825137

ОП ИСАНИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеслублии(51) М. Кл.В 01 1 27/12 В О 1 д 27/16 С 07 В 27/00 Гнсуднрственнмй кнмитет СССР нв динам изебретеиий и нткрмтий(54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ АЛКИЛИРОВАНИЯ ИЗОПАРАФИНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ Сд-Сн ЭТИЛЕНОМИзобретение относится к производству катализаторов для алкилирования изопарафиновых углеводородов, которые находят применение при производстве моторных топлив в качестве высокооктановых компонентов.Известно применение для алкилирования изопарафинов этиленом в качестве катализатора хлористого алюминия 1.Недостаток катализатора - гигроскопичность, вызывающая повышенную коррозионную активность.Известен также катализатор для алкилирования изопара финов этиленом, представляющий собой смесь фторсульфоновой или 100% фтористоводородной кислот с пентафторидами металлов ГЧ-В, Ч и Ч 1-В групп Периодической системы 2.Недостатки известного катализатора - токсичность,коррезионноспособность и сложность регенерации.Наиболее близким к предлагаемому является катализатор для алкилирования изопарафиновых углеводородов этиленом, содержащий 41% трехфтористого бора и 59 вес.% ортофосфорной кислоты 3. Недостаток катализатора - низкая каталитическая активность, Так, например, при алкилировании 200 смз изобутана этиленом в присутствии 200 см катализатора НЗРОЧ (100%) фВЯ 59% НзРОч 41% В Гз) при 10 С, давлений этилена 5 кг/см и 100 О/о конверсии этилена, выход алкилата через 60 мин после начала опыта равен 3,6 г, т.е. выход от теоретического выхода равен 7,9%.10Цель изобретения - повышение активности катализатора.Указанная цель достигается тем, что катализатор дополнительно содержит пятифтористую сурьму при следующем содержании компонентов, вес.%:15 Трехфтористый бор 21 - 40Пятифтористая сурьма 2 - 48Ортофосфорная кислота Остальное Предлагаемый катализатор обладает повышенной активностью, в 2 - 2,6 раза пре- О вышающую активность известного. катализатора.Катализатор готовят в две стадии: напервой - ортофосфорную кислоту насыща825137 ют трехфтористым бором при атмосферном г давлении и соответствующей температуре (для 88 О/,-ной Н 5 РО 20 С, для 100 О/о-ной- НзРО 50 С), на второй - в катализаторную смесь подают расчетное количество пятифтористой сурьмы, и смесь интенсивно перемешивают 30 мин при охлаждении.Алкилирование проводят в автоклаве, снабженном перемешивающим устройством, рубашкой для охлаждения и карманом для термопары. Оптимальные результаты могут быть получены при 10 - 40 С, давлении эти О лена 5-10 атм, времени контакта от 30 до 60 мин. Конверсия этилена во всех опытах равна 100/о. Исходным сырьем для опытов применяют х.ч. изопентан с т.кип. 27,8 С, д = 0,6201, и=1,3537, газообразный этилен состава: 91,4 вес.% этилена, 1,6 вес.%О 15 этана и сжиженный концентрированный изобутан (990/О) Пример 1, Готовят катализатор состава, вес./ООртофосфорная кислота 58Трехфтористый бор 40Пятифторнстая сурьма 2 Для этого в. реактор помещают 19,1 г 100/о-ной ортофосфорной кислоты и при 50 С, сначала вводят 13,2 г трехфтористого бора, а затем при охлаждении 0,7 г пятифтористой сурьмы. Смесь интенсивно перемешиваютв течение 30 мин при 20 С. В реактор загружают 100 см (61 г).изопентана и подают этилен под давлением10 кг/см. Содержимое реактора нагреваютдо 35 С, включают мешалку и опыт продолжают в течение 60 мин при постоянном давлении. По истечении времени непрореагировавший этилен и изопентан стравливают,алкилат анализируют на хроматографе. Прореагировало 12,4 г этилена, количество возвратного изопентана 40,8 г. Выход алкилата С - 28 г, что составляет 62,9 О/о оттеоретического выхода,Пример 2. Катализатор состава, вес./о,Ортофоефорная кислота (100 О/и) 31Трехфтористый бор 21Пятифтористая сурьма 48готовят по примеру 1, Количество компонентов, г: Н РО 10,2; ВГЗ 6,9 и БЪГу 15,9,Условия проведения процесса аналогичныусловиям примера 1, только температуруалкилирования поддерживают 20 С. Количество прореагировавшего этилена 15,5 г,возвратного изопентана 22,6 г, Выход алкилата С - 53,3 г, что составляет 95,3/оот теоретйческого выхода.