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

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 Download PDF

Info

Publication number
JP2014062094A
JP2014062094A JP2013195751A JP2013195751A JP2014062094A JP 2014062094 A JP2014062094 A JP 2014062094A JP 2013195751 A JP2013195751 A JP 2013195751A JP 2013195751 A JP2013195751 A JP 2013195751A JP 2014062094 A JP2014062094 A JP 2014062094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
butene
catalyst
butadiene
carried out
effluent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013195751A
Other languages
English (en)
Inventor
Rolland Gildas
ローラン ジルダ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Axens SA
Original Assignee
Axens SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Axens SA filed Critical Axens SA
Publication of JP2014062094A publication Critical patent/JP2014062094A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/42Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor
    • C07C5/48Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with a hydrogen acceptor with oxygen as an acceptor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/12Alkadienes
    • C07C11/16Alkadienes with four carbon atoms
    • C07C11/1671, 3-Butadiene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0201Oxygen-containing compounds
    • B01J31/0211Oxygen-containing compounds with a metal-oxygen link
    • B01J31/0212Alkoxylates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/06Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing polymers
    • B01J31/068Polyalkylene glycols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B01J31/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron
    • B01J31/143Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
    • C07C2/04Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation
    • C07C2/06Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation of alkenes, i.e. acyclic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C2/08Catalytic processes
    • C07C2/26Catalytic processes with hydrides or organic compounds
    • C07C2/30Catalytic processes with hydrides or organic compounds containing metal-to-carbon bond; Metal hydrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/02Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
    • C07C2/04Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation
    • C07C2/06Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons by oligomerisation of well-defined unsaturated hydrocarbons without ring formation of alkenes, i.e. acyclic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C2/08Catalytic processes
    • C07C2/26Catalytic processes with hydrides or organic compounds
    • C07C2/32Catalytic processes with hydrides or organic compounds as complexes, e.g. acetyl-acetonates
    • C07C2/34Metal-hydrocarbon complexes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/20Olefin oligomerisation or telomerisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • B01J31/123Organometallic polymers, e.g. comprising C-Si bonds in the main chain or in subunits grafted to the main chain
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/18Arsenic, antimony or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/28Molybdenum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/745Iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/75Cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36
    • C07C2523/84Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups C07C2523/02 - C07C2523/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • C07C2523/85Chromium, molybdenum or tungsten
    • C07C2523/88Molybdenum
    • C07C2523/882Molybdenum and cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • C07C2531/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • C07C2531/12Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides
    • C07C2531/14Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides containing organo-metallic compounds or metal hydrides of aluminium or boron

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

【課題】第1のステップにおいて均一触媒を使用することによって、エチレンを二量化してブテンを製造し、その後に脱水素化を行う方法を改善する。
【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

