Спосіб одержання високооктанових вуглеводнів

1. Спосіб одержання високооктанових вуглеводнів, що включає обробку насиченого вуглеводню алкілуючим реагентом у присутності гетероген 3 35731 4 бар), що ускладнює устаткування, а отже підвищує ло від 1:1 до 1:10. Тиск у реакторі становив 2-10 вартість продукту. бар. Продукти реакції збирали у закриту пробірку, В основу корисної моделі, що заявляється, поохолоджувану льодом, і розділяли, відокремлююставлена задача у способі одержання високооктачи рідку органічну фазу від води. Склад продуктів нових вуглеводнів, що включає обробку насиченовизначали методами газової хроматографії, го вуглеводню алкілуючим реагентом у польової мас-спектроскопії та 13С ЯМР спектроприсутності гетерогенного кислотного каталізатоскопії. У всіх прикладах, що наведені далі, конверра, шляхом зміни вихідних речовин та технологічсія спирту була 99,9%, а рідкі продукти реакції алних режимів, забезпечити одержання високооктакілування являли собою суміш розгалужених нових вуглеводнів із відновлюваної сировини при алканів та алкенів. При цьому октанове число здешевленні процесу. продуктів становило 95-102 за дослідницьким меПоставлена задача вирішується тим, що у тодом та 94-98 за моторним методом (згідно з способі одержання високооктанових вуглеводнів, ДСТУ 4063-2001). що включає обробку насиченого вуглеводню алкіДалі приводяться приклади, що підтверджують луючим реагентом у присутності гетерогенного можливість здійснення корисної моделі. кислотного каталізатора, в якості алкілуючого реаПриклад 1 генту беруть аліфатичний спирт С 2-С5, причому, В даному прикладі в якості аліфатичного спирпроцес проводять під тиском 2-10 бар. ту брали етиловий спирт, а в якості каталізатора – Згідно з корисною моделлю, в якості аліфатизмішаний оксид WО3/ZrО 2. Температура у реакторі чного спирту беруть етиловий спирт. становила 200°С. Навантаження на каталізатор Згідно з корисною моделлю, в якості аліфатистановило 2 ммоль спирту на грам каталізатора за чного спирту беруть ізопропіловий спирт. годину. Тиск в реакторі становив 9 бар. Згідно з корисною моделлю, в якості аліфатиАналіз продуктів реакції показав, що одержачного спирту беруть ізобутиловий спирт. ний рідкий продукт являв собою суміш С 6Згідно з корисною моделлю, в якості аліфатиізоалканів та ізоолефінів. чного спирту беруть ізоаміловий спирт. Приклад 2 Далі наведено графічні зображення, що підВ даному прикладі в якості аліфатичного спиртверджують утворення високооктанових продуктів ту брали ізопропіловий спирт, а в якості каталізапри проведенні реакції алкілування в умовах згідно тора - змішаний оксид WO3/ZrO2. Температура у із заявлюваною корисною моделлю. реакторі становила 230°С. Навантаження на катаНа Фіг.1 наведено польовий мас-спектр рідкої лізатор становило 4,7 ммоль спирту на грам катавуглеводневої фракції, що утворюється при взаєлізатора за годину. Тиск в реакторі становив 3 бар. модії ізобутанолу з ізобутаном. Аналіз продуктів реакції показав, що одержаНа Фіг.2 наведено хроматограму рідкої вуглений рідкий продукт являв собою суміш С 7водневої фракції, що утворюється при взаємодії ізоалканів та ізоолефінів. ізобутанолу з ізобутаном. Приклад 3. Для здійснення корисної моделі брали спирти В даному прикладі в якості аліфатичного спирізопропіловий, ізобутиловий та ізоаміловий кваліту брали ізобутиловий спирт, а в якості каталізафікації «ХЧ», які додатково осушували над цеолітора - змішаний оксид WО3/ZrО2 - Температура у том та переганяли. Ізобутан брали марки «ХЧ» з реакторі становила 200°С. Навантаження на катабалона без додаткової очистки. лізатор становило 2 ммоль спирту на грам каталіВ якості гетерогенного твердого каталізатора затора за годину. Тиск в реакторі становив 9 бар. брали такі каталізатори: Аналіз продуктів реакції показав, що одержа- Змішаний оксид WO3/ZrO2, одержаний за мений рідкий продукт являв собою суміш С 8тодикою, описанною в [Brei