JP5523924B2 - 固体成型吸着剤及び炭化水素の精製方法 - Google Patents

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Description

本発明は、固体成型吸着剤及び炭化水素の精製方法に関する。
軽質の炭化水素は、石油精製における流動接触分解装置や接触改質装置、石油化学におけるスチームクラッカーなど分解装置等から製造されるものが多く、各装置から製造された軽質の炭化水素は、水や含酸素化合物、含硫黄化物等の様々な不純物が含まれている。これらの不純物が例えば、オレフィン重合反応に用いられるメタロセン触媒やオレフィンの不均化反応に用いられるメタセシス触媒に極めて感受性を示して反応すること(触媒毒)が知られている(非特許文献1)。この結果、触媒の活性は低減され、かつ使用される触媒の寿命が顕著に短縮される。
これらの不純物を除去するために、種々の技術が使用可能である。含硫黄化合物に関しては、例えば、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等のアミン系化合物、カセイソーダ水溶液等と接触洗浄後に水洗する方法で精製することができる。また、含酸素化合物については、水洗浄によりそれらを低減することが可能である。
しかしながら、洗浄による精製では液化石油ガス中に洗浄剤が微量に残留する。例えば、アルカリ金属塩、特に、水酸化ナトリウム、塩化ナトリウム等のナトリウム塩等が残留することもある。また、洗浄による精製では必ず水が残留するため、水に対しても感受性の高いメタロセン触媒やメタセシス触媒を使用する際は、別途水を除去する等の工程が必要となる。
洗浄後に微量の洗浄剤が残留することを回避するためには、洗浄による不純物の除去を行わずに吸着剤を用いて物理吸着によって除去することが望ましい。例えば、公知のオリゴマー化方法においても、使用された触媒が、出発材料中に存在する不純物に対して敏感であるといった欠点を有する。この不純物を、吸着剤を使用することにより除去するための方法は、例えば、特許文献1及び特許文献2に記載されている。これらは、遷移金属触媒を使用する場合には、大抵、ニッケルをベース上で担持するものである。
また、吸着剤としては、例えば、ゼオライト構造を有するものが挙げられる。ゼオライト構造を吸着剤として用いる吸着分離は気体混合物分解の先行技術で公知のものである。また、液状の炭化水素中の不純物の除去に関するものとしては、特許文献3に例示されている。
これらのゼオライトの調製法は、種々知られており、例えば、特許文献4及び特許文献5には、X型ゼオライトの製法が開示されている。
また、工業的に慣用な吸着剤の再生としては、200〜250℃の温度での脱着(「熱スイング吸着」ともいう)、減圧による脱着(「圧力スイング吸着」ともいう)による方法が開示されている(非特許文献2)。また、より激しい条件下での再生として、特許文献6には、吸着剤を酸化的雰囲気内で800℃までの温度で再生させる、モノオレフィンをオリゴマー化する方法が記載されている。また、特許文献7には、吸着床を200〜600℃で、酸素含有雰囲気下で再生させるアルコールの製造方法が記載されている。
独国特許第19845857号明細書 独国特許第3914817号明細書 特開2002−253959号公報 米国特許第2883244号明細書 米国特許第3862900号明細書 独国特許第19845857号明細書 欧州特許第1280749号明細書
「Industrielle Organische Chemie」、第4版、VCH、Weinheim 1994;Weissermehl,K.、Arpe,H.−J.、Chapt.3.4「Olefin−Metathese」 「Sylobead」、Fa.Grace GmbH&Co.KG,In der Hollerhecke 1,67545 Worms/Germany
本発明は、吸着能力に優れ、且つ適切な再生処理によって多数回にわたって再使用可能な、固体成型吸着剤を提供することを目的とする。また、本発明は、上記固体成型吸着剤を用いた炭化水素の精製方法を提供することを目的とする。
すなわち本発明は、ナトリウムカチオンを有するX型ゼオライトの含有量が50質量%以上であり、平均粒子直径が2.5mm以下であり、摩耗率が2.5%以下である固体成型吸着剤を提供する。
本発明の固体成型吸着剤は、150〜350℃の加熱により活性化することにより、優れた吸着性能を示す。また、本発明の固体成型吸着剤は、再使用に際して150〜300℃の加熱により再生処理により、多数回の吸着と再生処理とを繰り返した場合でも良好な吸着性能が維持される。
本発明の固体成型吸着剤は、上記X型ゼオライトの含有量が70質量%以上であることが好ましい。このような固体成型吸着剤は吸着性能に一層優れる。
また本発明は、上記固体成型吸着剤を、150〜350℃で加熱する活性化工程と、炭素数2〜5の炭化水素と含酸素化合物及び含硫黄化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の極性化合物との混合液を、上記活性化工程を経た上記固体成型吸着剤に、100℃以下で接触させて、上記極性化合物の少なくとも一部を上記固体成型吸着剤に吸着させる接触工程と、を備える、炭化水素の精製方法を提供する。
本発明の炭化水素の精製方法によれば、上記活性化工程を経た固体成型吸着剤を用いているため、極性化合物が十分に除去された炭化水素を得ることができる。
本発明の炭化水素の精製方法において、上記活性化工程は、上記固体成型吸着剤を、200〜300℃で加熱することが好ましい。このような活性化工程を経た固体成型吸着剤は、吸着性能に一層優れるようになる。
