Способ получения третичного бутилового спирта

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2455277:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение ЕВРОХИМ" (RU)

Изобретение относится к способу получения третичного бутилового спирта - полупродукта в органическом синтезе и может найти применение при получении изобутилена и изопрена, применяемых в производстве бутилкаучука и изопренового каучука. Способ заключается в жидкофазной реакции изобутилена или изобутиленсодержащей углеводородной смеси с водой при повышенной температуре в присутствии третичного бутилового спирта в качестве растворителя с прямоточной подачей потока исходных реагентов в колонный реактор, заполненный сульфокатионитным катализатором, с последующим выделением ректификацией целевого продукта из полученной реакционной смеси. При этом используют изобутилен или изобутиленсодержащую углеводородную смесь, содержащие изопрен в количестве 0,1-1,2 мас.% Способ позволяет снизить выход побочных продуктов и увеличить срок службы катализатора при сохранении производительности процесса. 5 пр.

 

Изобретение относится к области нефтехимии, точнее к способам получения третичного бутилового спирта (ТБС), который используется в качестве полупродукта в органическом синтезе, в частности для получения изобутилена и изопрена, применяемых в производстве бутилкаучука и изопренового каучука.

Известен способ получения ТБС жидкофазной реакцией изобутилена в виде изобутиленсодержащей углеводородной фракции с водой при температуре 80-90°C с противоточной подачей потоков исходных реагентов в колонный реактор, заполненный сульфокатионитным катализатором. Воду и изобутиленсодержащую фракцию подают при объемном соотношении (7-10):1, что соответствует мольному соотношению вода:изобутилен (80-110):1. Образующийся ТБС выводят из реактора в составе двух реакционных потоков, которыми являются разбавленный раствор ТБС в углеводородах и разбавленный раствор ТБС в воде. Производительность процесса составляет 100 г изобутилена на 1 л катализатора в час. Из полученных растворов ТБС выделяют ректификацией [С.Ю.Павлов. Выделение и очистка мономеров для синтетического каучука. Л.: Химия, 1987, с.133-136].

Недостатком известного способа является низкая скорость реакции гидратации из-за взаимной нерастворимости исходных реагентов, а также сложность технологии и повышенные энергозатраты, связанные с выделением ТБС из двух разбавленных растворов.

Известен способ получения ТБС жидкофазной реакцией изобутилена в виде изобутиленсодержащей углеводородной фракции с водой при температуре 70-110°C с прямоточной подачей потока исходных реагентов в вертикальный реактор, заполненный сульфокатионитным катализатором. Воду и изобутилен подают при мольном соотношении (5-20):1. Для увеличения взаимной растворимости реагентов реакцию гидратации осуществляют в присутствии гомогенизатора - полярного растворителя этилцеллозольва в количестве 10-70 мас.% к воде и неионогенного эмульгатора. Производительность процесса по изобутилену составляет 150-170 г/л·ч. Из полученной реакционной смеси ТБС выделяют ректификацией [SU 512622, 30.01.1983].

Недостатком такого способа является образование нежелательных побочных продуктов из растворителя с участием ТБС, сложность технологии и повышенные энергозатраты, связанные с выделением ТБС из разбавленной смеси с водой и этилцеллозольвом.

Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения ТБС жидкофазной реакцией изобутилена или изобутиленсодержащей углеводородной смеси с водой при температуре 30-110°С, предпочтительно 50-90°С, с прямоточной подачей потока исходных реагентов в реактор, заполненный сульфокатионитным катализатором. Предпочтительно используют 2-5 последовательно соединенных реакторов. Используют реакторы с неподвижным слоем катализатора с равномерной загрузкой количества катализатора в каждый реактор/слой. Для увеличения взаимной растворимости реагентов реакцию гидратации осуществляют в присутствии в качестве растворителя ТБС в количестве 21,6-78 мас.% в реакционной зоне. Производительность процесса по изобутилену составляет 160-200 г/л·ч. Из полученной реакционной смеси ТБС выделяют ректификацией [US 4307257, 22.12.1981 - прототип].

