RU2070190C1 - Process for preparing c1-c4-alkyl-tert-c4-c5-alkyl ethers - Google Patents
Process for preparing c1-c4-alkyl-tert-c4-c5-alkyl ethers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2070190C1 RU2070190C1 RU9494030515A RU94030515A RU2070190C1 RU 2070190 C1 RU2070190 C1 RU 2070190C1 RU 9494030515 A RU9494030515 A RU 9494030515A RU 94030515 A RU94030515 A RU 94030515A RU 2070190 C1 RU2070190 C1 RU 2070190C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- catalyst
- alcohol
- tertiary
- phase
- reactor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/584—Recycling of catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения С1-С4 алкил-трет-С4-С5 алкиловых простых эфиров, которые находят применение в качестве высокооктановых добавок к моторным топливам.The invention relates to an improved method for producing C 1 -C 4 alkyl-tert-C 4 -C 5 alkyl ethers, which are used as high-octane additives for motor fuels.
Простые С1-С4алкил-трет-С4-С5алкиловые эфиры (далее простые эфиры) получают этерификацией спиртов С1-С4, таких как метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол,вторбутанол, изобутанол с третичными олефинами С4-С5, такими, как изобутилен и изоамилен. Продуктами этерификации являются соответственно метилтретбутиловый эфир, этилтретбутиловый эфир, пропил и изопропилтретбутиловый эфиры, бутил-, вторбутил-, изобутил-третбутиловый эфиры, метилтретамиловый эфир; этилтретамиловый эфир, пропил-, и изопропилтретамиловый эфиры, бутил-, вторбутил-, изобутилтретамиловый эфиры.Simple C 1 -C 4 alkyl-tert-C 4 -C 5 alkyl ethers (hereinafter ethers) are obtained by esterification of C 1 -C 4 alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, sec-butanol, isobutanol with tertiary olefins C 4 -C 5 , such as isobutylene and isoamylene. The esterification products are, respectively, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, propyl and isopropyl tert-butyl ethers, butyl, sec-butyl, isobutyl-tert-butyl ethers, methyl tert-butyl ether; ethyl tertamyl ether, propyl and isopropyl tertamyl ethers, butyl, sec-butyl, isobutyl tertamyl ethers.
Известно получение простых эфиров этерификацией спиртов с изобутиленом или изоамиленами в присутствии гетерогенных катализаторов кислотной природы, например, активированных углей с функциональными сульфо- и карбоксильными группами, цеолитов, ионообменных смол [1] Однако гетерогенные катализаторы дезактивируются в процессе работы, их необходимо периодически регенерировать и заменять, при их использовании возникают проблемы, связанные с механической прочностью катализаторов и гидродинамическим сопротивлением слоя. It is known to obtain ethers by esterification of alcohols with isobutylene or isoamylenes in the presence of heterogeneous acidic catalysts, for example, activated carbons with functional sulfo and carboxyl groups, zeolites, ion-exchange resins [1] However, heterogeneous catalysts are deactivated during operation, they must be periodically regenerated and replaced , when using them, problems arise associated with the mechanical strength of the catalysts and the hydrodynamic resistance of the layer.
Известно получение простых эфиров с применением гомогенных кислотных катализаторов, например серной, соляной кислот, катализаторов типа Фриделя-Крафтса, сульфокислот, гетерополикислот [2] Однако при гомогенном катализе возникают проблемы, связанные с отделением катализатора от продуктов реакции. It is known to obtain ethers using homogeneous acid catalysts, for example sulfuric, hydrochloric acids, Friedel-Crafts type catalysts, sulfonic acids, heteropoly acids [2] However, with homogeneous catalysis, problems arise associated with the separation of the catalyst from the reaction products.
