RU2351580C1 - Method of isobutylene production - Google Patents
Method of isobutylene production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2351580C1 RU2351580C1 RU2007138498/04A RU2007138498A RU2351580C1 RU 2351580 C1 RU2351580 C1 RU 2351580C1 RU 2007138498/04 A RU2007138498/04 A RU 2007138498/04A RU 2007138498 A RU2007138498 A RU 2007138498A RU 2351580 C1 RU2351580 C1 RU 2351580C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mtbe
- isobutylene
- decomposition
- temperature
- selectivity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения олефинов, в частности к способу получения чистого изобутилена разложением метил-третично-бутилового эфира (МТБЭ).The invention relates to a method for producing olefins, in particular to a method for producing pure isobutylene by decomposition of methyl tertiary butyl ether (MTBE).
Известен способ получения изобутилена разложением МТБЭ в присутствии кислотного катионита КУ-2ФПП [ПАТЕНТ РФ №2083541, кл. С07С 1/213, 1997] (Аналог).A known method of producing isobutylene by decomposition of MTBE in the presence of acidic cation exchanger KU-2FPP [PATENT of the Russian Federation No. 2083541, class. C07C 1/213, 1997] (Analog).
Недостатки данного способа - низкая производительность и низкая селективность процесса.The disadvantages of this method is the low productivity and low selectivity of the process.
Известен способ получения третичных олефинов путем разложения третичных алкиловых эфиров при повышенных температурах (160-230°С) и давлении 0,6 МПа в присутствии катализатора - оксида алюминия, модифицированного кремний-органическими соединениями, выбранными из ряда: Si(OC2H5)4, SiCl4, Cl2Si(СН3О)2, Cl2Si(C2H5O)4 [ПАТЕНТ СССР №799641, бюл. №3, 1981] (Аналог).A known method of producing tertiary olefins by decomposition of tertiary alkyl esters at elevated temperatures (160-230 ° C) and a pressure of 0.6 MPa in the presence of a catalyst - alumina modified with silicon-organic compounds selected from the series: Si (OC 2 H 5 ) 4 , SiCl 4 , Cl 2 Si (CH 3 O) 2 , Cl 2 Si (C 2 H 5 O) 4 [USSR PATENT No. 799641, bull. No. 3, 1981] (Analog).
Недостатки данного способа: - использование дефицитных и дорогих кремнийорганических соединений, а также - низкая производительность (объемная скорость по сырью не более 1 ч-1) и низкая селективность - большое количество побочных продуктов (ДМЭ, cis-бутена-2 и т.д.).The disadvantages of this method: - the use of scarce and expensive organosilicon compounds, and also - low productivity (volumetric feed rate of not more than 1 h -1 ) and low selectivity - a large number of by-products (DME, cis-butene-2, etc. )
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ получения трет-олефинов С4-С5 расщеплением соответствующих метил-трет-алкиловых эфиров в присутствии, в качестве катализатора, Н+ - морденита [ПАТЕНТ СССР №1176825, бюл. №32, 1985] (Прототип). По данному способу в качестве катализатора разложения МТБЭ используется цеолит со структурой морденита в H+ форме, который предварительно активируют водородом при 100-450°С и давлении от 1 до 50 бар в течение 1-60 часов.Closest to the claimed method according to the technical essence is a method for producing C4-C5 tert-olefins by splitting the corresponding methyl tert-alkyl esters in the presence, as a catalyst, of H + - mordenite [USSR PATENT No. 1176825, bull. No. 32, 1985] (Prototype). According to this method, a zeolite with a mordenite structure in H + form, which is preactivated with hydrogen at 100-450 ° C and a pressure of 1 to 50 bar for 1-60 hours, is used as a decomposition catalyst for MTBE.
Недостатками известного способа являются: низкая производительность (объемная скорость по сырью не более 1 ч-1) и недостаточная селективность, присущая всем кислотным катализаторам, а также быстрое закоксовывание катализатора за счет образования побочных продуктов и смол и частые его регенерации.The disadvantages of this method are: low productivity (volumetric feed rate not more than 1 h -1 ) and insufficient selectivity inherent in all acidic catalysts, as well as rapid coking of the catalyst due to the formation of by-products and resins and its frequent regeneration.
