JPH04364135A - アルケニル芳香族化合物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、等温系反応器を用いた
新規なアルケニル芳香族化合物の製造方法に関し、更に
詳しくは、温度が低下した加熱媒体を再加熱し、加熱媒
体による熱を熱交換器を介して脱水素反応の反応熱の供
給を行なうことにより加熱媒体あたりのアルケニル芳香
族化合物の生産性を向上させることを可能にしたアルケ
ニル芳香族化合物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】脱水素反応は、通常原料アルキル芳香族
化合物を水蒸気の存在下、高温度で接触脱水素して、ア
ルケニル芳香族化合物を製造する。前記反応に用いられ
る反応器としては、等温系反応器、断熱系反応器等が採
用されているが、特に等温系反応器の場合には、反応熱
を供給する目的で外部から、間接的に熱を供給するシス
テムがとられている。例えばＣｈｅｍｉｅ−Ｉｎｇ．−
Ｔｅｃｈｎ．，３７（４），３６１（１９６５）、によ
ると熱媒体として燃焼ガスを用い、間接的に反応熱を供
給する熱交換器をもつ等温系反応器の接触脱水素方法が
記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の反応器は、それぞれ優れた点を有するものであるが、
他方問題点も有している。特に、熱交換器をもつ等温系
反応器を使用し、工業的に、より実際的に脱水素反応を
行わせてアルケニル芳香族化合物を製造する場合、加熱
媒体である燃焼ガスは、熱交換器のシェル側から高温度
で反応器に導入される。一方、原料アルキル芳香族化合
物は熱交換器のチューブ中に導入され、接触脱水素反応
が行なわれる。この反応は吸熱反応であるため、反応が
進むにつれて、この脱水素反応熱供給の為のシェル側の
燃焼ガスは、熱交換器を介して熱を奪われて温度が低下
する。したがって所望の生産量を確保する為には、燃焼
ガス量を大量に供給する必要があった。

【０００４】本発明は、この様な事情のもとで、熱交換
器をもつ等温系反応器を用いたアルケニル芳香族化合物
の製造方法における、前記問題点を解決し、加熱媒体あ
たりのアルケニル芳香族化合物の生産性を向上させたア
ルケニル芳香族化合物の製造方法を提供することにある
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、熱交換器をも
つ等温系反応器を用いたアルケニル芳香族化合物の製造
方法において、反応熱供給の為、温度が低下した加熱媒
体を再び燃焼用触媒存在下で加熱することにより、その
目的を達成しうることを見い出し、この見知に基づいて
本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、等温
系反応器を用いて脱水素触媒及び水蒸気の存在下で、高
温にてアルキル芳香族化合物を脱水素反応させてアルケ
ニル芳香族化合物を製造する方法において、前記等温系
反応器の熱交換器のシェル内の温度低下した加熱媒体に
燃料を直接供給し、燃焼用触媒により燃焼させて前記加
熱媒体を再加熱した後、該加熱媒体の熱を熱交換器を介
して脱水素反応に用いることを特徴とするアルケニル芳
香族化合物の製造方法である。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
用いるアルキル芳香族化合物とは、（１）式で表わされ
、例えば、エチルベンゼン、エチルトルエン、ジエチル
ベンゼン、イソプロピルベンゼン、ジイソプロピルベン
ゼン、ブチルベンゼン、イソプロピルトルエン、ブチル
トルエン、エチルイソプロピルベンゼン、エチルブチル
ベンゼン、ヒドロキシエチルベンゼン、ヒドロキシイソ
プロピルベンゼン、ヒドロキシブチルベンゼンなどが挙
げられる。

【０００７】

【化１】

【０００８】アルケニル芳香族化合物とは、前記アルキ
ル芳香族化合物が脱水素したものを意味する。本発明で
いう等温系反応器とは、熱交換器タイプを意味し、原料
アルキル芳香族化合物は脱水素触媒及び水蒸気の存在下
、チューブ内で脱水素反応を起こす。脱水素反応は吸熱
反応である為、熱交換器のシェル内の加熱媒体から熱交
換により間接的に反応熱を供給され所望の反応収率を得
る。

【０００９】本発明における脱水素触媒とは、周期律表
第１ａ族の元素リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビ
ジウムおよびセシウムを少なくとも１種以上含む触媒を
云い、触媒成分としては、鉄、クロム、マンガン、コバ
ルト、亜鉛、銅、マグネシウム、アルミニウム、カルシ
ウム、ニッケル、バナジウム、モリブデン、ビスマス、
バリウム、セリウムからなる群より選ばれた少なくとも
１種類の化合物と前記アルカリ族元素化合物を少なくと
も１種類添加したものから成る。これらの化合物として
は酸化物、硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩等があり、酸化物
が多用される。本発明でいうシェル内に供給される加熱
媒体としては、例えば燃料を燃焼させて生じる成分、水
蒸気、二酸化炭素、窒素、酸素等で構成された燃焼ガス
や水蒸気等が挙げられる。この加熱媒体の再加熱用に使
用される燃料としては水素や炭化水素等が挙げられ、例
えば炭化水素としてはメタン、エタン、プロパン、ブタ
ン、ペンタン等が挙げられる。燃料は燃焼を効率よく行
なう為、ガス状または噴霧状で導入される。導入された
燃料は燃焼用触媒と接触する前に温度が低下した加熱媒
体と混合される。混合をより均一化する為、ミキサー等
を用いてもよい。

【００１０】本発明で用いる加熱媒体の加熱用燃料を燃
焼させるための燃焼用触媒としては、白金、パラジウム
、ロジウム、ルテニウムからなる群より選ばれた少なく
とも１種類の貴金属をシリカ、アルミナ、シリカ−アル
ミナ等の担体に担持させた貴金属系触媒、酸化銅−酸化
マンガン、酸化銅−酸化クロム等の混合物を成型させた
酸化物系触媒が挙げられる。

