RU2141468C1 - Способ гидратации алкенов - Google Patents
Способ гидратации алкенов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2141468C1 RU2141468C1 RU98104158A RU98104158A RU2141468C1 RU 2141468 C1 RU2141468 C1 RU 2141468C1 RU 98104158 A RU98104158 A RU 98104158A RU 98104158 A RU98104158 A RU 98104158A RU 2141468 C1 RU2141468 C1 RU 2141468C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stream
- hydrocarbons
- water
- zone
- hydration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Гидратацию алкенов в присутствии кислого(ых) твердого или/и водорастворимого(ых) катализатора при повышенной температуре в одной или нескольких вертикальных реакционных зонах с прямоточным или противоточным движением водного и углеводородного потоков осуществляют так, что как минимум в одной реакционной зоне в качестве сплошной жидкой фазы используют фазу, содержащую преимущественно углеводороды, а в качестве диспергируемой фазы - фазу, содержащую преимущественно воду. Приводятся варианты осуществления способа, отличающиеся местом ввода исходных продуктов, наличием и местом ввода рециркулируемых продуктов, используемым типом реактора, возможностью последовательного осуществления гидратации трет- и нетрет-алкенов. Указанный способ позволяет получить третичные и/или нетретичные спирты, а также извлечь трет- и/или нетретичные алкены из углеводородных смесей. 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
Description
Способ относится к области гидратации алкенов с целью получения третичных и/или нетретичных спиртов, а также с целью извлечения третичных и/или нетретичных алкенов из углеводородных смесей.
Известны способы жидкофазной гидратации алкенов с целью получения спиртов в присутствии сильных кислот - серной, соляной и др. Основным недостатком их является высокая коррозионная агрессивность рабочей среды [1: С. Ю. Павлов. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л.: Химия, 1987, с. 128].
Известны также способы гидратации алкенов в присутствии гетерогенных кислых катализаторов, например фосфорной кислоты на твердом носителе или цеолитов, осуществляемые в газовой фазе [2: US 4214107, 1980; 3: US 4329520, 1982] . Основным недостатком их является необходимость проведения гидратации при высокой температуре (обычно более 200oC), а следовательно, высокая энергоемкость.
Наиболее близок к предлагаемому способ жидкофазной гидратации в присутствии катионитного катализатора при температуре 70-130oC, в котором подачу алкена осуществляют снизу реактора [4: SU 588729, 1996]. При этом сплошной жидкой фазой, заполняющей реакционное пространство, является водная фаза, а диспергируемой фазой является углеводородная фаза. Скорость подъема углеводородных капель в реакторе составляет 0,1-0,17 м/сек.
Недостатком способа является низкая скорость гидратации вследствие весьма малой растворимости углеводородов в воде (менее 0,2 мас.%) и затрудненности доступа алкенов к активным центрам катализатора.
Нами предлагается способ гидратации алкенов в углеводородной смеси в присутствии кислого(ых) твердого или/и водорастворимого катализатора(ов) при повышенной температуре в одной или нескольких вертикальных реакционных зонах с прямоточным или противоточным движением водного и углеводородного потока, заключающийся в том, что как минимум в одной реакционной зоне в качестве сплошной жидкой фазы используют фазу, содержащую преимущественно углеводороды, а в качестве диспергируемой фазы - жидкую фазу, содержащую преимущественно воду.
Как вариант предлагается способ, заключающийся в том, что при подаче сверху как минимум водного потока реакционную зону соединяют снизу с отстойно-сепарационной зоной, из нижнего слоя которой выводят поток, содержащий преимущественно воду, как минимум часть которого предпочтительно после охлаждения возвращают на верх реакционной зоны и/или в ее промежуточную(ые) точку(и).
Предлагается также вариант, согласно которому из конца реакционной зоны, противоположного месту ввода углеводородов, или соединенной с ним отстойной зоны выводят поток, содержащий преимущественно углеводороды и образовавший(ие)ся спирт(ы), и как минимум часть указанного потока направляют на отгонку углеводородов и возможно другую часть потока или/и поток, содержащий преимущественно спирт(ы), предпочтительно после охлаждения, рециклуют на вход в реакционную зону.
