JP2006076895A - Method for producing internal olefin, internal olefin mixture and oil-drilling base oil containing internal olefin mixture - Google Patents

Method for producing internal olefin, internal olefin mixture and oil-drilling base oil containing internal olefin mixture Download PDF

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JP2006076895A JP2004259967A JP2004259967A JP2006076895A JP 2006076895 A JP2006076895 A JP 2006076895A JP 2004259967 A JP2004259967 A JP 2004259967A JP 2004259967 A JP2004259967 A JP 2004259967A JP 2006076895 A JP2006076895 A JP 2006076895A
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Tetsuya Saruwatari
鉄也 猿渡
Nobuo Fujikawa
伸夫 藤川
Hideki Yamane
秀樹 山根
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing an internal olefin in which α-olefin which is a raw material is stably isomerized while suppressing adverse reaction such as skeletal isomerization reaction or heavy reaction of the α-olefin by using an inexpensive catalyst. <P>SOLUTION: In the method for producing the internal olefin by isomerizing a 16-18C α-olefin in the presence of a zeolite and/or montmorillonite catalyst, dried air or nitrogen having ≤-50°C dew point is previously made to flow at ≥150°C and water attached to the catalyst is removed until dew point of outlet gas of a catalyst layer becomes ≤-40°C and the 16-18C α-olefin is isomerized at 70-175°C. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ゼオライト及び/又はモンモリロナイト触媒の存在下、炭素数16〜18のα−オレフィンを異性化する内部オレフィンの製造方法、該方法で得られた内部オレフィン混合物及びこの内部オレフィン混合物を含む石油掘削基油に関し、更に詳しくは、予め触媒層に露点が−50℃以下の乾燥した空気又は窒素を流通させ、触媒出口ガスの露点が−40℃以下になるまで触媒に付着した水分を除去後、α−オレフィンを内部異性化する、触媒劣化及び骨格異性化反応、重質化反応などの副反応が抑制された、内部オレフィンの効率的な製造方法、該方法で得られた内部オレフィン混合物及び内部オレフィン混合物を含む石油掘削基油に関するものである。   The present invention relates to a method for producing an internal olefin in which an α-olefin having 16 to 18 carbon atoms is isomerized in the presence of a zeolite and / or a montmorillonite catalyst, an internal olefin mixture obtained by the method, and a petroleum containing the internal olefin mixture. More specifically, after drilling base oil, dry air or nitrogen having a dew point of −50 ° C. or less is circulated through the catalyst layer in advance to remove moisture adhering to the catalyst until the dew point of the catalyst outlet gas is −40 ° C. or less. , Internal isomerization of α-olefin, catalyst degradation and skeletal isomerization reaction, side reaction such as heavy reaction is suppressed, an efficient method for producing internal olefin, internal olefin mixture obtained by the method, and It relates to an oil drilling base oil containing an internal olefin mixture.

従来、内部オレフィンは、様々な用途、具体的には、石油掘削基油、洗剤原料、紙サイズ剤原料、潤滑油の基油又は原料、化成品原料などに用いられている。
そして、これらの用途に内部オレフィンが用いられる場合、該内部オレフィンに対し、以下に示すことが要求される。
例えば、石油掘削基油用途においては、一般に、炭素数16や18の内部オレフィンが使用されるが、流動点、動粘度などを調節し、かつ高い生分解性を有することが要求される。
Conventionally, internal olefins are used in various applications, specifically, oil drilling base oils, detergent raw materials, paper sizing agent raw materials, lubricating oil base oils or raw materials, chemical raw materials, and the like.
And when an internal olefin is used for these uses, what is shown below is requested | required with respect to this internal olefin.
For example, in oil drilling base oil applications, internal olefins having 16 or 18 carbon atoms are generally used, but it is required to adjust the pour point, kinematic viscosity, etc. and to have high biodegradability.

