Способ непрерывного получения вторичного бутилового спирта

Патент 1106445

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУ НИЯ ВТОРИЧНОГО БУТИЛОВОГО СПИРТА путем гидратации н-бутена на непо движном слое кислого катионита пр повышенных температуре и давлении при подаче исходного сырья снизу вверх через неподвижный слой катионита с последующей переработкой парового продукта, полученного в верхней части реактора, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, полученный паровой поток дросселируют до давления 5-60 атм, охлаждают при этом давлении до 20-135°С с получением двухфазной жидкой системы, водный слой которой выводят из системы, а органический, содержащий бутены, бутаны и целевой.вторичный бутиловый спирт, испаряют при нагревании и подают на стадию ректификации, где при давлении 6,5-8 атм выделяют в качестве дистиллята смесь бутенов и бутанов, выводимую из системы, и целевой продукт в качестве кубового продукта. сз-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С 07 С 31/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fig ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И ПАТЕНТУ (21) 3346098/23-04 (22) 28.10.81 (31) P 3040997.3 (32) 31. 10. 80 (33) ФРГ (46) 30.07.84. Бюл. Р 28 (72) Вильгельм Нейер, Вернер Веберс, Райнер Рукхабер, Гюнтер Остербург и Вольф Оствальд (ФРГ) (71) Дойче Тексако АГ (ФРГ) (53) 547.264.07(088.8) (56) 1. Патент США N 4087471, кл. 568-899, опублик. 02.05.78.

2. Заявка ФРГ N - 2429770, кл. С 07 С 29/04, опублик, 11.08.77 (прототип). (54)(57) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ВТОРИЧНОГО БУТИЛОВОГО СПИРТА

Ф путем гидратации н-бутена на неподвижном слое кислого катионита при повьпценных температуре и давлении при подаче исходного сырья снизу вверх через неподвижный слой катионита с последующей переработкой парового продукта, полученного в верхней части реактора, о т л и ч а ю щ и йвЂ” с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, полученный паровой поток дросселируют до давления 5-60 атм, охлаждают при этом давлении до 20-135 С с получением двухфазной жидкой системы, водный слой которой выводят из системы, а органический, содержащий бутены, бутаны и целевой вторичный бутиловый спирт, испаряют при нагревании и подают на стадию ректификации, где при давлении 6,5-8 атм выделяют в качестве дистиллята смесь бутенов и бутанов, выводимую из системы, и целевой продукт в качестве кубового продукта.

1106445 2

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения низших спиртов, в частности к способу непрерывного получения вторичного бутилового спирта, который может 5 быть использован в качестве растворигеля.

Известен способ получения бутилоных спиртов путем гидратации бутенов при мольном соотношении вода: бутены, 10 рявном 0,06-0 24:1, в присутствии в качестве катализатора кислого катионита при подаче исходного сырья сверху вниз через слой катализатора с получением в нижней части реактора парового потока продукта, который делят на две части, первую выводят на стадию выделения целевого продукта ректификацией, а вторую охлаждают и подают на стадию гидратации. Бутиловый спирт не содержит воды. Селективность процесса до целевого продукта 12,8-60,7 j1) .

Недостатком способа является низкая селективность процесса до целевого продукта (12,8-60,7 ).

Известен способ непрерывного получения низших спиртов путем гидратации н-бутона, заключающийся в том, 30 что: через неподвижный слой катионита снизу вверх подают олефинсодержащий паровой поток при соотношении реагентов, равном по меньшей мере 1 мольз воды на 1 моль олефина; реакцию проводят при температуре и давлении, которые немного ниже или выше критических значений используемого олефина; водную фазу реакционной смеси полностью оставляют в реакционной зоне или основное количество этой фазы рециркулируют в реакционную зону;

4S из верхней части реактора отводят паровой поток, содержащий непрореагировавший олефин и почти все количество продукта реакции, и из отводимого па рового йотока выделяют отпариванием не-SO прореагировавший олефин,подаваемый в реактор, и сырой жидкий проду-кт, состоящий в основном из образовавшегося спирта, наприм р, путем сброса давления (21 .

Недостаток известного способа заключается в том, что получаемый вторичный бутиловый спирт содержит око ло 10 % воды, которая перед перерабокой спирта, например, для пол;-тания метилэтилкетона, должна удаляться путем дистилляционной сушки.

Цель изобретения вЂ” повышение качества получаемого вторичного бутилового спирта (эа счет снижения содержания воды).

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу непрерывного получения вторичного бутилового спирта путем гидратации н-бутена на неподвижном слое кислого катионита при повышенной температуре и давлении при подаче исходного сырья снизу вверх через неподвижный слой катионита с получением наровогo потока продукта, последний дросселируют до давления 5-60 атм, охлаждают при этом давлении до 20-135 С с получением двухфазной жидкой системы, водный слой которой выводят из системы, а органический, содержащий бутены, бутаны и целевой вторичный бутиловый спирт, испаряют при нагревании и подают на стадию ректификации, где при давлении 6 5-8 атм выделяют в качестве дистиллята смесь бутенов и бутанов, выводимую иэ системы, и целевой продукт в качестве кубового продукта.

Предлагаемый способ позволяет получить вторичный бутиловый спирт, содержащий менее 0,1% воды.

