JPH0639437B2 - Method for producing styrene - Google Patents

Method for producing styrene

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JPH0639437B2
JPH0639437B2 JP1246188A JP24618889A JPH0639437B2 JP H0639437 B2 JPH0639437 B2 JP H0639437B2 JP 1246188 A JP1246188 A JP 1246188A JP 24618889 A JP24618889 A JP 24618889A JP H0639437 B2 JPH0639437 B2 JP H0639437B2
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ethylbenzene
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mol
styrene
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秀企 佐藤
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はスチレンの製造方法に関し、詳しくは触媒の劣
化を抑制し、スチレンの生成量の増大を図ることのでき
るスチレンの製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing styrene, and more particularly to a method for producing styrene which can suppress deterioration of a catalyst and increase the amount of styrene produced. is there.

[従来の技術および発明が解決しようとする課題] 通常、スチレンはエチルベンゼンを脱水素することによ
って製造される。
[Prior Art and Problems to be Solved by the Invention] Usually, styrene is produced by dehydrogenating ethylbenzene.

このエチルベンゼンの脱水素反応に用いられる触媒とし
て、たとえば炭酸カリウム含有酸化鉄のごときカリウム
成分を含有する脱水素触媒が知られており(アメリカ特
許第2,370,797号公報、アメリカ特許第2,4
14,585号公報)、また、この反応系に比較的多量
のスチームを存在させて反応させることも知られてい
る。
As a catalyst used in the dehydrogenation reaction of ethylbenzene, for example, a dehydrogenation catalyst containing a potassium component such as potassium carbonate-containing iron oxide is known (US Pat. No. 2,370,797, US Pat. Four
No. 14,585), and it is also known that a relatively large amount of steam is allowed to exist in this reaction system to carry out the reaction.

ところで、このようなエチルベンゼンの脱水素によるス
チレンの製造においては、反応を長時間継続するにつれ
て、経時的に触媒の劣化を来たし、エチルベンゼンの転
化率が低下してスチレンの生成量が減少してくるという
不都合があった。このため、スチレンの工業的な製造に
おいて、きわめて重要な解決すべき技術課題となってい
た。
By the way, in the production of styrene by dehydrogenating ethylbenzene, as the reaction is continued for a long time, the catalyst deteriorates with time, the conversion rate of ethylbenzene decreases, and the amount of styrene produced decreases. There was an inconvenience. Therefore, it has become a very important technical problem to be solved in the industrial production of styrene.

一般に、前記カリウム成分を含有する触媒の劣化の主な
原因は、 触媒中の金属のシンタリング 触媒表面での炭素質の析出 カリウムの飛散 が挙げられる。
In general, the main causes of deterioration of the catalyst containing the potassium component are sintering of the metal in the catalyst, carbonaceous deposition on the surface of the catalyst, and scattering of potassium.

これらの中でも、酸化鉄系の触媒は、微量のカリウム成
分の添加によって、著しく脱水素反応活性が向上する
が、高温のスチームの存在下では、のカリウムの飛散
が生じやすい。
Among these, the iron oxide-based catalyst has a significantly improved dehydrogenation reaction activity by the addition of a trace amount of potassium component, but in the presence of high-temperature steam, potassium is easily scattered.

このため、工業的に使用される触媒の多くは、カリウム
の飛散を考慮して、過剰のカリウム成分を含有せしめる
べく添加されている。
Therefore, most of the catalysts used industrially are added in order to contain an excess potassium component in consideration of the scattering of potassium.

しかしながら、このような過剰のカリウム成分の添加
は、カリウムの飛散による触媒の粉化と触媒強度の低下
を招き、ひいては反応器の性能の低下の原因ともなって
いた。
However, the addition of such an excess potassium component causes powdering of the catalyst and reduction of the catalyst strength due to scattering of potassium, which in turn causes reduction of the performance of the reactor.

本発明は、有効に触媒の劣化を抑制し、スチレンの生成
量の増大を図ることのできるスチレンの製造方法を提供
することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for producing styrene that can effectively suppress the deterioration of the catalyst and increase the amount of styrene produced.

