Способ получения алкилбензина

Способ получения алкилбензина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

оюэим Ъ

ЙАТЕК Г щ к

ФМ"ФР С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советснмх

С©цналнсткческих

Раслублнн ю653242 (61),Нополнительное к авт. свид-ву— (22} Заявлено 15.11„76 (21) 2420482/23-04 г (53) М. Кл.

С 07 С 3Z52 е присоединением заявкн №

Гасударственный нвьитет ссср пв делам нзовретеннй н втнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 25.03,79.Бюллетень № 11 (53) УДК 66.095. .2 53.7 (088.8) Дата опубликования опигания 28.03.79 (72) Авторы изобретения

Х. М, Миначев, Е; С. Мортпков, С. М. Зеньковский, H. В. Мостовой, В. А. Плахотник, Н. Ф. Кононов, Н, П. Липихин и А. А. Маслобоев-Шведов

Институт органической химии им. H. П. Зелинского

All СССР (Те) Заявитель (54} СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКИЛБЕНЗИНА

Изобретение относится к способам получения высококачественных компонентов автомобильных бензинов на основе углеводородов, обладающих повышенной детонационной стойкостью, в частности к способам получения алкилбензина путем алкилирования изобутана олефинами

С2 C5 °

Известен способ получения изооктанов путем алкилирования изобутана олефинами С вЂ” С в присутствии серной кис- .

9 5

BoTbI. Процесс связан с большим расходом катализатора, проходит с образованием кислых гудронов (продуктов сулырировання углеводородов), сопровождается коррозией аппаратуры и появлением вредных выбросов в окружающую среду, характеризуется сложной технологической схемой н аппаратурой. Кроме того, серная кислота не позволяет проводить процесс алкилирования этиленом, переводя его в этилсерную кислоту и днэтилсульфат j1j, 2

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения алкилбензина путем алкилирования изобутана или изопентана олефипом, содержащим 2-5 атомов углерода, в присутствии катализатора, представляющего собой неолит Х или Y в аммонийно-лантанидной форме. Алкилирование проводили при 20-31з,0 С, дав о ленин 1-350 атм и при соотношении иэобутан: олефин 3:1 — 12:1 12 j.

Однако выход алкилата низкий, равный

41%, считая на исходный этилен. Кроме того, образующийся алкилат состоит в основном иэ углеводородов С и С, имеющих худшие, чем у изооктанов, моторные характеристики.

1(елью изобретения является повышение выхода целевого продукта, а также улучше-ние его качества.

2О

По предлагаемому способу алкилбензий получают путем алкилнрования иэобутана олефином при повышенных температурах и давлении в присутствии катализатора, дополнительно содержащего кальций, ии653242 кель или хром, при следующем соотношении компонечтов, мас.%:

Кальций 0,4-6,0

Никель или хром 0,8-12,4 неолит типа до 100

Для увеличения избирательности процесса используют катализатор, содержащий лаитаниды в количестве 5,0-.12,0% от массы катализатора. Желательно процесс проводить при температуре 40о

130 С, давлении 15-150 атм, объемной скорости подачи сжиженного сырья 0,52,5 час, соотношении изобутан: олефин 12:1 - 50:l.

Отличительными признаками способа являются использование катализатора на основе цеолита типа У., дополнительно . содержащего кальций, никель или хром при указанном весовом соотношении компонентов катализатора.

Способ осуществляют следующчм образом. Предварительно приготовленную смесь изобутана и олефина в условиях реакции пропускают через слой катализатора, помещенного ь стальной проточный изотермический реактор. В результате реакции образуется жидкий при нормальных условиях продукт, состоящий главФ ным образом иэ изомеров октана, причем содержание триметилпеитанов, имеющих лучшие, чем диметилгексаны, октановые характеристики, во фракции С превышает

80 мас.%. Образующийся продукт практически не содержит ненасыще пых углеводородов. Превращение олефйна в йродукт составляет более 80%. Для снижения коксообразования реакцию проводят в условиях, близких и критическим для"изобутана;

После окончания реакции катализатор йродувают азотом и подвергают окислительной оегенерации в течение 1,5 ч при 500 С, затем его внов продувают азотом и течение 1 ч для удаления воздуха, после чего катализатор используют снова.

