JP2010090082A - Method of producing conjugated diene - Google Patents

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英雄 池田
Hiroshi Takeo
弘 竹尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of producing a conjugated diene capable of omitting an extractive distillation process for separating acetylenic hydrocarbons contained in a product gas, or of reducing the load of the extractive distillation, upon producing a conjugated diene by way of the catalytic oxidative dehydrogenation of a monoolefin. <P>SOLUTION: The method of producing a conjugated diene including a reaction process of producing a product gas comprising a corresponding conjugated diene by carrying out the oxidative dehydrogenation, in the presence of a catalyst, of a raw material gas comprising a 4C or higher monoolefin fed into a reactor together with a gas comprising molecular oxygen, is characterized in that the concentration of acetylenic hydrocarbons in the product gas is 0.016 vol% or lower. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は共役ジエンの製造方法に係り、特にn−ブテン等の炭素原子数4以上のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応でブタジエン等の共役ジエンを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a conjugated diene, and more particularly to a method for producing a conjugated diene such as butadiene by a catalytic oxidative dehydrogenation reaction of a monoolefin having 4 or more carbon atoms such as n-butene.

n−ブテン等のモノオレフィンを触媒の存在下に酸化脱水素反応させてブタジエン等の共役ジエンを製造する方法は、従来公知である。
この反応は例えば以下の反応式に従って進行し、水が副生する。
+1/2O→C+H
A method for producing a conjugated diene such as butadiene by subjecting a monoolefin such as n-butene to an oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst is conventionally known.
This reaction proceeds, for example, according to the following reaction formula, and water is by-produced.
C 4 H 8 + 1 / 2O 2 → C 4 H 6 + H 2 O

n−ブテンの接触酸化脱水素反応によるブタジエンの製造は、工業的にはナフサ分解で副生するC留分(C炭化水素混合物。以下、「BB」と称す場合がある。)からのブタジエンの抽出分離プロセスにおいて、抽出蒸留塔でブタジエンを分離して得られた、1−ブテンの他、2−ブテン、ブタン等を含む混合物(以下、この混合物を「BBSS]と称す場合がある。)中に含まれるブテンからブタジエンを製造する方法が提案されている。 The production of butadiene by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of n-butene is industrially made from a C 4 fraction (C 4 hydrocarbon mixture, hereinafter sometimes referred to as “BB”) by-produced by naphtha cracking. In the butadiene extraction and separation process, a mixture containing 1-butene, 2-butene, butane and the like obtained by separating butadiene in an extractive distillation column (hereinafter, this mixture may be referred to as “BBSS”). ) Has been proposed for producing butadiene from butene contained therein.

図2は、C留分からのブタジエンの抽出分離プロセスを示す代表的な系統図であり、C留分は蒸発塔31を経て第1抽出蒸留塔32に導入され、抽出剤(ジメチルホルムアミド(DMF)等)で抽出されると共に、他のC成分(以下「BBS」と称す場合がある。)が蒸発除去される。BBSは次いでi−ブテン分離塔33でi−ブテンが除去され、BBSSが系外へ排出される。第1抽出蒸留塔32からのブタジエン抽出液は次いで予放散塔34、及び第1放散塔35で抽出剤のDMF等が分離され、その後、圧縮機36を経て第2抽出蒸留塔37に導入され、抽出剤(DMF等)で再抽出される。この第2抽出蒸留塔37で分離されたアセチレン類はブタジエン回収塔38、第2放散塔39を経て燃料として回収される。第2抽出蒸留塔37からの粗ブタジエンは更に第1蒸留塔40、及び第2蒸留塔41で精製され高純度の1,3−ブタジエンが回収される。なお、図2において、200〜219は配管を示す。 Figure 2 is a representative flow diagram illustrating a butadiene extraction separation process from C 4 fraction, C 4 fraction is introduced into the first extractive distillation column 32 through the evaporation tower 31, extractant (dimethylformamide ( DMF) etc.) and other C 4 components (hereinafter sometimes referred to as “BBS”) are removed by evaporation. Next, the i-butene is removed from the BBS in the i-butene separation column 33, and BBSS is discharged out of the system. The butadiene extract from the first extractive distillation column 32 is then separated in the pre-dispersion tower 34 and the first diffusion tower 35 from the extractant DMF and the like, and then introduced into the second extractive distillation tower 37 via the compressor 36. , And re-extracted with an extractant (DMF, etc.). The acetylenes separated in the second extractive distillation tower 37 are recovered as fuel through a butadiene recovery tower 38 and a second diffusion tower 39. The crude butadiene from the second extractive distillation column 37 is further purified by the first distillation column 40 and the second distillation column 41 to recover high purity 1,3-butadiene. In FIG. 2, reference numerals 200 to 219 denote piping.

従来、n−ブテンの接触酸化脱水素反応によるブタジエンの製造方法としては、次のような技術が提案されている。
(1) 接触酸化脱水素反応によりブタジエンを製造した後、生成ガスを更に特定の触媒の存在下に高温処理して副生重質物を分解除去することにより、後工程の冷却工程における副生重質物による配管閉塞や材料汚染や腐食を防止する方法(特許文献1)。
(2) 特定の触媒を用いることにより、n−ブテンの純度の低い原料ガスから、比較的低温の反応温度でブタジエンを高収率で得る方法(特許文献2)。
Conventionally, the following techniques have been proposed as a method for producing butadiene by catalytic oxidative dehydrogenation of n-butene.
(1) After producing butadiene by a catalytic oxidative dehydrogenation reaction, by-product heavy matter is decomposed and removed by further treating the product gas at a high temperature in the presence of a specific catalyst to produce a by-product weight in the subsequent cooling step. A method of preventing pipe clogging, material contamination and corrosion due to material (Patent Document 1).
(2) A method of obtaining butadiene in a high yield at a relatively low reaction temperature from a raw material gas having a low purity of n-butene by using a specific catalyst (Patent Document 2).

なお、特許文献1には、酸化脱水素反応用触媒としては、Mo−Bi系等の一般的な触媒を用いると記載され、特にその触媒の具体的な製造方法の記載はなされていない。また、特許文献2は、特定組成の触媒を用いることを特徴としているが、その触媒の具体的な製造においては、触媒を構成する全元素の供給源化合物を水溶液中で混合した後、乾燥、焼成が行われる。   In Patent Document 1, it is described that a general catalyst such as a Mo-Bi system is used as the catalyst for the oxidative dehydrogenation reaction, and a specific production method of the catalyst is not particularly described. Patent Document 2 is characterized by using a catalyst having a specific composition. In the specific production of the catalyst, the source compounds of all the elements constituting the catalyst are mixed in an aqueous solution, and then dried. Firing is performed.

特許文献1,2には、ブテンの酸化脱水素によりブタジエンを製造した際に得られる生成ガス中のアセチレン系炭化水素について何ら考慮されておらず、その生成ガスからアセチレン系炭化水素を除去する旨の記載もなされていないが、特許文献3には、従来のn−ブテン等のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応によるブタジエン等の共役ジエンの製造方法においては、原料ガス中に0.15〜1vol%程度のアセチレン系炭化水素が副生物として含まれることが記載され、酸化脱水素反応によりアセチレン類が増加することが示唆されている。   In Patent Documents 1 and 2, no consideration is given to acetylene hydrocarbons in the product gas obtained when butadiene is produced by oxidative dehydrogenation of butene, and acetylene hydrocarbons are removed from the product gas. However, in the conventional method for producing a conjugated diene such as butadiene by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of a monoolefin such as n-butene, there is 0.15 to 1 vol in the raw material gas. % Of acetylenic hydrocarbon is described as a by-product, and it is suggested that acetylenes increase by oxidative dehydrogenation reaction.

特許文献4には、炭化水素混合物からの比較的易溶性炭化水素の分離方法として、C炭化水素混合物からブタジエンを含む比較的易溶性炭化水素を分離し、更にアセチレン系炭化水素類を抽出除去して高純度のブタジエンを製造することが記載されている。
特許文献4では、より具体的には、エチレンクラッキングで製造される炭素数4の炭化水素混合物からジメチルホルムアミドやN−メチル−2−ピロリドンなどの溶媒を用いた抽出蒸留によりブタジエンを溶媒中に抽出する。次に、一旦溶媒からブタジエンをガスとして放散させた後、再度溶媒を用いて抽出蒸留を行う。このとき主として不純物のアセチレン系炭化水素が溶媒に抽出されるように抽出蒸留塔の運転条件を調整し、抽出されなかったガスとしてブタジエンを得る。
In Patent Document 4, as a method for separating a relatively easily soluble hydrocarbon from a hydrocarbon mixture, a relatively easily soluble hydrocarbon containing butadiene is separated from a C 4 hydrocarbon mixture, and further acetylene hydrocarbons are extracted and removed. To produce high purity butadiene.
More specifically, in Patent Document 4, butadiene is extracted into a solvent by extractive distillation using a solvent such as dimethylformamide or N-methyl-2-pyrrolidone from a hydrocarbon mixture having 4 carbon atoms produced by ethylene cracking. To do. Next, after butadiene is once diffused from the solvent as a gas, extractive distillation is performed again using the solvent. At this time, the operating conditions of the extractive distillation column are adjusted so that mainly acetylenic hydrocarbons of impurities are extracted into the solvent, and butadiene is obtained as a gas that has not been extracted.

なお、本発明で用いる後述の複合酸化物触媒については、特許文献5に記載され、この特許文献5には、この複合酸化物触媒をブテンの酸化脱水素反応によるブタジエンの製造触媒として用いることが記載されているが、具体的なブタジエンの製造方法の記載はなく、ましてやその触媒を用いてブテンからブタジエンを製造した際に得られる生成ガスのアセチレン系炭化水素濃度についての何らの示唆もなされていない。
特開昭57−140730号公報 特開昭60−1139号公報 特開昭57−164730号公報 特開昭57−4926号公報 特開2003−220335号公報
The composite oxide catalyst to be described later used in the present invention is described in Patent Document 5. In this Patent Document 5, this composite oxide catalyst is used as a catalyst for producing butadiene by oxidative dehydrogenation of butene. Although there is no description of a specific method for producing butadiene, there is no suggestion about the concentration of acetylenic hydrocarbons in the product gas obtained when butadiene is produced from butene using the catalyst. Absent.
JP-A-57-140730 JP 60-1139 A JP 57-164730 A Japanese Patent Laid-Open No. 57-4926 JP 2003-220335 A

上述の如く、特許文献1,2には、ブテンの酸化脱水素によりブタジエンを製造した際に得られる生成ガス中のアセチレン系炭化水素について何ら考慮されておらず、その生成ガスからアセチレン系炭化水素を除去する旨の記載もなされていないが、従来のn−ブテン等のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応によるブタジエン等の共役ジエンの製造方法においては、例えば、特許文献3には、原料ガス中に0.15〜1vol%程度のアセチレン系炭化水素が副生物として含まれることが記載され、酸化脱水素反応によりアセチレン類が増加することが示唆されている。   As described above, Patent Documents 1 and 2 do not consider any acetylene hydrocarbons in the product gas obtained when butadiene is produced by oxidative dehydrogenation of butene. From the product gas, acetylene hydrocarbons are not considered. However, in the conventional method for producing a conjugated diene such as butadiene by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of a monoolefin such as n-butene, for example, Patent Document 3 discloses in the raw material gas Describes that acetylene-based hydrocarbons of about 0.15 to 1 vol% are contained as by-products, suggesting that acetylenes increase due to oxidative dehydrogenation reaction.

しかしながら、生成ガス中のブタジエンとアセチレン系炭化水素とは沸点が近いなどの理由により通常の蒸留では分離が困難なため、特許文献4に記載されるような抽出蒸留と放散を組み合わせた煩雑な方法により分離する必要がある。このような、従来の抽出蒸留と放散を組み合わせた方法においては、抽出効率が良くないことから約100〜200段もの抽出蒸留塔が必要となる問題点があった。特に製品であるブタジエンの抽出だけでなく、不純物のアセチレン系炭化水素を分離するためにも抽出蒸留を行う必要があり、これが建設費や運転費用の増大を招いていた。   However, since butadiene and acetylene hydrocarbons in the product gas are difficult to separate by ordinary distillation because of their close boiling points, a complicated method combining extractive distillation and emission as described in Patent Document 4 Need to be separated. In such a conventional method that combines extractive distillation and stripping, extraction efficiency is not good, so that there is a problem that an extractive distillation column of about 100 to 200 stages is required. In particular, extractive distillation must be performed not only for the extraction of butadiene as a product but also for separation of acetylenic hydrocarbons as impurities, which has led to an increase in construction costs and operation costs.

