FR2527202A1 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF TERT.BUTYL-ALKYL ETHERS - Google Patents
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Abstract
LE PROCEDE DE SYNTHESE EST COMBINE AVEC UN PROCEDE D'ISOMERISATION DU BUTENE-1 ETOU DU BUTENE-2 AFIN D'AUGMENTER LE RENDEMENT EN ETHERS, LE BUTENE-1 ETOU LE BUTENE-2 ETANT SEPARES DES HYDROCARBURES SATURES EN C APRES FORMATION DE L'ETHER TERT.BUTYL-ALKYLIQUE ET SA SEPARATION DU FLUX RESIDUEL D'HYDROCARBURES EN C. UTILISATION DE CE PROCEDE EN PARTICULIER POUR LA PREPARATION DE L'ETHER TERT.BUTYL-METHYLIQUE.THE SYNTHESIS PROCESS IS COMBINED WITH A PROCESS FOR ISOMERIZING BUTENE-1 AND OR BUTENE-2 IN ORDER TO INCREASE THE YIELD IN ETHERS, BUTENE-1 AND OR BUTENE-2 BEING SEPARATED FROM SATURATED HYDROCARBONS IN C AFTER FORMATION OF L 'TERT.BUTYL-ALKYL ETHER AND ITS SEPARATION OF THE RESIDUAL OIL FLOW IN C. USE OF THIS PROCESS IN PARTICULAR FOR THE PREPARATION OF TERT.BUTYL-METHYL ETHER.
Description
Procédé de préparationd'étherstert butyl-alkyliques.Process for the preparation of butyl-alkyl etherstert
La présente invention concerne un procédé de pré- The present invention relates to a method of
paration d'étherstert butyl-alkyliques. partion of butyl-alkyl etherstert.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé pour la préparation d'éthers tert butyl méthyliques. Dans la technique,on connaît un grand nombre de More particularly, the present invention relates to a process for the preparation of tert-butyl methyl ethers. In the art, a large number of
procédés de préparation d'étherstert butyl-alkyliques, consis- processes for the preparation of butyl-alkyl ethersterts,
tant à faire réagir l'isobutène contenu dans les flux d'hydro- to react the isobutene contained in the hydro-
carbures de différentes origines et en particulier dans les flux provenant du craquage à la vapeur, du craquage catalytique ou de la déshydrogénation de l'isobutane, avec un alcool, de préférence du méthanol ou de l'éthanol,en présence d'une résine carbides of different origins and in particular in streams from steam cracking, catalytic cracking or dehydrogenation of isobutane, with an alcohol, preferably methanol or ethanol, in the presence of a resin
échangeuse d'ions,du type acide.ion exchange, of the acid type.
Sous ce rapport, on peut faire référence auxbrevets In this respect, reference can be made to
italiensn 1 012 686, 1 012 687 et 1 012 690. Italian 1 012 686, 1 012 687 and 1 012 690.
Les procédés connus permettent une conversion presque totale Known methods allow almost total conversion
de l'isobutène, mais les autres constituants restent pratique- isobutene, but the other constituents remain practically
ment inchangés, et par conséquent ne peuvent pas être utilisés unchanged, and therefore can not be used
comme tels directement comme les constituants du pétrole. as such directly as the constituents of oil.
Le procédé selon la présente invention permet la conversion d'une partie des constituants de la charge d'alimentation en hydrocarbure avec 4 atomes de carbonejautres que l'isobutène, en éthem tert butyl- alkyliqueben même temps que l'isobutène The process according to the present invention allows the conversion of a portion of the hydrocarbon feedstock components with 4 carbon atoms, other than isobutene, to tert-butylalkyl ethers, at the same time as isobutene.
contenu au départ dans ladite charge d'alimentation. initially contained in said feedstock.
