JPH05117178A - スチレンの製造方法 - Google Patents

スチレンの製造方法

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JPH05117178A
JPH05117178A JP23406791A JP23406791A JPH05117178A JP H05117178 A JPH05117178 A JP H05117178A JP 23406791 A JP23406791 A JP 23406791A JP 23406791 A JP23406791 A JP 23406791A JP H05117178 A JPH05117178 A JP H05117178A
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JP
Japan
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hydrogen
dealkylation
styrene
aromatic hydrocarbon
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Application number
JP23406791A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Ikeda
康彦 池田
Noriyuki Kawabe
憲之 川辺
Noriyuki Otsubo
紀之 大坪
Hitoshi Sugawara
仁 菅原
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 〔構成〕 芳香族炭化水素原料の水添精製工程−アルキ
ルベンゼンの水素化脱アルキル工程−ベンゼンのエチル
化工程−エチルベンゼンの脱水素工程からなるスチレン
の製造方法において、脱水素工程で副生する水素含有排
ガスを水添精製工程及び水素化脱アルキル工程の水素源
として使用する。また、水素化脱アルキル工程で副生す
る分解ガスを脱水素工程の加熱源として使用する。 〔効果〕 工程全体での水素消費量が少ない。排ガス中
の水素を有効利用できる。また、燃料の使用が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スチレンの製造方法に
係り、詳しくは、アルキル芳香族炭化水素を含む芳香族
炭化水素原料からベンゼンを経てスチレンを製造する方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】スチレンの製造方法としてエチルベンゼ
ンを脱水素する方法が知られている(特開昭50−77
322号公報、特開昭55−124723号公報、特開
昭59−216634号公報、特開昭61−90741
号公報、特開昭63−2937号公報)。そして、特公
昭55−32413号公報にはエチルベンゼンを脱水素
してスチレンを製造する際に副生する排ガス中から活性
炭素繊維を用いて油分を吸着除去する方法が記載されて
いる。また、ベンゼンからエチルベンゼンを製造する方
法として、フリーデルクラフツ反応によりベンゼンをエ
チル化する方法が知られている(特開昭56−9513
1号公報)。
【0003】さらに、オレフィン系炭化水素及び硫黄化
合物を含み、アルキル芳香族炭化水素を含む芳香族炭化
水素原料からベンゼンを製造する方法として芳香族炭化
水素原料を水添精製してから水素化脱アルキルする方法
が知られている(特開昭58−121223号公報)。
なお、オレフィン系炭化水素及び硫黄化合物を含み、ア
ルキル芳香族炭化水素を含む芳香族炭化水素原料を水添
精製する方法は特公昭49−26487号公報や特公昭
59−31557号公報等の多数の文献に記載されてい
る。すなわち、これらの方法を組み合わせることによ
り、芳香族炭化水素原料からベンゼンを経てスチレンを
製造することができる。しかし、この方法においては、
芳香族炭化水素原料の水添精製や水素化脱アルキルに大
量の水素を消費し、また、エチルベンゼンの脱水素は吸
熱反応であるため、加熱源として大量の燃料を消費す
る。従って、この方法を工業的に実施する場合には、製
造コストの低減をはかる必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、芳香
族炭化水素原料の水添精製や水素化脱アルキルに使用す
る水素の消費量が少ないスチレンの製造方法を提供する
