NL8201474A - Werkwijze voor de bereiding van tertiaire alkylethers. - Google Patents

Description

fc- * 823074/vdv/cd 1

Korte aanduiding j Werkwijze voor de bereiding van tertiaire alkyl- ethers·

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van tertiaire alkylethers uit iao-alkenen en alifatische alcoholen·

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op de be-5 raiding van methyl tert.butylether of methyl tert«amylether uit iso-buteen en methanol, of isoamyleen en methanol respektievelijk.

In de hierna volgende beschrijving zal eenvoudigheidshalve gesproken worden over de bereiding van methyl tert.butylether, doch deze werkwijze kan ook toegepast worden voor de bereiding van alle 10 andere tert «alkylethers, daar de verschillen tussen de kookpunten van de bestanddelen en produkten van dezelfde orde van grootte zijn.

Volgens de bekende stand der techniek wordt methyl tert.butylether (MSSB) bereid door isobuteen, dat in het algemeen aanwezig is in wisselende percentages in een koolwaterstoffraktie, te 13 laten reageren met methaan in tegenwoordigheid van een geschikte katalysator die in het algemeen bestaat uit gesulfoneerde styreen**' divinylbenzeenharsen bij een temperatuur welke kan variëren van hamer temperatuur tot ongeveer 100°C·

In de praktijk is isobuteen niet op fabriekschaal verkrijgbaar, 20 zodat men gebruik moet maken van een isobuteen-bevattende koolwater stof frak tie«

De reaktie is een evenwichtsreaktie en als de gebruikte hoeveelheid methanol dichtbij de stoechiometrische hoeveelheid ligt, bedraagt de isobuteenomzetting 90$ of zelfs iets meer bij temperaturen 23 welke een redelijke reaktiesnelheid geven· lis hogere omzettingen vereist zijn, moet een overmaat methanol gebruikt worden en dit moet vervolgens gescheiden worden van het re-aktieprodukt en teruggevoerd, waarbij omzettingen van iets meer dan 95$ bereikt worden onder redelijke omstandigheden, of men moet het 50 reaktieprodukt afscheiden en het resterende mengsel naar een tweede reaktietrap leiden, waarin opnieuw onder vrijwel stoechiometrische omstandigheden omzettingen van ongeveer 99$ verkregen kunnen worden.

Deze werkwijze heeft echter het bezwaar dat men voor de uitvoering de bestanddelen tweemaal moet verdampen en twee reaktoren en twee 35 destillatiekolommen moet gebruiken waardoor men de investeringskosten 8201474 -2- en lopende kosten vergroot· De meest recente stand der techniek (Europese octrooiaanvrage gepubliceerd op 19 maart 1$80 onder no. 8860) stelt een werkwijze voor voor bet ondervangen van deze problemen, door een isobuteen bevattend mengsel en methanol toe te voeren 5 aan een destillatiekolom gevuld met een voor de bereiding van methyl tert. butylether geschikte katalysator, waarbij de katalysator ook werkzaam is als destillatiepakking, waardoor men tegelijkertijd methyl tert o butyle ther vormt en het methyl tert.butylether van de C, bestanddelen scheidt.

4 10 Be werkwijze beschreven in de bovengenoemde aanvrage heeft echter ernstige nadelen die samenhangen met het feit dat de katalysator werkt als een destillatiekolompakking en dientengevolge aan speciale eisen moet voldoen, in het bijzonder de eis van een laag drokverval. Om deze reden wordt de katalysator gebruikt in zakken die een band 15 vormen waardoor voldoende ruimte overblijft voor het laten passeren van de damp en de vloeistof, maar welke band moeilijk te vervaardigen en in de kolom aan te brengen is·

Be werkwijze als beschreven in de bovengenoemde Europese octrooiaanvrage heeft ook het nadeel dat de continue fase in de kolom be-20 staat uit een dampfase, terwijl de gedispergeerde fase de vloeibare fase is, dat leidt tot lage methyl tert.butyletheropbrengaten, daar de reaktie in de praktijk uitsluitend in de dampfase plaatsvindt.

Bit leidt ook tot de mogelijkheid van vorming van aanzienlijke hoeveelheden dimeren aangezien in de dampfase een tekort aan alcohol 25 bestaat.