Le procédé selon la présente invention, comprend les stades suivants: The method according to the present invention comprises the following stages:
1) alimentation de la charge d'hydrocarburesen C 4 soitsansbuta- 1) supply of the hydrocarbon feedstock in C 4 soansansbuta
diène soit presque sans butadiène vers une section de syn- diene is almost without butadiene to a section of syn-
thèse d'éther tert butyl-alkylique, cette section contenant un catalyseur constitué par une résine échangeuse d'ionsdu type acide,de préférence du type divinylbenzène styrène sulfoné. 2) Réaction de l'isobutène contenu dans la charge d'alimentation d'hydrocarburemen C 4 du point 1) avec un alcool aliphatique alimenté vers ladite section de synthèse, le rapport molaire de l'alcool à l'isobutène étant compris entre 0,9 et 1,3, tert-butyl-alkyl ether thesis, this section containing a catalyst consisting of an acid-type ion exchange resin, preferably of the divinylbenzene styrene sulfonated type. 2) reaction of the isobutene contained in the hydrocarbon feedstock C 4 of point 1) with an aliphatic alcohol fed to said synthesis section, the molar ratio of alcohol to isobutene being between 0, 9 and 1.3,
le produit de réaction étant un éther tert butyl-alkylique. the reaction product being a tert-butyl-alkyl ether.
3) séparation de l'éther tert butyl-alkylique des hydrocar- 3) separation of the tert-butyl-alkyl ether from the hydrocarbons
bures en C 4 par distillation soit dans la même zone réac- in C 4 by distillation either in the same reaction zone
tionnelle, soit dans une zone séparée. in a separate area.
4) Fractionnement de la charge hydrocarbues en C 4 résiduelle S en deux ou trois stades à une température comprise entre C et 130 C et sous une pression absolue comprise entre 4) Fractionation of the residual C 4 hydrocarbon feedstock in two or three stages at a temperature between C and 130 C and under an absolute pressure of between
4 bars et 26 bars, en utilisant 100 à 220 plateaux pour sé- 4 bars and 26 bars, using 100 to 220 trays to
parer les hydrocarbures saturés (butane et isobutane) du butène-1 et du butène-2 5) Alimentation du butène-1 et/ou du butène-2 et constituants satures non séparé du stade 4 vers un stade d'isomérisation dans lequel le butène-1 et/ou le butène-2 sont convertis partiellement en isobutène pour obtenir, quel que soit l'oléfine de départ ou le mélange de départ, une fraction hydrocarbures contenant essentiellement du butène-1, du butène-2 et de tl'isobutène,dans laquelle le rapport molaire butène- 1/butène-2 correspond pratiquement à l'équilibre thermodynamique tandis que le rapport molaire isobutène/ avoid saturated hydrocarbons (butane and isobutane) butene-1 and butene-2 5) Supply of butene-1 and / or butene-2 and saturated components not separated from stage 4 to an isomerization stage in which butene -1 and / or butene-2 are partially converted to isobutene to obtain, regardless of the starting olefin or the starting mixture, a hydrocarbon fraction essentially containing butene-1, butene-2 and isobutene wherein the butene-1 / butene-2 molar ratio substantially corresponds to thermodynamic equilibrium while the molar ratio of isobutene /
butène linéaire est compris entre 0,6 et 0,3. linear butene is between 0.6 and 0.3.
6) Séparation de la fraction hydrocarburescontenant le butène- 6) Separation of the hydrocarbon fraction containing the butene
1, le butène-2 et l'isobutène d'avec les produits lourds. 1, butene-2 and isobutene with heavy products.
7) Alimentation delafraction hydrocarbures contenant le butène-1 le butène-2 et l'isobutène et, éventuellement,également de la partie de constituants lourds et saturés, vers la section de synthèse d'éther tert butyl-alkylique, soit directement soit après mélangeage avec le flux hydrocarbures en C 4 exempt 7) Feeding of the hydrocarbon fraction containing butene-1, butene-2 and isobutene and, optionally, also the part of heavy and saturated constituents, to the tert-butyl-alkyl ether synthesis section, either directly or after mixing with the free C 4 hydrocarbon stream
ou presque exempt de butadiène La charge d'alimenta- or almost free of butadiene The feed
tion d'hydrocarbure en C 4 contenant éventuellement, également possible C 4 hydrocarbon content, also
des constituants en C 3 et C 5.C 3 and C 5 components.