[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、触媒に含有さ
れるカリウムの飛散に着目して鋭意検討を重ねた結果、
反応系に二酸化炭素および/または一酸化炭素を供給し
ながら反応を行うことによって、カリウムの飛散を可及
的に防止でき、触媒の劣化を抑制して、スチレンの生成
量を増大できるということを見い出し、この知見に基づ
いて本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problem] In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have conducted intensive studies focusing on the scattering of potassium contained in the catalyst,
By carrying out the reaction while supplying carbon dioxide and / or carbon monoxide to the reaction system, it is possible to prevent the scattering of potassium as much as possible, suppress the deterioration of the catalyst, and increase the production amount of styrene. They have found the present invention and have completed the present invention based on this finding.

すなわち、本発明によれば、カリウム成分を含有する脱
水素触媒およびスチームの存在下、エチルベンゼンを脱
水素反応せしめてスチレンを製造するにあたり、該反応
系に二酸化炭素および/または一酸化炭素を供給するこ
とを特徴とするスチレンの製造方法が提供される。
That is, according to the present invention, in the presence of a dehydrogenation catalyst containing a potassium component and steam, ethylbenzene is subjected to a dehydrogenation reaction to produce styrene, and carbon dioxide and / or carbon monoxide is supplied to the reaction system. A method for producing styrene, which is characterized by the above.

以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明において用いる原料のエチルベンゼンについては
特に制限はなく、高純度のものが好ましいとは言え、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン等、エチルベンゼンの製造
工程に由来する他の成分を若干含んでいても差し支えな
い。
The raw material ethylbenzene used in the present invention is not particularly limited, and although high-purity ethylbenzene is preferable, benzene, toluene, xylene, and the like may be included in some other components derived from the production process of ethylbenzene.

次に、エチルベンゼンの脱水素反応に用いる触媒として
は、カリウム成分を含有する脱水素触媒が使用される。
この触媒におけるカリウム成分は、反応活性の促進や熱
安定性の向上に貢献し、微量の添加によってこれらの機
能を発揮するものである。
Next, as the catalyst used for the dehydrogenation reaction of ethylbenzene, a dehydrogenation catalyst containing a potassium component is used.
The potassium component in this catalyst contributes to promotion of reaction activity and improvement of thermal stability, and exerts these functions by adding a trace amount.

このカリウム成分を含有する脱水素触媒としては、Fe
−K系、Fe−Cr−K系、Fe−Cr−K−V−Co
系、Fe−Cr−K−Ce−Mo−Co系、Fe−Mg
−K系などの種々のものが挙げられ、中でもFe−K系
やFe−Mg−K系は好ましい触媒である。
As a dehydrogenation catalyst containing this potassium component, Fe
-K series, Fe-Cr-K series, Fe-Cr-K-V-Co
System, Fe-Cr-K-Ce-Mo-Co system, Fe-Mg
There are various types such as -K type, and among them, Fe-K type and Fe-Mg-K type are preferable catalysts.

これら各系の触媒成分は酸化物として調製され、反応条
件下では金属酸化物として存在し機能する。
The catalyst component of each of these systems is prepared as an oxide and exists and functions as a metal oxide under the reaction conditions.

鉄成分は酸化物として70重量%以上含有され、Fe2
3の形態として調製され使用されるが、反応条件下で
は一部還元されてFe36の形態となる。
The iron component is contained in an amount of 70% by weight or more as an oxide, and Fe 2
It is prepared and used in the form of O 3 , but is partially reduced to the form of Fe 3 O 6 under the reaction conditions.

カリウム成分は酸化カリウムや炭酸カリウムの形態で、
1〜30重量%添加されるが、反応条件下では一部酸化
カリウムとなる。
The potassium component is in the form of potassium oxide or potassium carbonate,
Although it is added in an amount of 1 to 30% by weight, it partially becomes potassium oxide under the reaction conditions.

その他の金属成分は10重量%以下の量で添加される。
酸化マグネシウムは触媒の劣化抑制の効果を有するが、
主として鉄のシンタリングの抑制効果があるとされてい
る。また、酸化クロムは触媒の製造安定化に寄与すると
言われている。
Other metal components are added in an amount of 10% by weight or less.
Magnesium oxide has the effect of suppressing the deterioration of the catalyst,
It is said that it is mainly effective in suppressing the sintering of iron. Further, chromium oxide is said to contribute to the stabilization of the production of the catalyst.