このような内部オレフィンの製造方法として、アルミナやゼオライトなどの担体にPt、Ru、Niなどを担持した触媒、又はゼオライトの一種であるフェリエライトを用い、α−オレフィンを内部異性化する技術は公知であり、工業的にすでに実施されている。
一般に、内部オレフィンの骨格異性化反応により、3置換や4置換の分岐を有するオレフィンが生成するが、これらは元のオレフィンに対して流動点降下などの物性変化を示す他、自然環境における生分解性が低下することが知られている。
内部オレフィンの用途は、上記のように多岐にわたり、特に石油掘削基油として用いる場合には流動点降下は好まれるが、昨今の環境政策により生分解性の低い原料は、洗剤や石油掘削基油をはじめ自然環境に放出される可能性の高い用途には事実上使用できなくなりつつある。
従って、骨格異性化反応を抑制し、内部異性化反応のみを選択的に行うことができる触媒及び反応条件が求められている。
ゼオライト触媒を用いたα−オレフィンの内部異性化反応に際して、骨格異性化反応を抑制する方法として、ニッケルモノオキサイド1〜10重量%をプロモーターとして含むペンタシルゼオライト触媒を用いる方法(例えば、特許文献1参照)、触媒として直径3.8〜5.0Åの1次元細孔を有するアルミノホスフェート含有モレキュラーシーブを用いる方法(例えば、特許文献2参照)が開示されている。
しかしながら、これらの方法では、異性化反応温度が大抵の場合において180〜200℃以上であり、異性化転化率がやや低い上に、反応温度が高いために触媒劣化が進行し易く、触媒劣化に伴い反応温度を上げると骨格異性化反応や重質化反応が無視できなくなるという問題があった。
従って、骨格異性化反応や重質化反応を抑制しながら、安定にα−オレフィンを異性化する内部オレフィンの製造方法が望まれている。
As a method for producing such an internal olefin, a technique for internally isomerizing an α-olefin using a catalyst in which Pt, Ru, Ni or the like is supported on a support such as alumina or zeolite, or ferrilite which is a kind of zeolite is known. And has already been implemented industrially.
In general, skeleton isomerization reaction of internal olefins produces tri- or tetra-substituted olefins, which show changes in physical properties such as pour point lower than the original olefins, and biodegradation in the natural environment It is known that the sex decreases.
The use of internal olefins is diverse as described above, and pour point depression is preferred especially when used as an oil drilling base oil. However, due to recent environmental policies, raw materials with low biodegradability are used as detergents and oil drilling base oils. It is becoming virtually unusable for applications that are likely to be released into the natural environment.
Accordingly, there is a need for a catalyst and reaction conditions that can suppress the skeletal isomerization reaction and selectively perform only the internal isomerization reaction.
As a method for suppressing the skeletal isomerization reaction in the internal isomerization reaction of α-olefin using a zeolite catalyst, a method using a pentasil zeolite catalyst containing 1 to 10% by weight of nickel monooxide as a promoter (for example, Patent Document 1) And a method using an aluminophosphate-containing molecular sieve having a one-dimensional pore having a diameter of 3.8 to 5.0 mm as a catalyst is disclosed (for example, see Patent Document 2).
However, in these methods, the isomerization reaction temperature is 180 to 200 ° C. or higher in most cases, and the isomerization conversion rate is slightly low, and the reaction temperature is high. Along with this, there is a problem that the skeletal isomerization reaction and the heavy reaction cannot be ignored when the reaction temperature is raised.
Therefore, a method for producing an internal olefin that stably isomerizes an α-olefin while suppressing a skeletal isomerization reaction or a heavy reaction is desired.

