JP2014062094A - エチレンを二量化し、得られたブテンを脱水素化することによって1,3−ブタジエンを製造する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エチレンを含むストリームから1,3−ブタジエンを製造する方法であって、以下のステップ:a)n−ブテンを含む流出物を製造するために、前記ストリームを均一触媒ベースの触媒系と接触させることによってn−ブテンへのエチレン二量化を実施するステップと、b)1,3−ブタジエンを含む流出物を製造するために、ステップa)で製造された流出物の少なくとも一部を不均一触媒と接触させることによって、ステップa)で得られたn−ブテンの脱水素化を実施するステップと、を使用する、方法。
【選択図】 図1
Description
現在、ほとんどの1,3−ブタジエンは、一般に、アセトニトリルまたはN−メチルピロリドンを使用する抽出蒸留によって、または液液抽出によって、ナフサを水蒸気分解することによって得られるC4留分(cut)の抽出によって製造される。
・低温で、通過あたりの高転化率(通常、70%〜90%)を有する作動、これは、回収されるエチレンの割合が小さいために冷却サイクルを必要としなくても、過剰のエチレンが生成物中に溶解している状態であり、未転化エチレンを回収するためにポンプが圧力を高めることができ、再循環圧縮機を省くことができることを意味する;
・第1のステップから得られる生成物が、直接保存され得る液体の形態で得られる:これは、第2のステップについて問題がある場合に、第1のステップから得た生成物が容易に保存され得るので、全体としての方法の操作性および適応性が増強され得ることを意味する;
・均一触媒作用による二量化は、不均一触媒床が使用されないので、燃焼によってコーク排除するための手段を必要としない;
・本発明の方法の変法が、主に得られる生成物が1−ブテンであるような場合には、第1のステップから得られる生成物の一部は、例えば、その極めて高い1−ブテン含量のために、LLDPE(直鎖低密度ポリエチレン)またはHDPE(高密度ポリエチレン)タイプのの共重合の原材料として本明細書に記載されるもの以外の適用に向けて、それ自体品質が高められ得る。
本発明は、エチレンを含むストリームから1,3−ブタジエンを製造する方法において以下のステップ:
a)n−ブテンを含む流出物を製造するために、前記ストリームを均一触媒ベースの(based on、基材とした)触媒系と接触させることによって、エチレンのn−ブテンへの二量化を実施するステップと、
b)1,3−ブタジエンを含む流出物を製造するために、前記で得られた流出物の少なくとも一部を不均一触媒と接触させることによって、ステップa)において得られたn−ブテンの脱水素化を実施するステップと
を使用する。
本発明の方法の第1のステップは、均一触媒の存在下でのエチレンのブテンへの二量化を含む。
本発明の方法の第2のステップは、不均一触媒の存在下での、ステップa)において得られたn−ブテンの1,3−ブタジエンへの脱水素化を含む。
Mo12BiaFebCocNidCreX1 fKgOx(I)
[式中、変数は各々、以下のように定義される:X1=O、Sn、Mn、La、Ce、Ge、Ti、Zr、Hf、Nb、P、Si、Sb、Al、Cdおよび/またはMgであり、a=0.5〜5、好ましくは、0.5〜2であり、b=0〜5、好ましくは、2〜4であり、c=0〜10、好ましくは、3〜10であり、d=0〜10であり、e=0〜10、好ましくは、0.1〜4であり、f=0〜5、好ましくは、0.1〜2であり、g=0〜2、好ましくは、0.01〜1であり、x=酸素以外の(I)の元素の結合価および出現頻度によって決定される数字である]
に含まれ得る。
酸化的脱水素化からの流出物は、ブタジエンが高度に豊富な留分である。微量の未反応のn−ブテンを含有し得る。ステップb)において得られた1,3−ブタジエンを含む流出物は、好ましくは、1,3−ブタジエンに富む留分を得るために少なくとも1つの分離ステップを受ける。
(2):水蒸気/n−ブテンモル比=10
このようにして、第1のステップから得られたn−ブテンの収率は、90.9重量%であり、第2のステップから得られた収率は、70%であった。エチレンからの全ブタジエン収率は、63.6重量%であった。
(2):水蒸気/n−ブテンモル比=10
このようにして、第1のステップから得られたn−ブテンの収率は、83.7重量%であり、第2のステップから得られた収率は、65%であった。エチレンからの全ブタジエン収率は、54.4重量%であった。
6:二量化反応器
