JP4860688B2 - 二重結合水素化異性化方法 - Google Patents
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Description
1−C4H8→→2−C4H8
この反応では、水素の取込みがない。しかし、触媒上で生ずる反応を促進させるプロセスでは、微量の水素が必要である。水素は触媒の表面に存在し、この水素は「活性」形態で維持されると想定される。
<C4供給流中にブタジエンが含まれない、触媒蒸留塔の1つの供給ポイントからの、H2またはCO−H2混合物の注入>
C4二重結合水素化異性化および分離プロセスを使用して、ブタジエンを含有しないC4流を分離した。反応は、触媒蒸留構造と従来の不活性蒸留パッキングの両方を備えた触媒蒸留塔内で行った。触媒は、1/8”Al2O3ペレット担持0.4%PdO(Engelhard)が680gであり、蒸留ワイヤメッシュパッキングで包んだベイル内に置いた。使用したベイルは、2インチ×32フィートの触媒蒸留塔(DC−100)を8フィート覆っていた。塔の残りの部分には、1/2インチのサドルパッキングを充填した。
<C4供給流中にブタジエンを含む、触媒蒸留塔への1つの供給ポイントからの、H2またはCO−H2混合物の注入>
触媒を、実施例1の場合と同様の手法で蒸留塔に投入した。塔の操作は、実施例1の場合と同じであった。しかし供給材料は、表3に示すように、ブタジエンを重量ベースで0.55%含んでいた。
<C4供給流中にブタジエンを含まない、複数の供給ポイントからのH2の注入>
触媒を、実施例1の場合と同様の手法で蒸留塔に投入した。塔の操作も同じままである。この実施例では、ブタジエンまたはCOが存在せず、供給材料は、表1に示したものである。しかし実施例3Bでは、水素流が、2つの個別の注入口同士で、均等に分割される。塔底注入ポイントは、実施例3Aの場合と同じであり、即ちC4供給材料と一緒である。第2の注入ポイントは塔の中央にあり、その下に4フィートの触媒があり、その上に4フィートの触媒がある。表5は、全体的な水素流量を一定に保ちながら、水素を分割する効果を示している。
<水素注入の単一ポイントを有する固定床水素化異性化反応器>
細流床反応器モデルを使用して、水素化異性化反応器内での、複数の水素注入と組み合わされた水素−一酸化炭素注入との利益を決定した。この計算で使用した反応動態は、実施例1から3で得られた触媒蒸留と一致している。この比較例では、水素注入の単一ポイントを3つの異なる水素流量で使用して、水素流量がブタジエン変換に及ぼす影響を決定した。水素流量は、水素とブタジエンのモル比に基づいていた。2、5、および10の比を使用した。全ての結果は、100%の触媒が湿潤状態にあり、反応器全体を通した圧力降下が最小限に抑えられることを示している。熱収支の計算は、蒸発を用いた断熱反応器を基にした。供給材料の組成を、以下の表6に示す。
<分割H2注入を用いた固定床水素化異性化反応器>
水素を、水素化異性化反応器への2つの別々の供給流に分割した他は、水素とブタジエンとのモル比5を使用して、比較例を繰り返した。水素化速度は、異性化速度に比べて水素分圧に対する依存性が高いので、反応器全体を通した低H2分圧が、選択性に有益であると予測された。この実施例において、全H2速度は、H2とブタジエンとのモル比5で一定に保ち、このガス流を、最終的には均等に分割して、その半分を供給材料と共に流入させ、あとの半分を、反応器に沿って8ftで注入した。性能の差を図12に示す。
<水素−一酸化炭素の単一および分割注入を用いた固定床水素化異性化反応器>
組み合わせた水素−一酸化炭素流を、比較例のC4供給流を使用した固定床反応器のシミュレーションをして、単一ポイントおよび分割注入で注入した。COと水素とのモル比は0.3%であった。水素とブタジエンとのモル比は5であった。ブタジエンおよび1−ブテンの水素化に関する速度定数は、実施例2の結果に基づき、0.3モル%のCO/H2混合物の存在下で半分になった。
Claims (21)
- 1−ブテンの一部を2−ブテンに変換するために、水素および1−ブテンおよび2−ブテンを含む供給流を、二重結合水素化異性化活性を有する水素化異性化触媒を含有した触媒蒸留塔を含む反応ゾーンに導入し、2−ブテンを含む塔底流とイソブタンおよびイソブチレンを含む塔頂流を形成するステップと、
2−ブテンに対する選択性を高めるために、一酸化炭素を、水素1モル当たり一酸化炭素0.001から0.03モルの量で前記反応ゾーンに導入するステップと、を含み、
前記反応ゾーンが軸方向長さを有し、一酸化炭素が前記軸方向長さに沿った複数の供給ポイントから前記反応ゾーンに導入され、
前記反応ゾーンにおける1−ブテンの濃度は7.34重量%以上であることを特徴とするC4オレフィンの二重結合水素化異性化方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記供給流がブタジエンを含むことを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記ブタジエンの少なくとも一部が、前記反応ゾーン内でブテンに水素化されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記反応ゾーンが軸方向長さを有し、水素が前記軸方向長さに沿った複数の供給ポイントから前記反応ゾーンに導入されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記触媒が、パラジウム、白金、およびニッケルからなる群から選択された少なくとも1つのメンバーを含むことを特徴とする方法。
