DD207194A5 - METHOD FOR PRODUCING TERT-BUTYL ALKYL ETHERS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING TERT-BUTYL ALKYL ETHERS Download PDF

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DD207194A5
DD207194A5 DD83248748A DD24874883A DD207194A5 DD 207194 A5 DD207194 A5 DD 207194A5 DD 83248748 A DD83248748 A DD 83248748A DD 24874883 A DD24874883 A DD 24874883A DD 207194 A5 DD207194 A5 DD 207194A5
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Francesco Ancillotti
Ermanno Pescarollo
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von tert-Butylalkyulaethern in Gegenwart von Butadien. Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens. Erfindungsgemaess werden tert-Butylalkylaether hergestellt durch Reaktion von Isobutylen von einem Kohlenwasserstoffausgangspunkt, das auch Butadien in einer Konzentration zwischen 10 und 70 GEW.-% enthaelt, mit einem oder mehreren aliphatischen Alkoholen, vorzugsweise Methanol oder Aethanol, in einem, zwei oder mehr Reaktoren, vorzugsweise in Serie, in der Weise, dass die Reatanten und die Reaktionsprodukte veranlasst werden, vom Boden aufwaerts durch den Reaktor oder die Reaktoren zu stroemen. Die Reaktanten besitzen eine lineare Geschwindigkeit zwischen 0,5 und 2 cm/sek, und die Temperatur in dem Reaktor oder den Reaktoren liegt vorzugsweise zwischen 50 und 55 grad.The invention relates to a process for the preparation of tert-butylalkyula ethers in the presence of butadiene. The aim of the invention is to provide an improved method. According to the invention, tert-butyl alkyl ethers are prepared by reacting isobutylene from a hydrocarbon starting point which also contains butadiene in a concentration between 10 and 70% by weight, with one or more aliphatic alcohols, preferably methanol or ethanol, in one, two or more reactors, preferably in series, such that the reactants and reaction products are caused to flow from the bottom to the reactor or reactors. The reactants have a linear velocity between 0.5 and 2 cm / sec, and the temperature in the reactor or reactors is preferably between 50 and 55 degrees.

Description

4 8 O Berlin, den 22.7.19834 8 O Berlin, 22.7.1983

AP C 07 C/248 748/0 62 108/18AP C 07 C / 248 748/0 62 108/18

Verfahren zur Herstellung von tert-ButylalkyläthernProcess for the preparation of tert-butyl alkyl ethers

4er. Erfindung4 he . invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her~ stellung von tert-Butylalkyläthern in Gegenwart von Butadien*The present invention relates to a process for the preparation of tert-butyl alkyl ethers in the presence of butadiene *

Charakteristik der bekannten technischen, Lösungen Char a k teristik of the known technical , solutions

Die Additionsreaktion von Alkoholen an tertiäre Olefine, wie Isobuten» zur Herstellung von tert-Butylalkyläthem ist eine exotherme Reaktion« welche durch Säure bzw* saure Verbindungen katalysiert wird. In Anwesenheit von geeigneten Katalysatoren, wie makroporösen Ionenaustauschharzen, verläuft die Reaktion zu einem Gleichgewicht in Zeiten, die von industriellen) Interesse sind, selbst bei relativ nie*· drigen Temperaturen (40 bis 50 0C)*The addition reaction of alcohols to tertiary olefins, such as isobutene "for the production of tert-butylalkyläthem is an exothermic reaction" which is catalyzed by acid or acidic compounds. In the presence of suitable catalysts, such as macroporous ion exchange resins, the reaction never runs to equilibrium in times which are of industrial interest), even at relatively * · drigen temperatures (40 to 50 0 C) *

Es ist bekannt, daß es nicht notwendig ist, mit einem Isobuten hoher Reinheit zu arbeiten, und statt dessen ist irgendeine Fraktion, welche es enthält, geeignet, da die Alkoholaddition selektiv an den Doppelbindungen, welche ein tertiäres Kohlenstoffatom binden, stattfindet* Solche Fraktionen, welche vom katalytischen Cracken stammen, und solche, welche vom Dampferacken stammen, wobei letztere vor oder nach der Extraktion des Butadiens stammen können, sind besonders geeignet*It is known that it is not necessary to work with an isobutene of high purity, and instead any fraction which contains it is suitable because the alcohol addition takes place selectively at the double bonds which bind a tertiary carbon atom * Such fractions, which originate from the catalytic cracking and those which originate from the steam crack, the latter being able to originate before or after the extraction of the butadiene, are particularly suitable *

