198164. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú izobutén előálítására
5 198 164 6 ban (1. ábra) a tiszta izobutén kinyerése céljából a reaktor 5 vezetékén távozó homogén és folyékony rcakcióelegyet egy nyomás alatt álló KI oszlopra vezetjük. A KI oszlop fejnyomása általában 3—10 bar, eló'nyösen 5—7 bar, mivel ebben a tartományban a desztillátum híítővizes kondenzációja esetén különösen gazdaságosan tudunk desztillálni. Az izobutént az izobutcn/víz-azeotropból származó víznyomokkal együtt, a fejen átdesztilláljuk 6 vezetéken keresztül. A víz a szedőedényben külön fázist képez és probléma nélkül elválasztható. A fenéktermékként képződő TBA/vízelegy általában 0,5 tömegszázaléknál kevesebb izobutént tartalmaz és fő tömegében visszavezetjük a reaktorba a 2 vezetéken át. A folyadékhőmérsékletet a reaktor bemeneti hőmérsékletétől függetlenül ügy választjuk meg, hogy egyrészt a desztillációt gazdaságos körülmények között végezhessük, másrészt a katalizátor stabilitása miatt betartandó hőmérséklethatárt ne lépjük át. Ebben a desztillációs szakaszban természetesen alacsonyabb és magasabb nyomásokaL is alkalmazhatunk, bár gazdaságossági okokból ez kevéssé célszerű. Az izobuténnel ekvivalens mennyiségben képződő víz és adott esetben a friss TBA-val bevezetett víz elválasztásához a fenéktermék részáramát a K2' oszlop 7 vezetékére vezetjük, mialatt a kiindulási elegyben levő vagy esetleg a reakcióban nyomokban képződő izobutén dimereket a fejen át 8 vezetéken keresztül vízzel és TBA-val együtt terner elegyként ledesztilláljuk. A fenékterméket a 9 vezetéken át a K2 oszlopra vezetjük, amelyről az oszlop tetején egy azeotrop összetételű TBA/víz elegyet veszünk le, majd a 3 vezetéken keresztül a reaktorba visszavezetjük. A K2 oszlop aljából a 10 vezetéken át kivezetjük a felesleges vizet. A K21 és K2 oszlopok légköri vagy nagyobb nyomáson üzemelnek. A K2' fejről szedett terner elegyet célszerűen vízzel megbontjuk és a TBA-tartalmú vizes fázist visszavezetjük a K21 oszlopra. Ha a reakcióclegy nem tartalmaz izobutén dimereket, akkor a K2( oszlop nélkülözhető. Ha friss kiindulási elegyként (1 vezetéken keresztül TBA/víz azeotropot (kb. 98 tömcgszázalék TBA légköri nyomáson) alkalmazunk, akkor a KI oszlop aljáról és a K2 oszlop fejéről származó folyadékáramok viszonya előnyösen 2—130:1, különösen 5-30:1. A TBA/víz-elegyet előnyösen felülről lefelé vezetjük át az R reaktor rögzített katalizátorágyán. A találmány szerinti eljárás egy másik, különösen gazdaságos megoldását a 2. ábra mutatja be. A homogén, folyékony reakcióelegyet a 3 vezetéken a nyomás alatt álló KI oszlopra vezetjük, amelyben a fejen keresztül vizes azeotrop formájában ledesztilláljuk a tiszta izobutént. A vele ledesztilláló víz a szedőedényben külön fázist képezve elválik. Az oszlop lehajtószakaszán a TBA-t azeotroposan ledesztilláljuk a lefolyó vízről úgy, hogy a KI oszlop alján az izobuténtől és TBA-tól mentes vizet az 5 vezetéken keresztül lcs/.