TWI415822B - 製造三級烯烴和脂族醇之方法 - Google Patents

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Description

製造三級烯烴和脂族醇之方法
本發明係關於一種製造三級烯烴和脂族醇之方法。更特別關於一種包括下述步驟之製造三級烯烴和脂族醇之方法：在氣相中將烷基三級烷基醚分解成三級烯烴和脂族醇，並分別分離出所得三級烯烴和所得脂族醇，藉以個別地回收該三級烯烴和該脂族醇，該方法的特徵在於在從該烷基三級烷基醚的蒸發到其分解之期間中能夠抑制溚狀(tar－like)物質之形成，藉此消除設備和管線的問題性堵塞且達到工廠長期連續的穩定運轉。
經由使用烷基三級烷基醚作為原料以製造三級烯烴和脂族醇之方法係已知者。有關此等方法，舉例而言，JP－A－59－88431提供一種解決諸如下列問題的方法：固體酸觸媒因二異丁烯沈積所致活性減低，二甲醚的製造因甲醇的有限濃度而受抑制，以及甲醇流失等問題；及JP－A－2003－2852提供一種解決諸如下列問題的方法：水和三級丁醇摻加到甲醇中受抑制，及甲醇和異丁烯流失等問題。不過，它們並未提供解決下述問題之方法：在將烷基三級烷基醚加熱及蒸發以使其分解之時，會形成溚狀物質且沈積在設備和管線中，由是造成設備和管線的堵塞及工廠長期連續操作之困難。因此，有需要一種解決該問題之方法。
本發明的一項目的為提供一種製造三級烯烴和脂族醇之方法，其包括在氣相中將烷基三級烷基醚分解成三級烯烴和脂族醇，並分別分離出所得三級烯烴和所得脂族醇，藉以個別地回收該三級烯烴和脂族醇，其中該方法的特徵在於在從該烷基三級烷基醚的蒸發到其分解之期間中能夠抑制溚狀物質之形成，藉此消除設備和管線的問題性堵塞及達到工廠的長期連續穩定運轉。
亦即，本發明係關於一種製造三級烯烴和脂族醇之方法，其包括在氣相中將烷基三級烷基醚分解成三級烯烴和脂族醇，並分別分離出所得三級烯烴和所得脂族醇，藉以個別地回收該三級烯烴和該脂族醇，其中該方法包括事先將脂族醇添加到該烷基三級烷基醚，使得脂族醇的含量為從2至10重量%每100重量%的該烷基三級烷基醚，然後分解該烷基三級烷基醚。
在本發明中用作原料的烷基三級烷基醚之例子包括甲基三級丁基醚，乙基三級丁基醚，丙基三級丁基醚和類似者。
用於本發明中的烷基三級烷基醚通常是經由使用一種蒸餾份(廢餘BB(spent BB)作為原料而製得者，該蒸餾份係從輕油蒸汽裂解所得C4烴混合物萃取掉丁二烯後留下的剩餘物。廢餘BB的例子包括含有作為主成份的C4蒸餾份的混合物，該C4蒸餾份含有30至50重量%的異丁烯，從10至40重量%的1－丁烯，從10至20重量%的2－丁烯，從10至20重量%的正丁烷，從1至10重量%的異丁烷，從0.1至2重量%的1,3－丁二烯及從0.01至0.2重量%的丙二烯。該混合物通常含有從數個重量ppm至數百重量ppm之乙醛。
作為經由使用廢餘BB作為原料所製成的烷基三級烷基醚，通常選用甲基三級丁基醚(MTBE)。市售MTBE通常含有從1重量ppm至0.5重量%之甲醇。
從廢餘BB的組成看來，溚狀物質的形成機制可能包含醛的聚縮合反應，二烯的聚合反應，及C－C鍵形成反應諸如羰基烯烴反應(Prins反應)，及類似者。因此，本案發明人經實施多種試驗，最後發現本發明的脂族醇對溚狀物質形成之抑制效應。
為了得到作為三級烯烴的異丁烯及作為脂族醇的甲醇，較佳為使用MTBE作為要在本發明中於氣相中分解的烷基三級烷基醚。
用於本發明中的脂族醇之例子包括甲醇、乙醇和類似者。其中，較佳者為甲醇，因為，如上所述者，市售MTBE通常含有從1重量ppm至0.5重量%的甲醇，且甲醇會因MTBE分解而產生。
