JP5870028B2 - イソプレンを製造する方法及びシステム - Google Patents
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Description
−方法は、一般的なメタテシス反応
−一体化された方法は、追加の反応のためにブテンパージをOCTプロセスに供給でき、この結果、ブテンの利用率がより高くなる。
−OCTでは、イソブチレンはメタテシスを介してエチレンとは反応せず、従って、一般的には除去され、LPGとして燃料に送給される。ここに記載の一体化された方法では、LPGに送給されるイソブチレンは、より高級なイソプレン及びエチレン又はプロピレンにアップグレードされる。
−OCTにおける望ましくない副反応として、プロピレン及び2-ペンテンを生成する1-ブテンと2-ブテンとの反応が含まれる。OCTからの2-ペンテン副生物は、2-メチル-2-ペンテンの製造用の原料として使用される。
−オーバーヘッド軽質ガス(エチレン及び/又はプロピレン)は、OCT分別装置において回収される。
−一体化によって、触媒が同一であるため、方法のために再生及び処理装置を共用できる。
C4オレフィンのメタテシス反応による2-メチル-2-ペンテンの製造に係る4つの方法を、Aspentech HYSYSにおいてシミュレートした。各方法を、イソブチレン50質量%、1-ブテン25質量%、及び2-ブテン25質量%からなる代表的な水蒸気分解装置ラフィネート1原料ブレンドを使用してシミュレートした。ついで、得られた2-メチル-2-ペンテンを使用してイソプレンを生成した。ラフィネート1は、ブタジエンを除去した混合C4供給物として定義される。ブタジエンは、選択的脱水素化を介して又は溶媒抽出によって除去される。メタテシス反応器において方法を実施するためは、ブタジエンを低レベルまで除去する必要がある。ラフィネート1は、イソブタン、イソブチレン、1-ブテン、c/t2-ブテン及び直鎖状ブタンの混合物を含んでなる。実施例において使用されるストリームの組成は、純粋なオレフィン供給物(イソブタン又は直鎖状ブタンパラフィンを含まない)に基づくものである。これらの組成は決して限定されるものではなく、本発明を説明するために使用されるものである。実際には、これらストリームからのパラフィンの除去は、追加の分別及び/又はパラフィンがメタテシス触媒上では反応しないため、再循環内に蓄積するパラフィン濃縮物として反応ループから除去することによって行われる。
初めに図1を参照すると、混合C4ストリームからイソプレンを製造する方法の全体が100として示されている。全体の方法は、2-メタン-2-ペンテンを製造するメタテシスプロセス101及びイソプレンを製造する熱分解及び分離プロセス103を含む。
実施例2は、プロピレンが製造され、実施例1の直鎖状ブテンの異性化工程及び接触蒸留が排除された方法を説明するものである。
実施例3は実施例2において使用された構成の変形である。実施例2では2-ブテン及びエチレンからプロピレンを製造するメタテシス反応器と「並列で」、イソブチレン及び1-ブテンから2-メチル-2-ペンテンを合成するためのメタテシス反応器が使用されているが、実施例では、これらのプロセスが「直列で」配置されている。
実施例4のプロセスの全体が図4に示されており、一般に400で示されている。イソブチレン50質量%、1-ブテン25質量%及び2-ブテン25質量%を含有するストリーム402の新鮮なラフィネート1を、イソブチレン68質量%、1-ブテン2質量%及び2-ブテン30質量%を含有する再循環ストリーム404と混合して、供給物ストリーム406を形成した。ストリーム404の再循環供給物/ストリーム402の新鮮な供給物の比の値は2.1である。ストリーム406を蒸留塔408に供給し、ここで、イソブチレンをストリーム410において蒸留物として除去した。この塔は、オーバーヘッド生成物が比較的純粋なイソブチレンであり、直鎖状ブテンの大部分がボトム生成物として取り出される上述のケースとは異なるものである。ブテン-1及びブテン-2を含んでなるn-ブテンボトムストリーム412をメタテシス反応器414に送給し、ここで、下記のメタテシス反応が平衡まで進行しうる。
Claims (29)
- イソブチレンと、1−ブテン及び2−ペンテンの少なくとも1つとを含んでなる混合C4メタテシス供給物ストリームからイソプレンを製造する方法であって、該方法は、
メタテシス反応器において、前記混合C4メタテシス供給物ストリームを、メタテシス触媒の存在下で反応させて、2−メチル−2−ペンテンと、2,3−ジメチル−2−ブテンと、エチレン及びプロピレンの少なくとも1つとを含んでなる中間生成物ストリームを生成し、
前記中間生成物ストリームを分別して、2−メチル−2−ペンテン及び2,3−ジメチル−2−ブテンを含んでなるストリームと、エチレンを含んでなるストリーム又はエチレン及びプロピレンを含んでなるストリームとを形成し、前記2−メチル−2−ペンテン及び2,3-ジメチル-2-ブテンを含んでなるストリームにおいて、2−メチル−2−ペンテンは、混合C4メタテシス供給物ストリームのC4オレフィン含量基準で少なくとも30質量%の実収率で存在し、