Известен способ получения простых эфиров этерификацией спиртов с третичными олефинами в присутствии гомогенного кислотного катализатора с последующим разбавлением продукта реакции спиртом и отгонкой из полученной смеси азеотропа спирта и простого эфира, который затем выделяют из азеотропа промывкой водой [3] Однако разбавление продукта реакции даже большим количеством спирта не устраняет разложения простого эфира в присутствии кислоты при ректификации. A known method of producing ethers by esterification of alcohols with tertiary olefins in the presence of a homogeneous acid catalyst, followed by dilution of the reaction product with alcohol and distillation of the alcohol and ether from the resulting mixture of an azeotrope, which is then isolated from the azeotrope by washing with water [3] However, the reaction product is diluted with even a large amount of alcohol does not eliminate the decomposition of ether in the presence of acid during rectification.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения простого эфира метилтретбутилового эфира (МТБЭ) этерификацией метанола изобутиленом в гомогенной жидкой фазе при 70-100oС с использованием в качестве катализатора серной кислоты при исходном мольном соотношении метанола к изобутилену (1,5-5): 1 с получением реакционной массы, которую охлаждают до комнатной температуры. Далее реакционную массу разделяют в сепаратору на катализаторную фазу, которую рециркулируют на этерификацию, и углеводородную фазу, содержащую целевой продукт. Углеводородную фазу промывают водой, затем ректификацией выделяют целевой продукт и смесь непревращенных углеводородов, которую в количестве 10-80 мас. рециркулируют на сепарацию [4 прототип]
Согласно известному способу этерификацию проводят в гомогенной фазе с избытком метанола. Однако избыточный метанол усложняет разделение продуктов реакции, его необходимо выделять и рециркулировать на синтез. Для разделения реакционную массу охлаждают до комнатной температуры и вводят в нее рециркулируемые непревращенные углеводороды. Это также усложняет процесс и приводит к повышенным энергозатратам. Известный способ характеризуется большими потерями кислотного катализатора, т.к. в углеводородную фазу переходит 10-50% поданной в реактор серной кислоты, на отмывку которой требуется щелочная вода в количестве 20-50% от массы углеводородной фазы. Кроме большого расхода кислоты возникает проблема утилизации сточных вод, содержащих соли.The closest in technical essence to the invention is a method for producing methyl tert-butyl ether (MTBE) by etherification of methanol with isobutylene in a homogeneous liquid phase at 70-100 ° C using sulfuric acid as a catalyst at the initial molar ratio of methanol to isobutylene (1.5-5 ): 1 to obtain a reaction mass, which is cooled to room temperature. Next, the reaction mass is separated in a separator into a catalyst phase, which is recycled for esterification, and a hydrocarbon phase containing the target product. The hydrocarbon phase is washed with water, then the target product and a mixture of unconverted hydrocarbons, which in the amount of 10-80 wt. recycle for separation [4 prototype]
According to the known method, the esterification is carried out in a homogeneous phase with an excess of methanol. However, excess methanol complicates the separation of reaction products; it must be isolated and recycled to the synthesis. For separation, the reaction mass is cooled to room temperature and recycled unconverted hydrocarbons are introduced into it. It also complicates the process and leads to increased energy costs. The known method is characterized by large losses of acid catalyst, because 10-50% of the sulfuric acid fed to the reactor passes to the hydrocarbon phase, which requires alkaline water in the amount of 20-50% by weight of the hydrocarbon phase to be washed. In addition to a large acid consumption, there is a problem of disposal of wastewater containing salts.
Целью изобретения является упрощение технологии за счет исключения рецикла катализаторной фазы и непревращенных углеводородов, а также снижение потерь катализатора, уменьшение количества сточных вод и уменьшение затрат на выделение непревращенного спирта С1-С4.The aim of the invention is to simplify the technology by eliminating recycle of the catalyst phase and unconverted hydrocarbons, as well as reducing catalyst losses, reducing the amount of wastewater and reducing the cost of releasing unconverted C 1 -C 4 alcohol.
Это достигается тем, что С1-С4 алкил-трет-С4-С5 алкиловые простые эфиры получают этерификацией спиртов С1-С4 с третичными олефинами С4-С5 при 70-100oС в жидкой фазе с использованием гомогенного кислотного катализатора, например, серной или фосфорной кислоты, при исходном мольном соотношении спирта С1-С4 к третичному олефину С4-С5(0,9-1,2):1 в вертикальном трубчатом реакторе, заполненном катализаторной фазой, содержащей катализатор, воду, третичный спирт С4-С5 и спирт С1-С4 при следующем соотношении компонентов, мас. катализатор 5-50; вода 5-30; третичный спирт С4-С5 2-10; спирт С1-С4 остальное.This is achieved by the fact that C 1 -C 4 alkyl-tert-C 4 -C 5 alkyl ethers are obtained by esterification of C 1 -C 4 alcohols with tertiary C 4 -C 5 olefins at 70-100 ° C in the liquid phase using a homogeneous an acid catalyst, for example sulfuric or phosphoric acid, with an initial molar ratio of C 1 -C 4 alcohol to C 4 -C 5 tertiary olefin (0.9-1.2): 1 in a vertical tubular reactor filled with a catalyst phase containing a catalyst , water, tertiary alcohol With 4 -C 5 and alcohol With 1 -C 4 in the following ratio, wt. catalyst 5-50; water 5-30; tertiary alcohol C 4 -C 5 2-10; alcohol C 1 -C 4 the rest.