米国特許第6,054,629号明細書US Pat. No. 6,054,629 米国特許第6,281,404号明細書US Pat. No. 6,281,404

本発明は、このような状況下、安価なゼオライト及び/又はモンモリロナイト触媒の存在下、骨格異性化反応や重質化反応等の副反応を抑制しながら、安定にα−オレフィンを異性化する内部オレフィンの製造方法を提供することを目的とするものである。   Under such circumstances, the present invention provides an internal structure that stably isomerizes an α-olefin while suppressing side reactions such as skeletal isomerization reaction and heavy reaction in the presence of an inexpensive zeolite and / or montmorillonite catalyst. It aims at providing the manufacturing method of an olefin.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、予め触媒層に露点が−50℃以下の乾燥した空気又は窒素を所定の温度で流通させ、触媒出口ガスの露点が−40℃以下になるまで触媒に付着した水分を除去後、α−オレフィンを異性化することにより、触媒劣化及び骨格異性化反応(分岐オレフィンの生成反応等)、重質化反応(α−オレフィンの二量化反応等)などの副反応が抑制され、安定にα−オレフィンを内部異性化することができることを見出した。
本発明はかかる知見に基づいて完成したものである。
即ち、本発明は、
1.ゼオライト及び/又はモンモリロナイト触媒の存在下、炭素数16〜18のα−オレフィンを異性化し、内部オレフィンを製造する方法において、予め触媒層に露点が−50℃以下の乾燥した空気又は窒素を、150℃以上の温度で流通させ、触媒層出口ガスの露点が−40℃以下になるまで触媒に付着した水分を除去後、70〜175℃の温度で炭素数16〜18のα−オレフィンを異性化することを特徴と内部オレフィンの製造方法、
2.α−オレフィンの転化率が90%以上であり、重質化反応生成物の生成率が3質量%以下、骨格異性化生成物の生成率が2質量%以下である上記1に記載の内部オレフィンの製造方法、
3.ゼオライト触媒が、MFI型ゼオライトである上記1又は2に記載の内部オレフィンの製造方法、
4.α−オレフィン中の炭素数18のα−オレフィンの含有量が、20〜35質量%である上記1〜3のいずれかに記載の内部オレフィンの製造方法、
5.上記1〜4のいずれかに記載の方法で得られた炭素数16〜18の内部オレフィン混合物、
6.上記5に記載の炭素数16〜18の内部オレフィン混合物からなる石油掘削基油
を提供するものである。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have previously circulated dry air or nitrogen having a dew point of −50 ° C. or less to the catalyst layer at a predetermined temperature, and the dew point of the catalyst outlet gas is reduced. After removing the water adhering to the catalyst until -40 ° C or lower, by isomerizing the α-olefin, catalyst degradation, skeletal isomerization reaction (branched olefin formation reaction, etc.), heavy reaction (α-olefin) It was found that side reactions such as the dimerization reaction, etc.) were suppressed, and the α-olefin could be stably internal isomerized.
The present invention has been completed based on such findings.
That is, the present invention
1. In the method for producing an internal olefin by isomerizing an α-olefin having 16 to 18 carbon atoms in the presence of a zeolite and / or a montmorillonite catalyst, dry air or nitrogen having a dew point of −50 ° C. or less in advance is added to the catalyst layer. Circulate at a temperature of ℃ or higher, remove the water adhering to the catalyst until the dew point of the catalyst layer outlet gas is -40 ℃ or less, and then isomerize the α-olefin having 16 to 18 carbon atoms at a temperature of 70 to 175 ℃ And a method for producing internal olefins,
2. 2. The internal olefin according to 1 above, wherein the conversion rate of α-olefin is 90% or more, the production rate of the heavy reaction product is 3% by mass or less, and the production rate of the skeletal isomerization product is 2% by mass or less. Manufacturing method,
3. The method for producing an internal olefin according to the above 1 or 2, wherein the zeolite catalyst is MFI type zeolite,
4). The method for producing an internal olefin according to any one of 1 to 3 above, wherein the content of the α-olefin having 18 carbon atoms in the α-olefin is 20 to 35% by mass,
5. An internal olefin mixture having 16 to 18 carbon atoms obtained by the method according to any one of 1 to 4 above,
6). The oil drilling base oil comprising the internal olefin mixture having 16 to 18 carbon atoms as described in 5 above is provided.

本発明の方法によれば、予め触媒層に露点が−50℃以下の乾燥した空気又は窒素を、150℃以上の温度で流通させ、触媒層出口ガスの露点が−40℃以下になるまでゼオライト及び/又はモンモリロナイト触媒に付着した水分を除去後、70〜175℃で炭素数16〜18のα−オレフィンを内部異性化することにより、触媒劣化及び骨格異性化反応、重質化反応などの副反応が抑制され、安定に内部オレフィンを効率よくかつ工業的に有利に製造することができる。   According to the method of the present invention, dry air or nitrogen having a dew point of −50 ° C. or lower in advance is passed through the catalyst layer at a temperature of 150 ° C. or higher, and the zeolite is exhausted until the dew point of the catalyst layer outlet gas becomes −40 ° C. or lower. And / or after removing water adhering to the montmorillonite catalyst, by internal isomerization of the α-olefin having 16 to 18 carbon atoms at 70 to 175 ° C., secondary reactions such as catalyst deterioration, skeletal isomerization reaction, and heavy reaction are performed. The reaction is suppressed, and the internal olefin can be efficiently and industrially advantageously produced stably.

本発明の原料のα−オレフィンは、炭素数16〜18のα−オレフィンである。
原料のα−オレフィン中の炭素数16のα−オレフィンと炭素数18のα−オレフィンの割合(質量比)には特に制限はないが、通常20:80〜35:65、好ましくは25:75〜32:68である。
この炭素数16〜18のα−オレフィンは、好ましくはエチレンを、チーグラー型触媒を用いて低重合させた低重合体を蒸留することにより得ることができる。
この低重合体は、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−イコセンなどの混合物である。
更に、本発明で用いるα−オレフィンは、接触分解装置などから得られるα−オレフィンを蒸留することにより得ることもできる。
The raw material α-olefin of the present invention is an α-olefin having 16 to 18 carbon atoms.
The ratio (mass ratio) of the α-olefin having 16 carbon atoms and the α-olefin having 18 carbon atoms in the raw α-olefin is not particularly limited, but is usually 20:80 to 35:65, preferably 25:75. ~ 32: 68.
The α-olefin having 16 to 18 carbon atoms is preferably obtained by distilling a low polymer obtained by low polymerization of ethylene using a Ziegler type catalyst.
This low polymer is a mixture of 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-icocene and the like.
Furthermore, the α-olefin used in the present invention can also be obtained by distilling an α-olefin obtained from a catalytic cracker or the like.