La charge d'alimentation en C 4 comprend normalement des hydrocarbures en C 3, de l'isobutane, de l'isobutène, du butène-1, du n-butane, du transbutène-2, du cis-butène-2 et des hydrocarbures en C 5 Les hydrocarbures en C 3 et C 5 sont en faiblesquantités,et les autres peuvertêtre dans des quantités The C 4 feedstock normally comprises C 3 hydrocarbons, isobutane, isobutene, butene-1, n-butane, transbutene-2, cis-butene-2 and hydrocarbons. in C 5 C 3 and C 5 hydrocarbons are in small quantities, and the others can be in quantities
relatives qui varient fortement selon leurs origines. which vary greatly according to their origins.
Afin d'obtenir un rapport molaire constant entre le In order to obtain a constant molar ratio between
butène-1, le butène-2 et l'isobutène, l'isomérisation du butène- butene-1, butene-2 and isobutene, the isomerization of butene-
1 et/ou du butène-2 est effectuée en utilisant un procédé tel que celui décrit dans le brevet italien n 1 017 878, avec un catalyseur à base d'alumine avec silice,tel que celui décrit 1 and / or butene-2 is carried out using a process such as that described in Italian Patent No. 1,017,878, with a catalyst based on alumina with silica, such as that described above.
dans lesbrevet U S n 4 013 589 et 4 013 590. in the U.S. Patent Nos. 4,013,589 and 4,013,590.
Il est intéressant de noter que le procédé selon la It is interesting to note that the process according to
présente invention permet non seulement d'obtenir l'éther tert. The present invention makes it possible not only to obtain the ether tert.
butyl-alkyliquenmiséventuellement,également du butène-1 pur ou autrement du butène-2,qui peuvent être utilisés pour des applications autres que celles mentionnées dans la présente butylalkyleneacted, also pure butene-1 or otherwise butene-2, which may be used for applications other than those mentioned herein.
description.description.
Le procédé selon la présente invention, est par con- The process according to the present invention is
séquent très universel, et il a été découvert que même des are very universal, and it has been discovered that even
variations importantes de la teneur en isobutène du flux ali- significant variations in the isobutene content of the food flow.
menté vers la section de synthèse ne changent pas les condi- to the synthesis section do not change the conditions
tions de fonctionnement de cette synthèse. operating procedures of this synthesis.
Le procédé selon la présente invention est illustré The method according to the present invention is illustrated
par le schéma descriptif et non limitatif indiqué sur la fi- by the descriptive and non-exhaustive scheme indicated on the
gure unique ci-jointe.single gure attached.
Sur ce schéma, ( 1) indique la charge d'alimentation In this diagram, (1) indicates the feedstock
d'hydrocarbureen C 4 exempte ou pratiquement exempte de butadiè- of C 4 hydrocarbon free or substantially free of butadiene
ne, ( 2) le flux provenant du réacteur ( 16) d'isomérisation et qui comprend du butène-1, du butène-2 et de l'isobutène et une certairiequantité d'hydrocarbure saturée, ( 3) est le flux total and (2) the stream from the isomerization reactor (16), which comprises butene-1, butene-2 and isobutene and a certain quantity of saturated hydrocarbon, (3) is the total stream
de ( 1) et ( 2), ( 4) est l'unité de synthèse pour l'éther tert. of (1) and (2), (4) is the synthesis unit for tert ether.