本発明は、均一触媒作用を使用してエチレンをブテンに二量化すること、次いで、得られたブテンを脱水素化することによって、エチレンから1,3−ブタジエンを製造する方法に関する。
ブタジエン製造に関する先行技術
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。
また、ブテンおよびブタンの接触脱水素化によっても調製される(フードリー(Houdry)法、現在は、LummusのCATADIENE(登録商標))。
C4炭化水素をブタジエンに脱水素化することに加えて、別の脱水素化法(酸素の存在下での)が重要性を増した。
したがって、n−ブテンからブタジエンを製造するためのPhillips O−X−D(登録商標)(酸化的脱水素化)が、工業的に利用される脱水素化法の一例である。n−ブテン、水蒸気および空気を、固定床触媒上で480〜600℃で反応させる。その方法を使用して、75%〜80%の範囲のブテン転化率を得、およそ88〜92%のブタジエンの選択度に達することができる。その方法は、1976年までPhillipsによって使用されていた。
Petro−Texもまた、ブテンの酸化的脱水素化のための方法を開発した(Oxo−D(登録商標))。酸素または空気の転化(conversion)は、不均一触媒(Zn、MnまたはMgを有するフェライト)上で550〜600℃で実施される。選択度を制御するよう水蒸気を加えることによって、65%の転化率で、93%のブタジエンの選択度(n−ブテンに基づいて)が得られる。
ブタジエンの最も重要な供給源は、依然として、ナフサを水蒸気分解することから得られるC4留分であり、ブタジエンは、エチレンの製造において副生成物として生成する。エチレン製造の増大は、主に、水蒸気分解装置の能力によって提供されるが、それについて、エタンが、その他の供給材料と比較して、経済上の利点があり、多量に、低価格で利用可能であるので、供給材料が、エタンによる大きな寄与へと変化しつつあることが観察されている。水蒸気分解装置に、より多くのエタンを含有する供給材料が供給される場合は、エチレンに対するブタジエン製造の割合は減少するので、ブタジエンの供給力は急速には増大せず、その結果、ブタジエンに関する市場の緊張および供給源を多様化する必要性が生じる。
したがって、ブタジエンを製造するための代替法が研究された。特許文献1には、不均一触媒上でエチレンをブテンに二量化するステップと、続いて、酸化的脱水素化するステップを含む、ブタジエンを製造する方法が記載されている。第1のステップ、エチレン二量化は、Ni、アルミナおよびシリカによって構成される不均一触媒の存在下、150〜400℃の範囲の温度で実施される。第2のステップ、得られたブテンの酸化的脱水素化は、酸素ならびにモリブデンおよびビスマスを含む複合金属酸化物の存在下、300℃〜600℃の間で作動される。その方法のたゆまぬ技術革新は、低いニッケル含量(1重量%未満)および特定のNi/AlおよびSi/Al比を示す、より安定な不均一二量化触媒の発見にある。
特許文献1の出願は、これに記載された特定の触媒の使用が、その反応について一般に知られている不均一触媒を用いた場合の問題を最小化できること、すなわち、二量化の際に生じるイソブテンの量の減少を意味することを示す。実際、不均一法によってエチレンを二量化することによって得られるブテンは、普通、蒸留によって分離されるには多すぎる量のイソブテンを含有する。イソブテンは、生成したブテンから分離することが困難であるので、イソブテンの生成は、望ましくない反応である。さらに、酸化的脱水素化反応の際にアクロレインに転化され、ブタジエンを分離および精製するために複雑なステップを必要とする。特許文献1によれば、不均一触媒作用による二量化のためのステップは、150℃を超える温度で実施されなければならないので、特許文献1によれば、特定の触媒を使用することはまた、コーキングによる二量化触媒の非活性化が最小化され得ることも意味する。
特開2011−148720号公報
特許文献1の触媒を使用して、不均一触媒作用を用いることで遭遇する問題を最小化することができるが、それらを完全に克服することはできない。
本発明の目的は、第1のステップにおいて均一触媒を使用することによって、エチレンを二量化してブテンを製造し、その後に脱水素化を行う方法を改善することである。
実際、均一触媒を使用することは、通過あたりの高転化率(通常、70%〜90%)と同時に、エチレンからn−ブテンへの高い歩留まり(通常91%のn−ブテン)の両方を得るという利点を有する。これによって、その他の方法を特徴付ける未転化エチレンの再循環に伴われる費用が最小化される。したがって、本発明の方法は、不均一法において必然的な、通過あたりの低い転化率および高い再循環割合と区別される。
同様に、二量化ステップにおける均一触媒の使用は、低温を使用できること(通常、100℃未満)を意味する。熱の供給(従って、費用)を低減するという明確な利点は別として、これには、以下の利点がある:
・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。
さらに、均一触媒作用による第1のステップの最も顕著な利点のうち1つは、本方法の選択性である。第2のステップにとって都合の悪いイソブテンまたはその他の分枝化合物の形成は、均一二量化ステップでは実際には存在しない。本方法は、n−ブテンに向けて極めて選択的である。用語「n−ブテン」は、1−ブテン、シス−2−ブテンおよびトランス−2−ブテンを意味する。
特に、二量化から得られたn−ブテンは何も含有しないので、イソブテンは排除される必要がない。
本方法の説明
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。
a/エチレンのブテンへの二量化
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。
エチレンのブテンへの二量化は、当技術分野で公知の任意の均一接触法を使用して実施してよいが、これらのうち、二量体(1−ブテンまたは2−ブテン)の高い選択度をもたらすものが選択されることが好ましい。
第1の変法では、エチレン二量化は、チタン酸アルキルおよび式AlRまたはAlRH(式中、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ベースの触媒を含む触媒系の存在下で実施される。この種の触媒は、特許仏国特許第2748020号、同2540488号、同2552079号、同2552080号および同2748019号に記載されている。Axensによって市販されている(また、総説Hydrocarbon Processing、1984年、118〜120頁に記載されている)AlphaButol(登録商標)は、この技術に基づいており、簡単なレイアウトを使用して1−ブテンの工業生産をもたらす。
使用されるチタン酸アルキルは、一般式Ti(OR’)(式中、R’は、好ましくは、2〜8個の炭素原子を含有する直鎖または分枝アルキル基、例えば、チタン酸テトラエチル、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラ−n−ブチルまたはチタン酸テトラ−2−エチルヘキシルである)を有する。