Целью изобретения является упрощение технологии процесса, увеличение производительности и повышение селективности за счет снижения образования побочных продуктов и смол.The aim of the invention is to simplify the process technology, increase productivity and increase selectivity by reducing the formation of by-products and resins.
Поставленная цель достигается проведением процесса разложения МТБЭ при 200-250°С и атмосферном давлении в присутствии водяного пара над цеолитным катализатором, в качестве которого используется синтетический цеолит NaX общего назначения со связующим.This goal is achieved by the process of decomposition of MTBE at 200-250 ° C and atmospheric pressure in the presence of water vapor over a zeolite catalyst, which is used as a synthetic general purpose NaX zeolite with a binder.
Синтетический цеолит NaX используется в процессах адсорбционной осушки и очистки газов [Н.В.Кельцев, «Основы адсорбционной техники», М., Химия, 1984 г.] и не является дефицитным. Никакой дополнительной обработки цеолита не требуется.Synthetic zeolite NaX is used in the processes of adsorption drying and gas purification [N. V. Keltsev, “Fundamentals of adsorption technology”, M., Chemistry, 1984] and is not deficient. No further processing of zeolite is required.
Данный способ иллюстрируется следующими примерами.This method is illustrated by the following examples.
Пример 1. В проточный металлический цилиндрический реактор диаметром 2,5 см и высотой 21 см загружают 100 см3 синтетического цеолита NaX. Реактор оборудован электрообогревом. Через реактор, при температуре 250°С пропускают МТБЭ с объемной скоростью VМТБЭ=2,0 ч-1 и воду с объемной скоростью . На выходе из реактора получают газ и водный слой, содержащий метанол.Example 1. In a flowing metal cylindrical reactor with a diameter of 2.5 cm and a height of 21 cm load 100 cm 3 synthetic zeolite NaX. The reactor is equipped with electric heating. MTBE is passed through the reactor at a temperature of 250 ° C with a space velocity V MTBE = 2.0 h -1 and water with a space velocity . At the outlet of the reactor, gas and an aqueous layer containing methanol are obtained.
Состав газа: изобутилен - 97,36%, МТБЭ - 0,55%, метанол - 1,02%, ДМЭ - 0,12%, вода - 0,24%, димеры изобутилена - 0,22%, cis-бутен-2 - 0,40%, тримеры изобутилена - 0,01%.Gas composition: isobutylene - 97.36%, MTBE - 0.55%, methanol - 1.02%, DME - 0.12%, water - 0.24%, isobutylene dimers - 0.22%, cis-butene - 2 - 0.40%, trimers of isobutylene - 0.01%.
При этом достигается конверсия МТБЭ - 99,4%, а селективность по изобутилену - 99,5%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 99.4%, and selectivity for isobutylene - 99.5%.
Конверсию МТБЭ рассчитывают, как отношение превращенного МТБЭ к поданному на реакцию в % масс.The MTBE conversion is calculated as the ratio of the converted MTBE to that fed to the reaction in wt%.
Селективность по изобутилену рассчитывают как разность: 100% - примеси (ДМЭ, ТМК, димеры изобутилена, cis-бутен-2, тримеры изобутилена) %.Isobutylene selectivity is calculated as the difference: 100% - impurities (DME, TMK, isobutylene dimers, cis-butene-2, isobutylene trimers)%.
Составы продуктов и результаты опытов сведены в таблицах 2 и 3.The compositions of the products and the results of the experiments are summarized in tables 2 and 3.
Пример 2. Разложение МТБЭ проводят в условиях примера 1 при температуре 230°С, VМТБЭ=1,7 ч-1, .Example 2. The decomposition of MTBE is carried out under the conditions of example 1 at a temperature of 230 ° C, V MTBE = 1.7 h -1 , .
Состав газа: изобутилен - 95,86%, МТБЭ - 0,86%, метанол - 2,32%, ДМЭ - 0,06%, вода - 0,28%, ТМК - 0,01%, димеры изобутилена - 0,39%, cis-бутен-2 - 0,22%.Gas composition: isobutylene - 95.86%, MTBE - 0.86%, methanol - 2.32%, DME - 0.06%, water - 0.28%, TMK - 0.01%, isobutylene dimers - 0, 39%, cis-butene-2 0.22%.
При этом достигается конверсия МТБЭ - 99,3%, селективность по изобутилену -99,50%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 99.3%, selectivity for isobutylene -99.50%.
