PL166802B1

PL166802B1 - Sposób wytwarzania butenu-1

Info

Publication number: PL166802B1
Application number: PL29252891A
Authority: PL
Inventors: Tatiana Jarecka; Stanislaw Mieszczeriakow; Czeslaw Bugaj; Jerzy Pacalowski; Wieslaw Zylik
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1991-11-26
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1995-06-30
Also published as: PL292528A1

Abstract

Sposób wytwarzania butenu-1 przez izomeryzację butenu-2, w obecności katalizatora, w którego układ wchodzi glinokrzemian, znamienny tym, że buteny-2 czyste lub znajdujące się we frakcji węglowodorowej C4 poddaje się izomeryzacji w obecności katalizatora stanowiącego sulfopolifenyloketon zawierający układ sprzężonych wiązań podwójnych i grupę funkcyjną -SO3H, osadzony na nośniku glinokrzemianowym, korzystnie zeolitowym, charakteryzującego się ciężarem nasypowym 560-750 kg/m3, wielkością ziarna 0,1-8 mm, powierzchnią właściwą 200-370m2/g, całkowitą zdolnością wymienną 1,5-2,5mvaI/g, wytrzymałością termiczną > 280°C, a proces prowadzi się w temperaturze 100-280°C pod ciśnieniem 0,1-4,5 MPa w fazie gazowej lub ciekłej, przy szybkości objętościowej podawania surowca w fazie gazowej 70-500 h_1 i w fazie ciekłej 0,4-10 h_1.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania butenu-1 z przemysłowej frakcji węglowodorowej C4.

Buten-1 jest poszukiwanym monomerem do wytwarzania kopolimerów z innymi a-olefinami. W wyniku epoksydowania butenu-1 otrzymuje się tlenek butylenu, a następnie butandiol-1, 2, wykorzystywany do produkcji plastyfikatorów lub jako stabilizator rozpuszczalników chloroorganicznych.

Buten-1 wydziela się z frakcji węglowodorowej C4 otrzymywanej w wyniku pirolizy lub karkingu, po uprzednim wydzieleniu butadienu i izobutylenu. Pozostałość obok butenu-1 zawiera izobutan, n-butan, buteny-2 cis i trans. Jednakże otrzymanie czystego butenu-1 jest trudne ze względu na obecność w mieszaninie izobutanu.

Inny sposób wytwarzania butenu-1 polega na dimeryzacji etylenu w obecności katalizatorów metaloorganicznych lub tlenków niklu i chromu. Wprawdzie proces przebiega stosunkowo łatwo w łagodnych warunkach, jednakże jest nieekonomiczny ze względu na wysoki koszt etylenu.

Buten-1 wytwarza się również w procesie odwodornienia n-butanu w wysokiej temperaturze.

Z polskiego opisu patentowego nr 141 424 znany jest sposób izomeryzacji olefin w obecności katalizatora, który składa się z AI2O3, S1O2 i tlenku dwuwartościowego lub trójwartościowego metalu z grupy II A okresowego układu pierwiastków albo z grupy VIII, albo z grupy lantanowców. Proces prowadzi się w wysokiej temperaturze - 350-550°C.

Bezpośrednie wydzielanie butenu-1 z przemysłowej frakcji węglowodorowej C4 jest trudne i kosztowne ze względu na zbliżone temperatury wrzenia butenu-1 i izobutylenu.

Sposób według wynalazku polega na izomeryzacji butenów-2 w obecności katalizatora stanowiącego sulfopolifenyloketon zawierający układ sprzężonych wiązań podwójnych i grupę funkcyjną -SO3H, osadzony na nośniku glinokrzemianowym korzystnie zeolitowym, charakteryzującego się ciężarem nasypowym 560-750 kg/m3, wielkością ziarna 0,1-8 mm, powierzchnią właściwą 200-370 m²/g, całkowitą zdolnością wymienną 1,5-2,5 mval/g, wytrzymałością termiczną > 280°C, a proces prowadzi się w temperaturze 100-280°C pod ciśnieniem 0,1-4,5 MPa w fazie gazowej lub ciekłej, przy szybkości objętościowej podawania surowców w fazie gazowej 70-500 h^_1 i w fazie ciekłej 0,4-1 Oh^-1.

W reakcji powstają produkty gazowe zawierające buten-1, n-butan i nieprzereagowane buteny-2 oraz ewentualnie produkty ciekłe zawierające oligomery butenów. Czysty buten-1 wydziela się z mieszaniny gazowej na drodze rektyfikacji.

Jako surowiec w procesie według wynalazku stosuje się czyste buteny-2 lub buteny-2 znajdujące się we frakcji węglowodorowej C4 pochodzącej z krakingu lub pirolizy, pozbawionej uprzednio izobutylenu. Zawartość izobutylenu nie może przekraczać 1% wagowego, ponieważ domieszka izobutylenu w butenie-1 często jest niepożądana, na przykład przy wytwarzaniu liniowego polietylenu z butenu-1, domieszka izobutylenu nie może przekraczać 0,04% wagowych.

