JPS5932447B2 - Method for producing olefin - Google Patents

Method for producing olefin

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JPS5932447B2
JPS5932447B2 JP57060805A JP6080582A JPS5932447B2 JP S5932447 B2 JPS5932447 B2 JP S5932447B2 JP 57060805 A JP57060805 A JP 57060805A JP 6080582 A JP6080582 A JP 6080582A JP S5932447 B2 JPS5932447 B2 JP S5932447B2
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Japan
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catalyst
dehydrogenation
reaction
gas
pipe
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義生 河合
「こう」一 木田
浩三 佐野
豊 田村
義治 鈴木
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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    • C07C5/32Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333Catalytic processes
    • C07C5/3332Catalytic processes with metal oxides or metal sulfides
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭素数3乃至5の脂肪族炭化水素(パラフィ
ン)を接触的に脱水素して対応する脂肪族オレフィンを
製造する方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a corresponding aliphatic olefin by catalytically dehydrogenating an aliphatic hydrocarbon having 3 to 5 carbon atoms (paraffin).

さらにくわしくは、ガス状のプロパン、n−ブタン、イ
ソブメンおよびペンタンなどをアルミナ・クロミア系脱
水素触媒と流動床方式で接触させて脱水素し、対応する
プロペン、n−ブテン・イソブテンおよびペンテンなど
を製造する方法に関するものである。炭素数3乃至5の
オレフィンは、従来、ナフサを原料とするエチレン製造
プラントあるいは接触分解ガソリン製造プラントのそれ
ぞれの副生品として主として製造され、これまで過剰気
味に推移してきた。
More specifically, gaseous propane, n-butane, isobutene, pentane, etc. are dehydrogenated by contacting them with an alumina/chromia dehydrogenation catalyst in a fluidized bed method to produce the corresponding propene, n-butene/isobutene, pentene, etc. It relates to a manufacturing method. Olefins having 3 to 5 carbon atoms have conventionally been produced mainly as by-products of ethylene production plants or catalytic cracking gasoline production plants using naphtha as a raw material, and have been in excess until now.

しかしながら、最近では、これらのオレフィンの需要量
は増大し、これらのオレフィンバランスが大きく変りつ
つある。たとえばメチルーターシヤリーブチルエーテル
およびメタアクリル酸メチルの原料となるイソブテン、
および、ポリエチレン改質剤であるn−ブテンー1など
の需要は急増しつつある。また、プタジエンおよびイソ
プレンの不足も顕著であり、n−ブテン類、イソペンテ
ン類を原料とするブタジエン、イソプレンの製造法など
が検討されている。このようなバランスの変化に対応す
るためには、従来の併産プロセスでは生産量に限界があ
り、目的とするオレフィンのみを効率良く製造できるプ
ロセスの出現が望まれ、これについて多くの研究がなさ
れてきた。たとえば、低級パラフィンの接触脱水素によ
るオレフィンの製造方法についても種々研究され、多数
の報文および特許が知られている。
However, recently, the demand for these olefins has increased, and the balance of these olefins is changing significantly. For example, isobutene, which is a raw material for methyl-tert-butyl ether and methyl methacrylate,
In addition, the demand for n-butene-1, which is a polyethylene modifier, is rapidly increasing. In addition, there is a significant shortage of butadiene and isoprene, and methods for producing butadiene and isoprene using n-butenes and isopentenes as raw materials are being considered. In order to respond to such changes in the balance, conventional co-production processes have limited production volumes, and it is desirable to develop a process that can efficiently produce only the desired olefin, and much research has been conducted on this topic. It's here. For example, various studies have been conducted on methods for producing olefins by catalytic dehydrogenation of lower paraffins, and numerous papers and patents are known.