10:触媒分離システム
16、20:蒸留カラム
26:貯蔵容器
28:ポンプ
30:炉
32:酸化的脱水素化反応器
36:圧縮機
40:40
46:急冷システム
52:熱交換器
54:容器
56:圧縮機
58:分離システム
66:容器
Claims (15)
- エチレンを含むストリームから1,3−ブタジエンを製造する方法であって、以下のステップ:
a)n−ブテンを含む流出物を製造するために、前記ストリームを均一触媒ベースの触媒系と接触させることによってn−ブテンへのエチレン二量化を実施するステップと、
b)1,3−ブタジエンを含む流出物を製造するために、ステップa)で製造された流出物の少なくとも一部を不均一触媒と接触させることによって、ステップa)で得られたn−ブテンの脱水素化を実施するステップと
を使用する、方法。 - エチレン二量化が、チタン酸アルキルと、式AlR3またはAlR2H(式中、各Rは、ヒドロカルビル基である)を有するアルミニウム化合物とをベースとする触媒を含む触媒系の存在下で実施される、請求項1に記載の方法。
- 触媒系が、少なくとも1種のチタン酸アルキルおよび少なくとも1種のエーテルと、式AlR3またはAlR2H(式中、各Rは、ヒドロカルビル基である)を有する少なくとも1種のアルミニウム化合物との予め形成された混合物の相互作用の結果得られる、請求項2に記載の方法。
- エーテルおよびチタン酸アルキルが、1:0.5〜10:1のモル比で使用される、請求項3に記載の方法。
- 触媒系が、少なくとも1種の第四級アンモニウム塩によって構成される添加物をさらに含む、請求項2から4のいずれかに記載の方法。
- 触媒系が、少なくとも1種のポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテルおよび/またはポリエチレングリコールモノエステルによって構成される添加物をさらに含む、請求項2から4のいずれかに記載の方法。
- エチレン二量化が、20℃〜100℃の温度で、1MPa〜7MPaの範囲の圧力で、0.3〜20時間の範囲の接触時間、実施される、請求項2から6のいずれかに記載の方法。
- エチレン二量化が、以下の式(R3P)2NiY2、(R3PO)2NiX2、(R3AsO)2NiX2、(ピリジン)2NiX2、(ビピリジン)NiX2、(フェナントロリン)NiX2および二環式窒素含有化合物とNiX2とによって形成される錯体からなる群から選択される第1のニッケル化合物(式中、Rは、最大20個の炭素原子を含有する炭化水素基であり、Xは、ハロゲンであり、Yは、ハロゲンまたは最大20個の炭素原子を含有する炭化水素基から選択され、ピリジン、ビピリジンおよびフェナントロリンは、1つまたは複数の炭化水素基で置換されていても、置換されていなくてもよい)、ならびに式R’ zAlXy(式中、zおよびyは、1〜3の範囲の整数であり、R’は、最大20個の炭素原子を含有する炭化水素基であり、Xはハロゲンである)によって表される第2の化合物の混合物によって形成される触媒系の存在下で実施される、請求項1に記載の方法。
- エチレン二量化が、−80℃〜100℃の温度、0.2MPa〜14MPaの圧力および0.002時間〜20時間の範囲の接触時間、実施される、請求項8に記載の方法。
- ステップb)において、ステップa)で得られたn−ブテンの酸化的脱水素化が、ステップa)で製造された流出物の少なくとも一部を酸素および水蒸気の存在下で不均一触媒と接触させることによって実施されて、1,3−ブタジエンを含む流出物を生成する、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
- 酸化的脱水素化が、モリブデンおよびビスマスの酸化物をベースとする触媒を含む触媒系の存在下で実施される、請求項10に記載の方法。
- 酸化的脱水素化が、フェライトベースの触媒を含む触媒系の存在下で実施される、請求項10に記載の方法。
- 酸化的脱水素化が、スズおよびリンの酸化物をベースとする触媒を含む触媒系の存在下で実施される、請求項10に記載の方法。
- n−ブテンの酸化的脱水素化が、300℃〜650℃の温度で、0.01MPa〜2Mpaの圧力で、0.1〜10h−1の重量毎時空間速度で実施される、請求項10から13のいずれかに記載の方法。
- 1,3−ブタジエンに富む留分を得るために、ステップb)において得られた1,3−ブタジエンを含む流出物が、少なくとも1つの分離ステップを受ける、請求項1から14のいずれかに記載の方法。
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