166 802

Granulowany katalizator stosowany w procesie według wynalazku nie traci swej aktywności przy stosowaniu surowców technicznych. Surowce techniczne nie wymagają wstępnego oczyszczania jonitowego a katalizator nie wymaga regeneracji przez długi okres czasu. Katalizator nie powoduje korozji aparatury i nie pęcznieje w produktach reakcji.

Ze względu na wielofunkcyjne działanie katalizatora, niewielka domieszka izobutylenu jest usuwana w trakcie reakcji izomeryzacji w postaci ciekłych produktów. Jest to bardzo ważne, ponieważ często domieszka izobutylenu w butenie-1 jest niepożądana.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.

Przykład I. Pochodzącą z krakingu katalitycznego frakcję węglowodorową C4 zawierającą 27,66% objętościowych n-butanu, 41,26% objętościowych butenu-2 trans, 29,32% objętościowych butenu-2 cis, 0,60% objętościowych butenu-1 i 0,57% objętościowych izobutylenu oraz domieszki węglowodorów C3-C5, przepuszczono przez 100 g stacjonarnej warstwy katalizatora stanowiącego suttopolifenyloketon, zawierający układ sprzężonych wiązań podwójnych i grupę funkcyjną SO3H, osadzony na nośniku zeolitowym, charakteryzującego się ciężarem nasypowym 750 kg/m³, wielkością granulek 3-5 mm, powierzchnią właściwą 360m²/g, całkowitą zdolnością wymienną

2,2 mval/g i wytrzymałością termiczną > 280°C.

Prowadząc proces w temperaturze 170°C pod ciśnieniem 2,0 MPa, przy szybkości objętościowej podawania surowca 3,5 h'¹, w gazach poreakcyjnych stwierdzono 7,14% objętościowych butenu-1.

Prowadząc proces w temperaturze 200°C pod ciśnieniem 2,4 MPa, przy szybkości objętościowej podawania surowca 2,6 h-’, w gazach poreakcyjnych stwierdzono 8,9% objętościowych butenu-1.

Zawartość izobutylenu była < 0,01 % objętościowych, gdyż był on usuwany w postaci ciekłych izooktenów w trakcie procesu izomeryzacji.

Przykładu. Frakcję węglowodorową C4 o składzie podanym w przykładzie I, przepuszczano przez 100 g stacjonarnej warstwy katalizatora stanowiącego sulfopolifenyloketoa, zawierający układ sprzężonych wiązań podwójnych i grupę funkcyjną -SO3H, osadzony na nośniku glinokrzemianowym, charakteryzującego się ciężarem nasypowym 560 kg/m³, wielkością granulek 2-8 mm, powierzchnią właściwą 320 m²/g, całkowitą zdolnością wymienną 1,5 mval/g i wytrzymałością termiczną > 280°C.

Prowadząc proces w temperaturze 185°C pod ciśnieniem 2,2 MPa, przy szybkości objętościowej podawania frakcji węglowodorowej 3,2 h-’ otrzymano 8,75% objętościowych butenu-1, a przy szybkości objętościowej podawania frakcji węglowodorowej 5,4 h-’ otrzymano 8,34% objętościowych butenu-1.

Przykład III. Czysty buten-2 przepuszczano przez 100 g stacjonarnej warstwy katalizatora stanowiącego sulfopolifeayloketon zawierający układ sprzężonych wiązań podwójnych i grupę funkcyjną SO3H, osadzony na nośniku gliaokrzemiaaowym, charakteryzującego się ciężarem nasypowym 678,2 kg/m³, wielkością granulek 3,5 mm, powierzchnią właściwą 340 m²/g, całkowitą zdolnością wymienną 2,4mval/g, wytrzymałością termiczną > 280°C. Proces prowadzi się w temperaturze 150°C w fazie gazowej, a buten-2 podaje się z prędkością 325 h-’. Otrzymano 26,84% objętościowych butenu-1. Wydajność 26,6%.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Sposób wytwarzania butenu-1 przez izomeryzację butenu-2, w obecności katalizatora, w którego układ wchodzi glinokrzemian, znamienny tym, że buteny-2 czyste lub znajdujące się we frakcji węglowodorowej C4 poddaje się izomeryzacji w obecności katalizatora stanowiącego sulfopolifenyloketon zawierający układ sprzężonych wiązań podwójnych i grupę funkcyjną -SO3H, osadzony na nośniku glinokrzemianowym, korzystnie zeolitowym, charakteryzującego się ciężarem nasypowym 560-750 kg/m³, wielkością ziarna 0,1-8 mm, powierzchnią właściwą 200-370 m2/g, całkowitą zdolnością wymienną 1,5-2,5 mval/g, wytrzymałością termiczną > 280°C, a proces prowadzi się w temperaturze 100-280°C pod ciśnieniem 0,1-4,5 MPa w fazie gazowej lub ciekłej, przy szybkości objętościowej podawania surowca w fazie gazowej 70-500 h-¹ i w fazie ciekłej 0,4-10 h1