Способ выделения изобутилена

Способ выделения изобутилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается ненасьпценных углеводородов, в частности способа вьщеления изобутипена из фракции углеводородов С, который применяют в производстве синтетического каучука , а также в органическом синтезе. Повьшение степени извлечения изобу- Тилена (I) достигается использованием другого спирта - моноэтилового эфира этиленгликоля. Вьоделение соединения I (I) ведут обработкой монозтиловым эфиром этиленгликоля изобутиленсодержащих С -фракций в присутствии катализатора - сульфатионита в Н-форме при 40-100 Сс получением трет-бутилового эфира. Последний разлагают в присутст- . ВИИ того же катализатора при 80-130 С. Степень извлечения соединения I 95% по сравнению с 38,7% в известном методе . Использование указанного спирта повьшает эффективность способа за счет высокой скорости реакции без образования азеотропных смесей с углеводородами . § (Л

СООЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„Я0„„12815 (so 4 С 07 С 11/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В °

ВВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3899281/23-04 (22) 23.05.85 (46) 07.01.87. Бюл. У (72) П.П.Капустин, А.Г.Лиакумович, П,А.Кирпичников, Г.З.Сахапов и Э.А.Тульчинский (53) 547.313.4(088.8) (56) Патент США № 3121124, кл. 260-677,. 1964.

Патент Великобритании № 954197, кл. С 5 Е, 1964. (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОБУТИЛЕНА (57) Изобретение касается ненасьпценных углеводородов, в частности способа выделения изобутилена из фракции углеводородов С, который применяют в производстве синтетического каучука, а также в органическом синтезе.

Повьппение степени извлечения изобутилена (I) достигается использованием другого спирта .— моноэтилового эфира этиленгликоля. Выделение соединения (Т) ведут обработкой моноэтиловым эфиром этиленгликоля изобутиленсодержащих 04-фракций В присутствии катализатора — сульфатионита в Н-форме при

40-100 С с получением трет-бутилового эфира. Последний разлагают в присутствии того же катализатора при 80-130 С.

О

Степень извлечения соединения I 95X по сравнению с 38,77 в известном методе. Использование указанного спирта повьнпает эффективность способа за счет высокой скорости реакции без образования азеотропных смесей с углеводородами.

1281560

Изобретение относится к способам выделения из Фракций:углеводородов С изобутилена, который находит примене; ние в качестве исходного мономера при производстве синтетического каучука, а также в органическом синтезе.

Целью изобретения является повышение степени извлечения изобутилена за счет обработки изобутиленсодержащих фракций С4 моноэтиловым эфиром этиленгликоля (этилцеллозольвом).

Пример 1. Процесс извлечения изобутилена из С Фракций с помощью этилцеллозольва осуществляют в две стации. На первой стадии проводят жидкофазный синтез трет-бутилового эфира этилцеллозольва в присутствии сульфокатионита как катализатора.

После проведения синтеза отгоняют непрореагировавшие углеводороды и полученный трет-бутиловый эфир этилцеллозольва вместе с избыточным этилцеллозольвом направляют на стадию разложения, которое проводят в присутствии того же катализатора. При этом эфир разлагается на исходные компоненты — изобутилен и этилцеллозольв, последний возвращают на первую. стадию

В металлический реактор объемом

0,5 л, имеющий термостатирующуЯ рубашку, загружают 4,0 r сульфокатионита в Н-Форме 143,4 г этилцеллозольва и передавливают из баллона 100 r

С -фракции, имеющей следующий состав, мас. .; углеводороды Сг Сз 0,9

Изобутан 3,2 н-Бутан 12,5

К-Бутилен 25,4

Изобутилен 44,6 ф -транс-Бутилен

Р-цис-Бутилен 4,2

Див инил 0,3

Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно 2,0. Синтез трет-бутилового эфира проводят в те-, чение 2 ч при постоянном перемешивании реакционной массы, температуре о в реакторе 60 С и давлении 0,9 МПа.

По окончании опыта определяют содержание изобутилена в углеводородной фракции. Степень извлечения изобутилена 94,6%, производительность катализатора 5,27 г изобутилена/г катализатора в 1 ч. После отгонки углеводородов получают 185,6 г жидкой фазы, содержащей 59,3 мас. трет-бутилового эфира этилцеллозольва и

40,7 мас. этилцеллозольва. Димеры и тримеры изобутилена отсутствуют.

Разложение содержащегося в смеси трет-бутилового эфира проводят при

5 атмосферном давлении в круглодонной колбе, снабженной мешалкой и обратным холодильником. Количество взятого катализатора составляет 57 от массы исходной смеси. Температуру реакционной массы первые 30 мин поддерживают

80 С, затем повышают до 130 С и выдерживают при этой температуре еще

30 мин. Степень разложения эфиров составляет более 987,.

j5

Пример 2 (сравнительный).

