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | Method of synthesis of alkyl-tert-alkyl esters |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2064919C1 (en) |
-
1993
- 1993-04-12 RU RU93018900A patent/RU2064919C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. С.Ю. Павлов. Выделение и очистка монометров для синтетического каучука, Л., Химия, 1987, с. 139. 2. Патент США N 4847430, кл. С 07 С 41/06, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5395981A (en) | Hydrocarbon conversion by catalytic distillation | |
KR100242919B1 (en) | Reactive distillation process and plant of catalytic reaction | |
US5026459A (en) | Apparatus for reactive distillation | |
US4307254A (en) | Catalytic distillation process | |
US4232177A (en) | Catalytic distillation process | |
US5258560A (en) | Etherification of C5 -plus olefins by catalytic distillation | |
US7528290B2 (en) | Apparatuses and methods for separating butene-1 from a mixed C4 feed | |
KR100400424B1 (en) | A process and apparatus for reactive distillation with a particular distribution of liquid and vapour phases | |
US7410555B2 (en) | Process and apparatus for catalytic distillations | |
EP0008860B1 (en) | Catalyst system | |
US5013407A (en) | Apparatus for reactive distillation | |
JPH01283245A (en) | Production of tertiary alkyl ether by reaction distillation | |
US5248836A (en) | Process for the preparation of ETBE | |
US4847431A (en) | Process for manufacturing a tertiary alkyl ether by reactive distillation | |
CA2132318C (en) | Process for preparing methyl ethers | |
RU2055829C1 (en) | Process for preparing methyl-tret-butyl ether, ethyl- tret-butyl ether of ethyl tret-amyl-ether, and device for carrying out reactive distillation | |
US5243102A (en) | Etherification of C5 -plus olefins by sequential catalytic distillation | |
EP0882006B1 (en) | Process for preparing alkyl ethers and mixtures thereof | |
RU2064919C1 (en) | Method of synthesis of alkyl-tert-alkyl esters | |
EA017147B1 (en) | Method of producing tertiary amyl ethyl ether | |
US6369280B1 (en) | Process for preparing alkyl ethers and mixtures thereof | |
CA2053616A1 (en) | Process for the production of mtbe | |
KR102627301B1 (en) | Use of separating wall technology to produce high purity methanol | |
AU702039B2 (en) | Process for preparing tertiary alkyl ethers | |
KR102086563B1 (en) | Method for producing methyl tert-butylether |