СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ФРАКЦИИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННОЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В МОТОРАХ Российский патент 2001 года по МПК C07C2/62 

Изобретение относится к получению веществ, предназначенных для использования в моторах, более конкретно к способу получения углеводородной фракции, предназначенной для использования в моторах.

Известен способ получения углеводородной фракции, предназначенной для использования в моторах, в частности бензиновой фракции, путем жидкофазного алкилирования алифатических углеводородов олефиновыми углеводородами в присутствии фторированной сульфокислоты в качестве катализатора, адсорбированной на гранулированном инертном материале, используемом в качестве неподвижного слоя, и последующего выделения целевого продукта (см. патент РФ N 2009111 C1, МКИ C 07 C 2/62, опубликованный 15-го марта 1994 г.).

Известный способ можно проводить в одну или две стадии, причем в последнем случае продукт алкилирования первой стадии непосредственно подают на вторую стадию.

Недостаток известного способа заключается в том, что результаты алкилирования не всегда являются удовлетворительными, что обусловлено относительно большим перепадом давления.

Задачей изобретение является разработка способа получения углеводородной фракции, предназначенной для использования в моторах, который обеспечивает осуществление процесса в условиях меньшего перепада давления.

Данная задача решается в способе получения углеводородной фракции, предназначенной для использования в моторах, включающем по меньшей мере двустадийное жидкофазное алкилирование алифатических углеводородов олефиновыми углеводородами в присутствии фторированной сульфокислоты в качестве катализатора, адсорбированной на гранулированном инертном материале, используемом в качестве неподвижного слоя, и последующего выделения целевого продукта, за счет того, что реакционную смесь, отводимую из первой стадии, подают на промежуточную стадию; из которой часть реакционной смеси отводят и подают на вторую стадию алкилирования и отводимую из промежуточной стадии часть реакционной смеси заменяют реакционной смесью, отводимой из первой стадии.

Отличительный признак предлагаемого способа обеспечивает уменьшенную концентрацию катализатора в реакционной смеси, отводимой из промежуточной стадии, по сравнению с концентрацией катализатора в реакционной смеси из первой стадии алкилирования, подаваемой на промежуточную стадию.

Часть целевого продукта можно рециркулировать на первую стадию алкилирования. Реагенты и катализатор можно подавать на первую стадию алкилирования одновременно или же отдельно. В случае отдельной подачи катализатор можно подавать в качестве раствора в углеводородах с 3-9 атомами углерода. При этом в качестве предпочтительного растворителя используют углеводород с 3-5 атомами углерода. В качестве растворителя можно использовать продукт, отводимый из первой или второй стадии алкилирования.

Отводимую из промежуточной стадии реакционную смесь предпочтительно подают в верхнюю часть второго реактора для осуществления второй стадии алкилирования.

Предлагаемый способ поясняется следующими примерами.

Пример 1
Процесс осуществляют в установке, состоящей из двух реакторов с внутренним диаметром по 0,25 дюйма и общей длиной по 6 м, между которыми размещен промежуточный сосуд емкостью 40 мл. Реакторы содержат по 100 мл двуокиси кремния марки Мерк 100. При этом промежуточный сосуд непосредственно подключен к выпускному концу первого реактора.

Алкилирование парафинов олефинами осуществляют путем пропускания через первый реактор 1000 г/см · ч потока, представляющего собой 5%-ный по весу раствор 2-бутена в изобутанах, при температуре 0-80^oC. В начале процесса через впускной конец первого реактора подают 6 мл трифторметансульфокислоты в качестве катализатора. Реакционную смесь, получаемую в первом реакторе, подают в промежуточный сосуд, из которого часть смеси отводят и подают во второй реактор. Продукт второй стадии алкилирования отводят и подают на анализ. Часть реакционной смеси, отводимой из промежуточного сосуда, заменяют реакционной смесью, покидающей первый реактор.

Режим алкилирования и его результаты сведены в нижепредставленной таблице 1.

Сравнительный пример А
Повторяют пример 1 с той лишь разницей, что покидающую первый реактор реакционную смесь непосредственно подают во второй реактор, т.е. без пропускания через промежуточный сосуд.

Результаты данного опыта сведены в нижепредставленной таблице 2.