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであって、n−ブテン等のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応によりブタジエン等の共役ジエンを製造する方法において、生成ガス中に含まれるアセチレン系炭化水素を分離するための抽出蒸留工程を省略し得る、或いは、この抽出蒸留工程を行う場合でも、蒸留の負荷を軽減し得る共役ジエンの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and in a method for producing a conjugated diene such as butadiene by a catalytic oxidative dehydrogenation reaction of a monoolefin such as n-butene, the acetylene contained in the product gas It is an object of the present invention to provide a method for producing a conjugated diene that can omit the extractive distillation step for separating the hydrocarbon, or can reduce the distillation load even when the extractive distillation step is performed.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、接触酸化脱水素反応における副生アセチレン系炭化水素の少ない生成ガスを得ることにより、生成ガス中に含まれるアセチレン系炭化水素を分離するための抽出蒸留工程を省略することができるか、或いは、この抽出蒸留の負荷を大幅に軽減することができることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have separated the acetylene hydrocarbon contained in the product gas by obtaining a product gas with a small amount of by-product acetylene hydrocarbon in the catalytic oxidative dehydrogenation reaction. It has been found that the extractive distillation step can be omitted or the load of this extractive distillation can be greatly reduced.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] 炭素原子数4以上のモノオレフィンを含む原料ガスと、分子状酸素含有ガスとを、反応器に供給し、触媒の存在下、酸化脱水素反応により対応する共役ジエンを含む生成ガスを得る反応工程を有する共役ジエンの製造方法において、該生成ガスのアセチレン系炭化水素濃度が0.016vol%以下であることを特徴とする共役ジエンの製造方法。 [1] A source gas containing a monoolefin having 4 or more carbon atoms and a molecular oxygen-containing gas are supplied to a reactor, and a product gas containing a corresponding conjugated diene is obtained by an oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst. In the method for producing a conjugated diene having the reaction step to be obtained, the acetylene hydrocarbon concentration of the product gas is 0.016 vol% or less.

[2] 前記触媒が、下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒であることを特徴とする[1]に記載の共役ジエンの製造方法。
MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=5〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
[2] The method for producing a conjugated diene according to [1], wherein the catalyst is a composite oxide catalyst represented by the following general formula (1).
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0-10, d = 0-10 (where c + d = 1-10), e = 0.05-3, f = 0-2, g = 0.04-2, h = 0-3, i = 5 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)

[3] 前記複合酸化物触媒が、該複合酸化物触媒を構成する各成分元素の供給源化合物を水系内で一体化して加熱する工程を経て製造する方法であって、モリブデン化合物、鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種とシリカとを含む原料化合物水溶液又はこれを乾燥して得た乾燥物を加熱処理して触媒前駆体を製造する前工程と、該触媒前駆体、モリブデン化合物及びビスマス化合物を水性溶媒とともに一体化し、乾燥、焼成する後工程とを有する方法で製造されたものであることを特徴とする[2]に記載の共役ジエンの製造方法。 [3] A method in which the composite oxide catalyst is manufactured through a process in which the source compounds of the component elements constituting the composite oxide catalyst are integrated and heated in an aqueous system, the molybdenum compound, the iron compound, A pre-process for producing a catalyst precursor by heating a raw material compound aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of a nickel compound and a cobalt compound and silica, or a dried product obtained by drying the aqueous solution, and the catalyst precursor; The method for producing a conjugated diene according to [2], wherein the method is produced by a method comprising a step of integrating a body, a molybdenum compound and a bismuth compound together with an aqueous solvent, followed by drying and firing.

[4] 前記生成ガスを冷却する冷却工程と、冷却されたガスを溶媒と接触させて生成した共役ジエンを溶媒中に回収する回収工程と、回収工程で得られた共役ジエンを含有する溶液から粗共役ジエンを分離する分離工程とを有することを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。 [4] From the cooling step for cooling the product gas, the recovery step for recovering the conjugated diene produced by bringing the cooled gas into contact with the solvent in the solvent, and the solution containing the conjugated diene obtained in the recovery step A method for producing a conjugated diene according to any one of [1] to [3], further comprising a separation step of separating the crude conjugated diene.

[5] ナフサ分解で得られたC留分から第1抽出蒸留塔及び第2抽出蒸留塔を経て粗ブタジエンを得、該粗ブタジエンから第1蒸留塔で軽沸分を除去した後、第2蒸留塔で重沸分を除去することにより精製ブタジエンを得るC留分からのブタジエンの抽出分離プロセスにおいて、前記第1抽出蒸留塔のブタジエン抽出残分からi−ブテンを分離除去して得られたn−ブテン含有ガスを前記原料ガスとすることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。 [5] Crude butadiene is obtained from the C 4 fraction obtained by naphtha decomposition through the first extractive distillation column and the second extractive distillation column, and after removing light boiling components from the crude butadiene in the first distillation column, in butadiene extraction separation process from C 4 fraction to obtain the purified butadiene by removing heavy boiling fraction in a distillation column, obtained by separating and removing the first extractive distillation column butadiene extraction from residue i- butene n -The method for producing a conjugated diene according to any one of [1] to [4], wherein a butene-containing gas is used as the source gas.

[6] 前記分離工程で得られた粗共役ジエンを、前記第1抽出蒸留塔に送給して精製することを特徴とする[5]に記載の共役ジエンの製造方法。 [6] The method for producing a conjugated diene according to [5], wherein the crude conjugated diene obtained in the separation step is sent to the first extractive distillation column for purification.

本発明によれば、モノオレフィンの接触酸化脱水素反応により、アセチレン系炭化水素濃度が低い生成ガスを得ることにより、生成ガス中に含まれるアセチレン系炭化水素を分離するための抽出蒸留工程を省略するか、或いは、この抽出蒸留工程を行う場合でも、その蒸留の負荷を大幅に軽減することができ、設備建設費や運転費用の低減を図ることができる。   According to the present invention, a product gas having a low acetylene hydrocarbon concentration is obtained by a catalytic oxidative dehydrogenation reaction of monoolefin, thereby omitting an extractive distillation step for separating acetylene hydrocarbons contained in the product gas. Alternatively, even when this extractive distillation step is performed, the distillation load can be greatly reduced, and the equipment construction cost and the operation cost can be reduced.

本発明において、酸化脱水素反応用触媒としては、下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒が好ましく(請求項2)、この複合酸化物触媒は、該複合酸化物触媒を構成する各成分元素の供給源化合物を水系内で一体化して加熱する工程を経て製造する方法であって、モリブデン化合物、鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種とシリカとを含む原料化合物水溶液又はこれを乾燥して得た乾燥物を加熱処理して触媒前駆体を製造する前工程と、該触媒前駆体、モリブデン化合物及びビスマス化合物を水性溶媒とともに一体化し、乾燥、焼成する後工程とを有する方法で製造されたものであることが好ましい(請求項3)。   In the present invention, the oxidative dehydrogenation reaction catalyst is preferably a composite oxide catalyst represented by the following general formula (1) (Claim 2), and this composite oxide catalyst constitutes the composite oxide catalyst. A method for producing a component compound through a step of integrating and heating a source compound of each component element in an aqueous system, wherein at least one selected from the group consisting of a molybdenum compound, an iron compound, a nickel compound, and a cobalt compound and silica An aqueous raw material compound solution or a dried product obtained by drying the same is heated, and the catalyst precursor, the molybdenum compound and the bismuth compound are integrated with an aqueous solvent, dried and fired. It is preferably produced by a method having a post-process (claim 3).

MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=5〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0-10, d = 0-10 (where c + d = 1-10), e = 0.05-3, f = 0-2, g = 0.04-2, h = 0-3, i = 5 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)

また、本発明の方法は、反応工程で得られた生成ガスを冷却する前記生成ガスを冷却する冷却工程と、冷却されたガスを溶媒と接触させて生成した共役ジエンを溶媒中に回収する回収工程と、回収工程で得られた共役ジエンを含有する溶液から粗共役ジエンを分離する分離工程とを有することが好ましい(請求項4)。   Further, the method of the present invention comprises a cooling step for cooling the product gas obtained in the reaction step, and a recovery for recovering the conjugated diene produced by contacting the cooled gas with a solvent in the solvent. Preferably, the method includes a step and a separation step of separating the crude conjugated diene from the solution containing the conjugated diene obtained in the recovery step.

また、本発明の共役ジエンの製造方法の原料ガスとしては、ナフサ分解で得られたC留分から第1抽出蒸留塔及び第2抽出蒸留塔を経て粗ブタジエンを得、該粗ブタジエンから第1蒸留塔で軽沸分を除去した後、第2蒸留塔で重沸分を除去することにより精製ブタジエンを得るC留分からのブタジエンの抽出分離プロセスにおいて、前記第1抽出蒸留塔のブタジエン抽出残分からi−ブテンを分離除去して得られたn−ブテン含有ガスを用いることが好ましく(請求項5)、この場合において、分離工程で得られた粗共役ジエンを、このブタジエンの抽出分離プロセスにおける第1抽出蒸留塔に送給して精製することが好ましい(請求項6)。 In addition, as a raw material gas for the method for producing a conjugated diene of the present invention, crude butadiene is obtained from a C 4 fraction obtained by naphtha cracking through a first extractive distillation column and a second extractive distillation column, and the first from the crude butadiene. after removing the low-boiling fraction in a distillation column, in butadiene extraction separation process from C 4 fraction to obtain the purified butadiene by removing heavy boiling component in the second distillation column, butadiene extraction residue of the first extractive distillation column It is preferable to use an n-butene-containing gas obtained by separating and removing i-butene from the component (claim 5). In this case, the crude conjugated diene obtained in the separation step is used in the extraction separation process of butadiene. It is preferable to feed the first extractive distillation column for purification (Claim 6).

以下に本発明の共役ジエンの製造方法の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらの内容に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the method for producing a conjugated diene of the present invention will be described in detail. However, the description described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is limited to these contents. Not.

本発明の共役ジエンの製造方法は、炭素原子数4以上のモノオレフィンを含む原料ガスと、分子状酸素含有ガスとを、反応器に供給し、触媒の存在下、酸化脱水素反応により対応する共役ジエンを含む生成ガスを得る反応工程を有する共役ジエンの製造方法において、該生成ガスのアセチレン系炭化水素濃度が0.016vol%以下であることを特徴とする。   The method for producing a conjugated diene according to the present invention is performed by supplying a raw material gas containing a monoolefin having 4 or more carbon atoms and a molecular oxygen-containing gas to a reactor and performing an oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst. In the method for producing a conjugated diene having a reaction step for obtaining a product gas containing a conjugated diene, the product gas is characterized in that an acetylene hydrocarbon concentration of the product gas is 0.016 vol% or less.

なお、本発明において「アセチレン系炭化水素」とは、一般式C2n−2で表され、三重結合を1つもつ不飽和鎖式炭化水素及びこの不飽和鎖式炭化水素にアルキル基、ビニル基、フェニル基、シクロアルキル基、アリル基等の置換基が導入された誘導体である。この置換基としては、本発明の効果を阻害しないものであれば特に限定されない。n−ブテンの接触酸化脱水素反応によるブタジエンの製造において、アセチレン系炭化水素としては、主として、アセチレン、メチルアセチレン、エチルアセチレン、ビニルアセチレン、フェニルアセチレンなどがある。アセチレン系炭化水素は、一種類であっても、二種類以上であってもよい。
なお、以下において「アセチレン系炭化水素」を「アセチレン類」と称す場合がある。
In the present invention, “acetylene hydrocarbon” is represented by the general formula C n H 2n-2 , an unsaturated chain hydrocarbon having one triple bond, and an alkyl group in the unsaturated chain hydrocarbon. A derivative into which a substituent such as a vinyl group, a phenyl group, a cycloalkyl group, or an allyl group is introduced. The substituent is not particularly limited as long as it does not inhibit the effect of the present invention. In the production of butadiene by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of n-butene, acetylene hydrocarbons mainly include acetylene, methylacetylene, ethylacetylene, vinylacetylene, phenylacetylene and the like. One type or two or more types of acetylene hydrocarbons may be used.
In the following, “acetylene hydrocarbon” may be referred to as “acetylenes”.