本発明で用いられる触媒としては、ゼオライト及びモンモリロナイト触媒が挙げられる。
ゼオライト触媒としては、天然のゼオライト及び合成ゼオライトが挙げられる。
天然のゼオライトとしては、チャバサイト、モルデナイト、エリオナイト、ホージャサイト、クリノブチロナイト等を挙げることができる。
合成のゼオライトとしては、A型、B型、X型、Y型、L型、オメガ型、MFI型等が挙げられる。
中でも、MFI型が好ましく、MFI型としては、ZSM−5等が好適である。
本発明においては、これらのゼオライト触媒をそのまま用いてもよく、必要に応じて酸処理、アンモニウムイオン処理、イオン交換処理などを施し、酸性質を制御したものを用いてもよい。
特に、カチオンの一部又は全部を置換したプロトン型ゼオライトが好ましく、中でも、プロトンに置換されたH−ZSM−5が好ましい。
Examples of the catalyst used in the present invention include zeolite and montmorillonite catalyst.
Examples of the zeolite catalyst include natural zeolite and synthetic zeolite.
Examples of natural zeolite include chabasite, mordenite, erionite, faujasite, and clinobutyronite.
Examples of the synthetic zeolite include A type, B type, X type, Y type, L type, omega type, and MFI type.
Among these, the MFI type is preferable, and ZSM-5 or the like is preferable as the MFI type.
In the present invention, these zeolite catalysts may be used as they are, or those having acid properties controlled by acid treatment, ammonium ion treatment, ion exchange treatment, etc. may be used as necessary.
In particular, a proton type zeolite in which a part or all of the cation is substituted is preferable, and among them, H-ZSM-5 substituted with a proton is preferable.

モンモリロナイト系触媒としては、スメクタイト鉱物に分類されるモンモリロナイト、ノントロナイト、バイデライト、ヘラクタイト及びサポナイト等の鉱物が挙げられ、この内、触媒活性等の面でモンモリロナイトを使用することが好ましい。
本発明においては、これらのモンモリロナイト系触媒をそのまま用いてもよく、必要に応じて酸処理、ハロゲン化処理、カチオン交換処理などを施し、酸性質を制御したものを用いてもよい。
Examples of the montmorillonite-based catalyst include minerals such as montmorillonite, nontronite, beidellite, heractite and saponite, which are classified as smectite minerals. Among these, montmorillonite is preferably used in terms of catalytic activity.
In the present invention, these montmorillonite-based catalysts may be used as they are, or those subjected to acid treatment, halogenation treatment, cation exchange treatment, and the like as required to control acid properties may be used.

ここで、酸処理としては、例えば、塩酸、硫酸、リン酸などの無機酸を含む水溶液又はアルコールなどの有機溶剤液中に、上記モンモリロナイト系触媒を分散させ、必要に応じ加温処理した後、ろ過し、乾燥させ、更に必要に応じて焼成処理する方法などを用いることができる。
また、ハロゲン化処理としては、例えば、フッ化アンモニウム、フッ化アルミニウム、塩化アルミニウムなどのハロゲン化合物を含む水溶液中に、上記モンモリロナイト系触媒を分散させ、必要に応じ加温処理した後、ろ過し、乾燥させ、更に必要に応じて焼成処理する方法、又は反応管に上記モンモリロナイト系触媒を充填し、これにフルオロハイドロカーボンを500℃程度の温度で流通させる方法などを用いることができる。
一方、カチオン交換処理としては、例えば、各種金属塩を含む水溶液中に、上記モンモリロナイト系触媒を分散させ、カチオン交換させた後、ろ過し、水洗する方法などを用いることができる。
Here, as the acid treatment, for example, the montmorillonite-based catalyst is dispersed in an aqueous solution containing an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid or the like, or an organic solvent liquid such as alcohol. It is possible to use a method of filtering, drying, and further performing a firing treatment if necessary.
In addition, as the halogenation treatment, for example, the montmorillonite-based catalyst is dispersed in an aqueous solution containing a halogen compound such as ammonium fluoride, aluminum fluoride, and aluminum chloride, heated as necessary, and then filtered. For example, a method of drying and further firing as necessary, or a method of filling the reaction tube with the montmorillonite-based catalyst and circulating the fluorohydrocarbon at a temperature of about 500 ° C. can be used.
On the other hand, as the cation exchange treatment, for example, a method of dispersing the montmorillonite-based catalyst in an aqueous solution containing various metal salts, exchanging the cation, filtering, and washing with water can be used.