Wenn als Olefin-Einsatzprodukt die (!.«Fraktion vom kataly-When the olefin feedstock is the (!.) Fraction of the catalytic

4848

U 22,7,1983U 22,7,1983

AP C 07 C/248 748/0 ·-. 2 - 62 108/18AP C 07 C / 248 748/0 · -. 2 - 62 108/18

tischen Cracken oder diejenige vom Dampferacken nach. Ex·* traktion des Butadiens verwendet wird und Methanol oder Äthanol als Alkohol und ein sulfonsaures makroporöses Harz vom Typ Amberlit 16 oder Lewatit SPC 108 als Katalysator verwendet wird, so kann die Reaktion industriell in einem weiten Bereich von Reaktortypen und Arbeitsbedingungen angewandt werden, welche darauf gerichtet sind, die Umwandlung von einem oder dem anderen der Reaktanten zu optimieren» In diesen Fällen wird immer eine hohe Selektivität erreicht zusammen mit einer guten Leistung des Katalysators sowohl hinsichtlich der katalytischen Wirksamkeit als auch der Lebensdauer»cracking or the one from the steamers. When butadiene extraction is used and methanol or ethanol is used as the alcohol and an amberlite 16 or Lewatit SPC 108 sulfonic acid macroporous resin is used as the catalyst, the reaction can be industrially applied to a wide range of reactor types and operating conditions are directed to optimize the conversion of one or the other of the reactants. "In these cases, high selectivity is always achieved along with good catalyst performance in terms of both catalytic efficiency and lifetime."

Wenn mit einer Olefinfraktion mit einem hohen Butadien— gehalt gearbeitet wird, wie der C.-Fraktion vom Dampferacken vor der Extraktion des Butadiens, so sind die Arbeitsbedingungen genau zu definieren,'damit eine ButadienvViedergewinnung über 98 bis 99 % ermöglicht wird. Insbesondere ist es notwendig, ein striktes Verhältnis zwischen der Temperatur und der Raumgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten, wie es in der US-PS 4 039 590 beschrieben ist.When working with an olefin fraction with a high butadiene content, such as the C. fraction from the steam flue prior to the extraction of the butadiene, the working conditions should be precisely defined to allow butadiene recovery above 98 to 99 % . In particular, it is necessary to maintain a strict relationship between the temperature and the space velocity, as described in US Pat. No. 4,039,590.

Es wurde jedoch festgestellt, daß bei Durchführung der Isobuten-Verätherungsreaktion in Gegenwart von Butadien in einem Röhrenreaktor, der makroporöses Harz enthält und beim Einführen der Reaktanten von oben hinunter in der üblichen Weise eine Steigerung des Druckabfalls mit der Zeit eintritt, selbst wenn unter Bedingungen gearbeitet wird, welche eine hohe Butadien-Wiedergewinnung von > 99 ermöglichen und zusätzlich ein leichter Abfall in der Umwandlung,However, it was found that when carrying out the isobutene etherification reaction in the presence of butadiene in a tubular reactor, the macroporous resin and during introduction of the reactants down from above in the usual way, entering an increase in pressure drop with time, even when operating under conditions which allow a high butadiene recovery of> 99 and in addition a slight decrease in conversion,

874 8 O 22·7·1983 874 8 O 22 · 7 · 1983

AP C 07 C/248 748/0 - 3 - 62 108/18AP C 07 C / 248 748/0 - 3 - 62 108/18

Dedoch zeigt ein identischer Test, der mit einer butadien« frden Fraktion durchgeführt wurde, weder einen Anstieg des Druckabfalls noch eine Verminderung in der Umwandlung«However, an identical test conducted with a butadiene fraction shows neither an increase in pressure drop nor a reduction in conversion.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Herstellung Von tert-Butylalkyläthern in Gegenwart von Butadien, bei dem kein Druckabfall statt·· findet und eine gute Umwandlung erzielt wird,The object of the invention is to provide an improved process for the preparation of tert-butyl alkyl ethers in the presence of butadiene, in which no pressure drop takes place and a good conversion is achieved,

Darlegung des Wesens der Erfindung.Explanation of the essence of the invention.

