Способ выделения метилтретичнобутилового эфира

 

т веесвезим д и=.й ци ".иах

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЯТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С4ИОЗ СОЮВ2СММХ

Сецмавнстнчасмнх

Реанубпнк с а

<1>658125 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 1904.7б (21) 2349123/33-04 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 250479-Бюллетень № 15

Дага опубликования описания 250479 (Ы) М. Кл.

07 С 41/12

Государственный комитет

СС СР по делам изо6ретеиий и открытий (53) УДК 547 ° 27. 03 (088.8) В.Н.Чуркин, В.А.Горшков, С.Ю.Павлов, Д.H.Чаплиц, .М.Н.Стряхилева, Г.Н,Степанов, А.М.Кутьин, В.Е.Добронинский и В.И.Столярчук (72) Авторы изобретеняа (73) Змвнтель (541 СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ МЕТИЛТРЕТИЧНОБУТИЛОВОГО

ЭФИРА

Изобретение относится к способу выделения метилтретичнобутилового эфира (МТБЭ) иэ смеси, содержащей углеводороды Сл, МТБЭ и метанол, который находит широкое применение н органическом синтезе, Известен способ выделения МТБЭ иэ реакционной смеси, содержащей углеводороды С, МТБЭ и метанол, осуществляемый н несколько стадий, на первой стадии из реакционной смеси отгоняют непрореагирование углеводороды С4 и небольшое количество метанола н виде азеотропа с углеводородами С4, последние затем направляют н отмыночную колонну для отмывки углеводородов от метанола водой. На второй стадии оставшийся в кубе колонны эфир отмывают от метанола водой. Промынные воды, содержащие )7Ъ метилтретичнобутилоного эфира, подают н колонну отгонки органических соединений от воды для возвращения продуктон в рецикл.

На третьей стадии полученный МТБЭ подвергают осушке на молекулярных ситах до требуемой степень влажности. Степень извлечения МТБЭ не превышает 84,5% . Чистота МТБЭ после осушки 99,6В Pj.

Недостатками этого спосооа являются сложность технологической системы, нключающей не менее пяти единиц колонного оборудования, а так5 же сравнительно низкая степень извлечения МТБЭ и значительный процент нозращенного в рецикл МТБЭ, вследствие растворения эфира в воде в процессе его отмывки от метанола, 10 что приводит к увеличению затрат на разделение. В связи с низиим коэффициентом распределения метанола между эфиром и водой требуется значительное количество промывных вод.

15 Кроме того, известный способ требует специальных методов осушки МТБЭ.

Целью изобретения является упрощение процесса и увеличение степени извлечения целевого продукта.

ЯР Для достижения поставленной цели предложено выделять метилтретичнобутилоный эфир из смеси, содЕржащей непрореагировавшие углеводороды Сл, МТБЭ и метанол путем экстракции

25 исходной смеси н колонне угдеводородом и водой при весовом отношении их соответственно от 1 5 до 2:1, при 10-90 С, давлении 1-20 ат, причем исходную смесь подают в средИ нюю часть, углеводород в нижнюю з 658 часть, а воду в верхнюю часть колонны, отбором при этом рафината с верха колонны с последующим выделением из него метилтретичнобутилового эфира ректификацией. Степень извлечения МТБЭ 98-99,8В.. Чистота МТБЭ

99,80В. 5

Предлагаемый способ более прост технологически и требует для своего осуществления не более трех единиц колонного, оборудования, позволяя при этом повысить степень извле- 0 чения МТБЭ и в 75-100 раз уменьшить рецикл МТБЭ в связи со значительным увеличением коэффициента распределения метанола между водным и углеводородным слоями при увеличении в последнем концентрации углеводородов С4. Так, коэффициент распределения метанола между водой МТБЭ при концентрации метанола в водном слое о

75 вес. В составляет 1, б, в то время как в тех же условиях, но в присутствии углеводородов С4 в соотношении к МТБЭ 1:1 коэффициент распределения становится равным 7,0. Этот эффект приводит к снижению количества циркулирующей в системе отмывки воды в 2 раза при одном и том же числе теоретических ступенсй контакта.