Предлагается вариант, согласно которому процесс проводят в кожухотрубчатом реакторе, в нижнюю часть трубок которого подают диспергируемый через распределительное устройство поток, содержащий преимущественно воду, и поток, содержащий преимущественно углеводороды, получаемый смешением потоков исходной углеводородной смеси и потока, рециклуемого в количестве, достаточном для подъема водяных частиц вверх по трубкам.
Предлагается также вариант, в котором в зоне(ах) гидратации поддерживают в углеводородной фазе концентрацию 5-50% вещества или смеси веществ, повышающего(их) взаимную растворимость воды и углеводородов, возможно продукта(ов) гидратации или/и нормального спирта(ов).
Предлагается также вариант, в котором гидратацию третичных и нетретичных алкенов в углеводородной смеси осуществляют как минимум в двух реакционных зонах, после зоны гидратации трет-алкенов углеводороды отгоняют от образовавшего(их)ся спирта(ов), конденсируют и направляют в зону гидратации нетретичных алкенов, в которой поддерживают температуру как минимум на 25oC выше, чем в зоне гидратации трет-алкенов, с возможной подачей водного раствора нетретичного(ых) спирта(ов) в первую реакционную зону.
В качестве реакторов могут использоваться аппараты различного типа, в частности полые аппараты, заполненные катализатором или/и инертной насадкой, кожухотрубчатые аппараты (предпочтительно с распределительной подачей водного потока в трубки сверху или снизу) или иные аппараты с различными массообменными и/или теплосъемными устройствами.
Внешний вывод потока, содержащего преимущественно воду, за пределы реакционно-рециркуляционной системы может вообще не проводиться, и свежая вода может подаваться в количестве, соответствующем сумме количеств воды, расходуемых на реакцию(и) и выводимой с потоком, содержащим преимущественно углеводороды. В этом случае, являющимся предпочтительным, все количество образующегося спирта выводится за пределы реакционно-рециркуляционной системы в составе потока, содержащего преимущественно углеводороды.
Внешний вывод (за пределы реакционно-рециркуляционной системы) потока, содержащего преимущественно углеводороды, может осуществляться как из верхнего слоя отстойно-сепарационной зоны, так и из любой точки реакционной зоны с последующим сепарированием (отстаиванием) от воды.
Из потока, содержащего преимущественно воду, спирт(ы) может(гут) быть отделены путем отгонки и/или жидкофазной экстракции углеводородами.
В качестве углеводородного сырья могут использоваться как индивидуальные углеводороды, так и их смеси, в том числе смеси с другими углеводородами.
В качестве кислого катализатора могут использоваться различные твердые или/и водорастворимые катализаторы, в частности макропористые мелкозернистые и/или формованные с полимерами сульфоионитные катализаторы, кислоты на твердых носителях, кислые цеолиты, сильные кислоты: фосфорная, серная, борная, щавелевая и другие.
Выводимый из реакционной системы поток, содержащий преимущественно углеводороды, образовавший(е)(ся) спирт(ы) и, возможно, вещество(а), повышающее взаимную растворимость воды и углеводородов, может далее подвергаться разделению путем отгонки углеводородов или ректификации, с получением в качестве кубового продукта спирта(ов) или его (их) смеси с веществом(ами), повышающим взаимную растворимость воды и углеводородов, часть которого может быть возвращена в реакционную(ые) зону(ы). При отгонке (ректификации) углеводородов конденсат может быть подвергнут сепарированию (отстаиванию), и водный слой может быть возвращен в реакционную зону(ы).
Возможные схемы осуществления способа показаны на фиг. 1-4.
Согласно фиг. 1 гидратацию осуществляют в вертикальном реакторе 1, имеющем в нижней части отстойно-сепарационную зону. Свежую воду подают через диспергирующее (распределительное) устройство сверху реактора 1. Углеводороды подают в нижнюю часть реактора 1 выше слоя, содержащего преимущественно воду (далее именуется "водный слой").
Из нижнего слоя отстойно-сепарационной зоны реактора 1 выводят поток, содержащий преимущественно воду, а также спирт(ы) и, возможно, растворенный кислый катализатор. Водный слой полностью или частично направляют в рецикл в холодильник и далее на верх реактора или/и распределенными потоками в промежуточную(ые) зону(ы) реактора 1.
