SU918290A1 - Способ получени метил-третобутилового эфира - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТИЛ-ТРЕТ-БУТИЛОВОГО

ЭФИРА

I

Изобретение относитс  к способу получени  метилтретичнобутилового. эфира, который находит применение в качестве высокооктановой добавки к моторному топливу.

Известен способ получени  метил-трет-бутилового эфира путем взаимодействи  метанола и изобутилена при мольном отношении 2:J на формованном катионитном катализаторе при температуре 70-90С и давлении 20 атм в пр моточном реакторе при . скорости подачи исходной смеси 2,31 л/л к«ч. Конверси  изобутилена до 98%. Содержание димеров до 0,5 вес.%. Производительность про- . цессао,56-1гАиЕ11.эфира г jj л-к.ч

Недостатком известного способа  вл етс  необходимость использовани  избытка метанола в исходной реакционной смеси, что усложн ет разделение продуктов и повьтает затрагы на получение зфира. Снижение количества метанола в исходной реакционной смеси приводит к резкому уве .личению в продуктах реак11;ии побочно образующихс  димеров изобутилена (см. табл. I) и заметному снижению конверсии изобутилена.

Таблица 1

Вли ние температуры и мольного отногавни  метанол ; изобутилен н  показатели реакции синтеза MTR3