本発明の炭化水素の精製方法は、上記極性化合物が吸着した上記固体成型吸着剤を、150〜300℃で加熱して、上記固体成型吸着剤から上記極性化合物を除去する除去工程を、さらに備えることが好ましい。このような除去工程によれば、上記固体成型吸着剤の吸着性能を著しく劣化させることなく、当該固体成型吸着剤を再生することができる。さらに、上記固体成型吸着剤は、複数回にわたって上記接触工程と上記除去工程とを繰り返し行った場合であっても良好な吸着性能を長期間維持することができる。そのため、このような除去工程を備える精製方法は、工業的に使用可能で経済的に優れる。
上記除去工程は、上記極性化合物が吸着した上記固体成型吸着剤を、150〜240℃で加熱することが好ましい。
上記炭化水素は、不飽和炭化水素を含有していてもよく、イソオレフィンを含有していてもよい。本発明の炭化水素の精製方法によれば、不飽和炭化水素の重合や分解等をほとんど生じさせることなく上記極性化合物を除去することができる。
上記接触工程は、上記固体成型吸着剤が充填された吸着塔に、上記混合液を、液線速度1m/h以上で流通させることにより行われることが好ましい。このような接触工程においては、上記固体成型吸着剤により上記極性化合物が一層高効率で吸着される。
本発明によれば、吸着能力に優れ、且つ適切な再生処理によって多数回にわたって再使用可能な固体成型吸着剤、及びそれを用いた炭化水素の精製方法が提供される。
本発明に係る固体成型吸着剤及び炭化水素の精製方法の好適な実施形態について、以下に説明する。
(固体成型吸着剤)
本実施形態に係る固体成型吸着剤は、ナトリウムカチオンを有するX型ゼオライトの含有量が50質量%以上であり、平均粒子直径が2.5mm以下であり、摩耗率が2.5%以下である。
このような固体成型吸着剤は、後述する活性化工程により活性化することで、優れた吸着性能を示す。また、後述する除去工程により再生することで、吸着性能を著しく劣化させることなく再使用することができる。そして、後述する接触工程と除去工程とを繰り返し行った場合であっても、良好な吸着性能を長期間維持することができる。
固体成型吸着剤は、上記X型ゼオライトの含有量が70質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。上記X型ゼオライトは後述する接触工程における極性化合物との吸着性が優れるため、このような固体成型吸着剤は一層良好な吸着性能を示すことができる。
上記X型ゼオライトは、例えば、カチオン種としてプロトンを有するX型ゼオライトに対して、プロトンとナトリウムカチオンとのイオン交換を行うことにより、得ることができる。ナトリウムカチオンによるイオン交換率が低い場合は、オレフィンの重合反応が進行しやすくなる場合があるため、好ましくない。
固体成型吸着剤の平均粒子直径は、2.5mm以下であり、1.0〜2.5mmであることが好ましい。平均粒子直径が2.5mmを超える場合には、境膜の厚みが増すため液拡散が遅くなり、十分な吸着性能を発揮出来ない場合がある。また、平均粒子直径が1.0未満の場合には、例えば固体成型吸着剤を吸着塔に充填して用いる場合に、吸着塔の差圧が大きくなり実用的に使用し難くなる場合がある。
なお、ここで平均粒子直径とは、50個の粒子について直径を測定し、その測定値を平均することにより得られる値である。
固体成型吸着剤の摩耗率は、2.5%以下であり、1.0%以下であることが好ましい。摩耗率が2.5%を超える場合は、例えば固体成型吸着剤を吸着塔に充填して用いる場合に、吸着塔に固体成型吸着剤の粉が堆積して、吸着塔の差圧が大きくなり、吸着塔の運転が困難になる場合がある。
なお、ここで摩耗率とは、湿式アトリッション法により得られる値であり、例えば特公昭5−44111号公報に開示されている方法に従って測定することができる。
固体成型吸着剤は、例えば、上記X型ゼオライトを含有する組成物を、打錠成形、押出成形、スプレードライ、転動造粒、油中造粒等の方法により成型することによって製造することができる。粒子形状は、粒状、板状、ペレット状等とすることができる。
(炭化水素の精製方法)
本実施形態に係る炭化水素の精製方法は、以下に示す活性化工程と、接触工程とを備える。また、以下に示す除去工程を備えていてもよい。
(活性化工程)
活性化工程においては、本実施形態に係る固体成型吸着剤を、150〜350℃で加熱する。このような活性化工程によれば、固体成型吸着剤が優れた吸着性能を有するものとなる。
活性化工程においては、固体成型吸着剤に付着した水分が除去されて固体成型吸着剤が活性化する。このとき、加熱温度が150℃未満であると、水分が十分に除去されない場合がある。また、加熱温度が350℃より高いと、特に多量の水が付着している場合に、X型ゼオライトの脱アルミニウムが進行してしまい、それにより十分な吸着性能が得られなくなると考えられる。
活性化工程における加熱温度は、好ましくは200〜300℃である。加熱温度が高くなると、それに伴う熱源を確保するための加熱炉が必要となり、経済的に好ましくない。一方、加熱温度が低いと、固体成型吸着剤に付着した水分の除去に時間がかかる場合がある。そのため、上記温度範囲で加熱を行うことにより、経済性良く短時間で固体成型吸着剤を活性化することができる。
活性化工程は、上記温度範囲で、固体成型吸着剤に付着した水分が除去されなくなるまで行うことが好ましい。なお、固体成型吸着剤に付着した水分が除去されているか否かは、例えば、活性化に際して使用した活性化ガス中の露点を測定することにより、容易に調べることができる。