それらの中にはかなり良好な反応成績が示されている例
もみられる。しかしながら、これらの方法を、優れた工
業プロセスとするためには、反応率、選択率が高いこと
が必要ではあるが、さらにそれ以外にも反応熱の補給方
法、触媒の再生方法、および反応器材質、等の問題も合
せて解決する必要がある。低級パラフィンを脱水素して
オレフィンを製造する従来の代表的な工業プロセスとし
てフードリイ法およびUOP法が知られている。フード
リイ法は、触媒を充填した固定床式反応器に、原料ガス
を通じる脱水素反応と、イナートガスによるパージ、空
気による触媒の再生と加熱、およびイナートガスによる
パージを順次行なうものである。この方法は、触媒再生
において、触媒に付着蓄積したカーボンの燃焼熱を触媒
に蓄積させることにより反応熱を補給するため、反応は
断続的に行なわれ、また切り換え時間が短かく、操作が
複雑であり、かつ生成ガス組成が変動するという難点を
有している。また、UOP法は、移動床触媒方式で、脱
水素反応と触媒の再生とをそれぞれ連続的に行なうこと
ができ一定組成の生成ガスが得られる利点はあるが、反
応熱補給のために反応を多段とする必要があり、また原
料あるいは生成物の骨格異性化−たとえばn−ブタン←
→イソブタンがおこり易いという難点がある。脱水素反
応と、触媒の再生をそれぞれ連続的に行ない、かつ反応
熱の補給を効率的に行なう方法として流動床式の反応が
ある。
Some of them have shown fairly good reaction results. However, in order to make these methods excellent industrial processes, it is necessary to have high reaction rate and selectivity, but in addition, there are also methods for replenishing the reaction heat, methods for regenerating the catalyst, and methods for regenerating the reactor. It is also necessary to solve problems such as materials. The Foodry process and the UOP process are known as typical industrial processes for producing olefins by dehydrogenating lower paraffins. The Foudrey process sequentially performs a dehydrogenation reaction in a fixed bed reactor filled with a catalyst, passing a raw material gas through it, purging with an inert gas, regenerating and heating the catalyst with air, and purging with an inert gas. This method replenishes the reaction heat by accumulating the combustion heat of carbon deposited and accumulated on the catalyst in the catalyst, so the reaction occurs intermittently, the switching time is short, and the operation is complicated. However, it has the disadvantage that the composition of the produced gas fluctuates. In addition, the UOP method uses a moving bed catalyst system, which allows dehydrogenation reaction and catalyst regeneration to be carried out continuously, and has the advantage of obtaining a product gas with a constant composition. It is necessary to carry out multiple stages, and skeletal isomerization of raw materials or products - e.g. n-butane←
→There is a problem that isobutane is easily generated. A fluidized bed reaction is a method for carrying out the dehydrogenation reaction and the regeneration of the catalyst continuously and efficiently replenishing the reaction heat.

その代表例として特公昭49−14721号および、ソ
連特許第759119号がある。前者は脱水素反応器の
構造に関するものであり、加熱された固体粒子により、
反応系および触媒を間接的に加熱して熱を補給して脱水
素反応を進行させるとの発明である。また、後者は使用
済の触媒の活性に応じて演算ユニットからの指令により
新しい触媒を補給して、反応系中の触媒の活性度を一定
に保つとの方法であり、触媒は再生器と脱水素反応器を
循環せしめられている。しかして、これらに代表される
流動床方式でのパラフィンの接触脱水素によるオレフィ
ンの製造法においては、脱水素反応と触媒の再生はそれ
ぞれ連続的に行なわれるため一定組成の生成ガスが得ら
れ、反応熱も効率的にかつ円滑に補給され、かつ転化率
および選択率もともに高く、パラフィンの脱水素反応と
して成熟した技術といえる。
Typical examples include Japanese Patent Publication No. 49-14721 and Soviet Patent No. 759119. The former concerns the structure of the dehydrogenation reactor, in which heated solid particles
This invention involves indirectly heating the reaction system and catalyst to supply heat to advance the dehydrogenation reaction. In addition, the latter method replenishes new catalyst according to the activity of the used catalyst according to instructions from the calculation unit to keep the activity of the catalyst in the reaction system constant. It is circulated through the elementary reactor. However, in the methods for producing olefins by catalytic dehydrogenation of paraffins in the fluidized bed method, as typified by these methods, the dehydrogenation reaction and the regeneration of the catalyst are carried out continuously, so a product gas of a constant composition is obtained. The reaction heat is efficiently and smoothly replenished, and the conversion rate and selectivity are both high, making it a mature technology for paraffin dehydrogenation.