本発明においては、異性化反応を行う前に、予め、このようにして調製されたゼオライト及び/又はモンモリロナイト触媒の層に、150℃以上、好ましくは、180℃以上の温度、より好ましくは180〜300℃で、露点が−50℃以下、好ましくは−60℃以下の乾燥した空気又は窒素を流通させ、触媒層出口ガスの露点が−40℃以下、好ましくは−50℃以下になるまで前処理して、触媒に付着した水分を除去する。
触媒に付着する水分の除去温度が、150℃未満であると、触媒の活性が低下し、所定の転化率を達成するには、反応温度を高く設定する必要があるためオリゴマー等の副生物(α−オレフィンの二量化反応生成物等)が増加する。
また、用いる空気又は窒素の露点が−50℃を超える場合も、触媒の活性が低下し、所定の転化率を達成するには、反応温度を高く設定する必要があるためオリゴマー等の副生物(α−オレフィンの二量化反応生成物等)が増加する。
更に、前処理後のガスの露点が−40℃を越えると、触媒寿命が短くなる。
In the present invention, before carrying out the isomerization reaction, the layer of the zeolite and / or montmorillonite catalyst prepared in this way is previously heated to a temperature of 150 ° C. or higher, preferably 180 ° C. or higher, more preferably 180 to A pre-treatment is performed until 300 ° C and dry air or nitrogen having a dew point of -50 ° C or lower, preferably -60 ° C or lower, and the dew point of the catalyst layer outlet gas is -40 ° C or lower, preferably -50 ° C or lower. Then, the water adhering to the catalyst is removed.
If the removal temperature of water adhering to the catalyst is less than 150 ° C., the activity of the catalyst is reduced, and in order to achieve a predetermined conversion rate, it is necessary to set the reaction temperature high, so that by-products such as oligomers ( α-olefin dimerization reaction product and the like).
Also, when the dew point of air or nitrogen used exceeds -50 ° C., the activity of the catalyst is reduced, and in order to achieve a predetermined conversion rate, it is necessary to set the reaction temperature high, so that by-products such as oligomers ( α-olefin dimerization reaction product and the like).
Furthermore, if the dew point of the gas after pretreatment exceeds −40 ° C., the catalyst life is shortened.

本発明においては、上記のようにして付着水分が除去された触媒に、炭素数16〜18のα−オレフィンを70〜175℃の温度で接触させ、異性化することにより、内部オレフィンを製造する。
この内部異性化反応において、一般に低温では、α−オレフィン転化率は低いが、骨格異性化反応等が起こり難く、また、生成物は、二重結合位置がβ位又はγ位に移動したオレフィンが主体となる。
一方、高温では、一般に転化率の増加に伴い、骨格異性化反応や重質化反応などの副反応により、選択率が低下すると共に、二重結合がδ位又はそれより内部に移動したオレフィンの生成が促進される。
従って、触媒寿命、骨格異性化及び重質化反応の抑制などを考慮すると、本発明においては、通常、反応温度は70〜175℃、好ましくは100〜170℃の範囲で選定される。
反応形式については特に制限はなく、固定床流通式及びバッチ式(連続式攪拌槽を含む)のいずれであってもよい。
反応は、分子量変化を伴わないため、常圧でも問題なく進行し、通常、常圧〜5MPa程度、好ましくは常圧〜1MPaで実施することができる。
In the present invention, an α-olefin having 16 to 18 carbon atoms is brought into contact with the catalyst from which the adhering moisture has been removed as described above at a temperature of 70 to 175 ° C. to produce an internal olefin. .
In this internal isomerization reaction, α-olefin conversion is generally low at low temperatures, but skeletal isomerization reaction and the like are unlikely to occur, and the product contains an olefin whose double bond position has moved to the β-position or γ-position. Become the subject.
On the other hand, at high temperatures, the conversion rate generally increases with side reactions such as skeletal isomerization reaction and heavy reaction, and the selectivity decreases, and the double bond is transferred to the δ position or the inside thereof. Generation is promoted.
Therefore, in consideration of catalyst life, suppression of skeletal isomerization, and heavy reaction, the reaction temperature is usually selected in the range of 70 to 175 ° C, preferably 100 to 170 ° C in the present invention.
There is no restriction | limiting in particular about the reaction form, Any of a fixed bed flow type and a batch type (a continuous stirring tank is included) may be sufficient.
Since the reaction is not accompanied by a change in molecular weight, the reaction proceeds without problems even at normal pressure, and can be carried out usually at normal pressure to about 5 MPa, preferably at normal pressure to 1 MPa.