Третичный олефин С4-С5 подают в нижнюю часть реактора в трубы через сопла и из верхней части, сепарационной, выводят отделившуюся углеводородную фазу, из которой после промывки водой ректификацией выделяют целевой продукт (простой эфир).The C 4 -C 5 tertiary olefin is fed into the lower part of the reactor into pipes through nozzles and the separated hydrocarbon phase is removed from the upper separation part, from which the target product (ether) is isolated after washing with water by distillation.
Отличительным признаком способа является проведение этерификации при исходном мольном соотношении спирта С1-С4 к третичному олефину (0,9-1,2):1. Другое отличие состоит в том, что процесс проводят в вертикальном трубчатом реакторе, заполненном катализаторной фазе, содержащей спирт С1-С4, катализатор, воду и третичный спирт С4-С5 при заявленном соотношении компонентов.A distinctive feature of the method is the esterification at the initial molar ratio of alcohol C 1 -C 4 to tertiary olefin (0.9-1.2): 1. Another difference is that the process is carried out in a vertical tubular reactor filled with a catalyst phase containing C 1 -C 4 alcohol, a catalyst, water and C 4 -C 5 tertiary alcohol at the stated ratio of components.
Отличие состоит в том также, что третичный олефин С4-С5 подают в нижнюю часть реактора в трубы через сопла, а углеводородную фазу выводят из верхней, сепарационной,части реактора.The difference also lies in the fact that the tertiary olefin C 4 -C 5 is fed into the lower part of the reactor into the pipes through nozzles, and the hydrocarbon phase is removed from the upper, separation, part of the reactor.
Изобретение обеспечивает селективное превращение в простой эфир третичного олефина С4-С5 как в чистом виде, так и в присутствии н-бутенов, н-пентенов, бутадиена при использовании С4-С5 фракций пиролиза, крекинга, дегидрирования и перегонки нефтепродуктов, причем согласно предлагаемому способу процессы этерификации спиртов С1-С4 и разделения образовавшейся реакционной массы на углеводородную и катализаторную фазы проводят в одном аппарате, что делает процесс значительно проще известного.The invention provides selective conversion to ether of a tertiary olefin With 4 -C 5 both in pure form and in the presence of n-butenes, n-pentenes, butadiene when using C 4 -C 5 fractions of pyrolysis, cracking, dehydrogenation and distillation of petroleum products, and according to the proposed method, the processes of esterification of C 1 -C 4 alcohols and separation of the resulting reaction mass into the hydrocarbon and catalyst phases are carried out in one apparatus, which makes the process much simpler than the known one.
В результате введения третичных олефинов С4-С5 в трубчатый реактор, заполненный "стоячей" катализаторной фазой, через сопла обеспечивается интенсивный массообмен третичных олефинов С4-С5 с катализаторной фазой, содержащей спирт С1-С4, катализатор, воду и третичный спирт С4-С5.As a result of the introduction of C 4 -C 5 tertiary olefins into a tubular reactor filled with a "standing" catalyst phase, intensive mass transfer of C 4 -C 5 tertiary olefins with a catalyst phase containing C 1 -C 4 alcohol, a catalyst, water, and a tertiary is ensured through nozzles alcohol C 4 -C 5 .
Образовавшийся простой эфир и непрореагировавшие углеводороды (углеводородная фаза) всплывают в верхней части реактора и могут быть направлены после промывки на выделение целевого простого эфира. The resulting ether and unreacted hydrocarbons (hydrocarbon phase) float at the top of the reactor and can be directed after washing to isolate the desired ether.
Спирт С1-С4 подают в реактор в количестве, близком к стехиометрическому относительно третичного олефина С4-С5. Благодаря воде в составе катализаторной фазы практически все количество подаваемого спирта С1-С4 находится в катализаторной фазе и мало спирта С1-С4 выносится углеводородной фазой из реактора, что снижает затраты на выделение непревращенного спирта С1-С4, а также снижает потери кислоты катализатора, которая выводится из катализаторной фазы со спиртом С1-С4.Alcohol C 1 -C 4 is fed into the reactor in an amount close to the stoichiometric relative to the tertiary olefin C 4 -C 5 . Due to the water in the composition of the catalyst phase, almost the entire amount of C 1 -C 4 alcohol supplied is in the catalyst phase and a little C 1 -C 4 alcohol is removed from the reactor by the hydrocarbon phase, which reduces the cost of releasing unconverted C 1 -C 4 alcohol and also reduces loss of acid catalyst, which is removed from the catalyst phase with alcohol With 1 -C 4 .