しかしながら、反応率および選択率をともにさらに高め
ることができれば工業的に一層有利にオレフィンが得ら
れることになるのは論を俟たない。本発明者らは、まだ
資源的に豊富な炭素数3乃至5のパラフィンから流動床
方式で対応するオレフィンを選択的かつ効率的に製造す
るプロセスを提供すべく、鋭意研究を重ねた結果、脱水
素反応に使用するに先立つて、触媒と水素ガスもしくは
水素含有ガスとを接触させることにより反応率および選
択率をともに高めることができるとの新知見を得、この
新知見に基づいて本発明に到達した。すなわち、本発明
は、炭素数3乃至5のパラフィンを、アルミナ・クロミ
ア系脱水素触媒を使用し流動床方式で接触脱水素して対
応するオレフィンを製造する方法において、該触媒を、
触媒と水素ガスもしくは水素含有ガスとを接触させる触
媒前処理工程、パラフィン脱水素工程および使用後の触
媒と酸素ガスもしくは酸素含有ガスとを接触させる触媒
再生工程を順次循環させて使用することを特徴とするオ
レフィンの製造方法である。本発明で使用される原料は
炭素数3乃至5のパラフィンであればよく、具体的には
たとえばプロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペン
タンおよびイソペンタンなどであり、目的とするオレフ
ィンはこれらのパラフィンに対応するモノオレフィンお
よびジオレフインであつて、具体的にはたとえばプロペ
ン、n−ブテン、イソブテン、n−ペンテンおよびイソ
ペンテンならびに、1・3ブタジエン、1・3−ペンタ
ジエン、1・4−ペンタジエンおよびイソプレンなどで
ある。本発明において使用される触媒は、それ自体公知
であるアルミナ・クロミア系脱水素触媒である。
However, it goes without saying that if both the reaction rate and selectivity can be further increased, olefins can be obtained industrially more advantageously. The present inventors have conducted intensive research to provide a process for selectively and efficiently producing the corresponding olefins using a fluidized bed method from paraffins with carbon numbers of 3 to 5, which are still abundant in resources. We have obtained new knowledge that both the reaction rate and selectivity can be increased by bringing the catalyst into contact with hydrogen gas or hydrogen-containing gas prior to use in elementary reactions, and based on this new knowledge, we have developed the present invention. Reached. That is, the present invention provides a method for producing a corresponding olefin by catalytically dehydrogenating a paraffin having 3 to 5 carbon atoms in a fluidized bed method using an alumina/chromia dehydrogenation catalyst.
A catalyst pretreatment step in which the catalyst is brought into contact with hydrogen gas or a hydrogen-containing gas, a paraffin dehydrogenation step, and a catalyst regeneration step in which the used catalyst is brought into contact with oxygen gas or an oxygen-containing gas are sequentially used. This is a method for producing an olefin. The raw material used in the present invention may be any paraffin having 3 to 5 carbon atoms, and specific examples thereof include propane, n-butane, isobutane, n-pentane, and isopentane, and the target olefins are these paraffins. Mono-olefins and diolefins corresponding to It is. The catalyst used in the present invention is an alumina-chromia dehydrogenation catalyst that is known per se.