活性化工程は、活性化ガス雰囲気下、固体成型吸着剤を加熱することにより行うことが好ましい。活性化ガスとしては、酸素及び硫黄を含有しないものが好ましく、例えば、水素、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム、メタン、エタン、エチレン、プロパン及びブタンからなる群より選ばれる少なくとも一種のガスが好ましい。
(接触工程)
接触工程は、炭素数2〜5の炭化水素と含酸素化合物及び含硫黄化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の極性化合物との混合液を、活性化工程を経た固体成型吸着剤に、100℃以下で接触させることによって行われる。接触工程においては、極性化合物の少なくとも一部が固体成型吸着剤に吸着されるため、精製された炭素数2〜5の炭化水素が得られる。
炭素数2〜5の炭化水素としては、不飽和炭化水素を含有することが好ましく、イソオレフィンを含有していてもよい。また、炭素数2〜5の炭化水素としては、エチレン、プロピレン、ブテン、炭素数3の炭化水素製品、炭素数4の炭化水素製品、それらの混合物等が挙げられる。
極性化合物としては、水、アルコール類、ケトン類、アルデヒド類、チオール類、スルフィド類、チオフェン類等が挙げられる。これらの極性化合物の上記混合液中の濃度は、一般的には合計1〜1000質量ppmである。
接触温度が100℃を超えると、物理吸着効果が薄れるために吸着能力が低下するので好ましくない。また、不飽和炭化水素、特にイソオレフィンを含有する炭化水素液を接触させる場合は、100℃を超えると重合しやすくなるため好ましくない。接触温度の下限は特に制限されないが、常温(例えば、20℃)以下の温度ではクーリング設備や高価な冷媒が必要となるため好ましくない。
接触工程は、固定床による連続プロセスで行われることが好ましい。固定床が用いられる場合、上記混合液、は昇流、降流のいずれの方向でも流動させることができるが、一般的には昇流が好ましい。さらに、固定床が用いられる場合、多重床を用いることができ、1つ又は複数の反応容器内に入れることができる。
接触工程における接触条件は、温度は100℃以下であり、圧力は大気圧程度から1.01×10kPa(100気圧)までの範囲であることが好ましく、時間基準の液空間速度(LHSV)で表現した接触時間は、0.1〜10h−1であることが好ましい。
接触工程は、固体成型吸着剤が充填された吸着塔に、混合液を、液線速度1m/h以上で流通させることにより行われることが好ましい。このような接触工程によれば、極性化合物が一層高効率で除去される。液線速度は、5m/h以上であることがより好ましい。また、液線速度は、吸着塔の差圧が高くなり運転が困難である場合があることから、液線速度は100m/h以下であることが好ましい。さらに、接触工程を一般的な実プラントにおいて行う場合には、液線速度の上昇に伴う接触工程での差圧の上昇を抑制するため、液線速度は50m/h以下とすることが好ましく、30m/h以下とすることがより好ましい。
(除去工程)
除去工程では、例えば接触工程を経て極性化合物が吸着した固体成型吸着剤を、150〜300℃で加熱して、固体成型吸着剤から極性化合物を除去する。加熱温度は、好ましくは150〜240℃である。また、加熱時間は、5時間以上であることが好ましい。
このような除去工程によれば、固体成型吸着剤の吸着性能を著しく劣化させることなく、当該固体成型吸着剤を再生することができる。さらに、固体成型吸着剤は、複数回にわたって接触工程と除去工程とを繰り返し行った場合であっても良好な吸着性能を長期間維持することができる。そのため、このような除去工程を備える精製方法は、工業的に使用可能で経済的に優れる。
除去工程は、再生ガス雰囲気下、固体成型吸着剤を加熱することにより行うことが好ましい。再生ガスとしては、酸素原子及び硫黄原子を分子中に含有しないものが好ましく、例えば、水素、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム、メタン、エタン、エチレン、プロパン及びブタンからなる群より選ばれる少なくとも一種のガスが好ましい。再生ガスが酸素原子を含有する化合物であると、固体成型吸着剤上に生成したコーク等が燃焼し、この燃焼に際して局所的に生じるスチームによって、固体成型吸着剤におけるX型ゼオライトの脱アルミニウムが進行してしまう場合がある。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
参考例1)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト60重量%とバインダーとしてアルミナ40重量%とを混練し、直径1.7mmの粒子状の押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は9.2kg、特公昭5−44111号公報に開示されている方法に従って測定した湿式アトリッション法による摩耗率は0.7%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、乾燥吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後、下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは417重量ppmであった。すなわち、アセトンの分子量を58とすると、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は6.1mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって270℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度アセトン吸着量を測定したところ、2.7mmol/gとなり、初期値の44%であった。
