BR112015026608B1 - Processo para produção de olefina e de um sulfonato de olefina - Google Patents
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Abstract
processo para produção de olefina. a presente invenção refere-se a um processo para produção de uma olefina, contendo submeter um material bruto de álcool a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido, onde o catalisador ácido contém um óxido de metal, o álcool material bruto contém dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono, e uma temperatura da reação é 200oc ou mais e 300oc ou menos.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um processo para produção de uma olefina.
[0002] São conhecidos muitos processos para a produção de um composto olefina através de reação de desidratação de um álcool. Por exemplo, PTL 1 descreve um processo para produção de um composto olefina através de reação de desidratação de um álcool primário na presença de ácido triflúor metano sulfônico como um catalisador de desidratação em uma temperatura de 200 a 250oC.
[0003] PTL 2 descreve um processo para produção de um composto olefina através de reação de desidratação de um álcool terciário em uma fase gasosa na presença de um silicato de alumínio como um catalisador sólido em uma temperatura de reação de 200 a 400oC.
[0004] Os presentes inventores verificaram que uma olefina pode ser obtida em um curto período de tempo com um alto rendimento através de realização de reação de desidratação em fase líquida de um álcool usando um catalisador tal como Y-alumina tendo particulares sítios de ácido fraco, e depositaram um pedido de patente (ver PTL 3).
[0005] PTL 4 descreve um processo para produção de um composto olefina através de reação de desidratação de um álcool primário usando um catalisador alumina na presença de uma amina.
[0006] PTL 5 descreve um processo para produção de uma olefina usando dois tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono na presença de um catalisador contendo um metal ou um cloreto de zinco ou ferro. Lista de Citações Literatura de Patentes PTL 1: JP-T-2008-538206 PTL 2: JP-A-2008-56671 PTL 3: WO 2011/052732 PTL 4: JP-A-2003-95994 PTL 5: Patente Japonesa No. 145,452
[0007] A presente invenção refere-se a um processo para produção de uma olefina, compreendendo submeter um álcool material bruto a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido, em que o catalisador ácido contém um óxido de metal, o álcool material bruto contém dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono, cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono, e uma temperatura da reação é de 200oC ou mais e 300oC ou menos.
[0008] A presente invenção também refere-se a um processo para produção de um sulfonato de olefina, contendo as seguintes etapas 1 a 3: Etapa 1: uma etapa de sulfonação de uma olefina que é produzida através do processo para produção de uma olefina. Etapa 2: uma etapa de neutralização de um produto sulfonado obtido na etapa 1, e Etapa 3: uma etapa de hidrólise de um produto neutralizado obtido na etapa 2.
[0009] Entretanto, a reação usando ácido triflúor metano sulfônico descrita em PTL 1 tem um problema em que a reação é de difícil controle.
[0010] A reação usando um catalisador de sílica alumina descrita em PTL 2 tem um problema em que um produto oligomerizado de uma olefina é instável para ser formado, e o rendimento do produto alvo pode ser reduzido.
[0011] No processo descrito em PTL 3, o produto oligomerizado como um subproduto pode ser suprimido, mas o desenvolvimento de ainda um processo de produção efetivo tem sido demandado.
[0012] No processo descrito em PTL 4, a seletividade de uma alfa olefina na olefina assim produzida pode ser aperfeiçoada, mas não há descrição sobre a supressão do subproduto devido a oligomerização, e uma olefina não é obtida com um rendimento suficiente.
[0013] No processo de PTL 5, ainda aperfeiçoamento foi demandado uma vez que não há investigação sobre a supressão do produto oligomerizado, e o rendimento não é suficiente. Além disso, há uma descrição tal que o rendimento pode ser reduzido no caso onde uma mistura de álcoois tendo dois tipos de comprimentos de cadeia alquila é usada como um material bruto, como comparado ao caso onde somente um tipo de álcool é usado como um material bruto, mas não há sugestão sobre um processo para prevenção de redução de rendimento devido à mistura.
[0014] A presente invenção refere-se a um processo para produção de uma olefina com um alto rendimento através de reação de desidratação de um álcool alifático enquanto suprimindo oligomerização de uma olefina.
[0015] Os inventores verificaram que oligomerização de uma olefina pode ser suprimida, e pelo que uma olefina pode ser produzida com um alto rendimento, através de realização de reação de desidratação através de combinação de um particular álcool alifático.
[0016] A presente invenção refere-se aos seguintes itens [1] e [2].
[0017] [1] Um processo para produção de uma olefina, contendo submeter um álcool material bruto a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido, o catalisador ácido contendo um óxido de metal, o álcool material bruto contendo dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono, e uma temperatura de reação sendo de 200oC ou mais e 300oC ou menos.
[0018] [2] Um processo para produção de um sulfonato de olefina, contendo as seguintes etapas 1 a 3: etapa 1: uma etapa de sulfonação de uma olefina que é produzida através do processo para produção de uma olefina de acordo com o item [1], etapa 2: uma etapa de neutralização de um produto sulfonado obtido na etapa 1, e etapa 3: uma etapa de hidrólise de um produto neutralizado obtido na etapa 2.
[0019] A presente invenção pode prover um processo para produção de uma olefina com um alto rendimento através de reação de desidratação de um álcool alifático enquanto suprimindo oligomerização de uma olefina.
[0020] O processo para produção de uma olefina da presente invenção contém submeter como um álcool de material bruto dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono a reação na presença de um catalisador ácido contendo um óxido de metal em uma particular temperatura, e pelo que uma olefina pode ser produzida com um alto rendimento.
[0021] O álcool material bruto usado na presente invenção são dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono.
[0022] A razão pela qual o uso dos álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono suprime a oligomerização da olefina para prover a olefina com um alto rendimento não é clara mas pode ser considerada como se segue.
[0023] Pode ser estimado que a falta de uniformidade no número de átomos de carbono do álcool material bruto suprime a ação mútua entre as moléculas do álcool material bruto e a resultante olefina, tal como uma ação mútua hidrofóbica. Pode ser assim considerado que a reação entre as moléculas é suprimida, e assim a dimerização é suprimida.
[0024] O número de tipos dos álcoois usados como material bruto é de preferivelmente 5 tipos ou menos, mais preferivelmente 3 tipos ou menos, e ainda preferivelmente 2 tipos, do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento.
[0025] O número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é de 8 ou mais, preferivelmente 12 ou mais, mais preferivelmente 14 ou mais, e ainda preferivelmente 16 ou mais, do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento, e é de 22 ou menos, preferivelmente 20 ou menos, mais preferivelmente 18 ou menos, e ainda preferivelmente 14 ou menos, do ponto de vista da supressão da oligomerização da olefina.
[0026] O número de átomos de carbono do álcool usado como o material de partida é 8 ou mais e 22 ou menos, preferivelmente 12 ou mais e 22 ou menos, e mais preferivelmente 12 ou mais e 18 ou menos, do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento e do ponto de vista de supressão de oligomerização da olefina.
[0027] O número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é ainda preferivelmente 14 ou mais e 18 ou menos, e ainda preferivelmente 16 ou mais e 18 ou menos, do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento.
[0028] O número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é preferivelmente 8 ou mais e 16 ou menos, mais preferivelmente 8 ou mais e 14 ou menos, e ainda preferivelmente 12 ou mais e 14 ou menos, do ponto de vista da supressão da oligomerização da olefina.