Недостатком данного способа является превращение около 1% изобутилена в побочные продукты - димеры и олигомеры изобутилена, которые усложняют выделение ТБС и ухудшают его качество. Другим недостатком является снижение активности катализатора и производительности по изобутилену ниже 130 г/л·ч через 6-8 тыс.ч эксплуатации процесса. После этого срока весь катализатор выгружают из реактора и заменяют свежей порцией, что осложняет технологию и увеличивает производственные затраты.

Задачей заявляемого способа является снижение выхода побочных продуктов и повышение срока службы катализатора в реакторе при сохранении производительности процесса получения ТБС.

Указанная задача решается способом получения ТБС жидкофазной реакцией изобутилена или изобутиленсодержащей углеводородной смеси с водой при повышенной температуре в присутствии ТБС в качестве растворителя с прямоточной подачей потока исходных реагентов в колонный реактор, заполненный сульфокатионитным катализатором, с последующим выделением ректификацией ТБС из полученной реакционной смеси, причем используют исходные изобутилен или изобутиленсодержащую углеводородную смесь, содержащие изопрен в количестве 0,1-1,2 мас.%.

В качестве изобутиленового сырья используют концентрированный изобутилен, содержащий 90,0-99,9% изобутилена, или изобутиленсодержащие углеводородные фракции с различным содержанием изобутилена, в частности промышленные бутилен-изобутиленовые и изобутан-изобутиленовые фракции, содержащие 10-60% изобутилена.

В качестве катализатора используют катионообменные смолы в Н-форме, в частности катиониты на основе сульфированных сополимеров стирола и дивинилбензола. Предпочтительно используют макропористые сульфокатиониты, в частности КУ-23, Duolite C26, Amberlyst 15, Lewatit K2629, Dowex 50, Purolite CT275.

Процесс проводят с использованием одного или нескольких последовательно или параллельно соединенных колонных реакторов (вертикальных аппаратов цилиндрической формы), заполненных катализатором. Катализатор в реакторе может быть расположен в виде нескольких слоев, число которых составляет 2 и более. Катализатор может быть загружен в количественном отношении в каждый слой равномерно и/или неравномерно. Потоки исходных реагентов в реактор подают прямотоком сверху вниз или снизу вверх. Для регулирования температуры в реакторе возможно охлаждение реакционного потока между слоями катализатора в наружных теплообменниках.

Реакцию гидратации проводят предпочтительно при температуре 50-100°С и давлении 14-25 ат, достаточном для поддержания продуктов реакционной смеси в жидкой фазе.

Воду и изобутилен подают в реактор предпочтительно при мольном соотношении (1-4):1. Подача потока воды для реакции может быть осуществлена на один или раздельно на несколько слоев катализатора.

Реакцию проводят предпочтительно при содержании 20-60 мас.% ТБС в качестве растворителя в реакционной зоне. Указанное содержание ТБС может быть обеспечено рециклом части полученного ТБС и/или рециклом части выходящей из реактора реакционной смеси, содержащей ТБС, на вход в реактор, а также подачей в реактор ТБС, полученного в другом процессе. Рецикл ТБС в реактор может быть осуществлен в составе потока воды для реакции и/или потока изобутиленового сырья.

Существенный отличительный признак предлагаемого способа - использование исходных изобутилена или изобутиленсодержащей углеводородной смеси, содержащих изопрен в количестве 0,1-1,2 мас.%.

Предлагаемый способ позволяет снизить выход побочных продуктов до уровня ниже 0,35%, увеличить срок службы катализатора в реакторе до 12-14 тыс.ч при сохранении производительности процесса.

Промышленная применимость предлагаемого способа подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

В реактор, представляющий собой вертикальную металлическую трубу из стали 12Х18Н10Т с внутренним диаметром 10 мм длиной 1200 мм, загружают 60 мл сульфокатионитного катализатора Amberlyst 15 (размер частиц 0,3-1,2 мм, статическая обменная емкость 4,7 мг-экв Н+ на 1 г сухого катализатора). Катализатор располагают тремя слоями по 20 мл в каждом слое.