以下に、本発明の共役ジエンの製造方法に従って、n−ブテンからブタジエンを製造する場合の製造プロセスの系統図を示す図1を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はn−ブテン(1−ブテン、2−ブテン)からのブタジエンの製造に限らず、ペンテン、メチルブテン、ジメチルブテン等の炭素原子数4以上、好ましくは炭素原子数4〜6のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応による対応する共役ジエンの製造に有効に適用される。これらのモノオレフィンは必ずしも単離した形で使用する必要はなく、必要に応じて任意の混合物の形で用いることができる。例えば1,3−ブタンジエンを得ようとする場合には高純度の1−ブテン又は2−ブテンを原料とすることもできるが、前述のナフサ分解で副生するC留分(BB)からブタジエン及びiーブテンを分離して得られるn−ブテン(1−ブテン及び2−ブテン)を主成分とする留分(BBSS)やn−ブタンの脱水素又は酸化脱水素反応により生成するブテン留分を使用することもできる。ここでいう、主成分とは、原料ガスに対して、通常40vol%以上、好ましくは60vol%以上、より好ましくは75vol%以上、特に好ましくは99vol%以上含まれる成分を示す。また、原料ガス中には、本発明の効果を阻害しない範囲で、任意の不純物を含んでいても良い。含んでいても良い不純物として、具体的には、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、ペンタンなどの飽和炭化水素やプロピレン、ペンテンなどのオレフィン、1,2−ブタジエンなどのジエン、メチルアセチレン、ビニルアセチレン、エチルアセチレンなどのアセチレン類等が挙げられる。原料ガス中のこれらの不純物の含有量は、通常60vol%以下、好ましくは40vol%以下、より好ましくは1vol%以下である。この量が多すぎると、主原料である1−ブテンや2−ブテンの濃度が下がって反応が遅くなったり、好ましくない副生物が増える傾向にある。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 showing a system diagram of a production process in the case of producing butadiene from n-butene according to the method for producing a conjugated diene of the present invention. Not only the production of butadiene from butene (1-butene, 2-butene), but also catalytic oxidative dehydrogenation of monoolefins having 4 or more carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, such as pentene, methylbutene and dimethylbutene. Is effectively applied to the production of the corresponding conjugated dienes. These monoolefins do not necessarily need to be used in an isolated form, and can be used in the form of any mixture as required. For example, when 1,3-butanediene is to be obtained, high-purity 1-butene or 2-butene can be used as a raw material, but butadiene from the C 4 fraction (BB) by-produced in the above-described naphtha decomposition. And a fraction (BBSS) mainly composed of n-butene (1-butene and 2-butene) obtained by separating i-butene and a butene fraction produced by dehydrogenation or oxidative dehydrogenation of n-butane. It can also be used. The main component as used herein refers to a component that is usually contained in an amount of 40 vol% or more, preferably 60 vol% or more, more preferably 75 vol% or more, and particularly preferably 99 vol% or more with respect to the raw material gas. Further, the source gas may contain an arbitrary impurity as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific examples of impurities that may be contained include saturated hydrocarbons such as propane, n-butane, i-butane, and pentane, olefins such as propylene and pentene, dienes such as 1,2-butadiene, methylacetylene, and vinyl. Examples include acetylenes such as acetylene and ethylacetylene. The content of these impurities in the raw material gas is usually 60 vol% or less, preferably 40 vol% or less, more preferably 1 vol% or less. If this amount is too large, the concentration of 1-butene or 2-butene as the main raw material will decrease, and the reaction will be slow, or undesirable by-products will tend to increase.

図1において、1は反応器、2はクエンチ塔、3,6,13は冷却器(熱交換器)、4,7,14はドレンポット、8A,8Bは脱水塔、9は加熱器(熱交換器)、10は溶媒吸収塔、11は脱気塔、12は溶媒分離塔を示し、符号100〜126は配管を示す。   In FIG. 1, 1 is a reactor, 2 is a quench tower, 3, 6 and 13 are coolers (heat exchangers), 4, 7 and 14 are drain pots, 8A and 8B are dehydration towers, and 9 is a heater (heat (Exchanger), 10 is a solvent absorption tower, 11 is a degassing tower, 12 is a solvent separation tower, and 100 to 126 are pipes.

[反応工程]
反応工程では、原料となるn−ブテン或いは前述のBBSS等のn−ブテンを含む混合物を、気化器(図示せず)でガス化して、配管101より導入すると共に、配管102、103、104より、窒素ガス、空気(分子状酸素含有ガス)、及び水(水蒸気)を導入し、これらの混合ガスを予熱器(図示せず)で150〜250℃程度に加熱した後、配管100より触媒が充填された酸化脱水素反応器1に供給する。原料、窒素ガス、空気、及び水(水蒸気)は、酸化脱水素反応器1に直接別々の配管で供給してもよいが、均一に混合した状態で酸化脱水素反応器1に供給するのが好ましい。これは、反応器内で不均一な混合ガスが部分的に爆鳴気を形成したり、多管式反応器で管毎に異なる組成の原料が供給されるという事態を防ぐことが出来るというメリットがあるからである。
[Reaction process]
In the reaction step, a raw material n-butene or a mixture containing n-butene such as BBSS is gasified by a vaporizer (not shown) and introduced from the pipe 101 and from the pipes 102, 103, and 104. Then, nitrogen gas, air (molecular oxygen-containing gas), and water (water vapor) are introduced, and the mixed gas is heated to about 150 to 250 ° C. with a preheater (not shown), and then the catalyst is supplied from the pipe 100. The charged oxidative dehydrogenation reactor 1 is supplied. The raw material, nitrogen gas, air, and water (steam) may be supplied directly to the oxidative dehydrogenation reactor 1 through separate pipes, but may be supplied to the oxidative dehydrogenation reactor 1 in a uniformly mixed state. preferable. This is a merit that it is possible to prevent a situation in which a non-uniform mixed gas partially forms a squeal in the reactor or a raw material having a different composition is supplied to each tube in a multi-tube reactor. Because there is.

分子状酸素含有ガスは、通常、分子状酸素が10vol%以上、好ましくは、15vol%以上、更に好ましくは20vol%以上含まれるガスのことであり、具体的に好ましくは空気である。なお、分子状酸素含有ガスを工業的に用意するために必要なコストという観点から、分子状酸素含有ガス中の分子状酸素含有量は50vol%以下、好ましくは30vol%以下、更に好ましくは1vol%以下であることが好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、分子状酸素含有ガスは、任意の不純物を含んでいても良い。含んでいても良い不純物として、具体的には、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、CO、CO、水等が挙げられる。分子状酸素含有ガス中のこれらの不純物の含有量は、窒素の場合、通常90vol%以下、好ましくは85vol%以下、より好ましくは80vol%以下である。窒素以外の成分の場合、通常10vol%以下、好ましくは1vol%以下である。これらの不純物含有量が多すぎると、反応に必要な酸素を供給するのが難しくなる傾向にある。 The molecular oxygen-containing gas is usually a gas containing 10 vol% or more of molecular oxygen, preferably 15 vol% or more, more preferably 20 vol% or more, and specifically preferably air. From the viewpoint of cost required for industrially preparing the molecular oxygen-containing gas, the molecular oxygen content in the molecular oxygen-containing gas is 50 vol% or less, preferably 30 vol% or less, more preferably 1 vol%. The following is preferable. In addition, the molecular oxygen-containing gas may contain an arbitrary impurity as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific examples of impurities that may be included include nitrogen, argon, neon, helium, CO, CO 2 , and water. In the case of nitrogen, the content of these impurities in the molecular oxygen-containing gas is usually 90 vol% or less, preferably 85 vol% or less, more preferably 80 vol% or less. In the case of components other than nitrogen, it is usually 10 vol% or less, preferably 1 vol% or less. When there is too much content of these impurities, it exists in the tendency for it to become difficult to supply oxygen required for reaction.

また、反応器1に原料ガスを供給するにあたり、同時に窒素ガス、及び水(水蒸気)を供給してもよい。窒素ガスは、反応ガスが爆鳴気を形成しないようにブテン等の可燃性ガスと酸素の濃度を調整するという理由から、水(水蒸気)は窒素ガスと同様に可燃性ガスと酸素の濃度を調整するという理由と触媒のコーキングを抑制するという理由から、原料となるn−ブテン、及び分子状酸素含有ガスと共にこれらを原料ガスとして反応器1に供給するのが好ましい。   Further, when supplying the raw material gas to the reactor 1, nitrogen gas and water (water vapor) may be simultaneously supplied. Nitrogen gas adjusts the concentration of flammable gas such as butene and oxygen so that the reaction gas does not form explosive gas, so water (steam) has the same concentration of flammable gas and oxygen as nitrogen gas. For reasons of adjusting and suppressing coking of the catalyst, it is preferable to supply them together with n-butene as a raw material and a molecular oxygen-containing gas to the reactor 1 as a raw material gas.

この反応器1に供給する原料ガスは、酸素と可燃性ガスの混合物であることから、爆発範囲に入らないように各々のガス(ブテン、空気、及び必要に応じて窒素ガスと水(水蒸気))を供給する配管に設置された流量計にて流量を監視しながら、反応器入口の組成制御を行い、例えば次のような原料ガス組成に調整される。なお、ここでいう爆発範囲とは、酸素と可燃性ガスの混合ガスが何らかの着火源の存在下で着火するような組成を持つ範囲のことである。可燃性ガスの濃度がある値より低いと着火源が存在しても着火しないことが知られており、この濃度を爆発下限界という。また可燃性ガスの濃度がある値より高いとやはり着火源が存在しても着火しないことが知られており、この濃度を爆発上限界という。各々の値は酸素濃度に依存しており、一般に酸素濃度が低いほど両者の値が近づき、酸素濃度がある値になったとき両者が一致する。このときの酸素濃度を限界酸素濃度と言い、酸素濃度がこれより低ければ可燃性ガスの濃度によらず混合ガスは着火しない。   Since the raw material gas supplied to the reactor 1 is a mixture of oxygen and combustible gas, each gas (butene, air, and, if necessary, nitrogen gas and water (water vapor) so as not to enter the explosion range) The composition at the inlet of the reactor is controlled while monitoring the flow rate with a flow meter installed in the pipe for supplying the gas), and adjusted to the following raw material gas composition, for example. The explosion range here is a range having a composition in which a mixed gas of oxygen and combustible gas is ignited in the presence of some ignition source. It is known that if the concentration of combustible gas is lower than a certain value, it will not ignite even if an ignition source is present, and this concentration is called the lower explosion limit. It is also known that if the concentration of combustible gas is higher than a certain value, it will not ignite even if an ignition source is present, and this concentration is called the upper limit of explosion. Each value depends on the oxygen concentration. In general, the lower the oxygen concentration, the closer the values are, and the two match when the oxygen concentration reaches a certain value. The oxygen concentration at this time is called a critical oxygen concentration. If the oxygen concentration is lower than this, the mixed gas will not be ignited regardless of the concentration of the combustible gas.

本発明の反応を開始するときは、最初に反応器1に供給する空気などの分子状酸素含有ガス、窒素、水蒸気の量を調整して反応器入口の酸素濃度が限界酸素濃度以下になるようにしてから可燃性ガスの供給を開始し、次いで可燃性ガス濃度が爆発上限界よりも濃くなるように可燃性ガスと空気などの分子状酸素含有ガスの供給量を増やしていくのが良い。   When starting the reaction of the present invention, first, the amount of molecular oxygen-containing gas such as air, nitrogen, and water vapor supplied to the reactor 1 is adjusted so that the oxygen concentration at the inlet of the reactor is below the critical oxygen concentration. After that, the supply of the combustible gas is started, and then the supply amount of the combustible gas and the molecular oxygen-containing gas such as air is increased so that the combustible gas concentration becomes higher than the upper limit of explosion.

<原料ガス組成>
n−ブテン:C留分合計に対して50〜100vol%
留分合計:5〜15vol%
:C留分合計に対して40〜120vol%
:C留分合計に対して500〜1000vol%
O:C留分合計に対して90〜900vol%
<Raw gas composition>
n- butene: C 4 fraction 50~100Vol% of the total
C 4 fractions total: 5-15 vol%
O 2: C 4 40~120vol% relative fraction total
N 2: C 4 500~1000vol% relative fraction total
H 2 O: C 4 fraction 90~900Vol% of the total

反応器1には、後述の酸化脱水素反応触媒が充填されており、触媒上でn−ブテンが酸素と反応し、ブタジエンと水が生成する。この酸化脱水素反応は発熱反応であり、反応により温度が上昇するが、反応温度は280〜400℃の範囲に調整することが好ましく、従って、反応器1は適宜冷却(例えば熱媒体(ジベンジルトルエンや亜硝酸塩など)による除熱)して触媒層の温度を一定に制御する。   The reactor 1 is filled with an after-mentioned oxidative dehydrogenation reaction catalyst, and n-butene reacts with oxygen on the catalyst to produce butadiene and water. This oxidative dehydrogenation reaction is an exothermic reaction, and the temperature rises due to the reaction. The reaction temperature is preferably adjusted to a range of 280 to 400 ° C. Therefore, the reactor 1 is appropriately cooled (for example, a heat medium (dibenzyl The temperature of the catalyst layer is controlled to be constant by removing heat with toluene or nitrite).