Der Erfindung ließt die Aufgabe zugrunde, die Druckabfälle im Hinblick auf die Zeit dadurch konstant zu halten, daß das butadienhaltige Ausgangsprodukt derart eingeführt wird, daß es von unten aufwärts fließt unter leichten Bettausdehnung sbedingungen«The object of the invention is to keep the pressure drops constant with respect to time by introducing the butadiene-containing starting product in such a way that it flows upwards from below under slight bed expansion conditions.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, tert-Butylalkyläther herzustellen, indem das Isobutylen eines Kohlenvvasserstoffausgangsprodukts» das auch Butadien in Konzentrationen zwischen 10 und 70 G&n,-% enthält, mit einem oder mehreren aliphatischen Alkoholen, vorzugsweise Methanol oder Äthanol, in einem, zwei oder mehr Reaktoren» vorzugsweise in Serie, umgesetzt wird und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktanten (Kohlenwasserstoff ausgangsprodukt, enthaltend Butadien und Alkohol oder Alkohole) und die Reaktionsprodukte durch den Reaktor oder die Reaktoren, welche mit einem makroporösen sauren Ionenaustausch-The process of the present invention is to produce tert-butyl alkyl ethers by reacting the isobutylene of a starting hydrocarbon product which also contains butadiene at concentrations between 10 and 70 % by weight with one or more aliphatic alcohols, preferably methanol or ethanol, in one, two or more Reactors ", preferably in series, and is characterized in that the reactants (starting hydrocarbon product containing butadiene and alcohol or alcohols) and the reaction products are passed through the reactor or reactors which react with a macroporous acidic ion exchanger.

24 87 4 8 O24 87 4 8 O

22.7.1983 AP C 07 C/248 748/0 - 4 ·. 62 108/1822.7.1983 AP C 07 C / 248 748/0 - 4 ·. 62 108/18

harz als Katalysator gefüllt sind, von dem unteren Teil nach oben flie&en.Resin are filled as a catalyst, from the lower part upwards flow.

Zusätzlich zu der Festeteilung bezüglich der aufsteigenden Richtung des Flusses der Reaktanten und Reaktionsprodukte ist es wichtig festzustellen^ daß die lineare Geschwindigkeit der Reaktanten durch den Reaktor oder die Reaktoren von 0,5 bis 2 cm/sek» variiert und die Temperatur in den Reaktoren zwischen 50 und 60 0C1 vorzugsweise zwischen und 55 0C, liegt.In addition to the segregation in the ascending direction of the flow of reactants and reaction products, it is important to note that the linear velocity of the reactants through the reactor or reactors varies from 0.5 to 2 cm / sec and the temperature in the reactors varies from 50 to 50 cm and 60 0 C 1 is preferably between and 55 0 C.

AunSf ,uhrunc^sbeispielAu n Sf, uhrunc ^ SExample

Einige Beispiele sind im folgenden zum Zwecke der besseren Erläuterung der Erfindung beschrieben, jedoch sollen diese in keiner Weise beschränkend sein»Some examples are described below for the purpose of better explaining the invention, but these are not intended to be limiting in any way.