アルミナ・クロミア系脱水素触媒の組成は一般にはクロ
ミア(Cr2O3)5〜30wt%で、残分がアルミナ
(Al2O3)である。これ以外にカリウムおよびナト
リウムなどのアルカリ金属ならびにマグネシウムなどの
アルカリ土金属を酸化物として0.3〜10Wt%含ん
だものであつても良い。いかなる調製方法によつて調製
された触媒であつてもよく、調製法としてたとえば共沈
法、担持法および噴霧乾燥法などがある。調製された触
媒は、通常は平均粒径(篩別法による。以下同様)が2
0〜300ミクロンの範囲にあるが、30〜200ミク
ロンのものが好ましい。また長期の流動循環に耐える強
度を有することが必要である。本発明で使用されるアル
ミナ・クロミア系触媒の市販品の代表例として、たとえ
ば6Cr一1404p゛(米国ハーシヨウHarsha
w社製)のものがある。
The composition of an alumina/chromia dehydrogenation catalyst is generally 5 to 30 wt% of chromia (Cr2O3), with the balance being alumina (Al2O3). In addition, it may contain 0.3 to 10 wt% of alkali metals such as potassium and sodium and alkaline earth metals such as magnesium as oxides. The catalyst may be prepared by any method, such as a coprecipitation method, a supporting method, and a spray drying method. The prepared catalyst usually has an average particle size (by sieving method; the same applies hereinafter) of 2.
It ranges from 0 to 300 microns, with 30 to 200 microns being preferred. It is also necessary to have the strength to withstand long-term fluid circulation. As a representative example of a commercially available alumina/chromia catalyst used in the present invention, for example, 6Cr-1404p (Harsha
(manufactured by W company).

本発明における触媒前処理工程で使用される水素含有ガ
スとは、水素とたとえばちつ素、メタンおよびまたはエ
タンなどとの混合ガスである。
The hydrogen-containing gas used in the catalyst pretreatment step in the present invention is a mixed gas of hydrogen and, for example, hydrogen, methane, and/or ethane.

この触媒前処理工程における処理条件として、温度は通
常は520〜640℃好ましくは560〜600゜Cで
あり、圧力は通常は特に加圧もしくは減圧する必要はな
く実質的に常圧とされるが、0.5〜2気圧程度の減圧
乃至弱加圧とすることを妨げない。本発明におけるパラ
フィン脱水素工程および触媒再生工程における諸条件は
、それ自体公知の条件が採用される。
As for the treatment conditions in this catalyst pretreatment step, the temperature is usually 520 to 640 degrees Celsius, preferably 560 to 600 degrees Celsius, and the pressure is usually substantially normal pressure without any need to increase or reduce the pressure. , it is possible to reduce the pressure to about 0.5 to 2 atmospheres or to slightly increase the pressure. Conditions in the paraffin dehydrogenation step and catalyst regeneration step in the present invention are those that are known per se.

すなわち、パラフィン脱水素工程における条件として、
温度は520〜64『C好ましくは540〜620℃で
あり、圧力は通常は特に加圧もしくは減圧する必要はな
く実質的に常圧とされるが、0.5〜2気圧程度の減圧
乃至弱加圧とすることもできる。また、原料パラフィン
の供給速度は、滞留触媒11当りガス状(NTP)で毎
時200〜10001好ましくは300〜8001であ
る。触媒再生工程で使用される酸素含有ガスとは酸素と
、たとえばちつ素、水蒸気および/または二酸化炭素な
どとの混合ガスであり、酸素の含有率はたとえば3〜3
0V01%程度のものである。
In other words, the conditions in the paraffin dehydrogenation step are as follows:
The temperature is 520 to 64°C, preferably 540 to 620°C, and the pressure is usually substantially normal pressure without any need to increase or reduce the pressure, but it can be reduced to about 0.5 to 2 atm. It can also be pressurized. Further, the feed rate of the raw material paraffin is 200 to 10,001 per hour, preferably 300 to 8,001 per hour in gaseous state (NTP) per 11 retained catalysts. The oxygen-containing gas used in the catalyst regeneration process is a mixed gas of oxygen and, for example, nitrogen, water vapor, and/or carbon dioxide, and the oxygen content is, for example, 3 to 3.
It is about 0V01%.

