JPS59161324A - ブタジエン製造法 - Google Patents

ブタジエン製造法

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JPS59161324A
JPS59161324A JP3585783A JP3585783A JPS59161324A JP S59161324 A JPS59161324 A JP S59161324A JP 3585783 A JP3585783 A JP 3585783A JP 3585783 A JP3585783 A JP 3585783A JP S59161324 A JPS59161324 A JP S59161324A
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butene
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butane
butadiene
metal
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Fujio Tsuchiya
土屋 富士雄
Katsumasa Yamaguchi
克誠 山口
Akio Okanoe
岡上 明雄
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JGC Corp
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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】 (目的及び背景) この発明は分子状酸素を供給することなくブタン及び/
又はブテンを金属酪化物に接触させ酪イヒ脱水素により
ブタジェンを製造する方法番こ関するものである。
ブタン又はブテンかもブタジェンを製造する方法として
は酸素の不存在下ブタン又はブテンを触媒に接触させて
脱水素を行う方法や酸素の存在下ブテンを触媒に接触さ
せて酸化脱水素を行う方法が知られているが、前者は′
MLNE&−素の生成が多く対策として水乃気を添加し
、更に頻繁に触媒再生を行わなければならす、また後者
は各種含酸素炭化水素イし合物類を副生ずるので精製工
程が複雑側こなるという欠点がある。またブテンの酸化
脱水素によるフタジエン製造における各種触媒(金属酸
化物)の反応特性を調べるための一手段としてヘリウム
カス中の金属酸化物、具体画側こはM o  B l+
Mo −Sb 、 No −Asに高温で接触させる方
法を採ったことか報告されている(越後谷はか、日本化
学会昭和53年千会)。これはブテンが酸化脱水素され
ブタジェンが生成されることをしめしてはいるか、その
実用化のための具体的な方法についてはなんら提示され
ていない。
本発明では金属の結合酸素によりブタン及び/又はブテ
ンの酸化脱水素を行うものである。この反応においては
金属酸化物は還元され金属又はその低次醇化物になる性
質を利用するものであり、この反応を効果的に続行させ
るには金属又はその低次酸化物を空気等の酸素含有ガス
て酸化し繰返し使用して金属醇化物によるブタン及び/
又はブテンの酸化脱水素反応のみを行わせることを必要
とする。
本発明者等はかかる着想に基いて試験を行ったところN
: 離炭素の生成のない点は予想した通りであったか副
反応としてCO及びCO2かかなり生成することが認め
られた。 本発明者等はこの理由について追求した結果
、酸素含有ガスで酸化焼成した後、水蒸気又は水蒸気含
有ガスで処理することによって副反応によるCO及びC
O2の生成を減少させられることを見出し本発明を完成
するに至ったものである。
(構成及び効果) 本発明はブタン及び/又はブテンを金属酸化物に接触さ
せ酸化脱水素によりブタジェンを製造し、同時に生成し
た金属及び/又はその低次酸化物を酸素含有ガスにより
醇化し、次いで水蒸気又は水蒸気含有ガスで処理した後
世ひブタン及び/又はブテンと接触させ酸化脱水素に使
用することよりなるブタジェンの製造法である。即ち本
