JPS6236506B2 - - Google Patents

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JPS6236506B2
JPS6236506B2 JP54111685A JP11168579A JPS6236506B2 JP S6236506 B2 JPS6236506 B2 JP S6236506B2 JP 54111685 A JP54111685 A JP 54111685A JP 11168579 A JP11168579 A JP 11168579A JP S6236506 B2 JPS6236506 B2 JP S6236506B2
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JP
Japan
Prior art keywords
methanol
fraction
raw material
mtbe
column
Prior art date
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Expired
Application number
JP54111685A
Other languages
English (en)
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JPS5636422A (en
Inventor
Toshinori Ishibashi
Junkichi Takahashi
Hajime Miki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Priority to JP11168579A priority Critical patent/JPS5636422A/ja
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Publication of JPS6236506B2 publication Critical patent/JPS6236506B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、ガソリンのオクタン価向上剤として
有用なメチルターシヤリブチルエーテル(以下、
MTBEと記す。)の製法に関する。 MTBEはイソブテンとメタノールとを酸触媒
の存在下に反応させることにより得られ、その酸
触媒としてはマクロポーラスなスルホン酸型イオ
ン交換樹脂が特に有利であり、またイソブテン源
としては、エチレン製造の際に副生するC4留分
あるいは該C4留分からブタジエンを抽出した抽
出残(以下、C4−Rと記す。)が利用されること
が知られている。 製品MTBE中のメタノール含有率は、オクタ
ン価向上剤として使用する際の燃料系統への悪影
響や吸湿性等の点で極力低くすることがのぞまし
いが、MTBEはメタノールと共沸するために、
未反応メタノールが過剰に存する場合には単純な
蒸留操作によつてMTBEからメタノールを除去
することが難しい。そのため、メタノールを
MTBEから除く方法として、水にてメタノール
を抽出分離する方法、ノルマルペンタンをメタノ
ールの10倍量程度加えてメタノールとノルマルペ
ンタンとの共沸により分離する方法等がすでに提
案されているが、これらの分離法はいずれも繁雑
な操作を必要とし、経済的でない。 メタノールとC4留分との共沸を利用した
MTBEからのメタノールの除去も試みられてい
る。例えば、特開昭53−98916には第1表に示す
ような組成を有する合成液を蒸留塔に導びき、塔
底から純度99%(%は重量%を表わす、以下同
じ。)以上のMTBEを得るとともに、塔頂からは
同じく第1表に示すような組成のメタタノールを
含有する留分を得、さらに該留分からメタノール
を水で抽出して回収する方法が開示されている。
【表】 この方法は、合成液から直接に水でメタノール
を抽出する方法に比べて、MTBE中に水が混入
せず、またメタノール−水系にMTBEが混入し
ない点で有利ではあるが、メタノールを水で抽出
するという複雑な分離操作は避けられない。 本発明の目的は、上述のような複雑な分離操作