Пример 3. Катализатор состава, вес./о:Ортофосфорная кислота (100 О/о) 52Трехфтористой бор 36Пятифтористая сурьма 12 4отовят по примеру 1, Количество компонентов, г: НзРО 17,2; ВГ 5 11,9 и 3 ЬГу 3,9.Условия проведения процесса аналогичныусловиям примера 1, только температуру алкилирования поддерживают 25 С. Прореагировало 13,0 г этилена, количество возвратного изопентана 33,6 г. Выход алкилатаС - 38 г, что составляет 81,6 /о от теоретического выхода.Пример 4 (для сравнения) . Осуществляется анал 0 гично примеру 1, только в качестве катализатора для алкилирования изопента на этиленом используют катализаторную. смесь следующего состава, вес.%:ортофосфорная кислота (100/о) 59 и трехфтористый бор 41. Количество компонентов,г:Н РО 19,5; ВГЗ 13,52. Количество прореагировавшего этилена 13,1 г, возвратного изоФпентана 47, г. Выход алкилата С - 19,3 г,что составляет 40,9% от теоретического выхода,Пример 5, Осуществляют аналогично при 20 меру 3, только вместо 100/о-ной ортофосфорной кислоты берут 88 О/о-ную. Катализатор состава, вес.о/о:Ортофосфорная кислота (88 О/о) 52Трехфтористый бор 36Пятифтористая сурьма 12готовят при 20 С аналогично примеру 1.Количество компонентов, г: Н 5 РО 17,2;ВГ 5 11,9 и ЯЪГ 3,9, Прореагировало 13,5 гэтилена, количество возвратного изопентанаФЗ 0 31,7 г. Выход алкилена Св - 40,7 г, что составляет 83,6/о от теоретического выхода.Пример б. Осуществляют аналогичнопримеру 1, только в качестве катализаторадля алкилирования изопентана этиленомиспользуют катализаторную смесь состава,35 вес О/О:Ортофосфорная кислота (100/о) 58,7Трехфтористый бор 40,3Пятифтористая сурьма 1,040Количество компонентов 7: Нз РО 19,4;ВГ 5 13,3 и 3 ЬГ 0,3. Прореагировало 12,5 гэтилена, количество возвратного изопентана46,4 г. Выход алкилата С - 20,0 г, чтосоставляет 44,6/О от теоретического выхода.45Пример 7. Осуществляют аналогичнопримеру 3, только в качестве изопарафинаберут изобутан. Количество прореагировавшего этилена 1,7 г, возвратного изобутана58,6 г. Выход алкилата С - 3,8 г что со 50 ставляет 8,4% от теоретического выхода,Пример 8, Катализатор состава по примеру 3 загружают в реактор в количестве200 смф совместно с 200 см (00/о) изобутана и подают этилен под давлением5 кг/смф. Содержимое реактора термостатируют при 10 С, включают мешалку и опытпродолжают 60 мин, Количество прореагировавшего этилена 4,1 г, возвратного изобутилена 115,7 г, Выход алкилата С - 9,3 г,. 17,8 16,9 6,2 26,5 39,6 23,7 34,3 40,4 22,6 38,3 7,9 13,5 0,3 0,1 о,з 0,2 4,В 1 5,3 3,4 4,0 5,6 6,4 За 9 2,9 5,8 3,6 2,7 4,2 4,0 4,0 3,6 0,2 0,2 7,6 4,8 2,3 2,3 1,8 2,0 6,9 2,9 1,5 1,2 1,4 1,0 0,8 1,0 0,3 0,9 1,2 0,8 3,4-цыметвпгексаы 0,8 29,1 35,0 14,3 16,1 14,3 10,7 13,6 4,8 14,9 Е СвВыще СВ 6,7 5,7 14,2 18,4 19,4 17,7 6,2 21,7 15,8 12,3 26,5 15,2 19,9 16,1 37,7 что составляет 20,5% от теоретического выхода. Результаты, полученные в примерах 1-8,представлены в табл. 1. В табл. 2 представлен изомерный составполученных алкилатов. 2,2,4-трвмегилпеытан2,5-циметилгексаы2,4-циматва ексан2,3,4 грвметплпентаы2,3,3-трвметплпеитан2,3-циметилгексан Нижний предел содержания пятифтористой сурьмы в катализаторе ограничивается 2%, так как при меньшем ее содержании (пример 6) выход алкилата уменьшается. Верхний предел содержания пятифтористой сурьмы ограничивается 48% и обусловлен тем, что изменяется фазовое состояние катализатора.825137 Составитель Н. Путова Редактор В.Матюхина Техред А. Войкас Корректор М. Коста Заказ 2300/15 Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4формула изобретенияКатализатор для ал кили ров ания изопарафи новых углеводородов С ч - Сэтиленом, включающий ортофосфорную кислоту и трехфтористый бор, отличающийся тем, что, с целью повышения активности катализатора, он дополнительно содержит пятифтористую сурьму при следующем содержании компонентов, вес.%:Трехфтористый бор 21 - 40 Пятифтористая сурьма 2 - 48 Ортофосфорная кислота Остальное Источники информации,принятые во внимание при экспертизе