Реактор представляет собой систему вертикальных труб, заключенных в общий кожух. Число и размеры труб определяют требуемой производительностью установки. В верхней части реактора за концом труб имеется сепарационная (отстойная) зона. В межтрубное пространство реактора подается теплоноситель, который обеспечивает поддержание заданной температуры. Количество реакторов определяется требуемой производительностью установки. Реакторы могут быть соединены между собой последовательно и/или параллельно. Температурный режим в реакторе может быть изотермическим и/или адиабатическим. The reactor is a system of vertical pipes enclosed in a common casing. The number and size of pipes determine the required plant capacity. In the upper part of the reactor beyond the end of the pipes there is a separation (settling) zone. A coolant is supplied to the annulus of the reactor, which ensures the maintenance of a given temperature. The number of reactors is determined by the required plant capacity. Reactors can be interconnected in series and / or in parallel. The temperature in the reactor may be isothermal and / or adiabatic.
Третичные олефины С4-С5 как в чистом виде, так и в виде фракций С4-С5 пиролиза, крекинга, дегидрирования и перегонки нефтепродуктов подают в нижнюю часть реактора через сопла, которые находятся внутри каждой трубы (в каждой трубе не менее одного сопла). Диаметр сопел выбирают таким образом, чтобы линейная скорость третичных олефинов С4-С5 внутри сопел составляла 3-10 м/с. В результате соприкосновения с катализаторной фазой углеводородная фракция разбивается на мелкие капли, которые за счет меньшего удельного веса всплывают поднимаются через катализаторную "стоячую" фазу.C 4 -C 5 tertiary olefins, both in pure form and in the form of C 4 -C 5 fractions of pyrolysis, cracking, dehydrogenation and distillation of petroleum products, are fed to the lower part of the reactor through nozzles inside each pipe (at least one pipe in each pipe nozzle). The diameter of the nozzles is selected so that the linear velocity of the tertiary C 4 -C 5 olefins inside the nozzles is 3-10 m / s. As a result of contact with the catalyst phase, the hydrocarbon fraction breaks up into small droplets, which, due to their lower specific gravity, float up through the catalyst “standing” phase.
Мелкие капли нужны для интенсивного массообмена между ограниченно растворимыми катализаторной и углеводородной фазами, поскольку реакция в данном случае протекает в двухфазной системе. Продукты реакции и катализатор находятся в двух фазах, причем катализатор практически полностью находится в катализаторной фазе, где собственно и протекает реакция, а образующийся простой эфир находится в углеводородной фазе. Small drops are needed for intensive mass transfer between the sparingly soluble catalyst and hydrocarbon phases, since the reaction in this case proceeds in a two-phase system. The reaction products and the catalyst are in two phases, the catalyst being almost completely in the catalyst phase, where the reaction itself proceeds, and the ether formed is in the hydrocarbon phase.
Уменьшение линейной скорости ниже 3 м/с приводит к увеличению диаметра капель, снижению интенсивности массообмена ниже значения, требуемого для данной реакционной системы, и в результате снижается производительность единицы реакционного объема. Увеличение скорости более 10 м/с на производительность не влияет, однако увеличивает энергозатраты, связанные с подачей третичных олефинов С4-С5 в реактор (требуется более высоконапорный насос).A decrease in the linear velocity below 3 m / s leads to an increase in the diameter of the droplets, a decrease in the mass transfer rate below the value required for a given reaction system, and as a result, the productivity of a unit of the reaction volume decreases. An increase in speed of more than 10 m / s does not affect productivity, however, it increases the energy costs associated with the supply of tertiary C 4 -C 5 olefins to the reactor (a higher pressure pump is required).
Благодаря воде в составе катализаторной фазы всплывающая углеводородная фаза легко отделяется от катализаторной в верхней сепарационной зоне и выводится из реактора в качестве единственного потока. Due to the water in the composition of the catalyst phase, the floating hydrocarbon phase is easily separated from the catalyst in the upper separation zone and removed from the reactor as a single stream.
В реакторе поддерживают такое давление, чтобы реакционная смесь находилась в жидком состоянии, что в данном случае достигается при 5-22 атм. The pressure in the reactor is maintained so that the reaction mixture is in a liquid state, which in this case is achieved at 5-22 atm.
