200977. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy tisztaságú butén-1 vagy butén-1-izobutén elegy kinyerésére c4-szénhidrogén-farkciókból
HU 200977 B 1 2 A találmány tárgya eljárás nagy tisztaságú butén- 1 vagy butén-l-izobutén elegy kinyerésére C4-szénhidrogén-frakciókból. A 154 568 számú magyar szabadalmi leírásban eljárást ismertetnek butadién elválasztására C4- szénhidrogén-frakdókból, poláros oldószerrel végzett extraktiv desztillálással. Az első desztillálókolonnából elvezetett fejpárlat fő komponensként butánokat, butén-l-et, izobutént és butén-2-t tartalmaz. Nem ismertetik azonban a fejpárlat további szétválasztását. A találmány szerinti eljárás előnye, hogy C4- szénhidrogén-frakciókból - például a könnyűbenzin gőzfázisú krakkolásánál és/vagy a könnyűbenzin és más ásványolaj-frakciók katalitikus krakkolásánál melléktermékként keletkező C4-szénhidrogénfrakcióból - nagy mennyiségben, olcsón, nemkívánatos szennyeződésektől mentesen állíthatunk elő 1,3-butadién mellett izobutént vagy butén-l-et is, amelyeket azután nagy tisztaságuk miatt kiindulási anyagként használhatunk polimerek előállítására. Azt tapasztaltuk, hogy ha egy, az 1. táblázatban közölt összetételhez hasonló összetételű Gt-szénhidrogén-frakciót poláros oldószerként dimetilformamid alkalmazása mellett extraktiv desztillálásnak vetünk alá, majd ezt követően a szokásos módon desztilláljuk, a fenti műveletek eredményeként olyan butén-l-et és izobutént kapunk, amelyek nem tartalmaznak diolefin- és acetilén-szénhidrogéneket és vizet, ezáltal az etilén polimerizálásánál komonomerként vagy butén-1 polimerizálásánál monomerként alkalmazhatók, ugyanakkor kis mennyiségű acetilént tartalmazó 1,3-butadiént is kapunk. A találmány szerinti eljárás értelmében a C4- szénhidrogén-frakciót - amelynek összetétele az 1. táblázatban közök összetételhez hasonló - extraktiv desztillálásnak vetjük alá, poláros oldószert alkalmazva, azáltal az elegyet bután-butén (^-szénhidrogén-frakcióra - amely izobutént, n-butánt, butén-l-et, izobutént, transz-butén-2-t és cisz-butén-2-t tartalmaz, 1. táblázat: C4-szénhidrogén-frakció összetétele Vegyület Forráspont Mennyiség CQ (t%) Propán-42,1 0,08 Propilén-47,7 0,07 Izobután-11,7-0,5 2,05 n-Bután 9,19 Izobutén-6,0 25,43 Butén-1-63 12,44 transz-Butén-2 +0,9 5,28 cisz-Butén-2 +3,7 4,47 1,3-Butadién-4,4 38,84 Metil-acetilén-23,2 0,03 1,2-Butadién + 10,9 0,34 Vinil-acetilén +5,1 0,60 Etil-acetilén +8,1 0,18 100,00 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 és lényegében 1,3-butadiéntől és acetilénektől mentes, ezekből legfeljebb 0,1 tömeg% mennyiséget tartalmaz (a továbbiakban raffinátumnak vagy tiszta-butén-butén frakciónak nevezzük) -, valamint 1,3-butadiént és kis mennyiségben acetiléneket tartalmazó butadiénekre (a továbbiakban extraktumnak vagy nyers butadiénnek nevezzük) választjuk szét; ezután a raffinátumot vagy tiszta bután-butén frakciót desztilláljuk, amelynek eredményeként a desztillálókolonnal tetején izobután-izobutén-butén-1 elegyet, a kolonna alján n-butántransz-butén-2-dsz-butén-2 elegyet kapunk, majd a kolonna tetején kapott izobután-izobutén-butén-1 elegyet újra desztillálva a desztillálókolonna tetején izobutént, a kolonna alján izobutén-butén-1 elegyet kapunk. Mivel a butén-1 és izobutén forráspontja között igen kicsi a különbség, látszólag lehetetlen azokat elválasztani egymástól a fenti desztillálás során nyert elegyből. Az izobutént mégis elválaszthatjuk úgy, hogy terc-butanollá hidratáljuk, katalizátorként savas ioncserélő gyantát alkalmazva, vagy éterezéssel - alifás alkohollal reagáltatva - terc-butiléterré alakítjuk, ugyancsak a fenti savas katalizátor alkalmazása mellett, dementi A. (Hydrocarbon processing, 1970. dec., 109-113. old.), valamint Floris T és munkatársai (SNAMPROGETTI/ANIC MTBE PROCESS BENEFITS UNLEADED GASOLINE REFINERS, 1979 NPRA Annual Meeting) munkái szerint, ha Q-szénhidrogénfrakdót és metanolt savas katalizátorral - például szulfocsoportot tartalmazó ioncserélő gyantával - hozunk érintkezésbe, az izobutén majdnem teljesen étereződik, és mennyisége a Q-szénhidrogén-frakdóban 0,11% alá csökken. A fenti hidratálás vagy éterezés lefolytatására alkalmas berendezést előnyösen az extaktív desztillálókolonna és a hagyományos desztillálókolonna közé iktatjuk be. Ezesetben a fenti reakdó folyamán keletkező víz, alkohol vagy egyéb kondenzádós termék a reakdót követő desztillálás során eltávolítható. Mivel a találmány szerinti eljárással kapott butén-1 igen nagy tisztaságú - mint az a 2. táblázat adataiból is látható -, etilén polimerizálásánál komonomerként, vagy poli(butén-l) előállításában monomerként használható. A kapott polimer kiváló tulajdonságokkal rendelkezik, így nagy ellenállóképessége van a magas hőmérséldeteken fellépő feszültség okozta repedezéssel, a magas hőmérsékleteken fellépő alakváltozással és a környezeti tényezők miatt kialakuló feszültség okozta repedéssel szemben, ezért fűtőrendszerekben forró vizes csövek szerkezeti anyagaként használható. 2. táblázat: Butén-1 összetétele Butén-1 Butén-2 Izobutén n-Bután 1,3-Butadién Acetilének Víz >99,0tömeg% >0,5 tömeg% >0,5 tömeg% > 0,5 tömeg% >150ppm >15ppm > 10 ppm 2