(実施例2)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.8kg、湿式アトリッション法による摩耗率は1.5%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは375重量ppmであった。すなわち、アセトンの分子量を58とすると、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は7.0mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって270℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度アセトン吸着量を測定したところ、3.1mmol/gとなり、初期値の44%であった。
(実施例3)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.2mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は3.2kg、湿式アトリッション法による摩耗率は0.9%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは320重量ppmであった。すなわち、アセトンの分子量を58とすると、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は8.2mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって270℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度アセトン吸着量を測定したところ、3.6mmol/gとなり、初期値の43%であった。
(実施例4)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径2.2mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は8.6kg、湿式アトリッション法による摩耗率は2.1%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは389重量ppmであった。すなわち、アセトンの分子量を58とすると、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は6.7mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって270℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度アセトン吸着量を測定したところ、3.0mmol/gとなり、初期値の44%であった。
(実施例5)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト95重量%とバインダーとして粘土鉱物5重量%を混練し、直径1.5mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.0kg、湿式アトリッション法による摩耗率は0.2%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは259重量ppmであった。すなわち、アセトンの分子量を58とすると、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は9.5mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって270℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度アセトン吸着量を測定したところ、4.2mmol/gとなり、初期値の44%であった。
(実施例6)
吸着剤の再生における窒素ガスによるパージを、200℃で24時間行ったこと以外は、実施例2と同様の方法で、炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を行った。炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、再度アセトン吸着量を測定したところ、3.8mmol/gとなり、初期値の54%であった。
(実施例7)
吸着剤の再生における窒素ガスによるパージを、150℃で24時間行ったこと以外は、実施例2と同様の方法で、炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を行った。炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、再度アセトン吸着量を測定したところ、3.9mmol/gとなり、初期値の56%であった。
(実施例8)
吸着剤の再生における窒素ガスによるパージを、200℃で24時間行ったこと以外は、実施例5と同様の方法で、炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を行った。炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、再度アセトン吸着量を測定したところ、5.2mmol/gとなり、初期値の54%であった。
