專利名稱：異鏈烷烴與烯烴催化反應(yīng)得到烷基化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及每分子具有4～6個碳原子的至少一種異鏈烷烴與每分子具有2～6個碳原子的至少一種烯烴的液相催化反應(yīng)得到含有烷基化物的產(chǎn)品的方法。
構(gòu)成本發(fā)明的目的是以低成本進(jìn)行該方法，同時具有高的烷基化物產(chǎn)率及低的副產(chǎn)品量。根據(jù)本發(fā)明，上述方法的實(shí)現(xiàn)在于，將含有異鏈烷烴與顆粒沸石催化劑的懸浮液提供到反應(yīng)塔的上部，在低于提供含有催化劑的懸浮液的那點(diǎn)處，將異鏈烷烴-烯烴混合物引入到反應(yīng)塔中，反應(yīng)塔中的溫度保持為50～120℃，從反應(yīng)塔的底部抽出含有烷基化物的產(chǎn)品混合物，通過蒸餾以分離方式從其中回收烷基化物產(chǎn)品。優(yōu)選，反應(yīng)塔的溫度為60～100℃。
對于該方法，重要的是在反應(yīng)塔中，在烯烴與異鏈烷烴和催化劑接觸的位置，烯烴僅以相當(dāng)?shù)偷臐舛却嬖?，以在很大程度上排除烯烴其本身的反應(yīng)。
反應(yīng)塔具有多個可透氣體或液體的塔盤，要反應(yīng)的混合物在塔中向下通過整個塔盤。有利的是，液體混合物應(yīng)保持在至少一些塔盤上，同時氣態(tài)的異鏈烷烴從下面通過混合物。在反應(yīng)室中，通常使用的壓力為5～20巴。
例如可以使用這樣的方法以使異丁烷與丁烯發(fā)生催化反應(yīng)以得到異辛烷，因此生產(chǎn)汽油添加劑。
合適的催化劑包括X-型、Y-型或LSX-型，它們由Sudchemie，Munich(Germany)生產(chǎn)并可以商業(yè)獲得。
參考附圖解釋本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，其中

圖1為工藝的流程示意圖，及圖2為通過反應(yīng)塔盤的垂直截面。
如圖1示意，在具有多個水平塔盤(2)，例如5～20個塔盤，的反應(yīng)塔(1)中發(fā)生反應(yīng)。塔盤(2)是氣體和液體可透過的。含有異鏈烷烴和顆粒沸石催化劑的懸浮液通過管線(3)進(jìn)入塔(1)的上部，而新鮮的催化劑通過管線(4)加入。通過管線(5)，提供異鏈烷烴和烯烴混合物，所述的混合物通過多個分支管線(5a)、(5b)和(5c)進(jìn)入反應(yīng)器(1)。有利的是，保證進(jìn)入反應(yīng)器(1)的異鏈烷烴-烯烴混合物具有相對低的烯烴含量為1～50wt％。
從反應(yīng)塔(1)的底部，含有烷基化物的產(chǎn)品混合物通過管線(7)抽出，加熱并至少部分氣化的部分物流通過管線(7a)和沸騰容器(8)循環(huán)回塔(1)中。因此，塔中的溫度保持在理想的范圍。從塔的頂部逃逸出來的蒸氣通過管線(10)流入集成有分離器的冷凝器(11)中，冷凝物通過管線(12)再循環(huán)回塔頂。
含有烷基化物的產(chǎn)品混合物的部分物流通過管線(6)進(jìn)入蒸餾塔(13)中，通過管線(14)從蒸餾塔中抽出被分離的烷基化物。蒸餾塔(13)提供有塔底加熱裝置(15)。含有異鏈烷烴的蒸氣通過管線(16)提供進(jìn)入冷凝器(17)，在隨后的分離器中累積，來自分離器的部分物流通過管線(18)循環(huán)到塔(13)頂。主要含有異鏈烷烴的剩余的冷凝物通過管線(19)流入泵(20)，然后與通過管線(23)提供的部分餾份結(jié)合。該餾份含有高沸點(diǎn)組分和催化劑，該餾份的一部分通過管線(22)從工藝中除去。由此形式的含有異鏈烷烴和催化劑的懸浮液通過管線(3)返回到反應(yīng)塔中。
圖2示意反應(yīng)塔(1)的一部分，所述的塔具有其上保持有液體混合物(25)的塔盤(2)。由虛線標(biāo)記的液體高度(25a)由通道(26)的上部入口確定，通過該入口液體向下流入下一個塔盤，此處沒有示意。來自外部的異鏈烷烴-烯烴混合物通過分支管線(5c)提供，首先進(jìn)入分配管道(27)，從分配管道其通過多個管線分支(28)和(29)流出進(jìn)入塔盤(2)。以這樣的方式，保證液體混合物(25)中的烯烴濃度僅局部地能夠達(dá)到低的最大值。
圖2的塔盤(2)在接近頂部具有圓柱形的蒸氣出口(31)，而且配有多個開口(30)。在實(shí)際中，這些多個蒸氣出口(31)分布在每一個塔盤上。因此來自下面含有異鏈烷烴的蒸氣可以流動通過開口(30)進(jìn)入液體混合物(25)中，在此至少部分進(jìn)行反應(yīng)。