В условиях способа этерификации идет с высокой селективностью, т.к. с помощью воды и третичного спирта С4-С5подавляется образование димеров и полимеров указанных третичных олефинов. Присутствие третичных спиртов в катализаторной фазе в количестве более 2% кроме того, предотвращает расход третичного олефина С4-С5 и воды на образование третичного спирта С4-С5.In the conditions of the method of esterification is highly selective, because using water and a tertiary alcohol With 4 -C 5 the formation of dimers and polymers of these tertiary olefins is suppressed. The presence of tertiary alcohols in the catalyst phase in an amount of more than 2% also prevents the consumption of tertiary C 4 -C 5 olefin and water for the formation of C 4 -C 5 tertiary alcohol.
При уменьшении содержания воды ниже 5% реакционная смесь становится гомогенной, что делает невозможным ее разделение в реакторе. Увеличение количества воды более 30% и третичного спирта С4-С5 более 10% приводит к снижению конверсии третичного олефина С4-С5.When the water content decreases below 5%, the reaction mixture becomes homogeneous, which makes it impossible to separate it in the reactor. An increase in the amount of water more than 30% and the tertiary alcohol C 4 -C 5 more than 10% leads to a decrease in the conversion of tertiary olefin C 4 -C 5 .
Исходное соотношение спирта С1-С4 к третичному олефину С4-С5 оказывает влияние как на селективность этерификации (при снижении количества спирта С1-С4 менее 0,9 моля на моль третичного олефина С4-С5 наблюдается образование димеров и тримеров указанного олефина), так и на содержание катализатора в углеводородной фазе, которое растет с увеличением заявленного количества спирта С1-С4.The initial ratio of C 1 -C 4 alcohol to the C 4 -C 5 tertiary olefin affects both the selectivity of esterification (with a decrease in the amount of C 1 -C 4 alcohol below 0.9 mol per mol of the tertiary C 4 -C 5 olefin, dimers are formed and trimers of the indicated olefin), as well as on the content of the catalyst in the hydrocarbon phase, which increases with an increase in the declared amount of C 1 -C 4 alcohol.
В качестве катализатора используют минеральные кислоты, например, серную, фосфорную, органические сульфокислоты, например, пропансульфокислоту, бензолсульфокислоту, гетерополикислоты, например, молибденфосфорную, карбоновые кислоты, например, щавелевую. The catalyst used is mineral acids, for example, sulfuric, phosphoric, organic sulfonic acids, for example, propanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, heteropoly acids, for example, molybdenum phosphoric, carboxylic acids, for example, oxalic.
Более предпочтительно в качестве катализатора использование серной кислоты в количестве 5-20% или фосфорной кислоты в количестве 20-50%
Выходящая из реактора углеводородная фаза благодаря воде в составе катализаторной фазы содержит 0,5-1,5% катализатора от находящегося в реакторе. Углеводородную фазу, содержащую целевой продукт, часть непревращенного спирта С1-С4 и третичный спирт С4-С5, для отмывки катализатора и спирта С1-С4 промывают водой, которой требуется 4-6% от массы углеводородной фазы. Причем, в связи с незначительным содержанием катализатора в углеводородной фазе к воде, подаваемой на промывку, не нужно добавлять щелочь, что позволяет далее утилизировать кислоту, содержащуюся в промывной воде, известными методами.More preferably, as a catalyst, the use of sulfuric acid in an amount of 5-20% or phosphoric acid in an amount of 20-50%
Due to the water in the composition of the catalyst phase, the hydrocarbon phase leaving the reactor contains 0.5-1.5% of the catalyst in the reactor. The hydrocarbon phase containing the target product, a portion of the unconverted C 1 -C 4 alcohol and C 4 -C 5 tertiary alcohol, are washed with water, which requires 4-6% by weight of the hydrocarbon phase, to wash the catalyst and the C 1 -C 4 alcohol. Moreover, due to the insignificant content of the catalyst in the hydrocarbon phase, alkali does not need to be added to the water supplied to the washing, which allows further disposal of the acid contained in the washing water by known methods.
Промывная вода, кроме кислот, содержит непревращенный спирт С1-С4, который обычным образом отгоняют далее на ректификационной колонне и возвращают на этерификацию. Вместе со спиртом С1-С4 отгоняется и возвращается на синтез небольшое количество третичного спирта С4-С5, которое отмывается из углеводородной фазы вместе со спиртом С1-С4.Rinse water, in addition to acids, contains the unconverted C 1 -C 4 alcohol, which is usually distilled off further on a distillation column and returned to esterification. Together with C 1 -C 4 alcohol, a small amount of C 4 -C 5 tertiary alcohol is distilled off and returned for synthesis, which is washed from the hydrocarbon phase together with C 1 -C 4 alcohol.
