TWI292394B - Separation of tertiary butyl alcohol from diisobutylene - Google Patents
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Description
1292394 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 、：發明係關於一種自二異丁晞分離第三丁醇的方法，更特 定言之本冑明係㈣-種利用變壓共滞蒸餘以完成該分離 的方法，其中兩個蒸餾塔係在不同壓力下操作。 【先前技術】 兴丁缔根據下列反應被二聚合為二異丁缔·· (1)異丁缔+異丁烯 <：==：>:異丁烯 - 关丁晞與其本身的二聚反應為特別引人注意的因為當氫化 時二異丁烯的異構物產生2,2,4_三甲基戊烷（異辛烷）。二聚合 觸媒可包括酸性陽離子交換樹脂或沸石。於第三丁醇存在下 兴丁烯於酸觸媒的二聚合被揭示於美國專利第4,丨⑻，22〇號。 二異丁烯為用於氫化為異辛烷的重要齊聚產物，在一個 方法中異丁烯於第三丁醇存在下被齊聚以產生二異丁晞。 烯te轉化為汽油及/或蒸餾產物被揭示於美國專利第 3,960,978及4J2M02號，其中在乙烯至戊烯範圍的汽油烯 烴單獨或以與石蠟的摻合物由將烯烴與由ZSM-5形式滞石 所組成的觸煤床接觸被轉化為烯烴汽油摻合用儲料。第三 丁醇的存在由抑制成為三聚物或更高的進一步反應改良對 二聚物（二異丁晞）的選擇性，該第三丁醇接著被分離及回 流至該齊聚反應器。一種使用此種觀念的方法被揭示於美 國專利第4，1〇〇,220號。然而，二異丁烯與第三丁醇形成最 低沸點共沸物使得分離困難，在過去分離該二者的一個常 89375.doc 1292394 用方法為由萃取蒸餾進行，其中溶劑或第三成份被引入該混， 合物中以降低成分中的其中一個的相對揮發性，此方法的缺 點為第三成份被使用其本身必須自兩個主要成份中的一個 分離。 本發明優點為含DIB與TBA及具第三流體的產物流體之處 理被避免，本發明特徵為TBA自脫丁烷塔dib/tba共沸物由 個力彳較低壓力分館被回收。 【發明内容】 - 簡略而言，本發明係利用變壓共沸蒸餾以達到所欲分離。 變壓共沸蒸餾利用不同共沸物在不同壓力下形成之優勢。 至茲二聚反應的進料一般包括自5至1〇〇莫耳％異丁晞，如 含正丁晞、異丁晞及丁烷或C3至C5碳氫化合物的流體，通常 會有其他成分如^丁烯、2_丁烯、正丁烷及異丁烷且異丁缔 包括自9至:60莫耳％的至二聚反應之進料，少量的^及匕通常 會存在。孩二聚反應產物一般具自約1〇至5〇莫耳％未反應的 C4，其必須被自該DIB及該tba分離及回收。 、=一蒸餾塔在第一壓力操作且第一共沸物被保留在塔中 於塔展餾出物上方及塔頂餾出物下方，未反應的q (多數為 丁烯）被取出做為塔頂餾出物且基本上純二異丁烯被移出 作為％底餾出物，共沸物的側餾物被進料至在較第一壓力 為低的壓力操作的第二蒸餾塔。在該第二塔的共沸物的第 二丁醇濃度較在第一塔為低及因而基本上純第三丁醇可被 ，出作為塔底餘㈣，含具較低第三丁醇濃度的共滞物之 塔頂餾出物接著被送回第一塔，由第二塔的第三丁醇塔底餾 89375.doc 1292394 出物接著被回流至該齊聚反應器。 在產生DIB的正常過程中，除了 TBA，由^館份存在於^ 反氫化合物圍的基本量的未反應物質要自該dib分離，如 此脫丁 k步驟常被進行以回收該dib。脫丁燒的壓力條件可 在60 13 0 psig的範圍以進行此分離並維持該dIB/tba共沸 物於:^中於此其可被移除做為側館物，送至另—個塔及 在較低壓力下分餾，如在〇_45 psig的範圍，於此存在^^比及 TBA的不同共、/弗物’其允許TBA的進—步分離及回收。 【實施方式】 參照第1圖’不出本發明較佳具體實施例的示意形式的流 权圖。