[0029] Exemplos preferidos do álcool material bruto a partir do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento e do ponto de vista de supressão de oligomerização da olefina incluem dois ou mais tipos selecionados de 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1- undecanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol, 1-pentadecnol, 1-hexadecanol, 1-heptadecanol, 1-octadecanol, 1-nonadecanol, 1- eicosanol, 1-heneicosanol, e 1-docosanol, mais preferivelmente dois ou mais tipos selecionados de 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1- tetradecanol, 1-pentadecanol, 1-hexadecanol, 1-heptadecanol, 1- octadecanol, 1-nonadecanol, e 1-eicosanol, e ainda preferivelmente dois ou mais tipos selecionados de 1-dodecanol, 1-tetradecanol, 1- hexadecanol e 1-octadecanol.
[0030] Seus exemplos preferidos do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento incluem dois ou mais tipos selecionados de 1-tetradecanol, 1-hexadecanol, e 1-octadecanol, e mais preferivelmente dois tipos de 1-hexadecanol e 1-octadecanol.
[0031] Seus exemplos preferidos do ponto de vista da supressão da oligomerização da olefina incluem dois ou mais tipos selecionados de 1-dodecanol, 1-tetradecanol, e 1-hexadecanol, e mais preferivelmente dois tipos de 1-dodecanol e 1-tetradecanol.
[0032] No caso onde dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono serem usados, o teor total do álcool que tem o primeiro maior teor e o álcool que tem o segundo maior teor no álcool material bruto é preferivelmente 50% em massa ou mais, mais preferivelmente 70% em massa ou mais, ainda preferivelmente 905 em massa ou mais, e ainda preferivelmente 100% em massa, do ponto de vista da utilidade da olefina resultante.
[0033] Os dois tipos de álcoois que têm o primeiro e segundo maiores teores são um álcool (A) e um álcool (B), em que o álcool (B) tem um número de átomos de carbono maior que o álcool (A), onde a razão em massa (A/B) do álcool (A) e o álcool (B) é preferivelmente 1/9 ou mais e 9/1 ou menos, mais preferivelmente % ou mais e 4/1 ou menos, ainda preferivelmente % ou mais e 3/1 ou menos, ainda preferivelmente ^ ou mais e 2/1 ou menos, e ainda preferivelmente 2/3 ou mais e 3/2 ou menos, do ponto de vista da supressão da oligomerização da olefina.
[0034] A diferença no número de átomos de carbono entre o álcool (A) e o álcool (B) é preferivelmente 1 ou mais e 4 ou menos, mais preferivelmente 1 ou mais e 3 ou menos, e ainda preferivelmente 2, do ponto de vista da supressão da oligomerização da olefina.
[0035] Na presente invenção, o caso onde o número de átomos de carbono do álcool (A) é 16 e o número de átomos de carbono do álcool (B) é 18, particularmente o caso onde o álcool (A) é 1-hexadecanol e o álcool (B) é 1-octadecanol são preferidos do ponto de vista de obtenção de olefina com um alto rendimento. Entre estes, o caso onde o álcool (A) é 1-hexadecanol e p álcool (B) é 1-octadecanol é mais preferido.
[0036] O caso onde o álcool (A) é 1-dodecanol e o álcool (B) é 1- tetradecanol é preferido do ponto de vista da supressão da oligomerização da olefina.
[0037] Na presente invenção, uma olefina é produzida submetendo-se álcoois alifáticos primários tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido contendo um óxido de metal. Na presente invenção, uma olefina pode ser produzida submetendo-se álcoois alifáticos primários tendo 12 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido contendo um óxido de metal.
[0038] O catalisador ácido contendo um óxido de metal é preferivelmente um catalisador ácido sólido do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação da reação de desidratação enquanto controlando a segurança de reação e do ponto de vista de produção de olefina com uma alta eficiência através de recuperação e reutilização de catalisador.
[0039] A razão da quantidade de ácido fraco do catalisador ácido sólido é preferivelmente 60% ou mais, e mais preferivelmente 70% ou mais, do ponto de vista da supressão da reação secundária, e é preferivelmente 100% ou menos, mais preferivelmente 90% ou menos, ainda preferivelmente 90% ou menos. Ainda preferivelmente 80% ou menos, e ainda preferivelmente 75% ou menos, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação da reação de desidratação.
[0040] A razão da quantidade de ácido fraco referida na presente descrição significa uma quantidade de ácido que é calculada a partir da quantidade de dessorção de amônia em uma temperatura de dessorção de 300oC ou menos baseado no quantidade de ácido total, que é medida por um processo NH3-TPD.
[0041] O processo NH3-TPD é um processo tal que amônia é adsorvida sobre um catalisador sólido, a temperatura do qual é então continuamente aumentada em uma taxa de aumento de temperatura constante controlada, e a quantidade de amônio dessorvida e a temperatura de dessorção são medidas. A quantidade de ácido e a resistência ácida do catalisador podem ser medidas pelo que uma vez que amônia que é adsorvida a sítios ácidos fracos entre os sítios ácidos do catalisador sólido é dessorvida em uma menor temperatura, enquanto amônio que é adsorvida em sítios de ácido forte é dessorvida em uma maior temperatura. A medição pelo processo NH3-TPD pode ser realizada, por exemplo, com um analisador de catalisador, Automatic Temperature Programmed Desorption Analyzer “TPD-1At”, produzido por Bel Japan, Inc.
[0042] A quantidade de ácido fraco pode ser medida como uma quantidade relativa com relação ao pico alto (isto é, o pico sobre o lado de maior temperatura entre os dois picos medidos), que é assumida ser 0,99 mmol/g, com zeólito tipo ZSM-5, JRC-Z5-25H, produzido por ExxonMobil Catalyst Technologies LLC. Os picos são detectados através de determinação quantitativa de amônia com o fragmento de amônia w/e = 16 no espectro de massa.
[0043] O processo de medição usado para o processo NH3-TPD pode ser um processo de medição que tem sido comumente realizado. Por exemplo, pré-tratamento, o tratamento de adsorção de NH3 e o tratamento a vácuo são realizados sob as seguintes condições, e então a medição TPD é realizada.
[0044] Pré-tratamento: a temperatura é aumentada para 200oC em 20 minutos, e mantida por 1 hora, em hélio.
[0045] Tratamento de adsorção de NH3: NH3 é adsorvida a 50oC e 2,7 kPa por 10 minutos.
[0046] Tratamento a vácuo: tratamento a 50oC por 4 horas com um grau de vácuo de 2,7 kPa
[0047] Medição TPD: gás hélio é alimentado em 50 mL / minuto, e a temperatura é aumentada para 600oC em uma taxa de aumento de temperatura de 5oC por minuto.