触媒を調製するために使用される前記アルミニウム化合物は、一般式AlRまたはAlRH(式中、各Rはヒドロカルビル基、好ましくは、2〜6個の炭素原子を含有するアルキルである)によって表される。化合物AlRが好ましい。挙げることができる例として、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリ−イソ−ブチルアルミニウム、ジ−イソ−ブチル−アルミニウムヒドリドおよびトリヘキシルアルミニウムがある。
触媒の成分は、炭化水素の溶液中で、および/または二量化によって生じた1−ブテン中で、および/または、ヘキセンなどの反応の副生成物(単数または複数)の1種もしくは複数中で、好ましくはエチレンの存在下、接触され得る。アルミニウム化合物とチタン酸アルキルの間のモル比は、一般に、1:1〜20:1、好ましくは、2:1〜5:1の範囲にある。調製された溶液中のチタンの濃度は、1リットルあたり10−4〜0.5モルの範囲、好ましくは、1リットルあたり2×10−3〜0.1モルの範囲にあることが有利である。
触媒系が調製される温度は、普通、−10℃〜+80℃の範囲、好ましくは、−10℃〜+45℃の範囲にある。媒体中にエチレンが存在する場合には、その量が、考慮中の温度で、および選択された圧力、0.1MPa以上での溶液の飽和に対応することが好ましい。得られた触媒溶液は、そのままで使用される場合も、または反応生成物を添加することによって希釈される場合もある。
触媒系は、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、本明細書において上記で定義されたような少なくとも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ことが有利である。エーテルを添加することによって、転化の間に形成されるポリマーの量を低減できることが観察された。
エーテルとして、モノエーテルが使用されても、ポリエーテルが使用されてもよい。使用され得る例として、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、メチル−t−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジヒドロピランおよびエチレングリコールジメチルエーテルがある。好ましいエーテルとして、テトラヒドロフランおよび/または1,4−ジオキサンがある。それらは、単独でまたは混合物として使用される。
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ことが特に好ましい。特定の理論に拘束されようとは思わないが、エーテルは、チタン酸と錯体を形成すると考えられ得、これは、六配位され得ることを意味する。エーテルが、1モルのチタンあたり10モルを超えるエーテル、例えば、20モル以上の割合で使用される場合には、または反応溶媒として使用される場合には、反応が相当に減速し、その選択度がより悪いことが観察される。
第1の変法では、触媒系は、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。この種の添加物を添加することは、転化の間に形成されるポリマーの量が低減され得ることを意味するということが観察された。
使用される第四級アンモニウム塩は、一般式[(R)N]X(式中、R、R、RおよびRは、同一であっても異なっていてもよいヒドロカルビル基、例えば、1〜30個の炭素原子を含有するアルキル基で置換された、アルキル、シクロアルキル、アリール、シクロアルキルまたはアリール基であり、Xは、一価の陰イオン、例えば、ハロゲン化物またはヒドロキシドである)を有する。挙げることができる例として、テトラエチルアンモニウムクロリド、テトラエチルアンモニウムブロミド、トリメチル−セチルアンモニウムクロリド、トリメチル−セチルアンモニウムブロミド、ジメチル−ジラウリルアンモニウムクロリド、メチル−トリオクチルアンモニウムクロリド、メチル−トリデシルアンモニウムクロリドおよびベンジル−ジメチル−セチルアンモニウムクロリドがある。好ましい塩として、ブロミドがある。
二量化反応の間に使用される第四級アンモニウム塩の量は、この量が、反応の間に(連続法)、または反応の前に容器中に(バッチ法)入れられるかどうかにかかわらず、生成した1−ブテンと比較して、重量で100万分の1(ppm)〜5重量%、有利には、1重量ppm〜1重量%、好ましくは20重量ppm〜5000重量ppmに相当し得る。
第2の変法では、チタン酸アルキルおよびアルミニウム化合物および任意選択のエーテルをベースとする触媒に加えて、触媒系は、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。この種の添加物を添加することは、転化の間に形成されるポリマーの量が低減され得ることを意味するということが観察された。
本発明に従って使用されるポリエチレングリコールおよびそのモノエーテルは、一般式H(O−CH−CHOR’’(式中、R’’は水素原子または5〜30個の炭素原子を含有するヒドロカルビル基、好ましくは、アルキルであり、nは、4〜30の整数である)を有する。ポリエチレングリコールモノエステルは、式H(O−CH−CHO−(C=O)−R’’を有する。モノエーテルおよびモノエステルは、好ましい誘導体である。挙げることができる例として、200〜10000またはそれ以上の分子量を有するポリエチレングリコール;ポリエチレングリコールモノラウリルエーテル、ポリエチレングリコールモノステアリルエーテル、ポリエチレングリコールモノラウレートおよびポリエチレングリコールモノステアレートがある。二量化反応の間に使用されるポリエチレングリコールおよび/またはポリエチレングリコール誘導体の量は、この量が、反応の間に(連続法)、または反応の前に容器中に(バッチ法)入れられるかどうかにかかわらず、生成した1−ブテンに対して、重量で100万分の1(ppm)〜5重量%、有利には、1重量ppm〜1重量%、好ましくは20重量ppm〜5000重量ppmに相当し得る。
第四級アンモニウム塩またはポリエチレングリコールタイプの添加物および/またはその誘導体は、そのままで使用される場合も、二量化によって生成した、炭化水素および/または1−ブテンによって、および/またはヘキセンなどの1種もしくは複数の反応の副生成物(単数または複数)によって形成される群から選択される炭化水素媒体中の溶液の形態で使用される場合もある。
方法が連続法であるか、またはバッチ法であるかにかかわらず、純粋な、または溶液中の、第四級アンモニウム塩またはポリエチレングリコールタイプのおよび/またはその誘導体の添加物は、エチレン二量化反応に進む前に入れてもよく、例として、それらを、反応を開始する前に、反応容器の壁の不動態化処理を実施するために使用してもよい。容器の壁は、金属性(金属、鋼、合金など)であり、保護的処理(研磨、ガラス化など)に付されていてもよく、またはアノード防食を受けていてもよい。
不動態化は、既知技術のいずれかを使用して実施される。容器は、炭化水素媒体中に、20ppm〜5重量%添加物の溶液を詰められ(charged)、好ましくは、撹拌しながら、溶媒の沸点未満の温度、一般に、20℃〜100℃、好ましくは、30℃〜80℃で、10分〜10時間、好ましくは、30分〜3時間接触が維持されることが有利である。次いで、一般に、溶液が排出される。