発明はブタン及び/又はブテンの酸化脱水素において金
属酸化物を酸素キャリヤーとして使用すること、この使
用により生成した金属及び/又はその低次酸化物を醇化
すること及び使用する金属酪化物を使用前に水蒸気又は
水苅気含冶ガスで処理、する点に特色かある。
酸素キャリヤーとして使用する金属は酸化状態から金属
又はその低次酸化状態へ変化するものであればいずれて
もよく、例えはSr、C:dなどの周期表第2族、Sn
、Pb等の同表第4族、Sb、Bi、V等の回表第5族
、Mo 、 Te 、 cr′j7−の同表第6族、F
e。
Go、Ni、Pdなとの同表第8族の金属やMn、La
なとあるいはそれらの程合物はすべて対象となり、実用
的にはもともと反応率、避択率の7“、2.いものが好
ましいのは当然であるが、いずれの場合にも水蒸気又は
水g気含有カス処理により副生物の減少、従ってツタジ
エンの選択率の向−にが認められる。
酸素キャリヤーは金属の酸化物又はその#ル合物そのも
の、あるいはそれらを多孔性担体例えはアルミナ、シリ
カアルミナ、チタニャ、マグネシャ。
ホリャなどに相持した形ゆ稀釈剤と4昆合し成形した形
で使用され、流動床(移動床)反応でも固定床反応でも
よい。ブタン及び/又はブテンの醇化脱水素反応、金属
やその低次醇化物の酸化反応及び金属醇化物の水居気又
は水蒸気含有カスによる処理をすべて流動床(移動床)
で行い金属又はその酸化物をこの間で循環させれば、ブ
タン及び/又はブタンの醇化脱水素によるブタジェンの
生成を完全に連続して行うことができる。固定床の場合
は反応塔を2基(Jf設し、それぞれを交互にブタン及
び/又はブテンの酸化脱水素反応用及び金属又はその低
次酸化物の酸化と水蒸気又は水蒸気含有ガス処理用にあ
てて切替操作を行えばブタジェンの生成を実質的に連続
して行うことができる。
金属酸化物はその全部が完全にその金属の最高原子価の
醇化物である必要はなく、また金属の低次醇化物はその
全部か完全にその金属の最低原子価の西変化物である必
要はない、。要するに反応前後において結合酸素の増減
がある状態で使用すればよいのであって、とのような条
件で使用するかはブタン又はブテンの反応率、ツタジエ
ンの選択率、装置容積及び必要エネルギー等の因子を総
合的に判断して決定すればよい。又原料はn−ブタン、
1−ブタン、2−ブテンの単独カス又はそれらの41ル
合ガスに限られるものではなく各々を含有するカスでも
よい。水法気は水蒸気そのものに限らす水ノヘ気含有カ
スであってもよい。例えば水蒸気に窒素などの不活性カ
スを混合したものや燃焼4)1ガスなども可能である。
酸素キャリヤーとして使用する金属の種類にもよるが、
ブテンの酸化脱水素によるブタジェンの生成反応温度は
約300〜6000C1好ましくは350〜550°C
1反応圧力は常圧程度である。
またブタンの醇化脱水素によるブタジ゛エンの生成反応
温度は約400〜600°C1反応圧力は常圧程度であ
る。金属やその低次醇化物を酸素含有ガス(空気)で速
やかに酸化焼成する為にはブタジェン生成反応の温度よ
りも高めである方かよく、金属の種類にもよるが、通常
400〜700 ’Cで行う。即ち前段の酸化焼成に続
いてそれよりも温度の低い水蒸気または水苅気含有カス
を送入ずれは、吸着酸素を除去する働きをすると共に金
属醇化物の温度を下げて次段のブタン及び/又はブテン
の酸化脱水素反応に適した温度にする働きもする。水蒸
気または水蒸気含有カス処理114間あるいは送入量は
酸化脱水素反応における副生物の減少の程度を見て実験
的に定めればよい。さらに醇化脱水素反応時に水蒸気を
供給することは副生物の生成を抑制する効果がある。
実施例1 酸素キャリヤーとしてコバルトの酸化物を使用した。γ
−アルミナに硝酸コバルト水溶液を含浸させ、乾燥させ
たものを空気を流通しつつ600°Cで3時間焼成し、
γ−アルミナ相持のcooとした。ステンレス製U字形
の反応管(酸素キャリヤー充填部の内径10ミリ)にγ
−アルミナに担持させたGoo 2 m文を充填し、反
応管を温度制御器付の砂流動浴槽(電熱加熱式)中に設
置し加熱して450°Cに設定し、ヘリウムガスをキャ