なお、実用土、炭化水素などを燃焼して得られ水蒸気と
二酸化炭素とを含むガスを混合することができる。酸素
含有ガスとして通常は空気が使用される。触媒再生工程
の条件はパラフィン脱水素工程での条件に伴つて変更さ
れるので一概に限定しえないが、パラフィン脱水素工程
で副生し触媒表面に付着蓄積したカーボンを実質的に完
全に燃焼除去しうる条件であればよく、実用上、通常は
たとえば温度は550〜750℃好ましくは600〜7
00゜Cであり、酸素供給速度は滞留触媒11当り毎時
10〜1001である。また圧力は通常は特に加圧もし
くは減圧する必要はなく実質的に常圧とされるが、0.
5〜2気圧程度の減圧乃至弱加圧とすることを妨げない
。本発明においては触媒前処理工程および触媒再生工程
のそれぞれにおける触媒滞留量ならびにパラフィン脱水
素工程における触媒の平均滞留時間も重要な因子となる
Note that gas containing water vapor and carbon dioxide obtained by burning practical soil, hydrocarbons, etc. can be mixed. Air is usually used as oxygen-containing gas. The conditions of the catalyst regeneration process change depending on the conditions of the paraffin dehydrogenation process, so they cannot be absolutely limited, but the carbon that is produced as a by-product in the paraffin dehydrogenation process and has accumulated on the catalyst surface is substantially completely combusted. Any condition is sufficient as long as it can be removed; in practice, the temperature is usually 550 to 750°C, preferably 600 to 750°C.
00° C., and the oxygen supply rate is 10 to 100 liters per hour per 11 retained catalysts. In addition, the pressure usually does not need to be particularly increased or decreased and is substantially normal pressure, but 0.
There is no hindrance to reducing the pressure to about 5 to 2 atmospheres or slightly increasing the pressure. In the present invention, the amount of catalyst retained in each of the catalyst pretreatment step and catalyst regeneration step and the average residence time of the catalyst in the paraffin dehydrogenation step are also important factors.

すなわちパラフィン脱水素工程での触媒滞留量(容積
以下同様)に対する触媒前処理工程での触媒滞留量の比
は0.05〜0.5とされ、0.1〜0.5が好ましい
。触媒前処理工程での触媒滞留量が、前記範囲より小さ
い場合には前処理による効果が少なく、また前記の範囲
より大きい場合には目的オレフィンの選択率が低下する
危険性がある。触媒再生工程での触媒滞留量は、パラフ
ィン脱水素工程での条件により種々変え得るが、一般的
にはパラフィン脱水素工程での触媒滞留量の0.2〜3
倍が適当である。パラフィン脱水素工程における触媒の
平均滞留時間は、通常は0.3〜5時間とされる。好ま
しくは0.3〜3時間である。反応条件が苛酷なとき、
たとえば反応温度が高いか、原料仕込速度が大きいとき
には触媒の平均滞留時間を比較的短かくすればよく、反
応条件が温和なときには触媒の平均滞留時間を比較的長
くすればよい。
In other words, the catalyst retention amount (volume) in the paraffin dehydrogenation process
The ratio of the amount of catalyst retained in the catalyst pretreatment step to (the same applies hereinafter) is 0.05 to 0.5, preferably 0.1 to 0.5. If the amount of catalyst retained in the catalyst pretreatment step is smaller than the above range, the effect of the pretreatment will be small, and if it is larger than the above range, there is a risk that the selectivity of the target olefin will decrease. The amount of catalyst retained in the catalyst regeneration step can be varied depending on the conditions in the paraffin dehydrogenation step, but is generally 0.2 to 3 of the amount of catalyst retained in the paraffin dehydrogenation step.
Double is appropriate. The average residence time of the catalyst in the paraffin dehydrogenation process is usually 0.3 to 5 hours. Preferably it is 0.3 to 3 hours. When reaction conditions are harsh,
For example, when the reaction temperature is high or the feed rate of raw materials is high, the average residence time of the catalyst may be made relatively short, and when the reaction conditions are mild, the average residence time of the catalyst may be made relatively long.