ことにある。また、エネルギー消費量が少ないスチレン
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】本発明者は上記のような
課題を解決するために研究を行い、脱水素工程で副生す
る水素を芳香族炭化水素原料の水添精製や水素化脱アル
キルに用いること及び脱アルキル工程で副生する分解ガ
スを脱水素工程の加熱源として用いることの有効性を見
い出して本発明を完成した。すなわち、本発明は、オレ
フィン系炭化水素及び硫黄化合物を不純物として含み、
アルキル芳香族炭化水素を含む芳香族炭化水素原料を水
添精製する水添精製工程、水添精製した芳香族炭化水素
原料を水素化脱アルキルしてベンゼンを得る脱アルキル
工程、ベンゼンをエチル化してエチルベンゼンを得るエ
チル化工程及びエチルベンゼンを脱水素してスチレンを
得る脱水素工程からなるスチレンの製造方法において、
脱水素工程で副生する水素を前記水添精製工程又は脱ア
ルキル工程で消費する水素源として用いることを特徴と
するスチレンの製造方法である。また、前記脱アルキル
工程で副生する高温分解ガスを脱水素工程の加熱源とし
て用いることを特徴とするスチレンの製造方法である。
【0006】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いる芳香族炭化水素原料は、主要成分としてトルエン
やキシレン等のアルキル芳香族炭化水素、場合によって
はこれらとベンゼンを含み、不純物としてシクロペンタ
ジエン等のオレフィン系炭化水素及びチオフェン等の硫
黄化合物、場合によってはこれらとピリジン類等の窒素
化合物を含むものであり、例えば、分解ガソリン、改質
ガソリン、石炭系粗軽油等がある。
【0007】芳香族炭化水素原料の水添精製は芳香族炭
化水素原料を触媒の存在下において、高温、高圧、例え
ば280〜380℃、30〜70kg/cm2 ・Gの条件
で、水素ガス/芳香族炭化水素原料比が0.5〜20l
/lとなる量の水素と接触させることにより行える。触
媒としては周期律表第VI族a若しくは第VIII族に属する
元素群から選ばれた少なくとも1種の金属又はその酸化
物若しくは硫化物の単独又は混合物を耐火性担体に担持
させた触媒があげられ、特にCo−Mo−Al2 3
媒、Ni−Co−Al2 3 触媒、Ni−Co−Mo−
Al2 3 触媒、Pd−Al2 3 触媒、Mo触媒等を
硫化状態で用いるのがよい。そして、この水添精製によ
って芳香族炭化水素原料の硫黄化合物含有量を90%以
上低下させるのがよく、また、オレフィン系炭化水素の
含有量を臭素価が0.1gBr2 /100g以下好まし
くは0.05gBr2 /100g以下となるまで低下さ
せるのがよい。この水添精製工程で副生する排ガスは、
硫化水素やアンモニアを含むため、これらを除去した後
に燃焼又は循環させてもよいが、少なくとも一部は循環
させることが好ましい。なお、触媒による水添精製を固
定床で行う場合は芳香族炭化水素原料の流量をLHSV
で0.1〜10hr-1とするのがよい。また、原料とし
て用いる芳香族炭化水素原料がジエン系炭化水素に富む
場合は水添精製を二段階に分けて行うことが有利であ
る。この場合、一段階目の水添精製は、比較的低温、例
えば50〜150℃の条件で行うのがよい。
【0008】水添精製した芳香族炭化水素原料の水素化
脱アルキルは芳香族炭化水素原料を触媒の存在下又は不
存在下において、高温、高圧、例えば600〜800
℃、5〜70kg/cm2 ・Gの条件で水素と接触させるこ
とにより行える。水素の使用量はアルキル芳香族炭化水
素のアルキル基1モルに対して1〜20モルとするのが
よい。また、この脱アルキル工程での滞留時間は5〜2
0分とするのがよい。なお、触媒としては周期律表第VI
族a若しくは第VIII族に属する元素群から選ばれた少な
くとも1種の金属又はその酸化物若しくは硫化物の単独
又は混合物を耐火性担体に担持させた触媒があげられ
る。そして、水素化脱アルキルにより得られる高温ガス
からベンゼンを主成分とする脱アルキル油を分離した後
には高温の分解ガスが副生する。分解ガスの組成は芳香
族炭化水素原料の組成や脱アルキルの条件等により異な
るが、その主成分は、水素、硫化水素、メタン、エタン
等である。
【0009】本発明においては脱アルキル工程で得られ
る脱アルキル油を分留して得られるベンゼン留分をベン
ゼン原料とし、これをエチル化する。ベンゼン原料のエ
チル化はベンゼン原料とエチル化剤とをフリーデルクラ
フツ型触媒や固体酸触媒に接触させることにより行え