Eine C.-Fraktion mit der folgenden Zusammensetzung:A C. fraction having the following composition:

Propylen 0,46 Gew,~%Propylene 0.46% by weight, ~%

Isobutan 6,87 "Isobutane 6.87 "

n~ßutan 11,80 "nsutan 11.80 "

Buten-1 11,39 "Buten-1 11.39 "

Isobuten 30,19 M Isobutene 30.19 M

8uten-2+ 3,25 "8uten-2 + 3,25 "

cis-Buten-2 1,55 "cis-butene-2 1.55 "

Butadien 34,43 "Butadiene 34.43 "

wird mit Methanol derart vermischt, daß das molare Verhältnis Isobuten/Methanol gleich 0,85 ist, und die Mischung wird mit einem Durchsatz von 14 Liter/Std, und bei eineris mixed with methanol such that the isobutene / methanol molar ratio is equal to 0.85, and the mixture is at a throughput of 14 liters / hr, and at a

248748 O248748 O

- 5 - 62 108/18- 5 - 62 108/18

22.7*198322.7 * 1983

AP C 07 C/248 748/0AP C 07 C / 248 748/0

Temperatur von 50 0C in Serie verbundene Reaktoren geleitet, die eine Gesamtkapazität von 4,5 1 haben und mit 4 Katalysator gefüllt sind. Oer Katalysator ist ein makroporöses sulfonsaures Harz mit einer Austauschkapazität von 4,8 mftqu H /g trocken. Die Reaktanten fließen bzw, strömen vom Boden aufwärts. Die lineare Geschwindigkeit beträgt 1 crn/sek.Temperature of 50 0 C passed in series connected reactors, which have a total capacity of 4.5 1 and are filled with 4 catalyst. The catalyst is a macroporous sulfonic acid resin having an exchange capacity of 4.8 mftqu H / g dry. The reactants flow or flow up from the bottom. The linear velocity is 1 crn / sec.

Die Umwandlung und Druckabfälle in bezug auf die Zeit sind folgendermaßen:The conversion and pressure drops over time are as follows:

Zeit Stunden 24Time hours 24

2 dP erster Reaktor kg/cm 0,22 d P first reactor kg / cm 0.2

Ap zweiter Reaktor kg/cm 0,2 Ap second reactor kg / cm 0.2

% {'iethyl-tert-butylatheribez.a.d.Gew.SS,! % Dimere und Codimere,bez,a,d.Gew. 0,05 Jj Butenyläther, bezogen auf d,Gewicht 0,2 Isobutenumwandlung 96,6 % {'iethyl-tert-butyl-ether-benz-ad. % Dimers and codimers, bez, a, d.Gew. 0.05 Jj butenyl ether, based on d, weight 0.2 isobutene conversion 96.6

Butadienwiedergewinnung >99 >99 >99Butadiene recovery> 99> 99> 99

4P bedeutet den Druckabfall. 4P means the pressure drop.

Beispiel 2 (Vergleich) Example 2 (comparison)

Das Ausgangsprodukt, das in dem vorhergehenden Beispiel beschrieben ist, wird unter den gleichen Bedingungen der Temperatur und Raumgeschwindigkeit zu den zwei in Serie verbundenen Reaktoren geführt, jedoch derart, daß die Strömungsrichtung der Reaktanten von oben nach unten geht.The starting product described in the previous example is fed under the same conditions of temperature and space velocity to the two series-connected reactors, but such that the flow direction of the reactants goes from top to bottom.

Beim Beginn des Tests sind die Ergebnisse analog denjenigen desvorhergehenden Beispiels, jedoch im Verlauf der ZeitAt the beginning of the test, the results are analogous to those of the previous example, but over time

500500 20002000 0,20.2 0,20.2 0,20.2 0,20.2 3838 3838 0,050.05 0,050.05 0,150.15 0,20.2 96,496.4 95,495.4

22.7.198307/22/1983

AP.C 07 C/248 748/0AP.C 07 C / 248 748/0

62 108/1862 108/18

werden eine fortschreitende Druckabfallsteigerung und ein leichter Umwandlungsabfall beobachtet.a progressive pressure drop increase and a slight conversion decay are observed.