を行うことなく、C4留分とメタノールとの共沸
を利用して簡単な操作でメタノールとMTBEを
分離し、高純度MTBEを製造する方法を提供す
ることにある。 すなわち、本発明は、イソブテンを含有する原
料C4留分とメタノールとを酸触媒の存在下に反
応させてMTBEを製造するにあたり、 (i) 反応器にメタノール、後記第二蒸留塔から送
られる原料C4留分とメタノールとの共沸混合
物、及び、必要に応じ、原料C4留分の一部を
供給し、酸触媒の存在下にMTBEを合成し; (ii) その合成液を第一蒸留塔に送り、塔頂にイソ
ブテンの消費されたC4留分を留出させて系外
に排出し、塔底からはMTBEとメタノールと
の混合物を抜き出し; (iii) 該混合物に原料C4留分の全量又は残量を供
給して第二蒸留塔に送り、塔頂に原料C4留分
とメタノールとの共沸混合物を留出させて前記
反応器に送り、塔底からMTBEを得ることを
特徴とするMTBEの製造方法を要旨とするも
のである。 本発明によれば、水等の第三物質を介すること
なく、高純度のMTBEを得ることができる。 以下、本発明を第1図のフローシートの例によ
り説明する。 ライン2から供給されるメタノールと、ライン
8から送られる、後述のように、イソブテンを含
有する原料C4留分と少量のメタノールとから主
として成る第二蒸留塔C−2の共沸留出物とを、
イソブテンと全メタノール(ライン2及びライン
8から供給されるものの合計)とのモル比が0.5
〜1.5:1の範囲になるような割合で、反応原料
として、ライン3から反応器Rに供給する。この
場合、上記モル比を調整するために、ライン10
から原料C4留分の一部を供給してもよい。反応
器Rは、例えば酸性イオン交換樹脂を充填した充
填塔式のものであり、該酸性イオン交換樹脂に接
触してイソブテンとメタノールとからMTBEが
生成する。 使用される酸性イオン交換樹脂は、スルホン基
を導入したフエノール・ホルムアルデヒド樹脂、
スルホン基を有する架橋ポリスチレン等であり、
具体例としてはダウエツクス(DOWEX)50(ダ
ウ・ケミカル社製品)、アンバーリスト
(AMBERLISTE)15(ローム・アンド・ハース
社製品)、レバチツト(LEWATIT)SPC−118
(バイエル社製品)等が挙げられる。 反応器R内の温度は通常40〜100℃の範囲であ
り、特に50〜80℃の範囲が好ましい。40℃よりも
低温では反応速度が遅すぎ、100℃を超えるとイ
ソブテンの2量化等の副反応が起こりやすくな
り、また、酸性イオン交換樹脂の触媒としてのラ
イフが低下しやすくなる。 反応器Rに反応原料を供給する速度は、液体空
間速度(LHSV)として通常1〜20H-1、好まし
くは1〜10H-1の範囲である。液体空間速度が
1H-1よりも小さい場合には反応器サイズが大き
くなるために不経済となり、20H-1を超えるとイ
ソブテンの転化率が小さくなる。 反応器R内の圧力は、上記の反応温度において
反応原料を液状に保つに足る大きさが必要であ
り、通常3〜15気圧である。 上記の条件下に反応させることにより、反応器
R内において原料C4留分中のイソブテンの大部
分が効率よくMTBEに転化する。 反応器Rを出た合成液は、MTBE、イソブテ
ン以外のC4留分、少量のメタノール及び少量の
イソブテンから主として成り、ライン4を経て第
一蒸留塔C−1の中段に送られる。 第一蒸留塔C−1は、理論段数が5〜20段の蒸
留塔であり、その型式には特に制限はなく、充填
塔式、硼段式あるいは多孔板式等のいずれであつ
てもよい。 操作条件は、通常0〜10Kg/cm2(ゲージ圧、以
下同じ。)、好ましくは3〜7Kg/cm2の圧力におい
て還流比を0.2〜2.0の範囲とすることが好まし
い。このような条件下に蒸留することにより、合
成液はC4留分とMTBE−メタノール混合液とに
効率よく分離される。そして、塔頂に留出した
C4留分はライン5を経て系外に排出され、
MTBE−メタノール混合液は塔底からライン6
を経て抜き出される。 本発明においては、この混合液に、ライン1か
ら原料C4留分を全量又は前記ライン10から反
応器Rに供給した残量を供給して合流させ、ライ
ン7を経て第二蒸留塔C−2の中段に導く。第二
蒸留塔C−2は、第一蒸留塔とほぼ同様な型式及