butyl-méthylique (ETBM), ( 5) est le flux ETBM, ( 6) est le flux de méthanol alimenté vers la section de synthèse, ( 7) est la fraction d'hydrocarbure 5 en C 4 presque exempte d'isobutène, ( 19) est un stade d'hydrogénation sélective éventuel pour le butadiène résiduel et tout composé acétylenique, ( 8) est le butyl-methyl (ETBM), (5) is the ETBM stream, (6) is the flow of methanol fed to the synthesis section, (7) is the C 4 hydrocarbon fraction almost free of isobutene, ( 19) is a selective selective hydrogenation stage for residual butadiene and any acetylenic compound, (8) is the
flux alimenté vers la section de fractionnement pour les hydro- flow fed to the fractionation section for hydro-
carbures saturés et les oléfines, ( 9) est la colonne pour la séparation de l'isobutane ( 10), ( 11) est la colonne pour la séparation du butène-1 ( 12), et ( 13) est la colonne pour la saturated carbides and olefins, (9) is the column for the separation of isobutane (10), (11) is the column for the separation of butene-1 (12), and (13) is the column for the
séparation du n-butane ( 14) d'avec des cis-et trans-butène- separation of n-butane (14) from cis- and trans-butene-
2 ( 15).2 (15).
Le flux ( 12) de butène-1 peut être alimenté vers le réacteur ( 16) d'isomérisation par la ligne ( 17),ou bien il peut The flux (12) of butene-1 can be supplied to the isomerization reactor (16) via line (17), or it can
être évacué la pureté nécessaire par la ligne ( 18) ( 20) re- the purity required by the line (18) (20)
pr 6 sente le flux d'hydrogène.pr 6 is the flow of hydrogen.
Le tableau 1 illustre à titre d'exemple non limita- Table 1 illustrates as a non-limitative example
tif des conditions expérimentales de fonctionnement ainsi que experimental operating conditions as well as
les résultats relatifs obtenus par le procédé selon la pré- the relative results obtained by the method according to
sente invention, en se référant à la figure unique, en utilisant l'unité d'hydrogénation sélective ( 19) et le flux d'hydrogène ( 20) sans recycler le butène ( 1) vers la zone d'isomériation. N C> t%# é 14 N t A ew et r az 10100 'l ZGZ 6 04001 gova O jool, ZSOCTI 010011 eig c'col 86 M c'col C 80110 c'col In this invention, with reference to the single figure, using the selective hydrogenation unit (19) and the hydrogen stream (20) without recycling the butene (1) to the isomerization zone. N C> t% # é 14 N t A ew and r az 10100 'l ZGZ 6 04001 gova O jool, ZSOCTI 010011 eig c'col 86 M c'col C 80110 c'col
1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1
isoe Pl001zoomeisoe Pl001zoome
1 1 11 1 1
lvmil sj ue se.xnq x-e-ao tp XH z-au:jnq-si:3 z-oual nq-sule ij, eue:lnq-u au Q Tpie 4 nq-ú Il t t-ouiznq ou Q,4 nqos T oue,4 nqos T úD ua sa.inq ie Dcap XH Z H lvmil sj ue se.xnq xe-ao tp XH z-au: jnq-si: 3 z-oual nq-sule ij, had: lnq-u in Q Tpie 4 nq-ú It is t-ouiznq or Q, 4 nqos T oe, 4 nqos T úD ua sa.inq ie Dcap XH ZH
14 114 1
VII 19 O i Vtllbl Itsez'IVII 19 O i Vllllll Itez'I
1 11 1
mg 1343 1mg 1343 1
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11 111 1
Pli 1 1Fold 1 1
1 11 1
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1 11 1
M 411053 1M 411053 1
1 1 -1 1 -
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1 11 1
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1 11 1
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64 29 416 X VUS O 1164 29 416 X SUV O 11
etc et o,,; 09 v T 1113 1 ú 4931 T'94 OO S 19 Zl 1 M 9 T 1 PI'" 1 etc and o ,,; 09 v T 1113 1 to 4931 T'94 OO S 19 Z1 1 M 9 T 1 P 1
9111 1 4 LO OS Y 9 19111 1614 ú 19111 1 4 LO OS Y 9 19111 1614 ú 1
oz Zt IT sis IT l"s l ZIT o, f m jet loge 1810 1 ci% et IT O illi 1 1 16 Wlrm d Xl 1 1 4 m "'d %l gitalgis 1 9-M 1 oz Zt IT sis IT ls s l ZIT o f f e l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l 1
1 1 11 1 1
go? 11 4 z sool vit Poule 1 op, cesse, go? 11 4 z sool lives Chicken 1 op, stops,
1 1 11 1 1
ci? Yl vos 1 94 X jgt O 1 Z 6 T % 4 % 9 4 lz ettp 1 - 0 1 aln 1 Ibo 1 1 1 - 1 - 1 1 4/vài 1 -d % uo T 4 T Sod si Pt et t j nlolïî- t Le tableau 2 illustre à titre d'exemple non limitatif, this? Yl your 1 94 X jgt O 1 Z 6 T% 4% 9 4 lz ettp 1 - 0 1 aln 1 Ibo 1 1 1 - 1 - 1 1 4 / vài 1 -d% uo T 4 T Sod if Pt and tj nlolïî Table 2 illustrates by way of non-limiting example,
des conditions expérimentales de fonctionnement et les résul- experimental operating conditions and the results of
tats obtenus par le procédé selon la présente invention, en obtained by the process according to the present invention,
se référant à la figure unique sans utiliser la zone d'hydro- referring to the single figure without using the hydro-
génation sélective 19 mais en recyclant le butène-1 vers la selective genesis 19 but by recycling butene-1 to the
zone d'isomérisation.isomerization zone.