リヤーカスとして水蒸気を、水蒸気/酸素キャリヤー−
2(モル当量1モル当部:)となる分量だけ導入した。
その後1−ブテン(純度99%以上)を1−ブテン/酸
素キャリヤー=0・1(モル当量1モル当量)で導入し
た。反応管出すガスはそのままカスクロマI・グラフィ
ーに供給し生成物および未反応カスの分析を行った。■
−ブテン導入初期にオケる1−ブテン反応率は41.5
モル%、1−3ブタジ工ン選択率は80.3モル%であ
った。
■−ブテン通気量が酸素キャ′リヤーに対して、0.6
(モル当量1モル当量)になった時点でl−ブテンおよ
υヘリウムの送入を停止し、空気を導入し600°Cて
3時間焼成した後450 ’0に降温し、最初の−1j
)「(と同核に木ツノi気で処理した後1−フテンを7
9人して反応試験を行ったところ、1−ブテン反応イX
42.Oモル%、1.3−ブタジェン選IJqイに90
.3モル%をイ51だ。いずれの場合も酸化脱水素反応
、副生物はcoおよびCO2でその他はカスクロマトグ
ラフィーによる検知限界以斗であった。
比岐例 1 実施例1と同一の装置、酸素キャリヤーを使用し水蒸気
処理を除くほかは実施例1と同様に行った。1−ブテン
の反応率42.3モル%、1.3−ブタジェンの選択率
60.5モル%で、副生物はCOおよびCO239,5
モル%のほか微量の各種含酸素炭化水素化合物類の存在
が認められブこ。
実施例 2 実施例1と同一の装置を使用し、各種酸素キャリヤーに
ついて実施例1と同様な方法で試験を行った。結果を第
1表に示す。
第1表 11  酸化脱水素反応温度550’c、その他は45
0 ’c糧21−ブテン/酸素キャリヤー=0.2その
他は 0.1 (モル当量1モル当量) 実施例3 実施例1と同一の装置を使用し、γ−アルミナに担持さ
せたBi2O3、Fe2O3を酸素キャリヤーとして、
2−ブテンからのブタジェン生成について実施例1と同
様な方法で試験を行った。なお2−ブテン/酸素キャリ
ヤーは、γ−アルミナ担持Bi2O3では6.9(モル
当量1モル当量)、γ−アルミナ担持Fe20iでは1
0.6 (モル当量1モル当量)とした。結果を第2表
に示す。
第2表 実施例4 実施例1と同一の装置を使用、γ−アルミナに担持させ
たCooを酸素キャリヤーとし、n−ブタン/酸素キャ
リヤー−0,03モル当量1モル当量、酸化脱水素反応
温度550°Cにおけるn−ブタンからのブタジェン生
成について実施例1と同様な方法で試験を行ったところ
、n−ブタン反応率4゜4モル%、l、3−ブタジェン
選択率53.0モル%であった。
代理人 弁理士  青麻 8二 第1頁の続き (9Int、 C1,3識別記号   庁内整理番号/
 B 07 J 23/74           6
674−4G27102           705
9−4 G(符発 明 者 山口克誠 横浜市金沢区釜利谷2186−104 ■)発 明 者 岡上明雄 横浜市緑区たちばな台2−2−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l ブタン及び/又はブテンを金属酸化物に接触させ醇
    化脱水素によりブタジェンを製造し、同1147に生成
    した金属及び/又はその低次酸化物を酪素含イfカスに
    より酸化し、次いで水蒸気又は水蒸気含有カスで処理し
    た後書ひブタン及び/又はブテンと接触させ醇化脱水素
    に使用することよりなるブタジェンの製造法。 2 金属酸化物が担体に担持した固体粒子及び/y、は
    稀釈剤と混合し成形した固体粒子である特1!’l’ 
    6/4求の範囲第1項記載の方法。 3 酸素含有ガスによる金属及び/又はその低次醇化物
    の酸化を酸化脱水素の反応温度より高い温度で行う特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 4 ブタン及び/又はブテンを金属酸化物に接触させる
    工程に水蒸気又は水蒸気含有カスを供給する特許請求の
    範囲・第1項記載の方法。
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