Углеводородную фазу после промывки направляют в ректификационную колонну, где отгоняют непревращенные углеводороды, затем подают в следующую ректификационную колонну, где целевой простой эфир отгоняют от третичного спирта С4-С5, отводят его на склад и далее непосредственно используют в качестве компонента моторных топлив. Остаток после перегонки возвращают в реактор синтеза.After washing, the hydrocarbon phase is sent to a distillation column, where unconverted hydrocarbons are distilled off, then fed to the next distillation column, where the target ether is distilled off from C 4 -C 5 tertiary alcohol, taken to a warehouse, and then directly used as a component of motor fuels. The distillation residue is returned to the synthesis reactor.
Предлагаемый способ проще в исполнении благодаря отсутствию рецикла катализаторной фазы и непревращенных углеводородов. Другое преимущество состоит в снижении потерь катализатора, уменьшении количества сточных вод и затрат на выделение непревращенного спирта С1-С4.The proposed method is easier to implement due to the absence of recycling of the catalyst phase and unconverted hydrocarbons. Another advantage is to reduce catalyst losses, reduce the amount of wastewater and the cost of releasing unconverted C 1 -C 4 alcohol.
Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами. Экспериментальные данные по примерам приведены в таблице. The possibility of carrying out the invention is confirmed by the following examples. The experimental data for the examples are shown in the table.
Примеры 1-5. Синтез метилтретбутилового эфира (МТБЭ) проводят с использованием реакторного блока из двухтрубчатых реакторов одинаковой конструкции. Реактор состоит из 199 вертикальных металлических труб, каждая диаметром 100 мм, высотой 15 м, заключенных в общий кожух. В верхней части реактора за концом труб имеется сепарационная зона. В межтрубное пространство реактора подается паровой конденсат, который обеспечивает поддержание заданной температуры. Examples 1-5. The synthesis of methyl tert-butyl ether (MTBE) is carried out using a reactor unit of two-tube reactors of the same design. The reactor consists of 199 vertical metal pipes, each with a diameter of 100 mm, a height of 15 m, enclosed in a common casing. In the upper part of the reactor beyond the end of the pipes there is a separation zone. Steam condensate is supplied to the annulus of the reactor, which maintains the set temperature.
Внизу реактора под трубами расположено распределительное устройство с соплами, которые находятся внутри каждой трубы (в трубе одно сопло). Реакторы заполнены катализаторной фазой. В сепарационной зоне поддерживают уровень раздела двух фаз катализаторной и углеводородной, которую выводят с верха реактора. At the bottom of the reactor, under the pipes, there is a switchgear with nozzles that are inside each pipe (there is one nozzle in the pipe). The reactors are filled with a catalyst phase. In the separation zone, the separation level of the two phases of the catalyst and hydrocarbon is maintained, which is removed from the top of the reactor.
Исходную С4-фракцию подают через сопла в первый реактор (по ходу потока), затем подают с верха первого реактора вместе продуктами реакции (углеводородная фаза первого реактора) во второй реактор через сопла. В нижнюю часть каждого реактора подают метанол, который растворяется в катализаторной фазе.The initial C 4 fraction is fed through nozzles to the first reactor (upstream), then fed from the top of the first reactor together with the reaction products (hydrocarbon phase of the first reactor) to the second reactor through nozzles. Methanol, which dissolves in the catalyst phase, is fed to the bottom of each reactor.
Заданный состав катализаторной фазы поддерживается постоянным за счет того, что: метанол подают в реактор в количестве, соответствующем его расходу, на образование МТБЭ и небольшому уносу с углеводородной фазой. The predetermined composition of the catalyst phase is kept constant due to the fact that: methanol is fed into the reactor in an amount corresponding to its consumption, for the formation of MTBE and small entrainment with the hydrocarbon phase.
Также за счет того, что унос третбутилового спирта (ТБС) полностью компенсируется рециклом ТБС из углеводородной фазы. Also due to the fact that the entrainment of tert-butyl alcohol (TBS) is fully compensated by the recycle of TBS from the hydrocarbon phase.
И также за счет того, что в реактор подают незначительное количество воды и катализатора для компенсации уноса с углеводородной фазой. And also due to the fact that a small amount of water and a catalyst are supplied to the reactor to compensate for entrainment with the hydrocarbon phase.