Пример 3. Разложение МТБЭ проводят в условиях примера 1 при температуре 990°С VМТБЭ=2,2 ч-1, .Example 3. The decomposition of MTBE is carried out under the conditions of example 1 at a temperature of 990 ° C. V MTBE = 2.2 h -1 , .
Состав газа: изобутилен - 89,34%, МТБЭ - 7,86%, метанол - 2,13%, ДМЭ - 0,01%, вода - 0,29%, ТМК - 0,06%, димеры изобутилена-0,31%.Gas composition: isobutylene - 89.34%, MTBE - 7.86%, methanol - 2.13%, DME - 0.01%, water - 0.29%, TMK - 0.06%, isobutylene-0 dimers, 31%
При этом достигается конверсия МТБЭ - 90,7%, селективность по изобутилену -99,61%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 90.7%, selectivity for isobutylene -99.61%.
Пример 4. Разложение МТБЭ проводят в условиях примера 1 при температуре 200°С, VМТБЭ=1,5 ч-1, .Example 4. The decomposition of MTBE is carried out under the conditions of example 1 at a temperature of 200 ° C, V MTBE = 1.5 h -1 , .
Состав газа: изобутилен - 91,52%, МТБЭ - 4,18%, метанол - 3,44%, ДМЭ - 0,01%, вода - 0,26%, ТМК - 0,01%, димеры изобутилена - 0,58%.Gas composition: isobutylene - 91.52%, MTBE - 4.18%, methanol - 3.44%, DME - 0.01%, water - 0.26%, TMK - 0.01%, isobutylene dimers - 0, 58%
При этом достигается конверсия МТБЭ - 96,0%, селективность по изобутилену - 99,63%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 96.0%, selectivity for isobutylene - 99.63%.
Пример 5. Разложение МТБЭ проводят в условиях примера 1 при температуре 200°С, VМТБЭ=1,2 ч-1, .Example 5. The decomposition of MTBE is carried out under the conditions of example 1 at a temperature of 200 ° C, V MTBE = 1.2 h -1 , .
Состав газа: изобутилен - 93,90%, МТБЭ - 3,35%, метанол - 1,72%, ДМЭ - 0,01%, вода - 0,21%, тримеры изобутилена - 0,02%, димеры изобутилена - 0,78%.Gas composition: isobutylene - 93.90%, MTBE - 3.35%, methanol - 1.72%, DME - 0.01%, water - 0.21%, isobutylene trimers - 0.02%, isobutylene dimers - 0 , 78%.
При этом достигается конверсия МТБЭ - 96,0%, селективность по изобутилену - 99,63%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 96.0%, selectivity for isobutylene - 99.63%.
Пример 6. Разложение МТБЭ проводят в условиях примера 1 при температуре 180°С, VМТБЭ=0,5 ч-1, .Example 6. The decomposition of MTBE is carried out under the conditions of example 1 at a temperature of 180 ° C, V MTBE = 0.5 h -1 , .
Состав газа: изобутилен - 89,92%, МТБЭ - 7,88%, метанол - 1,60%, ДМЭ - 0,001%, вода - 0,24%, ТМК - 0,02%, димеры изобутилена - 0,33%, тримеры изобутилена - 0,01%.Gas composition: isobutylene - 89.92%, MTBE - 7.88%, methanol - 1.60%, DME - 0.001%, water - 0.24%, TMK - 0.02%, isobutylene dimers - 0.33% , trimers of isobutylene - 0.01%.
При этом достигается конверсия МТБЭ - 81,4%, селективность по изобутилену - 99,7%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 81.4%, selectivity for isobutylene - 99.7%.
Пример 7. В проточный металлический цилиндрический реактор диаметром 2,5 см и высотой 21 см загружают 100 см3 синтетического цеолита NaX. Реактор оборудован электрообогревом. Через реактор, при температуре 230°С пропускают МТБЭ с объемной скоростью VМТБЭ=1,4 ч-1. На выходе из реактора получают газ.Example 7. In a flowing metal cylindrical reactor with a diameter of 2.5 cm and a height of 21 cm load 100 cm 3 synthetic zeolite NaX. The reactor is equipped with electric heating. MTBE is passed through the reactor at a temperature of 230 ° C with a space velocity V MTBE = 1.4 h -1 . At the outlet of the reactor receive gas.
