New methods for synthesis of High-Octane Components from FCC Olefins

The suggested new method for synthesis of high-octane components from the butane-butylene fraction (BBF) includes two stages. At the first stage, BBF olefins are oxidized at a high selectivity with N2O to carbonyl compounds without formation of deep oxidation products and water. This is a non-catalytic gas phase process achieved in a flow reactor at 400 °C and 2 MPa, conversions of both olefins and nitrogen suboxide being high. The octane number of mixed oxidation products is 118-133 (RON) and 99-104 (MON). The second stage is gas-phase hydrogenation of the mixed carbonyl compounds with hydrogen in the presence of the Ni/Al₂O₃ catalyst at 150–160 °C in a flow reactor. The aldehydes are transformed to alcohols, while ketones may remain among the products under certain conditions. The octane number of mixed hydrogenation products is 111-112 (RON) and 95-96 (MON) that is inferior to that of the BBF oxidation product but superior to that of the alkylate produced by the traditional processes of butane alkylation with isobutane (95-97 RON, 93-95 MON). The application of the suggested process for synthesis of high-octane components may be of practical importance when concentrated waste of nitrogen suboxide is available.

1. Капустин В.М., Карпов С.А., Царев А.В. Оксигенаты в автомобильных бензинах. М.: КолосС, 2011. C. 238—240.

2. Мирзоев В., Пищук Е. // Проблемы местного самоуправления. 2010. № 41.

3. Badia J.H., Fité C., Bringué R., Ramírez E., Cunill F. // Applied Catalysis A: General. 2013. Vol. 468. P. 384.

4. Jaime-Leal José Enrique, Bonilla-Petriciolet Adrián, Segovia-Hernández Juan Gabriel, Hernández Salvador, Hernández-Escoto Héctor // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2013. Vol. 72. P. 31.

5. Hazari N., Iglesia E., Labinger J.A., Simonetti D.A. // Accounts of Chemical Research. 2012. Vol. 45. P. 653.

6. Simonetti D. A., Ahn J. H., Iglesia E. // Journal of Catalysis. 2011. Vol. 277. P. 173.

7. Максимов А.Л., Нехаев А.И., Рамазанов Д.Н., Ариничева Ю.А., Дзюбенко А.А., Хаджиев С.Н. // Нефтехимия, 2011. Т. 51. № 1. С. 62.

8. Adel Sharif Hamadi // Tikrit Journal of Eng. Sciences. 2010. Vol. 17. No. 2. P. 22.

9. Тарабанько В.Е., Черняк М.Ю., Морозов А.А., Кайгородов К.Л., Безбородов Ю.Н., Орловская Н.Ф., Надейкин И.В. //

10. Журнал Сибирского федерального университета. Серия «Химия». 2014. Т. 7. № 1. C. 31.

11. Alharbi K., Kozhevnikova E.F., Kozhevnikov I.V. // Journal of Catalysis. 2012. Vol. 293. P.141.

12. By Bercaw, John E., Hazari N., Labinger J.A., Scott V.J., Sunley G.J. // Journal of the American Chemical Society. 2008. Vol. 36. N. 130. P. 11988.

13. Panov G.I., Dubkov K.A., Kharitonov A.S. Nitrous Oxide as an Oxygen Donor in Oxidation Chemistry and Catalysis. in: Modern Heterogeneous Oxidation Catalysis: Design, Reactions and Characterization (Ed. Noritaka Mizuno). WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, 2009. Р. 217.

14. Starokon E.V., Dubkov K.A., Babushkin D.E., Parmon V.N., Panov G.I. // Adv. Synth. Catal. 2004. V. 346. P. 268.

15. Hermans I., Moens B., Peeters J., Jacobs P., Sels B. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2007. V. 9. P. 4269.

16. Hermans I., Janssen K., Moens B., Philippaerts A., Van Berlo B., Peeters J., Jacobs P. A., Sels B. //Adv. Synth. Catal. 2007. V. 349. P. 1604.

17. Newman S.G., Lee K., Cai J., Yang L., Green W.H., Jensen K. // Ind. Eng. Chem. Res. 2015. V. 54. P. 4166.

18. BASF News Release. BASF starts up a new production facility for intermediates. November 30, 2009.http://www.chemicalonline.com/ar ticle.mvc/BASF-Star ts-Up-A-New-Production- Facility-For-0001.

19. Uriarte A.K. // Stud. Surf. Sci. Catal. 2000. V. 130. P. 743—748.

20. http://corporate.evonik.com/en/products/search-products/pages/product-details.aspx?pid=60222&pfsearch=o&pfcmd=letter .

21. Su M. D., Liao H.Yi., Chung W. S. , Chu Y. // J. Org. Chem. 1999. V. 64. P. 6710.

22. Avdeev V.I., Ruzankin S.Ph., Zhidomirov G.M. // Chem. Commun. 2003. Nо. 1. P. 42.

23. Авдеев В.И., Рузанкин С.Ф., Жидомиров Г.М. // Кинетика и катализ. 2005. Т. 46 (2). С. 191.

24. Кирмсе В.М. Химия карбенов. М.: Мир, 1966. С. 324.

25. Нефедов O.М., Иоффе А.И., Менчиков Л.Г. Химия карбенов. М.: Химия, 1990. С. 304.

26. Емельянов В.Е., Скворцов В.Н. Моторные топлива. Антидетонационные свойства и воспламеняемость. СПб: Техника. ТУМА ГРУПП, 2006. C. 16.

27. Reference data for hydrocarbons and petro-sulfur compounds. AIChE. Fuels and petrochemical division. Phillips Petroleum Company. 1945. P. 26.

28. Технический регламент Таможенного союза. ТР ТС013/2011. О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту. Утвержден решением Комиссии Таможенного союза от 18 октября 2011 г.

29. ГОСТ Р 52033—2003 (с Изменением № 1 к ГОСТ Р 52033—2003 от 01.07.2012). Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния.

30. Капустин В.М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти. Ч. 2. Деструктивные процессы. М.: КолосС, 2007. C. 253.

31. Parmon V.N., Panov G.I., Uriarte A., Noskov A.S. // Catalysis Today. 2005. V. 100. P. 115.