[0048] Na presente invenção, a quantidade de ácido fraco é calculada a partir da quantidade de dessorção de amônia na faixa de temperatura a partir do início de medição para a temperatura de dessorção de 300oC, a quantidade de ácido forte é calculada da quantidade de dessorção de amônia na faixa de temperatura a partir de temperatura de dessorção excedendo 300oC para a temperatura onde amônia é completamente dessorvida, e a sua soma é designada como a quantidade de ácido total. A razão da quantidade de ácido fraco com relação à quantidade de ácido total é calculada através da seguinte expressão. (razão de quantidade de ácido fraco (%)) = ((quantidade de ácido fraco (mmol/g)) / (quantidade de ácido total (mmol/g)) x 100
[0049] A quantidade de ácido fraco no catalisador ácido sólido é preferivelmente 0,01 mmol/g ou mais, mais preferivelmente 0,05 mmol/g ou mais, e ainda preferivelmente 0,1 mmol/g ou mais, a partir do ponto de vista da supressão da reação secundária.
[0050] O catalisador ácido contendo um óxido de metal preferivelmente contém pelo menos um elemento selecionado de alumínio, ferro, e gálio, e mais preferivelmente contém alumínio, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação da reação de desidratação. Especificamente, um óxido de metal contendo alumínio é preferido, óxido de alumínio é mais preferido, e Y-alumina ainda é preferida.
[0051] Na presente invenção, um catalisador ácido sólido contendo óxido de alumínio que suporta ou outro ácido que não óxido de alumínio (que pode daqui por diante ser referido como um catalisador sólido suportado em óxido) pode ser usado. Exemplos do elemento constituindo o outro óxido que não óxido de alumínio incluem um elemento tendo uma eletronegatividade que é maior que alumínio. O valor da eletronegatividade referida na presente invenção significa o valor de uma eletronegatividade Pauling.
[0052] A eletronegatividade do elemento é preferivelmente 1,6 ou mais, mais preferivelmente 2,0 ou mais, e ainda preferivelmente 2,4 ou mais, a partir do ponto de vista da supressão da reação secundária, e é preferivelmente 3,0 ou menos, e mais preferivelmente 2,6 ou menos, a partir do mesmo ponto de vista.
[0053] A eletronegatividade do elemento é preferivelmente 1,6 ou mais e 3,0 ou menos, mais pr4eferivelmente 2,0 ou mais e 3,0 ou menos, e ainda preferivelmente 2,4 ou mais e 2,6 ou menos, a partir do ponto de vista da supressão da reação secundária e a partir do mesmo ponto de vista.
[0054] Exemplos do elemento tendo uma eletronegatividade que é maior que alumínio (1,5) incluem um ou mais tipos selecionados de enxofre (2,5), tungstênio (1,7), fósforo (2,1), silício (1,8) molibdênio (1,8), ferro (1,8), cobalto (1,8), níquel (1,8), cobre (1,9), zinco (1,6), boro (2,0), índio (1,7), germânio (1,9), estanho (1,8), antimônio (1,9), bismuto (1,9) e selênio (2,4). Entre estes, um ou mais tipos selecionados de enxofre, tungstênio, fósforo e silício é preferido, e enxofre é o mais preferido, do ponto de vista do aperfeiçoamento de reação de desidratação. Os valores nos parênteses são cada um, o valor da eletronegatividade de Pauling.
[0055] Exemplos de um composto para ser uma fonte de óxido do elemento incluem um ácido inorgânico, tal como ácido sulfúrico, ácido tiossulfúrico, ácido fosfórico, ácido tungstico, e ácido silícico, e um seu sal, um óxido, tal como sílica, um alcóxido de metal ácido, que é solúvel em água através de hidrólise, tal como orto silicato de tetra metila e orto silicato de tetra etila, e um hetero poli ácido, tal como ácido sílico tungstico e fosfo tungstíco, e um seu sal.
[0056] Como compostos mais específicos, exemplos do ácido inorgânico e um seu sal incluem ácido sulfúrico, anidrido sulfúrico, sulfato de amônio, sulfato de sódio, sulfato de potássio, sulfato de magnésio, sulfato de cálcio, tiossulfato de sódio, tiossulfato de amônio, ácido fosfórico, pentóxido de fósforo, fosfato de amônio, hidrogeno fosfato de di-amônio, fosfato de sódio, fosfato de potássio, fosfato de magnésio, fosfato de cálcio, ácido tungstico, tungstato de amônio, tungstato de sódio, tungstato de potássio, tungstato de cálcio, paratungstato de amônio, metatungstato de amônio, e silicato de tetra metil amônio; exemplos do óxido incluem sílica coloidal, sílica gel e silicato de sódio; exemplos do alcóxido de metal ácido incluem orto silicato de tetra metila e orto silicato de tetra etila; exemplos do hetero poli ácido e um seu sal incluem ácido sílico tungstico, ác ido fosfo tungstico, fosfo tungstato de amônio, fosfo tungstato de sódio e fosfo tungstato de potássio.
[0057] Entre estes, um ácido inorgânico e um seu sal, e um alcóxido de metal ácido são preferidos como a fonte de óxido, ácido sulfúrico, sulfato de amônio, tungstato de amônio, hidrogeno fosfato de diamônio, e orto silicato de tetra etila são mais preferidos, e ácido sulfúrico ainda é preferido, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação. O uso do catalisador pode progredir rapidamente a reação de desidratação do álcool e pode prover a olefina alvo com um alto rendimento.
[0058] A quantidade do óxido do elemento suportada sobre óxido de alumínio é preferivelmente 0,01 parte em massa ou mais, mais preferivelmente 0,1 parte em massa ou mais, ainda preferivelmente 0,5 parte em massa ou mais, ainda mais preferivelmente 0,8 parte em massa ou mais, ainda mais preferivelmente 1 parte em massa ou mais, a partir do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação, e é preferivelmente 10 partes ou menos, mais preferivelmente 8 partes em massa ou menos, ainda preferivelmente 5 partes em massa ou menos, e ainda preferivelmente 3 partes em massa ou menos, a partir do ponto de vista da supressão da reação secundária, tal como a oligomerização da olefina, todas por 100 partes em massa de óxido de alumínio.
[0059] Quando a quantidade do óxido do elemento suportado sobre óxido de alumínio está na faixa, a reação pode ser completada em um curto período de tempo.
[0060] O catalisador sólido suportado sobre óxido pode ser preparado através de um processo de evaporação à secura, um processo de adsorção, um processo de adsorção de equilíbrio, um processo de enchimento de poro, um processo de espargimento, um processo de precipitação ou semelhantes.
[0061] Exemplos específicos do processo de preparação incluem um processo, no qual um líquido de suspensão aquosa ou um sólido contendo água de óxido de alumínio, o óxido do elemento, e um solvente aquoso são misturados para preparar um produto impregnado, e o resultante produto impregnado é secado e calcinado. O óxido de alumínio como o suporte pode ser obtido, por exemplo, através de um processo de precipitação, um processo de so-gel ou um processo alcóxido, e o óxido de alumínio usado é preferivelmente calcinado em uma temperatura de 400oC ou mais, e mais preferivelmente 450oC ou mais, a partir do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de suficiente cristalização de óxido de alumínio, e é preferivelmente calcinado em uma temperatura de 900oC ou menos, mais preferivelmente 800oC ou menos, ainda preferivelmente 700oC ou menos, ainda preferivelmente 600oC ou menos, e ainda preferivelmente 550oC ou menos, a partir do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de provisão de suficiente área de superfície. O óxido de alumínio usado como o suporte na presente invenção é preferivelmente y-alumina a partir do ponto de vista da atividade catalítica, isto é, o aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação.
