The Formation Mechanism of Trimethylpentanes from Esters in Liquid Phase Alkylation of Isobutane with Butenes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The formation sequence of trimethylpentane (TMP) isomers during liquid phase interaction of butyltriflates and butenes with isobutene studied. In the alkylation products composition isomers of TMP share during homogeneous interaction in isobutane forms a row 2,2,4 > 2,3,4 > 2,3,3 >> 2,2,3, but in two-phase system isobutene–tryflic acid – 2,3,4 > 2,3,3 > 2,2,4 >> 2,2,3. As reaction time elongates the isomer composition approximate to composition of usual marketable product mainly owing to isomerization of 2,3,4- and 2,3,3-isomers into 2,2,4-isomer. The peculiarities of possible formation mechanisms of primary reaction products discussed. They are in the case of butenes 2,2,4- и 2,2,3-TMP, and in the case of butyltriflates – 2,3,4- и 2,3,3-TMP.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. А. Katsman

MIREA – Russian Technological University

Author for correspondence.
Email: katsman@aha.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Xin Z., Jiang H., Zhang Z., Chen Y., Wang J. Kinetic Model of Olefins/Isobutane Alkylation Using Sulfuric Acid as Catalyst // ACS Omega. 2022, 7, 9513−9526. doi: 10.1021/acsomega.1c06850
  2. Velázquez H., Cervantes-Martínez S., Martínez-Angel E.A., Gonzalo Hernández-Cortez J., Martínez-Palou R. Production of Alkylate Gasoline Using Methanesulfonic Acid as a Green Catalyst in the Presence of Real Refinery Hydrocarbon Mixtures // Energy & Fuels. 2024. V. 38. № 11. P. 10062. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.4c00786
  3. Industrial and Laboratory Alkylations. Eds. L.F. Albright, A.R. Goldsby. Washington: American Chemical Society, 1977. 462 р.
  4. Schmerling L. The Mechanism of the Alkylation of Paraffins // J. Am. Chem. Soc. 1945. V. 67. № 10. P. 1778. doi: 10.1002/9780470421604
  5. Berenblyum A.S., Katsman E.A., Hommeltoft S.I. Mathematical Description of Isobutane Alkylation with Butenes in the Presence of Trifluoromethanesulfonic Acid // Ind. Eng. Chem. Res. 2004. V. 43. P. 6988.
  6. Sampoli M., Marziano N.C., Tortato C. Dissociation of trifluoromethanesulfonic acid in aqueous solutions by Raman spectroscopy // J. Phys. Chem. 1989. V. 93. № 20. Р. 7252.
  7. Hommeltoft S.I., Ekelund O., Zavilla J. Role of ester intermediates in isobutane alkylation and its consequences for the choice of catalyst system // Ind. Eng. Chem. Res. 1997. V. 36. № 9. Р. 3491.
  8. Kazansky V.B., Abbenhuis H.C.L., van Santen R., Vorstenbosch M.L.V. NMR study of the role of isopropylsulfates in the two-step “conjunct oligomerization” of propylene and isopentane–propylene alkylation catalyzed by 95% sulfuric acid // Catal. Lett. 2000. V. 69. № 1. P. 51. doi: 10.1023/A:1019089016058
  9. Katsman E.A., Berenblyum A.S., Zavilla J., Hommeltoft S.I. Poisoning Effect of Acid Soluble Oil on Triflic Acid-Catalyzed Isobutane Alkylation // Kinet. Catal. 2004. V. 45. № 5. Р. 676. DOI: 0023-1584/04/4505- 0676
  10. Berenblyum A.S., Ovsyannikova L.V., Katsman E.A., Zavilla J., Hommeltoft S.I., Karasev Yu.Z. Acid soluble oil, by-product formed in isobutane alkylation with alkene in the presence of trifluoro methane sulfonic acid. Part I. Acid soluble oil composition and its poisoning effect // Appl. Catal. A: Gen. 2002. V. 232. P. 51.
  11. Nurmakanova А.Е., Ivashkina Е.N., Ivanchina E.D., Dolganov I.A., Boychenko S.S. Predicting Alkylate Yield and its Hydrocarbon Composition for Sulfuric Acid Catalyzed Isobutane Alkylation with Olefins Using the Method of Mathematical Modeling // Procedia Chem. 2015. V. 15. P. 54.
  12. Wang P., Wang D., Xu C., Liu J., Gao J. Ab initio calculations on the mechanism of isobutane and 2-butene alkylation reaction catalyzed by hydrofluoric acid // Catal. Today. 2007. V. 125. № 3. P. 263. doi: 10.1016/j.cattod.2007.04.003
  13. Perdih A., Perdih F. Chemical Interpretation of Octane Number // Acta Chim. Slov. 2006. V. 53. P. 306.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependence of TMP isomer concentration on reaction time. IB : Bu = 5.5; TfOH : Bu = 0.85; T = -35°C

Download (95KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the fraction of TMP isomers on reaction time. IB : Bu = 5.5; TfOH : Bu = 0.85; T = -35°C

Download (98KB)
Indexing metadata


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».