びサイズの蒸留塔であつて、その操作条件は、一
般に0〜20Kg/cm2、好ましくは5〜12Kg/cm2の圧
力下、還流比0.2〜2.0の範囲が適当である。 上記の条件下に蒸留することにより、ライン6
から抜き出されたMTBE−メタノール混合液中
のメタノールは原料C4留分と共沸して効率よく
MTBEと分離し、塔頂に留出する。留出したメ
タノールと原料C4留分とはライン8を経て反応
器Rに送られる。一方、第二蒸留塔の塔底からは
メタノールが実質的に完全に除かれた高純度の
MTBEがライン9を経て抜き出される。 本発明において、ライン1から又はライン1と
ライン10とから供給する原料C4留分は、エチ
レン製造の際に副生するC4留分又は該C4留分か
らブタジエンを抽出した残りのC4−Rであり、
通常15〜50%のイソブテンを含有している。供給
する原料C4留分の量は、これに含まれるイソブ
テンの量が前記ライン2から反応器Rに供給され
るメタノール及びライン8からC4留分とともに
反応器Rに供給されるメタノールの合計量1モル
に対して0.5〜1.5モルの範囲とすることが好まし
い。イソブテンの供給量が0.5モルよりも少ない
場合には、系内におけるメタノール量が多くな
り、第二蒸留塔C−2の塔頂からライン8を経て
反応器Rに送られる留分中にMTBEが多く混入
するようになり、好ましくない。また、イソブテ
ンの供給量が1.5モルよりも多い場合には、イソ
ブテンの転化率が低下する。 原料C4留分をライン1とライン10とから供
給する場合、ライン10から供給する原料C4留
分の量は、通常、原料C4留分の全体供給量の50
%以下である。 以上の説明から明らかなように、本発明におい
ては、反応原料のC4留分とメタノールとの共沸
を利用してMTBEとメタノールとの分離を行う
ことにより、高純度のMTBEが得られる。さら
に、MTBEと分離された反応原料のC4留分とメ
タノールから成る共沸留出物は、そのまま反応原
料として使用されるために、従来法にみられるよ
うな共沸留出物からのメタノールの抽出回収のよ
うな複雑な操作を必要としないという利点があ
る。 以下、実施例により本発明を説明する。文中、
部及び%は、それぞれ重量部及び重量%を意味す
る。 実施例 1 第1図のフローシートに示したような装置を用
いてMTBEを製造した。 強酸型イオン交換樹脂アンバーリスト15(ロー
ム・アンド・ハース社製)をコンデイシヨニング
後H型に変換し、メタノール洗浄して一昼夜真空
乾燥したものを、内径25mmのステンレスパイプの
集合体から成る反応器Rに充填した。 第二蒸留塔C−2の塔頂からライン8を経て抜
き出した、第2表に示す組成を有するメタノール
と原料C4留分との共沸留出物81.68部/hrとライ
ン2から供給されるメタノール18.96部/hrとを
混合し、イソブテン:メタノールのモル比を
0.90:1.0となして上記の反応器Rに供給した。
液体空間速度は5H-1であり、反応器Rの入口及
び出口の温度は、それぞれ60℃及び70℃に制御し
た。
【表】 それにより、反応器Rからはライン4を通じて
第3表の組成の合成液100部/hrが抜き出され
た。上記反応器R内でのメタノールの転化率は
80.1%であつた。
【表】 上記の合成液を、約18の理論段数を有する充填
塔からなる第一蒸留塔C−1の中段に供給し、圧
力4.5Kg/cm2及び還流比0.5の条件下に蒸留した。
これにより、塔頂には第4表の組成を有するC4
留分47.77部/hrが留出し、ライン5を経て系外
に抜き出された。
【表】 また、塔底からは第5表の組成のMTBE−メ
タノール混合液52.23部/hrがライン6を通じて
抜き出された。
【表】 上記のMTBE−メタノール混合液に、ライン
1を径て第6表の組成の原料C4留分77.81部/hr
を供給して合流せしめ、ライン7を経て第二蒸留
塔C−2の中段に供給した。
【表】
【表】 第二蒸留塔は、約18の理論段数を有する充填塔
であり、圧力9Kg/cm2、還流比1.0の操作条件で
蒸留することにより、塔頂には第2表の組成を有
するメタノールと原料C4留分との共沸物81.68
部/hrが留出し、前述のとおり、ライン8を経て
反応器Rに送られて反応に供された。塔底からは
ライン9を経て第7表に示すような、メタノール