反応器1の圧力は、特に限定されないが、下限は、通常、0MPaG以上、好ましくは、0.02MPaG以上、更に好ましくは0.05MPaG以上である。この値が大きくなるほど、反応器1に反応ガスを多量に供給できるというメリットがある。一方、上限は、0.5MPaG以下であり、好ましくは0.3MPaG以下、更に好ましくは、0.1MPaGである。この値が小さくなるほど、爆発範囲が狭くとなる傾向にある。   The pressure in the reactor 1 is not particularly limited, but the lower limit is usually 0 MPaG or more, preferably 0.02 MPaG or more, more preferably 0.05 MPaG or more. There is an advantage that a larger amount of reaction gas can be supplied to the reactor 1 as this value increases. On the other hand, the upper limit is 0.5 MPaG or less, preferably 0.3 MPaG or less, and more preferably 0.1 MPaG. As this value becomes smaller, the explosion range tends to become narrower.

反応器1の滞留時間は、特に限定されないが、下限は、通常0.36秒以上、好ましくは、0.72秒以上、更に好ましくは1.2秒以上である。この値が大きくなるほど、転化率が高くなるというメリットがある。一方、上限は、7.2秒以下であり、好ましくは3.6秒以下、更に好ましくは、1.8秒である。この値が小さくなるほど、反応器が小さくなる傾向にある。   The residence time of the reactor 1 is not particularly limited, but the lower limit is usually 0.36 seconds or longer, preferably 0.72 seconds or longer, more preferably 1.2 seconds or longer. There is a merit that the higher the value, the higher the conversion rate. On the other hand, the upper limit is 7.2 seconds or less, preferably 3.6 seconds or less, and more preferably 1.8 seconds. The smaller this value, the smaller the reactor.

本発明においては、この反応器1において反応が行われた後、得られる生成ガス中の反応器出口におけるアセチレン類濃度がガスクロマトグラフィー分析による検出限界(約10ppm)以下〜0.016vol%の範囲、好ましくは0.005〜0.01vol%の範囲の生成ガスを得る。このようにアセチレン類含有量の少ない生成ガスを得ることにより、アセチレン類の除去のための煩雑な抽出蒸留工程を不要とするか、或いは、この抽出蒸留工程の負荷を軽減することができる。   In the present invention, after the reaction is carried out in the reactor 1, the concentration of acetylenes at the outlet of the reactor in the resulting product gas is within a detection limit (about 10 ppm) or less to 0.016 vol% by gas chromatography analysis. Preferably, a product gas in the range of 0.005 to 0.01 vol% is obtained. Thus, by obtaining a product gas having a low acetylene content, a complicated extractive distillation step for removing acetylenes is unnecessary, or the load of the extractive distillation step can be reduced.

生成ガス中のアセチレン類濃度が0.016vol%より多いと、アセチレン類除去のための抽出蒸留工程を省略し得ず、またその負荷も大きなものとなる。本発明ではガスクロマトグラフィー分析で検出できない程度までアセチレン類濃度を低減することも可能である。ただし、原料のアセチレン類濃度にも依存するので生成ガスのアセチレン類濃度の下限は通常0.005vol%である。   When the concentration of acetylenes in the product gas is more than 0.016 vol%, the extractive distillation step for removing acetylenes cannot be omitted, and the load becomes large. In the present invention, it is also possible to reduce the acetylene concentration to such an extent that it cannot be detected by gas chromatography analysis. However, since it also depends on the acetylene concentration of the raw material, the lower limit of the acetylene concentration of the product gas is usually 0.005 vol%.

このようにアセチレン類濃度の少ない生成ガスを得るためには、触媒として例えば後述の複合酸化物触媒を用いる方法、アセチレンと反応するのに十分な酸素と接触させる方法、280℃以上の温度で処理する方法などが挙げられる。   Thus, in order to obtain a product gas having a low concentration of acetylenes, for example, a method using a composite oxide catalyst described later as a catalyst, a method of contacting with oxygen sufficient to react with acetylene, a treatment at a temperature of 280 ° C. or higher The method of doing is mentioned.

生成ガス中に含まれる原料ガス中のモノオレフィンに対応する共役ジエンの濃度は、原料ガス中に含まれるモノオレフィンの濃度に依存するが、通常1〜15vol%、好ましくは、5〜13vol%、更に好ましくは9〜11vol%である。共役ジエンの濃度が大きいほど、回収コストが低いというメリットがあり、小さいほど次工程で圧縮したときに重合などの副反応が起き難いというメリットがある。また、生成ガス中には未反応のモノオレフィンも含まれていてもよく、その濃度は、通常0〜7vol%、好ましくは0〜4vol%、更に好ましくは0〜2vol%である。   The concentration of the conjugated diene corresponding to the monoolefin in the raw material gas contained in the product gas depends on the concentration of the monoolefin contained in the raw material gas, but usually 1 to 15 vol%, preferably 5 to 13 vol%, More preferably, it is 9-11 vol%. The higher the conjugated diene concentration, the lower the recovery cost, and the lower the conjugated diene, the lower the advantage that side reactions such as polymerization hardly occur when compressed in the next step. In addition, unreacted monoolefin may also be contained in the product gas, and the concentration thereof is usually 0 to 7 vol%, preferably 0 to 4 vol%, more preferably 0 to 2 vol%.

反応器1の入口組成が爆発上限界以上である場合、反応器1出口の組成も通常は爆発上限界以上であり、爆発の恐れはない。しかし本発明では、生成ガスを吸収溶媒と接触させてオレフィンや共役ジエンなどの炭化水素を溶媒に吸収させる工程でガス中の炭化水素の濃度が低下して爆発範囲に入る可能性がある。これを回避するには生成ガスを窒素などのイナートガスで希釈してから吸収溶媒と接触させることが考えられるが、反応器1出口またはクエンチ塔2出口の組成が限界酸素濃度以下になるように反応器1入口条件や反応条件を調整した方が簡便である。例えばクエンチ塔2の出口に酸素濃度計を設置し、ここで測定される酸素濃度が8vol%以下になるように反応器1に供給するエアー流量を調整したり反応温度を調整すれば良い。   When the composition at the inlet of the reactor 1 is above the upper explosion limit, the composition at the outlet of the reactor 1 is also usually above the upper explosion limit and there is no risk of explosion. However, in the present invention, there is a possibility that the concentration of hydrocarbons in the gas decreases and enters the explosion range in the step of bringing the produced gas into contact with an absorbing solvent and absorbing hydrocarbons such as olefins and conjugated dienes in the solvent. To avoid this, it is conceivable that the product gas is diluted with an inert gas such as nitrogen and then contacted with the absorbing solvent. It is easier to adjust the inlet conditions and reaction conditions of the vessel 1. For example, an oxygen concentration meter may be installed at the outlet of the quench tower 2, and the flow rate of air supplied to the reactor 1 or the reaction temperature may be adjusted so that the measured oxygen concentration is 8 vol% or less.

反応器1の入口と出口との流量差としては、原料ガスの反応器入口での流量、及び生成ガスの反応器出口での流量に依存するが、通常入口流量に対する出口の流量の比率が100〜110mol%、好ましくは、102〜107mol%、更に好ましくは103〜105mol%である。出口流量が増えるのはブテンが酸化脱水素されてブタジエンと水が生成する反応や副反応でCOやCOが生成する反応において化学量論的に分子数が増えるためである。出口流量の増加が少ないと反応が進行していないので好ましくなく、出口流量が増えすぎると副反応でCOやCOが増加しているため好ましくない。 The flow rate difference between the inlet and the outlet of the reactor 1 depends on the flow rate of the raw material gas at the reactor inlet and the flow rate of the product gas at the reactor outlet, but the ratio of the outlet flow rate to the normal inlet flow rate is 100. -110 mol%, Preferably, it is 102-107 mol%, More preferably, it is 103-105 mol%. The outlet flow rate increases because the number of molecules increases stoichiometrically in the reaction in which butene is oxidatively dehydrogenated to produce butadiene and water, and in the reaction in which CO and CO 2 are produced as a side reaction. A small increase in the outlet flow rate is not preferable because the reaction does not proceed, and an excessive increase in the outlet flow rate is not preferable because CO and CO 2 increase due to side reactions.

[冷却工程]
反応器1からの反応生成ガスは次いで配管105よりクエンチ塔2に送給され、20〜99℃程度に冷却される。このクエンチ塔2には配管106より冷却水が導入され、生成ガスとの向流接触で生成ガスを冷却した水は、配管107より排出される。なお、この冷却排水は、熱交換器(図示せず)で冷却されて再度クエンチ塔2において循環使用される。冷却水の温度は、反応生成ガスの冷却温度に依存するが、通常は、通常10〜90℃、好ましくは20〜70℃、更に好ましくは30〜60℃である。
[Cooling process]
The reaction product gas from the reactor 1 is then fed to the quench tower 2 through the pipe 105 and cooled to about 20 to 99 ° C. Cooling water is introduced into the quench tower 2 from the pipe 106, and water that has cooled the generated gas by countercurrent contact with the generated gas is discharged from the pipe 107. The cooling waste water is cooled by a heat exchanger (not shown) and is circulated again in the quench tower 2. The temperature of the cooling water depends on the cooling temperature of the reaction product gas, but is usually 10 to 90 ° C, preferably 20 to 70 ° C, more preferably 30 to 60 ° C.

[脱水工程]
クエンチ塔2で冷却された生成ガスは塔頂から流出され、この冷却ガスは次いで配管108より冷却器3を経て室温(10〜30℃程度)に冷却される。冷却により発生した凝縮水は配管109よりドレンポット4に分離される。水分離後のガスは更に配管110を経て圧縮機5で0.1〜0.5MPa程度に昇圧され、配管111を経て冷却器6で再度10〜30℃程度に冷却される。冷却により発生した凝縮水は配管112よりドレンポット7に分離される。水分離後の圧縮ガスは、通常、水分含有量0.5〜2vol%程度、露点として0〜20℃程度の湿潤ガスであるが、このガスは、脱水塔8A,8Bに導入されて脱水処理される。
[Dehydration process]
The product gas cooled in the quench tower 2 flows out from the top of the tower, and this cooling gas is then cooled to the room temperature (about 10 to 30 ° C.) through the pipe 108 through the cooler 3. The condensed water generated by cooling is separated into the drain pot 4 through the pipe 109. The water-separated gas is further pressurized to about 0.1 to 0.5 MPa by the compressor 5 through the pipe 110, and cooled again to about 10 to 30 ° C. by the cooler 6 through the pipe 111. Condensed water generated by cooling is separated from the pipe 112 into the drain pot 7. The compressed gas after the water separation is usually a wet gas having a water content of about 0.5 to 2 vol% and a dew point of about 0 to 20 ° C. This gas is introduced into the dehydration towers 8A and 8B and dehydrated. Is done.