[0062] O solvente ou o solvente aquoso usado no líquido de suspensão aquosa é preferivelmente água do ponto de vista da disponibilidade e a segurança no processo de preparação do catalisador.
[0063] O solvente ou o solvente aquoso usado no líquido de suspensão aquosa pode conter um solvente orgânico que tenha compatibilidade com água, tal como etanol, isopropanol, metanol e acetona. Neste caso, o teor de água no solvente ou solvente aquoso usado no líquido de suspensão aquosa é preferivelmente 50% em massa ou mais, mais preferivelmente 80% em massa ou mais, ainda preferivelmente 90% em massa ou mais, e ainda preferivelmente 95% em massa ou mais, do ponto de vista da segurança no processo de preparação do catalisador e do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação.
[0064] A temperatura na qual o óxido de alumínio é impregnado com o óxido de elemento é preferivelmente 0oC ou mais, e mais preferivelmente 20oC ou mais, e é preferivelmente 100oC ou menos, mais preferivelmente 95oC ou menos, ainda preferivelmente 90oC ou menos, ainda preferivelmente 50oC ou menos, e ainda preferivelmente 30oC ou menos, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de suporte e o ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de suporte uniforme do óxido do elemento no catalisador resultante.
[0065] O tempo da impregnação é de preferivelmente 0,1 hora ou mais, é preferivelmente 0,1 hora ou mais, mais preferivelmente 0,2 hora ou mais, e ainda preferivelmente 0,5 hora ou mais, e é preferivelmente 10 horas ou menos, mais preferivelmente 5 horas ou menos, e ainda preferivelmente 2 horas ou menos, a partir do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de suporte e o ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de suporte uniforme do óxido do elemento no resultante catalisador.
[0066] A temperatura de calcinação após a impregnação é de preferivelmente 300oC ou mais, mais preferivelmente 400oC ou mais, e ainda preferivelmente 450oC ou mais, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de formação do óxido do elemento, e é preferivelmente 900oC ou menos, mais preferivelmente 850oC ou menos, preferivelmente 800oC ou menos, e ainda preferivelmente 550oC ou menos, a partir do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de prevenção da redução da área de superfície do catalisador e a manutenção do grau de dispersão do elemento suportado.
[0067] O tempo de calcinação é de preferivelmente 1 hora ou mais, e mais preferivelmente 2 horas ou mais, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de formação do óxido do elemento, e é preferivelmente 10 horas ou menos, mais preferivelmente 5 horas ou menos, e ainda preferivelmente 4 horas ou menos, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de prevenção da redução da área de superfície do catalisador e a manutenção do grau de dispersão do elemento suportado.
[0068] A atmosfera para calcinação não é particularmente limitada, e pode ser uma atmosfera de gás inerte, uma atmosfera oxidante ou uma atmosfera redutora. A calcinação pode ser realizada em uma condição fechada ou em uma condição de fluxo de gás. A atmosfera é preferivelmente uma condição de fluxo de gás de ar ou oxigênio do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação através de oxidação do elemento suportado.
[0069] O catalisador assim obtido pode estar em um estado agregado e assim pode ser apropriadamente pulverizado na forma de um pulverizado, partículas ou formado em talharins, pelotas ou semelhantes, antes de uso.
[0070] No caso onde o catalisador está na forma de pulverizado, o diâmetro de partícula médio do pulverizado é preferivelmente 1- micrometro ou mais, mais preferivelmente 5 micrometros ou mais, e ainda preferivelmente 10 micrometros ou mais, do ponto de vista do aperfeiçoamento da eficiência de produção da olefina através de facilidade da recuperação e reutilização do catalisador, e é preferivelmente 300 micrometros ou menos, mais preferivelmente 250 micrometros ou menos, e ainda preferivelmente 200 micrometros ou menos, do ponto de vista da suficiente exibição da atividade catalítica do catalisador.
[0071] A área de superfície específica BET do catalisador é preferivelmente 100 m2/g ou mais, mais preferivelmente 120 m2/g ou mais, e ainda preferivelmente 140 m2/g ou mais, do ponto de vista da suficiente exibição da atividade catalítica do catalisador, e é preferivelmente 500 m2/g ou menos, mais preferivelmente 400 m2/g ou menos, e ainda preferivelmente 300 m2/g ou menos, do ponto de vista da retenção da resistência da atividade de catalisador durante a reação.
[0072] O diâmetro de poro médio do catalisador é preferivelmente 5 nm ou mais, mais preferivelmente 7 nm ou mais, e ainda preferivelmente 9 nm ou mais, do ponto de vista da suficiente exibição da atividade catalítica do catalisador, e é preferivelmente 50 nm ou menos, mais preferivelmente 40 nm ou menos, e ainda preferivelmente 25 nm ou menos, do ponto de vista da manutenção da resistência do catalisador durante a reação.
[0073] O volume de poro do catalisador é preferivelmente 0,20 mL/g ou mais, mais preferivelmente 0,25 mL/ ou mais, e ainda preferivelmente 0,30 mL/g ou mais, do ponto de vista da suficiente exibição da atividade catalítica do catalisador, e é preferivelmente 2,0 mL/g ou menos, mais preferivelmente 1,5 mL/g ou menos, e ainda preferivelmente 1,2 mL/g ou menos, do ponto de vista da manutenção da resistência do catalisador durante a reação.
[0074] O diâmetro de partícula médio do catalisador é um diâmetro médio que é medido em uma maneira tal que 0,05 g do catalisador é disperso sob agitação em etanol (Cica-First Grade Reagent, produzido por Kanto Chemical Co., Inc.) como um solvente de medição e medido para o diâmetro médio com um analisador de distribuição de tamanho de partícula de difusão de difração de laser “LA-920” (produzido por Horiba, Ltd.) (taxa de agitação: nível 4) assumindo que o índice de refração é 1,10.
[0075] A área de superfície específica BET, o diâmetro de poro médio, e o volume de poro podem ser medidos através das seguintes maneiras. Através do uso de um analisador de distribuição de poros e área de superfície “ASAP2020” (produzido por Micromeritics Instrument Corporation), um espécime é submetido a um pré- tratamento de aquecimento a 250oC por 5 horas, e então medido para a área de superfície específica BET através de um processo multi- pontos usando nitrogênio líquido para prover o valor dentro de uma faixa onde o parâmetro C é positivo.
[0076] O volume de poro pode ser calculado por um processo BJH (processo Barrett-Joyner-Halenda), e a parte superior de pico da distribuição de poros é designada como o diâmetro de poro médio. O processo BJH aqui referido é um processo usando poros cilíndricos que não estão ligados a outros poros, no qual a distribuição de poros é obtida pela condensação capilar e a adsorção multicamadas de gás nitrogênio. Os seus detalhes são descritos em “Shimadzu Review”, vol. 48, No. 1, pp. 35 a 44 (1991).
[0077] A quantidade do catalisador usada em reação em leito de suspensão é preferivelmente 0,5% em massa ou mais, mais preferivelmente 1% em massa ou mais, ainda preferivelmente 3% em massa ou mais, e ainda preferivelmente 4% em massa ou mais, do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação de desidratação, e é preferivelmente 20% em massa ou menos, mais preferivelmente 15% em massa ou menos, ainda preferivelmente 10% em massa ou menos, ainda preferivelmente 7% em massa ou menos, e ainda preferivelmente 6% em massa ou menos, do ponto de vista da economia, todas baseadas no álcool material bruto. Quando a quantidade do catalisador usada está na faixa, a temperatura de reação pode ser suprimida baixa enquanto evitando que o catalisador seja usado excessivamente, pelo que provendo vantagens econômicas.