Пример 1. Порошкообразный цеолит МсиМ с мольным соотношением

51О /,4C О 4,5-5,0 в количестве о

100 г обрабатьшают при 90-100 С в течение 2 ч 400 мл(10 мас,%) раствора хлорида кальция. Проводят двукратную обработку раствором соли кальция. Отмытый водой неолит смешивают с 20 r -гидроокиси алюминия и формуют гранулы, Высушенные и затем прокалено ные в течение 4 ч при 450-550 С о гранулы обрабатывают при 90-100 С в течение 2 ч 200 мл 7%-ного раствора ниГратов лантанидов, имеющего рИ 4,05,2, После отмывки и сушки гранулы

- прокэливают в течение 3 ч при 4505 550 С и затем дважды обрабатывают

200 мл 6%-ного раствора хлорида никеля или 200, мл 8%-ного раствора нитрата никеля с рН 4,7-5,3 в течение

3 ч при 80-100 С, отмывают, сушат при 80-170 С и прокаливают в токе о воздуха при 300-500 С в течение 25 ч. Полученный катализатор содержит мас.% N IO -0,7; Са0 0,6; . Й À 4,0; окислы лантанидов 12, в пересчете на металлы Са 0,4; Hi3,2, Катализатор указанного состава в количестве 75 мл загружают в иэотеро мический реактор и при 80 С, давлении

15 атм и объемной скорости подачи жидкого сырья 1 ч пропускают смесь изобутана и этилена в мольном отношении 8,5:1, Углеводородный состав полученного бензина приведен далее.

Сод ржание в алкилате, мас.%:

С . 1,5

С 5,2

С 7,0

81,6

С, и выше 7,6

Конверсия этилена около 99% от теоретически рассчитанной. Более 90 мас,%. фракции С с оставляют триметилпентаны„ содержание непредельных углеводородов

39 в алкилате не превышает 0,5 мас.%.

Пример 2. В присутствии того же образца цеолитного катализатора проводят алкилирование изобутана смесью н-бутанов, взятых в мольном соотношео юЯ нии 8;1, При 80 С, давлении 20 атм и

«, скорости подачи 1,5 час в течение 2 ч с выходом 170% от теоретического, считая на бутепы, получают продукт, yr леводородный состав которого приведен далее.

Содержание в алхилате, мас.%::

С5 1,7

С 3,7

С. 74

Св 76,0

С и выше 11 2

Пример 3. Гранулированный цеолит CGY с мольным соотношением

Я

SiO / AC, О 3,8 дважды обрабатывают

7%-ным раствором нитрата никеля с рН 4,7-5,2 в течение 16 ч при 80100 С. Содержание в промытом и проо каленном при 500 С образце мас,%:

653242

Нс О О 5; СаО 8>5; И О 7 l в пересчете на металлы Са 6,0; И 5,6, Приготовленный катализатор в количестве

1 дм загружают В проточный изотеро мический реактор и при 60 С, давпении

1 5 атм, скорости подачи 2,5 час и мопьном отношении изобутан: олефин

50:1 получают апкипат, угпеводородный состав которого приведен далее.