Предлагаемый способ также не требует использования специальных сушителей

МТБЭ. 30

Эти преимушества позволяют значительно сократить затраты на разделение.

П р и м.е р 1. Исходную смесь в количестве 285 г/ч, содержащую, 35 вес,В: углеводородов фракции С. 36,21, метилтретичнобутилового эфира 45,51; метанола 17,11; триметилкарбинола

0,06; воды 0,01 и димеров изобутилена 0,10 подают в среднююю часть экст- 40 рактора, имеющего восемь теоретических ступеней контакта. В верхнюю часть экстрактора подают из куба колонны отгонки органической части от воды, воду в количестве 142 r/÷, содержащую 0 01 вес.В метанола. B нижнюю часть экстрактора подают рецикловую фракцию углеводородов С4 в количестве 190 r/÷, содержащую метилтретичнобутилового эфира

0,1 вес.В и воды 0,1 вес.В. Экстракцию проводят при 40 С и давлении

5 ат. Сверху экстрактора отбирают ,рафинат в количестве 428 г/ч, содержащий, вес.В: углеводородов фракции С 69,11; метилтретичнобутило- 55

aoro эфира 30,33; метанола 0,01; триметилкарбинола 0,05; воды 0,42; димеров изобутилена 0,08 и подают в ректификационную колонну эффективностью 28 т.т. Температура верха колонны 40 С, температура куба 120 С.

Сверху колонны отбирают фракцию углеводородоí С4 в количестве 444 r/÷, содержащую, вес.В: углеводородов С, 99,39; метилтретичнобутилового эфира

0,10; метанола 0,01; воды 0,50, ко125 4 торую подвергают раслаиванию. нижний водный слой возвращают в нижнюю часть экстрактора. Часть верхнего углеводородного слоя в количестве 148 r/÷ возвращают в колонну в качестве флегмы, а часть - в количестве

190 r/÷ возвращают в нижнюю часть экстрактора, остальное отбирают в качестве продукта разделения. В качестве бокового отбора колонны отбирают как продукт разделения метилтретичнобутиловый эфир в количестве 129 r/÷, содержащий, вес.В; углеводородов С 0,10; триметилкарбикола 0,01 и димеров изобутилена

0,02. Из куба колонны в количестве

1 г/ч отбирают продукт разделения, содержащий, вес.В: метилтретичнобутилового эфира 63,3, триметилкарбинола 8,4 и димеров изобутилена ?8,3.

Экстракт из куба экстрактора в количе тве 189 r/÷, содержащий, вес.В: Углеводородов С4 0,10; метилтретичнобутилового эфира 0,10; метаноча 25,77 и воды 74,03, направляют в колонну эффективностью

23 т.т.

Температура верха колонны 65ОС. температура куба 115 С. Сверху колонны отбирают метанол в количестве 150 r/÷, содержащий, вес.В: углеводородов С, 0,5; метилтретичнобутилового эфира 0,5 и воды 0,05.

Часть метанола в количестве 100 r/÷ возвращают в колонну в качестве флегмы, а остальную часть отбирают в качестве продукта разделения. Из куба колонны отбирают воду в количестве 140 г/ч, содержащую метанола

0,01 вес.В и направляют в верхнюю часть зкстрактора.

Степень извлечения метилтретичнобутилового эфира составляет 99,8В.

Пример 2. Исходную смесь в количестве 285 r/÷ того же состава, что и в примере 1, подаЮт в среднюю часть экстрактора, имеющего восемь теоретических ступеней контакта. В верхнюю часть экстрактора подают в количестве 142 г/ч воду, в нижнюю часть экстрактора подают рецикловую фракцию углеводородов С4.

Соотношение вода: фракция углеводородов С4 поддерживают равным 5:1 по весу.

Степень извлечения метилтретичнобутилового эфира составляет 98В, чистота метилтретичнобутилового эфира 99,87В.

Пример 3. Исходную смесь

8 количестве 285 г/ч того же состава, что и в примере l, подают в среднюю часть экстрактора, имеющего восемь теоретических ступеней контакта. В верхнюю часть экстрактора подают в количестве 142 г/ч воду, в нижнюю часть экстрактора подают рецикловую фракцию углеводородов С

Соотношение вода: фракция углево658125

45 дородов С4 поддреживают Равным 1:2 по весу, Степень извлечения метилтретичнобутилового эфира составляет 99,8%, чистота метилтретичнобутилового эфира 99,87%.

