176318. lajstromszámú szabadalom • Eljárás metil-terc-butil-éter előállítására
3 176318 4 mértéke növelhető, ha két lépésben végezzük a reakciót, egy első reaktort és egy második reaktort alkalmazva. A találmány tárgya tehát eljárás metil-terc-butil-éter előállítására. Az eljárás lényege az, hogy az első reakciózónába (első reaktor) betáplálunk izobutilént tartalmazó C4-szénhidrogén elegyet és metanolt, 50-90 °C közötti hőmérsékleten, 10—30 at nyomáson. A kapott étert desztillációval választjuk el a szénhidrogén elegytől és a még nem reagált alkoholtól. A szénhidrogén anyagáramot, mely még izobutilént és nem reagált metanolt tartalmaz, a második reakciózónába (második reaktorba) tápláljuk be. Itt a reakciót folyadékfázisban, 60-100 °C közötti hőmérsékleten folytatjuk le, 15 —4-0 at nyomáson, makrohálós gyanta katalizátor jelenlétében. A kapott étert ezután desztillációval választjuk el. A találmány szerinti eljárással igen magas konverzió érhető el és emellett az is lehetővé válik, hogy az ízobutilén mennyiségét a végtermékben 2%-nál alacsonyabb szintre csökkentsük. Hasonló eredményt kapunk akkor is, ha a második reakciózónába — az olefin dimerizáció illetve polimerizáció fellépése miatt — az izobutilént a sztöchiometrikus arányhoz képest feleslegben tápláljuk be. A találmány szerinti eljárás lényegét a következőkben az 1. ábra kapcsán világítjuk meg. Az izobutént tartalmazó 1 jelű C4-olefines szénhidrogén elegyet a 2 metanollal együtt a 3 vezetéken a 4 reaktorba tápláljuk be. A 4 első reaktorban az izobutén részlegesen metil-terc-butil-éterré alakul. A 4 reaktort elhagyó elegyet az 5 vezetéken a 6 desztilláló oszlopba tápláljuk be. Ennek fenekéről a 7 vezetéken elvezetjük a kapott metil-terc-butil-étert. A 6 oszlop tetejéről az MTBE-től elválasztott 8 olefines elegyet vezetjük el. Ezt tápláljuk be a 9 jelű második reaktorba, ahol folyadékfázisban 60-100 °C- on, Amberlyst 15 katalizátor jelenlétében a még át nem alakult izobutén is MTBE-vé alakul át. A 9 második reaktort elhagyó szénhidrogén elegyet a 10 vezetéken a 11 rektifikáló oszlopba vezetjük. Itt elválasztjuk a fejtermékként távozó 12buténeket a fenéktermékként elvezetett MTBE-től, amelyet a 13 vezetéken visszacirkuláltatunk a 6 desztilláló oszlopba. Az izobutilén mennyisége az így kapott C4 -olefináramban 2%-nál kevesebbre csökkenthető. A második reaktornál ugyan izobutilén felesleget tartalmazó elegyet táplálunk be, az izobutilén menynyisége mégis 2% alá csökken a dimerizáció révén. Az izobutilén dimerizációval egyidőben a C4 lineáris olefinek izomerizációja is végbemegy egy termodinamikai egyensúlyi állapot beállásáig illetve annak megközelítéséig. Az izobutilén és a metanol reakciója esetében - ekvimolekuláris arányt alkalmazva - legalább 98%os konverzió érhető el. A példákra való korlátozás szándéka nélkül néhány számszerű kiviteli példát mutatunk be. 1. példa Az defines anyagáram az alábbi komponenseket tartalmazza: 40 45 50 55 60 65 izobutén butén—1 transz butén—2 cisz butén-2 egyéb C4 szénhidrogének 50,00 súly% 28,50 súly% 8,02 súly% 0,30 súly% 13,18 súly% 10 15 20 25 30 35 Ezt az olefines elegyet annyi metanollal elegyítjük, hogy az izobutén/metanol mólarány 1,0 legyen. A betáplálás térsebessége az első reaktorba 5 LHSV (folyadék térfogat per katalizátor térfogat per óra). A reakciót Amberlyst 15 katalizátor jelenlétében 60 °C-on, 15 at nyomáson folytatjuk le. Az első reaktorból távozó anyagáram összetétele a következő: MTBE 57,59 súly% metanol 1,32 súly% izobutén 2,22 súly% butén—1 22,16 súly% transz butén—2 6,23 súly% cisz butén—2 0,23 súly% egyéb C4 szénhidrogének 10,25 súly% Ezt az elegyet tápláljuk be a frakcionáló oszlopba. Fenéktermékként MTBE-t nyerünk 98%-os tisztaságban; a fejtermék összetétele az alábbi: MTBE 0,25 súly% metanol l,89súíy% izobutén 5,23 súly% butén—1 52,81 súly% transz butén—2 14,86 súly% dsz butén—2 0,56 súly% egyéb C4 szénhidrogének 24,40 súly% Itt az izobutén/metanol mólarány 1,57 és a lineáris szénhidrogének egymás közötti aránya: butén—1/transz butén—2 = 3,55 butén— 1 /cisz butén—2 = 94,30 Ez az anyagáram a második reaktorban Amberlyst 15 katalizátor jelenlétében, 5 LHSV térsebesség és 60 °C hőmérsékleten alakul át az alábbi összetételű termékké: MTBE metanol izobutén butén— 1 transz butén—2 cisz butén-2 egyéb C4 szénhidrogének C8 olefinek 5,15 súly% nyomokban 1,97 súly% 50,70 súly% 15,24 súly% 1,41 súly% 24,68 súly% 0,80 súly% Az anyagáramban a lineáris olefinek egymás közötti aránya: butén—1/transz butén—2 = 3,32 butén-1/cisz butén—2 =35,94 2. példa A második reaktorba betáplált anyagáram jellemzői megegyeznek az 1. példában leírttal. A reakciót Amberlyst 15 jelenlétében, 5 LHSV betáplálási térsebesség mellett, 80 °C hőmérsékleten folytatjuk le. Ily módon az alábbi összetételű terméket kapjuk: MTBE 5,15 súly% metanol nyomokban izobutén 1,15 súly% butén—1 ' 45,37 súly% transz butén-2 16,28 súly% cisz butén-2 4,00 súly% egyéb C4 szénhidrogének 24,18 súly% Cg olefinek 3,87 súly%