ívatjuk. A lehajtó szakasz felett egy kcttó'sfcnékrői a 4 vezetéken keresztül oldaláramú leszívatás formájában TBA-ban dúsított TBA/víz-elegyet ágaztatunk el, köráram formájában a friss reakcióeicgyhcz 1 vezetéken keresztül keverjük és a 2 vezetéken át, előnyösen felülről lefelé juttatjuk a reaktorba. Ha a reakcióclegy izobutén oligomereket artalmaz, akkor ezeket a KI oszlop megerősített szakaszán levő oldalleszívó segítségével a 7 vezetéken át kivezethetjük. Az eljárásnak ez az igen előnyös kiviteli formája ízért gazdaságos, mert a víz: elválasztásakor elmarad a TBA/víz-azcotrop kondenzációja egy külön kondenzátorban, a K2 oszlop alkalmazásakor; ehelyett az elválasztás kondenzációs hője az energiaigényes reakció-körfolyamatban kend felhasználásra. A fenti eljárással TBA-’bó! egyszerű úton nagy tisztaságú izobutén nyerhető, az izobuténre nézve több, mint 99,9 mól%-os szelektivitással. A TBA átalakulási foka gyakorlatilag 100%. Minthogy a reakciót enyhe körülmények között, szilárd ágyas katalizátor segítségével hajtjuk végre, a kereskedelmi minőségű, szerves kationéserélőkkel is műszakilag kielégítő állási időket érhetünk el, A reakció folyamatos vagy szakaszos friss TBA-adaggal egy rcakciókörfolyamatbau megy végbe. A kapott izobutén tisztasága >99,9%. Rendszerint 99,99%-ig terjedő tisztaságértékek érhetők el. A maradék vízből áll. A találmány szerint kapott nagy tisztaságú izobutént előnyösen poliizobutén, butil-kaucsuk előállításához, valamint alkilezési reakciókhoz alkalmazzuk. A találmány szerinti eljárást az alábbi példák szemléltetik. 1. példa Katalizátorként kereskedelmi minőségű, erősen savas ioncserélő gyantát (makropórusos, szulfonált, divinii-bcnzolia! térhálósított polisztirolgyanlát) alkalmazunk. A gyanta további adatai. BET-felület kb. 40 m5/g száraz gyanta; divinil-benzol tartalom kb. 18%; szemcsenagyság-eloszlás 0,5-1,3 mm,hidrogénion-kapacitás kb. 3,8 mval H+/g száraz gyanta. 78 liter fenti kationcserélő gyantával töltött R reaktorba az 1. ábra szerint 1 vezetéken át 711 kg/h sebességgel friss rcakcióelegyet vezetünk, amely 623 kg/h TBA-t, 85 kg/h vizet és 2,85 kg/h CB-olefint tartalmaz, 2 vezetéken át a KI oszlopba visszavezetett keringetett elegyből 10 455 kg/h-t juttatunk, amely 6480 kg/h TBA-t, 3983 kg/h vizet és 36,9 kg/h C8-olefiní tartalmaz; 3 vezetéken át a K2 kolonna fejéről 565 kg/h keringetett elegyet vezetünk, amely 497 kg/h TBA-t és 68 kg/h vizet tartalmaz, tehát összesen 11 731 kg/h töltőelegyet vezetünk, a 4 vezetéken át, az elegy amely 64,7 tömegszázalék TBA-t tartalmaz. A hasítási reakciót 10 bar nyomáson és 120 °C közepes hőmérsékleten hajtjuk végre. A reakcióelegyet 5 vezetéken át a KI oszlopra vezetjük és belépés előtt nyomását az oszlop nyomására, 6 bar-ra csökkentjük:..(= fejnyomás). A KI oszlopról a fejen át 6 vezetéken keresztül 470 kg/h tiszta izobutént szedünk le. A desztillátum az azeotrop elegynek megfelelő vizet tartalmaz, ami n szedőedényben külön fázisként leülepedik és kivezethető. AKI oszlop fenéktermékének összetétele 6980 kg/h TBA, 4242 kg/h víz, és 39.75 kg/h Cg-olefin. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