純粋な、または溶液中の添加物は、好ましくは、触媒ストリームに無関係であるストリームの形態で、反応が、例えば、チタネート溶液との混合物として進行中であるときに連続式でまたはバッチ式で入れられてよい。反応容器の事前の不動態化処理と、それに続く、反応が進行中であるときの連続注入またはバッチ式注入を組み合わせることが有利であり得る。
均一触媒を使用するエチレン二量化反応は、20℃〜100℃、好ましくは、30℃〜60℃の温度で実施され得る。圧力は、一般に、1MPa〜7MPaの範囲、好ましくは、1.5MPa〜5MPaの範囲である。接触時間は、一般に、0.3〜20時間、好ましくは、0.5〜10時間の範囲である。
第2の変法では、エチレン二量化は、ニッケル化合物およびアルミニウム化合物からなる触媒系の存在下で実施される。この種の触媒系は、特許米国特許第3485881号および同4242531号に記載されている。
この変法では、エチレン二量化は、以下の式:(RP)NiY、(RPO)NiX、(RAsO)NiX、(ピリジン)NiX、(ビピリジン)NiX、(フェナントロリン)NiXおよび二環式窒素含有化合物とNiXとによって形成される錯体を含む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 AlX(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。第1の化合物(Ni)および第2の化合物(Al)の間の比は、一般に、1:0.5〜1:20の範囲にある。
この第2の変法では、二量化反応は、−80℃〜100℃の範囲の、好ましくは、−20℃〜50℃の範囲の温度で実施される。圧力は、一般に、0.2MPa〜14MPaの範囲にあり、好ましくは、0.2〜3.5MPaの範囲にある。供給材料の触媒との接触時間は、一般に、0.002時間〜20時間の範囲にあり、好ましくは、0.1時間〜2時間の範囲にある。反応混合物中の触媒の割合は、一般に、供給材料中のオレフィンのモルあたり0.001モル〜0.3モルのニッケル錯体の範囲にあり、好ましくは、供給材料中のオレフィンのモルあたり0.005モル〜0.1モルのニッケル錯体の範囲にある。
反応器からの流出物は、一方では、反応器に送られるエチレンからn−ブテンを、他方では、5個以上の炭素原子を含有するその他の副生成物および例えば、飽和炭化水素または好ましくは、流出物のものに近いか、もしくは同一の組成を有するn−ブテンの混合物などの任意の溶媒を分離するために使用され得る蒸留カラムのシステムに送られ、その一部は、触媒調製部に戻され得る。触媒、重い副生成物および添加物を含有するカラムの底部は、焼却される場合もあり、または回収された触媒は再循環される。
実現される本発明の方法の変法に関わらず、通過あたりの転化率(conversion)は、一般に、80%〜90%の範囲にあり、n−ブテンの選択度は、一般に、80%〜95%の範囲にある。
第1の変法の場合には、エチレン二量化は、チタン酸アルキルおよび式AlRまたはAlRH(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ベースの触媒を含む触媒系の存在下で実施される。その結果、通過あたりの転化率は、一般に、80%〜90%である。1−ブテンの選択度は、一般に、90%〜94%の範囲にある。1−ブテンは、99.0重量%〜99.7重量%の範囲の純度で得られる。流出物は、一般に、0.2重量%未満のイソブテンを、さらには、0.1重量%未満のイソブテンを含有する。それによって得られた流出物は、このように酸化的脱水素化ステップb)に送られ得る。
第2の変法の場合には、二量化は、ニッケルおよびアルキルアルミニウムをベースとする触媒を含む触媒系を用いて実施される。その結果、通過あたりの転化率は、一般に、85%〜90%の範囲にある。n−ブテン(1−ブテンおよび2−ブテン)の選択度は、一般に、80%〜95%の範囲にある。本質的に、少ない割合の1−ブテンと混合された、シスおよびトランス2−ブテンが得られる。
n−ブテンの混合物は、一般に、99.5重量%超のn−ブテン(そのうち、少なくとも97重量%が、シスおよびトランス2−ブテンである)および0.5重量%未満、さらには、0.2重量%未満のイソブテンを含む。それによって得られた混合物は、このように酸化的脱水素化ステップb)に送られ得る。
エチレン二量化からの流出物は、従って、n−ブテンならびに少量の未反応エチレンおよびオリゴマー、特に、C6およびC8を主に含有する。流出物は、極めて少量のイソブテンしか含有しない。
b/n−ブテンから1,3−ブタジエンの酸化的脱水素化
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。
ステップa)において得られたn−ブテンのb)酸化的脱水素化は、1,3−ブタジエンを含む流出物を製造するために、酸素のおよび水蒸気の存在下で、前記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実施されることが好ましい。
n−ブテンの酸化的脱水素化は、1,3−ブタジエンおよび水を生成する、n−ブテンおよび酸素間の反応である。
酸化的脱水素化ステップは、n−ブテンの供給材料に加えて、酸素の添加を必要とする。酸素の供給源は、純粋な酸素、空気または酸素が豊富な空気であり得る。
酸化的脱水素化反応は、水蒸気の存在下で実施されることが好ましい。水蒸気は、触媒を活性化し、水性ガス反応によって触媒からコークを取り除くか、または反応の熱の放散物質として作用する。
ブテンのブタジエンへの酸化的脱水素化は、当技術分野で公知である任意の触媒的方法を使用して実施され得るが、ブタジエンの高い選択度をもたらすものが選択されることが、好ましい。
現在知られている、n−ブテンの酸化的脱水素化において使用される触媒として、遷移金属酸化物ベースの触媒、特に、モリブデンおよびビスマスの酸化物ベースの、フェライトベースの、またはスズおよびリンの酸化物ベースの触媒がある。触媒は支持体上に担持されていても、されていなくてもよい。
第1の変法では、酸化的脱水素化は、モリブデンおよびビスマスの酸化物ベースの触媒を含む触媒系の存在下で実施される。これらの触媒は、酸化的脱水素化に特に適しており、一般に、一般に鉄も含むMo−Bi−O多金属酸化物系に基づいている。
一般に、触媒はまた、元素の周期的分類の群1から15に由来する追加成分、例えば、カリウム、マグネシウム、ジルコニウム、クロム、ニッケル、コバルト、カドミウム、スズ、鉛、ゲルマニウム、ランタン、マンガン、タングステン、リン、セリウム、アルミニウムまたはシリコンも含む。
酸化的脱水素化に適している多数の多金属酸化物触媒の組成物は、一般式:
Mo12BiFeCoNiCr (I)
[式中、変数は各々、以下のように定義される:X=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。