反応形式が固定床流通式の場合、α−オレフィンの転化率及び生産性などを考慮すると、LHSV(液空間速度)は、通常0.1〜10h-1程度、好ましくは1〜4h-1の範囲で選定される。
また、反応形式がバッチ式である場合、ゼオライト及び/又はモンモリロナイト系触媒の使用量は、原料のα−オレフィン100質量部に対し、通常1〜60質量部、好ましくは10〜50質量部、より好ましくは20〜40質量部の範囲で選ばれる。
この場合、反応時間は、反応温度や所望のα−オレフィン転化率などにより左右され、一概に定めることはできないが、通常30分〜20時間程度で十分であり、好ましくは1〜10時間程度である。
このように、付着水分を除去したゼオライト及び/又はモンモリロナイト系触媒を用いることにより、比較的穏和な条件で、α−オレフィンを90%以上、好ましくは94%以上の転化率で内部異性化することができる。
しかも、触媒の劣化、骨格異性化反応物及び重質化反応などの望ましくない副反応を抑制することができるので、所望の内部オレフィンが選択的に得られる。
しかも、骨格異性化反応物の生成率は、通常3質量%以下、好ましくは2質量%以下であり、重質化反応生成物の生成率は、通常2質量%以下、好ましくは1.5質量%以下である。
また、反応生成液を蒸留精製することなしに製品とすることができるため、重質化反応生成物等の除去のための蒸留塔等が不要になるため経済性が高い。
また、本発明で用いるゼオライト及び/又はモンモリロナイト系触媒は、一般に安価であるので、触媒交換を前提としても、十分経済的なプロセスが設計可能である。
更に、本発明で使用した触媒は、通常、重質化反応生成物の付着によって活性が低下しているが、空気流通下で400〜500℃で焼成することにより再生することができるため、経済性が一層高くなる。
If the reaction mode is a fixed bed flow, alpha-olefin conversion and considering the productivity, etc., LHSV (liquid hourly space velocity) is generally about 0.1 to 10 -1, preferably 1~4H -1 Selected by range.
Moreover, when the reaction format is a batch type, the amount of zeolite and / or montmorillonite-based catalyst used is usually 1 to 60 parts by mass, preferably 10 to 50 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the raw α-olefin. Preferably it is chosen in the range of 20-40 mass parts.
In this case, the reaction time depends on the reaction temperature, the desired α-olefin conversion rate, etc., and cannot be determined in general, but usually about 30 minutes to 20 hours is sufficient, preferably about 1 to 10 hours. is there.
Thus, by using a zeolite and / or montmorillonite catalyst from which adhering moisture has been removed, α-olefin is internally isomerized at a conversion rate of 90% or more, preferably 94% or more, under relatively mild conditions. Can do.
In addition, since undesirable side reactions such as catalyst deterioration, skeletal isomerization reaction products, and heavy reaction can be suppressed, a desired internal olefin can be selectively obtained.
Moreover, the production rate of the skeletal isomerization reaction product is usually 3% by mass or less, preferably 2% by mass or less, and the production rate of the heavy reaction product is usually 2% by mass or less, preferably 1.5% by mass. % Or less.
In addition, since the reaction product solution can be made into a product without being purified by distillation, a distillation column for removing heavy reaction products and the like is not necessary, which is highly economical.
In addition, since the zeolite and / or montmorillonite-based catalyst used in the present invention is generally inexpensive, a sufficiently economical process can be designed even if the catalyst is replaced.
Furthermore, although the activity of the catalyst used in the present invention is usually reduced due to the attachment of the heavy reaction product, it can be regenerated by calcination at 400 to 500 ° C. under an air flow. The nature becomes even higher.

上記のようにして得られた本発明の炭素数16〜18の内部オレフィン混合物は、直鎖率が90%、好ましくは92%以上と高く、かつ二重結合分布が制御されており、石油掘削基油として好適に用いられる。   The internal olefin mixture having 16 to 18 carbon atoms of the present invention obtained as described above has a straight chain ratio as high as 90%, preferably as high as 92% or more, has a controlled double bond distribution, and is used for oil drilling. It is suitably used as a base oil.

次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
直径12mmのステンレス鋼製反応塔(長さ1.1m、内径10mm)にHMFI−90(ズードケミー社製、プロトン型MFIゼオライト触媒)50mlを充填し、窒素ガスを100ml/分で流し、200℃で24時間前処理し、触媒に付着している水分を除去した。
この時、反応塔入り口の窒素ガスの露点は−60℃であり、前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点は−40℃であった。
次に、反応塔の温度を100℃に設定した後、炭素数16のα−オレフィン70質量%/炭素数18のα−オレフィン30質量%の混合物を上昇流で100ml/時間で供給した。
α−オレフィンの転化率が93〜95%以上になるように、触媒活性の低下と共に反応温度を上げながら反応を継続した。
α−オレフィン混合物の供給開始から400時間経過時点で、反応温度が175℃に上昇したため、反応を停止した。
反応終了時点でのα−オレフィンの二重結合異性化転化率は94.5%であり、重質化反応生成物の生成率は1.8質量%、骨格異性化生成物の生成率は0.9質量%であった。
また、生成内部オレフィンの直鎖率(直鎖オレフィンの割合)は92%であり、原料α−オレフィンと差は見られなかった。
尚、直鎖率は、反応生成物を水添した後、ガスクロマトグラフィーを用いて定量した。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Example 1
A stainless steel reaction tower (length: 1.1 m, inner diameter: 10 mm) having a diameter of 12 mm is filled with 50 ml of HMFI-90 (manufactured by Zude Chemie, proton-type MFI zeolite catalyst), and nitrogen gas is allowed to flow at 100 ml / min. Pretreatment was performed for 24 hours to remove water adhering to the catalyst.
At this time, the dew point of nitrogen gas at the inlet of the reaction tower was −60 ° C., and the dew point of nitrogen gas at the outlet of the reaction tower at the end of pretreatment was −40 ° C.
Next, after setting the temperature of the reaction tower to 100 ° C., a mixture of 70% by mass of α-olefin having 16 carbon atoms / 30% by mass of α-olefin having 18 carbon atoms was supplied in an upward flow at 100 ml / hour.
The reaction was continued while raising the reaction temperature as the catalyst activity decreased so that the conversion of α-olefin was 93 to 95% or more.
The reaction was stopped because the reaction temperature rose to 175 ° C. when 400 hours had elapsed from the start of the supply of the α-olefin mixture.
The double bond isomerization conversion rate of α-olefin at the end of the reaction was 94.5%, the production rate of the heavy reaction product was 1.8% by mass, and the production rate of the skeletal isomerization product was 0. It was 9 mass%.
Moreover, the linear ratio (ratio of linear olefin) of the production | generation internal olefin was 92%, and the difference with raw material alpha-olefin was not seen.
The linearity was quantified by gas chromatography after hydrogenating the reaction product.