これら触媒は、円柱用ペレット、リング等の形状に成形
して使用されることが多いが、本発明における反応系の
ように低圧力の条件下が好ましい場合においては、圧力
損失を低下させる目的で、リブ状とするなど、反応や反
応器に応じて適宜触媒形状を変化させて使用することが
望ましい。
These catalysts are often used after being molded into a shape such as a pellet for a cylinder or a ring, but when a low pressure condition is preferable as in the reaction system of the present invention, the purpose is to reduce the pressure loss. It is desirable to change the shape of the catalyst appropriately depending on the reaction and the reactor, such as a rib shape.

これら触媒は、本発明によいては通常、連続流通反応器
に充填して用いられる。
According to the present invention, these catalysts are usually used by filling a continuous flow reactor.

本発明においては、熱源、反応物の分圧低下および炭素
質の生成による触媒の劣化抑制の目的で、比較的多量の
スチームの存在下にて反応を行う。
In the present invention, the reaction is carried out in the presence of a relatively large amount of steam for the purpose of reducing the heat source, the partial pressure of the reactant, and suppressing the deterioration of the catalyst due to the formation of carbonaceous matter.

このスチームは、通常エチルベンゼン1モルに対し、1.
0〜20.0モル、好ましくは4.0〜15.0モルの範囲で存在さ
せる。
This steam is usually 1.
It is present in the range of 0 to 20.0 mol, preferably 4.0 to 15.0 mol.

本発明におけるエチルベンゼンの脱水素反応において
は、反応器入口温度として400〜750℃、好ましく
は550〜650℃、反応器入口圧力として0.3〜2.0at
m、好ましくは0.45〜0.85atmの条件が採用される。
In the dehydrogenation reaction of ethylbenzene in the present invention, the reactor inlet temperature is 400 to 750 ° C, preferably 550 to 650 ° C, and the reactor inlet pressure is 0.3 to 2.0 at.
The condition of m, preferably 0.45 to 0.85 atm is adopted.

本発明は、前記のとおり、カリウム成分を含有する脱水
素触媒およびスチームの存在下、エチルベンゼンを脱水
素してスチレンを製造するものであるが、この脱水素反
応系に二酸化炭素および/または一酸化炭素を供給する
ことを特徴とするスチレンの製造方法を提供するもので
ある。
As described above, the present invention is to produce styrene by dehydrogenating ethylbenzene in the presence of a dehydrogenation catalyst containing a potassium component and steam. In this dehydrogenation reaction system, carbon dioxide and / or monoxide is added. The present invention provides a method for producing styrene characterized by supplying carbon.

この二酸化炭素および/または一酸化炭素の供給はわず
かの脱水素反応初期活性の低下を生ずるが触媒の劣化抑
制効果があり総合的にはエチルベンゼンの転化率を向上
させる。
The supply of carbon dioxide and / or carbon monoxide causes a slight decrease in the initial activity of the dehydrogenation reaction, but has the effect of suppressing the deterioration of the catalyst, and overall improves the conversion rate of ethylbenzene.

この二酸化炭素および/または一酸化炭素は、通常エチ
ルベンゼン1.0モルに対し、1.0×10-5〜2.0モル、好
ましくは1.0×10-3〜2.0×10-2モルの範囲で供給さ
れる。
This carbon dioxide and / or carbon monoxide is usually supplied in the range of 1.0 × 10 −5 to 2.0 mol, preferably 1.0 × 10 −3 to 2.0 × 10 −2 mol, based on 1.0 mol of ethylbenzene.

1.0×10-5モル以下の供給量では、触媒の劣化抑制の
効果は少なく、2モル以上の供給量においては、触媒の
劣化抑制効果は向上するものの、反応初期活性の低下を
促進し、総合的な優位性が低下する。また、過剰の供給
は、エチルベンゼンやスチレンの酸化による分解を促進
し、好ましくない。
When the supply amount is 1.0 × 10 -5 mol or less, the effect of suppressing the deterioration of the catalyst is small, and when the supply amount is 2 mol or more, the effect of suppressing the deterioration of the catalyst is improved, but the decrease in the initial reaction activity is promoted. Competitive advantage decreases. Further, excessive supply promotes decomposition of ethylbenzene and styrene due to oxidation, which is not preferable.

供給する二酸化炭素または一酸化炭素はそれぞれ単独で
あっても、混合物であってもよい。
The carbon dioxide or carbon monoxide to be supplied may be a single kind or a mixture.