使用され得るモリブデン酸ビスマスベースの多成分触媒の例として、Ni、Cs、Bi、Moの化合物である混合酸化物タイプの触媒(文献M W J.Wolfs,Ph.A.Batist,J.Catal、第32巻、25頁(1974年)に記載される)、Co、Fe、Bi、Mg、K、Moの化合物である混合酸化物タイプの触媒(米国特許第3998867号に記載される)、Ni、Co、Fe、Bi、P、K、Moの化合物である混合酸化物触媒(米国特許第3764632号に記載される)、二価の金属陽イオン成分(例えば、Ca、Mg、Fe、Mn、Sr、Ni)、三価の金属陽イオン成分(例えば、Fe、Al)、BiおよびMoを含む4種の金属元素の化合物である混合酸化物触媒(国際公開第2008/147055号パンフレットに記載される)がある。
Mo12BiNiPb0.5Cr0.2、Mo12BiNiAlCr0.50.5、Mo12BiNiCdCr0.5、Mo12BiNi0.5Cr0.5Mg7.50.1+SiO)、Mo12BiCo4.5Ni2.5Cr0.50.1、Mo12BiFe0.1NiZrCr0.2、Mo12BiFe0.1NiAlCr0.2、Mo12BiFeCo4.5Ni2.50.50.1+SiO)、(Mo12BiFeCo4.5Ni2.5Cr0.50.1およびMo13.75BiFeCo4.5Ni2.5Ge0.50.8などのその他の適した触媒が、特許文献米国特許出願公開第2008/0119680号または米国特許第4423281号に記載されている。
モリブデン、ビスマス、鉄およびコバルトを含むMo−Bi−O多金属酸化物系を使用する特許文献1に記載された触媒を使用することもあり得る。
第2の変法では、酸化的脱水素化は、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。この種の触媒は、文献Welch L.M.、Groce L.J.、Christmann H.F.、Hydrocarbon Processing、131、1978年11月に記載されるPetro−TexのOxo−D(登録商標)において適用されてきた。
フェライトをベースとする触媒の例として、MgFe、CoFe、CuFe、MnFe、ZnFe、ZnCrFeおよびMgCrFeがある。
第3の変法では、酸化的脱水素化は、スズおよびリンの酸化物ベースの触媒を含む触媒系の存在下で実施される。この種の触媒は、Phillips Petroleum CompanyのOxo−D(登録商標)において適用されている(米国特許第3320329号に記載される)。
スズおよびリンの酸化物ベースの触媒(Sn−P−O触媒として通常知られている)は、追加成分を含み得る。挙げることができる触媒の例として、Mg−Sn−P−O、Ba−Sn−P−O(米国特許第3789078号に記載される)またはCa−Sn−P−O、Na−Sn−P−O、K−Sn−P−OおよびRb−Sn−P−O(米国特許第3925499号に記載される)およびLi−Sn−P−O(文献Hutson T.、Skinner R.D.、Logan R.S.、Hydrocarbon Processing、133、1974年6月に記載される)がある。
例えば、欧州特許第2256101号に記載されるものなどの、記載されるような種々の種類の触媒の組合せを使用することもあり得る。
酸化的脱水素化反応は、300℃〜650℃、好ましくは、310℃〜550℃、より好ましくは、320℃〜460℃の温度で実施され得る。圧力は、一般に、0.01MPa〜2MPa、好ましくは、0.01MPa〜0.5MPa、より好ましくは、0.05MPa〜0.3MPaである。触媒床の質量に対する供給材料の質量流量(WHSV)は、一般に、0.1〜10h−1、好ましくは、0.2〜5h−1である。
酸素(O型の)/n−ブテンモル比は、一般に、0.5〜0.75の範囲、好ましくは、0.55〜0.70の範囲にある。
水蒸気/n−ブテンモル比は、一般に、10〜20:1である。
n−ブテン転化率は、一般に、75重量%〜85重量%であり、1,3−ブタジエン収率は、一般に、60%〜85%である。
酸化的脱水素化は、固定床、沸騰床(ebullated bed)または移動床反応器などの任意の種類の反応器中で実施してもよい。固定床反応器が使用されることが好ましい。
酸化的脱水素化反応は、1つまたは複数の反応器を含み得る反応部において実施してよく、複数の反応器は同一であるか、または異なっていてよい。
c/分離(任意選択のステップ)
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。
好ましくは、1,3−ブタジエンを含む流出物は、蒸留、抽出蒸留、溶媒抽出または実際にはこれらの技術の組合せによって分離を受け得る。これらの方法は、当業者には公知である。この種の分離技術は、例えば、http://www.dow.com/productsafety/pdfs/butadiene_guide.pdfにおいて入手可能な03/10/2002に改訂された「Butadiene, product Stewardship Guidance Manual」に記載されている。
蒸留は、1−ブテンの通過あたりの転化率が、1−ブテンおよび1,3−ブタジエンの極めて近い沸点を考慮して十分であれば想定され得る。
抽出蒸留に使用される主な抽出剤として、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、アセトニトリルまたは水性メトキシ−プロピオニトリル(MOPN)/フルフラル溶液がある。
溶媒抽出とは、ブタジエンが、抽出物を構成する溶媒中に抽出され得ることを意味する。ブテン留分は、溶媒に不溶性である。N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)またはアセトニトリル(ACN)などの溶媒が使用されることが好ましい。
したがって、ブタジエンは、99%を超える純度で得られる。
本発明の方法の好ましい実施形態を示す図である。本発明の設備および方法が本質的に記載される。
エチレンおよび均一触媒ベースの触媒系は、それぞれ、ライン2および4を介して二量化反応器6中に入れられる。反応器6には、通常の撹拌および冷却システムが装備され得る。n−ブテン製造反応は、ステップa)に記載されるように、反応器6中、液相中で起こる。反応器6では、温度は、20℃〜100℃の間で維持され得、圧力は、化合物のすべてが液相で見られるのに十分な値で維持され得る。ライン8を介して反応器6から排出される流出物は、触媒系、n−ブテン、少量の未反応のエチレンおよびオリゴマー(特に、C6およびC8)を含有する。流出物は、例えば、アンモニア水またはアミンを注入することによって流出物(ライン8)中に含有される使用済みの触媒および炭化水素を分離するために使用される触媒分離システム10へ、ライン8を介して送られる。使用済みの触媒は、ライン12を介してシステム10から排出される。触媒の一部はまた、二量化反応器に再循環され得る(図1では示されていない)。システム10では、凝縮の完了後、分離された炭化水素留分は、n−ブテン中の炭化水素留分を濃縮するためにライン14を介して分留部に送り込まれる。例として、分留部は、炭化水素留分の品質を高め、分留するために使用できる1つまたは複数の蒸留カラムからなる。図1に関しては、2つの蒸留カラム16および20が使用される。炭化水素留分は、ライン14を介して第1の蒸留カラム16中に入れられる。蒸留カラム16は、二量化反応器6中に入れるためにライン18を介して再循環され得る(かつ未転化エチレンに富む)ガス状留分を得るために使用され得る。第1の蒸留カラム16の底部から得られ、n−ブテンおよびオリゴマーを含有する重い流出物は、ライン17を介して第2の蒸留カラム送られる。蒸留カラム20の第2群のカラムは、ライン22を介してn−ブテン、例えば、高純度1−ブテンに富むカラム頭部留分を回収するために使用され得る。反応器中で形成されたオリゴマーは、ライン24を介してカラム20の底部から液体留分中に排出される。任意選択の貯蔵容器26が、カラム20の頭部で得られたn−ブテン(ライン22)の任意の貯蔵のために使用され得る。