実施例2
実施例1の触媒を反応停止後、反応塔から抜き出し、マッフル炉で約400℃で24時間空気を用い焼成処理した。
この再生した触媒を再び実施例1の反応塔に充填し、前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点が−45℃となった以外は実施例1と同様に反応を行った。
α−オレフィン混合物の供給開始から420時間経過時点で、反応温度が175℃となったため、反応を停止した。
反応終了時点でのα−オレフィンの二重結合異性化転化率は94.8%であり、重質化反応生成物の生成率は1.9質量%、骨格異性化生成物の生成率は1.0質量%であった。
また、生成内部オレフィンの直鎖率は92%であり、原料α−オレフィンと差は見られなかった。
Example 2
After the reaction of Example 1 was stopped, the catalyst was extracted from the reaction tower and calcined using air at about 400 ° C. for 24 hours in a muffle furnace.
The regenerated catalyst was charged again into the reaction tower of Example 1, and the reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the dew point of the nitrogen gas at the outlet of the reaction tower at the end of the pretreatment was -45 ° C.
When 420 hours had elapsed from the start of the supply of the α-olefin mixture, the reaction temperature was 175 ° C., so the reaction was stopped.
The double bond isomerization conversion rate of α-olefin at the end of the reaction was 94.8%, the production rate of the heavy reaction product was 1.9% by mass, and the production rate of the skeletal isomerization product was 1. It was 0.0 mass%.
Moreover, the straight chain ratio of the produced | generated internal olefin was 92%, and the difference with the raw material alpha olefin was not seen.

実施例3
前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点が−50℃となった以外は実施例1と同様に反応を行った。
α−オレフィン混合物の供給開始から420時間経過時点で、反応温度が175℃となったため、反応を停止した。
反応終了時点でのα−オレフィンの二重結合異性化転化率は94.6%であり、重質化反応生成物の生成率は1.7質量%、骨格異性化生成物の生成率は0.9質量%であった。
また、生成内部オレフィンの直鎖率は92%であり、原料α−オレフィンと差は見られなかった。
Example 3
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the dew point of the nitrogen gas at the exit of the reaction tower at the end of the pretreatment was -50 ° C.
When 420 hours had elapsed from the start of the supply of the α-olefin mixture, the reaction temperature was 175 ° C., so the reaction was stopped.
The double bond isomerization conversion rate of α-olefin at the end of the reaction was 94.6%, the production rate of heavy reaction product was 1.7% by mass, and the production rate of skeletal isomerization product was 0. It was 9 mass%.
Moreover, the straight chain ratio of the produced | generated internal olefin was 92%, and the difference with the raw material alpha olefin was not seen.

比較例1
前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点が−30℃となった以外は実施例1と同様に反応を行った。
α−オレフィン混合物の供給開始から270時間経過時点で、反応温度が175℃となったため、反応を停止した。
反応終了時点でのα−オレフィンの二重結合異性化転化率は95.0%であり、重質化反応生成物の生成率は1.9質量%、骨格異性化生成物の生成率は1.0質量%であった。
また、生成内部オレフィンの直鎖率は92%であり、原料α−オレフィンと差は見られなかった。
Comparative Example 1
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the dew point of the nitrogen gas at the outlet of the reaction tower at the end of the pretreatment was −30 ° C.
Since the reaction temperature reached 175 ° C. after 270 hours from the start of the supply of the α-olefin mixture, the reaction was stopped.
The α-olefin double bond isomerization conversion rate at the end of the reaction was 95.0%, the production rate of the heavy reaction product was 1.9% by mass, and the skeletal isomerization product rate was 1. It was 0.0 mass%.
Moreover, the straight chain ratio of the produced | generated internal olefin was 92%, and the difference with the raw material alpha olefin was not seen.