Сверху реактора 1 выводят поток, содержащий преимущественно непрореагировавшие углеводороды (далее именуется "углеводородный поток или слой") и спирт(ы), который подвергают отстаиванию и сепарированию в отстойно-сепарационном аппарате 1a, и водный слой возвращают в реактор 1. Углеводородный слой полностью или частично выводят из реакторного узла и предпочтительно направляют в отгонную (ректификационную) колонну 2. Оставшаяся часть углеводородного слоя может быть подана вниз реактора 1, предпочтительно в углеводородный слой или/и в промежуточную(ые) зону(ы) реактора.
Сверху колонны 2 выводят дистиллят, содержащий в основном углеводороды, а снизу - кубовый продукт, содержащий в основном спирт(ы) и, возможно, часть поступивших в колонну 2 углеводородов.
Согласно фиг. 2 гидратацию осуществляют в кожухотрубчатом реакторе 1 (с подачей в межтрубное пространство хладагента "ХА"), имеющем в нижней части отстойно-сепарационную зону. Свежую воду и углеводороды подают на верх реактора 1. При этом подачу водного потока осуществляют в верхнюю часть трубок через диспергирующее (распределительное) устройство.
Из нижнего слоя отстойно-сепарационной зоны реактора 1 выводят поток, содержащий преимущественно воду, а также спирт(ы) и, возможно, растворенный кислый катализатор. Водный поток полностью или частично направляют в холодильник и далее на верх реактора 1.
Из верхнего слоя отстойно-сепарационной зоны выводят поток, содержащий в основном непрореагировавшие углеводороды и спирт(ы), который полностью или частично выводят из реакторного узла и предпочтительно направляют в отгонную (ректификационную) колонну 2. Оставшаяся часть углеводородного слоя может быть подана на верх реактора 1 или/и в промежуточную(ые) зону(ы) реактора.
Сверху колонны 2 выводят дистиллят, содержащий в основном углеводороды, а снизу - кубовый продукт, содержащий в основном спирт(ы) и, возможно, часть поступивших в колонну 2 углеводородов.
Для увеличения вывода воды из колонны 2 (осушки спирта(ов) конденсат отбираемого сверху колонны 2 потока может быть подвергнут расслаиванию, и в колонну 2 в качестве флегмы может быть возвращена часть углеводородного слоя. Остальную часть углеводородного слоя выводят из системы, а водный слой возвращают в реактор 1.
Согласно фиг. 3 процесс гидратации осуществляют в кожухотрубчатом реакторе 1. Углеводородный и водный потоки подают в реактор снизу, причем водный поток вводят в нижние части трубок через распределительно-диспергирующее устройство. Реакционную смесь разделяют в сепараторе-отстойнике 1А и водный слой, и часть углеводородного слоя рециркулируют на вход в реактор.
Раствор спирта(ов) в углеводородах разделяют в колонне 2, соединенной сверху с отстойником-сепаратором 2А.
Согласно фиг. 4 процесс гидратации осуществляют согласно схеме, включающей два реактора, между которыми проводят отгонку углеводородов от спирта(ов), образовавшегося(ихся) в первом реакторе. Если в качестве углеводородного сырья используют смесь, содержащую третичный(е) алкен(ы) и нетретичные алкены и в реакторе 1 поддерживают температуры, при которой преимущественно проходит гидратация трет-алкена(ов) в третичный(е) спирт(ы), а в реакторе 3 - температуру, при которой проходит гидратация нетретичных алкенов, то из куба колонны 2 выводят поток, содержащий преимущественно трет-спирт(ы), а из куба колонны 4 - поток, содержащий преимущественно нетретичные спирты, возможно в смеси с трет-спиртом(ами) и частью углеводородов.
Схема, приведенная на фиг. 4, может быть использована и для преимущественной гидратации трет-алкенов или при использовании углеводородной смеси, содержащей незначительное количество трет-алкенов, для преимущественной гидратации нетретичных алкенов. В качестве кубовых продуктов колонн 2 и 4 в первом случае выводят потоки, содержащие преимущественно третичный(е) спирт(ы), во втором случае - потоки, содержащие преимущественно нетретичные алкены.
Приведенные на фиг. 1 и 2 схемы, а также приведенные ниже примеры не исчерпывают всех возможных вариантов проведения процесса, и возможно использование иных схем и технологических параметров при соблюдении сути, изложенной в формуле изобретения.