1 1 k î 1 1601711 100,0 1 3675 10 O f O 1 20210 LOOIPO 1 1 k i 1 1601711 100.0 1 3675 10 O f O 1 20210 LOOIPO
Tableau 2Table 2
1, - O' P. 1 '. 0 15 1 13 Il 2 17 8 16 Y kg/h kg/h % p. 1, - 0 'P. 1'. 0 15 1 13 It 2 17 8 16 Y kg / h kg / h% p.
850 1 9850 1 9
701 1 6701 1 6
227 O 15227 O 15
19671 43 719671 43 7
1627 3 161627 3 16
11894 26 1411894 26 14
10023 221310023 2213
- Position Hydrocarbure en C 3 Isobutane Isobutène Butène-1 n-butane Trans-butène-2 Cis-butène-2 Hydrocarbure en C 5 TOTAL - Hydrocarbon position in C 3 Isobutane Isobutene Butene-1 n-butane Trans-butene-2 Cis-butene-2 Hydrocarbon in C 5 TOTAL
1 % P.1% P.
15 19.8 i19.8 i
23 % 623% 6
1 k&/ % p. 850 lb 31 k & /% p. 850 lbs 3
701 1 111701 1,111
22021 32 822021 32 8
19870 29 1619870 29 16
1627 2 A1627 2 A
11695 171411695 1714
10023 15 O10023 15 O
290 014290,014
1 % P.1% P.
iil 6 0 17 64 11 1 i 2 2 12 ,0 12 1 % P; i 1 - O f 7 iil 6 0 17 64 11 1 i 2 2 12, 0 12 1% P; i 1 - O f 7
1 1121,112
i 97 1 1 Il 1 1 013 Il is 1 % l % P. 1 - 0 3 i 97 1 1 Il 1 1 013 It is 1% l% P. 1 - 0 3
1 1 O '51 1 O '5
j 43 i 3 1.3 27 10 kg/h, :.689 kg/h 38 kg/h i i 18 E kg/b. 43 i 3 1.3 27 10 kg / h,: 689 kg / h 38 kg / h i i 18 E kg / b.
p kg/h-p kg / h-
i G 8 l 0.1 1 $ 46 7 3)1 0 1 1, 2 % O i G 8 l 0.1 1 $ 46 7 3) 1 0 1 1, 2% O
49 1549 15
48)4 148) 4 1
1 -1 -
10000 '10000 '
-11-11
31731 ( 100,0135346 1100,031731 (100.0135346 1100.0
144993 J 1 Q Qj Q 15091 i 362271100 ro clôt) ut r%) I-J ru 4 > N) %p i kg/)i 144993 J 1 Q Q Q Q 15091 i 362271100 ro closed) ut r%) I-J ru 4> N)% p i kg /) i
1 -1 -1 -1 -
i j 1 8.i j 1 8.
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