Углеводородную фазу с верха второго реактора подают в низ промывной колонны, заполненной насадкой кольцами Рашига. В верх колонны подают воду. The hydrocarbon phase from the top of the second reactor is fed to the bottom of the wash column, filled with a nozzle Rashig rings. Water is supplied to the top of the column.
От выходящей с низа промывной колонны промывной воды затем на ректификационной колонне при атмосферном давлении отгоняют метанол (метанол-рецикл), который смешивают со свежим метанолом и подают на синтез. From the bottom of the wash column, the wash water is then distilled off at atmospheric pressure to distill off methanol (methanol-recycle), which is mixed with fresh methanol and fed for synthesis.
Выходящую с верха промывной колонны углеводородную фазу подают в ректификационную колонну,где при давлении 5 атм отгоняют отработанную С4-фракцию. Кубовую жидкость этой колонны подают в следующую ректификационную колонну, где при атмосферном давлении отгоняют МТБЭ. Остаток после отгонки МТБЭ представляет собой ТБС, который рециркулирует на синтез.The hydrocarbon phase leaving the top of the wash column is fed to a distillation column, where the spent C 4 fraction is distilled off at a pressure of 5 atm. The bottom liquid of this column is fed to the next distillation column, where MTBE is distilled off at atmospheric pressure. The residue after distillation of MTBE is TBS, which is recycled to the synthesis.
В качестве изобутиленсодержащего сырья в примерах 1-3 используют С4-фракцию дегидрирования изобутана следующего состава, мас. пропан 0,3; изобутилен 47,1; н-бутан 2,1; изобутан 47,9; н-бутены 2,3; дивинил 0,2; пентаны 0,1.As isobutylene-containing raw materials in examples 1-3, a C 4 fraction of isobutane dehydrogenation of the following composition is used, wt. propane 0.3; isobutylene 47.1; n-butane 2.1; isobutane 47.9; n-
В качестве изобутиленсодержащего сырья в примерах 4,5 используют С4-фракцию пиролиза бензина следующего состава, мас. пропан 0,7; изобутилен 25,7; н-бутан 9,6; изобутан 2,0; н-бутены 19,5; дивинил 41,7; пентаны 0,8.As isobutylene-containing raw materials in examples 4,5 using C 4 -fraction pyrolysis of gasoline of the following composition, wt. propane 0.7; isobutylene 25.7; n-butane 9.6; isobutane 2.0; n-butenes 19.5; divinyl 41.7; pentanes 0.8.
Как следует из приведенных в таблице данных, проведение синтеза МТБЭ в вертикальном трубчатом реакторе, заполненном "стоячей" катализаторной фазой, содержащей заявленные количества воды и ТБС, позволило исключить рецикл катализаторной фазы и провести процесс не только селективно, но и с меньшими потерями кислотного катализатора. Подача С4-фракции через сопла с указанной линейной скоростью позволила достичь высокой конверсии изобутилена без специальных приемов перемешивания двухфазной реакционной системы.As follows from the data in the table, the synthesis of MTBE in a vertical tubular reactor filled with a “standing” catalyst phase containing the declared amounts of water and TBS allowed us to exclude the recycling of the catalyst phase and carry out the process not only selectively, but also with less loss of acid catalyst. The supply of C 4 fractions through nozzles with the indicated linear velocity made it possible to achieve high isobutylene conversion without special methods of mixing a two-phase reaction system.