が実質的に除かれた高純度の製品MTBE48.37
部/hrが得られた。
【表】 実施例 2 実施例1と同じ触媒、反応器及び蒸留塔を用
い、次の反応条件及び蒸留条件でMTBEを製造
した。 第二蒸留塔C−2の塔頂かライン8を経て抜き
出した、第8表に示す組成を有するメタノールと
原料C4留分との共沸留出物84.27部/hrとライン
2から供給されるメタノール15.97部/hrを混合
し、イソブテン:メタノールのモル比を1.2:1
となして反応器Rに供給した。液体空間速度は
10H-1であり反応器Rの入口及び出口の温度は、
それぞれ60℃及び80℃に制御した。
【表】 それにより、反応器Rからはライン4を通じて
第9表の組成の合成液100部/hrが抜き出され
た。上記反応器R内でのメタノールの転化率は
80.0%であつた。
【表】 上記の合成液を第一蒸留塔の中段に供給し、圧
力4.5Kg/cm2及び還流比0.5の条件下に蒸留し、そ
れにより、塔頂には第10表の組成を有するC4留
分57.73部/hrが留出し、ライン5を経て系外に
抜き出された。
【表】 また、塔底からは第11表の組成のMTBE−メ
タノール混合液42.30部/hrがライン6を通じて
抜き出された。
【表】 上記MTBE−メタノール混合液に、ライン1
を経て第6表の組成の原料C4留分82.35部/hrを
供給して合流せしめ、ライン7を経て第二蒸留塔
C−2の中段に供給した。第二蒸留塔において圧
力4.5Kg/cm2、還流比0.5の条件下に蒸留すること
により、塔頂には第8表の組成を有するメタノー
ルと原料C4留分との共沸物84.27部が留出し、前
述のとおり、ライン8を経て反応器Rに送られ、
反応に供された。塔底からはライン9を経て第12
表に示すような、メタノールが実質的に除かれた
高純度の製品MTBE40.36部/hrが得られた。
【表】 なお、第12表における“その他”の成分はほぼ
全量がジイソブチレンであつた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施態様の例を示すフロー
シートである。 R:反応器、C−1:第一蒸留塔、C−2:第
二蒸留塔、1〜10:配管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 イソブテンを含有する原料C4留分とメタノ
    ールとを酸触媒の存在下に反応させてメチルター
    シヤリブチルエーテルを製造するにあたり、 (i) 反応器にメタノール、後記第二蒸留塔から送
    られる原料C4留分とメタノールとの共沸混合
    物、及び、必要に応じ、原料C4留分の一部を
    供給し、酸触媒の存在下にメチルターシヤリブ
    チルエーテルを合成し; (ii) その合成液を第一蒸留塔に送り、塔頂にイソ
    ブテンの消費されたC4留分を留出させて系外
    に排出し、塔底からはメチルターシヤリブチル
    エーテルとメタノールとの混合物を抜き出し; (iii) 該混合物に原料C4留分の全量又は残量を供
    給して第二蒸留塔に送り、塔頂に原料C4留分
    とメタノールとの共沸混合物を留出させて前記
    反応器に送り、塔底からメチルターシヤリブチ
    ルエーテルを得ることを特徴とするメチルター
    シヤリブチルエーテルの製造方法。
JP11168579A 1979-09-03 1979-09-03 Preparation of methyl tertiary-butyl ether Granted JPS5636422A (en)

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JPS5636422A JPS5636422A (en) 1981-04-09
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ID=14567573

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JPS5636422A (en) 1981-04-09

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