- 請求項5に記載の方法であって、前記触媒がアルミナ担体上に配置されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記供給流が、ノルマルブタン、イソブタン、イソブテン、およびブタジエンをさらに含有することを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記供給流中の前記1−ブテンの少なくとも75%が、2−ブテンに水素化異性化されることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記塔底流中の2−ブテンと1−ブテンとのモル比が、少なくとも85:15であることを特徴とする方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記供給流中の2−ブテンと1−ブテンとのモル比が、80:20以下であることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記反応ゾーンに導入された一酸化炭素と水素とのモル比が、0.002から0.005の範囲内であることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記塔底流とメタセシス反応物質とを混合してメタセシス供給流を形成し、前記メタセシス供給流をメタセシス反応器に導入してメタセシス生成物を形成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項12に記載の方法であって、前記メタセシス反応物質がエチレンであり、前記メタセシス生成物がプロピレンであることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記供給流がブタジエンを含有し、前記供給流のブタジエン含量を低下させるために、前記供給流を前記反応ゾーンに導入する前に水素化するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項12に記載の方法であって、前記供給流がブタジエンを含有し、前記供給流のブタジエン含量を低下させるために、前記供給流を前記反応ゾーンに導入する前に水素化するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 1−ブテンの一部を2−ブテンに変換するために、水素および1−ブテンおよび2−ブテンを含む供給流を、軸方向長さを有しかつ二重結合水素化異性化活性を持つ触媒を含有した触媒蒸留塔を含む反応ゾーンに導入し、2−ブテンを含む塔底流とイソブタンおよびイソブチレンを含む塔頂流を形成するステップと、を含み、
前記水素は、ブテンの水素化を最小限に抑えながら前記触媒が活性二重結合水素化異性化形態に維持される適切な量で、前記反応ゾーンの前記軸方向長さに沿った複数の供給ポイントから導入され、
一酸化炭素が、前記反応ゾーンの軸方向長さに沿った前記複数の供給ポイントの1つ以上から水素と共に、水素1モル当たり一酸化炭素0.001から0.003モルの量で前記反応ゾーンに導入され、
前記反応ゾーンにおける1−ブテンの濃度は7.34重量%以上であることを特徴とするC4オレフィンの二重結合水素化異性化方法。 - 請求項16に記載の方法であって、一酸化炭素が、前記反応器の前記長さに沿った前記供給ポイントの1つ以上から水素と共に前記反応ゾーンに導入されることを特徴とする方法。
- 請求項16に記載の方法であって、前記塔底流とメタセシス反応物質とを混合してメタセシス供給流を形成し、前記メタセシス供給流をメタセシス反応器に導入してメタセシス生成物を形成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項18に記載の方法であって、前記メタセシス反応物質がエチレンであり、前記メタセシス生成物がプロピレンであることを特徴とする方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記供給流がブタジエンを含有し、前記供給流のブタジエン含量を低下させるために前記供給流を前記反応ゾーンに導入する前に水素化するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項18に記載の方法であって、前記供給流がブタジエンを含有し、前記供給流のブタジエン含量を低下させるために前記供給流を前記反応ゾーンに導入する前に水素化するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
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