Температура 70 С, врем  контакта 60 мин

2 1,3

1,0

96,5 1.0 94,0 Продолжение табл. 1 Температура , врем  контакта 20 мин Таким образом, при использовании в услови х известного способа мольного отношени  метанол „изобутилен, равного 0,7-1:1, конверси  изобутилена составл ет 75-93%, содержание димеров 2-П,3%, производительность « /о 1 Ап кг эфира 0,48-1,60-.; . Целью данного изобретени   вл етс снижение энергозатрат и увеличение производительности. Поставленна  цель достигаетс  способом получени  метил-трет-бутилового эфира путем взаимодействи  метанола и изобутилена на формованном катионитном катализаторе при тем пературе -70-90 С и повышенном давлеНИИ , отличительна  особенность кото рого состоит в том, что процесс осуществл ют при мольном отношении мет нола и изобутилена 0,7-1,5:1 в при сутствии третичного спирта, содержа щего от 4 до 6 углеродных атомов, при концентрации 5-20% от веса реак ционной смеси. Предпочтительно в качестве трети ного спирта использовать триметилка 1бинол и процесс вести в реакционноректификационном аппарате. В услови х предложенного способа конверси  изобутилена составл ет 82-97% содержание димеров 0,5-3%, производительность процесса 0,55-2,2 . ЛКЧ Процесс можно осуществл ть при п моточном контактировании изобутилен или изобутиленсодержащей фракции и метанола. В этом случае в реактор подают раствор метанола и изобутил -на или изобутиленсодержащей фракции Можно использовать реакторы различ91 4 ных типов (адиабатический, секционный с промежуточным съемом тепла, изотермический трубчатый). Продукты реакции раздел ют известными методами , такими как водна  отмывка и ректификаци . Третичный спирт выдел ют из продуктов реакции и возвращают в рецикл. В случае использовани  реакционно-ректификационного аппарата процесс осуществл ют при противоточном контактировании изобутиленсодержащей фракции и метанола. Реакционно-ректификационный аппарат имеет 6 зон: I - зона очистки углеводородов Сц от третичного спирта , 11 - зона очистки углеводородов Сц от метанола путем экстрактивной ректификации в присутствии третичного спирта, ИГ- зона образовани  раствора углеводородов Сц в метаноле и третичном спирте, IV - реакционна  зона, V, VI - зоны очистки метилтретичнобутилового эфира от углеводородов С ц. Предлагаемый способ осуществл ют по технологической схеме, представленной на фиг. 1. Метанол по линии I- подают в реакционно-ректификационную колонну 2. Изобутиленсодерхащую фракцию углеводородов Сц подают в колонну 2 по линии 3, Метанол, подаваемый по линии 1 между зонами И и 111 , смешиваетс  р . „ , „ „ ,, жидкой флегмой, стекающей из зоны II , содержащей третичный спирт и раствор ет часть парообразных углеводоро- . дов Сц, которые выход т из реакщюнной зоны. Раствор углеводородов, метанола и третичного спирта стекает по реакционной зоне IV сверху вниз. Изобутиленсодержащую фракцию подают по линии 3 между з онами V и VI. В зоне V происходит испарение углеводородов Си и отделение метилтретичнобутилового эфира от углеводородов Сц ректификацией. Смесь углеводородов С поступает в парообразном состо нии в зону IV в направлении снизу вверх. В зоне IV осуществл етс  противоточное контактирование на катализаторе раствора углеводородов Си, метанола и третичного спирта с парообразным изобутиленсодержаг им потоком углеводородом С ц. Образовавшийс  метилтретичнобутшювый эфир, третичный спирт, непроре«гировавший метанол и растворенные в эфире и спирте углеводороды С стекают в зону V, где отгон ю с  углеводороды Сц. Исчерпывание уг леводородов С ц из метилтретичнобути лового эфира осуществл етс  ректифи кацией их сме.и в зоне VI, обогреваемой через кип тильник 4. Парообразные углеводороды С про ход т зону VI, отдают при конден-г сации соответствующее количество тепла на- испарение.изобутиленсодержащей фракции в зоне V и поступают реакционную зону IV. Сверху реакционной зоны IV пары углеводородов С, практически не со державще изобутилена, поступают в „ , зону Ж , В зоне углеводородный по ток частично раствор етс  в метанол и третичном спирте и частично поступает в зону II вместе с уносимым из зоны |Н метанолом. В эоне II осуществл етс  очистка углеводородов Ci от метанола путем экст{}ахтивной ректификации с применением в качестве раздел ющего агента третичного спирта, подаваемого между зонами Т и П.. Из зоны И парообразные углеводороды Сц вместе с уносимым из зоны 11 третичным спиртом поступают в зону I. Третичный спирт отдел ют от углеводородов Сц в зоне I путем ректификации. Из зоны 1 угле водороды Ct,, практически не содегжапше спиртов и изобутилена, конденсируютс  в дефлегматоре 5. Часть конденсата по линии 6 возвращают в зону I в качестве флегмы, а другую часть отбирают по линии 7 в качестве продукта разделени , Метилтретичнобутиловьй эфир в сме си с третичным спивтом отбирают из куба колонны 2 и по линии 8 направл  ют в ректификационную колонну 9, обо греваемую через кип тильник 10. Метилтретичнобутиловый отбирают сверху колонны 9 и конденсируют в дефлегматоре 1. Конденсат частично возвращают в качестве флегмы по линии 12 и частично вывод т как продук разделени  по линии 13. Третичный спирт отбирают из куба колонны по линии 14, часть его возрращают по ли нии 15 в реакционно-ректификационную колонну 2. Данньй способ позвол ет снизить количество исходного метанола при сохранении конверсии изобутилена в эфир на уровне известного,способа уменьшить энергозатраты за счет сни жени  мольного соотношени  метанола и изобутилена, следствием чего  йл етс  уменьшение количества циркулирующего в системе метанола, а также увеличить произ-водительность. Пример (сравнительный). Синтез метилтретичнобутилового эфира из изобутилена и метанола осуществл ют на установке непрерывного действи  в проточном реакторе длиной 3 м, диаметром 10. мм (три трубки длиной по 1м, соединенные последовательно и помещенные в рубашку, обогреваемую водой, циркулирующей через термостат ) . В реакщюнные трубки загружают набухший в метаноле катализатор, представл ющий собс катионообменную смолу КУ-2, сформованную в смеси с полипропиленом (70% смо;1Ы плюс 30% полипропилена). Статическа  обменна  емкость катализатора 2,6% мг-экзв/г сухого катализатора. В реактор снизу вверх подают смесь метанола и изобутилена в мольном соотношении 2:J и с объемной скоростью 1 л/л к«ч. Температура реакции 70 С, давление 20 атм. Исходные продукты и катализат анализируют на хроматографе с детектором по теплопроводности. Результаты опыта представлены в таблице 2. П р и м е р 2 (сравнительный). Синтез метилтретичнобутилового эфира осуществл ют как в примере 1, но при мольном отнощении метанола и изобутилена 1:1. Результаты представлены в таблице. Пример 3. Синтез метилтретаЧнобутилового эфира осуществл ют как в примере 2, но в исходную шихту обавл ют триметилкарбонил в колиестве 9 вес.%. Результаты представлены в таблице. П р и м е р 4 (сравнительный). интез метилтретичнобутилового эфира существл ют как в примерах I и 2, о при мольном соотношении метанола изобутилена 0,7:1. Результаты представлены в таблице. П р и м е-р5. Синтез метилтретичобутилового эфира осуществл ют как примере 4, но в исходную шихту доавл ют третичный гексиловый спирт, количестве 9 вес.%. Результаты представлены в таблице. Пример 6 (сравнительный). интез метилтретичнобутилового эфиа осуществл ют как в примере I,

но При температуре 90, давлении 20 ати и объемной скорости 3 л/л к«ч. Результаты представлены в таблице Пример 7 (сравнительный). Синтез метилтретичнобутилового эфира осуществл ют как в примере 6, но при мольном соотношении метанол, .изобутиЛен равном 1:1.

Результаты представлены в таблице Пример 8. Синтез метилтретичнобутилового эфира осурдествл ют как в примере 7, но в исходную шихту добавл ют триметилкарбинолв количестве 5 вес.%.