(実施例9)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.8kg、湿式アトリッション法による摩耗率は1.5%であった。
[炭化水素液の精製]
次にこの成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、ジメチルジスルフィド150重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、ジメチルジスルフィドは98重量ppmであった。すなわち、ジメチルジスルフィドの分子量を94とすると、単位吸着剤あたりのジメチルジスルフィドの吸着量は0.69mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって200℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度ジメチルジスルフィド吸着量を測定したところ、0.37mmol/gとなり、初期値の53%であった。
(実施例10)
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.8kg、湿式アトリッション法による摩耗率は1.5%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水250重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は122重量ppmであった。すなわち、水の分子量を18とすると、単位吸着剤あたりの水の吸着量は8.9mmol/gであった。
[吸着剤の再生]
窒素ガスによって240℃で24時間パージを行い、反応管中の乾燥吸着剤の再生を行った。
上記の炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、上記と同様の方法で再度アセトン吸着量を測定したところ、5.7mmol/gとなり、初期値の64%であった。
(実施例11)
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.8kg、湿式アトリッション法による摩耗率は1.5%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を内径15mmの反応管に91g充填し、不純物としてアセトン29重量ppm、メチルメルカプタン10重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)を温度25℃、圧力1.0Mpaの条件下、毎時900cc(液線速度:毎時5m)でフィードし、4時間後の反応器出口の炭化水素液を分析したところ、アセトン、メチルメルカプタンともに検出限界(0.1重量ppm)以下であった。
(実施例12)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.8kg、湿式アトリッション法による摩耗率は1.5%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を内径45mmの反応管に353g充填し、不純物としてアセトン29重量ppm、メチルメルカプタン10重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)を温度25℃、圧力1.0Mpaの条件下、毎時3500cc(液線速度:毎時20m)でフィードし、4時間後の反応器出口の炭化水素液を分析したところ、アセトン、メチルメルカプタンともに検出限界(0.1重量ppm)以下であった。
(比較例1)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト60重量%とバインダーとしてアルミナ40重量%を混練し、直径3.0mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は12.2kg、湿式アトリッション法による摩耗率は3.0%であった。
[炭化水素液の精製]
この成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは436重量ppmであった。すなわち、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は5.7mmol/gであった。
(比較例2)
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト40重量%とバインダーとしてアルミナ60重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は14.1kg、湿式アトリッション法による摩耗率は0.1%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは468重量ppmであった。すなわち、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は5.0mmol/gであった。
(比較例3)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト60重量%とバインダーとしてアルミナ40重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は9.2kg、湿式アトリッション法による摩耗率は0.7%であった。