含異丁烯、丁烯、丁烷、# 丁烷及重質化合物的混 合CpjfL體與經由流動路線1〇9自製程回流的tba流體合併且 經合併泥體經由流動路線1 〇2進料，水經由路線1 〇丨進料且 與在流動路線103的混合物合併及進料至含齊聚反應觸媒如 Amberlyst 15酸性陽離子交換樹脂的床丨2的反應器丨〇，水被 添加以由與異丁晞反應產生第三丁醇，水的量必須小心控 制至少於約〇·〇6莫耳每莫耳異丁晞，否則氫化反應會變成 主要的。第二丁醇（ΤΒΑ)些抑制至二聚反應，然而其存在抑 制三聚物、更高聚合物及共二聚體的產生之基本作用，其 餘異丁晞在反應器1〇與其本身反應以形成二異丁烯（DIB)。 自反應器10的流出物經由流動路線1 〇4取出及進料至操作 於第一壓力P1的第一蒸餾塔2〇，TB A及DIB在塔中形成最低 彿點共沸物其可保持在底部餾物上方且基本上純DIB可經由 流動路線107被取出。較最低沸點共沸物為最低沸點的未反 89375 -9- 1292394 應的（大部份為丁烷及丁晞）C4經由流動路線1〇5取出做為塔 頂餾出物做為c4提餘液。 液體或氣體餾物被自最低沸點共沸物被維持的盤取出且 經由流動路線106進料至操作於第二壓力？2(低於P1，在第 瘵餾塔20的壓力）的第二蒸餾塔3 〇。雖然氣體餾物為更佳 的因TBA濃度顯著高於液體中的濃度且氣體提供塔3〇的較 低能量消耗，以流動控制及設計而言液體餾物較為簡單。 較低的壓力產生TBA及DIB的第二最低沸點共沸物，除了 TBA濃度低於在第一蒸餾塔2〇的濃度，此允許基本上純的 TBA可經由流動路線1〇9被取出做為塔底餾出物及回流至反 應态10，第二最低沸點共沸物被取出做為塔頂餾出物及經 由流動路線108回到第一蒸餘塔。 該系統圖示地說明於第2圖其中在氣相及液相的dib_T]Ba 的組成以溫度函數繪製，TB A的濃度向圖的右側增加，上 万的圖為在第一蒸餾塔的較高壓力P1繪製。DIB在點A被取 出且點B為要送至第一蒸館塔的自第一蒸餾塔的氣體飽物。 第二、較低圖表示在第二蒸餾塔的較低壓力P2的圖，點C表 不來自具第二最低沸點共沸物的第二塔的塔頂餾出物且點D 表示第二塔的底邵餾出物其基本上為純的TB A。基本而言， 該第一最低沸點共沸物在較純DIB為低及較C4為高的溫度 下滞騰使得第一個可被移除做為底部餾出物且第二個可被 移除做為頂部餾出物。該第二最低共沸物在較TB a的沸點 為低的溫度下沸騰使得TB A可被移除做為底部餾出物且最 低亦點共沸物被移除做為要被回流至第一蒸餾塔的頂部餾 89375 -10- 1292394 出物。 - 實例 在實例中第一蒸餾塔操作於72至116 psig且第二蒸餾塔操 作於0至45 psig。物質平衡被示於下表1，流體號碼付合在 第1圖的號碼。 表1 流體號碼 103 104 105 106 107 108 109 溫度，。F 140 166.5 塵力，psig 130.3 123.1 組成，莫耳％ 丙烯 0.7 0.7 丙燒 0.8 0.8 異丁烷 26.7 28.6 異丁稀 20.1 8.6 1-丁烯 15.1 15.7 1，3-丁二烯 0.4 0.4 正-丁貌 9.7 10.4 反式-2-丁埽 15.1 15.8 順式-2、丁埽 10.0 10.4 異戊烷 0.8 0.8 水 0.2 0.2 TBA 0.6 0.6 DIB 0.0 6.4 重質物 0.0 0.5 總重 100.00 100.00 127.9 218.6 388.0 110.6 210.7 81.0 92.9 94.1 9.3 13.3 0.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.9 0.0 0.0 0.0 0.0 31.0 0.0 0.0 0.0 0.0 9.3 0.0 0.0 0.0 0.0 16.