Пример 4 . (сравнительный). 5

Исходную смесь в количестве 285 г/ч, содержащую вес.%:углеводородов фракции C q 37,21;метилтретичнобутилового эфира 45,51;метанола 17,11;триметил- карбинола 0,06;воды 0,01 и димеров 10 изобутилена 0 10,подают в колонну эффективностью 30 т.т.Температура верха колонны 40 С, температура куба 110 С.

Снерху колонны отбирают фракцию углеводородов С4 н виде азеотропа. с метанолом в количестве 220 г/ч, содержащую, вес.Ъ: углеводородов С4

96,27, метилтретичнобутилового эфира 0,10; метанола 3,60; воды 0,03.

Часть фракции в количестве 110 г/ч возвращают н колонну н качестве флегьы, оставшуюся часть подают на отмывку от метанола в нижнюю часть отмывной колонны, эффективностью двух теоретических ступеней контакта. В верхнюю часть этой колонны в коли- 25 честве 20 г/ч подают фузельную воду, содержащую, нес.Ъ: метилтретичнобутилового эфира 0,01; метанола 0,01; воды 0,03. Снизу колонны отбирают промывную воду в количестве 24 r/÷, содержащую 0,07 вес.Ъ углеводородон С4 и 16,48 вес.% метанола, и подают ее в колонну отгонки органики из воды

Кубовый продукт KQJloHHbI QTI oHKH 3 углеводородон С4 из исходной смеси в количестве 175 r/÷, содержащий, нес.Ъ: углеводородов С4 0,07; метилтретичнобутилового эфира 74,06; метанола 25,60; триметилкарбинола 0,10 40 и д;.меров изобутилена 0,17, подают в нижнюю часть колонны отмывки метилтретичнобутилового эфира от метанола, эффективностью шести теоретическ,х ступеней контакта.

В верхнюю часть колонны в количестве 260 г/ч подают фузельную воду, содержащую.0,01 вес.Ъ метанола.

Сверху колонны отбирают отмытый от метанола метилтретичнобутиловый эфир н количестве 112 г/ч,имеющий следую- 50 щий состав, вес.Ъ: углеводороды

С4 0,10; триметилкарбинол 0,06; вода 1,47; димеры изобутилена 0,26, который далее подвергают осушке молекулярными ситами до требуемой 55 степени влажности. Из куба колонны в количестве 326 г/ч отбирают промывную воду, содержащую, вес.Ъ: метилтретичнобутилоного эфира 7,04; метанола 13,73 и триметилкарбинола

0 03, которую подают в колонну отгонки органки от воды. Колонна отгонки органки от ноды имеет зффектинность 23 т.т. Температура верха колонны 65 С, куба колонны 115 С.

Сверху колонны отбирают смесь метанола и метилтретичнобутилоного эфир» в количестве 210 г/ч, содержащую, вес.Ъ: метилтретичнобутилового эфира 33,90; метанола 65,85, триметилкарбинола 0,15 и воды 0 10.

Часть смеси н количестве 140 г/ч возвращают н колонну в качестве флегмы, остальную часть отбирают в качестве продукта разделения. Из куба колонны отбирают фузельную нов ду в количестве 278 г/ч, содержащую метанола 0,01 нес.Ъ, и направляют в верхнюю часть экстрактора.

Степень извлечения метилтретичнобутилоного эфира составляет 84,5%.

Чистота метилтретичнобутилоного эфира после осушки не более 99,6% .

Пример 5. Исходную смесь н количестве 300 г/ч, содержащую, нес.Ъ: углеводородов Фракции С4

48,1; метилтретичнобутиловогo эфира 36,6; метанола 9,3; зтанола 1,2; изопропилового спирта 0,8; триметилкарбинола 3,3 и изоамилового спирта 0,7, подают в экстрактор, имеющий десять теоретических ступеней контакта, причем количество теоретических ступеней контакта от точки ввода исходной смеси до нижней части экстрактора равно двум. В верхнюю часть экстрактора подают из куба колонны отгонки органики от воды, воду н количестне 205 г/ч, содержащую, вес,Ъ: 0,01 метанола 0,01; триметилкарбинола 0,01 и изоамилового спирта 0,01. В нижнюю часть экстрактора подают рецикловую фракцию углеводородов С4 н количестве

50 r/÷, содержащую метилтретичнобутилового эфира 0,1 вес.Ъ и воды

0,1 нес.Ъ. Экстракцию проводят при

10 С и избыточном давлении 1 ат.