[炭化水素液の精製]
次にこの成型体を窒素流通下、温度100℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度25℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは522重量ppmであった。すなわち、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は3.8mmol/gであった。
参考例4)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト60重量%とバインダーとしてアルミナ40重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は9.2kg、湿式アトリッション法による摩耗率は0.7%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥吸着剤を得た。得られた乾燥吸着剤を上下にコックを付した500mlの反応管に0.2g充填し、不純物として水30重量ppm、アセトン700重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)250gを下部より導入し、吸着剤充填部を炭化水素液で満たした後下部のコックを閉じた。温度110℃、圧力3.0Mpaの条件下、48時間放置した。72時間後、炭化水素液を分析したところ、水は1重量ppm未満、アセトンは603重量ppmであった。すなわち、単位吸着剤あたりのアセトンの吸着量は2.1mmol/gであった。
(参考例5)
吸着剤の再生における窒素ガスによるパージを、330℃で24時間行ったこと以外は、参考例1と同様の方法で、炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を行った。炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、再度アセトン吸着量を測定したところ、2.1mmol/gとなり、初期値の35%であった。
参考例6)
吸着剤の再生における窒素ガスによるパージを、100℃で24時間行ったこと以外は、実施例2と同様の方法で、炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を行った。炭化水素液の精製及び吸着剤の再生を75回繰り返し行った後、再度アセトン吸着量を測定したところ、2.3mmol/gとなり、初期値の38%であった。
参考例7)
[固体成型吸着剤の製造]
金属陽イオンとしてNaでイオン交換したX型ゼオライト70重量%とバインダーとしてアルミナ30重量%を混練し、直径1.7mmの押し出し成型体を得た。
得られた成型体の木屋式硬度計による耐圧強度は4.8kg、湿式アトリッション法による摩耗率は1.5%であった。
[炭化水素液の精製]
得られた成型体を窒素流通下、温度300℃、48時間加熱処理し、乾燥剤を得た。得られた乾燥吸着剤を内径15mmの反応管に13g充填し、不純物としてアセトン29重量ppm、メチルメルカプタン10重量ppmを含むオレフィン含有C4原料(ノルマルブタン50重量%、ノルマルブテン40重量%、イソブテン10重量%)を温度25℃、圧力1.0Mpaの条件下、毎時130cc(液線速度:毎時0.7m)でフィードし、4時間後の反応器出口の炭化水素液を分析したところ、アセトンは検出限界(0.1重量ppm)以下であったが、0.3重量ppmのメチルメルカプタンが検出された。

Claims (6)

  1. 炭素数2〜5の炭化水素と含酸素化合物及び含硫黄化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の極性化合物との混合液を、固体成型吸着剤に、100℃以下で接触させて、前記極性化合物の少なくとも一部を前記固体成型吸着剤に吸着させる接触工程を備え、
    前記固体成型吸着剤が、ナトリウムカチオンを有するX型ゼオライトの含有量が70質量%以上であり、平均粒子直径が2.5mm以下であり、特公昭51−44111号公報に開示されている方法に従って測定した湿式アトリッション法による摩耗率が2.5%以下である成型体を、150〜350℃で加熱して活性化してなる固体成型吸着剤であり、
    前記接触工程は、前記固体成型吸着剤が充填された吸着塔に、前記混合液を、液線速度1m/h以上で流通させることにより行われる、炭化水素の精製方法。
  2. 前記固体成型吸着剤が、前記成型体を、200〜300℃で加熱して活性化してなる固体成型吸着剤である、請求項1に記載の炭化水素の精製方法。
  3. 前記極性化合物が吸着した前記固体成型吸着剤を、150〜300℃で加熱して、前記固体成型吸着剤から前記極性化合物を除去する除去工程を、さらに備える、請求項1又は2に記載の炭化水素の精製方法。
  4. 前記除去工程は、前記極性化合物が吸着した前記固体成型吸着剤を、150〜240℃で加熱する、請求項3に記載の炭化水素の精製方法。
  5. 前記炭化水素は、不飽和炭化水素を含有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の炭化水素の精製方法。
  6. 前記炭化水素は、イソオレフィンを含有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の炭化水素の精製方法。
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