JP2019199416A - p−キシレンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
分離工程は、石油由来のC4留分を原料として用い、イソブテン及びイソブタンを含む第一の原料を得る工程である。
二量化工程は、イソブテン及びイソブタンを含む第一の原料を二量化触媒に接触させて、C8成分を得る工程である。第一の原料は、ガス状で二量化反応に供されてよい。なお、C8成分は、炭素数8の炭化水素を示す。
環化工程では、C8成分を、イソブテン及びイソブタンの少なくとも一方の存在下で、担体にCrを含む担持金属を担持させた脱水素触媒に接触させて、C8成分の環化脱水素反応の生成物であるp−キシレンを得る。C8成分は、ガス状で環化脱水素反応に供されてよい。
・装置:日立ハイテクサイエンス製 SPS−3000型
・高周波出力:1.2kw
・プラズマガス流量:18L/min
・補助ガス流量:0.4L/min
・ネブライザーガス流量:0.4L/min
<ジイソブチレンの製造>
中東系原油を流動接触分解装置にて処理して得られたC4留分を反応蒸留装置にて分留し、塔頂からイソブタン及びイソブテン、塔底からノルマルブタン及びノルマルブテンをそれぞれ得た。塔頂ガス中のイソブタンは76質量%、イソブテンは24質量%であった。この塔頂ガスを、固定床流通式反応装置を用い、強酸性のイオン交換樹脂であるアンバーリスト35にて120℃、常圧、WHSV=50h−1の条件にて処理し、イソブタン76質量%、ジイソブチレン23質量%、その他1質量%の生成物を得た。この生成物から、蒸留によりジイソブチレンを抽出した。
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)とMg(NO3)2・6H2Oを用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して5.0質量部、Mg担持量が担体100質量部に対して3.0質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−1を得た。
固定床流通式反応装置を用い、500℃、常圧、WHSV=1h−1の条件、ジイソブチレン1当量に対してイソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量で環化脱水素反応を行った。触媒は触媒Aを用いた。反応開始から1時間後から2時間後までの反応生成物を回収及び分析した。結果を表1に示す。
<触媒A−2の調製>
Cr担持量が担体100質量部に対して7.5質量部、Mg担持量が担体100質量部に対して2.0質量部になるように担持したこと以外は、実施例1と同様にして触媒を調製し、触媒A−2を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブテン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−3の調製>
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)、Mg(NO3)2・6H2O、及びZrO(NO3)2・2H2Oを用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して7.5質量部、Mg担持量が担体100質量部に対して2.0質量部、Zr担持量が担体100質量部に対して0.1質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−3を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブテン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−4の調製>
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)、Mg(NO3)2・6H2O、ZrO(NO3)2・2H2O、及びKNO3を用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して7.5質量部、Mg担持量が担体100質量部に対して2.0質量部、Zr担持量が担体100質量部に対して0.1質量部、K担持量が担体100質量部に対して1.5質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−4を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブタン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−5の調製>
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)、Mg(NO3)2・6H2O、及びKNO3を用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して8.0質量部、Zr担持量が担体100質量部に対して0.1質量部、K担持量が担体100質量部に対して3.0質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−5を得た。
実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−6の調製>
Cr担持量が担体100質量部に対して14質量部、Mg担持量が担体100質量部に対して1.5質量部になるように担持したこと以外は、実施例1と同様にして触媒を調製し、触媒A−6を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブタン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−7の調製>
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)とZrO(NO3)2・2H2Oを用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して15質量部、Zr担持量が担体100質量部に対して0.1質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−7を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブタン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−8の調製>
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)、ZrO(NO3)2・2H2O、及びKNO3を用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して15質量部、Zr担持量が担体100質量部に対して0.1質量部、K担持量が担体100質量部に対して1.5質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−8を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブテン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
<触媒A−9の調製>
市販のγ−アルミナ担体10.0gに対し、硝酸クロム水溶液(和光純薬製、[Cr(NO3)3]9H3O)とKNO3を用いて、Cr担持量が担体100質量部に対して20質量部、K担持量が担体100質量部に対して1.0質量部になるよう含浸担持し、110℃で一晩乾燥させ、600℃で4時間焼成を行い、触媒A−8を得た。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、イソブタン0.5当量、窒素0.5当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表1に示す。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、窒素1当量に変更したこと以外は、実施例1と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表2に示す。
環化脱水素反応における「イソブテン0.25当量、イソブタン0.25当量、窒素0.5当量」を、窒素1当量に変更したこと以外は、実施例2と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表2に示す。
環化脱水素反応における「イソブタン0.5当量、窒素0.5当量」を、窒素1当量に変更したこと以外は、実施例4と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表2に示す。
環化脱水素反応における「イソブタン0.5当量、窒素0.5当量」を、窒素1当量に変更したこと以外は、実施例7と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表2に示す。
環化脱水素反応における「イソブテン0.5当量、窒素0.5当量」を、窒素1当量に変更したこと以外は、実施例8と同様にしてp−キシレンの製造を行った。結果を表2に示す
Claims (7)
- 石油由来のC4留分から、イソブテン及びイソブタンを含む第一の原料を得る分離工程と、
前記第一の原料を二量化触媒に接触させて、C8成分を生成させる二量化工程と、
前記C8成分を、イソブテン及びイソブタンの少なくとも一方の存在下で、担体にCrを含む担持金属を担持させた脱水素触媒に接触させ、前記C8成分の環化脱水素反応によりp−キシレンを生成させる環化工程と、
を備える、p−キシレンの製造方法。 - 前記二量化工程が、前記C8成分と、イソブテン及びイソブタンからなる群より選択される少なくとも一種のC4成分と、を含む第二の原料を得る工程であり、
前記環化工程が、前記第二の原料を前記脱水素触媒に接触させる工程である、請求項1に記載の製造方法。 - 前記脱水素触媒における前記Crの担持量が、前記担体100質量部に対して3質量部以上30質量部以下である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記担持金属がMg、Zr及びKからなる群より選択される少なくとも一種を更に含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記脱水素触媒における前記Mgの担持量が、前記担体100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下である、請求項4に記載の製造方法。
- 前記脱水素触媒における前記Zrの担持量が、前記担体100質量部に対して0.01質量部以上1質量部以下である、請求項4又は5に記載の製造方法。
- 前記脱水素触媒における前記Kの担持量が、前記担体100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の製造方法。
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