О-алкилирование олефинами

 

О-алкилирование олефинами имеет важное значение для синтеза третбутилметилового эфира – высокооктанового компонента моторных топлив. Его получают из метанола и изобутена при кислотном катализе реакции:

 

Реакция протекает с выделением тепла, а ее равновесие смещается вправо при повышении давления и снижении температуры. Наиболее эффективными катализаторами являются катионообменные смолы при 50…100 °С. При этом в качестве сырья можно использовать бутеновые фракции, освобожденные только от бутадиена-1,3, поскольку в описанных условиях н-бутены не способны к реакции с метанолом.

 

Технологическая схема производства трет-бутилметилового эфира представлена на рис. 5. Бутеновую фракцию, очищенную от бутадиена-1,3, свежий метанол и его рецикл подают в систему, состоящую из двух последовательных колонных реакторов 1 и 2. В первом имеется подвижный слой катализатора (катионита) и производится охлаждение водой, во втором реакция протекает без охлаждения со стационарным слоем катионита. Реакционная масса поступает в ректификационную колонну 3, снабженную дефлегматором 4 и кипятильником 5. В ней отделяется легкая фракция (углеводороды С4 с небольшим количеством метанола) от более тяжелой (трет-бутилметиловый эфир с основной частью метанола).

 

Технологическая схема производства трет-бутилметилового эфира:
1, 2 – реакторы; 3 – колонна первичного разделения; 4 – дефлегматор;
5 – кипятильник; 6 – дроссельный клапан; 7, 11 – ректификационные колонны;
8 – насос; 9 – экстракционная колонна; 10 – теплообменник

 

 

Тяжелую фракцию подают в ректификационную колонну 7, из куба которой выходит товарный трет-бутилметиловый эфир, а метанол с верха колонны возвращается на реакцию. Легкая фракция после колонны 3 промывается водой в экстракционной колонне 9, где из углеводородов С4 удаляются остатки метанола. Во фракции С4 еще находится немного воды и
побочно образующегося диметилового эфира, которые удаляются при дополнительной ректификации, не показанной на схеме.

 

Экстракт метанола с низа колонны 9 подогревается в теплообменнике 10, в колонне 11 из него отгоняют метанол, возвращаемый на синтез. Вода с низа колонны 11 охлаждается в теплообменнике 10 за счет холодного экстракта колонны 9 и подается в верхнюю часть последней на экстракцию метанола.

 

Синтез ведут при некотором избытке метанола по отношению к изобутену, чтобы получить фракцию С4, содержащую бутаны и н-бутены с минимальной примесью изобутена.