По приведенной в примере 1 методике проводят синтез метил-.трет-бутилового эфира. В реактор загружают 4,0 r катализатора, 51 г метанола и 100 r

С4-фракции, имеющей тот же состав, что и в примере 1. Малярное соотношение метанол:изобутилен равно 2,0, 0 температура реакционной массы 60 С >

25 давление 0,9 MIa. Опыт проводят в течение 2 ч. Степень извлечения изобутилена 38,77, производительность катализатора 2, 16 r изобутилена/г катализатора в 1 ч.

ЗО Пример 3, Опыт проводят по приведенной в примере 1 методике. В реактор загружают 4,0r катализатора в Н-форме 71,7 г этилцеллозольва и

100 г С4-фракции, имеющей тот же состав, что и в примере 1. Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно 1,0, температуру реакционной массы первый час поддерживают 60 С, затем в течение 1,5 ч — 40 С. Давле40 ние в реакторе 0,9 MIIa. Степень извлечения изобутилена 91,2, производительность 4,07 г изобутилена/г катализатора в 1 ч. После отгонки непрореагировавших углеводородов выгру45 жают 1 12,4 r жидкой Фазы, содержащей

94,4 мас. трет-бутилового эфира этилцеллозольва и 5,6 мас.% этилцелг лозольва. Разложение полученного эфира проводят при атмосферном дав50 лении в присутствии катализатора, взятого в количестве 57 от массы исходной смеси. Температуру реакционной массы поддерживают первые 30 мин

80 С, затем повышают до 130 Ñ и вы55 держивают еще 30 мин. Степень разложения эфира составляет более 987.

Пример 4. Опыт проводят по приведенной в примере 1 методике. В

|реактор загружают 2,0 г катализатора

1281560 в H-форме,215 r этилцеллозольва и 50 r С -фракции, имеющей тот же состав, что и в примере 1. Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно 6,0, температуру реакционнои массы первые 10 мин поддерживают

100 С, затем в течение 1,5 ч — 6ООС.

Давление в реакторе 2,0 ИПа. Степень извлечения изобутилена 98, 1 ., производительность 6,5? r изобутилена/г fp катализатора в 1 ч. После отгонки непрореагировавших углеводородов выгружают 236,9 г жидкой фазы, содержащей

24,1 мас. трет-бутилового эфира этилцеллозольва и 75,9 мас. этил- !5 целлозольва. Разложение полученного эфира проводят при атмосферном давлении в присутствии катализатора, взятого в количестве 5 от массы исходной смеси. Температу- 2р ру реакционной массы поддерживают

130 С. Разложение проводят в течение

20 мин. Степень разложения эфира составляет более 96%.

Пример 5. Опыт проводят по 25 приведенной в примере 1 методике.

В реактор загружают 4,0 г катализатора, 107,5 г этилцеллозольва и 100 г

С -фракции, имеющей тот же состав, что и в примере 1. Молярное соотно- 30 шение этилцеллозольв:изобутилен равно

I 5, температуру реакционной массы первые 30 мин поддерживают 80 С, затем в течение 1 ч — 60 С и в течение ,.еще 1 ч — 40 С. Давление в реакторе

1,4 МПа . Степень извлечения изобутилена 95, 1, производительность 4,24 г изобутилена/г катализатора в i/÷.

После отгонки непрореагировавших угI леводородов выгружают 149, 9 г жидкой 40 фазы, содержащей 73,7 .Мас;Х трет-бутилового эфира этилцеллозольва и

26,3 мас.X этилцеллозольва. Разложение полученного эфира проводят в металлическом реакторе при давлении ф5

0,5 МПа в присутствии катализатора, взятого в количестве 5% от массы исходной смеси. Температуру реакционной массы первые 30 мин поддерживают

90 С, затем повышают до 130 С и выдерживают еще 30 мин. Степень разложения эфира составляет более 98 .

Пример 6. Опыт проводят по приведенной в примере 1 методике. В реактор загружают 4,0 r катализатора

56,3 r этилцеллозольва и 100 г С,— фракции, имеющей следующий состав, мас.X:

Углеводороды Сд-С 0,9

Изобутан 5,9 н-Бутан 20,1

К-Бутилен 36,9

Изобутилен 17у5

Р-транс-Бутилен 12,8

Р-цис-Бутилен 5,7

Див инил 0,2

Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно 2,0. Температуру реакционной массы первые 30 мин о поддерживают 60 С, затем в течение еще 1 ч — 50 С. Давление в реак-. торе 0,9 МПа. Степень извлечения изо " бутилена 91,4, производительность

2,67 г изобутилена/г катализатора в

i ч. После отгонки непрореагироваших углеводородов выгружают 72,3 г жидкой фазы, содержащей 57,7 мас. третбутилового эфира этилцеллозольва и

42,3 мас.X этилцеллозольва. Разложение полученного эфира проводят при атмосферном давлении в присутствии катализатора, взятого в количестве

5% от массы исходной смеси. Температуру реакционной массы первые 30 мин о поддерживают . 90 С, затем повышают до

130 С и выдерживают еще 30 мин. Степень разложения эфира составляет более 98 ..

