Способ выделения изобутилена

СООЗ СОВЕТСНИХшааОаепйикРЕСПУБЛИН 19) 01) А 1 07 С 11 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 5 ЬНИЯ." Уние ИЛЕНАенасьпце сти споиз фракцирименяют го каучусинтезе,водородами. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОБУТ(57) Изобретение касается нных углеводородов, в частнособа выделения изобутнленауглеводородов С 4, который пв производстве синтетическока, а также в органическом Повьппение степени извлечения изоб тилена (1) достигается использова м другого спирта . - моноэтилового эфира этиленгликоля, Выделение соединения 1 (1) ведут обработкой моноэтиловым эфиром этиленгликоля изобутиленсодержащих 04-Фракций в присутствии катализатора - сульфатионита в Н-Форме при 40-100 С с получением трет-бутилового эфира. Последний разлагают в присутст-, вии того же катализатора при 80-130 С.а Степень извлечения соединения 1 95 Х по сравнению с 38,77 в известном методе. Использование указанного спирта повьнпает эффективность способа за счет высокой скорости реакции без 9 образования азеотропных смесей с угИзобретение относится к способам выделения из Аракций:углеводородов С изобутилена, который находит примене; ние в качестве исходного мономера при производстве синтетического каучука, а также в органическом синтезе,Целью изобретения является повышение степени извлечения изобутилена за счет обработки изобутиленсодержащих Аракций С 4 моноэтиловым эАиром этиленгликоля (этилцеллозольвом).П р и м е р 1. Процесс извлечения изобутилена из С Аракций с помощью этилцеллозольва осуществляют в две стации. На первой стадии проводят жидкоАазный синтез трет-бутилового эАира этилцеллозольва в присутствии сульАокатионита как катализатора. После проведения синтеза отгоняют непрореагировавшие углеводороды и полученный трет-бутиловый эАир этилцеллозольва вместе с избыточным этилцеллозольвом направляют на стадию разложения, которое проводят в присутствии того же катализатора. При этом эфир разлагаетсяна исходные компоненты - изобутилен и этилцеллозольв, последний возвращают на первую стадиюВ металлический реактор объемом 0,5 л, имеющий термостатирующуй рубашку, загружают 4,0 г сульфокатионита в Н-Аорме 143,4 г этилцеллозольва и передавливают из баллона 100 г С -фракции, имеющей следующий состав,мас. .;углеводороды С-С 0,9Изобутан 3,2н-Бутан 12,5К-Бутилен 25,4Изобутилен 44,6-транс-БутиленР-цис-Бутилен 4,2 Див инил 0,3Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно 2,0. Синтез трет-бутилового эАира проводят в те-, чение 2 ч при постоянном перемешивании реакционной массы, температуреов реакторе 60 С и давлении 0,9 МПа. По окончании опыта определяют содержание изобутилена в углеводородной Фракции. Степень извлечения изобутилена 94,6%, производительность катализатора 5,27 г изобутилена/г катализатора в 1 ч. После отгонки углеводородов получают 185,6 г жидкой фазы, содержащей 59,3 мас.% трет-бутилового эАира этилцеллозольва и 40,7 мас.этилцеллозольва. Димерыи тримеры изобутилена отсутствуют,Разложение содержащегося в смеситрет-бутилового эАира проводят при 5 атмосАерном давлении в круглодоннойколбе, снабженной мешалкой и обратнымхолодильником, Количество взятого катализатора составляет 57 от массы исходной смеси. Температуру реакционной массы первые 30 мин поддерживают80 С, затем повьшают до 130 С и выдерживают при этой температуре еще30 мин. Степень разложения эфировсоставляет более 987,.15П р и м е р 2 (сравнительный),По приведенной в примере 1 методикепроводят синтез метил-.трет-бутилового эфира, В реактор загружают 4,0 гкатализатора, 51 г метанола и 100 г 20С 4-фракции, имеющей тот же состав,что и в примере 1. Малярное соотношение метанол:изобутилен равно 2,0,температура реакционной массы 60 С, 25 давление 0,9 МПа, Опыт проводят втечение 2 ч. Степень извлечения изобутилена 38,77., производительностькатализатора 2, 16 г изобутилена/гкатализатора в 1 ч.