JP2005533122A

JP2005533122A - 炭素数４〜８のオレフィンを含有する原料流からプロピレンを製造する方法

Info

Publication number: JP2005533122A
Application number: JP2004522171A
Authority: JP
Inventors: バハ，ヘルマン; ケンペル，ハラルト; アーラース，ベルント; トラボルト，ペーター; ヘパー，フランク
Original assignee: Lurgi GmbH
Current assignee: Air Liquide Global E&C Solutions Germany GmbH
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2005-11-04
Also published as: CN1653020A; CN1310853C; DE50311948D1; WO2004009519A1; EP1525174A1; AU2003250341A1; US7425663B2; ATE443692T1; EP1525174B1; DE10233069C1; US20050234282A1; BR0311975A

Abstract

本発明のプロピレンの製造方法においては、炭素数４〜６のオレフィンを含有する原料流を蒸発させ、過熱し、熱した水蒸気と混合し、得られたオレフィン−水蒸気混合物をゼオライト系触媒の存在下で反応させ、得られた反応混合物を冷却し、部分凝縮する。プロピレンの生産量を増大させるために、部分凝縮によって形成される、エチレン、プロピレン、炭素数４〜８のオレフィン、及びその他の炭化水素を含む気相を圧縮器を用いて圧縮し、それによって得られるプロピレン、エチレン、及びその他の軽い炭化水素を含む気−液相から、プロピレン、エチレン、及びその他の軽い炭化水素を含む気相と炭素数４以上のオレフィンを含む液相とに分離し、該液相を炭素数４〜６のオレフィンを含むフラクションと炭素数７以上のオレフィンを含むフラクションとに分離する。

Description

本発明は、炭素数４〜８のオレフィンを含有する液状の原料流からプロピレンを製造する方法であって、炭素数４〜８のオレフィンを含有する液状の原料流を２５〜２００℃で蒸発させ、３５０〜４００℃に過熱し、それによって得られた該オレフィンを含む蒸気を熱した水蒸気と混合し、得られたオレフィン−蒸気混合物を４５０〜５５０℃の入口温度と０．５〜３．０bar（絶対圧）の圧力で、ペンタシル型ゼオライト系形状選択性触媒を固定床として含む反応器を用いて反応させ、得られた反応混合物を１００〜２００℃に冷却し、さらに４０℃以上１００℃未満の温度に冷却することによって部分凝縮を行い、それにより、主としてエチレン、プロピレン、炭素数４〜８のオレフィン、及びその他の炭化水素からなる気相と、原料流に戻す主として水からなる液相とを形成する方法に関する。

約９８％が石油フラクションの熱分解（Steamcracking）または流動床での触媒分解（流動接触分解；Fluid Catalytic Cracking）における副生物として生産されるプロピレンの世界的な需要増大をまかなうため、産業界はプロピレンを間接的な方法で生産することに努めている。このために、雑誌「HYDROCARBON ENGINEERING」１９９９年５月号６６〜６７頁においては、ブテン、ペンテン、ヘキセンなどの炭素数４以上のオレフィンをペンタシル型ゼオライト系触媒の存在下で“CH₂”ユニットに分解し、それを準平衡分配によりプロピレン、エチレン及びブテンに再合成している。転化率は原料流中のオレフィンを基準として約８３重量％（収率は、プロピレンが４２重量％、ブテンが３１重量％、エチレンが１０重量％）である。ただし、再合成したブテンを製造工程にリサイクルする場合には、収率は、プロピレンが６０重量％、エチレンが１５重量％となる。プロピレンの製造のためには、炭素数４以上の炭化水素を含み、リサイクルしたブテンと混合した原料流を、飽和器の中に通し、その後循環水蒸気を加え、熱交換器で２０〜１００℃の温度で蒸発させ、その後熱交換器と加熱器とで１００〜５００℃の温度に過熱し、それから、ＺＳＭ−５型ゼオライト系形状選択性触媒を固定床として含む反応器、特にクラウス（Claus）型反応器、に入れる。反応器から排出される蒸気状ストリームを熱交換器で１００〜２００℃の温度に冷却し、２〜６bar（絶対圧）の圧力に圧縮し、その後蒸発−凝縮器の凝縮側に入れる。気相として残った炭化水素をガソリン−オレフィン分解器に導き、一方、主として水からなる凝縮物は、減圧の後で上記の蒸発−凝縮器で蒸発させ、循環水蒸気として上記飽和器に入れる。分解器に導いた気相は分解器の中で炭素数３の炭化水素を含むフラクションとガソリンとに分離する。

本発明の課題は、最初に述べた方法で技術的労力を増やさずにプロピレンの生産量を増大させることである。

この課題は、急冷塔を用いて行う部分凝縮によって形成されるエチレン、プロピレン、炭素数４〜８のオレフィン、及びその他の炭化水素を含む気相を２０〜３０bar（絶対圧）の圧力で圧縮器を用いて圧縮することによって気−液相を得、該圧縮器から排出される気−液相を主としてエチレン、プロピレン、及びその他の軽い炭化水素を含む気相と炭素数４以上のオレフィンを含む液相とに分離し、該液相を炭素数４〜６のオレフィンを含むフラクションと炭素数７以上のオレフィンを含むフラクションとに分離することによって達成される。

この方法の特に好ましい態様は、急冷塔において凝縮物として生ずる水を再び蒸発させ、６００〜８００℃に過熱し、蒸気状態の炭化水素を含む原料流に戻すことである。こうすることによって、原料流は反応工程を行うために必要な４５０〜５５０℃の入口温度に熱せられるため、炭化水素を含む原料流を特に加熱器を用いて加熱する必要はなくなる。