Содержание в алкипате, мас.%:

С 0,2

С 1,6

2,8

Св 94,5

С и выше 1,7

Степень превращения 98% от теоретически рассчитанной. Содержание непредельных углеводородов в алкипате 0,5 мас.%. Октановое число по исследователь- скому методу равно 98,1, Пример 4. Исходный цеопит ««а (, в котором катионы натрия обменены (no примеру 1) на катионы кальция и сформованный в гранупы с 20 мас.%

1 25 гидроокисн апюминия, обрабатыва«от

5%-ным раствором солей лантанидов с рН 4,0-5,2 в течение 3 ч. После отмывки и прокапки образец обрабатывают дваж36 ды 8%-ным раствором нитрата или хлорида хрома (Иl ) с рП не ниже 3 в тео. о чение 5 ч прн 60 С или 2 ч при 80 С, промывают, сушат и прокапивают при о

400-500 С, Приготовленный катализатор, 35 содержащий, мас,%; Иа 0 0,6; СаО

4,3; С О 1,9; окислы пантанндов 5,6, в пересчете на металлы Са 3,0; С«1,5, в количестве 75 см загружают в изоо термический реактор. При 100 С, давле40 нии 30 атм и скорости подачи 1 час из этилена и пзобутана получают продукт, содержащий 64 масЛ октановой фракции, 16 мас.% гексанов и менее 0,5 мас.% непредельных углеводородов.

Пример 5, Порошкообразный цеопит NaYc мопьным соотношением

Ь1С« /АЯ Я«,2 в копичестве 0,5 кг загружают в автокпав с мешалкой и заливают

2 л 10%-ного раствора хлорица кальция, перемешивают 40 ч при. 180 С и давлении 15-20 атм. После охпаждения до о

50-60 С цеопит отделяют от раствора центрнфугирова««ием, промывают водой прн 60 С и трижды обрабатывают 2 л

6% ного раствора нитрата никеля с рН о

4,8-5,2 в течение 5 ч при 180 С ипи

15 ч при 100 С, После очередной опе-. рацйи обработки раствором нитрата никепи проводят трехкратную промывку (по 30 мни) 3 п чистой воды при 100 С, Цеопит промывают, смешивают с порошком графита (5% от массы безводного цеопита), сушат и таблетируют, после о чего прокаливают 4 ч при 550 С в токе воздуха. Катализатор указанного состава в количестве 1 дм загружают в изотеро мический реактор и при 130 С, давлении

150 атм, объемной скорости подачи

0,5 час и мольном соотношении иэобутан: олефин 6:l получают алкипат с выходом 95%, содержащий до 80 мас.% изооктанов. Октановое число алкилата по исследовательскому методу равно 95,2, Таким образом, предлагаемый способ цозвопяет увеличить выход алкилата и упучшить его качество за счет увеличения содержания в его составе изооктанов, имеющих высокие значения oKTBHoBbrx чисел, и эа счет снижения содержания непредельных углеводородов.

Ф о р м у и а,и з о б р е т е «r è я

1. Способ получения алкипбензина путем апкипирования изобутана олефнном в присутствии катапиэатора на основе цеопита типа 1 при новь«шенных температуре и давлении, о т и и ч а ю щ и и с-я тем, что, с цепью увеличения выхода целевого продукта и упучшения его качества, используют катапизатор, дополнительно содержащий капьций, никель или хром при следующем соотношении компонентов, Мас.%:

Кальций 0,4-6,0

Никель ипи хром 0,8-12,4

«.«еопит типа Y до 100

2. Способ по п.1, î -. и и ч а ю ш, ийс я тем, что, с цепью увеплче«п«я избиратель««ости процесса, исполюуют катализатор, содержаший пантациды в копячестве 5,0-12,0% от веса катализатора.

3, Способпоп. 1, отп ичаюшийся тем, что процесс проводят о при температуре 40-130 С, давлении

15-150 атм, объемной скорости поф. дачи сжиженного сырья 0,5-2,5 час, соотношении изобутаи: олефин 12:150:1, Источники инфор«лац««и, принятые bo внимание при экспертизе

1 ° Порогочннский A. 3. н др, Сернокислотное апкипирование изопарафинов олефинами, М., Химия, 1970, 2, Патент США Х. 3251902, кп. 26 0-683.6 4, 1 9 66,