На чертеже представлена установка для осуществления предлагаемого способа.

При помощи дозировочного насоса 1 подаваемый по трубопроводу 2 исходный газ смешивают с циркуляционным газом, подаваемым по трубопроводу 3, испаряют в испарителе 4 и по трубопроводу 5 подают в реактор 6. Посредством насоса 7 воду подают в реактор 6 по трубопроводу 8 после предварительного нагрева в теплообменнике 9. Реактор содержит неподвижный слой катионита на основе стирола и дивинилбензола. Оба реагента пропускают снизу вверх через неподвижный слой катализатора. Из верхней части реактора по трубопроводу 10 отводят паровой поток, содержащий образовавшийся спирт и избыточный исходный газ (бутаны/н-бутены). Этот поток дросселируют до давления 560 атм и пропускают через теплообменники 11 и 12, гпе его охлаждают

1106445

ВНИИПИ Заказ 5620/46

Тираж 410 Подписное филиал IUD "Патент" ° r.Óëóîðîä, ул.Проектная, 4 до 20-135 С, в снабженный тканью из высококачественной с.тали сепаратор 13. Отделившаяся вода, содержащая только незначительное количество спирта (17), отводят через трубопровод 14 и ее можно снова подать через трубопровод 8 в реактор. Отводимая по трубопроводу 15 из сепаратора 13 жидкая органическая фаза, содержащая спирт, бутены и бутаны, испаряется путем противоточного нагрева в теплообменнике 11 и доведения давления до 8 атм в клапане 16. Органическую фазу разделяют в ректификационной колонке 17 на спирт (отводимый по трубопроводу 18) и реакционный газ (отводимый по трубопроводу 19). Посредством насоса 20 в колонну 17 подают по трубопроводу 21 небольшое количество флегмы (флегмовое число 0,2-0,3).

Пример 1. Вертикальный трубчатый реактор из высококачественной стали диаметром 26 мм и длиной 3 м наполняют до высоты 2,83 м 1,5 л колец Рашига (высококачественная сталь, размером 4х4 мм) и затем наполняют до той же высоты 1,2 л макропористого катионита, сульфинированного сополимера на основе стирола и дпвинилбензола, в водородной форме ° Снизу и сверху насадку и неподвижный слой катализатора держат проволочными сетками.

Снизу в реактор подают смесь

232 r/÷ 877.-ной смеси бутенов, содержащей 35.07 бутена вЂ” (1). 28.47 цисбутена вЂ” (2). 23.67. трансбутена вЂ” (2), 11,47 бутена и 1,6 изобутена (3,6 моль бутенов) и 1290 г/ч циркуляционного газа, состоящего из 787 н-бутенов указанного состава и 227. бутенов, а также 58 г/ч (3,2 моль) воды.

Реакцию проводят при 150 С и даввЂ” ленни /О атм. Из верхней части реактора отводят 1580,6 r/÷ парового потока, содержащего 1414 г смеси н° бутенов и бутенов (78:22), 140,2 r втор-бутилового спирта,1,4 г ди-вторбутилового эфира и 25 г воды. Паровой поток дросселируют до давления

5 атм и при этом давлении охлаждают до 20 С. Из получаемой при этом жидкой смеси воды и жидких углеводородов удаляют 24, 5 г/ч воды, содержа, щей 0,87 втор-бутилового спирта. Жидкую органическую фазу, состоящую из 1414 г/ч смеси углеводородов С4. (787 бутенов и 227 бутанов), 140 г/ч втор-бутилового спирта, 1,4 r/÷ дивтор-бутилового эфира и 0,5 г/ч воды, испаряют путем теплообмена до 140 C и доведения давления до 8 атм и подают на ректификацию в насадочную колонну, снабженную 10 теоретическими тарелками. Ректификацию проводят при температуре в кубе 165 С, температуре в верхней части 62 С, давлении

6,5 атм и флегмовом числе 0,2:1. При этом из верхней части колонны отводят 1696 r/÷ газового потока, состоящего из бутенов и бутанов в вышеуказанном соотношении. Его разделяют следующим образом: 282 г/ч газа рециркулируют в качестве флегмы, 124 r/÷ выводят из процесса, а,1290 r/ч рециркулируют на реакцию.

Поток циркуляционного газа содержит еще 0,45 r воды. Из куба ректификационной колонны отводят l40 r/÷ вторбутилового спирта, содержащего 0,05 г воды и 1,4 г ди-втор-бутилового эфира.

Выход на единицу объем/время втор-бутилового спирта составляет

1,6 моль на один литр катализатора в час, а селективность составляет больше 997..

Пример 2. Повторяют пример 1 с той разницей, что паровой поток . продукта дросселируют до давления

60 атм и охлаждают до 135 С. При .этом из куба ректификационной колонны отводят 140 r/÷ втор-бутилового спирта, содержащего О,1 г воды и 1,4 r ди-втор-бутилового эфира.

Пример 3. Повторяют пример 1 с той разницей, что паровой поток продукта дросселируют до 60 атм и охлаждают до 135 С. Кроме того, ректификацию проводят при давлении

8 атм и при 68 С в верхней части и 170 С в кубе. При этом получают

140 r/ч втор-бутилового спирта, содержащего 0,1 г воды и 1,4 r ди-вторбутилового эфира.