Состав газа: изобутилен - 96,29%, МТБЭ - 0,47%, метанол - 1,46%, ДМЭ - 0,66%, вода - 0,25%, димеры изобутилена - 0,16%, cis-бутен-2 - 0,91, %.тримеры изобутилена - 0,01%.Gas composition: isobutylene - 96.29%, MTBE - 0.47%, methanol - 1.46%, DME - 0.66%, water - 0.25%, isobutylene dimers - 0.16%, cis-butene - 2 - 0.91%. Trimers of isobutylene - 0.01%.
При этом достигается конверсия МТБЭ - 99,5%, селективность по изобутилену - 98,7%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 99.5%, selectivity for isobutylene - 98.7%.
Пример 8. Разложение МТБЭ проводят в условиях примера 7 при температуре 200°С, VМТБЭ=1,4 ч-1.Example 8. The decomposition of MTBE is carried out under the conditions of example 7 at a temperature of 200 ° C, V MTBE = 1.4 h -1 .
Состав газа: изобутилен - 90,08%, МТБЭ - 0,69%, метанол - 7,73%, ДМЭ - 0,11%, вода - 0,19%, димеры изобутилена - 0,21%, cis-бутен-2 - 0,96, %.тримеры изобутилена - 0,02%.Gas composition: isobutylene - 90.08%, MTBE - 0.69%, methanol - 7.73%, DME - 0.11%, water - 0.19%, isobutylene dimers - 0.21%, cis-butene - 2 - 0.96%. Trimers of isobutylene - 0.02%.
При этом достигается конверсия МТБЭ - 97,46%, селективность по изобутилену - 99,10%.At the same time, MTBE conversion is achieved - 97.46%, selectivity for isobutylene - 99.10%.
Пример 9 (по прототипу). Разложение МТБЭ проводят на Н+ - мордените, обработанном водородом при 450°С в течение 60 часов. Разложение МТБЭ проводят при температуре 160°С, давлении 10 бар, расход 1 г сырья на 1 г катализатора в час, VМТБЭ=1,3 ч-1. Продукт разложения имеет состав: МТБЭ - 9,2%, изобутилен - 57,8%, метанол - 30,5%, ДМЭ - 1,8%, вода - 0,7%.Example 9 (prototype). The decomposition of MTBE is carried out on H + - mordenite treated with hydrogen at 450 ° C for 60 hours. The decomposition of MTBE is carried out at a temperature of 160 ° C, a pressure of 10 bar, the consumption of 1 g of raw material per 1 g of catalyst per hour, V MTBE = 1.3 h -1 . The decomposition product has the composition: MTBE - 9.2%, isobutylene - 57.8%, methanol - 30.5%, DME - 1.8%, water - 0.7%.
После перегонки целевой продукт имеет состав: изобутилен - 97,5%, метанол - 2,5%. При этом конверсия МТБЭ за проход составляет - 90,8%, селективность по изобутилену - 96,8%.After distillation, the target product has the composition: isobutylene - 97.5%, methanol - 2.5%. Moreover, the MTBE conversion per passage is 90.8%, and the selectivity for isobutylene is 96.8%.
морденитH +
mordenitis
Как видно из приведенных примеров по заявлямому способу достигается практически 100%-ная конверсия МТБЭ за проход, при селективности образования изобутилена не менее 99%. Образование такой «вредной» для изобутилена примеси, как ДМЭ снижается в 180-1800 раз.As can be seen from the above examples, the claimed method achieves almost 100% conversion of MTBE per pass, with a selectivity of isobutylene formation of at least 99%. The formation of such an “harmful” impurity for isobutylene as DME is reduced 180–1800 times.
При объемной скорости подачи сырья более 2,0 ч-1 (пример 3, табл.3) наблюдается снижение конверсии МТБЭ до 90,7%. Повышать температуру в реакторе более 250°С, т.е. увеличивать энергозатраты и уменьшать объемную скорость подачи сырья менее 1,0 ч-1, т.е. снижать производительность - экономически нецелесообразно. Повышение температуры ведет также к появлению «вредной» примеси - ДМЭ и cis-бутена-2 - продукта изомеризации изобутилена (примеры 1, 2 табл.2).When the volumetric feed rate of more than 2.0 h -1 (example 3, table 3) there is a decrease in the conversion of MTBE to 90.7%. Raise the temperature in the reactor over 250 ° C, i.e. increase energy consumption and reduce the volumetric feed rate of less than 1.0 h -1 , i.e. to reduce productivity is not economically feasible. An increase in temperature also leads to the appearance of a “harmful” impurity — DME and cis-butene-2 — the product of isobutylene isomerization (examples 1, 2 of Table 2).