図1において、脱水塔8A,8Bには、モレキュラーシーブ等の乾燥剤(水分吸着剤)が充填されており、これにより圧縮ガスの脱水と乾燥剤の加熱乾燥による再生とが交互に行われる。
即ち、圧縮ガスは、まず、配管113,113aを経て脱水塔8Aに導入されて脱水処理され、脱水ガスは配管114a,114を経て溶媒吸収塔10に送給される。この間に、脱水塔8Bには、配管122、加熱器9、配管123,123bを経て150〜250℃程度に加熱された窒素ガスが導入され、乾燥剤の加熱による水分の脱着が行われる。脱着した水分を含む窒素ガスは、配管124b、124を経て冷却器13で室温まで冷却され、凝縮水が配管125よりドレンポット14に分離された後、配管126より排出される。
脱水塔8Aの乾燥剤が飽和に達したら、ガス流路を切り換え、脱水塔8Bで圧縮ガスの脱水処理を行い、脱水塔8A内の乾燥剤の再生を行う。
脱水工程における脱水塔内の乾燥剤の再生時間は、特に限定されないが、通常6〜48時間、好ましくは、12〜36時間、更に好ましくは18〜30時間である。
In FIG. 1, the dehydration towers 8A and 8B are filled with a desiccant (moisture adsorbent) such as a molecular sieve, whereby dehydration of the compressed gas and regeneration by heating and drying of the desiccant are performed alternately.
That is, the compressed gas is first introduced into the dehydration tower 8A through the pipes 113 and 113a and dehydrated, and the dehydrated gas is supplied to the solvent absorption tower 10 through the pipes 114a and 114. During this time, nitrogen gas heated to about 150 to 250 ° C. is introduced into the dehydration tower 8B through the pipe 122, the heater 9, and the pipes 123 and 123b, and moisture is desorbed by heating the desiccant. The nitrogen gas containing the desorbed water is cooled to room temperature by the cooler 13 through the pipes 124 b and 124, and the condensed water is separated from the pipe 125 into the drain pot 14 and then discharged from the pipe 126.
When the desiccant in the dehydration tower 8A reaches saturation, the gas flow path is switched, the compressed gas is dehydrated in the dehydration tower 8B, and the desiccant in the dehydration tower 8A is regenerated.
The regeneration time of the desiccant in the dehydration tower in the dehydration step is not particularly limited, but is usually 6 to 48 hours, preferably 12 to 36 hours, and more preferably 18 to 30 hours.

なお、脱水塔8A,8Bによる脱水処理は必ずしも必要とされないが、このような脱水処理を行うことにより、後の溶媒吸収によるブタジエン回収工程における水分による機器腐食や溶媒の分解を防止することができ、好ましい。   Although dehydration treatment by the dehydration towers 8A and 8B is not necessarily required, by performing such dehydration treatment, it is possible to prevent equipment corrosion and decomposition of the solvent due to moisture in the butadiene recovery process due to subsequent solvent absorption. ,preferable.

通常、モレキュラーシーブ等の乾燥剤を用いる脱水処理で、溶媒吸収塔10に供給する脱水ガス中の水分含有量は50〜10ppm、露点として−50〜−60℃程度に高度に除去することができる。   Usually, in a dehydration treatment using a desiccant such as molecular sieve, the water content in the dehydrated gas supplied to the solvent absorption tower 10 can be removed to a high degree of about −50 to −60 ° C. as a dew point. .

[回収工程]
脱水塔8A,8Bからの脱水ガスは、必要に応じて冷却器(図示せず)で10〜30℃程度に冷却された後、溶媒吸収塔10に送給され、配管115からの溶媒と向流接触することで、ガス中のブタジエンと未反応のn−ブテン及びブタンが溶媒に吸収される。溶媒に吸収されなかった成分(残ガス)は溶媒吸収塔の塔頂より配管117を経て排出され燃焼廃棄される。
[Recovery process]
The dehydrated gas from the dehydration towers 8A and 8B is cooled to about 10 to 30 ° C. by a cooler (not shown) as necessary, and then sent to the solvent absorption tower 10 to be supplied with the solvent from the pipe 115. By the fluid contact, butadiene in the gas and unreacted n-butene and butane are absorbed by the solvent. The component (residual gas) that has not been absorbed by the solvent is discharged from the top of the solvent absorption tower through the pipe 117 and is discarded by combustion.

溶媒吸収塔10内の圧力は、特に限定されないが、通常0.1〜0.5MPaG、好ましくは0.2〜0.4MPaG、更に好ましくは0.25〜0.35MPaGである。この圧力が大きいほど、吸収効率が良くなるというメリットがあり、小さいほど建設費及び運転に要するコストが下がるというメリットがある。   Although the pressure in the solvent absorption tower 10 is not specifically limited, Usually, 0.1-0.5 MPaG, Preferably it is 0.2-0.4 MPaG, More preferably, it is 0.25-0.35 MPaG. The larger the pressure, the better the absorption efficiency, and the smaller the pressure, the lower the construction and operation costs.

溶媒吸収塔10内の温度は、特に限定されないが、通常0〜50℃、好ましくは10〜40℃、更に好ましくは20〜30℃である。この温度が大きいほど、酸素や窒素などが溶媒に吸収されにくいというメリットがあり、小さいほどブタジエンなどの炭化水素の吸収効率が良くなるというメリットがある。   Although the temperature in the solvent absorption tower 10 is not specifically limited, Usually, 0-50 degreeC, Preferably it is 10-40 degreeC, More preferably, it is 20-30 degreeC. The higher this temperature is, the more advantageous it is that oxygen, nitrogen and the like are less likely to be absorbed by the solvent, and the smaller, there is an advantage that the absorption efficiency of hydrocarbons such as butadiene is improved.

溶媒吸収液は溶媒吸収塔の塔底より抜き出され配管116より脱気塔11に送給される。   The solvent absorption liquid is extracted from the bottom of the solvent absorption tower and sent to the deaeration tower 11 through the pipe 116.

この溶媒吸収塔10で、ブタジエンの回収に用いる吸収溶媒としては、炭素数6〜10の飽和炭化水素や炭素数6〜8の芳香族炭化水素、アミド化合物などが用いられる。例えばジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等を用いることができる。溶媒の使用量には特に制限はないが、多過ぎると不経済であり、少な過ぎるとブタジエンの回収効率が低下する。従って、得られる溶媒吸収液中のブタジエン濃度が1〜20重量%、好ましくは3〜10重量%程度となるような量で溶媒を供給することが好ましい。   As the absorption solvent used for the recovery of butadiene in the solvent absorption tower 10, a saturated hydrocarbon having 6 to 10 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon having 6 to 8 carbon atoms, an amide compound, or the like is used. For example, dimethylformamide (DMF), toluene, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), etc. can be used. The amount of the solvent used is not particularly limited, but it is uneconomical if it is too much, and the recovery efficiency of butadiene is lowered if it is too small. Therefore, it is preferable to supply the solvent in such an amount that the butadiene concentration in the obtained solvent absorbing solution is about 1 to 20% by weight, preferably about 3 to 10% by weight.

[脱気工程]
溶媒吸収塔10で得られるブタジエンの溶媒吸収液には若干量の窒素、酸素も吸収されているため、次いでこの溶媒吸収液を脱気塔11に供給して50〜150℃程度に加熱することにより、液中に溶存する窒素や酸素をガス化して除去する。この際、ブテンやブタジエン、溶媒の一部もガス化するため、この脱気塔11の塔頂に設けたコンデンサでこれを液化して吸収液中に回収する。凝縮しなかったブテン、ブタジエンは窒素、酸素の混合ガスとして配管118より抜き出され、ブタジエンの回収率を高めるために圧縮機5の入口側へ循環され再度処理が行われる。一方、脱気処理液は配管119より溶媒分離塔12へ送給される。
[Deaeration process]
Since some amount of nitrogen and oxygen are also absorbed in the solvent absorption liquid of butadiene obtained in the solvent absorption tower 10, this solvent absorption liquid is then supplied to the deaeration tower 11 and heated to about 50 to 150 ° C. Thus, nitrogen and oxygen dissolved in the liquid are gasified and removed. At this time, since butene, butadiene, and a part of the solvent are also gasified, they are liquefied by a capacitor provided at the top of the degassing tower 11 and recovered in the absorbing liquid. Butene and butadiene which have not been condensed are withdrawn from the pipe 118 as a mixed gas of nitrogen and oxygen, and are circulated to the inlet side of the compressor 5 and processed again in order to increase the recovery rate of butadiene. On the other hand, the degassed treatment liquid is fed to the solvent separation tower 12 through the pipe 119.

[ブタジエン分離工程]
溶媒分離塔12では、リボイラとコンデンサによりブタジエンの蒸留分離が行われ、塔頂より配管120を経てブタジエン留分が抜き出される。分離された溶媒は塔底より配管121を経て抜き出され、溶媒吸収塔10の吸収溶媒として循環使用される。
[Butadiene separation process]
In the solvent separation column 12, butadiene is distilled and separated by a reboiler and a condenser, and a butadiene fraction is extracted from the top of the column via a pipe 120. The separated solvent is extracted from the bottom of the tower through a pipe 121 and circulated and used as an absorbing solvent for the solvent absorbing tower 10.

ここで使用する蒸留塔の蒸留時の圧力は任意に設定することができるが、通常は、塔頂圧力を0.05〜0.4MPaGとすることが好ましい。より好ましくは塔頂圧力が0.1〜0.3MPaGであり、特に好ましくは0.15〜0.2MPaGの範囲である。この塔頂圧力が低すぎると、留出したブタジエンを低温で凝縮するために多大なコストが必要となり、また高すぎると蒸留塔の塔底部の温度が高くなり、蒸気コストの増大となってしまう。   Although the pressure at the time of distillation of the distillation column used here can be set arbitrarily, it is usually preferred that the column top pressure is 0.05 to 0.4 MPaG. More preferably, the tower top pressure is 0.1 to 0.3 MPaG, and particularly preferably in the range of 0.15 to 0.2 MPaG. If the pressure at the top of the column is too low, a large amount of cost is required to condense the distilled butadiene at a low temperature, and if it is too high, the temperature at the bottom of the distillation column increases, resulting in an increase in steam costs. .

塔低温度は通常100℃〜200℃であり、好ましくは120℃〜180℃、より好ましくは140℃〜160℃である。塔低温度が低すぎるとブタジエンを頂圧から留出させるのが困難となる。また温度が高すぎると、溶媒も塔頂から留出してしまう。還流比は1〜10で差し支えなく、好ましくは2〜4である。   The tower low temperature is usually 100 ° C to 200 ° C, preferably 120 ° C to 180 ° C, more preferably 140 ° C to 160 ° C. If the tower low temperature is too low, it will be difficult to distill butadiene from the top pressure. If the temperature is too high, the solvent will be distilled off from the top of the column. The reflux ratio may be 1 to 10, and preferably 2 to 4.

蒸留塔としては充填塔、棚段塔のいずれもが使用できるが、多段蒸留が好ましい。ブタジエンと溶媒を分離するには、蒸留塔理論段を5段以上、特に10段〜20段とするのが好ましい。50段を越える蒸留塔は、蒸留塔建設の経済性、運転難易度、及び安全管理のためには好ましくない。また段数が小さすぎると分離が困難となる。   As the distillation column, either a packed column or a plate column can be used, but multistage distillation is preferred. In order to separate butadiene and the solvent, it is preferable that the theoretical column of the distillation column is 5 or more, particularly 10 to 20 stages. A distillation column having more than 50 stages is not preferable for economics of construction of the distillation column, operational difficulty, and safety management. If the number of stages is too small, separation becomes difficult.

[粗ブタジエンの精製]
上記ブタジエンの分離工程で得られる粗ブタジエンは、通常、ブタジエン純度40〜98vol%程度、アセチレン類濃度0〜0.14vol%程度の粗ブタジエンである。
[Purification of crude butadiene]
The crude butadiene obtained in the butadiene separation step is usually a crude butadiene having a butadiene purity of about 40 to 98 vol% and an acetylene concentration of about 0 to 0.14 vol%.

この粗ブタジエンを常法に従って精製することにより精製ブタジエンを得ることができるが、本発明では、特に、図2に示すナフサ分解で得られたC留分からのブタジエンの抽出分離プロセスから排出される、n−ブテンを含有するBBSSを接触酸化脱水素反応の原料ガスとする場合、或いは、この接触酸化脱水素反応によるブタジエンの製造プロセスに近接してこのブタジエンの抽出分離プロセスが設けられている場合、上記分離工程で得られた粗ブタジエンを、図2に示す抽出分離プロセスの第1抽出蒸留塔32の入口側に供給し、ナフサ分解で得られたC留分とともに精製することが好ましい。接触酸化脱水素反応の原料に純粋な1−ブテンあるいは2-ブテンを使用してブテンを全てブタジエンに転換した場合は第1蒸留塔40の入口側に供給し、第2抽出蒸留塔37からの粗ブタジエンと共に、第1蒸留塔40で軽沸分を除去し、次いで第2蒸留塔41で重沸分を除去して精製しても良い。 Purified butadiene can be obtained by purifying the crude butadiene according to a conventional method. In the present invention, in particular, the butadiene is discharged from the extraction separation process of butadiene from the C 4 fraction obtained by naphtha decomposition shown in FIG. When BBSS containing n-butene is used as a raw material gas for the catalytic oxidative dehydrogenation reaction, or when this butadiene extraction and separation process is provided close to the butadiene production process by this catalytic oxidative dehydrogenation reaction The crude butadiene obtained in the separation step is preferably supplied to the inlet side of the first extractive distillation column 32 of the extraction separation process shown in FIG. 2 and purified together with the C 4 fraction obtained by naphtha decomposition. When pure 1-butene or 2-butene is used as a raw material for the catalytic oxidative dehydrogenation and all butene is converted into butadiene, it is supplied to the inlet side of the first distillation column 40 and supplied from the second extractive distillation column 37. Along with the crude butadiene, the light distillation component may be removed by the first distillation column 40 and then the heavy distillation component may be removed by the second distillation column 41 for purification.