[0078] No processo de produção da presente invenção, um solvente orgânico pode ser usado dependendo da necessidade. O solvente orgânico que pode ser usado na presente invenção não é particularmente limitado tanto quanto o solvente esteja em um estado líquido na temperatura de reação, seja compatível com os substratos e o produto, e não prejudique a reação, e pode ser uma mistura. O solvente orgânico é preferivelmente um que possa ser isolado do produto após a reação, através de utilização de diferença em ponto de ebulição.
[0079] Exemplos do solvente orgânico que pode ser usado na presente invenção incluem um solvente orgânico hidrocarboneto, tal como um hidrocarboneto alifático saturado, um hidrocarboneto alifático insaturado e um hidrocarboneto aromático.
[0080] A reação no processo da presente invenção é reação de desidratação de um álcool, e existe uma possibilidade de que sua taxa de reação seja diminuída quando água sub-produzida é acumulada no sistema de reação. Da mesma maneira, a partir do ponto de vista do aperfeiçoamento da taxa de reação, a reação é preferivelmente realizada enquanto removendo a água produzida fora do sistema de reação enquanto introduzindo um gás inerte, tal como nitrogênio ou argônio, no sistema de reação em pressão comum sob agitação, ou sob uma pressão absoluta de preferivelmente 0,07 Mpa ou menos, mais preferivelmente 0,05 Mpa ou menos, e ainda preferivelmente 0,01 Mpa ou menos.
[0081] A temperatura de reação é o ponto de ebulição do álcool material bruto ou menos, é de 200oC ou mais, preferivelmente 230oC ou mais, mais preferivelmente 240oC ou mais, ainda preferivelmente 250oC ou mais, ainda preferivelmente 260oC ou mais, ainda preferivelmente 270oC ou mais, e ainda preferivelmente 275oC ou mais, do ponto de vista da taxa de reação e o ponto de vista da supressão da reação secundária, tal como oligomerização, e é de 300oC ou menos, preferivelmente 290oC ou menos, mais preferivelmente 285oC ou menos, e ainda preferivelmente 280oC ou menos, do ponto de vista do consumo de energia e do ponto de vista da resistência térmica do equipamento de produção.
[0082] A temperatura de reação é de 200oC ou mais e 300oC ou menos, preferivelmente 230oC ou mais e 290oC ou menos, mais preferivelmente 240oC ou mais e 285oC ou menos, e ainda preferivelmente 240oC ou mais e 280oC ou menos, do ponto de vista da taxa de reação, do ponto de vista da supressão da reação secundária, tal como oligomerização, do ponto de vista do consumo de energia, e do ponto de vista da resistência térmica do equipamento de produção.
[0083] A temperatura de reação é preferivelmente 230oC ou mais e 300oC ou menos, mais preferivelmente 240oC ou mais e 300oC ou menos, ainda preferivelmente 250oC ou mais e 300oC ou menos, ainda preferivelmente 260oC ou mais e 300oC ou menos, ainda preferivelmente 270oC ou mais e 290oC ou menos, e ainda preferivelmente 275oC ou mais e 285oC ou menos, do ponto de vista da taxa de reação e do ponto de vista da supressão da reação secundária, tal como oligomerização.
[0084] Na presente invenção, a reação de formação de olefina é preferivelmente realizada como reação de fase líquida. Aqui a reação de fase liquida significa reação realizada em uma temperatura que é ponto de ebulição do álcool material bruto ou menos e o seu ponto de fusão ou mais, isto é, uma temperatura, na qual uma fase líquida está presente. No caso da reação em fase líquida realizada, o custo de produção pode ser suprimido uma vez que os materiais brutos não precisam ser necessariamente inteiramente evaporados. Além disso o produto alvo pode ser obtido com um alto rendimento uma vez que a oligomerização da olefina pode ser suprimida.
[0085] O tempo de reação é preferivelmente um período tal que proporcione uma conversão de álcool de 95% ou mais, mais preferivelmente 97% ou mais, e ainda preferivelmente 98% ou mais, do ponto de vista do rendimento da olefina alvo. Embora um tal tempo de reação possa variar dependendo da temperatura de reação, o tipo do solvente orgânico, o tipo e a quantidade do catalisador usado, e semelhantes, o tempo de reação em reação de batelada em leito de suspensão é preferivelmente 1 hora ou mais, mais preferivelmente 3 horas ou mais, ainda preferivelmente 6 horas ou mais, e ainda preferivelmente 8 horas ou mais, e é preferivelmente 50 horas ou menos, mais preferivelmente 40 horas ou menos, ainda preferivelmente 35 horas ou menos, ainda preferivelmente 15 horas ou menos, ainda preferivelmente 10 horas ou menos, a partir do ponto de vista do rendimento da olefina.
[0086] De acordo com o processo de produção da presente invenção, a quantidade de rendimento da olefina com relação ao álcool material bruto, isto é, o rendimento da olefina, é genericamente 90% ou mais. A taxa de formação do dímero contido na olefina é genericamente 5% ou menos.
[0087] No processo da presente invenção, um dímero cruzado formado através de dimerização cruzada de dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono pode estar contido como o dímero em alguns casos, e o dímero cruzado pode ser detectado por GC-MS.
[0088] Na presente invenção, somente a olefina pode ser purificada por destilação a partir do resultante produto de reação obtido através do processo mencionado anteriormente. A olefina tendo alta pureza obtida através de purificação com destilação é útil como um material bruto ou um intermediário de um tensoativo, tal como um sulfonato de olefina, um solvente orgânico, um amaciante, um agente de cola, e semelhantes.
[0089] O processo para produção de um sulfonato de olefina da presente invenção contém as seguintes etapas 1 a 3: etapa 1: uma etapa de sulfonação de uma olefina que é produzida pelo processo para produção de uma olefina da presente invenção. etapa 2: uma etapa de neutralização de um produto sulfonado obtido na etapa 1, e etapa 3: uma etapa de hidrólise de um produto neutralizado obtido na etapa 2.
[0090] A etapa 1 é uma etapa de sulfonação de uma olefina que é produzida através do processo para produção de uma olefina da presente invenção, e um produto sulfonado é obtido na etapa 1.
[0091] A reação de sulfonação na etapa 1 pode ser realizada através de reação de 1 mol da olefina com gás trióxido de enxofre ou anidrido sulfúrico em uma quantidade de preferivelmente 1 mol ou mais e 1,2 moles ou menos.
[0092] A temperatura de reação na reação de sulfonação é preferivelmente 20oC ou mais e 40oC ou menos a partir do ponto de vista do rendimento.
[0093] A reação de sulfonação pode ser realizada através de uso de anidrido sulfúrico na forma de líquido ao invés de gás trióxido de enxofre sob uma condição de uma temperatura de reação de 0oC ou mais e 10oC ou menos.
[0094] A etapa 2 é uma etapa de neutralização de produto sulfonado obtido na etapa 1, e um produto neutralizado do produto sulfonado é obtido na etapa 2.