本発明においては、副反応により微量の二酸化炭素や一
酸化炭素が生成しる。この二酸化炭素や一酸化炭素は、
通常、反応器の下流部において触媒劣化の抑制を果た
す。このため、反応器における触媒の劣化は主として反
応器の入口部において生起する。
In the present invention, a small amount of carbon dioxide or carbon monoxide is produced by the side reaction. This carbon dioxide and carbon monoxide are
Usually, it suppresses catalyst deterioration in the downstream portion of the reactor. Therefore, the deterioration of the catalyst in the reactor mainly occurs at the inlet of the reactor.

したがって、二酸化炭素および/または一酸化炭素は、
反応器の入口部に供給することが好ましく、このように
することにより、反応器全体の触媒の劣化抑制にきわめ
て効果的となる。
Therefore, carbon dioxide and / or carbon monoxide is
It is preferable to supply it to the inlet of the reactor, and by doing so, it is extremely effective in suppressing the deterioration of the catalyst in the entire reactor.

また、副生する二酸化炭素や一酸化炭素を含むオフガス
を利用して、反応器に循環して供給することも有効な方
法となる。さらに、必要相当量の二酸化炭素および/ま
たは一酸化炭素を含む炭化水素燃焼ガスを供給源および
熱源とする方法も効果的な方法である。
Further, it is also an effective method to circulate and supply to the reactor by utilizing off-gas containing by-produced carbon dioxide and carbon monoxide. Further, a method in which a hydrocarbon combustion gas containing a necessary amount of carbon dioxide and / or carbon monoxide as a supply source and a heat source is also an effective method.

このように、反応系に二酸化炭素および/または一酸化
炭素を供給することにより、触媒の劣化抑制が効果的に
達成され、エチルベンゼンの転化率を向上させると共に
スチレン生産量を増大させることができる。また、本発
明以外の反応系において反応中に生起するカリウムの飛
散に対しても、反応ガス中への二酸化炭素および/また
は一酸化炭素の供給による炭酸化によって、触媒の安定
化が期待できる。
As described above, by supplying carbon dioxide and / or carbon monoxide to the reaction system, the deterioration of the catalyst can be effectively suppressed, the conversion rate of ethylbenzene can be improved, and the styrene production amount can be increased. Further, with respect to the scattering of potassium that occurs during the reaction in reaction systems other than the present invention, it is expected that the catalyst will be stabilized by carbonation by supplying carbon dioxide and / or carbon monoxide into the reaction gas.

本発明における反応は、回分式、半回分式および連続式
のいずれの反応器を用いて行ってもよいが、好ましくは
連続流通式の反応器により行うことが望ましい。
The reaction in the present invention may be carried out in any of a batch system, a semi-batch system and a continuous system, but it is preferable to carry out the reaction in a continuous flow system.

反応終了後は、通常の分離精製工程を経て、目的とする
スチレンを取得する。
After completion of the reaction, the target styrene is obtained through a normal separation and purification process.

このスチレンは、ポリスチレン、スチレン共重合体、そ
の他の化成品原料としてきわめて有用な化合物として利
用することができる。
This styrene can be used as a very useful compound as a raw material for polystyrene, styrene copolymers, and other chemical products.

[実施例] 以下、実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに詳
しく説明する。
[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

実施例1〜2および比較例 円筒ダウンフロー型連続流通反応器(内径28mm、高さ
450mm、中央部に外径6mmの熱電対保護管を有する)
に、炭酸カリウム添加酸化鉄触媒(日参ガードラー触媒
株式会社製、G64I)ペレット7.0gを充填し、エチ
ルベンゼン99.9モル%およびトルエン0.1モル%からな
る油分を100m/hrの供給量にて供給し、エチル
ベンゼンに対し、重量比2.0量(モル比11.8)のスチー
ムの存在下、0.68atmの圧力、650℃の温度の条件
で、エチルベンゼンの脱水素反応を行った。
Examples 1 and 2 and Comparative Example Cylindrical down-flow type continuous flow reactor (inner diameter 28 mm, height 450 mm, thermocouple protection tube having outer diameter 6 mm in central part)
7.0 g of potassium carbonate-added iron oxide catalyst (manufactured by Nissin Gardler Catalyst Co., Ltd., G64I) pellets was charged, and an oil component consisting of 99.9 mol% of ethylbenzene and 0.1 mol% of toluene was supplied at a supply rate of 100 m / hr. The dehydrogenation reaction of ethylbenzene was performed under the conditions of a pressure of 0.68 atm and a temperature of 650 ° C. in the presence of steam in a weight ratio of 2.0 (molar ratio: 11.8) with respect to ethylbenzene.