即ち、従来法に従ってn−ブテンの接触酸化脱水素反応を行った場合、生成ガス中のアセチレン類濃度は通常0.15〜1vol%程度であるため、このような生成ガスから図1と同様の方法でブタジエンを分離回収しても、ブタジエン純度40〜98vol%、アセチレン類濃度0.15〜1vol%程度の粗ブタジエンしか得られず、このような粗ブタジエンでは、アセチレン類の除去を必要とすることから、これを図2に示すブタジエンの抽出分離プロセスに供給して精製しようとした場合、図2に示される第1抽出蒸留塔32又は予放散塔34の入口側に送給して未反応のブテン類等を分離した後、第2抽出蒸留塔37でアセチレン類を抽出蒸留により除去する必要がある。
これに対して、本発明によれば、得られた粗ブタジエンを、第1抽出蒸留塔32又は予放散塔34の入口側に送給して未反応のブテン類等を分離するが、第2抽出蒸留塔37によるアセチレン類の分離は不要となる。C留分(BB)を併せて第1抽出蒸留塔32又は予放散塔34の入口側に送給する場合は第2抽出蒸留塔37を省略することは出来ないが、第2抽出蒸留塔37の設備の負荷を軽減して装置の小型化を図ることができる。前述の如く、酸化脱水素の原料にブタンやイソブチレンを含まない場合は得られた粗ブテンを第2抽出蒸留塔37の後段の第1蒸留塔40に送給する事も出来る。
That is, when the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of n-butene is carried out according to the conventional method, the concentration of acetylenes in the product gas is usually about 0.15 to 1 vol%. Even if butadiene is separated and recovered by this method, only crude butadiene having a butadiene purity of 40 to 98 vol% and an acetylene concentration of 0.15 to 1 vol% can be obtained. Such crude butadiene requires the removal of acetylenes. Therefore, when this is supplied to the butadiene extraction and separation process shown in FIG. 2 to be purified, it is sent to the inlet side of the first extractive distillation column 32 or the pre-dispersion column 34 shown in FIG. After the butenes and the like are separated, the acetylenes must be removed by extractive distillation in the second extractive distillation column 37.
In contrast, according to the present invention, the obtained crude butadiene is fed to the inlet side of the first extractive distillation column 32 or the pre-dispersion column 34 to separate unreacted butenes and the like. Separation of acetylenes by the extractive distillation column 37 becomes unnecessary. When the C 4 fraction (BB) is also fed to the inlet side of the first extractive distillation column 32 or the pre-dispersion column 34, the second extractive distillation column 37 cannot be omitted. The load of 37 facilities can be reduced and the apparatus can be reduced in size. As described above, when the raw material for oxidative dehydrogenation does not contain butane or isobutylene, the obtained crude butene can be fed to the first distillation column 40 at the subsequent stage of the second extractive distillation column 37.

[複合酸化物触媒]
以下に、本発明で好適に用いられる酸化脱水素反応触媒について説明する。
[Composite oxide catalyst]
Hereinafter, the oxidative dehydrogenation catalyst suitably used in the present invention will be described.

本発明で用いる酸化脱水素反応複合酸化物触媒は、下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒であることが好ましい。
MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=5〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
The oxidative dehydrogenation reaction composite oxide catalyst used in the present invention is preferably a composite oxide catalyst represented by the following general formula (1).
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0-10, d = 0-10 (where c + d = 1-10), e = 0.05-3, f = 0-2, g = 0.04-2, h = 0-3, i = 5 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)

また、この複合酸化物触媒は、この複合酸化物触媒を構成する各成分元素の供給源化合物を水系内で一体化して加熱する工程を経て製造する方法であって、モリブデン化合物、鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種とシリカとを含む原料化合物水溶液又はこれを乾燥して得た乾燥物を加熱処理して触媒前駆体を製造する前工程と、該触媒前駆体、モリブデン化合物及びビスマス化合物を水性溶媒とともに一体化し、乾燥、焼成する後工程とを有する方法で製造されたものであることが好ましく、このような方法で製造された複合酸化物触媒であれば、その高い触媒活性で高収率でブタジエン等の共役ジエンを製造することができ、アセチレン類含有量の少ない反応生成ガスを得ることができる。   In addition, this composite oxide catalyst is a method of manufacturing through a step of heating the source compounds of the component elements constituting the composite oxide catalyst by integrating them in an aqueous system, and the molybdenum oxide, iron compound, nickel A pre-process for producing a catalyst precursor by heat-treating a raw material compound aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of a compound and a cobalt compound and silica, or a dried product obtained by drying the same, and the catalyst precursor The molybdenum compound and the bismuth compound are preferably produced by a method having a post-process of integrating and drying and calcining with an aqueous solvent, and if it is a composite oxide catalyst produced by such a method, A conjugated diene such as butadiene can be produced with a high catalytic activity and a high yield, and a reaction product gas having a low acetylene content can be obtained.

以下に本発明に好適な複合酸化物触媒の製造方法について説明する。   Hereinafter, a method for producing a composite oxide catalyst suitable for the present invention will be described.

この複合酸化物触媒の製造方法においては、前記前工程で用いられるモリブデンが、モリブデンの全原子比(a)の内の一部の原子比(a)相当のモリブデンであり、前記後工程で用いられるモリブデンが、モリブデンの全原子比(a)からaを差し引いた残りの原子比(a)相当のモリブデンであることが好ましい。また、前記aが1<a/(c+d+e)<3を満足する値であることが好ましい。さらに、前記aが0<a/b<8を満足する値であることが好ましい。 In this method for producing a composite oxide catalyst, the molybdenum used in the preceding step is molybdenum corresponding to a partial atomic ratio (a 1 ) of the total atomic ratio (a) of molybdenum, The molybdenum used is preferably molybdenum corresponding to the remaining atomic ratio (a 2 ) obtained by subtracting a 1 from the total atomic ratio (a) of molybdenum. The a 1 is preferably a value satisfying 1 <a 1 / (c + d + e) <3. Furthermore, it is preferable that a 2 is a value satisfying 0 <a 2 / b <8.

上記成分元素の供給源化合物としては、成分元素の酸化物、硝酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、水酸化物、カルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、ハロゲン化アンモニウム塩、水素酸、アセチルアセトナート、アルコキシド等が挙げられ、その具体例としては、下記のようなものが挙げられる。   Source compounds of the above component elements include oxides, nitrates, carbonates, ammonium salts, hydroxides, carboxylates, ammonium carboxylates, ammonium halides, hydrogen acids, acetylacetonates, alkoxides of the component elements. The following are mentioned as the specific example.

Moの供給源化合物としては、パラモリブデン酸アンモニウム、三酸化モリブデン、モリブデン酸、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸等が挙げられる。
Feの供給源化合物としては、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、酢酸第二鉄等が挙げられる。
Coの供給源化合物としては、硝酸コバルト、硫酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト、酢酸コバルト等が挙げられる。
Niの供給源化合物としては、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、炭酸ニッケル、酢酸ニッケル等が挙げられる。
Siの供給源化合物としては、シリカ、粒状シリカ、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等が挙げられる。
Examples of Mo supply source compounds include ammonium paramolybdate, molybdenum trioxide, molybdic acid, ammonium phosphomolybdate, and phosphomolybdic acid.
Examples of Fe source compounds include ferric nitrate, ferric sulfate, ferric chloride, and ferric acetate.
Examples of the Co source compound include cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt chloride, cobalt carbonate, and cobalt acetate.
Examples of the Ni source compound include nickel nitrate, nickel sulfate, nickel chloride, nickel carbonate, nickel acetate and the like.
Examples of Si source compounds include silica, granular silica, colloidal silica, and fumed silica.

Biの供給源化合物としては、塩化ビスマス、硝酸ビスマス、酸化ビスマス、次炭酸ビスマス等が挙げられる。また、X成分(Mg,Ca,Zn,Ce,Smの1種又は2種以上)やY成分(Na,K,Rb,Cs,Tlの1種又は2種以上)を固溶させた、BiとX成分やY成分との複合炭酸塩化合物として供給することもできる。   Examples of Bi source compounds include bismuth chloride, bismuth nitrate, bismuth oxide, and bismuth subcarbonate. In addition, Bi component in which X component (one or more of Mg, Ca, Zn, Ce, and Sm) and Y component (one or more of Na, K, Rb, Cs, and Tl) are dissolved. It can also be supplied as a complex carbonate compound of the X component and the Y component.

例えば、Y成分としてNaを用いた場合、BiとNaとの複合炭酸塩化合物は、炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムの水溶液等に、硝酸ビスマス等の水溶性ビスマス化合物の水溶液を滴下混合し、得られた沈殿を水洗、乾燥することによって製造することができる。
また、BiとX成分との複合炭酸塩化合物は、炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムの水溶液等に、硝酸ビスマス及びX成分の硝酸塩等の水溶性化合物からなる水溶液を滴下混合し、得られた沈殿を水洗、乾燥することによって製造することができる。
上記炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムの代わりに、炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムを用いると、Bi、Na及びX成分との複合炭酸塩化合物を製造することができる。
For example, when Na is used as the Y component, a complex carbonate compound of Bi and Na can be obtained by dropping an aqueous solution of a water-soluble bismuth compound such as bismuth nitrate into an aqueous solution of sodium carbonate or sodium bicarbonate. The precipitate can be produced by washing with water and drying.
In addition, the complex carbonate compound of Bi and the X component is prepared by mixing an aqueous solution of a water-soluble compound such as bismuth nitrate and nitrate of the X component with an aqueous solution of ammonium carbonate or ammonium bicarbonate, etc. It can be produced by washing with water and drying.
When sodium carbonate or sodium bicarbonate is used instead of the above ammonium carbonate or ammonium bicarbonate, a complex carbonate compound with Bi, Na and X components can be produced.

その他の成分元素の供給源化合物としては、下記のものが挙げられる。
Kの供給源化合物としては、硝酸カリウム、硫酸カリウム、塩化カリウム、炭酸カリウム、酢酸カリウム等を挙げることができる。
Rbの供給源化合物としては、硝酸ルビジウム、硫酸ルビジウム、塩化ルビジウム、炭酸ルビジウム、酢酸ルビジウム等を挙げることができる。
Csの供給源化合物としては、硝酸セシウム、硫酸セシウム、塩化セシウム、炭酸セシウム、酢酸セシウム等を挙げることができる。
Tlの供給源化合物としては、硝酸第一タリウム、塩化第一タリウム、炭酸タリウム、酢酸第一タリウム等を挙げることができる。
Examples of source compounds of other component elements include the following.
Examples of the source compound for K include potassium nitrate, potassium sulfate, potassium chloride, potassium carbonate, and potassium acetate.
Examples of Rb source compounds include rubidium nitrate, rubidium sulfate, rubidium chloride, rubidium carbonate, and rubidium acetate.
Examples of the Cs supply source compound include cesium nitrate, cesium sulfate, cesium chloride, cesium carbonate, and cesium acetate.
Examples of Tl source compounds include thallium nitrate, thallium chloride, thallium carbonate, and thallium acetate.

Bの供給源化合物としては、ホウ砂、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸等を挙げることができる。
Pの供給源化合物としては、リンモリブデン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸、五酸化リン等を挙げることができる。
Asの供給源化合物としては、ジアルセノ十八モリブデン酸アンモニウム、ジアルセノ十八タングステン酸アンモニウム等を挙げることができる。
Wの供給源化合物としては、パラタングステン酸アンモニウム、三酸化タングステン、タングステン酸、リンタングステン酸等を挙げることができる。
Examples of the source compound for B include borax, ammonium borate, and boric acid.
Examples of P source compounds include ammonium phosphomolybdate, ammonium phosphate, phosphoric acid, phosphorus pentoxide, and the like.
Examples of the source compound for As include dialsenooctammonium molybdate, ammonium dialseno18 tungstate, and the like.
Examples of W source compounds include ammonium paratungstate, tungsten trioxide, tungstic acid, and phosphotungstic acid.