[0095] A neutralização na etapa 2 pode ser realizada através de reação com uma solução aquosa alcalina contendo um álcali em uma quantidade de 1 vez por mol ou mais e 1,5 vezes por mol ou menos com relação ao valor teórico do grupo ácido sulfônico.
[0096] Exemplos da solução aquosa alcalina capaz de ser usada para a neutralização incluem uma solução aquosa de hidróxido de sódio, uma solução aquosa de hidróxido de potássio, uma solução aquosa de amônia e uma solução aquosa de 2-amino etanol, e uma solução aquosa de hidróxido de sódio e preferida do ponto de vista da disponibilidade.
[0097] A etapa 3 é uma etapa de hidrólise de produto neutralizado obtido na etapa 2, e um sulfonato de olefina é obtido na etapa 3.
[0098] O tratamento de hidrólise na etapa 3 pode ser realizado através de reação na presença de água em uma temperatura de 90oC ou mais e 200oC ou menos por um período de 30 minutos ou mais e 4 horas ou menos.
[0099] A reação de sulfonação e a reação de neutralização podem ser realizadas continuamente. Após término de reação de neutralização, o produto pode ser purificado por extração, rinsagem e semelhante.
[00100] Em adição às realizações mencionadas anteriormente, a presente invenção refere-se aos seguintes processos para produção de uma olefina.
[00101] <1> Um processo para produção de uma olefina, contendo submeter um álcool material bruto a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido, o catalisador ácido contendo um óxido de metal, o álcool material bruto contendo dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono, e uma temperatura de reação sendo de 200oC ou mais e 300oC ou menos.
[00102] <2> Um processo para produção de uma olefina, contendo submeter um álcool material bruto a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido, o catalisador ácido contendo um óxido de metal, o álcool material bruto contendo dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 12 ou mais e22 ou menos átomos de carbono, e uma temperatura de reação sendo 200oC ou mais e 300oC ou menos.
[00103] <3> O processo para produção de uma olefina de acordo com o item <1> ou <2>, onde o teor total do álcool que tem o primeiro maior teor e o álcool que tem o segundo maior teor no álcool material bruto é preferivelmente 50% em massa ou mais, mais preferivelmente 70% em massa ou mais, ainda preferivelmente 90% em massa ou mais, e ainda preferivelmente 100% em massa.
[00104] <4> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <3>, onde o álcool que tem o primeiro maior teor e o álcool que tem o segundo maior teor no álcool material bruto são um álcool (A) e um álcool (B), em que o álcool (B) tem um número de átomos de carbono maior que o álcool (A), e a diferença no número de átomos de carbono entre o álcool (A) e o álcool (B) é preferivelmente 1 ou mais e 4 ou menos, preferivelmente 1 ou mais e 3 ou menos, e ainda preferivelmente 2.
[00105] <5> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <4>, onde o álcool que tem o primeiro maior teor e o álcool que tem o segundo maior teor no álcool material bruto são um álcool (A) e um álcool (B), em que o álcool (B) tem um número de átomos de carbono maior que o álcool (A), e a razão em massa (A/B) do álcool (A) e o álcool (B) é preferivelmente 1/9 ou mais que 9/1 ou menos, mais preferivelmente 1/4 ou mais e 4/1 ou menos, ainda preferivelmente 1/4 ou mais e 3/1 ou menos, ainda preferivelmente 1/2 ou mais e 2/1 ou menos, e ainda preferivelmente 2/3 ou mais e 3/2 ou menos.
[00106] <6> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <5>, onde o número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é 8 ou mais, preferivelmente 12 ou mais, mais preferivelmente 14 ou mais, e ainda preferivelmente 16 ou mais.
[00107] <7> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <6>, onde o número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é 22 ou menos, preferivelmente 20 ou menos, mais preferivelmente 18 ou menos, e ainda preferivelmente 14 ou menos.
[00108] <8> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <7>, onde o número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é 8 ou mais e 22 ou menos, mais preferivelmente 12 ou mais e 18 ou menos, ainda preferivelmente 14 ou mais e 18 ou menos, e ainda preferivelmente 16 ou mais e 18 ou menos.
[00109] <9> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <8>, onde o número de átomos de carbono do álcool usado como o material bruto é preferivelmente 8 ou mais e 16 ou menos, mais preferivelmente 8 ou mais e 14 ou menos, e ainda preferivelmente 12 ou mais e 14 ou menos.
[00110] <10> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <9>, onde o álcool material bruto é de dois ou mais tipos selecionados de 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol, 1- pentadecanol, 1-hexadecanol, 1-heptadecanol, 1-octadecanol, 1- nonadecanol, 1-eicosanol, 1-heneicosanol, e 1-docosanol, mais preferivelmente dois ou mais tipos selecionados de 1-dodecanol, 1- tridecanol, 1-tetradecanol, 1-pentadecanol, 1-hexadecanol, 1- heptadecanol, 1-octadecanol, 1-nonadecanol, e 1-eicosanol, ainda preferivelmente dois ou mais tipos selecionados de 1-dodecanol, 1- tetradecanol, 1-hexadecanol e 1-octadecanol, ainda preferivelmente dois ou mais tipos selecionados de 1-tetradecanol, 1-hexadecanol, e 1- octadecanol, e ainda preferivelmente dois tipos de 1-hexadecanol e 1- octadecanol.
[00111] <11> O processo para produção de uma olefina e acordo com qualquer um dos itens <1> a <10>, onde o álcool material bruto é de dois ou mais tipos selecionados de 1-dodecanol, 1-tetradecanol, e 1-hexadecanol, e mais preferivelmente dois tipos de 1-dodecanol e 1- tetradecanol.
[00112] <12> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <11>, onde o número de tipos dos álcoois usados como material bruto é de preferivelmente 5 tipos ou menos, mais preferivelmente 3 tipos ou menos, e ainda preferivelmente 2 tipos.
[00113] <13> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <2> a <10> e <12>, onde o número de átomos de carbono do álcool (A) é 16 e o número de átomos de carbono do álcool (B) é 18, e preferivelmente o álcool (A) é 1- hexadecanjol e o álcool (B) é 1-octadecanol.
[00114] <14> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <2> a <12>, onde o álcool (A) né 1- dodecanol e o álcool (B) é 1-tetradecanol.
[00115] <15> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <14>, onde o catalisador ácido é um catalisador ácido sólido.
[00116] <16> O processo para a produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <15>, onde o catalisador ácido tem uma quantidade de ácido fraco, que é uma quantidade de ácido que é calculada a partir da quantidade de dessorção de amônia em uma temperatura de dessorção de 300oC ou menos baseada na quantidade de ácido total medida através de um processo NH3-TPD, de preferivelmente 60% ou mais, e mais preferivelmente 70% ou mais, e preferivelmente 100% ou menos, mais preferivelmente 99% ou mais, ainda preferivelmente 90% ou menos, e ainda preferivelmente 80% ou menos, e ainda preferivelmente 80% ou menos, e ainda preferivelmente 75% ou menos.
[00117] <17> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <16>, onde o catalisador ácido é um óxido de metal contendo alumínio, preferivelmente óxido de alumínio, e mais preferivelmente y-alumina.
[00118] <18> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens de <1> a <17>, onde o catalisador ácido é um catalisador ácido sólido contendo óxido de alumínio que suporta um outro óxido que não óxido de alumínio.