本発明によつてオレフィンを製造するためのプロセスの
フローシートを第1図に例示した。
A flow sheet of a process for producing olefins according to the present invention is illustrated in FIG.

すなわち、触媒前処理器1、脱水素反応器2および触媒
再生器3は直列に連結されている。
That is, the catalyst pretreatment device 1, the dehydrogenation reactor 2, and the catalyst regenerator 3 are connected in series.

触媒前処理器1、脱水素反応器2および触媒再生器3の
それぞれには金属焼結板4が設けられており、金属焼結
板4の上方はそれぞれ触媒が流動化している触媒滞留部
5,6および7とされている。触媒前処理器1と脱水素
反応器2とは管8で連結されており、管8の一端は触媒
前処理器1の触媒滞留部5に、また管8の他端は脱水素
反応器2の触媒滞留部6に、それぞれ開口している。脱
水素反応器2と触媒再生器3とは管9で連結されており
、管9の一端は脱水素反応器2の触媒滞留部6に、また
管9の他端は触媒再生器3の触媒滞留部7にそれぞれ開
口している。触媒再生器3と触媒前処理器1とは管10
で連結されており、管10の一端は触媒再生器3の触媒
滞留部7に、管10の他端は触媒前処理器1の触媒滞留
部5にそれぞれ開口している。しかして、触媒前処理器
1、脱水素反応器2および触媒再生器3のそれぞれの触
媒滞留部5,6および7のそれぞれの容積は、管8,9
および10のそれぞれの開口端の位置を調節することに
より変えることができる。触媒前処理器1の下部および
上部にはそれぞれ管11および12がそれぞれ設けられ
ており、管11は水素含有ガス入口とされ、管12はガ
ス出口とされている。脱水素反応器2の下部および上部
には管13および管14がそれぞれ設けられており、管
13は原料ガス入口とされ、管14は生成ガス出口とさ
れる。触媒再生器3の下部および上部には管15および
16がそれぞれ設けられており、管15は酸素含有ガス
入口とされ、管16はガス出口とされている。管10に
設けられた枝管17から新触媒が必要に応じて補給され
る。管10からの触媒は触媒前処理器1で水素と接触せ
しめられ前処理される。
Each of the catalyst pretreatment device 1, dehydrogenation reactor 2, and catalyst regenerator 3 is provided with a metal sintered plate 4, and above the metal sintered plate 4 is a catalyst retention section 5 in which the catalyst is fluidized. , 6 and 7. The catalyst pretreatment device 1 and the dehydrogenation reactor 2 are connected by a pipe 8, one end of the tube 8 is connected to the catalyst retention section 5 of the catalyst pretreatment device 1, and the other end of the pipe 8 is connected to the dehydrogenation reactor 2. Each of the catalyst retention portions 6 is opened therein. The dehydrogenation reactor 2 and the catalyst regenerator 3 are connected by a pipe 9, one end of the pipe 9 is connected to the catalyst retention section 6 of the dehydrogenation reactor 2, and the other end of the pipe 9 is connected to the catalyst of the catalyst regenerator 3. Each of them opens into the retention section 7. The catalyst regenerator 3 and the catalyst pretreatment device 1 are connected to the pipe 10.
One end of the tube 10 opens into the catalyst retention section 7 of the catalyst regenerator 3, and the other end of the tube 10 opens into the catalyst retention section 5 of the catalyst pretreatment device 1. Therefore, the respective volumes of the catalyst retention sections 5, 6 and 7 of the catalyst pretreatment device 1, dehydrogenation reactor 2 and catalyst regenerator 3 are the same as those of the tubes 8, 9.
and 10 by adjusting the position of each open end. Pipes 11 and 12 are provided at the lower and upper parts of the catalyst pretreatment device 1, respectively, with the pipe 11 serving as a hydrogen-containing gas inlet and the pipe 12 serving as a gas outlet. A pipe 13 and a pipe 14 are provided at the lower and upper parts of the dehydrogenation reactor 2, respectively, with the pipe 13 serving as a source gas inlet and the pipe 14 serving as a product gas outlet. Pipes 15 and 16 are provided at the lower and upper portions of the catalyst regenerator 3, respectively, with the pipe 15 serving as an oxygen-containing gas inlet and the pipe 16 serving as a gas outlet. New catalyst is supplied from a branch pipe 17 provided in the pipe 10 as necessary. The catalyst from tube 10 is contacted with hydrogen and pretreated in catalyst pretreater 1.