Пример 7. Опыт проводят по приведенной в примере 1 методике.

В реактор загружают 2,5 г сульфокатионита, 113,8 г этилцеллозольва и

50 г бутилен-изобутиленовой фракции, содержащей 47,2 мас.X изобутилена.

Молярное соотношение этилцеллозольв:

;изобутилен равно 3. Опыт проводят в течение 1 ч при постоянном перемешивании реакционной массы, температуре 70 С и давлении 1,2 ИПа. По окончании опыта определяют содержание изобутилена в отработанных углеводородах. Степень извлечения иэобутилена

91,4 .. После отгонки углеводородов получают 135,4 г жидкой фазы, содержащей 41,6 мас. трет-бутилового эфира этилцеллозольва и 58,4 мас. этилцеллозольва.

Пример 8.(сравнительный).

Синтез трет-бутиловых эфиров этиленгликоля проводят по приведенной в примере 7 методике. В реактор загружают 2,5 г сульфокатионита 78,4 г этиленгликоля и 50 r бутилен-изобутиленовой фракции, содержащей

47,2 мас.X изобутилена. Малярное соотношение этиленгликоль:изобутилен

Формула изобретения

Техред Л.Олейник Корректор А,Обручар

Редактор Н.Гунько

Заказ 7204/19 Тираж 37 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12815 равно 3. Опыт проводят в течение 1 ч, при постоянном перемешивании реакцио онной массы, температуре 70 С и давлении 1,2 МПа. По окончании опыта степень извлечения изобутилена 4,3 .

После отгонки углеводородов получают

79,4 r жидкой фазы, содержащей

2,7 мас. моно-трет-бутилового эфира этиленгликоля и 97,3 мас. этиленгликоля. 10

Пример 9. Синтез трет-бутилового эфира этилцеллозольва проводят на установке непрерывного действия в металлическом реакторе внутренним диаметром 25 мм и высотой 900 м, снабженном термостатирующей рубашкой.

В нижнюю часть реактора загружают слой инертной насадки высотой 400 мм,,а затем 100 см набухшего в этилцеллозольве сульфокатионита. Производи- 20 тельность по этилцеллозольву 196 см /

/ч, а по бутилен-изобутиленовой фракции, содержащей 47,2 мас. изобутилена, — 200 см /ч. Молярное соотношение этилцеллоэольв:изобутилен

25 равно 2. Температуру в реакторе поддерживают 40 С, давление 0,6 MIla.

Степень извлечения изобутилена- 96,8 ..

Выходящая из реактора жидкая фаза . содержит после отгонки отработанных углеводородов 60,3 мас. трет-бутилового эфира этилцеллозольва и

39,7 мас.% этилцеллозольва.

Пример 10 (сравнительный).

Синтез трет-бутиловых эфиров этилен- 35 гликоля проводят по приведенной в примере 9 методике. В реактор подают

113 см /ч этиленгликоля и 200 см /ч бутилен-изобутиленовой фракции, содержащей 47,2 мас. изобутилена. Мо40 лярное соотношение этиленгликоль: изобутилен равно 2. Температуру реакцио онной массы поддерживают 40 С, давление 0,6 MIIa. При данных условиях проведения опыта концентрация изобутилена в выходящих из реактора углеводородах остается практически на прежнем уровне, в жидкой фазе после отгонки углеводородов обнаружены следы моно-трет-бутилового эфира этиленгликоля.

Таким образом, использование в качестве первичного спирта этилцеллозольва существенно повышает эффективность процесса выделения иэобутилена из С4-фракций, поскольку этилцеллозольв, обладая высокой скоростью, взаимодействия с изобутиленом, не образует азеотропные смеси с углеводо-, родами. Такая совокупность присущих этилцеллозольву свойств полностью исключает стадию очистки отработанной

С4-фракции и изобутилена от первичного спирта, а также позволяет увеличить степень извлечения изобутилена и обеспечить необходимую производительность процесса с использованием небольшого количества катализатора и оборудования малого единичного объема.

Способ выделения изобутилена из фракции углеводородов С4 путем контактиро. ания в жидкой фазе с первичным алифатическим спиртом в присутствии сульфатионита в Н-форме в качестве катализатора при 40-100 С, с последующим разложением полученного при этом трет-бутилового эфира в присутствии того же катализатора при

80-130 С, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения изобутилена, в качестве первичного алифатического спирта используют моноэтиловый эфир этиленгликоля.