る。フリーデルクラフツ型触媒を用いる場合は液相でエ
チル化反応させるのがよく、例えば、ベンゼン1モルに
対してエチル化剤を0.3〜0.9モル用い、エチル化
剤1モルに対して触媒を0.0005〜0.01モル用
い、温度100〜180℃条件で接触させるのがよい。
一方、固体酸触媒を用いる場合は気相あるいは液相でエ
チル化反応させる。なお、フリーデルクラフツ型触媒と
しては塩化アルミニウムがあり、固体酸触媒としてはゼ
オライトがある。また、エチル化剤としてはエチレンや
ハロゲン化エチルがある。その他、ベンゼン原料のエチ
ル化をアルキル化反応帯域とトランスアルキル化帯域と
により、副生するポリエチルベンゼンをトランスアルキ
ル化帯域に循環させながら行うこともできる。
【0010】本発明においてはエチル化工程で得られる
エチルベンゼンを主成分とするエチル化油をそのまま又
はこれを分留して得られるエチルベンゼン留分をエチル
ベンゼン原料とし、これを脱水素してスチレンを得る。
エチルベンゼン原料の脱水素は、エチルベンゼン原料
を、水蒸気とともに、例えば、反応温度500〜700
℃、反応圧力−6.0〜5.0kg/cm2 ・G、スチーム
/エチルベンゼン比1〜13モル/モルの反応条件で脱
水素触媒と接触させることにより行える。脱水素触媒と
しては、この種の脱水素反応に普通に採用されている公
知の脱水素触媒を使用することができ、このような触媒
としては、例えば、工業用触媒として使用されている酸
化鉄−助触媒(例えば、クロム、セリウム等)−アルカ
リ金属またはアルカリ土類金属からなるものの他、酸化
亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化珪素、二酸化チタン及
び酸化セリウムを基礎とするものがある。そして、エチ
ルベンゼンの脱水素により得られる高温ガスを冷却する
ことにより目的とするスチレンを凝縮分離できる。この
際の冷却温度は通常30〜70℃であり、高温ガス中に
含まれる水分も凝縮分離できる。スチレン及び水分を凝
縮分離した後には水素を多量に含む排ガスが副生する。
排ガスの組成は脱水素の条件等により異なるが通常90
%以上の水素を含む。
【0011】本発明においては脱水素工程で副生する排
ガスをそのまま又はこの排ガスを精製・濃縮して得られ
る水素ガスを水添精製工程又は水素化脱アルキル工程の
水素源の少なくとも一部として用いる。なお、排ガスの
精製はゼオライト、アルミナ、シリカゲル、活性炭等の
吸着剤や水素吸蔵合金等を用いたプレッシャースイング
アドソープション(PSA)法や活性炭素繊維による油
分の除去等により行える。
【0012】また、本発明の他の態様においては脱アル
キル工程で副生する高温の分解ガスを脱水素工程の加熱
源として用いる。この場合、この分解ガスを、熱交換の
熱媒体として使用し、脱水素工程に導入するエチルベン
ゼン原料や水蒸気の予備加熱や脱水素反応器の加熱を行
ってもよい。また、加熱炉で使用する燃料の一部として
使用し、エチルベンゼン原料や水蒸気の予備加熱をこの
加熱炉で行ってもよいし、反応器の加熱に使用する熱媒
体の加熱をこの加熱炉で行ってもよい。
【0013】脱水素工程で得られるスチレンを含む脱水
素油を蒸留等により精製することにより高濃度のスチレ
ンを回収できる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一例の工程の流れを示すブロ
ックダイアグラムである図1に従って本発明の実施例を
説明する。トルエン含有量22〜26%、キシレン含有
量6〜10%、その他のアルキルベンゼンの含有量1〜
3%、ベンゼン含有量38〜49%、硫黄分含有量15
0ppm以下、窒素分含有量2ppm以下、臭素価45
gBr2 /100g以下の分解ガソリンを原料水素とと
もに2段の水添精製工程1に導入して水添触媒と接触さ
せて硫黄分が1ppm以下、臭素価が0.1gBr2
100g以下となるまで水添精製した。さらに水素原料
を追加して水素化脱アルキル工程3に導入し、温度70
0℃、圧力約25kg/cm2 ・Gの条件で熱分解脱アルキ
ルした後、分解ガソリン1t当たり750Nm3 の分解
ガスを分離して脱アルキル油を回収し、これを蒸留工程
4に導入して分解ガソリン1t当たり0.735tのベ
ンゼン留分を回収した。水添精製及び脱アルキルには分
解ガソリン1t当たり合計で850Nm3 の原料水素を
使用した。また、原料水素としては、脱アルキル工程後
に脱アルキル油と分離して回収した分解ガス750Nm
3 に対して、水素ガス(99.7%)120Nm3 及び