В верх реактора подают в качестве изобутиленового сырья углеводородную смесь, содержащую 1,2 мас.% изопрена, 45,0% изобутилена (остальное изобутан, н-бутан и н-бутены до 100), со скоростью 28,5 г·ч. Вместе с изобутиленовым сырьем подают воду со скоростью 5,5 г/ч и рецикловый поток, содержащий 88,92 мас.% ТБС, 10,91% воды и 0,17% димеров изобутилена, со скоростью 31,4 г/ч.

В реакторе температура составляет 64-69°С, давление 14-15 ат.

С низа реактора выводят реакционную смесь со скоростью 65,4 г/ч и подают ее в ректификационную колонну для выделения ТБС. По верху колонны отгоняют непревращенные углеводороды со скоростью 17,1 г/ч. Содержание изобутилена в отгоне составляет 8,3 мас.%.

Кубовая жидкость ректификационной колонны в количестве 48,3 г/ч содержит 88,92 мас.% ТБС, 10,91% воды и 0,17% димеров изобутилена. Часть этой кубовой жидкости в количестве 31,4 г/ч возвращают в реактор. Остальную часть в количестве 16,9 г/ч выводят из процесса и далее используют, в частности как сырье для получения изопрена.

Конверсия изобутилена в процессе составляет 88,9%, производительность по изобутилену 190 г/л·ч, выход димеров изобутилена 0,25%. В течение 14 тыс.ч непрерывной работы показатели процесса не меняются.

Пример 2.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор подают углеводородную смесь, содержащую 0,7 мас.% изопрена. В реакторе температура составляет 68-73°С, давление 15-16 ат.

Конверсия изобутилена в процессе составляет 86,5%, производительность по изобутилену 185 г/л·ч, выход димеров изобутилена 0,3%. В течение 13 тыс. ч непрерывной работы показатели процесса не меняются.

Пример 3.

Процесс проводят аналогично примеру 1, однако имеются следующие отличия.

В реактор подают углеводородную смесь, содержащую 0,1 мас.% изопрена. В реакторе температура составляет 75-80°С, давление 16-17 ат.

Конверсия изобутилена в процессе составляет 85,6%, производительность по изобутилену 183 г/л·ч, выход димеров изобутилена 0,35%. В течение 12 тыс.ч непрерывной работы показатели процесса не меняются.

Пример 4.

В реактор, представляющий собой вертикальную металлическую трубу из стали 12Х18Н10Т с внутренним диаметром 10 мм длиной 1200 мм, загружают 60 мл сульфокатионитного катализатора Lewatit K2629 (размер частиц 0,4-1,2 мм, СОЕ 5,0 мг-экв/г). Катализатор располагают четырьмя слоями по 15 мл в каждом слое.

В низ реактора подают в качестве изобутиленового сырья концентрированный изобутилен, содержащий 0,1 мас.% изопрена, 96,7% изобутилена (остальное изобутан, н-бутан и н-бутены до 100), со скоростью 37,9 г/ч. Вместе с изобутиленовым сырьем подают воду со скоростью 15,0 г/ч и рецикловый поток, содержащий 87,58 мас.% ТБС, 12,19% воды и 0,23% димеров изобутилена, со скоростью 36,9 г/ч.

В реакторе температура составляет 88-94°С, давление 21-22 ат.

С верха реактора выводят реакционную смесь со скоростью 89,8 г/ч и подают ее в ректификационную колонну для выделения ТБС. По верху этой колонны отгоняют непревращенные углеводороды со скоростью 8,1 г/ч. Содержание изобутилена в отгоне составляет 84,6 мас.%.

Кубовая жидкость ректификационной колонны в количестве 81,7 г/ч содержит 87,58 мас.% ТБС, 12,19% воды и 0,23% димеров изобутилена. Часть этой кубовой жидкости в количестве 36,9 г/ч возвращают в реактор. Остальную часть в количестве 44,8 г/ч выводят из процесса и далее используют, в частности как сырье для получения изопрена.

Конверсия изобутилена в процессе составляет 81,3%, производительность по изобутилену 496 г/л·ч, выход димеров изобутилена 0,35%. В течение 12 тыс.ч непрерывной работы показатели процесса не меняются.

Пример 5.

