JP2014080399A - パラフィンの製造方法および製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 気相状態にあるオレフィンおよび水素から還元触媒の存在下にて進行する還元反応によりパラフィンを製造する方法であって、各々が上記還元触媒を充填した複数の触媒槽3,4が、水素が流れる主流ライン21,24,26に沿って直列に設けられており、各触媒槽3,4への導入ガスG1,G3における水素量がオレフィン量よりも多くなるように主流ライン21,24に対して上記オレフィンを分割して添加する。
【選択図】 図1
Description
C2H4+H2=C2H6+ΔH ΔH=−136.27kJ/モル
C3H6+H2=C3H8+ΔH ΔH=−124.7kJ/モル
次に、上記構成のパラフィン製造装置X1を用いて、オレフィン(プロピレン)および水素からパラフィン(プロパン)を製造する方法の具体例について説明する。
次に、上記構成のパラフィン製造装置X2を用いて、オレフィン(プロピレン)および水素からパラフィン(プロパン)を製造する方法の具体例について説明する。
次に、オレフィンがエチレンの場合では、例えば図1に示したパラフィン製造装置X1を用いて、エチレンおよび水素からエタンを製造することができる。オレフィンシリンダー2から、エチレンが99.4モル%で不純物としてエタンが0.6モル%の粗エチレンガス(日本ファインガス(株)製)を標準状態にて99.4NL/hの流量でオレフィンライン22に供給し、触媒槽3,4に49.7NL/hずつ2等分に分割して流した。1槽目の触媒槽3の大きさは内径が30.7mmであり、上流側の触媒領域301に0.5wt%のロジウムがアルミナ(Al2O3)に担持された粒径3mmの触媒粒子(アルドリッチ社製)を0.003L、粒径3mmのアルミナボールを0.293L混合充填し、その充填高さは400mmであった。下流側の触媒領域302には触媒領域301と同じ触媒粒子が0.03L、アルミナボール0.266Lが混合され、合計0.296Lが充填されその充填高さは400mmであった。2槽目の触媒槽4は内径が30.7mmであり、最も上流側の触媒領域401には0.5wt%のロジウムがアルミナ(Al2O3)に担持された粒径3mmの触媒粒子0.003Lと、3mmのアルミナボール0.293Lとが混合充填され、中間の触媒領域402には触媒領域401と同じ触媒粒子が0.030L、触媒領域401と同じアルミナボールが0.266L混合され充填された。最も下流側の触媒領域403には触媒領域401と同じ触媒粒子のみが0.074L充填された。触媒領域401,402,403の充填高さは、触媒領域401が400mm、触媒領域402が400mm、触媒領域403が100mmとされ、合計900mmの充填高さで充填された。これら2槽の触媒槽3,4に直列に104.3NL/hの水素を主流として流しながら、それぞれの触媒槽3,4にエチレンを添加した。触媒槽3,4(触媒領域301,302,401,402,403)においてエチレンの水素による還元反応が進行し、外部よりジャケット32,42に10℃のチラー水を流しながら触媒槽3,4内が約20℃となるように冷却制御した。その結果、2槽目の触媒槽4のガス導出口4bから導出された製造ガスにおける残留エチレン濃度をガスクロマトグラフィー(FID)により分析したところ、検出限界未満の1ppm未満となり、実質的に全てエタンに還元されていた。
Y1 PSAガス分離装置
Y2 分縮装置
1 水素シリンダー
2 プロピレンシリンダー
3,4,5 触媒槽
6A,6B 吸着槽
7 製品タンク
8 圧縮機
9 クーラ
10 バッファタンク
11,14 減圧弁
12,15,17,19 流量計
13,16,18,20,31 弁
21,24,26,28 主流ライン
22 オレフィンライン
23,25,27 分岐ライン
29,30, ライン
32,42,52,72 ジャケット
33,43,53 ライン
60 吸着剤
61a,61b,61c,61d,61e,61f ライン
62a,62b,62c,62d,62e,62f 切換弁
301,302,401,402,403,501,502,503 触媒領域
601 コンデンサ
