DK171639B1 - Fremgangsmåde til alkylering af alifatiske carbonhydrider - Google Patents

Description

DK 171639 B1 - 1 -

Den foreliggende opfindelse angår alkylering af alifatiske carbonhydrider med et olefin-alkyleringsmiddel ved katalyse af hydrogenfluorid i en alkyleringsreaktor med et fast leje af et partikulært katalysatorbæremateriale.

5 Syrekatalyseret alkylering af carbonhydrider med olefiner er en velkendt proces ved fremstilling af benzinprodukter med højt oktanantal. Industrielt gennemføres alkyleringen i væskefase ved at blande carbonhydrider og olefiner med en stærk sur katalysator og ved at omrøre 10 blandingen indtil alkyleringsreaktionen er afsluttet.

Sådanne chargevis gennemførte processer kræver et stort reaktionsvolumen og en grundig blanding af reaktanterne for at tilvejebringe intim kontakt mellem syrekatalysatoren, de reagerende carbonhydrider og olefin-alkyleringsmidlet.

15 Til dato er de mest anvendte syrekatalysatorer koncentreret svovlsyre eller vandfrit hydrogenfluorid, hvis syrestyrke ofte forøges ved tilsætning af en Lewissyre, såsom BF3 eller SbF5.

Selvom disse syrer er særdeles effektive katalysa-20 torer indebærer deres anvendelse miljø- og helbredsmæssige risici, når de anvendes i store mængder som kræves ved de kendte processer der gennemføres chargevis, som beskrevet ovenfor.

Voksende kritik af sikkerheden under HF-alkylerin-25 gen har ført til en del forbedringer i alkyleringsproces-sen, omfattende tilsætning af visse additiver og ændringer i reaktordesign (se WO 93/00315, WO 93/00316, US 5.196.627, US 5.196.628, US 5.196.629, US 5.114.675, US 4.938.935). Selvom nogle af disse forbedringer medfører lavere damptryk 30 under alkyleringen og dermed mindsker risikoen, løser disse ikke problemerne ved håndtering af store mængder flydende og flygtig syre, som i tilfælde af ledningsbrud i reaktionssystemet alvorligt kan forurene omgivelserne.

- 2 - DK 171639 B1

En større sikkerhed ved alkyleringsprocesser opnås ved en fastlejealkyleringsprocess, der beskrives i US 5.220.095. Ved denne proces anvendes ufarlige fluorinerede sulfonsyrer som alkyleringskatalysatorer adsorberet på et 5 ikke-basisk keramisk materiale.

Det har overraskende vist sig, at et fast bæremateriale bestående af polyvinylpyridin tværbundet med dive-nylbenzen, er egnet bæremateriale til anvendelse ved fremgangsmåden .

10 Opfindelsen angår således en fremgangsmåde til alkylering af et alifatisk carbonhydridfødemateriale med et olefinisk alkyleringsmiddel i nærvær af en hydrogenfluorid-katalysator, hvilken fremgangsmåde er ejendommelig ved, at hydrogenfluoridkatalysatoren er afsat på et bæremateriale 15 bestående af polyvinylpyridin, der er tværbundet med divi-nylbenzen.

Det ovenfor anførte katalysatorsystem er velegnet for de fleste reaktortyper til alkylering af paraffiner med en olefin. Sådanne reaktorer indbefatter et fast leje med 20 et vandrende katalysatorbånd, som beskrevet i US 5.220.095, der ved henvisning dertil inkorporeres heri. Endvidere kan katalysatoren anvendes i et fast leje af bærematerialet med syrecirkulering, i forskellig fluid-bed konfigurationer, og i omrørte eller på anden måde agiterede reaktorer.

25

Eksemple 1

Poly-4-vinylpyridin tværbundet med divinylbenzen, der forhandles under handelsnavnet Reillex™ 425 polymer med en partikkelstørrelse på 0,3-0,7 mm, blev mættet med vand-30 frit HF ved at sende en strøm af nitrogen gennem flydende HF og herefter gennem et leje med ovenævnte polymer indtil polyvinylpyridin var mættet med HF. Overskyende HF fjernes herefter ved at sende nitrogen ved en temperatur på 50°C gennem lejet.

35 HF-indholdet i den mættede polymer blev herefter bestemt ved titrering til 52,6 vægt%.

- 3 - DK 171639 B1

En reaktor med et reaktionsvolumen på 100 ml blev pakket med 81,26 g af den HF-mættede polymer (svarende til 38,5 g Reillex 425 polymer og 42,7 g HF). 9,55 g HF blev indført i reaktoren og en fødestrøm indeholdende 2-buten i 5 isobutan sendt gennem reaktoren. Reaktoren holdtes under hele processen ved en badtemperatur på 15-40°C.

Resultaterne fra dette Eksempel er opsummeret i Tabel 1 forneden, hvor alkyleringseffektiviteten er udtrykt som RON (Research Octane Number) og MON (Motor Octane 10 Number) ved forskellige reaktortemperaturer.

Fødemateriale: 5% 2-buten i isobutene.

15 Tabel 1

Temperatur RON MON

____ _40__94__92_ _30__94__92_ _25__95__93_ _20__96__94_ _15 96 94 RON: Research Octane Number MON: Motor Octane Number

Eksempel 2

Alkyleringen i dette Eksempel udførtes på lignende måde som i Eksempel 1 med den undtagelse, at der anvendtes fødematerialer med et indhold af forskellige definer i isobutan. Resultaterne fremgår af Tabel 2 som følger.

- 4 - DK 171639 B1

Temperatur: 20°C.

Fødemateriale__RON MON

5% 2-buten i isobutan__96__94 10% 2-buten i isobutan__94__93 3% isobuten + 7% 2-buten i isobutan__94__93 3% isobuten + 7% 2-buten i isobutan__94__93

Claims (2)

1. Fremgangsmåde til alkylering af et alifatisk car-bonhydridfødemateriale med et olefinisk alkyleringsmiddel i nærvær af en hydrogenfluoridkatalysator, kendetegnet ved at hydrogenfluoridkatalysatoren er afsat på et bæremateriale bestående af polyvinylpyridin, der er tværbundet med divi-nylbenzen.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at hydrogenfluoridkatalysatoren er anbragt som en vandrende reaktionszone indenfor et begrænset område af bærematerialet .