比較例2
前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点が−10℃となった以外は実施例1と同様に反応を行った。
α−オレフィン混合物の供給開始から200時間経過時点で、反応温度が175℃となったため、反応を停止した。
反応終了時点でのα−オレフィンの二重結合異性化転化率は94.8%であり、重質化反応生成物の生成率は1.8質量%、骨格異性化生成物の生成率は1.0質量%であった。
また、生成内部オレフィンの直鎖率は92%であり、原料α−オレフィンと差は見られなかった。
以上の結果をまとめて表1に示す。
Comparative Example 2
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that the dew point of the nitrogen gas at the exit of the reaction tower at the end of the pretreatment was −10 ° C.
Since the reaction temperature reached 175 ° C. after 200 hours had elapsed from the start of the supply of the α-olefin mixture, the reaction was stopped.
The double bond isomerization conversion rate of α-olefin at the end of the reaction was 94.8%, the production rate of the heavy reaction product was 1.8% by mass, and the production rate of the skeletal isomerization product was 1. It was 0.0 mass%.
Moreover, the straight chain ratio of the produced | generated internal olefin was 92%, and the difference with the raw material alpha olefin was not seen.
The above results are summarized in Table 1.

Figure 2006076895
Figure 2006076895

表1から、実施例1〜3は、前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点が低いため、比較例1及び2に比べ、触媒寿命が1.5〜2倍である。
これに対し、比較例1及び2は、前処理終了時の反応塔出口窒素ガスの露点が高いため、触媒使用期間が短い。
From Table 1, Examples 1 to 3 have a catalyst life of 1.5 to 2 times that of Comparative Examples 1 and 2 because the dew point of the nitrogen gas at the outlet of the reaction tower at the end of the pretreatment is low.
On the other hand, Comparative Examples 1 and 2 have a short catalyst use period because the dew point of the reaction tower outlet nitrogen gas at the end of the pretreatment is high.

本発明によれば、従来よりも高性能の製品を得ることができ、また、触媒寿命の延長が図れるので、製造エネルギーが大幅に削減され、工業的生産における省エネルギーの向上が期待される。

According to the present invention, a product with higher performance than before can be obtained, and the life of the catalyst can be extended, so that production energy is greatly reduced, and energy saving in industrial production is expected.

Claims (6)

ゼオライト及び/又はモンモリロナイト触媒の存在下、炭素数16〜18のα−オレフィンを異性化し、内部オレフィンを製造する方法において、予め触媒層に露点が−50℃以下の乾燥した空気又は窒素を、150℃以上の温度で流通させ、触媒層出口ガスの露点が−40℃以下になるまで触媒に付着した水分を除去後、70〜175℃の温度で炭素数16〜18のα−オレフィンを異性化することを特徴と内部オレフィンの製造方法。   In the method for producing an internal olefin by isomerizing an α-olefin having 16 to 18 carbon atoms in the presence of a zeolite and / or a montmorillonite catalyst, dry air or nitrogen having a dew point of −50 ° C. or less in advance is added to the catalyst layer. Circulate at a temperature of ℃ or higher, remove the water adhering to the catalyst until the dew point of the catalyst layer outlet gas is -40 ℃ or less, and then isomerize the α-olefin having 16 to 18 carbon atoms at a temperature of 70 to 175 ℃ And a method for producing internal olefins. α−オレフィンの転化率が90%以上であり、重質化反応生成物の生成率が3質量%以下、骨格異性化生成物の生成率が2質量%以下である請求項1に記載の内部オレフィンの製造方法。   2. The internal structure according to claim 1, wherein the conversion rate of α-olefin is 90% or more, the production rate of the heavy reaction product is 3% by mass or less, and the production rate of the skeletal isomerization product is 2% by mass or less. Production method of olefin. ゼオライト触媒が、MFI型ゼオライトである請求項1又は2に記載の内部オレフィンの製造方法。   The method for producing an internal olefin according to claim 1 or 2, wherein the zeolite catalyst is MFI type zeolite. α−オレフィン中の炭素数18のα−オレフィンの含有量が、20〜35質量%である請求項1〜3のいずれかに記載の内部オレフィンの製造方法。   The method for producing an internal olefin according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the α-olefin having 18 carbon atoms in the α-olefin is 20 to 35 mass%. 請求項1〜4のいずれかに記載の方法で得られた炭素数16〜18の内部オレフィン混合物。   The C16-C18 internal olefin mixture obtained by the method in any one of Claims 1-4. 請求項5に記載の炭素数16〜18の内部オレフィン混合物を含む石油掘削基油。

An oil drilling base oil comprising the internal olefin mixture having 16 to 18 carbon atoms according to claim 5.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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