Сверху экстрактора отбирают рафинат в количестве 304 г/ч, содержащий, вес.Ъ: углеводородов Фракции С, 63,66; метилтретичнобутилового эфира 36,00; триметилкарбинола 0,03; изоамилового спирта 0,01; воды

0,3, йодвергают ректификации аналогично примеру 1.

Снизу экстрактора отбирают экстракт в количестве 251 r/÷, содержащий, вес.Ъ; углеводородов C4 O,i; метилтретичнобутилового эфира О, 8, метанола 10,9; этанола 1,4; изопропилового спирта 1,0; триметилкарбинола 3,8; изоамилового спирта 0,8 и воды 81,2, подвергают ректификации аналогично примеру 1.

Степень извлечения метилтретичнобутилового эфира составляет 98%, чистота метилтретичнобутилового эфира 99,7%.

Пример 6. Исходную смесь в количестве 285 r/÷, содержащую, вес.Ъ: углеводородов фракции С. ,37,2; метилтретичнобутилового эфира 45,6 и метанола 17,2, подают в среднюю часть экстрактора, имеющую восемь теоретических ступеней кон658125.:,,,,®". Р Р: У,а С

9 g ф )ф.

7 такта..В верхнюю часть экстрактора подают иэ куба колонны отгонки органки от воды, воду в количестве

160 r/÷, содержащую 0;01 вес.% метанола. В нижнюю часть экстрактора подают рецикловую фракцию углеводородов С4 в количестве 140 r/÷, 5 содержащую метилтретичнобутилового эфира 0,1 вес.Ъ и воды 0,,1 вес.В. о

Экстракцню проводят. при 90 С и давлении 20 ат. Сверху экстрактора отбирают рафинат в количестве 376 r/÷, 10 содержащий, вес. В: углеводородов фракции С4 65,0; метилтретичнобутилового эфира 35,4; метанола 0,01; воды 0,6, подвергают ректификации аналогично примеру 1. 15

Снизу экстрактора отбирают экстракт в количестве 209 r/÷, содержащий, вес.%: углеводородов фракции

С4 О, 2; метилтретичнобутилового эфира О, 1; метанола 23,3; воды 76,4, и подвергают ректификации аналогично примеру 1.

Степень иэвлечения метилтретичнобутилового эфира составляет 993,, чистота метилтретичнобутилового эфира 99, 87% .

25 формула изобретения

Способ выделении метилтретичнобутилового эфира иэ реакционной смв« си, содержащей углеводороды С4 метилтретичнобутиловый эфир и метанол,отличающийся тем, что, с целью упрощений процесса и увеличения степени извлечения целевого продукта, исходную смесь. подвергают экстракции углеводородом и водой в колонне при весовом отношении их соответственно от 1:5 до

2:1, при 10-90 С и давлении 1-20 ат, причем исходную смесь подают в среднюю часть, углеводород в нижнюю часть, а воду в верхнюю часть колонны,отбором при этом рафината с верха колонны с последующим выделением иэ него метилтретичнобутилового эфира ректификацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.ЯЛЯ.Qe nof .ds, G.S.SnòÀÜ Е1а1 "МЕИаГ

ether(tATBE) scores iиеИ as ЖцЪ оссиане

aeof . ne corn ponens", 0 6 and Gas Том в

nag,1б, г4е Ь, бО (197 á ).

Составитель В.Горленко

Редактор fI.Õï äîBà Техред О.Андрейко КорректорМ.Пожо Заказ 1981/20 Тираж 512 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035i; Москва Ж-35 Ра ская наб. д,4 5 с. с. Р" а

Филиал ППП Патент, r.ужгород, уд.Проектная,4