Пример 6. Синтез проводят аналогично примеру 1, однако в качестве третичного олефина используют С5-фракцию дегидрирования изопентана, содержащую: пропан 1,1; бутан 3,5; изопентан 59,6; изоамилен 29,8; изопрен 1,3; н-пентан 1,2; н-амилены 2,9; пиперилен 0,6.Example 6. The synthesis is carried out analogously to example 1, however, as a tertiary olefin using C 5 -fraction of dehydrogenation of isopentane, containing: propane 1,1;
Степень превращения изоамилена в метилтретамиловый эфир составляет 71,5%
Пример 7. Синтез проводят аналогично примеру 1, однако в качестве спирта С1-С4 используют этанол. Степень превращения изобутилена в этилтретбутиловый эфир составляет 72,3%
Пример 8. Синтез проводят аналогично примеру 1, однако в качестве спирта С1-С4 используют изопропиловый спирт. Степень превращения изобутилена в изопропилтретбутиловый эфир составляет 86,2%The degree of conversion of isoamylene to methyltretamyl ether is 71.5%
Example 7. The synthesis is carried out analogously to example 1, however, ethanol is used as C 1 -C 4 alcohol. The conversion of isobutylene to ethyl tert-butyl ether is 72.3%
Example 8. The synthesis is carried out analogously to example 1, however, isopropyl alcohol is used as C 1 -C 4 alcohol. The conversion of isobutylene to isopropyl tert-butyl ether is 86.2%
Claims (7)
Вода 5 30
Третичный спирт C4-C5 2 10
Спирт C1-C4 до 100
с подачей третичного олефина C4-C5 в нижнюю часть реактора в трубы через сопла и выводом углеводородной фазы из верхней, сепарационной части.Catalyst 5 50
Water 5 30
Tertiary alcohol C 4 -C 5 2 10
Alcohol C 1 -C 4 to 100
with the supply of a tertiary olefin C 4 -C 5 into the lower part of the reactor into the pipes through nozzles and the withdrawal of the hydrocarbon phase from the upper separation part.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494030515A RU2070190C1 (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Process for preparing c1-c4-alkyl-tert-c4-c5-alkyl ethers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494030515A RU2070190C1 (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Process for preparing c1-c4-alkyl-tert-c4-c5-alkyl ethers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94030515A RU94030515A (en) | 1996-05-27 |
RU2070190C1 true RU2070190C1 (en) | 1996-12-10 |
Family
ID=20159784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9494030515A RU2070190C1 (en) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | Process for preparing c1-c4-alkyl-tert-c4-c5-alkyl ethers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2070190C1 (en) |
-
1994
- 1994-08-22 RU RU9494030515A patent/RU2070190C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1.Стряхалева М.Н., Крымова Г.Н., Чаплин Д.Н., Павлова И.П., Баунов А.М. Производство метил-трет-алкиловых эфиров - высокооктановых компонентов бензинов. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988, с.15. 2.Патент СССР N 915797, кл. C 07 C 11/02, 1982. 3.Патент США N 4334890, кл. C 10 L 1/02, 1982. 4.Патент США N 4731489, кл. C 07 C 41/06, 1988. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94030515A (en) | 1996-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101688254B1 (en) | Producing isobutene by cracking mtbe | |
JPH01213248A (en) | Production of ether | |
JP2007176942A (en) | Method for producing 1-butene from industrial mixture of 4c hydrocarbons | |
US6011191A (en) | Process for the production of hydrocarbons with a high octane number by the selective dimerization of isobutene | |
US5095164A (en) | Process for cleaving alkyl tert.-alkyl ethers | |
EP0745576B1 (en) | Process for the joint production of ethers and hydrocarbons with a high octane number | |
US20020002316A1 (en) | Process for the production of hydrocarbons with a high octane number by means of the selective dimerization of isobutene with acid catalysts | |
US4357147A (en) | Diisopropyl ether reversion and oligomerization in isopropanol production | |
EP1074534B1 (en) | Process for the production of hydrocarbons with a high octane number by the selective dimerization of isobutene | |
KR20150065187A (en) | Process for the production of high-purity isobutene through the cracking of mtbe or etbe and integrated process for the production of the relative ether | |
US4352945A (en) | Diisopropyl ether reversion in isopropanol production | |
RU2070190C1 (en) | Process for preparing c1-c4-alkyl-tert-c4-c5-alkyl ethers | |
US5138102A (en) | Reactor quenching for catalytic olefin hydration in ether production | |
US5113024A (en) | Process for product separation in the production of di-isopropyl ether | |
RU2070189C1 (en) | Process for preparing c1-c4-alkyl tert-c4-c5-alkyl ethers | |
US5154801A (en) | Advances in product separation in dipe process | |
RU2096402C1 (en) | Method of preparing c1-c4 alkyl-tert-c4-c5 alkyl ethers | |
RU2070217C1 (en) | Method for production of compound gasoline component | |
JPH03218332A (en) | Preparation of ether from c4-c7 tertiary alkene and divalent - hexavalent alcohol | |
US4954660A (en) | Process for the direct hydration of linear olefins | |
US5689014A (en) | Integrated process for producing diisopropyl ether and an isopropyl tertiary alkyl ether | |
JPS6058893B2 (en) | Method for producing tertiary alcohol | |
JPH0352826A (en) | Preparation of pure c4-c7-tertiary alkene | |
US5399788A (en) | Two-stage process for producing diisopropyl ether using hydration | |
RU2177930C1 (en) | Alkene oligomers production process |