Пример 1. Используют исходную углеводородную смесь, содержащую 55% изобутана и 45% изобутена, подаваемую в количестве 1 кг/час. Переработку осуществляют согласно фиг. 1. В качестве катализатора в реакторе 1 используют формованный сульфоионитный катализатор КУ-2ФПП, содержащий полипропилен.
Основные условия и результаты переработки приведены в таблице.
Пример 2. Используют исходную углеводородную смесь, содержащую 4% изобутана, 9% н-бутана, 40% изобутена, 46% н-бутенов и 1% 1,3-бутадиена. Переработку осуществляют согласно фиг. 1. В качестве катализатора используют фосфорную кислоту с добавкой ингибиторов коррозии, концентрацию которой в водной реакционной фазе поддерживают на уровне 10%.
Результаты приведены в таблице.
Пример 3. Используют исходную углеводородную смесь, содержащую 55% изобутана и 45% изобутена. Переработку осуществляют согласно фиг. 1. В качестве катализатора в реакторе 1 используют формованный сульфоионитный катализатор КИФ. В реактор 1 подают н-бутанол в количестве, обеспечивающем его концентрацию в углеводородной фазе 25%. Результаты приведены в таблице.
Пример 4. Используют исходную углеводородную смесь, содержащую 55% изобутана и 45% изобутена. Переработку осуществляют согласно фиг. 2. В качестве катализатора в реакторе 1 используют макропористый сульфокатионит КУ-23. Результаты приведены в таблице.
Пример 5. Используют исходную углеводородную смесь, содержащую 46% пентанов, 27% трет-пентенов (в т.ч. 9% 2-метил-1-бутена и 18% 2-метил-2-бутена) и 27% н-пентенов. Переработку осуществляют согласно фиг. 2.
Используют формованный сульфокатионитный катализатор КИФ. Результаты приведены в таблице.
Пример 6. Используют исходную смесь углеводородов, содержащую 55% н-бутанов и 47% н-бутенов. Переработку проводят согласно фиг. 2. В качестве катализатора используют термостойкий ионитный катализатор, содержащий атомы фтора в сульфированных бензольных кольцах. В реактор подают н-пропанол в количестве, обеспечивающем его концентрацию в углеводородной фазе 30%.
Результаты - в таблице.
Пример 7. Используют исходную смесь углеводородов C6, содержащую 20% трет-гексенов. Переработку осуществляют согласно фиг. 3. В качестве катализатора используют мелкозернистый катионит Pyrolite CT-275. Результаты приведены в таблице.
Пример 8. Используют исходную смесь углеводородов, содержащую 55% изобутана и 45% изобутена. Переработку осуществляют согласно фиг. 3. В качестве катализатора используют формованный сульфоионитный катализатор КУ-2ФПП.
Результаты - в таблице.
Пример 9. Используют исходную углеводородную смесь, указанную в примере 2. Переработку осуществляют согласно фиг. 4. В качестве катализатора в реакторе 1 используют мелкозернистый макропористый катионит Амберлист-35, в реакторе 2 - смесь фосфорной и борной кислот в пропорции 2:1, в добавкой ингибитора коррозии, подаваемых в количестве, обеспечивающем их концентрацию в водной фазе 15%. Результаты - в таблице.
Пример 10. Используют исходную углеводородную смесь, указанную в примере 2. Переработку осуществляют согласно фиг. 4. В качестве катализатора в реакторе 1 используют катионит Амберлист-15, в реакторе 2 - термостойкий ионитный катализатор. Часть выходящего из реактора 2 потока, содержащего воду и втор-бутанол, направляют в реактор 1. Результаты - в таблице.
Claims (6)
1. Способ гидратации алкенов в углеводородной смеси в присутствии кислого(ых) твердого или/и водорастворимого катализатора(ов) при повышенной температуре в одной или нескольких вертикальных реакционных зонах с прямоточным или противоточным движением водного и углеводородного потоков, отличающийся тем, что как минимум в одной реакционной зоне в качестве сплошной жидкой фазы используют фазу, содержащую преимущественно углеводороды, а в качестве диспергируемой фазы - фазу, содержащую преимущественно воду.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при подаче сверху как минимум водного потока реакционную зону соединяют снизу с отстойно-сепарационной зоной, из нижнего слоя которой выводят поток, содержащий преимущественно воду, как минимум часть которого предпочтительно после охлаждения возвращают наверх реакционной зоны и/или в ее промежуточную(ые) точку(и).