分解烷基三級烷基醚的方法沒有特別限制，而包括例如一種包括將作為觸媒之含鋁的氧化矽觸媒裝入反應器內，並使烷基三級烷基醚通過此反應器，藉此分解該烷基三級烷基醚之方法。
將三級烯烴和脂族醇(兩者都是由該分解所得)分別分離出，且個別回收該三級烯烴和脂族醇的方法可包括已知的方法，例如一種包括下述步驟之方法：(i)經由蒸餾分別分離出含有少量共沸脂族醇的三級烯烴與一主要由脂族醇組成的蒸餾份；(ii)用水萃取三級烯烴中的共沸脂族醇，藉此得到三級烯烴，及(iii)經由蒸餾將該主要由脂族醇組成的蒸餾份與用水萃取出的共沸脂族醇之混合物分離成脂族醇和廢水，藉此獲得脂族醇。
為了經由將烷基三級烷基醚分解以製成三級烯烴和脂族醇之目的，於本發明中在該分解之前，係將一脂族醇加到該烷基三級烷基醚中。該脂族醇的添加係使得在其添加後的脂族醇含量成為從2至10重量%，較佳者從2至7重量%，每100重量%的該烷基三級烷基醚。當該脂族醇含量低於2重量%時，可能無法得到脂族醇對溚狀物質形成之足夠抑制效應。在該含量超過10重量%時，在後續步驟中所要處理的量增加，因此造成經濟上的缺點。
將脂族醇添加到烷基三級烷基醚的方法及添加部位沒有特別限制，只要可達到該烷基三級烷基醚與該脂族醇的均勻混合即可。其方法的例子包括一種包含將烷基三級烷基醚與脂族醇一起送入供加壓該烷基三級烷基醚用的泵之方法，其中係將送入該脂族醇所用的管在該泵的入口側連接到運載該烷基三級烷基醚所用的管。此外，經由在烷基三級烷基醚合成步驟中增加所用脂族醇對三級烯烴之比也可產生相同的效用。不過，於此情況中，在分離步驟中，難以分離在烷基三級烷基醚合成步驟之後所留下來的大量未反應脂族醇。所以，添加脂族醇的部位較佳為在烷基三級烷基醚分解步驟中所用蒸發器的上游處。
脂族醇對烷基三級烷基醚的添加可斷續地進行，不過較佳為連續進行以使烷基三級烷基醚中的脂族醇濃度保持恆定且更穩定地抑制溚狀物質之形成。
經由烷基三級烷基醚分解所得之脂族醇的一部份可予循環而用作要添加到烷基三級烷基醚中的脂族醇。例如，在分解經由使用廢餘BB和甲醇作為原料所合成的MTBE以得到異丁烯和甲醇時，所添加的甲醇較佳為與從分解產物所得甲醇一起用於MTBE的合成。
圖1為一示意圖，顯示出一種包含下述步驟的程序之例子：將烷基三級烷基醚分解，及將所得三級烯烴和所得脂族醇分別分離出，藉以個別地回收該三級烯烴和脂族醇。
經由將送入脂族醇(2)所用管線與運載烷基三級烷基醚(1)所用管線連接而將烷基三級烷基醚(1)與脂族醇(2)混合並送入泵(3)。將與脂族醇混合的烷基三級烷基醚以蒸發器(4)蒸發，且用廢熱回收設備(5)和預熱器(6)予以加熱。然後，將加熱過的烷基三級烷基醚送到分解反應器(7)中且於其中分解成三級烯烴和脂族醇。以廢熱回收設備(5)將所得三級烯烴和所得脂族醇冷卻，且於分離步驟(8)中個別地分離。將在三級烯烴中所含的少量脂族醇用在萃取步驟(9)中所供給的水(10)萃取，藉此得到三級烯烴(產物)(11)。同時，將分離步驟(8)中所分離出的脂族醇與在萃取步驟(9)中用水萃取的脂族醇兩者都送到純化步驟(12)中，於其中分離出廢水(14)，藉以得到脂族醇(產物)(13)。
 實施例
本發明將參照下列實施例予以更詳細地說明
實施例1
根據圖1中所示程序，使用含有約0.5至0.9重量%甲醇的MTBE作為原料製得異丁烯和甲醇。將甲醇連續添加到MTBE中使得包括源自上述原料的甲醇在內之甲醇含量不低於2重量%每100重量%的MTBE。然後，以蒸發器蒸發MTBE，且用廢熱回收設備和預熱器予以加熱。然後，將加熱過的MTBE送到已裝有含鋁的氧化矽觸媒之分解反應器中，且於其內分解。將經由MTBE分解所得異丁烯和甲醇兩者以廢熱回收設備予以冷卻，且在第一蒸餾塔中個別地分離出。經由在一萃取塔中用水萃取從該第一蒸餾塔頂部所得異丁烯中所含少量甲醇，可在萃取塔頂部得到異丁烯(產物)。然後，將得自第一蒸餾塔底部的甲醇和得自萃取塔底部的甲醇－水混合物都在第二蒸餾塔中施以分離處理，如此在第二蒸餾塔頂部得到甲醇(產物)且在該塔底部得到廢水。