本発明の他の好ましい態様においては、プロピレンの生産量を増大させるために、生成する炭素数４〜６のオレフィンの大部分を蒸気状態の炭化水素を含む原料流に戻す。

圧縮器において生ずる水を蒸発させ、得られた蒸気を６００〜８００℃に過熱し、蒸気状態の炭化水素を含む原料流に再び加えることも、好ましい。

本発明は添付の図面において方法フローチャートにより典型的に示されている。以下、図面に参照して本発明をさらに詳しく説明する。

炭素数４〜８のオレフィンを含有する原料流を配管（１）を通じて蒸発器（２）に入れ、その中で１００℃に暖め、６．５bar（絶対圧）の圧力で蒸発させる。蒸発した原料流を配管（３）を通じて過熱器（４）に流れ、その中で３５０℃に過熱する。原料流をさらに５００℃に過熱するため、原料流を、配管（５）を通じて配管（６）に導入した７００℃に熱した水蒸気と、混合器（７）を用いて混合する。得られた５００℃の蒸気状ストリームを、配管（８）を通じてゼオライト系触媒を固定床として含む反応器（９）に導く。この反応器内で断熱条件下で吸熱反応を行うことにより、炭素数４〜８のオレフィンの大部分を、プロピレンを主成分とする炭素数４〜６のオレフィンに変換する。これによって得られる、４６０℃の反応温度を有する反応混合物を、配管（１０）を通じて熱交換器（１１）に入れて２００℃に冷却する。続いて、反応混合物を配管（１２）を通じて急冷塔（１３）に入れ、塔頂で６０℃に冷却する。急冷塔（１３）で得られる気相を配管（１４）を通じて圧縮器（１５）に導き、２７bar（絶対圧）の圧力で圧縮し、６０℃の温度で冷却する。圧縮器（１５）の中で形成される、炭化水素を含む気−液相を、配管（１６）または配管（１７）を通じて蒸留塔（１８）に導く。該蒸留塔の塔頂から配管（１９）を通じて、２０℃の温度を有する、プロピレン、エチレン、及びその他の軽い炭化水素物を含む気相が流出し、該蒸留塔の塔底から配管（２０）を通じて、主として炭素数４以上のオレフィンからなる液相が流出する。塔頂生成物である上記気相はプロピレンを約７５重量％含有する。塔底生成物である液相を蒸留塔（２１）に導き、そこで炭素数４〜６のオレフィンを含み５０℃の温度を有する気相と炭素数７以上のオレフィンを含む液相とに分離する。蒸留塔（２１）から配管（２２）を通じて流出する気相の約６５％を、配管（２６）を通じて過熱器（２７）に入れ、その後配管（２８）を通じて、蒸気状態の原料流の過熱のための熱交換器（４）に戻す。気相の残りは配管（２９）を通じて放出する。蒸留塔（２１）から出る液相は、配管（２３）を通じて製造システムから放出する。急冷塔（１３）から排出される水は配管（２４）を通じて蒸発器（２５）に導き、そこで形成される、過熱後には７００℃の温度を有する水蒸気を、３５０℃の蒸気状態の炭化水素を含む原料流に、原料流の混合器（７）への導入前に加える。圧縮器（１５）の中で形成された水は、配管（３０）を通じて、急冷塔（１３）から配管（２４）を通じて放出される水に加える。

本発明の方法のフローチャートの１例を示したものである。

符号の説明

１配管
２蒸発器
３配管
４過熱器
５配管
６配管
７混合器
８配管
９反応器
１０配管
１１熱交換器
１２配管
１３急冷塔
１４配管
１５圧縮器
１６配管
１７配管
１８蒸留塔
１９配管
２０配管
２１蒸留塔
２２配管
２３配管
２４配管
２５蒸発器
２６配管
２７過熱器
２８配管
２９配管
３０配管

Claims

炭素数４〜８のオレフィンを含有する液状の原料流からプロピレンを製造する方法であって、
炭素数４〜８のオレフィンを含有する液状の原料流を２５〜２００℃で蒸発させ、３５０〜４００℃に過熱し、それによって得られた該オレフィンを含む蒸気を熱した水蒸気と混合し、得られたオレフィン−水蒸気混合物を４５０〜５５０℃の入口温度と０．５〜３．０bar（絶対圧）の圧力で、ペンタシル型ゼオライト系形状選択性触媒を固定床として含む反応器（９）を用いて反応させ、得られた反応混合物を１００〜２００℃に冷却し、さらに４０℃以上１００℃未満の温度に冷却することによって部分凝縮を行い、それにより、主としてエチレン、プロピレン、炭素数４〜８のオレフィン、及びその他の炭化水素からなる気相と、原料流に戻す主として水からなる液相とを形成する方法であって、
該部分凝縮は急冷塔（１３）を用いて行い、部分凝縮によって形成されるエチレン、プロピレン、炭素数４〜８のオレフィン、及びその他の炭化水素を含む該気相を２０〜３０bar（絶対圧）の圧力で圧縮器（１５）を用いて圧縮することによって気−液相を得、該圧縮器から排出される気−液相から主としてエチレン、プロピレン、及びその他の軽い炭化水素を含む気相と炭素数４以上のオレフィンを含む液相とに分離し、該液相を炭素数４〜６のオレフィンを含むフラクションと炭素数７以上のオレフィンを含むフラクションとに分離することを包含することを特徴とする方法。
急冷塔（１３）において凝縮物として生ずる水を再び蒸発させ、６００〜８００℃に過熱し、蒸気状態の炭化水素を含む原料流に戻すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
生成する炭素数４〜６のオレフィンの大部分を蒸気状態の炭化水素を含む原料流に戻すことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
圧縮器（１５）において生ずる水を蒸発させ、６００〜８００℃に過熱し、蒸気状態の炭化水素を含む原料流に戻すことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。