前記2−メチル−2−ペンテンを前記2,3−ジメチル−2−ブテンから分離し、
前記分離した2−メチル−2−ペンテンを、2−メチル−2−ペンテンの熱分解に供して、イソプレンを含んでなる反応生成物ストリームを生成し、及び
前記反応生成物ストリームを分別してイソプレンを分離する
ことを含んでなる、方法。 - さらに、イソブチレン、1−ブテン及び2−ブテンを含有する混合C4ストリームを得ること、前記混合C4ストリームを分別して、2−ブテンの少なくとも一部を除去すること、除去した2−ブテンを異性化反応器において異性化して、1−ブテンを得ること、及び得られた1−ブテンを前記混合C4ストリームと合わせて、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することにより、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することを含んでなる、請求項1記載の方法。
- 熱分解前の2−メチル−2−ペンテンの実収率が、混合C4メタテシス供給物ストリームのC4オレフィン含量基準で30−70質量%である、請求項1記載の方法。
- 混合C4メタテシス供給物ストリーム中の1−ブテンの少なくとも50質量%が、異性化反応器において2−ブテンを異性化することによって得られたものである、請求項2記載の方法。
- さらに、異性化反応器から除去された2−ブテンを蒸留塔において分離すること及び分離された2−ブテンを異性化反応器に再循環することを含んでなる、請求項2記載の方法。
- さらに、イソブチレン、1−ブテン及び2−ブテンを含有する混合C4ストリームを得ること及び前記混合C4ストリームを分離して、2−ブテンストリーム及び混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することにより、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することを含んでなる、請求項1記載の方法。
- さらに、第2のメタテシス反応器において、2−ブテンストリーム及びエチレンを反応させて、プロピレンを生成することを含んでなる、請求項6記載の方法。
- 2−ブテンと反応させるエチレンが、中間生成物ストリームから得られたものである、請求項7記載の方法。
- さらに、未反応エチレンを回収し、再循環することを含んでなる、請求項7記載の方法。
- さらに、第2のメタテシス反応器において、イソブチレン、1−ブテン及び2−ブテンを含有する混合C4ストリーム及びエチレンを反応させて、エチレン、プロピレン、イソブチレン及び1−ブテンを含んでなる反応器流出物ストリームを得ること及び前記反応器流出物ストリームを分別して、エチレン及びプロピレンの少なくとも一部を除去し、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することにより、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することを含んでなる、請求項1記載の方法。
- さらに、イソブチレン、1−ブテン及び2−ブテンを含んでなる混合C4ストリームを分離して、混合C4メタテシス供給物ストリームに使用するイソブチレン蒸留物と、1−ブテン及び2−ブテンを含んでなるボトムストリームとを得ることによって、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することを含んでなる、請求項1記載の方法。
- さらに、第2のメタテシス反応器において、ボトムストリームを反応させて、2−ペンテン及びプロピレンを形成することを含んでなる、請求項11記載の方法。
- さらに、2−ペンテンを分離すること及び前記2−ペンテンを混合C4メタテシス供給物ストリームに再循環することを含んでなる、請求項12記載の方法。
- メタテシス反応器が固定床触媒を収容するものである、請求項1記載の方法。
- イソプレンの分離が、分別及び抽出の組み合わせを包含するものである、請求項1記載の方法。
- 中間生成物が、混合C4メタテシス供給物ストリームのC4オレフィン含量基準で2−メチル−2−ペンテン少なくとも40質量%を含有する、請求項1記載の方法。
- 抽出蒸留を使用してイソプレンを分離する、請求項1記載の方法。
- イソブチレン及び1−ブテンを含んでなる混合C4メタテシス供給物ストリームからイソプレンを製造する方法であって、該方法は、
メタテシス反応器において、前記混合C4メタテシス供給物ストリームを、メタテシス触媒の存在下で反応させて、2−メチル−2−ペンテン、2,3−ジメチル−2−ブテン及びエチレンを含んでなる中間生成物ストリームを生成し、