ステップb)に記載されるような酸化的脱水素化を実施するために、エチレンを二量化することによって得られ、容器26中で所望により貯蔵されたn−ブテンが、ポンプ28によって加圧され、炉30において予熱され、酸化的脱水素化反応器32中に入れられる。圧縮機36を介して加圧される、酸素を含有するストリーム、例えば、空気もライン34を介して入れられ、ならびにライン38を介して入れられる、炉40において予熱される水蒸気も入れられる。酸化的脱水素化反応は、一般に、300℃〜650℃の温度で、0.01MPa〜2MPaの圧力で、0.1〜10h−1の重量空間速度、WHSVで実施される。酸化的脱水素化は、固定床、沸騰床(ebullated bed)または移動床反応器などの任意の種類の反応器中で実施してよい。図中に示される反応器は、固定床反応器である。酸化的脱水素化反応は、1つまたは複数の反応器を含み得る反応部において実施してよく、複数の反応器は同一であるかまたは異なっている。
ライン42を介して酸化的脱水素化反応器から排出される流出物は、1,3−ブタジエンならびに少量の未反応のn−ブテン、ポリマーおよび軽ガス(水素および軽いC2、C3炭化水素)を含有する。この流出物は、冷却され、圧縮され得る。
例として、図1に関して、ライン42中を移動する流出物は、熱交換器44のシステムにおいて冷却され、次いで、急冷システム46へ送られる。急冷からの流出物(ライン50)は、熱交換器52のシステムにおいて冷却され、容器54中に集められ、圧縮機56中で加圧されて、ライン57内を移動する、冷却されかつ圧縮された流出物が得られる。
1,3−ブタジエンを含有する流出物57は、所望により、ステップc)において記載されるような分離ステップを受け得る。分離は、蒸留、抽出蒸留、溶媒抽出によって、またはこれらの技術の組合せによって実施され得る。
例として、図1に関して、流出物は、ライン57を介して分離システム58中に入れられ、ライン60を介して排出される軽ガス都、ライン62を介して排出される形成されたポリマーとが分離され、液体形態の1,3−ブタジエンに富むストリームがライン64を介して排出される。
微量の未反応のn−ブテンを含有する1,3−ブタジエンに富みかつライン64を介して得られるストリームは、ライン68を介して高純度の1,3−ブタジエンを回収するために、例えば、溶媒抽出によって容器66中で分離ステップを受ける場合もある。容器66中で分離ステップの間に回収されたn−ブテンの少なくとも一部は、反応器32に供給するためにライン70を介して酸化的脱水素化ステップに再循環され得ることが有利である。あるいは、n−ブテンの少なくとも一部が、任意のその他の使用のためにライン72を介して引き出され得る。
以下の実施例は、本発明を示すが、決してその範囲を制限するものではない。
この実施例において使用される供給材料は、主に、水蒸気分解装置から得たエチレンを含んでいた。これは以下の組成を有していた:
Figure 2014062094
供給材料は、均一触媒を使用する二量化を受けた。n−ブテンからガス状炭化水素およびC6+炭化水素を分離するために二量化ユニットからの流出物を分留した。次いで、酸化的脱水素化ユニットの供給材料を構成するために、n−ブテンに水および空気を加えた。
均一触媒作用二量化ユニットでは、触媒系は、テトラ−n−ブチル−テトラヒドロフランチタネート錯体と、トリエチルアルミニウムを含むアクチベーター共触媒とをベースとする触媒を含んでいた。テトラヒドロフランおよびチタネート間のモル比は、2.1:1に等しく、テトラ−n−ブチルチタネートの容積あたり5容積のトリエチルアルミニウムを使用した。7.0時間の滞留時間を使用した。反応器は、55℃および2MPaで作動させた。
脱水素化ステップでは、触媒系は、欧州特許出願第2256101号に記載された方法を使用して調製したビスマスおよびモリブデンをベースとする触媒(CoFeBiMo1251)を含んでおり、液体供給材料C4に対して表される2h−1のHSV、0.15MPaの圧力および430℃の温度で作用させた。
Figure 2014062094
(1):酸素(Oの形態で)/n−ブテンモル比=0.60
(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。
特許文献1では、最良の1−ブテン収率は、実施例7の第1のステップについて得られた(1−ブテン収率39.3、転化率=49.5%および選択度=79.4%)。第2のステップ(酸化的脱水素化)からの収率は、85.5%であり(転化率=90%および選択度=95%)、33.6%という特許文献1の実施例の全最大収率は、本発明の方法の収率よりもかなり低いものであった。
この実施例において使用される供給材料は、主に、水蒸気分解装置から得られたエチレンを含んでいた。以下の組成を有していた:
Figure 2014062094
供給材料は、均一触媒を使用する二量化を受けた。n−ブテンからガス状炭化水素およびC6+炭化水素を分離するために二量化ユニットからの流出物を分留した。次いで、酸化的脱水素化ユニットの供給材料を構成するために、n−ブテンに水および空気を加えた。
均一触媒作用二量化ユニットでは、触媒系は、塩化ニッケル(II)錯体:ビス(トリブチルホスフィン)ジクロロニッケルと、エチルアルミニウムジクロリドである共触媒アクチベーターとをベースとする触媒を含んでいた。トリブチルホスフィンおよびニッケル間のモル比は、1に等しく、Al:Niモル比は、10に等しかった。0.5時間の滞留時間を使用した。反応器は、50℃および1.8MPaで作動させた。
脱水素化ステップでは、触媒系は、欧州特許出願第2256101号に記載された方法を使用して調製されたビスマスおよびモリブデン・ベースの触媒(CoFeBiMo1251)を含んでおり、液体供給材料C4に対して表される2h−1のHSV、0.15MPaの圧力および430℃の温度で作用させた。
Figure 2014062094
(1):酸素(Oの形態で)/n−ブテンモル比=0.60
(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。
特許文献1では、最良の1−ブテン収率は、その実施例7の第1のステップについて得られた(1−ブテン収率39.3、転化率=49.5%および選択度=79.4%)。第2のステップ(酸化的脱水素化)からの収率は、85.5%であり(転化率=90%および選択度=95%)、33.6%という特許文献1の実施例の全最大収率は、本発明の方法の収率よりもかなり低いものであった。
2、4、8、12、14、17、18、22、24、34、38、42、50、57、60、62、64,68、70、72:ライン
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)