監測蒸發器壓力隨時間的改變以測定在蒸發器下游的設備和管線之堵塞狀態。該操作係進行325天。從第76至323操作天期間，壓力增加約5kPaG，此係因溚狀物質沈積所致。於打開且檢查該等設備和管線之後，發現其中只沈積少量的溚狀物質。
比較實施例1
重複實施例1，不同處在於沒有實施根據本發明的甲醇添加。操作係進行365天。從第76至323操作天期間，因溚狀物質沈積導致蒸發器壓力增加約80kPaG。於打開且檢查該等設備和管線之後，觀察到它們的各部份中均沈積著大量的溚狀物質。結果示於表1中。
將表1中所示蒸發器壓力隨操作天的變化結果以圖示方式顯示於圖2中。實施例1中蒸發器壓力沒有實質改變，而比較實施例1中的壓力在約250操作天後即急劇增加。經此發現根據本發明的甲醇添加對於長期連續操作係必需的，如實施例1中所示者。
產業利用性
根據本發明，提供一種製造三級烯烴和脂族醇的方法，其包括下述步驟：在氣相中將烷基三級烷基醚分解成三級烯烴和脂族醇，並分別分離出所得三級烯烴和所得脂族醇，藉以個別地回收該三級烯烴和脂族醇，該方法的特徵在於在從該烷基三級烷基醚的蒸發到其分解之期間中，能夠抑制溚狀物質之形成，藉以消除設備和管線的問題性堵塞且達到工廠的長期連續穩定運轉。
1．．．烷基三級烷基醚
2．．．脂族醇
3．．．泵
4．．．蒸發器
5．．．廢熱回收設備
6．．．預熱器
7．．．分解反應器
8．．．分離步驟
9．．．萃取步驟
10．．．水
11．．．三級烯烴(產物)
12．．．純化步驟
13．．．脂族醇(產物)
14．．．廢水
圖1為顯示本發明方法一實施例之示意圖，該方法包括分解烷基三級烷基醚，及分別分離所得三級烯烴和所得脂族醇，藉以個別地回收該三級烯烴和脂族醇。
圖2為根據表1所示實施例1和比較實施例1的結果所製之圖。
1．．．烷基三級烷基醚
2．．．脂族醇
3．．．泵
4．．．蒸發器
5．．．廢熱回收設備
6．．．預熱器
7．．．分解反應器
8．．．分離步驟
9．．．萃取步驟
10．．．水
11．．．三級烯烴(產物)
12．．．純化步驟
13．．．脂族醇(產物)
14．．．廢水

Claims (5)

  1. 一種製造三級烯烴和脂族醇之方法，其包括在氣相中將烷基三級烷基醚分解成三級烯烴和脂族醇，及分別分離出所得三級烯烴和所得脂族醇，藉以個別地回收該三級烯烴和該脂族醇，其中該方法包括事先將脂族醇添加到該烷基三級烷基醚，使得脂族醇的含量為從2至10重量%每100重量%的該烷基三級烷基醚，然後分解該烷基三級烷基醚。
  2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該脂族醇的含量為從2至7重量%每100重量%的該烷基三級烷基醚。
  3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中將分解該烷基三級烷基醚所產生的脂族醇的一部份循環並用作添加到該烷基三級烷基醚中之脂族醇。
  4. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中該烷基三級烷基醚係以蒸發器蒸發後，在氣相中分解。
  5. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中該脂族醇係在該蒸發器的上游處添加。
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