Пример 2
Повторяют пример 1 с той лишь разницей, что на двустадийное алкилирование подают 1000 г/см² · ч 7,5%-го по весу пропена в изобутанах и процесс осуществляют при температурах от 0 до 30^oC.

Результаты данного опыта сведены в нижепредставленной таблице 3.

Сравнительный пример Б
Повторяют пример 2 с той лишь разницей, что покидающую первый реактор реакционную смесь непосредственно подают во второй реактор, т.е. без пропускания через промежуточный сосуд.

Результаты данного опыта сведены в нижепредставленной таблице 4.

Примечания к таблицам:
¹⁾ ДОЧ = дорожное октановое число;
²⁾ ОЧМ = октановое число, определенное моторным методом.

Пример 3
Смесь 20%-го по весу пропилена и 80%-го по весу изобутана подают на двустадийное алкилирование в вышеописанной установке. При этом перед подачей в первый реактор сырье разбавляют отводимым из второго реактора продуктом, который рециркулируют в первый реактор в количестве, доводящем концентрацию олефина на впуске первого реактора до 2 вес.%. При этом общая масса углеводородного потока через установку составляет 420 г/см² · ч. В указанных условиях перепад давления в реакторах колеблется между 10 и 12 бар. Получают продукт следующего состава и качества:
C₅ - 19,8 вес.%
C₆ - 11,3 вес.%
C₇ - 24,2 вес.%
C₈ - 19,5 вес.%
C₉ - 13,5 вес.%
C₁₀ - 11,7 вес.%
ДОЧ (по оценке) - 87
ОЧМ (по оценке) - 87.

Сравнительный пример В
Повторяют пример 3 с той лишь разницей, что покидающую первый реактор реакционную смесь непосредственно подают во второй реактор, т.е. минуя промежуточный сосуд. При этом перепад давления в реакторах увеличивается до 27-34 бар. Получаемый продукт имеет состав, аналогичный составу продукта примера 3.

Однако производительность процесса и выход продукта меньше при непрерывном осуществлении процесса.

Результаты вышеприведенных примеров свидетельствуют о том, что предлагаемый способ позволяет уменьшить перепад давления при одновременном обеспечении получения продукта алкилирования практически того же качества, что и продукт алкилирования, получаемый известным способом.

Использование: нефтехимическая отрасль промышленности. Сущность: алифатические углеводороды подвергают двухстадийному жидкофазному алкилированию олефиновыми углеводородами в присутствии фторированной сульфокислоты, адсорбированной на гранулированном инертном материале, используемом в качестве неподвижного слоя. При этом реакционную смесь, отводимую из первой стадии, подают на промежуточную стадию, из которой часть реакционной смеси отводят и подают на вторую стадию алкилирования, и отводимую из промежуточной стадии часть реакционной смеси заменяют реакционной смесью, отводимой из первой стадии. Технический результат: способ обеспечивает осуществление процесса в условиях меньшего перепада давления. 6 з.п.ф-лы, 4 табл.

1. Способ получения углеводородной фракции, предназначенной для использования в моторах, включающий по меньшей мере двустадийное жидкофазное алкилирование алифатических углеводородов олефиновыми углеводородами в присутствии фторированной сульфокислоты в качестве катализатора, адсорбированной на гранулированном инертном материале, используемом в качестве неподвижного слоя, и последующее выделение целевого продукта, отличающийся тем, что реакционную смесь, отводимую из первой стадии, подают на промежуточную стадию, из которой часть реакционной смеси отводят и подают на вторую стадию алкилирования и отводимую из промежуточной стадии часть реакционной смеси заменяют реакционной смесью, отводимой из первой стадии. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что часть целевого продукта рециркулируют на первую стадию. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагенты и катализатор одновременно подают на первую стадию. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что реагенты и катализатор отдельно подают на первую стадию. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что катализатор подают на первую стадию в виде раствора в углеводородах с 3 - 9 атомами углерода. 6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что катализатор подают на первую стадию в виде раствора в потоке продукта, отводимого из первой или второй стадии алкилирования. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отводимую с промежуточной стадии реакционную смесь подают в верхнюю часть реактора, в котором осуществляют вторую стадию алкилирования.