後述する脱水素工程7で副生した排ガス(水素濃度9
0.0%)535Nm3 を混合したものを精製工程5で
精製して得た850Nm3 の水素ガス(濃度99.0
%)を使用した。精製工程5では、水素ガスの他、水素
ガス850Nm3 当たり575Nm3 の排ガスが副生す
る。次いで、ベンゼン留分をエチル化工程6に導入し塩
化アルミニウム触媒の存在下でエチレンと接触させてエ
チル化油を回収し、これを蒸留してエチルベンゼン留分
を得た後、このエチルベンゼン留分を脱水素工程7に導
入して酸化鉄系の脱水素触媒と温度600〜630℃、
圧力−0.14〜−0.65kg/cm2 ・Gの条件で、ス
チームとともに接触させ、得られた高温ガスを50〜6
0℃まで冷却してスチレン及び水分を回収した。このと
き、分解ガソリン1t当たり525Nm3 の排ガスが副
生した。なお、エチル化油とスチームは加熱炉で800
〜850℃に加熱してから脱水素化工程7に導入した
が、加熱炉で使用する燃料の一部として精製工程5で副
生した排ガスを使用したところ、排ガス1Nm3 当たり
7.590kcalの熱源に相当した。この実施例にお
けるスチレンの収率は分解ガソリン1t当たり0.9t
であった。
【0015】
【発明の効果】本発明によればオレフィン系炭化水素及
び硫黄化合物を含み、アルキル芳香族炭化水素を含む芳
香族炭化水素原料からベンゼンを経てスチレンを製造す
る際の工程全体での総合的な水素消費量が少ない。ま
た、排ガスとなる水素の量が少ない。さらに、エネルギ
ー消費量が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の工程の流れを示すブロック
ダイアグラム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 7/163 15/04 8619−4H 15/073 8619−4H // C07B 61/00 300

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オレフィン系炭化水素及び硫黄化合物を
    不純物として含み、アルキル芳香族炭化水素を含む芳香
    族炭化水素原料を水添精製する水添精製工程、水添精製
    した芳香族炭化水素原料を水素化脱アルキルしてベンゼ
    ンを得る脱アルキル工程、ベンゼンをエチル化してエチ
    ルベンゼンを得るエチル化工程及びエチルベンゼンを脱
    水素してスチレンを得る脱水素工程からなるスチレンの
    製造方法において、脱水素工程で副生する水素を前記水
    添精製工程又は脱アルキル工程で消費する水素源の少な
    くとも一部として用いることを特徴とするスチレンの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 オレフィン系炭化水素及び硫黄化合物を
    不純物として含み、アルキル芳香族炭化水素を含む芳香
    族炭化水素原料を水添精製する水添精製工程、水添精製
    した芳香族炭化水素原料を水素化脱アルキルしてベンゼ
    ンを得る脱アルキル工程、ベンゼンをエチル化してエチ
    ルベンゼンを得るエチル化工程及びエチルベンゼンを脱
    水素してスチレンを得る脱水素工程からなるスチレンの
    製造方法において、前記脱アルキル工程で副生する高温
    分解ガスを脱水素工程の加熱源の少なくとも一部として
    用いることを特徴とするスチレンの製造方法。
  3. 【請求項3】 芳香族炭化水素原料が、分解ガソリン、
    改質ガソリン、石炭系粗軽油から選ばれた1種以上であ
    ることを特徴とする請求項1又は2記載のスチレンの製
    造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005505613A (ja) * 2001-10-15 2005-02-24 ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト C2〜c30−アルカンの脱水素の方法
JP2007516958A (ja) * 2003-10-15 2007-06-28 フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド シクロヘキセニルおよびアルケニル芳香族化合物の改良された製造法

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