  1. 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。
  2. エチレン二量化が、チタン酸アルキルと、式AlRまたはAlRH(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。
  3. 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AlRまたはAlRH(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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. エチレン二量化が、以下の式(RP)NiY、(RPO)NiX、(RAsO)NiX、(ピリジン)NiX、(ビピリジン)NiX、(フェナントロリン)NiXおよび二環式窒素含有化合物とNiX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 AlX(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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
JP2013195751A 2012-09-21 2013-09-20 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 Pending JP2014062094A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1202509 2012-09-21
FR1202509A FR2995893B1 (fr) 2012-09-21 2012-09-21 Procede de production de butadiene-1,3 mettant en oeuvre la dimerisation de l'ethylene et la deshydrogenation des butenes obtenus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014062094A true JP2014062094A (ja) 2014-04-10

Family

ID=47172720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013195751A Pending JP2014062094A (ja) 2012-09-21 2013-09-20 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

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140088331A1 (ja)
EP (1) EP2711349B1 (ja)
JP (1) JP2014062094A (ja)
KR (1) KR20140038903A (ja)
CN (1) CN103724149B (ja)
FR (1) FR2995893B1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017005157A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 ウシオ電機株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP2020500893A (ja) * 2016-12-07 2020-01-16 サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company 防汚成分を用いた選択的エチレンオリゴマー化のための方法
JP2020534329A (ja) * 2017-09-22 2020-11-26 サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company エチレンオリゴマー化のための防汚剤共触媒を作るインライン方法
WO2022190962A1 (ja) 2021-03-09 2022-09-15 千代田化工建設株式会社 ブタジエンの製造方法
US11618012B2 (en) 2018-11-19 2023-04-04 Lg Chem, Ltd. Catalyst for oxidative dehydrogenation reaction, and method for producing same

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015006071A1 (en) 2013-07-10 2015-01-15 Tpc Group, Llc Manufacture of butadiene from ethylene
JP7014609B2 (ja) * 2015-06-19 2022-02-01 サウジ アラビアン オイル カンパニー 防汚オリゴマー化触媒系
RU2674762C1 (ru) 2015-08-29 2018-12-13 Юоп Ллк Ступенчатое давление в реакторах получения бутадиена для улучшения рекуперации энергии
CN105175207B (zh) * 2015-10-16 2017-03-22 安徽工业大学 用Bi/Mo/Co/La/Fe五组分复合氧化物催化剂移动床合成1,3‑丁二烯的方法
US11104621B2 (en) 2016-01-07 2021-08-31 Saudi Arabian Oil Company Antifouling oligomerization catalyst systems
CN111225892A (zh) * 2017-08-14 2020-06-02 沙特基础工业全球技术公司 由乙烯和硫制备1,3-丁二烯的方法
US11440980B2 (en) 2020-07-22 2022-09-13 Saudi Arabian Oil Company Methods for forming ultra high molecular weight polyethylenes and methods for reducing contaminant content in such
WO2022115751A1 (en) 2020-11-30 2022-06-02 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
US11458463B2 (en) 2020-11-30 2022-10-04 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
WO2022115750A1 (en) 2020-11-30 2022-06-02 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
US11612883B2 (en) 2020-11-30 2023-03-28 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
WO2022115749A1 (en) 2020-11-30 2022-06-02 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
US11529622B2 (en) 2021-03-12 2022-12-20 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
US11484871B1 (en) 2021-08-26 2022-11-01 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems
US11623901B1 (en) 2022-08-31 2023-04-11 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems that include silyl ether moieties
US11639321B1 (en) 2022-08-31 2023-05-02 Saudi Arabian Oil Company Catalyst systems that include meta-alkoxy substituted n-aryl bis-diphosphinoamine ligands