Процесс проводят аналогично примеру 4, однако имеются следующие отличия.

В реактор подают концентрированный изобутилен, содержащий 1,2 мас.% изопрена. В реакторе температура составляет 76-82°С, давление 17-18 ат.

Конверсия изобутилена в процессе составляет 84,1%, производительность по изобутилену 514 г/л·ч, выход димеров изобутилена 0,3%. В течение 13 тыс.ч непрерывной работы показатели процесса не меняются.

Способ получения третичного бутилового спирта жидкофазной реакцией изобутилена или изобутиленсодержащей углеводородной смеси с водой при повышенной температуре в присутствии третичного бутилового спирта в качестве растворителя с прямоточной подачей потока исходных реагентов в колонный реактор, заполненный сульфокатионитным катализатором, с последующим выделением ректификацией целевого продукта из полученной реакционной смеси, отличающийся тем, что используют исходные изобутилен или изобутиленсодержащую углеводородную смесь, содержащие изопрен в количестве 0,1-1,2 мас.%.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способу переработки бутанольно-бутилформиатной фракции, относящейся к побочным продуктам процесса гидроформилирования пропилена. .
Изобретение относится к способу получения третичного бутилового спирта, который используется в качестве полупродукта в органическом синтезе, в частности, для получения изобутилена и изопрена, применяемых в производстве бутилкаучука и изопренового каучука.
Изобретение относится к способу получения третичного бутилового спирта, который используется в качестве полупродукта в органическом синтезе, в частности, для получения изобутилена и изопрена.

Изобретение относится к способу получения, по меньшей мере, одного алкилоксигената, например метанола, и к установке для его осуществления. .

Изобретение относится к способу содимеризации олефинов, в соответствии с которым а) готовят первый исходный олефиновый материал, преимущественно состоящий из Cn-олефинов, и второй исходный олефиновый материал, преимущественно состоящий из Cm-олефинов, причем n и m независимо друг от друга соответственно означают отличающиеся друг от друга целые числа от 2 до 12 и причем второй исходный олефиновый материал характеризуется определяемой в виде индекса ISO степенью разветвления олефинов, составляющей от 0 до 1,8, и получается димеризацией рафината II, состоящего преимущественно из изомерных н-бутенов и н-бутана, в присутствии никельсодержащего катализатора олигомеризации, и b) первый и второй исходные олефиновые материалы реагируют на гетерогенном катализаторе олигомеризации олефинов на основе слоистых и/или каркасных силикатов.
Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам выделения высших жирных спиртов (ВЖС). .

Изобретение относится к новым соединениям общей формулы (I), в которой Х обозначает группу СНО, СН2 ОН или CH2OC(O)R, где R обозначает линейную или разветвленную алкильную цепь С1-С5, а также к их способу получения, в частности к получению 6,8-диметилнон-7-еналя (1) гидроформилированием 5,7-диметилокта-1,6-диена.
Изобретение относится к способу получения 2-этилгексанола гидрированием 2-этилгексеналя в жидкой фазе на промышленном алюмоникельтитановом катализаторе при температуре 160-200°С, давлении до 30 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,3-0,5 час-1.
Изобретение относится к способу получения третичного бутилового спирта, который используется в качестве полупродукта в органическом синтезе, в частности, для получения изобутилена и изопрена, применяемых в производстве бутилкаучука и изопренового каучука.
Изобретение относится к способу получения третичного бутилового спирта, который используется в качестве полупродукта в органическом синтезе, в частности, для получения изобутилена и изопрена.

Изобретение относится к области органической химии, в частности к способу получения циклооктанола. .

Изобретение относится к способу получения третичного бутанола, который используется в качестве растворителя и полупродукта для органического синтеза. .