Mgの供給源化合物としては、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム等が挙げられる。
Caの供給源化合物としては、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、酢酸カルシウム等が挙げられる。
Znの供給源化合物としては、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛、酢酸亜鉛等が挙げられる。
Ceの供給源化合物としては、硝酸セリウム、硫酸セリウム、塩化セリウム、炭酸セリウム、酢酸セリウム等が挙げられる。
Smの供給源化合物としては、硝酸サマリウム、硫酸サマリウム、塩化サマリウム、炭酸サマリウム、酢酸サマリウム等が挙げられる。
Examples of the Mg source compound include magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium carbonate, and magnesium acetate.
Examples of the source compound for Ca include calcium nitrate, calcium sulfate, calcium chloride, calcium carbonate, and calcium acetate.
Examples of the Zn source compound include zinc nitrate, zinc sulfate, zinc chloride, zinc carbonate, and zinc acetate.
Examples of the Ce source compound include cerium nitrate, cerium sulfate, cerium chloride, cerium carbonate, and cerium acetate.
Examples of Sm source compounds include samarium nitrate, samarium sulfate, samarium chloride, samarium carbonate, and samarium acetate.

前工程において用いる原料化合物水溶液は、触媒成分として少なくともモリブデン(全原子比aの内のa相当)、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくとも一方、及びシリカを含む水溶液、水スラリー又はケーキである。 The raw material compound aqueous solution used in the previous step is an aqueous solution, water slurry or cake containing at least molybdenum (corresponding to a 1 in the total atomic ratio a), iron, nickel or cobalt, and silica as a catalyst component.

この原料化合物水溶液の調製は、供給源化合物の水性系での一体化により行われる。ここで各成分元素の供給源化合物の水性系での一体化とは、各成分元素の供給源化合物の水溶液あるいは水分散液を一括に、あるいは段階的に混合及び/又は熟成処理を行うことをいう。即ち、(イ)上記の各供給源化合物を一括して混合する方法、(ロ)上記の各供給源化合物を一括して混合し、そして熟成処理する方法、(ハ)上記の各供給源化合物を段階的に混合する方法、(ニ)上記の各供給源化合物を段階的に混合・熟成処理を繰り返す方法、及び(イ)〜(ニ)を組み合わせる方法のいずれもが、各成分元素の供給源化合物の水性系での一体化という概念に含まれる。ここで、熟成とは、工業原料もしくは半製品を、一定時間、一定温度等の特定条件のもとに処理して、必要とする物理性、化学性の取得、上昇あるいは所定反応の進行等を図る操作をいい、一定時間とは、通常10分〜24時間の範囲であり、一定温度とは通常室温〜水溶液又は水分散液の沸点範囲をいう。   The raw material compound aqueous solution is prepared by integrating the source compound in an aqueous system. Here, the integration of each component element source compound in an aqueous system means that the aqueous solution or aqueous dispersion of each component element source compound is mixed or / and aged in stages. Say. (B) a method of mixing the above-mentioned source compounds in a lump, (b) a method of mixing the above-mentioned source compounds in a lump and aging, and (c) a method of mixing each of the above-mentioned source compounds. Supply of each component element is a method of stepwise mixing, (d) a method of repeatedly mixing and aging the above-mentioned source compounds stepwise, and a method of combining (b) to (d). It is included in the concept of integration of the source compound in an aqueous system. Here, aging refers to the processing of industrial raw materials or semi-finished products under specific conditions such as constant temperature for a certain period of time to obtain the required physical and chemical properties, increase or advance the prescribed reaction, etc. The fixed time is usually in the range of 10 minutes to 24 hours, and the fixed temperature is usually in the range of room temperature to the boiling point of the aqueous solution or aqueous dispersion.

上記の一体化の具体的な方法としては、例えば、触媒成分から選ばれた酸性塩を混合して得られた溶液と、触媒成分から選ばれた塩基性塩を混合して得られた溶液とを混合する方法等が挙げられ、具体例としてモリブデン化合物の水溶液に、鉄化合物とニッケル化合物及び/又はコバルト化合物との混合物を加温下添加し、シリカを混合する方法等が挙げられる。   As a specific method of the above integration, for example, a solution obtained by mixing an acidic salt selected from catalyst components, and a solution obtained by mixing a basic salt selected from catalyst components, Specific examples include a method of adding a mixture of an iron compound and a nickel compound and / or a cobalt compound to an aqueous solution of a molybdenum compound while heating, and mixing silica.

このようにして得られたシリカを含む原料化合物水溶液(スラリー)を60〜90℃に加温し、熟成する。   The raw material compound aqueous solution (slurry) containing silica thus obtained is heated to 60 to 90 ° C. and aged.

この熟成とは、上記触媒前駆体用スラリーを所定温度で所定時間、撹拌することをいう。この熟成により、スラリーの粘度が上昇し、スラリー中の固体成分の沈降を緩和し、とりわけ次の乾燥工程での成分の不均一化を抑制するのに有効となり、得られる最終製品である複合酸化物触媒の原料転化率や選択率等の触媒活性がより良好となる。   The aging means that the catalyst precursor slurry is stirred at a predetermined temperature for a predetermined time. This aging increases the viscosity of the slurry, reduces the sedimentation of the solid components in the slurry, and is particularly effective in suppressing the heterogeneity of components in the subsequent drying process. The catalytic activity such as the raw material conversion rate and selectivity of the product catalyst becomes better.

上記熟成における温度は、60〜90℃が好ましく、70〜85℃がより好ましい。熟成温度が60℃未満では、熟成の効果が十分ではなく、良好な活性を得られない場合がある。一方、90℃を超えると、熟成時間中の水の蒸発が多く、工業的な実施には不利である。更に100℃を超えると、溶解槽に耐圧容器が必要となり、また、ハンドリングも複雑になり、経済性及び操作性の面で著しく不利となる。   60-90 degreeC is preferable and the temperature in the said ripening has more preferable 70-85 degreeC. When the aging temperature is less than 60 ° C., the aging effect is not sufficient, and good activity may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 90 ° C., the water is often evaporated during the aging time, which is disadvantageous for industrial implementation. Further, if the temperature exceeds 100 ° C., a pressure vessel is required for the dissolution tank, and handling becomes complicated, which is extremely disadvantageous in terms of economy and operability.

上記熟成にかける時間は、2〜12時間がよく、3〜8時間が好ましい。熟成時間が2時間未満では、触媒の活性及び選択性が十分に発現しない場合がある。一方、12時間を超えても熟成効果が増大することはなく、工業的な実施には不利である。   The aging time is preferably 2 to 12 hours, and preferably 3 to 8 hours. If the aging time is less than 2 hours, the activity and selectivity of the catalyst may not be sufficiently developed. On the other hand, the aging effect does not increase even if it exceeds 12 hours, which is disadvantageous for industrial implementation.

上記撹拌方法としては、任意の方法を採用することができ、例えば、撹拌翼を有する撹拌機による方法や、ポンプによる外部循環による方法等が挙げられる。   Any method can be adopted as the stirring method, and examples thereof include a method using a stirrer having a stirring blade and a method using external circulation using a pump.

熟成されたスラリーは、そのままで、又は乾燥した後、加熱処理を行う。乾燥する場合の乾燥方法及び得られる乾燥物の状態については特に限定はなく、例えば、通常のスプレードライヤー、スラリードライヤー、ドラムドライヤー等を用いて粉体状の乾燥物を得てもよいし、また、通常の箱型乾燥器、トンネル型焼成炉を用いてブロック状又はフレーク状の乾燥物を得てもよい。   The aged slurry is subjected to heat treatment as it is or after drying. There is no particular limitation on the drying method in the case of drying and the state of the dried product to be obtained. For example, a powdery dried product may be obtained using a normal spray dryer, slurry dryer, drum dryer, etc. Alternatively, a block-like or flake-like dried product may be obtained using a normal box-type dryer or a tunnel-type firing furnace.

上記の原料塩水溶液又はこれを乾燥して得た顆粒あるいはケーキ状のものは空気中で200〜400℃、好ましくは250〜350℃の温度域で短時間の熱処理を行う。その際の炉の形式及びその方法については特に限定はなく、例えば、通常の箱型加熱炉、トンネル型加熱炉等を用いて乾燥物を固定した状態で加熱してもよいし、また、ロータリーキルン等を用いて乾燥物を流動させながら加熱してもよい。   The raw material salt aqueous solution or granules or cakes obtained by drying the aqueous salt solution are heat-treated in air at a temperature of 200 to 400 ° C., preferably 250 to 350 ° C. for a short time. There are no particular limitations on the type and method of the furnace at that time, and for example, it may be heated with a dry matter fixed using a normal box-type furnace, tunnel-type furnace, etc., or a rotary kiln. It is possible to heat the dried product while flowing it.

加熱処理後に得られた触媒前駆体の灼熱減量は、0.5〜5重量%であることが好ましく、1〜3重量%であるのがより好ましい。灼熱減量をこの範囲とすることで、原料転化率や選択率が高い触媒を得ることができる。なお、灼熱減量は、前記のように、次式により与えられる値である。
灼熱減量(%)=[(W−W)/W]×100
:触媒前駆体を150℃で3時間乾燥して付着水分を除いたものの重量(g)
:付着水分を除いた前記触媒前駆体を更に500℃で2時間熱処理した後の
重量(g)
The ignition loss of the catalyst precursor obtained after the heat treatment is preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1 to 3% by weight. By setting the ignition loss within this range, a catalyst having a high raw material conversion rate and high selectivity can be obtained. Note that the loss on ignition is a value given by the following equation as described above.
Burning loss (%) = [(W 0 −W 1 ) / W 0 ] × 100
W 0 : Weight (g) of the catalyst precursor after drying at 150 ° C. for 3 hours to remove adhering moisture
W 1 : after further heat-treating the catalyst precursor excluding adhering moisture at 500 ° C. for 2 hours
Weight (g)

後工程では、上記の前工程において得られる触媒前駆体とモリブデン化合物(全原子比aからa相当を差し引いた残りのa相当)とビスマス化合物の一体化を、水性溶媒下で行う。この際、アンモニア水を添加するのが好ましい。X、Y、Z成分の添加もこの後工程で行うのが好ましい。また、この発明のビスマス供給源化合物は、水に難溶性ないし不溶性のビスマスである。この化合物は、粉末の形態で使用することが好ましい。触媒製造原料としてのこれら化合物は粉末より大きな粒子のものであってもよいが、その熱拡散を行わせるべき加熱工程を考えれば小さい粒子である方が好ましい。従って、原料としてのこれらの化合物がこのように粒子の小さいものでなかった場合は、加熱工程前に粉砕を行うべきである。 In a later step, the integration of the above procatalyst precursor and the molybdenum compound obtained in step (remaining a 2 corresponds to minus a 1 equivalent of the total atomic ratio a) and bismuth compounds, carried out in an aqueous solvent. At this time, it is preferable to add ammonia water. The addition of the X, Y, and Z components is also preferably performed in the subsequent step. Further, the bismuth source compound of the present invention is bismuth which is hardly soluble or insoluble in water. This compound is preferably used in the form of a powder. These compounds as the catalyst production raw material may be particles larger than the powder, but are preferably smaller particles in view of the heating step in which thermal diffusion should be performed. Therefore, if these compounds as raw materials are not such particles, they should be pulverized before the heating step.

次に、得られたスラリーを充分に撹拌した後、乾燥する。このようにして得られた乾燥品を、押出し成型、打錠成型、あるいは担持成型等の方法により任意の形状に賦形する。次に、このものを、好ましくは450〜650℃の温度条件にて1〜16時間程度の最終熱処理に付す。以上のようにして、高活性で、かつ目的とする酸化生成物を高い収率で与える複合酸化物触媒が得られる。   Next, the obtained slurry is sufficiently stirred and then dried. The dried product thus obtained is shaped into an arbitrary shape by a method such as extrusion molding, tableting molding or support molding. Next, this is preferably subjected to a final heat treatment for about 1 to 16 hours under a temperature condition of 450 to 650 ° C. As described above, a composite oxide catalyst having a high activity and a desired oxidation product in a high yield can be obtained.

このようにして得られる複合酸化物触媒は、通常、反応活性を調整するためのイナートボールと共に反応器に充填されて固定床が形成される。
イナートボールとしては、アルミナ、ジルコニア等のセラミックの球状体が用いられる。イナートボールは通常、複合酸化物触媒と同等の大きさであり、その粒径は2〜10mm程度である。
The composite oxide catalyst thus obtained is usually packed in a reactor together with an inert ball for adjusting the reaction activity to form a fixed bed.
As the inert ball, a ceramic spherical body such as alumina or zirconia is used. The inert ball is usually the same size as the composite oxide catalyst, and its particle size is about 2 to 10 mm.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.