この反応の際、前記全供給量に対して、実施例1では0.
1モル%(エチルベンゼン1モルに対して1.28×10-2
モル)。実施例2では0.2モル%(エチルベンゼン1モ
ルに対して2.56×10-2モル)。そして比較例では0.0
モル%の二酸化炭素を反応器の入口部に供給した。
At the time of this reaction, in Example 1, it was 0.
1 mol% (1.28 × 10 -2 per mol of ethylbenzene)
Mol). In Example 2, 0.2 mol% (2.56 × 10 -2 mol per 1 mol of ethylbenzene). And in the comparative example 0.0
Mol% carbon dioxide was fed to the inlet of the reactor.

反応終了後、エチルベンゼンの転化率を求め、これに基
づいて、触媒の反応活性を評価した。
After the reaction was completed, the conversion rate of ethylbenzene was determined, and the reaction activity of the catalyst was evaluated based on the conversion rate.

この結果を第1図に示す。The results are shown in FIG.

また、触媒の反応活性の失活までのエチルベンゼン転化
率時間積分値を第1表に示す。
Table 1 shows the time-integrated value of ethylbenzene conversion rate until the reaction activity of the catalyst was deactivated.

第1図および第1表により、二酸化炭素を供給した場合
としない場合において、触媒の反応活性劣化の抑制に顕
著な差が認められることが明らかである。
From FIG. 1 and Table 1, it is clear that there is a significant difference in the suppression of the deterioration of the reaction activity of the catalyst when carbon dioxide is supplied and when carbon dioxide is not supplied.

[発明の効果] 本発明によれば、エチルベンゼンを脱水素してスチレン
を製造する方法において、用いる触媒の劣化抑制を効果
的に達成され、エチルベンゼンの転化率を向上させると
共に、スチレン生産量を増大させることのできるスチレ
ンの製造方法が提供される。
[Effects of the Invention] According to the present invention, in the method for producing styrene by dehydrogenating ethylbenzene, deterioration of the catalyst used can be effectively suppressed, the conversion rate of ethylbenzene can be improved, and the styrene production amount can be increased. A method for producing styrene is provided.

このため、本発明は、ポリスチレンやその他の合成樹脂
の原料、各種化成品原料として広範な用途をもつスチレ
ンの工業的な製造方法としてきわめて有用である。
Therefore, the present invention is extremely useful as an industrial production method of styrene, which has a wide range of uses as a raw material for polystyrene and other synthetic resins and a raw material for various chemical products.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、実施例およひ比較例におけるエチルベンゼン
転化率の経時変化を示す。
FIG. 1 shows the change over time in the conversion rate of ethylbenzene in Examples and Comparative Examples.

───────────────────────────────────────────────────── 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 C07B 61/00 300 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location C07B 61/00 300

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】カリウム成分を含有する脱水素触媒および
スチームの存在下、エチルベンゼンを脱水素反応せしめ
てスチレンを製造するにあたり、該反応系に二酸化炭素
および/または一酸化炭素を供給することを特徴とする
スチレンの製造方法。
1. When producing styrene by dehydrogenating ethylbenzene in the presence of a dehydrogenation catalyst containing a potassium component and steam, carbon dioxide and / or carbon monoxide is supplied to the reaction system. And a method for producing styrene.
【請求項2】エチレンベンゼン1.0モルに対して1.
0〜20.0モルのスチームを存在させる請求項1記載
のスチレンの製造方法。
2. A ratio of 1. to 1.0 mol of ethylenebenzene.
The method for producing styrene according to claim 1, wherein 0 to 20.0 mol of steam is present.
【請求項3】エチルベンゼン1.0モルに対し、1.0
×10−5〜2.0モルの二酸化炭素および/または一
酸化炭素を供給する請求項1または2記載のスチレンの
製造方法。
3. 1.0 mol relative to 1.0 mol of ethylbenzene
The method for producing styrene according to claim 1 or 2, wherein carbon dioxide and / or carbon monoxide of × 10 -5 to 2.0 mol is supplied.
JP1246188A 1989-09-21 1989-09-21 Method for producing styrene Expired - Lifetime JPH0639437B2 (en)

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