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 11.3 0.2 0.0 0.2 0.0 17.1 0.3 0.0 0.3 0.0 11.3 0.4 0.0 0.4 0.0 0.8 78.6 1.1 87.2 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 18.4 0.0 9.6 98.6 0.0 2.2 91.8 2.3 1.3 0.0 0.0 7.1 0.0 0.0 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 89375 -11 - 1292394 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明一個具體實施例的示意形式的流程圖。 第2圖為兩個不同壓力的壓力在做為溫度函數的二異丁烯 及第三丁醇之濃度的影響。 【圖式代表符號說明】 10反應器 12床 20第一蒸餾塔 30第二蒸餾塔 1 01路線 102流動路線 103流動路線 1 04流動路線 105流動路線 106流動路線 107流動路線 108流動路線 109流動路線 89375 12
Claims (1)
1292394 拾、申請專利範圍： 1· 一種自第三孑醇分離二異丁烯的方法，其包括步驟·· (a) 進料含二異丁烯及第三丁醇的流體至在第一壓力 操作的第一蒸館區且在此條件下移除二異丁晞做為第一塔 底顧出物且保留二異丁烯及第三丁醇的第一共沸物在高於 塔底餾出物但低於塔頂餾出物的第一蒸餾區内； (b) 自該第一蒸餾區取出該第一共沸物；及 (c) 將該第一共沸物進料至在較該第一壓力為低的第 二壓力下操作的第二蒸餾區且在此條件下移除第三丁醇做 為第二塔底餾出物且將二異丁晞及第三丁醇的第二共;弗物 做為塔頂餾出物，該第二共沸物具較該第一共沸物為少的 第三丁醇。 2·根據申請專利範圍第丨項的方法，其中該第二共沸物被進 料至該第一蒸餘區。 3·根據申請專利範圍第i項的方法，其中該流體包括q碳氫 化合物。 4.根據中請專利範圍第1項的方法，其中該第一蒸餾區係在 60-130 psig的範圍之壓力且該第二蒸館區係在0-45 psig的 範圍之壓力。 5·根據申請專利範圍第3項的方法，其中該第一蒸餾區係在 60-130 psig的範圍之壓力且該第二蒸顧區係在0-45 pSig的 範圍之壓力。 6· 一種產生二異丁晞的方法，其包括步驟·· (a)進料含異丁烯及水的流體至含酸性陽離子交換樹 89375 1292394 脂的反應區器其中一部份異丁晞與水反應以形成第三丁醇 且其餘與其-本身反應以形成二異丁烯； (b) 將自該反應區的含二異丁晞、第三丁醇、丁丨希、 及丁虎的流出物進料至操作於第一壓力的第一蒸館區其中 第三丁醇及二異丁烯的第一最低沸點共沸物形成，今第一 最低沸點共沸物在低於二異丁晞的沸點及高於丁缔及丁燒 的沸點之溫度下沸騰； (c) 將二異丁晞自該第一蒸餾區移出做為第一底部餾 物； (d) 將丁烯及丁烷自該第一蒸餾區移出做為第一塔頂 餾出物； (e) 將1^亥弟一取低’’弗點共〉弗物的氣相側餘物自該第一 蒸餾區移出； (f) 進料該氣相側餾物至在較該第一壓力為低的第一 壓力操作的第二蒸餾塔及被操作使得第三丁醇及二異丁烯 的第二最低沸點共沸物形成以具第三丁醇濃度較在該第一 最低沸點共沸物為低，該第二最低沸點共沸物在低於第三 丁醇的沸點之溫度下沸騰； (g) 自孩第二蒸餾區移出第三丁醇做為第二塔底 物； (h) 自孩第二蒸餾區移出該第二最低沸點共沸物做為 第二塔頂餾出物； (1)將該第二塔底餾物送回該反應區；及 (j)將該第二塔頂餾出物送回至該第一蒸餾區。 89375 -2- 1292394 7·根據申請專利範圍第6項的方法’其中該弟一蒸館區係在‘ 6(M3〇 psig妁範圍之壓力且該第二蒸餾區係在0-45 psig的 範圍之壓力。 8’根據申請專利範圍第6項的方法，其中該流體包括正丁埽、 異丁烯及丁烷。 ，據申請專利範圍第6項的方法，其中該流體包括或c3至 5石炭氫化合物。 ' 89375
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