602,605,607 ライン
603 U字管
604,606,608 弁
Claims (19)
- 気相状態にあるオレフィンおよび水素から還元触媒の存在下にて進行する還元反応によりパラフィンを製造する方法であって、
各々が上記還元触媒を充填した複数の触媒槽が、水素が流れる主流ラインに沿って直列に設けられており、
上記各触媒槽への導入ガスにおける水素量がオレフィン量よりも多くなるように上記主流ラインに対して上記オレフィンを分割して添加することを特徴とする、パラフィンの製造方法。 - 上記各触媒槽への導入ガスにおける水素量とオレフィン量の割合は、水素量/オレフィン量(モル比)が1.1以上である、請求項1に記載のパラフィンの製造方法。
- 上記複数の触媒槽それぞれへの導入ガスにおけるオレフィン量は、均等である、請求項1または2に記載のパラフィンの製造方法。
- 上記触媒槽内に充填された上記還元触媒は、触媒活性を有する触媒活性物質が触媒活性を有しない希釈媒体によって希釈されたものを含んでおり、
上記希釈媒体の混合比率は、上記触媒槽の上流側から下流側に向かって段階的に低下させられている、請求項1ないし3のいずれかに記載のパラフィンの製造方法。 - 上記希釈媒体は、上記触媒活性物質を担持する担体を含む、請求項4に記載のパラフィンの製造方法。
- 上記触媒活性物質は、パラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、およびニッケルから選択される少なくとも1種を含む金属からなる、請求項4または5に記載のパラフィンの製造方法。
- 上記希釈媒体は、無機物充填材を含む、請求項4ないし6のいずれかに記載のパラフィンの製造方法。
- 上記オレフィンの炭素数が2〜4であり、上記パラフィンの炭素数が2〜4である、請求項1ないし7のいずれかに記載のパラフィンの製造方法。
- 気相状態にあるオレフィンおよび水素から還元触媒の存在下にて進行する還元反応によりパラフィンを製造するための装置であって、
水素を流すための主流ラインと、
上記主流ラインに沿って直列に設けられ、各々がガス導入部およびガス導出部を有し、かつ上記還元触媒を充填した複数の触媒槽と、
上記主流ラインに水素を供給するための水素供給手段と、
上記各触媒槽の上記ガス導入部の上流側にて上記主流ラインに接続する分岐ラインを有し、当該分岐ラインを介して上記オレフィンを添加するためのオレフィン添加手段と、を備えることを特徴とする、パラフィンの製造装置。 - 上記触媒槽の設置数は2〜5の範囲である、請求項9に記載のパラフィンの製造装置。
- 上記触媒槽の内部温度を調整する温度調整手段を備える、請求項9または10に記載のパラフィンの製造装置。
- 上記触媒槽内に充填された上記還元触媒は、触媒活性を有する触媒活性物質が触媒活性を有しない希釈媒体によって希釈され、上記希釈媒体の混合比率が互いに異なる複数の触媒領域を含んで構成されており、
上記複数の触媒領域における上記希釈媒体の混合比率は、上記触媒槽における上流側から下流側に向かって段階的に低下させられている、請求項9ないし11のいずれかに記載のパラフィンの製造装置。 - 上記触媒領域の配置数は2〜5の範囲である、請求項12に記載のパラフィンの製造装置。
- 上記希釈媒体は、上記触媒活性物質を担持する担体を含む、請求項12または13に記載のパラフィンの製造装置。
- 上記触媒活性物質は、パラジウム、ロジウム、白金、ルテニウム、およびニッケルから選択される少なくとも1種を含む金属からなる、請求項12ないし14のいずれかに記載のパラフィンの製造装置。
- 上記希釈媒体は、無機物充填材を含む、請求項12ないし15のいずれかに記載のパラフィンの製造装置。
- 上記主流ラインにおける上記複数の触媒槽の下流側には、水素を除去するために水素除去手段が設けられている、請求項9ないし16のいずれかに記載のパラフィンの製造装置。
- 上記水素除去手段は、圧力変動吸着式ガス分離装置を含んで構成される、請求項17に記載のパラフィンの製造装置。
- 上記水素除去手段は、分縮装置を含んで構成される、請求項17に記載のパラフィンの製造装置。
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