Zeit StundenTime hours ,a.d.Gew., A.d.Gew. >> 2424 500500 20002000 2 fP erster Reaktor kg/cm2 fP first reactor kg / cm ,d.Gew,, D.Gew, 0,30.3 0,40.4 1,51.5 j) Ip zweiter Reaktor kg/cm j) Ip second reactor kg / cm Gewichtmass 0,30.3 0,50.5 1,81.8 % Hethyl-tert-butyläther,bez % Ethyl tert-butyl ether, ref 3636 37,937.9 3636 .rj D im ere und Codimere, bez.a, r j D in ere and codimere, bez.a 0,10.1 °*1° * 1 0,050.05 Z- Butenyläther, bezogen a#d# Z- butenyl ether, related a # d # 0,20.2 0,20.2 0,20.2 Isobutenumwandlungisobutene 96,496.4 96,196.1 91,391.3 ButadienvviedergewinnungButadienvviedergewinnung 99 >9999> 99 >S9> S9

(Vergleich)(Comparison)

Methanol wird zu einer Olefinfraktion, enthaltend 35 % Isobuten und 0,2 Gevv,~% Butadien derart gegeben, daß das molare Verhältnis Isobuten/Methanol 0,85 beträgt. .Methanol is added to an olefin fraction containing 35 % isobutene and 0.2 gevv, ~% butadiene such that the isobutene / methanol molar ratio is 0.85. ,

Die Mischung wird mit einem Durchsatz von 14 Liter/Std» und bei einer Temperatur von 50 0C zu den zwei in Serie verbundenen Reaktoren eingeführt, und die Strömungsrichtung ist von oben nach unten. In Abwesenheit von Butadien wird keine Druckabfallsteigerung oder Abfall in der Umwandlung im Verlauf der Zeit festgestellt.The mixture is introduced at a rate of 14 liters / hour and at a temperature of 50 ° C. to the two series-connected reactors, and the flow direction is from top to bottom. In the absence of butadiene no pressure drop increase or decrease in the conversion over time is detected.

Zeit Stunden 24 500 2000Time hours 24 500 2000

4P erster Reaktor kg/cm 0,3 0,3 0,34P first reactor kg / cm 0.3 0.3 0.3

UP zweiter Reaktor kg/cm 0,3 0,3 0,3 UP second reactor kg / cm 0.3 0.3 0.3

% i-5ethyl~tert-butyläther,bez,a»d.Gew. 43,1 42,9 43 % i-5-ethyl-tert-butyl ether, bez, a "d.Gew. 43.1 42.9 43

% Dimere und Codimere, bez.a„d,Gew. 0,3 0,3 0,2 % Dimers and codimers, relative to "d, wt. 0.3 0.3 0.2

Isobutenumwandlung 96,8 95,5 96,6Isobutene conversion 96.8 95.5 96.6

Claims (3)

87 48 O 22.7.198387 48 O 22.7.1983 w ^ ΛΡ C 07 C/248 748/0 w ^ ΛΡ C 07 C / 248 748/0 7 -, ; 62 108/187 -,; 62 108/18 Erfi η dungsaηspruchErfi η dungsaηspruch Verfahren zur Herstellung von tort~3utylalkyläthern durch Reaktion von Isobutylen von einem Kohlenwasserstoffausgangsprodukt, das auch Butadien in einer Konzentration zwischen 10 und 70 Gew,~% enthält, mit einem oder mehreren aliphatischen Alkoholen, vorzugsweise Methanol oder /ithanol, in einem, zwei oder mehr Reaktoren, vorzugsweise in Serie, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktanten und die Reaktionsprodukte veranlaßt werden, vom Boden aufwärts durch den Reaktor oder die Reaktoren zu strömen,A process for preparing tertiary butyl alkyl ethers by reacting isobutylene from a starting hydrocarbon product also containing butadiene at a concentration between 10 and 70 % by weight with one or more aliphatic alcohols, preferably methanol or ethanol, in one, two or more Reactors, preferably in series, characterized in that the reactants and the reaction products are caused to flow from the bottom upwards through the reactor or reactors, 2. Verfahren gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Reaktanten eine lineare Geschwindigkeit zwischen 0,5 und 2 cm/sek. haben,2. The method according to item 1, characterized in that the reactants have a linear velocity between 0.5 and 2 cm / sec. to have, 3, Verfahren gemeio Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daE die Temperatur in dem Reaktor oder den Reaktoren zwischen 50 und 60 C, vorzugsweise zwischen 50 und 55 0C, liegt.3, Method gemeio item 1, characterized in that the temperature in the reactor or reactors between 50 and 60 C, preferably between 50 and 55 0 C, is.
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