[00119] <19> O processo para produção de uma olefina de acordo com o item <18>, onde a eletronegatividade do outro elemento constituindo o óxido que não o óxido de alumínio é preferivelmente 1,6 ou mais, mais preferivelmente 2,0 ou mais, e ainda preferivelmente 2,4 ou mais, é preferivelmente 3,0 ou menos, e mais preferivelmente 2,6 ou menos, e é preferivelmente 1,6 ou mais e 3,0 ou menos, mais preferivelmente 2,0 ou mais e 3,0 ou menos, e ainda preferivelmente 2,4 ou e 2,6 ou menos.
[00120] <20> O processo para produção de uma olefina de acordo com o item <18>, onde o outro elemento constituindo o óxido que não óxido de alumínio é preferivelmente um ou mais tipos selecionados de enxofre, tungstênio, fósforo, silício, molibdênio, ferro, cobalto, níquel, cobre, zinco, boro, gálio, índio, germânio, estanho, antimônio, bismuto, e selênio, e o outro elemento constituindo o óxido que não óxido de alumínio é mais preferivelmente um ou mais tipos selecionados de enxofre, tungstênio, fósforo, e silício, e ainda preferivelmente enxofre.
[00121] <21> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <18> a <20>, onde a quantidade do outro óxido que não óxido de alumínio suportada sobre óxido de alumínio é preferivelmente 0,01 parte em massa ou mais, mais preferivelmente 0,1 parte em massa ou mais, ainda preferivelmente 0,5 parte em massa ou mais, ainda preferivelmente 0,8 parte em massa ou mais, e ainda preferivelmente 1 parte em massa ou mais, e é preferivelmente 10 partes em massa ou menos, mais preferivelmente 8 partes em massa ou menos, ainda preferivelmente 5 partes em massa ou menos, e ainda preferivelmente 3 partes em massa ou menos, todas por 100 partes em massa de óxido de alumínio.
[00122] <22> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <21>, onde a quantidade do catalisador usada em reação de leito em suspensão é preferivelmente 0,5% em massa ou mais, mais preferivelmente 1% em massa ou mais, ainda preferivelmente 3% em massa ou mais, e ainda preferivelmente 4% em massa ou mais, e é preferivelmente 20% em massa ou menos, mais preferivelmente 15% em massa ou menos, ainda preferivelmente 10% em massa ou menos, ainda preferivelmente 7% em massa ou menos, e ainda preferivelmente 6% em massa ou menos, todas baseadas no álcool material bruto.
[00123] <23> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <22>, onde a temperatura de reação é o ponto de ebulição do álcool material bruto ou menos, pode ser 200oC ou mais, preferivelmente 230oC ou mais, mais preferivelmente 240oC ou mais, ainda preferivelmente 250oC ou mais, ainda preferivelmente 260oC ou mais, ainda preferivelmente 270oC ou mais, e ainda preferivelmente 275oC ou mais, e pode ser 300oC ou menos, preferivelmente 290oC ou menos, mais preferivelmente 285oC ou menos, e ainda preferivelmente 280oC ou menos.
[00124] <24> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <22>, onde a temperatura de reação pode ser 200oC ou mais e 300oC ou menos, preferivelmente 230oC ou mais e 290oC ou menos, mais preferivelmente 240oC ou mais e 285oC ou menos, e ainda preferivelmente 240oC ou mais e 280oC ou menos.
[00125] <25> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <22>, onde a temperatura de reação é preferivelmente 230oC ou mais e 300oC ou menos, mais preferivelmente 240oC ou mais e 300oC ou menos, ainda preferivelmente 250oC ou mais e 300oC ou menos, ainda preferivelmente 260oC ou mais e 300oC ou menos, ainda preferivelmente 270oC ou mais e 290oC ou menos, e ainda preferivelmente 275oC ou mais e 285oC ou menos.
[00126] <26> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <25>, onde a reação de desidratação é reação de fase líquida.
[00127] <27> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <26>, onde a reação de desidratação é realizada enquanto removendo água produzida através de reação de desidratação fora do sistema de reação.
[00128] <28> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <27>, onde a reação de desidratação é realizada enquanto introduzindo um gás inerte.
[00129] <29> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <28>, onde o tempo de reação é preferivelmente 1 hora ou mais, mais preferivelmente 3 horas ou mais, ainda preferivelmente 6 horas ou mais, e ainda preferivelmente 8 horas ou mais, e é preferivelmente 50 horas ou menos, mais preferivelmente 40 horas ou menos, ainda preferivelmente 35 horas ou menos, e ainda preferivelmente 15 horas ou menos, ainda preferivelmente 10 horas ou menos.
[00130] <30> O processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <29>, onde o rendimento da olefina é 90% ou mais e a taxa de formação do dímero contido na olefina é 5% ou menos.
[00131] <31> U m processo para produção de um sulfonato de olefina, contendo as seguintes etapas 1 a 3: etapa 1: uma etapa de sulfonação de uma olefina que é produzida através do processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer um dos itens <1> a <30>, etapa 2: uma etapa de neutralização de produto sulfonado obtido na etapa 1, e etapa 3: uma etapa de hidrólise de um produto neutralizado obtido na etapa 2.
[00132] 1,02 g (0,011 mol) de ácido sulfúrico (reagente garantido 95%, produzido por Sigma-Aldrich Corporation) foram adicionados a 35,9 g de água trocada de íons para preparar um líquido de impregnação. Subsequentemente, o líquido de impregnação foi adicionado em gotas a 50,0 g de y-alumina (Neobead GB-13, produzido por Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.) e absorvido uniformemente pelas mesmas. A mistura foi deixada em repouso em temperatura ambiente por 1 hora, então secada a 120oC, e calcinada a 500oC por 3 horas no ar. O resultante catalisador teve uma quantidade de ácido fraco de 73% medida pelo processo NH3_TPD e uma quantidade de enxofre suportado de 2 partes em massa por 100 partes em massa de óxido de alumínio como calculado a partir das quantidades carregadas dos materiais brutos.
[00133] Em um frasco de quatro gargalos, de 300 mL, equipado com um agitador, 40,0 g (0,16 mol) de 1-hexadecanol (Kalcol 6098, produzido por Kao Corporation), 160,0 g (0,59 mol) de 1- octadecanol (Kalcol 8098, produzido por Kao Corporation) e 10,0 g (5% em massa baseado nos álcoois) de um catalisador alumina (Neobead GB-13, produzido por Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd., razão de quantidade de ácido fraco através de processo NH3- TPD: 71%) foram carregados, e reagidos por 9 horas sob agitação a 280oC com fluxo de nitrogênio no sistema (quantidade de fluxo de nitrogênio: 100 mL/minuto).
[00134] A solução após término da reação foi diluída com hexano e determinada para os produtos através de análise com um analisador de cromatografia gasosa (HP6890, produzido por Hewlett-Packard Company) equipado com uma coluna (Ultra Alloy-1 Capillary Column 30,0 mm x 250 μm, produzida por Frontier Laboratories Ltd.) e um detetor (detetor de ionização der chama de hidrogênio (FID)) sob condições de uma temperatura de injeção de 300oC,uma temperatura de detetor de 350oC e uma taxa de fluxo de He de 4,6 mL/minuto. Os resultados são mostrados na Tabela 1.