【００１１】次に、本発明の好適な実施態様を図面に従
って説明する。図１に、本発明のアルケニル芳香族化合
物の製造を目的とした等温系反応器の１例を示す。原料
アルキル芳香族化合物は水蒸気と共に４００〜７００℃
、好ましくは５００〜６５０℃の範囲に加熱され、反応
器入口１からチューブ７に導入される。チューブ内に導
入されたプロセス側流体は、脱水素触媒が存在するチュ
ーブ７内でシェル側から供給された加熱媒体から熱交換
された熱により所望の脱水素反応を行ない、反応生成物
として反応器出口２から取り出される。

【００１２】このチューブ内の脱水素反応の反応圧力は
０．２〜４ｋｇ／ｃｍ２　ａｂｓ、好ましくは０．６〜
３ｋｇ／ｃｍ２　ａｂｓの範囲、ＬＨＳＶ（液体供給量
／時間／触媒量）は０．１〜３Ｈｒ−１、好ましくは０
．３〜１．０Ｈｒ−１の範囲で実施される。また同伴さ
せる水蒸気の量はアルキル芳香族化合物に対し０．６〜
２．０重量倍用いるのが有利である。

【００１３】一方、間接的に反応熱を供給するために熱
交換器タイプの反応器のシェル側３の入口から６００〜
１０００℃、好ましくは６５０〜８００℃の加熱媒体を
導入してチューブ７内に熱を供給していく。加熱媒体は
チューブ７と直交して接触を繰り返し、加熱媒体の温度
は脱水素反応により熱を熱交換器を介し奪われて、下が
っていく。シェル内の加熱媒体が反応器の内壁と衝突し
、その進行方向がチューブ７に対して直交流から並行流
へ変わる部位においてこの温度が低下した加熱媒体に燃
料導入ノズル５からシェル内に供給された燃料が、ミキ
サー８を通してより均一に混合され、燃焼用触媒層９を
通過する。ここで、燃料と混合された加熱媒体は燃焼を
始め、６００〜１０００℃、好ましくは６５０〜８００
℃に再加熱される。ここで燃焼条件としては空間速度が
５０００〜３００，０００Ｈｒ−１、好ましくは１０，
０００〜１００，０００Ｈｒ−１の範囲で行われる。そ
して、再加熱された加熱媒体はチューブ７と再度直交し
、チューブ７内に熱交換器を介して反応流体に熱を供給
しながらシェル側出口４から取り出される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。

【００１５】

【実施例１】原料のエチルベンゼンを１．１重量倍のス
チームと混合し、約５５０℃に加熱した後、該反応器の
チューブ内へ供給した。一方、７４０℃に加熱された燃
焼ガス（ＣＯ２　５Ｖｏｌ％、Ｈ２　Ｏ１８Ｖｏｌ％、
Ｎ２　７２Ｖｏｌ％、Ｏ２　５Ｖｏｌ％）を加熱媒体と
して該反応器のシェル内へ導入しチューブ内の反応流体
と間接的に熱交換させた。シェル内の燃焼ガスが反応器
の内壁と衝突し、その進行方向がチューブに対し直交流
から並行流へ変わる部位において燃料ガス（メタン７５
Ｖｏｌ％、エタン２０Ｖｏｌ％、水素５Ｖｏｌ％）２２
０Ｎｍ３　／Ｈｒをシェル内に導入し、よりよくガスの
混合を良くする為、ミキサーを経た後、燃焼用触媒層へ
導いた。 燃焼ガス中に含まれる酸素を使用して燃料ガスは該触媒
上で燃焼し、６５０℃に低下した燃焼ガスは７４０℃迄
、再加熱された。再加熱された燃焼ガスはチューブと再
度直交し、チューブ内の反応流体に熱を熱交換しながら
供給し、反応器外へ取り出された。得られた結果を表１
に示す。

【００１６】

【比較例】同様の反応条件下で、燃焼ガスを再加熱しな
い方式で脱水素反応を行なった。得られた結果を表１に
示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】

【発明の効果】本発明は、等温系反応器を用いる脱水素
触媒及び水蒸気の存在下で、高温にてアルキル芳香族化
合物を脱水素反応させてアルケニル芳香族化合物を製造
する方法において、加熱媒体の熱を熱交換により反応流
体への反応熱として供給を行ない、温度が低下した該加
熱媒体を燃焼用触媒存在下で再加熱し、再び加熱媒体に
よる反応流体への反応熱供給を熱交換により行なうこと
により、加熱媒体あたりのアルケニル芳香族化合物の生
産性を向上させることを可能にしたものであり、工業的
に実施する際に極めて有利になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルケニル芳香族化合物の製造方法を
適用した一実施態様のフローダイヤグラムである。

【符号の説明】

１．反応器入口 ２．反応器出口 ３．シェル側入口 ４．シェル側出口 ５．燃料導入ノズル ６．バッフル ７．チューブ ８．ミキサー ９．燃焼用触媒層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　等温系反応器を用いて脱水素触媒及び
   水蒸気の存在下で、高温にてアルキル芳香族化合物を脱
   水素反応させてアルケニル芳香族化合物を製造する方法
   において、前記等温系反応器の熱交換器のシェル内の温
   度低下した加熱媒体に燃料を直接供給し、燃焼用触媒に
   より燃焼させて前記加熱媒体を再加熱した後、該加熱媒
   体の熱を熱交換器を介して脱水素反応に用いることを特
   徴とするアルケニル芳香族化合物の製造方法。