ЗО П р и м е р 3, Опыт проводят поприведенной в примере 1 методике, Вреактор загружают 4,0 г катализаторав Н-Форме 71,7 г этилцеллозольва и100 г С 4-фракции, имеющей тот же состав, что и в примере 1, Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутиленравно 1,0, температуру реакционноймассы первый час поддерживают 60 С,затем в течение 1,5 ч - 40 С. ДавлеА 0 ние в реакторе 0,9 МПа, Степень извлечения изобутилена 91,2 , производительность 4,07 г изобутилена/г катализатора в 1 ч, После отгонки непрореагировавших углеводородов выгру жают 1 12,4 г жидкой Фазы, содержащей94,4 мас,трет-бутилового эАираэтилцеллозольва и 5,6 мас,% этилцеллозольва. Разложение полученногоэАира проводят при атмосферном дав лении в присутствии катализатора,взятого в количестве 57 от массы исходной смеси. Температуру реакционноймассы поддерживают первые 30 мин80 С, затем повышают до 130 фС и вы держивают еще 30 мин. Степень разложения эАира составляет более 987.П р и м е р 4. Опыт проводят поприведенной в примере 1 методике, Вреактор загружают 2,0 г катализаторав Н-форме,215 г этилцеллозольва и50 г С -Аракции, имеющей тот же состав, что и в примере 1. Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутиленравно 6,0, температуру реакционноимассы первые 10 мин поддерживают100 С, затем в течение 1,5 ч - 60 С.Давление в реакторе 2,0 МПа. Степеньизвлечения изобутилена 98, 1 Е, производительность 6,5 г изобутилена/г 10катализатора в 1 ч, После отгонки непрореагировавших углеводородов выгружают 236,9 г жидкой Аазы, содержащей24,1 мас.Е трет-бутилового эфираэтилцеллозольва и 75,9 мас,Е этилцеллозольва. Разложение полученного эАира проводят при атмосферном давлении в присутствии катализатора, взятого в количестве 5 Еот массы исходной смеси. Температуру реакционной массы поддерживают130 С. Разложение проводят в течение20 мин, Степень разложения эфира составляет более 96 Е,П р и м е р 5, Опыт проводят по 25приведенной в примере 1 методике,В реактор загружают 4,0 г катализатора, 107,5 г этилцеллозольва и 100 гС 1-фракции, имеющей тот же состав,что и в примере 1. Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно1,5, температуру реакционной массыпервые 30 мин поддерживают 80 С, затем в течение 1 ч - 60 С и в течение,.еще 1 ч - 40 С, Давление в реакторе1,4 МПа . Степень извлечения изобутилена 95, 1 Е, производительность 4,24 гизобутилена/г катализатора в 1/ч,После отгонки непрореагировавших уг 1леводородов выгружают 149,9 г жидкой 40Фазы, содержащей 73,7 .мас;Е трет-бутилового эфира этилцеллозольва и26,3 мас.Е этилцеллозольва. Разложение полученного эАира проводят в металлическом реакторе при давлении 450,5 МПа в присутствии катализатора,взятого в количестве 5 Е от массы исходной смеси, Температуру реакционноймассы первые 30 мин поддерживают90 С, затем повышают до 130 С и выдерживают еще 30 мин, Степень разложения эАира составляет более 98 Е. П р и м е р 6. Опыт проводят поприведенной в примере 1 методике. Вреактор загружают 4,0 г катализатора56,3 г этилцеллозольва и 100 г С, -фракции, имеющей следующий состав,мас.Е: Углеводороды Гд-С 0,9 Изобутан 5,9 н-Бутан 20,1 А-Бутилен 36,9 Изобутилен 17,5 ,Р-транс-Бутилен 12,8 ф-цис-Бутилен 5,7 Див инил 0,2 Молярное соотношение этилцеллозольв:изобутилен равно 2,0. Температуру реакционной массы первые 30 миноподдерживают 60 С, затем в течение еще 1 ч - 50 С. Давление в реак-.торе 0,9 МПа. Степень извлечения изо" бутилена 91,4 Е, производительность 2,67 г изобутилена/г катализатора в 1 ц, После отгонки непрореагироваших углеводородов выгружают 72,3 г жидкой Аазы, содержащей 57,7 мас,% третбутилового эАира этилцеллозольва и 42,3 мас.Е этилцеллозольва. Разложение полученного эАира проводят при атмосферном давлении в присутствии катализатора, взятого в количестве 5 Е от массы исходной смеси. Температуру реакционной массы первые .30 миноподдерживают 90 С, затем повышают до 130 С и выдерживают еще 30 мин. Степень разложения эфира составляет более 98 Е. П р и м е р 7. Опыт проводят по приведенной в примере 1 методике. В реактор загружают 2,5 г сульАокатионита, 113,8 г этилцеллозольва и 50 г бутилен-изобутиленовой Аракции, содержащей 47,2 мас.