多段階抽出蒸留を使用し、前記中間生成物ストリームを分別して、2−メチル−2−ペンテン及び2,3−ジメチル−2−ブテンを含んでなるストリーム及びエチレンを含んでなるストリームを形成し、
前記2−メチル−2−ペンテンを前記2,3−ジメチル−2−ブテンから分離し、
前記分離した2−メチル−2−ペンテンを、2−メチル−2−ペンテンの熱分解に供して、イソプレンを含んでなる反応生成物ストリームを生成し、及び
前記反応生成物ストリームを分別してイソプレンを分離する
ことを含んでなる、方法。 - さらに、イソブチレン、1−ブテン及び2−ブテンを含有する混合C4ストリームを得ること、前記混合C4ストリームを分別して、2−ブテンの少なくとも一部を除去すること、除去した2−ブテンを異性化反応器において異性化して、1−ブテンを得ること、及び得られた1−ブテンを前記混合C4ストリームと合わせて、混合C4メタテシス供給物ストリームを得ることによって、混合C4メタテシス供給物ストリームを形成することを含んでなる、請求項18記載の方法。
- 熱分解前の2−メチル−2−ペンテンの実収率が、混合C4メタテシス供給物ストリームのC4オレフィン含量基準で30−70質量%である、請求項19記載の方法。
- イソブチレン及び2−ペンテンを含んでなる混合C4メタテシス供給物ストリームからイソプレンを製造する方法であって、該方法は、
メタテシス反応器において、前記混合C4メタテシス供給物ストリームを、メタテシス触媒の存在下で反応させて、プロピレン、2−メチル−2−ペンテン及びエチレンを含んでなる中間生成物ストリームを生成し、
多段階抽出蒸留を使用し、前記中間生成物ストリームを分別して、2−メチル−2−ペンテンを含んでなるストリーム及びエチレン及びプロピレンを含んでなるストリームを含有する蒸留物ストリームを形成し、
前記2−メチル−2−ペンテンを含んでなるストリームを、2−メチル−2−ペンテンの熱分解に供して、イソプレンを含んでなる反応生成物ストリームを生成し、及び
前記反応生成物ストリームを分別してイソプレンを分離する
ことを含んでなる、方法。 - さらに、イソブチレン、1−ブテン及び2−ブテンを含有する混合C4ストリームを分別して、混合C4メタテシス供給物ストリームとして使用するイソブチレンを含んでなるトップストリーム及び1−ブテン及び2−ブテンを含んでなるボトムストリームを形成することを含んでなる、請求項21記載の方法。
- さらに、第2のメタテシス反応器において、1−ブテン及び2−ブテンを含んでなるボトムストリームのメタテシス反応を行って、混合C4メタテシス供給物ストリーム用の2−ペンテンを形成することを含んでなる、請求項22記載の方法。
- 抽出蒸留を使用してイソプレンを分離する、請求項21記載の方法。
- イソブチレンと、1−ブテン及び2−ペンテンの少なくとも1つとを含んでなる混合C4メタテシス供給物ストリームからイソプレンを製造するシステムであって、
前記混合C4メタテシス供給物ストリームを受け取り、イソブチレンを1−ブテン及び2−ペンテンの少なくとも1つと反応させて、2−メチル−2−ペンテンと、2,3-ジメチル-2-ブテンと、エチレン及びプロピレンの少なくとも1つとを含んでなる中間生成物ストリームを生成するよう設定されたメタテシス反応器、
2−ブテンを異性化して1−ブテンを形成するように設定された異性化反応器及び2−ブテンをエチレン及び1−ブテンの少なくとも1つと反応させて、プロピレンを生成するように設定されたメタテシス反応器の少なくとも一方を含んでなる第2の反応器、
前記中間生成物ストリームを受け取り、2−メチル−2−ペンテン及び2,3−ジメチル−2−ブテンを含んでなるストリームと、エチレンを含んでなるストリーム又はプロピレン及びエチレンを含んでなるストリームとを生成するように設定された第1の分別システム、
前記2−メチル−2−ペンテンを前記2,3−ジメチル−2−ブテンから分離するように設定された第2の分別システム、
前記分離した2−メチル−2−ペンテンを受け取り、2−メチル−2−ペンテンを熱分解して、イソプレンを含んでなる反応生成物ストリームを生成するように設定された熱分解ヒーター、及び
前記反応生成物ストリームを受け取り、イソプレンを分離するように設定された第3の分別システム
を含んでなる、システム。 - 第2の反応器が異性化反応器であり、ここで形成された1−ブテンをメタテシス反応器に供給する、請求項25記載のシステム。
- 第2の反応器が、2−ブテンをエチレンと反応させて、プロピレンを生成するように設定されたメタテシス反応器である、請求項25記載のシステム。
- 第2の反応器が、1−ブテンを自身及び2−ブテンと反応させて、エチレン、プロピレン及び2−ペンテンを形成し、及びここで生成されたエチレンの一部を2−ブテンと反応させてプロピレンを生成するように設定されたメタテシス反応器である、請求項25記載のシステム。
- 分別システムが、少なくとも1つの抽出蒸留塔を含むものである、請求項25記載のシステム。
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