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB803042A (en) * 1956-01-13 1958-10-15 Huels Chemische Werke Ag Improvements in the production of butadiene
JPS48103501A (ja) * 1972-03-07 1973-12-25
JPS493498B1 (ja) * 1969-10-17 1974-01-26
JPS4939643B1 (ja) * 1966-12-05 1974-10-28
JPS6094923A (ja) * 1983-09-20 1985-05-28 アンステイテユ・フランセ・デユ・ペトロール エチレンの二量化による1‐ブテンの改良合成方法
JPH1045637A (ja) * 1996-04-26 1998-02-17 Inst Fr Petrole ポリエチレングリコールおよびその誘導体をベースとする添加剤を用いるエチレンの1−ブテンへの改良転換方法
JPH1045636A (ja) * 1996-04-26 1998-02-17 Inst Fr Petrole 第四アンモニウム塩をベースとする添加剤を用いるエチレンの1−ブテンへの改良転換方法
JP2010537798A (ja) * 2007-05-30 2010-12-09 エスケー エナジー 株式会社 pH調整をともなう多成分系モリブデン酸ビスマス触媒の製造方法及びそれを使用した1,3−ブタジエンの製造方法。
JP2010280653A (ja) * 2009-05-08 2010-12-16 Mitsubishi Chemicals Corp 共役ジエンの製造方法
JP2011521892A (ja) * 2008-03-28 2011-07-28 エスケー イノベーション カンパニー リミテッド 連続流式二重触媒反応装置を用いてn−ブテンから1,3−ブタジエンを製造する方法
JP2011148720A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Mitsui Chemicals Inc ブタジエンの製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3320329A (en) 1965-04-23 1967-05-16 Phillips Petroleum Co Oxidative dehydrogenation over stannic phosphate catalyst
US3485881A (en) 1967-10-09 1969-12-23 Phillips Petroleum Co Dimerization of olefins
BE757476A (fr) 1969-10-17 1971-03-16 Nippon Kayaku Kk Procede d'oxydeshydrogenation
US3998867A (en) 1971-05-26 1976-12-21 Nippon Kayaku Co., Ltd. Process for the simultaneous preparation of methacrylonitrile and 1,3-butadiene
US3789078A (en) 1971-08-26 1974-01-29 Phillips Petroleum Co Dehydrogenation
US3925499A (en) 1971-11-01 1975-12-09 Phillips Petroleum Co Oxidative dehydrogenation using group IA or IIA metal Sn/P/O catalyst
US4242531A (en) 1978-08-14 1980-12-30 Phillips Petroleum Company Olefin dimerization
JPS56140931A (en) 1980-04-04 1981-11-04 Nippon Zeon Co Ltd Preparation of conjugated diolefin
FR2540488B1 (fr) 1983-02-03 1985-07-19 Inst Francais Du Petrole Procede ameliore de synthese du butene-1 par dimerisation de l'ethylene
FR2552080B1 (fr) 1983-09-20 1986-10-03 Inst Francais Du Petrole Procede ameliore de synthese du butene-1 par dimerisation de l'ethylene
DE3461173D1 (en) * 1983-09-20 1986-12-11 Inst Francais Du Petrole Process for the synthesis of butene-1 by dimerisation of ethylene
DE102004061514A1 (de) 2004-12-21 2006-07-06 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Butadien aus n-Butan
CN103415494B (zh) * 2011-03-09 2015-09-30 三菱化学株式会社 共轭二烯的制造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB803042A (en) * 1956-01-13 1958-10-15 Huels Chemische Werke Ag Improvements in the production of butadiene
JPS4939643B1 (ja) * 1966-12-05 1974-10-28
JPS493498B1 (ja) * 1969-10-17 1974-01-26
JPS48103501A (ja) * 1972-03-07 1973-12-25
JPS6094923A (ja) * 1983-09-20 1985-05-28 アンステイテユ・フランセ・デユ・ペトロール エチレンの二量化による1‐ブテンの改良合成方法
JPH1045637A (ja) * 1996-04-26 1998-02-17 Inst Fr Petrole ポリエチレングリコールおよびその誘導体をベースとする添加剤を用いるエチレンの1−ブテンへの改良転換方法
JPH1045636A (ja) * 1996-04-26 1998-02-17 Inst Fr Petrole 第四アンモニウム塩をベースとする添加剤を用いるエチレンの1−ブテンへの改良転換方法
JP2010537798A (ja) * 2007-05-30 2010-12-09 エスケー エナジー 株式会社 pH調整をともなう多成分系モリブデン酸ビスマス触媒の製造方法及びそれを使用した1,3−ブタジエンの製造方法。
JP2011521892A (ja) * 2008-03-28 2011-07-28 エスケー イノベーション カンパニー リミテッド 連続流式二重触媒反応装置を用いてn−ブテンから1,3−ブタジエンを製造する方法
JP2010280653A (ja) * 2009-05-08 2010-12-16 Mitsubishi Chemicals Corp 共役ジエンの製造方法
JP2011148720A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Mitsui Chemicals Inc ブタジエンの製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017005157A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 ウシオ電機株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP2020500893A (ja) * 2016-12-07 2020-01-16 サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company 防汚成分を用いた選択的エチレンオリゴマー化のための方法
JP7075931B2 (ja) 2016-12-07 2022-05-26 サウジ アラビアン オイル カンパニー 防汚成分を用いた選択的エチレンオリゴマー化のための方法
JP2020534329A (ja) * 2017-09-22 2020-11-26 サウジ アラビアン オイル カンパニーSaudi Arabian Oil Company エチレンオリゴマー化のための防汚剤共触媒を作るインライン方法
JP7301814B2 (ja) 2017-09-22 2023-07-03 サウジ アラビアン オイル カンパニー エチレンオリゴマー化のための防汚剤共触媒を作るインライン方法
US11618012B2 (en) 2018-11-19 2023-04-04 Lg Chem, Ltd. Catalyst for oxidative dehydrogenation reaction, and method for producing same
WO2022190962A1 (ja) 2021-03-09 2022-09-15 千代田化工建設株式会社 ブタジエンの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20140088331A1 (en) 2014-03-27
EP2711349A1 (fr) 2014-03-26
KR20140038903A (ko) 2014-03-31
CN103724149A (zh) 2014-04-16
EP2711349B1 (fr) 2017-07-26
FR2995893A1 (fr) 2014-03-28
CN103724149B (zh) 2018-03-30
FR2995893B1 (fr) 2014-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014062094A (ja) 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
KR101759802B1 (ko) 저 에틸렌 또는 에틸렌을 이용하지 않는 복분해를 통한 프로필렌
JP5298195B2 (ja) 統合されたプロピレン生成
US7589245B2 (en) Process for preparing linear alpha olefins
JP2016026868A (ja) 触媒組成物およびエチレンの1−ブテンへの選択的ダイマー化方法
KR20050098873A (ko) 이소부텐을 함유하는 c4 스트림으로부터 부텐 올리고머와3급-부틸 에테르의 제조 방법
TW201538470A (zh) 藉由在先異構化後之正丁烯的氧化脫氫以製備丁二烯
US10604460B2 (en) Oxidative cocracking of hydrocarbons to olefins
JP2011148720A (ja) ブタジエンの製造方法
TW548281B (en) Sequence of processes for olefin oligomerisation
KR20170084076A (ko) 부탄 및 2-부텐을 포함하는 스트림의 제공 하에 n-부텐의 탈수소화에 의한 1,3-부타디엔의 제조 방법
US8395004B2 (en) Process for producing light olefins from synthesis gas using dual sequential bed reactor
CN110325493A (zh) 由生物基醇以高产率将c2-c8烯烃混合物转化为喷气油燃料和/或柴油燃料
JP2011510918A (ja) アルケンをオリゴマー化する方法
EP3310747B1 (en) Process for manufacturing methyl tertiary-butyl ether (mtbe) and hydrocarbons
WO2009091716A1 (en) Propylene oligomerization process
US20140088332A1 (en) Process for the production of 1,3-butadiene implementing the oligomerization of ethylene and the dehydrogenation of the butenes that are obtained
US3119111A (en) Oxidative dehydrogenation of alkanes
US9505682B2 (en) Manufacture of butadiene from ethylene
CA2520993A1 (en) Integrated process for the production of olefin derivatives
JP4406542B2 (ja) オレフィン類への二酸化炭素促進脱水素プロセス
KR20200018232A (ko) 디엔의 제조방법
US9309168B2 (en) Staged propylene production process
US20160207847A1 (en) Production of butadiene from ethene
US2606939A (en) Conversion of olefins, carbon monoxide, and hydrogen

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160905

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170623

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170627

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170901

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20171010