Изобретение относится к способу получения изобутена, изопрена и, возможно, трет-бутанола из изобутенсодержащей(их) С4-фракции(й), включающему гидратацию изобутена в С4-фракции(ях), отгонку непрореагировавших С4 -углеводородов от трет-бутанола, дегидратацию трет-бутанола, контактирование изобутенсодержащей С4-фракции и возможно трет-бутанола с водным(и) раствором(ами) формальдегида и кислоты, отгонку как минимум оставшихся С4-углеводородов и разложение полупродуктов при повышенной температуре с образованием и последующим выделением изопрена и изобутена, характеризующемуся тем, что исходную(ые) изобутенсодержащую(ие) фракцию(и) как минимум частично подвергают гидратации на сульфокатионитном катализаторе в узле гидратации при умеренной подаче в него воды в количестве, компенсирующем ее расходование на реакцию с изобутеном и вывод в составе органического слоя, содержащего преимущественно смесь непрореагировавших С4-углеводородов и образующегося трет-бутанола при конверсии изобутена от 40 до 80%, как минимум из части указанного органического слоя выделяют ректификацией поток, содержащий преимущественно трет-бутанол, и поток непрореагировавших С4-углеводородов, содержащий от 10 до 40% изобутена, который контактируют с водным(и) раствором(ами) формальдегида и кислоты и образующиеся полупродукты после отгонки как минимум оставшихся С4-углеводородов подвергают жидкофазному или газофазному катализируемому разложению при повышенной температуре с образованием изопрена, изобутена и побочных продуктов, а указанный поток, содержащий преимущественно трет-бутанол, как минимум частично подают в зону разложения полупродуктов непосредственно и/или после контактирования как минимум с водным(и) раствором(ами) формальдегида и кислоты в дополнительной реакционной зоне, а остальную часть указанного потока, содержащего преимущественно трет-бутанол, дегидратируют с получением изобутена.

Изобретение относится к способу переработки углекарбонатного минерального сырья, включающему обжиг известняка в реакторе с получением окиси кальция, производство карбида кальция реакцией части окиси кальция, полученной при обжиге известняка, с углеродом, контактирование части объема полученного карбида кальция с водой с получением ацетилена и едкого кальция, контактирование газообразных отходов процесса обжига известняка с водой для получения угольной кислоты, при этом для обжига известняка используют тепло, получаемое сжиганием части объема ацетилена, получаемого из части объема карбида кальция.

Изобретение относится к получению третичного бутилового спирта, который используется в качестве растворителей и полупродуктов для органического синтеза, в частности для получения чистого изобутилена.

Изобретение относится к получению третичного бутилового спирта, который используется в качестве растворителей и полупродуктов для органического синтеза, в частности для получения чистого изобутилена.

Изобретение относится к получению третичного бутилового спирта, который используется в качестве растворителей и полупродуктов для органического синтеза, в частности для получения чистого изобутилена.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения спиртов, например, таких как трет-пентанол или трет-бутанол, жидкофазной гидратацией алкенов, содержащихся в исходном углеводородном сырье, в присутствии твердого высококислотного катализатора при повышенной температуре в две последовательные стадии с последующим отделением непрореагировавших углеводородов из реакционной смеси, выводимой со второй стадии и содержащей образующий(е)ся спирт(ы), предпочтительно путем ректификации, при котором на первой стадии в реакционной(ых) зоне(ах) поддерживают две жидкие фазы при существенном массовом избытке фазы, содержащей преимущественно воду, измельченном состоянии фазы, содержащей преимущественно углеводород(ы), и более высокой температуре, выводят только или в основном жидкий поток, содержащий преимущественно углеводород(ы), образовавший(е)ся спирт(ы) и растворенную воду, и, возможно, жидкий поток, содержащий преимущественно воду и спирт(ы), который(е) на второй стадии через распределительное(ые) устройство(а) подают в одну или несколько последовательных реакционных зон с раздельным поступлением воды в одну или несколько реакционных зон, и жидкость в реакционных зонах второй стадии при меньшей температуре поддерживают в гомогенном или гетерогенном состоянии, при котором фаза, содержащая преимущественно воду и спирт(ы), находится в измельченном состоянии, и ее массовое количество не превосходит 25% от массового количества фазы, содержащей преимущественно углеводороды и спирт(ы).
Изобретение относится к способу получения третичного бутилового спирта, который используется в качестве полупродукта в органическом синтезе, в частности для получения изобутилена и изопрена, применяемых в производстве бутилкаучука и изопренового каучука
Наверх