實(shí)施例在對應(yīng)于附圖的試驗(yàn)室裝置中，在作為反應(yīng)設(shè)備具有10塊塔板連續(xù)操作的反應(yīng)塔(1)中測試異丁烷與2-丁烯的烷基化。為此目的，每小時將280g固體細(xì)碎的沸石催化劑(X-type zeolite of Studchemie，Munich(Germany))在350g異丁烷的懸浮液加入到反應(yīng)塔中。通過管線(3)懸浮液加入到反應(yīng)塔中。通過管線(5)，再將350g/h的異丁烷和56g/h的2-丁烯(異丁烷/丁烯＝6mol/mol；催化劑負(fù)荷＝0.2g丁烯/h(g·催化劑))進(jìn)料物流加入反應(yīng)塔中。異丁烷的過量可防止丁烯本身的反應(yīng)(如低聚或聚合)。管線(5)的進(jìn)料物流進(jìn)入反應(yīng)塔分布于4塊塔盤中。在壓力為11巴下操作反應(yīng)塔。在沸騰條件下操作反應(yīng)塔同時蒸氣向上流動，保證反應(yīng)混合物與每個塔盤上的催化劑良好地混合。在冷凝器(11)中得到的冷凝物全部再循環(huán)回塔中。在上述的條件下，在管線(6)中得到溫度為75℃754g/h的反應(yīng)產(chǎn)物，在如下的表中A欄中標(biāo)明反應(yīng)產(chǎn)物的組成，B欄標(biāo)明不含有兩進(jìn)料的含量。
表中的數(shù)據(jù)顯示預(yù)定量的2-丁烯完全反應(yīng)生成C5產(chǎn)品。在烷基化物中C8烷烴的選擇性為約72wt％；對于用作機(jī)動車的汽油添加劑而言，烷基化物中高含量的C8烷基是有利的。
而且，在塔頂加入的催化劑量在塔底再回收。在塔底抽出的反應(yīng)產(chǎn)物和催化劑的混合物隨后可被提供到蒸餾塔中，以從未反應(yīng)的異丁烷及催化劑中分離烷基化物。這樣得到的異丁烷/催化劑混合物通過管線(3)可被再循環(huán)回反應(yīng)塔中，該步驟在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)中省去了。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)通過上述的工藝階段僅以簡單方式考察工藝技術(shù)的可行性。
權(quán)利要求
1.一種由每分子具有4～6個碳原子的至少一種異鏈烷烴與每分子具有2～6個碳原子的至少一種烯烴的液相催化反應(yīng)得到含有烷基化物產(chǎn)品的方法，特征在于將含有異鏈烷烴與顆粒沸石催化劑的懸浮液提供到反應(yīng)塔的上部，在低于提供含有催化劑懸浮液的那點(diǎn)處，將異鏈烷烴-烯烴混合物引入到反應(yīng)塔中，反應(yīng)塔中的溫度保持為50～120℃，從反應(yīng)塔的底部抽出含有烷基化物的產(chǎn)品混合物，通過蒸餾已分離方式從其中回收烷基化物產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1的方法，特征在于通過蒸餾從分離回收異鏈烷烴和催化劑，至少部分再循環(huán)回反應(yīng)塔的上部。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，特征在于異鏈烷烴與含有催化劑的懸浮液一起引入反應(yīng)塔的上部。
4.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，特征在于反應(yīng)塔含有多個氣體和液體可透過的塔盤。
5.如權(quán)利要求4的方法，特征在于液體混合物保持在至少一些塔盤上，氣態(tài)異鏈烷烴通過所述的塔盤。
6.如上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，特征在于異丁烷和丁烯提供到反應(yīng)塔中，抽出含有異辛烷的產(chǎn)品混合物。
全文摘要
在催化劑存在下，每分子具有4～6個碳原子的至少一種異鏈烷烴與每分子具有2～6個碳原子的至少一種烯烴液相反應(yīng)得到含有烷基化物的產(chǎn)品，將含有異鏈烷烴與顆粒沸石催化劑的懸浮液提供到反應(yīng)塔的上部。在低于提供含有催化劑懸浮液的那點(diǎn)處，將異鏈烷烴－烯烴混合物引入到反應(yīng)塔中，反應(yīng)塔中的溫度保持為50～120℃。從反應(yīng)塔的底部抽出含有烷基化物的產(chǎn)品混合物，通過蒸餾以分離方式從其中回收烷基化物產(chǎn)品。優(yōu)選通過蒸餾從分離回收異鏈烷烴和催化劑，至少部分再循環(huán)回反應(yīng)塔的上部。
文檔編號C07C9/14GK1507425SQ02809385
公開日2004年6月23日 申請日期2002年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者于爾根·埃伯哈特, 沃爾特·波爾, 漢寧·布肖爾德, 霍爾格·德羅施, 德羅施, 波爾, 于爾根 埃伯哈特, 布肖爾德 申請人:金屬技術(shù)股份有限公司