3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что из конца реакционной зоны, противоположного месту ввода углеводородов, или соединенной с ним отстойно-сепарационной зоны выводят поток, содержащий преимущественно углеводороды и образовавший(ие)ся спирт(ы), и как минимум часть указанного потока направляют на отгонку углеводородов и возможно другую часть потока или/и поток, содержащий преимущественно спирт(ы), предпочтительно после охлаждения рециклуют на вход в реакционную зону.
4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что процесс проводят в кожухотрубчатом реакторе, в нижнюю часть трубок которого подают диспергируемый через распределительное устройство поток, содержащий преимущественно воду, и поток, содержащий преимущественно углеводороды, получаемый смешением потоков исходной углеводородной смеси и потока, рециклуемого в количестве, достаточном для подъема водных частиц вверх по трубкам.
5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что в зоне(ах) гидратации поддерживают в углеводородной фазе концентрацию 5-50% вещества или смеси веществ, повышающего(их) взаимную растворимость воды и углеводородов, возможно продукта(ов) гидратации и/или нормального(ых) спирта(ов).
6. Способ по пп.1-5, отличающийся тем, что гидратацию третичных и нетретичных алкенов в углеводородной смеси осуществляют как минимум в двух реакционных зонах, после зоны гидратации трет-алкенов углеводороды отгоняют от образовавшего(их)ся спирта(ов), конденсируют и направляют в зону гидратации нетретичных алкенов, в которой поддерживают температуру как минимум на 25oC выше, чем в зоне гидратации третичных алкенов, с возможной подачей водного раствора нетретичного(ых) спирта(ов) в первую реакционную зону.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98104158A RU2141468C1 (ru) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Способ гидратации алкенов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98104158A RU2141468C1 (ru) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Способ гидратации алкенов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2141468C1 true RU2141468C1 (ru) | 1999-11-20 |
Family
ID=20203053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98104158A RU2141468C1 (ru) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | Способ гидратации алкенов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2141468C1 (ru) |
-
1998
- 1998-02-19 RU RU98104158A patent/RU2141468C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Павлов С.Ю. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. - Л.: Химия, 1987, с.128. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI64135C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av alkylaromatiska kolvaeten | |
FI71926B (fi) | Foerfarande foer framstaellning av mycket ren isobuten genom dehydratisering av tertiaerbutanol | |
CA1292249C (en) | Process containing hf alkylation and selective hydrogenation | |
CN110759801B (zh) | 一种混合c4生产二异丁烯的方法 | |
US4356339A (en) | Process for isolating and recovering butene-1 of high purity | |
CN105175211B (zh) | 一种利用催化精馏规整填料进行叔丁醇脱水制高纯异丁烯的装置及方法 | |
JPH0248535A (ja) | アルキルtert.‐アルキルエーテルを開裂する方法 | |
RU2141468C1 (ru) | Способ гидратации алкенов | |
RU2368593C1 (ru) | Способ выделения изобутилена | |
US4761504A (en) | Integrated process for high octane alkylation and etherification | |
EP0717022A2 (en) | Process for producing isopropyl alcohol by hydrating propylene | |
JPS60204730A (ja) | オレフインとパラフインとからアルキレートを連続的に製造する方法及び装置 | |
RU2177930C1 (ru) | Способ получения олигомеров алкенов | |
RU2137807C1 (ru) | Способ получения высокооктановых компонентов и смесей | |
RU2147019C1 (ru) | Способ выделения трет-алкенов c4-c5 | |
RU2043322C1 (ru) | Способ выделения изобутилена из содержащих его углеводородных смесей | |
RU2099318C1 (ru) | Способ получения изопрена | |
RU2316532C1 (ru) | Способ получения чистого изобутена | |
RU2132838C1 (ru) | Способ получения бутадиенового концентрата и высокооктановых компонентов | |
RU2255931C2 (ru) | Способ получения спиртов жидкофазной гидратацией алкенов | |
RU2068838C1 (ru) | Способ получения алкил-трет-алкиловых эфиров | |
JPS6212208B2 (ru) | ||
WO2007126329A1 (en) | Isoprene producing method | |
RU2089536C1 (ru) | Способ получения трет.бутанола | |
RU2180652C1 (ru) | Способ получения высокооктановых смесей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100220 |