[00135] O rendimento da olefina foi calculado de acordo com a seguinte expressão Rendimento de olefina (%) = (quantidade de olefina (mol)) / (quantidade carregada de álcool material bruto (mol)) x 100
[00136] A reação foi realizada na mesma maneira como no Exemplo 1 exceto que as quantidades dos materiais brutos, o catalisador e as condições de reação foram alterados como mostrado na Tabela 1, e os produtos após término de reação foram medidos. As condições de reação e os resultados são mostrados em Tabelas 1 e 2.
[00137] Em um frasco de quatro gargalos, de 300 mL, equipado com um agitador, 40,0 g (0,16 mol) de 1-hexadecanol (Kalcol 6098, produzido por Kao Corporation), 160,0 g (0,59 mol) de 1-octadecanol (Kalcol 8098, produzido por Kao Corporation) e 2,0 g de uma solução aquosa 25% em massa de ácido triflúor metano sulfônico (produzido por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) como um catalisador foram carregados, e tentados serem reagidos sob agitação a 240oC na mesma maneira como no Exemplo 1, mas a reação foi interrompida uma vez que intensa geração de calor e sacudidas ocorreram com aumento de temperatura.
[00138] Os detalhes dos catalisadores mostrados em Tabelas 1 e 2 são como se segue: y-Al2O3: Neobead GB-13 (produzido por Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.) pulverizado de y-AhO3; Neobead GB-20 (produzido por Mizusawa Industrial Chemicals, Ltd.) SO4/y-Al2O3: catalisador obtido na preparação do catalisador sílica - alumina : N632L (produzido por JGC Corporation) ácido triflúor metano sulfônico: produzido por Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Tabela 1
Tabela 2 
[00139] De acordo com a presente invenção, uma olefina pode ser eficientemente produzida enquanto suprimindo a formação de um dímero.
[00140] Um frasco de quatro gargalos de 3000 mL foi equipado com um agitador mecânico e um termômetro, e ainda equipado com dois funis de gotejamento. Após colocação de frasco de quatro gargalos sob pressão reduzida, a pressão foi retornada para pressão atmosférica com nitrogênio para substituição de nitrogênio, e 210 g de 1,4-dioxano (produzido por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) e 975 g de clorofórmio (produzido por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) foram ali colocados e resfriados em um banho de gelo para obter uma temperatura da solução no frasco de quatro gargalos de 5oC ou menos. Após resfriamento, 56,8 g de anidrido sulfúrico (Nisso Sulfan, produzido por Nisso Metallochemical Co., Ltd.) foram adicionados em gotas ao mesmo a partir de funil de gotejamento em 1 hora. Após término da adição em gotas, a mistura foi agitada por 0,5 hora. A seguir, 152 g da olefina preparada no Exemplo 1 foram adicionados em gotas a partir de funil de gotejamento por 1 hora. A seguir, a mistura foi agitada por 3 horas enquanto o frasco de quatro gargalos foi resfriado em um banho de gelo.
[00141] 120 g de uma solução aquosa 48% em massa de hidróxido de sódio e 300 g de água trocada de íons foram colocados em um becher SUS de 3000 mL e então resfriado em um banho de gelo. Após suficiente resfriamento, a mistura foi agitada com um homo misturador enquanto adicionando a solução obtida na etapa de reação gradualmente à mesma sob resfriamento em um banho de gelo. Após término de adição da solução obtida na etapa de sulfonação ao bécher, a mistura foi agitada em 5000 rpm por 3 horas.
[00142] A solução obtida na etapa de neutralização foi colocada em um frasco de recuperação, a partir do qual clorofórmio, 1,4-dioxano e água foram destilados com um evaporador rotatório. 670 g de água de troca de íons foram adicionados ao resultante produto concentrado para preparar uma solução aquosa contendo um precursor de olefina sulfonato de sódio. Uma porção de 400 g da solução aquosa foi colocada em uma autoclave de 1 L e reagida a 160oC por 3 horas, pelo que provendo uma solução aquosa de olefina sulfonato de sódio.
[00143] A resultante solução aquosa de olefina sulfonato de sódio teve um teor de ingrediente efetivo de 21% em massa. O teor do ingrediente efetivo foi medido através de um processo de titulação potenciométrica usando uma solução de cloreto de benzetônio (processo de teste de detergente sintético de acordo com JIS K3362).
Claims (11)
1. Processo para produção de uma olefina, caracterizado pelo fato de que compreende submeter um álcool material bruto a reação de desidratação na presença de um catalisador ácido, em que o catalisador ácido é sólido e contém um óxido de metal contendo alumínio, o álcool material bruto contém dois ou mais tipos de álcoois tendo diferentes números de átomos de carbono cada um sendo um álcool alifático primário tendo 8 ou mais e 22 ou menos átomos de carbono, uma temperatura da reação é 200oC ou mais e 300oC ou menos, em que a reação de desidratação ocorre na fase líquida, a reação é realizada à pressão normal ou sob uma pressão absoluta de 0,07 MPa ou menos, e o tempo de reação é 1 hora ou mais e 50 horas ou menos, e em que os dois tipos de álcoois que têm o primeiro e o segundo maior teor no álcool material bruto são um álcool (A) e um álcool (B), onde o álcool (B) tem um número maior de átomos de carbono do que o álcool (A), e a razão em massa (A / B) do álcool (A) e do álcool (B) é 1/9 ou mais e 9/1 ou menos.
2. Processo para produção de uma olefina de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o teor total do álcool (A) e do álcool (B) no álcool material bruto é 50% em massa ou mais.
3. Processo para produção de uma olefina de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os dois tipos de álcoois que têm o primeiro e o segundo maior teor no álcool material bruto são um álcool (A) e um álcool (B), em que o álcool (B) tem um maior número de átomos de carbono que o álcool (A), e a razão em massa (A/B) do álcool (A) e o álcool (B) é 1/4 ou mais e 4/1 ou menos.
4. Processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a diferença no número de átomos de carbono entre o álcool (A) e o álcool (B) é 1 ou mais e 4 ou menos.
5. Processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o álcool material bruto consiste em dois tipos de álcoois incluindo o álcool (A) e o álcool (B).
6. Processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o número de átomos de carbono do álcool (A) é 16 e o número de átomos de carbono do álcool (B) é 18.
7. Processo para produção de uma olefina de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o álcool (A) é 1- hexadecanol e o álcool (B) é 1-octadecanol.
8. Processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o catalisador ácido tem uma quantidade de ácido fraco, que é uma quantidade de ácido que é calculada a partir da quantidade de dessorção de amônia em uma temperatura de dessorção de 300oC ou menos baseada na quantidade de ácido total medida por um processo NH3-TPD, de 60% ou mais.
9. Processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a reação de desidratação é realizada enquanto remove a água produzida através de reação de desidratação fora de sistema de reação.
10. Processo para produção de uma olefina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a reação de desidratação é realizada enquanto introduz um gás inerte.
11. Processo para produção de um sulfonato de olefina, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas 1 a 3: Etapa 1: uma etapa de sulfonação de uma olefina que é produzida através do processo para produção de uma olefina como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, Etapa 2: uma etapa de neutralização de um produto sulfonado obtido na etapa 1, e Etapa 3: uma etapa de hidrólise de um produto neutralizado obtido na etapa 2.
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