V.V., Melezhyk O.V., ізоалканів та ізоолефінів. Prudius S.V., Levchuk N.N., Patrylak K.I. Superacid Приклад 4 WO x/ZrO2 catalysts for isomerization of n-hexane and В даному прикладі в якості аліфатичного спирfor nitration of benzene// Studies in Surface Science ту брали ізобутиловий спирт, а в якості каталізаand catalysis. - 143 (2002), - 387]. тора - HY фожазит. Температура у реакторі стано- Цеоліт H-Y фожазит, отриманий за методивила 220°С. Навантаження на каталізатор кою [Брек Д. Цеолитные молекулярные сита. - М.: становило 5 ммоль спирту на грам каталізатора за Мир, - 1976, - с.289]. годину. Тиск в реакторі становив 9 бар. Іонообмінна смола Dowex DR2030 Catalyst фіАналіз продуктів реакції показав, що одержарми SUPELCO в Н-формі. ний рідкий продукт являв собою суміш С 8Процес одержання високооктанових вуглеводізоалканів та ізоолефінів. нів проводили у проточному реакторі, виготовлеПриклад 5 ному з нержавіючої сталі. Температура у реакторі В даному прикладі в якості аліфатичного спирстановила 180-230°С. Потрібна температура ствоту брали ізобутиловий спирт, а в якості каталізарювалась поміщенням реактора у електричний тора - іонообмінну смолу Dowex DR2030. Темпетрубчатий нагрівач, контроль температури здійсратура у реакторі становила 180°С. Навантаження нювався у межах ±1°С. Потік робочої суміші через на каталізатор становило 5 ммоль спирту на грам реактор встановлювали таким чином, щоб наванкаталізатора за годину. Тиск в реакторі становив 3 таження на каталізатор становило 2-5 ммоль бар. спирту на грам каталізатора за годину. ОптимальАналіз продуктів реакції показав, що одержане мольне співвідношення спирт:ізобутан в залежний рідкий продукт являв собою суміш С 8ності від природи, спирту та каталізатора становиізоалканів та ізоолефінів. 5 35731 6 Приклад 6 З іншої сторони, спирти С6 і вище не можуть В даному прикладі в якості аліфатичного спирбути отримані біосинтезом і мають високу собіварту брали ізоаміловий спирт, а в якості каталізатора тість. Тому їх використання у заявлюваному спо- змішаний оксид WО3/ZrО 2. Температура у реаксобі також є недоцільним. торі становила 190°С. Навантаження на каталізаЗаявлюваний спосіб здійснюють при тиску ротор становило 2 ммоль спирту на грам каталізатобочої суміші в межах 2-10 бар. При тиску нижче 2 ра за годину. Тиск в реакторі становив 10 бар. бар або вище 10 бар зменшується вихід рідких Аналіз продуктів реакції показав, що одержапродуктів алкілування. Завдяки нижчому тиску ний рідкий продукт являв собою суміш С 9порівняно із способом-прототипом заявлюваний ізоалканів та ізоолефінів. спосіб може бути здійснений з дешевшим обладТаким чином, з наведених прикладів видно, нанням. що заявлювана корисна модель дозволяє одержуЩо стосується температури проведення провати високооктанові суміші алканів та алкенів, вицесу, вона може бути взята з аналогічних відомих користовуючи в якості алкілуючого реагента аліпроцесів з врахуванням термічної стійкості каталіфатичний спирт С 2-С5. Ці спирти можуть бути затора і не є суттєвою ознакою заявлюваної кориодержані біосинтезом, що є важливим в умовах сної моделі. вичерпання природних запасів органічної сировиРозгалужені алкани та алкени, які одержуютьни. ся згідно із заявлюваним способом, можуть бути Використання спирту С1 (метилового) є небатакож використані в якості вихідних речовин в оржаним, тому що при проведенні реакції алкілуванганічному синтезі. ня утворюються пентани та пентени з низькою Таким чином, заявлюваний спосіб може знайтемпературою кипіння (30-36°С), застосування ти широке застосування для виробництва з віднояких у складі моторного палива часто є недоцільвлювальної сировини як високооктанових моторним. Крім того, метиловий спирт токсичний. них палив, так і ряду цінних продуктів для хімічної промисловості. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело 35731 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601