Terrassenderwij ze is nu gevonden dat men de bovengenoemde nadelen kan ondervangen door zowel de reaktie die tot de vorming van de tert. alkylether leidt en zijn scheiding van de deze verbinding vergezellende koolwaterstoffen en verbindingen uit te voeren in één enkel 30 schotelfraktioneerinrichting waarbij bepaalde schotels voorzien zijn van bedden katalysator in de vorm van bolletjes op basis van gesul-foneerde styreen-divinylbenzeenharsen, welke geschikt zijn voor de bereiding van tert.alkylathers (methyl tert.butylether).

Be werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat derhalve: 35 toevoeren van de het iso-alkeen bevattende koolwaterstofvoeding aan een schotelfraktioneerkolom waarin bepaalde schotels voorzien zijn van bedden katalysator bestaande uit gesulfoneerde styreen-divinylbenzeenharsen en van elkaar gescheiden zijn door groepen fraktionerende platen of enkelvoudige fraktionerende platen; het 8201474 -3- toevoeren van de alcohol In de huurt van de top van de kolom, hij voorkeur hoven het laatste katalysatorbed en enkele schotels (tussen 4 en 8) beneden het punt waarin de terugvloeilng toegevoerd wordt; het laten reageren van het iso-alkeen met de alcohol op de van ka-3 talysatorbedden voorziene schotels, welke gedompeld zijn in de alcohol bevattende vloeistof en waardoor de damp heen borrelt; en afscheiden van de gevormde ether van de andere bestanddelen op de fraktionerende schotels en op de van katalysatorbedden voorziene schotels ter verkrijging van een bodemprodukt bestaande uit vrijwel 10 zuivere ether en als topprodukt de koolwaterstoffen uit de voeding en eventueel de alcohol in de vorm van een azeotroop met de toegevoerde koolwaterstoffen van de voeding·

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding omvat bij de bereiding van methyl tert.butylether: toevoeren van isobuteen be-15 vattende koolwaterstofvoeding aan een schotel fraktioneerkolom waarin bepaalde schotels voorzien zijn van bedden katalysator bestaande uit gesulfoneerde styreen-divinylbenzeenharsen geschikt voor het vormen van methyl tert.butylether en van elkaar gescheiden zijn door groepen fraktioneringsschotels of enkelvoudige fraktioneerschotels; 20 toevoeren van methanol ia de buurt van de top van de kolom en bij voorkeur boven het laatste katalysatorbed en tussen 4 en 8 schotels beneden het punt waar de terugvloeilng teruggevoerd wordt; het laten reageren van het isobuteen met de methanol op schotels voorzien van katalysatorbedden welke gedompeld zijn in de methanol bevattende 25 vloeistof en waardoor de dam^een borrelt; en afscheiden van de gevormde methyl tert.butylether van de andere bestanddelen zowel op de fraktionerende schotels als op de schotels voorzien van katalysatorbedden ter verkrijging van een vrijwel zuiver methyl tert. butyl-ether als bodemprodukt en als topprodukt de koolwaterstoffen ver-JOschillend van isobuteen, plus methanol in een hoeveelheid overeenkomende met de hoeveelheid in de azeotroop*

De wërkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt uitgevoerd bij een druk tussen 500 en 1000 KFa.

Het iso-alkeen bevattende koolwaterstofvoeding wordt toegevoerd 35aan de schotelkolom volgens de uitvinding op een plaats zodanig dat tenminste twee katalysatorbedden bevattende schotels aanwezig zijn boven deze voeding en tenminste één katalysatorbed bevattende schotel beneden deze voeding. De dampen gevormd door de herverdamper van de fraktioneerkolom borrelen door de katalysatorbedden, die bij 8201474 -4- voorkeur niet minder dan drie in aantal zijn, en de methanol en isobuteen reageren op deze schotels in de vloeibare fase die elk kata-lysatorbed bedekt.

De katalysator bestaat uit -bolletjes met een diameter tussen 5 0,5 en 1 mm terwijl de dikte van elk katalysatorbed ongeveer 1 m bedraagt.

De vloeistof die aanwezig is op elke plaat welke katalysator bevat stroomt naar de lagere destillatieschotel door middel van één of meer bekende overlopen terwijl de katalysator altijd ondergedompeld 10 blijft in de vloeistof.