Результаты представлены в таблице Пример 9. Синтез метилтретичнобутилового эфира осуществл ют как в примере 7, но в исходную гаихту добавл ют триметилкарбоиил в количестве 9,6 вес.%.

Результаты представлены в таблице Пример 10. Синтез метилтретичнобутилового эфира осуществл ют как в примере 7, но в исходную шихту добавл ют триметилкарбинол в количестве 20 вес.%.

Результаты представлены в таблице Пример 11. Синтез метилтретичнобутилового эфира осуществл ют как в примере 7, но в исходную шихту добавл ют третичный амиловый спирт в количбстве 8,8 вес.%.

Результаты представлены в таблице Пример 2 (сравнительный). Синтез метилтретичнобутилового эфира осуществл ют как а примере 7, но вместо изобутилена используют изобутиленсодержапдую фракцию, содержащую .%: изобутана 0,06 н-бутана 51,79, изобутилена 48,03; н-бутиленов 0,12.

, Результаты представлены в таблице

Метанол + изобуТ1шен70

Метанол + изобутилен70

Пример 13. Синтез мегнлтретичнобутилового эфира осуществл ют в примере 12, но в исходную тихту добавл ют триметилкарбниол в количестве 10 вес.%.

Результаты представлены н т блиде. Пример 14. Синтез метил третичнобутилового эфира осуществл ют из изобутиленсодержащей фракции и метанола по технологической схеме, представленной на фиг. 1.

Изобутиленсодержа чую фракцию в количестве 400 мл/ч, содержащую в нес.%: изобутана 0,06, н бутана 5 51,79, изобутилена 48,03, н-бутиленов О,2-подают между эонамиУиУЬ Метанол в количестве 90 мл/ч, содержащий 0,05 вес.% воды подают между зонами 1{ и Ш. Триметилкарбонил в количестве 20 мл/ч, содержав{ей 0,1 вес,% метил трет-бутилового эфира подают между 1 и Ч зонами. Сверху реакционно-ректификационной колонны отбирают фракцию углеводородов Сц в количе5 стае 210 мл/ч, содержащую в вес,%; изобутана 0,13, н-5утана 96,86, ипобутилена 2,74, н-бутиленов 0,27.

Снизу колонны отбирают кубовый ft продукт в количестве 200 мл/ч, содеркащий в вес.%: углеводородов С 0,02, метилтретичнобутилового эфира 91,13, метанола 0,30, триметилкарбинола 7,5, димеров изобутилена 1,00, воды 0, который далее направл ют на разделение в ректификационную колонну, где в качестве дистшшата отбирают метил-трет-бутиловый эфир, а в качестве кубового продукта триметил-карбонил, возвращаемый в процесс.

Результаты представлены в таблице.

Таблица 2

2:1 пр мо- отс 0,56 96,5 точный

1:1 тот же 2,0 0,61 93,0 3Метанол + изобу|тилен +9% триметилкарбинола 70 Метанол изобутилен70 5Метанол + изобутилен + 9% третичного гексилового спирта 70 6Метанол + изобутилен90 7Метанол + изобутилен90 8Метанол + изобутилен + 57, триметилкарбинол 90 9Метанол + изобутилен + 9,6% триметилкарбинола 90 10Метанол + изобутилен + 20% триметилкарбинола 90 1:1 1 1 Метанол + изобутилен + 8,8% третичного амилового спирта 12 Метанол + изобу- . тиленсодержаща  фракци 90

Метанол + изобу-тиленсодержаща  фракци  + 10% триметилкарбинола

Метанол + изобутиленсодержаща  фракци  + 10% триметилкарбинола 1:1 « 0,7-1 0,7:1 2:1 1:1 1:1 - 90 1,5:1 пр м 1:1 точны

87:0

90 1:1 тот же 0,8 1,3

реакционноректи2 ,0 97,0 фикаци- 1,0

1:1 онный аппарат 0,5 0,62 94,0 11,3 0,48 75,0 3,0 0,55 82,0 0,5 1,41 92,7 7,0 1,60 81,0 2,7 2,2 88,0 1,0 2,2 87,0 1,5 1,9 33,0 , 5 1,8 92,5 , 8 0,8 82,0

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ получения метил-трет-бутиловогр эфира путем взаимодействия метанола и изобутилена на формованном катионитном катализаторе при 70-90* и повышенном давлении; отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат и увеличения производительности процесса, последний осуществляют при мольном ι отношении метанола и изобутилена 0,7-1,5:1 в присутствии третичного спирта, содержащего 4-*6 углеродных атомов, при концентрации его 520 весЛ от реакционной смеси. j

   90 12
2. 2. Способ по π. I, отличающийся тем, что в качестве третичного спирта используют триметил- 'карбинол.
3. 3. Способ попп. 1 и 2, отличающийся тем, что процесс ведут в реакционно-ректификационном аппарате.