176319. lajstromszámú szabadalom • Eljárás metil-terc-butil-, ill.-amil-éterek előállítására
3 176319 4 rásoknál egyetlen reaktort alkalmaznak és a kiindulóanyagok konverziójának növelésére nem tudnak megoldást adni. A találmány tárgya olyan eljárás, melynek révén mindkét reagensre nézve magas konverzió érhető el, még akkor is, ha azok - a teljes reakciót tekintve - közel sztöchiometrikus arányban vannak jelen. Az eljárás lényege az, hogy a reakciót két különálló reaktorban végezzük. A reagensek betáplálása úgy történik, hogy az egyik reaktorba az egyik komponensből táplálunk be jelentős felesleget, míg a második reaktorba a másik komponensből adagolunk felesleget. A találmány szerinti eljárásnál kiindulási anyagként alkoholokat és izobutilént használunk. Bár az eljárás során az olefinből nagy felesleget alkalmazunk, mégis el tudjuk kerülni a reakciót kísérő izobutilén oligomerizációt, mégpedig azáltal, hogy 20-50 LHSV közötti térsebességet alkalmazunk. (LHSV = a térsebesség kifejezése: a betáplált folyadék per a katalizátor térfogat per óra.) Példaként a metil-terc-butil-éter előállítását ismertetjük. Kiindulási anyagként ekkor metanolt és izobutilént alkalmazunk — a reakció sémát az 1. ábrán mutatjuk be. A metanolt az 1 vezetéken tápláljuk be az R—1 reaktorba a C-2 oszlop tetejéről elvezetett 3 anyagárammal együtt, mely csökkentett izobutilén-tartalmú olefin elegy. A reaktorban lévő elegy metanol felesleget tartalmaz, így az izobutilénre számítva igen magas konverzió érhető el. Az R-l reaktorból kilépő 4 elegyet a C—1 desztilláló oszlopba vezetjük. Ennek tetejéről a 6 vezetéken olyan olefin-frakció távozik, melynek izobutiléntartalma 2%-nál alacsonyabb. Az oszlop aljáról távozó 5 elegy metanolt és MTBE-t tartalmaz. A C—1 oszlop aljáról az 5 fenékterméket a 2 olefines eleggyel együtt az R-2 reaktorba vezetjük. Az R-2 reaktorban lévő elegy ízobutilén-felesleget tartalmaz — így a metanolra számítva magas konverzió érhető el. Az R-2 reaktort elhagyó 7 termék a C—2 desztilláló oszlopba kerül. Ennek fenekéről igen nagy tisztaságú MTBE vezethető el a 8 vezetéken, míg az oszlop tetejéről a 3 olefin áram vezethető el, mely csökkentett izobutilén tartalmú. Ez utóbbit vezetjük viszsza az R-l reaktorba. Az R—2 reaktorban, ahol nagy izobutilén felesleggel dolgozunk, felléphet egy másodlagos izobutilén oligomerizációs reakció. Ez azonban akkor fordul elő, ha 60-70 °C-on, 5-10 LHSV térsebesség mellett dolgozunk. Ezt a jelenséget a minimálisra lehet csökkenteni, ha az olefin áramot az R-l és R-2 reaktor között megosztjuk (lásd a 2. példát). Azt találtuk, hogy magas izobutilén felesleg alkalmazása mellett is nagy szelektivitás érhető el, ha 60 °C-on és 40 LHSV térsebességgel dolgozunk - az MTBE-re számított konverzió csökkenése nélkül. A 2. ábrán az 1. ábrán bemutatott reakció-séma egy másik változatát adjuk meg. A 2. ábrán olyan reakció-sémát tüntetünk fel, amelynél az olefin elegyet nem csupán az R -2 reaktorba tápláljuk be, hanem megosztjuk az R-2 és R-l reaktor között. 1. példa Az 1. ábrán feltüntetett reakció-sémának megfelelően járunk el. A 21,11 súlyrész 1 metanolt és a C-2 oszlop tetejéről elvezetett 3 anyagáramot — mely 23,38 rész izobutilénből, 43,43 rész lineáris olefinből és 0,35 rész metanolból áll — elegyítjük. Az elegyet, amelyben az izobutilén-metanol mólarány 0,62 az R-l reaktorba tápláljuk be. Itt a komponensek Amberlyst 15 jelenlétében 60 °C-on reagálnak egymással 5 térfogat per óra per katalizátor térfogat (LHSV) térsebesség mellett. Az R—1 reaktorból távozó 4 áram a következő összetevőkből áll: 8,46 rész metanol, 35,76 rész MTBE, 0,62 rész izobutilén és 43,43 rész lineáris butén. Ezt az elegyet a Ç-1 desztilláló oszlopba tápláljuk be. A C—1 oszlop tetejéről vezetjük el a 6 áramot, mely 44,95 rész alábbi összetételű frakciót tartalmaz: izobutilén (súly%): 1,4 - • metanol (súly%): 2,0 lineáris olefin (súly%): 96,6 A C—1 oszlop aljáról visszük el az 5 áramot, mely 35,76 rész MTBE-t és 7,56 rész metanolt tartalmaz. Az elegyet 37,00 rész izobutilént és 43,43 rész lineáris butént tartalmazó anyagárammal keverjük és betápláljuk az R—2 reaktorba. A reaktorban a komponensek Amberlyst 15 jelenlétében 60 °C hőmérsékleten reagálnak 40 LHSV térsebesség mellett. Az R—2 reaktorban az izobutilén-metanol mólarány 2,8. AzR—-2 reaktort elhagyó 7 áram 55,6 rész MTBE-t 0,35 rész metanolt és 23,38 rész izobutilént, 53,43 rész lineáris butént és 0,99 rész diizobutilént tartalmaz. A 7 jelű terméket a C—2 desztillációs oszlopba tápláljuk be. Ennek tetejéről a 3 vezetéken 23,38 rész izobutilént, 43,43 rész lineáris butént és 0,35 rész metanolt tartalmazó elegyet vezetünk el és ezt az R- 1 reaktorba cirkuláltatjuk vissza. A desztillációs torony aljáról a 8 vezetéken 56,59 rész 98,25%-os tisztaságú MTBE-t veszünk el. A teljes metanol konverzió 96% 100%-os szelektivitás mellett, míg az izobutilén konverzió 98%- 97%-os szelektivitás mellett. 2. példa A példában leírtak az előzőtől abban különböznek, hogy a 2. ábrán feltüntetett reakció-séma szerint járunk el. A 32,12 súlyrész 2 metanolt a C—2 oszlop tetejéről elvezetett 3 anyagárammal egyesítjük. Ez utóbbi 0,98 rész metanolt, 40,73 rész lineáris butént és 23,94 rész izobutilént tartalmaz. Ehhez hozzávezetjük még a 4 vezetéken a betáplált 2 olefin elegy egy részét. Ez az anyaghányad 16,44 rész izobutilént és 16,77 rész lineáris butént tartalmaz. A reakcióelegyet — melyben az izobutilén-metanol arány 0,72 — az R-l reaktorba tápláljuk be 5 LHSV térsebesség mellett. A reaktorban az egyes reaktánsok 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