Оптимальные параметры процесса: температура 200-250°С, VМТБЭ=(1,0-2,0) ч-1. Массовое соотношение Н2O:МТБЭ=(0,25-0,5):1.Optimum process parameters: temperature 200-250 ° C, V MTBE = (1.0-2.0) h -1 . Mass ratio of H 2 O: MTBE = (0.25-0.5): 1.
Проведение процесса в присутствии водяного пара снижает образование побочных продуктов: ДМЭ, димеров изобутилена, cis-бутена-2, за счет чего увеличивается селективность процесса. Кроме того, водяной пар удаляет с поверхности катализатора образующиеся смолы, чем способствует увеличению межрегенерационного пробега. Образовавшиеся водорастворимые продукты реакции - метанол и примеси ДМЭ при охлаждении и конденсации переходят в водный слой, а изобутилен переходит в органический слой, что упрощает технологическую схему разделения продуктов реакции и выделение чистого изобутилена.Carrying out the process in the presence of water vapor reduces the formation of by-products: DME, isobutylene dimers, cis-butene-2, thereby increasing the selectivity of the process. In addition, water vapor removes the resulting resins from the surface of the catalyst, thereby increasing the inter-regeneration range. The resulting water-soluble reaction products — methanol and DME impurities — pass into the water layer upon cooling and condensation, and isobutylene passes into the organic layer, which simplifies the technological scheme for the separation of reaction products and the isolation of pure isobutylene.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007138498/04A RU2351580C1 (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Method of isobutylene production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007138498/04A RU2351580C1 (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Method of isobutylene production |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2351580C1 true RU2351580C1 (en) | 2009-04-10 |
Family
ID=41014889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007138498/04A RU2351580C1 (en) | 2007-10-16 | 2007-10-16 | Method of isobutylene production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2351580C1 (en) |
-
2007
- 2007-10-16 RU RU2007138498/04A patent/RU2351580C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101227221B1 (en) | Process to make olefins from ethanol | |
KR101544257B1 (en) | Simultaneous dehydration and skeletal isomerisation of isobutanol on acid catalysts | |
JP5497667B2 (en) | Dehydration of alcohol on crystalline silicate | |
KR101217915B1 (en) | Process to make olefins from ethanol | |
EP2547639B1 (en) | Production of propylene via simultaneous dehydration and skeletal isomerisation of isobutanol on acid catalysts followed by metathesis | |
EP2196444A1 (en) | Process to make alpha olefins from ethanol | |
US20110098518A1 (en) | Dehydration of Alcohols in the Presence of an Inert Component | |
US9637422B2 (en) | Method for preparing high purity isobutene using glycolether | |
EP2374780A1 (en) | Production of propylene via simultaneous dehydration and skeletal isomerisation of isobutanol on acid catalysts followed by metathesis | |
EP2108637A1 (en) | Process to make olefins from ethanol. | |
EP2655300A1 (en) | Production of fuel additives via simultaneous dehydration and skeletal isomerisation of isobutanol on acid catalysts followed by etherification | |
US5099072A (en) | Method for one-step synthesis of methyl t-butyl ether | |
KR20240000547A (en) | Systems and methods for catalytic conversion of C1-C5 alcohols to C2-C5 olefin mixtures | |
RU2351580C1 (en) | Method of isobutylene production | |
US5157162A (en) | One step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using fluorosulfonic acid-modified clay catalysts | |
US5157161A (en) | One-step synthesis of methyl t-butyl ether from t-butanol using hydrogen fluoride-modified montmorillonite clays | |
EP2108635A1 (en) | Process to make olefins from ethanol | |
EP0521699B1 (en) | Synthesis of alkyl tert-alkyl ethersusing clay catalysts | |
RU2422424C1 (en) | Method of producing isobutylene | |
US10604456B2 (en) | Method for dehydrating alcohols into olefins comprising the recycling of alcohols |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101017 |