De katalysator wordt op elke schotel vastgehouden door het feit dat tenminste zeven aanwezig zijn aan de onderzijde en bovenzijde van het katalysatorbed waardoor de katalysator niet kan ontsnappen.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een uit? 15 voeringsvoorbeeld met behulp van de figuur die een niet beperkend uitvoeringsvoorbeeld toont*

In de figuur zijn fraktioneerschotels 1 weergegeven en een frak-tioneerschotel 2 waarop zich een katalysatorbed 3 bevindt, dat vastgehouden wordt door de zeven 4 en 5· Se vloeistof volgt de baan aan-20 gegeven door pijlen 6 en stroomt door het katalysatorbed. De damp volgt de naar boven gerichte baan aangegeven door pijl 7.

Sen niet beperkende uitvoeringsvorm van. de werkwijze volgens de uitvinding zal hierna beschreven worden.

Voorbeeld.

25 Men vormt een destillatiekolom uit buisdelen van 10 cm diameter en 100 cm lengte voorzien van flenzen, met zes borrelklokdestillatie-schotels. (twee borrelklokker^schotel ) .De kolom werd opgebouwd door buisdelen van 1 m met katalysator af te wisselen met delen met zes schotels zodat men in totaal zes secties boven de voeding en twee 30 secties onder de voeding verkrijgt. De kolom werd gevoed met 2 kg/u van een fraktie met 50$ isobuteen.

Men handhaaft een terugvloeiverhouding van 1s1 en voegt 575 8 methanol toe tezamen met de terugvbeiing. De werkdruk was 800 KPa en de werktemperatuur 60-1500G. Het topprodukt bestond uit 1035 8 van 35 ©en fraktie die 30 g methanol en 5 g isobuteen bevat. Men verkreeg 1500 g vrijwel zuiver methyl tert.butylether als bodemprodukt.

-Conclusies- 8201474

Claims (7)

1. Werkwijze voor het bereiden van tertiaire alkylethers uit iso-alkenen en alifatische alcoholen in tegenwoordigheid van een katalysator in de vorm van gesulfoneerde styreen-di vinyl benzeenharsen, met het kenmerk, dat zowel de reaktie die leidt 5 tot de vorming van de tert«alkylether en de scheiding van de tent· alkylether van de deze verbinding vergezellende koolwaterstoffen en verbindingen plaats vindt in één enkele schotelfraktioneerinrieh-ting, waarbij bepaalde schotels voorzien zijn van bedden katalysator in de vorm van korreltjes geschikt voor de bereiding van de genoemde 10 tert.alkylether, waarbij de verkregen ether onttrokken wordt als een vrijwel zuiver bodemprodukt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1,meirhetkenmerk, dat de schotels voorzien van katalysatorbedden van elkaar gescheiden zijn door groepen fraktioneersohotels of enkelvoudige fraktioneer- 15 schotels.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de katalysatorbedden gedompeld zijn in de alcohol-bevattende vloeistof, waar de dampen doorheen stromen·

4. Werkwijze volgens conclusie 1-3» met het kenmerk, dat de alcohol toegevoerd wordt in de buurt van de top van de schotel— 20 fraktioneerinrichting·

5· Werkwijze volgens conclusies 1-4» met het kenmerk, dat de alcohol toegevoerd wordt boven het laatste katalysatorbed en tussen 4 on 8 schotels beneden het punt waar de terugvloeilng toegevoerd wordt» 25. o Werkwijze volgens conclusies 1-5» met het kenmerk, dat de druk ligt tussen 500 en 1Q00 KPa. 7* Werkwijze volgens conclusies 1-6, m e t het kenmerk, dat de het iso-alkeen bevattende koolwaterstofvoeding toegevoerd wordt op een plaats zodanig dat tenminste twee schotels met katalysa- 30 torbedden zich boven deze plaats bevinden en tenminste één katalysatorbed bevattende plaat beneden deze toevoer·

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de katalysatorbedden bevattende schotels tenminste drie in aan-tal zijn· 8201474 * ' “ -6-

9. Werkwijze volgens conclusies 1-8,met het kenmerk, dat de katalysatorbolletjes een diameter bezitten tussen 0,5 en 1'mm. 8201474