[製造例1:複合酸化物触媒の調製]
特開2003−220335号公報の記載を元に、以下の原子比を有する複合酸化物触媒を製造した。
Mo:Bi:Co:Ni:Fe:Na:B:K:Si
=12:5:2.5:2.5:0.4:0.35:0.2:0.08:24
なお、触媒調製の際のモリブデンの原子比aとaは、それぞれ6.9と5.1であった。
[Production Example 1: Preparation of composite oxide catalyst]
Based on the description in JP-A-2003-220335, a composite oxide catalyst having the following atomic ratio was produced.
Mo: Bi: Co: Ni: Fe: Na: B: K: Si
= 12: 5: 2.5: 2.5: 0.4: 0.35: 0.2: 0.08: 24
The atomic ratio of a 1 and a 2 of molybdenum during catalyst preparation was 6.9 and 5.1 respectively.

[実施例1:1,3−ブタジエンの製造]
図1に示す方法で1,3−ブタジエンの製造を行った。
内径27mm、長さ3500mmの反応管を113本備えた反応器1内の反応管に、反応管1本当たり、製造例1で製造された複合酸化物触媒1162mlとイナートボール(Tipton Corp.製)407mlとを充填した。
ナフサ分解で副生するC留分からのブタジエンの抽出分離プロセスから排出されたBBSSと、空気と窒素と水蒸気を下記の流量(反応器の反応管1本当たり)で供給して、原料ガスとして混合し、予熱器で214℃に加熱した後、反応器1に供給した。反応器1内の反応管の周囲には、320℃の熱媒を流して反応管内部の温度を332〜350℃に調整した。
[Example 1: Production of 1,3-butadiene]
1,3-butadiene was produced by the method shown in FIG.
The reaction tube in the reactor 1 provided with 113 reaction tubes having an inner diameter of 27 mm and a length of 3500 mm, and 1162 ml of the composite oxide catalyst produced in Production Example 1 and an inert ball (manufactured by Tipton Corp.) per reaction tube. 407 ml was charged.
BBSS discharged from the butadiene extraction and separation process from the C 4 fraction by-produced by naphtha decomposition, air, nitrogen and water vapor are supplied at the following flow rates (per reactor reaction tube) as raw material gas After mixing and heating to 214 ° C. with a preheater, it was fed to the reactor 1. Around the reaction tube in the reactor 1, a heating medium of 320 ° C. was passed to adjust the temperature inside the reaction tube to 332 to 350 ° C.

BBSS:13.2容量部/hr
空気 :69.9容量部/hr
窒素 :36容量部/hr
水蒸気 :22.4容量部/hr
このときの原料ガス組成は以下の通りである。
n−ブテン:C留分合計に対して66vol%
留分合計:9.5vol%
:C留分合計に対して111vol%
:C留分合計に対して671vol%
O:C留分合計に対して172vol%
BBSS: 13.2 capacity parts / hr
Air: 69.9 parts by volume / hr
Nitrogen: 36 parts by volume / hr
Water vapor: 22.4 parts by volume / hr
The raw material gas composition at this time is as follows.
n- butene: C 4 fraction 66Vol% of the total
C 4 fractions total: 9.5 vol%
O 2 : 111 vol% based on the total of C 4 fractions
N 2 : 671 vol% based on the total of C 4 fractions
172 vol% with respect to the total of H 2 O: C 4 fractions

反応器1からの生成ガスは、クエンチ塔2で水と接触させて90℃に冷却した後、更に冷却器3で室温まで冷却した。   The product gas from the reactor 1 was brought into contact with water in the quench tower 2 and cooled to 90 ° C., and further cooled to room temperature in the cooler 3.

原料として用いたBBSSの組成と、反応器入口ガス及び反応器出口ガス(反応器出口ガスとしては、冷却器3で冷却した後のガスをサンプリングした。)の組成をガスクロマトグラフィーで分析し、結果を表1に示した。
また、反応成績を表2に示した。
The composition of BBSS used as a raw material and the composition of the reactor inlet gas and the reactor outlet gas (as the reactor outlet gas, the gas after cooling in the cooler 3 was sampled) were analyzed by gas chromatography, The results are shown in Table 1.
The reaction results are shown in Table 2.

Figure 2010090082
Figure 2010090082

Figure 2010090082
Figure 2010090082

[実施例2]
実施例1において、反応器へ導入するガス流量を以下の通りとし、反応管の周囲の熱媒の温度を278℃とし、反応管内部の温度を280〜285℃としたこと以外は同様にしてブタジエンの製造を行い、同様に、原料として用いたBBSSの組成と、反応器入口ガス及び反応器出口ガスの組成をガスクロマトグラフィーで分析し、結果を表3に示した。また、反応成績を表4に示した。
[Example 2]
In Example 1, the gas flow rate introduced into the reactor was as follows, the temperature of the heat medium around the reaction tube was 278 ° C., and the temperature inside the reaction tube was 280 to 285 ° C. Butadiene was produced. Similarly, the composition of BBSS used as a raw material and the composition of the reactor inlet gas and the reactor outlet gas were analyzed by gas chromatography. The results are shown in Table 3. The reaction results are shown in Table 4.

BBSS:13.2容量部/hr
空気 :30容量部/hr
窒素 :64.7容量部/hr
水蒸気 :20.7容量部/hr
このときの原料ガス組成は以下の通りである。
n−ブテン:C留分合計に対して71vol%
留分合計:10vol%
:C留分合計に対して48.9vol%
:C留分合計に対して686vol%
O:C留分合計に対して161vol%
BBSS: 13.2 capacity parts / hr
Air: 30 parts by volume / hr
Nitrogen: 64.7 parts by volume / hr
Water vapor: 20.7 parts by volume / hr
The raw material gas composition at this time is as follows.
n- butene: C 4 fraction 71 vol% of the total
C 4 fractions total: 10 vol%
48.9 vol% with respect to the total of O 2 : C 4 fractions
N 2 : 686 vol% with respect to the total of C 4 fractions
161 vol% with respect to the total of H 2 O: C 4 fractions

Figure 2010090082
Figure 2010090082

Figure 2010090082
Figure 2010090082

表1〜4より、本発明によれば、原料BBSSに含有されるメチルアセチレン、エチルアセチレン等のアセチレン類が、反応後は、検出限界値以下に低減され、従って、アセチレン類の分離のための抽出蒸留工程を省略することができることが分かる。   From Tables 1 to 4, according to the present invention, acetylenes such as methylacetylene and ethylacetylene contained in the raw material BBSS are reduced to below the detection limit value after the reaction, and therefore, for separation of acetylenes It can be seen that the extractive distillation step can be omitted.

なお、実施例2は実施例1に比べてブテン転化率が低いが、この場合においても生成ガスのアセチレン類濃度は十分に低く、本発明の有効性が明らかである。   In Example 2, the butene conversion is lower than that in Example 1, but in this case as well, the concentration of acetylenes in the product gas is sufficiently low, and the effectiveness of the present invention is clear.

本発明の共役ジエンの製造方法の実施の形態を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows embodiment of the manufacturing method of the conjugated diene of this invention. 留分からのブタジエンの抽出分離プロセスを示す系統図である。It is a system diagram showing an extraction separation process butadiene from C 4 fraction.

符号の説明Explanation of symbols

1 反応器
2 クエンチ塔
3,6,13 冷却器
4,7,14 ドレンポット
8A,8B 脱水器
9 加熱器
10 溶媒吸収塔
11 脱気塔
12 溶媒分離塔
31 蒸発塔
32 第1抽出蒸留塔
33 i−ブテン分離塔
34 予放散塔
35 第1放散塔
36 圧縮機
37 第2抽出蒸留塔
38 ブタジエン回収塔
39 第2放散塔
40 第1蒸留塔
42 第2蒸留塔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 2 Quench tower 3, 6, 13 Cooler 4, 7, 14 Drain pot 8A, 8B Dehydrator 9 Heater 10 Solvent absorption tower 11 Deaeration tower 12 Solvent separation tower 31 Evaporation tower 32 First extraction distillation tower 33 i-butene separation tower 34 Pre-dispersion tower 35 First dispersion tower 36 Compressor 37 Second extraction distillation tower 38 Butadiene recovery tower 39 Second dispersion tower 40 First distillation tower 42 Second distillation tower

Claims (6)

炭素原子数4以上のモノオレフィンを含む原料ガスと、分子状酸素含有ガスとを、反応器に供給し、触媒の存在下、酸化脱水素反応により対応する共役ジエンを含む生成ガスを得る反応工程を有する共役ジエンの製造方法において、
該生成ガスのアセチレン系炭化水素濃度が0.016vol%以下であることを特徴とする共役ジエンの製造方法。
A reaction step of supplying a raw material gas containing a monoolefin having 4 or more carbon atoms and a molecular oxygen-containing gas to a reactor and obtaining a product gas containing a corresponding conjugated diene by oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst In the method for producing a conjugated diene having
A method for producing a conjugated diene, wherein the product gas has an acetylene hydrocarbon concentration of 0.016 vol% or less.
前記触媒が、下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒であることを特徴とする請求項1に記載の共役ジエンの製造方法。
MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=5〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
The said catalyst is a complex oxide catalyst represented by following General formula (1), The manufacturing method of the conjugated diene of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0-10, d = 0-10 (where c + d = 1-10), e = 0.05-3, f = 0-2, g = 0.04-2, h = 0-3, i = 5 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)
前記複合酸化物触媒が、該複合酸化物触媒を構成する各成分元素の供給源化合物を水系内で一体化して加熱する工程を経て製造する方法であって、モリブデン化合物、鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種とシリカとを含む原料化合物水溶液又はこれを乾燥して得た乾燥物を加熱処理して触媒前駆体を製造する前工程と、該触媒前駆体、モリブデン化合物及びビスマス化合物を水性溶媒とともに一体化し、乾燥、焼成する後工程とを有する方法で製造されたものであることを特徴とする請求項2に記載の共役ジエンの製造方法。   The composite oxide catalyst is a method of manufacturing through a step of heating a source compound of each component element constituting the composite oxide catalyst integrated in an aqueous system, comprising a molybdenum compound, an iron compound, a nickel compound, and A pre-process for producing a catalyst precursor by heat-treating a raw material compound aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of cobalt compounds and silica, or a dried product obtained by drying the same, and the catalyst precursor, molybdenum The method for producing a conjugated diene according to claim 2, wherein the compound and the bismuth compound are produced together with an aqueous solvent, and are produced by a method having subsequent steps of drying and firing. 前記生成ガスを冷却する冷却工程と、冷却されたガスを溶媒と接触させて生成した共役ジエンを溶媒中に回収する回収工程と、回収工程で得られた共役ジエンを含有する溶液から粗共役ジエンを分離する分離工程とを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の共役ジエンの製造方法。   A cooling step for cooling the product gas; a recovery step for recovering the conjugated diene produced by bringing the cooled gas into contact with a solvent; and a crude conjugated diene from a solution containing the conjugated diene obtained in the recovery step. A method for producing a conjugated diene according to any one of claims 1 to 3, further comprising a separation step of separating the conjugated diene. ナフサ分解で得られたC留分から第1抽出蒸留塔及び第2抽出蒸留塔を経て粗ブタジエンを得、該粗ブタジエンから第1蒸留塔で軽沸分を除去した後、第2蒸留塔で重沸分を除去することにより精製ブタジエンを得るC留分からのブタジエンの抽出分離プロセスにおいて、前記第1抽出蒸留塔のブタジエン抽出残分からi−ブテンを分離除去して得られたn−ブテン含有ガスを前記原料ガスとすることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の共役ジエンの製造方法。 Crude butadiene is obtained from the C 4 fraction obtained by naphtha cracking through the first extractive distillation column and the second extractive distillation column, and light boiling components are removed from the crude butadiene in the first distillation column, and then in the second distillation column. in butadiene extraction separation process from the heavy boiling fraction C 4 fraction to obtain the purified butadiene by removing, n- butene content obtained by separating and removing the first extractive distillation column butadiene extraction from residue i- butene The method for producing a conjugated diene according to any one of claims 1 to 4, wherein a gas is used as the source gas. 前記分離工程で得られた粗共役ジエンを、前記第1抽出蒸留塔に送給して精製することを特徴とする請求項5に記載の共役ジエンの製造方法。   6. The method for producing a conjugated diene according to claim 5, wherein the crude conjugated diene obtained in the separation step is sent to the first extractive distillation column for purification.
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