Е изобутилена. Молярное соотношение этилцеллозольв: ;изобутилен равно 3. Опыт проводят в течение 1 ч при постоянном перемешивании реакционной массы, температуре 70 С и давлении 1,2 МПа, По окончании опыта определяют содержание изобутилена в отработанных углеводородах. Степень извлечения иэобутилена 91,4 Е. После отгонки углеводородов получают 135,4 г жидкой Аазы, содержащей 41,6 мас.% трет-бутилового эфира этилцеллозольва и 58,4 мас.Е этилцеллозольва.П р и м е р 8.(сравнительный). Синтез трет-бутиловых эфиров этиленгликоля проводят по приведенной в примере 7 методике. В реактор загружают 2,5 г сульфокатионита 78,4 г этиленгликоля и 50 г бутилен-изобутиленовой Аракции, содержащей 47,2 мас.Е изобутилена. Малярное соотношение этиленгликоль;изобутилен60 Формула изобретения Техред Л.Олейник Корректор А.Обручар Редактор Н.Гунько Заказ 7204/19 Тираж 37 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 12815 равно 3. Опыт проводят в течение 1 ч, при постоянном перемешивании реакцио онной массы, температуре 70 С и давлении 1,2 МПа. По окончании опыта степень извлечения изобутилена 4,3 . После отгонки углеводородов получают 79,4 г жидкой фазы, содержащей 2,7 мас.моно-трет-бутилового эфира этиленгликоля и 97,3 мас.этиленгликоля. 10П р и м е р 9. Синтез трет-бутилового эфира этилцеллозольва проводят на установке непрерывного действия в металлическом реакторе внутреннимдиаметром 25 мм и высотой 900 м, 15 снабженном термостатирующей рубашкой. В нижнюю часть реактора загружают слой инертной насадки высотой 400 мм, ,а затем 100 см набухшего в этилцеллозольве сульфокатионита, Производи тельность по этилцеллозольву 196 см/ /ч, а по бутилен-изобутиленовой фракции, содержащей 47,2 мас.% изобутилена, - 200 см /ч. Молярное соотношение этилцеллоэольв:изобутилен25 равно 2. Температуру в реакторе поддерживают 40 С, давление 0,6 МПа. Степень извлечения изобутилена 96,8 ., Выходящая из реактора жидкая фаза, содержит после отгонки отработанных углеводородов 60,3 мас.% трет-бутилового эфира этилцеллозольва и 39,7 мас.% этилцеллозольва.П р и м е р 10 (сравнительный), Синтез трет-бутиловых эфиров этилен гликоля проводят по приведенной в примере 9 методике. В реактор подают 113 см /ч этиленгликоля и 200 см /ч бутилен-изобутиленовой фракции, содержащей 47,2 мас.изобутилена, Мо 40 лярное соотношение этиленгликоль;изобутилен равно 2. Температуру реакцио онной массы поддерживают 40 С, давление 0,6 МПа. При данных условиях проведения опыта концентрация изобутилена в выходящих из реактора углеводородах остается практически напрежнем уровне, в жидкой фазе послеотгонки углеводородов обнаружены следы моно-трет-бутилового эфира этиленгликоля,Таким образом, использование в качестве первичного спирта этилцеллозольва существенно повышает эффективность процесса выделения иэобутиленаиз С 4-фракций, поскольку этилцеллозольв, обладая высокой скоростью,взаимодействия с изобутиленом, не образует азеотропные смеси с углеводо-,родами, Такая совокупность присущихэтилцеллозольву свойств полностьюисключает стадию очистки отработаннойС 4-фракции и изобутилена от первичного спирта, а также позволяет увеличить степень извлечения изобутиленаи обеспечить необходимую производительность процесса с использованиемнебольшого количества катализатора иоборудования малого единичного объема. Способ выделения изобутилена из фракции углеводородов С 4 путем контактиро.ания в жидкой фазе с первичным алифатическим спиртом в присутствии сульфатионита в Н-форме в качестве катализатора при 40-100 С, с последующим разложением полученного при этом трет-бутилового эфира в присутствии того же катализатора при 80-130 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения изобутилена, в качестве первичного алифатического спирта ис" пользуют моноэтиловый эфир этиленгликоля.