前処理された触媒は管7を経て脱水素反応器2に至り脱
水素反応に関与する。脱水素反応器2からの触媒は管9
を経て触媒再生器3へ至り、酸素と接触せしめられて再
生される。この再生触媒は管10を経て、単独でまたは
必要に応じて枝管17から補給された新触媒とともに触
媒前処理器1へ送られる。第1図は、触媒の循環順序あ
るいは、原料および副原料ガスの供給方法などの一概念
のみを示したものであり、装置の構造、大きさなどを規
定するものではない。
The pretreated catalyst reaches the dehydrogenation reactor 2 through the pipe 7 and participates in the dehydrogenation reaction. The catalyst from dehydrogenation reactor 2 is in tube 9
The catalyst passes through the catalyst regenerator 3, where it is brought into contact with oxygen and regenerated. This regenerated catalyst is sent to the catalyst pretreatment device 1 via a pipe 10 either alone or together with fresh catalyst supplied from a branch pipe 17 as required. FIG. 1 shows only one concept such as the circulation order of the catalyst or the method of supplying raw material and sub-material gas, and does not specify the structure, size, etc. of the apparatus.

すなわち、脱水素反応器、触媒前処理器、及び触媒再生
器は縦長のもの、偏平なもの等種々の形がとり得るし、
原料ガス、副原料ガスおよび触媒の供給方法も種々の方
式をとり得る。また脱水素反応時の反応熱の補給、およ
び触媒再生時の除熱は、装置が小さい場合には触媒滞留
部の外側に設置した熱交換器のみでも可能であるが、装
置が大きい場合には必要に応じ触媒滞留部内にも熱交換
器を設置することもある。本発明により、一定組成の生
成物が安定して得られ、反応熱も効率的かつ円滑に補給
され、従来よりもさらに高い転化率および選択率で、効
率よくオレフエインを製造することが可能となり、本北
首明の工業的価値は極めて高い。
That is, the dehydrogenation reactor, catalyst pretreatment device, and catalyst regenerator can take various shapes such as vertical ones and flat ones,
The raw material gas, auxiliary raw material gas, and catalyst may be supplied in various ways. In addition, replenishment of reaction heat during dehydrogenation reaction and heat removal during catalyst regeneration can be done using only a heat exchanger installed outside the catalyst retention area if the device is small, but if the device is large, A heat exchanger may also be installed within the catalyst retention section if necessary. According to the present invention, a product with a constant composition can be stably obtained, reaction heat can be efficiently and smoothly replenished, and olefin can be efficiently produced with a higher conversion rate and selectivity than before. The industrial value of Honkoku Shumei is extremely high.

本発明を実施例によつてさらに具体的に説明す・)0乏
施例1 0使用触媒:本実施例では下記の方法で調製した触媒を
使用した。
The present invention will be explained in more detail with reference to examples.) Zero-poor Example 1 Catalyst used: In this example, a catalyst prepared by the following method was used.

すなわち、酢酸クロム446y1酢酸マグネシウム19
57および酢酸カリウム777を1.251の水に加え
、加熱溶解した。
That is, chromium acetate 446y1 magnesium acetate 19
57 and potassium acetate 777 were added to 1.251 of water and dissolved by heating.

この水溶液に、ふん霧乾燥法で得た粉末アルミナ1.0
k9(1600m1)を添加し混合した。浴温80℃の
回転式蒸発乾燥器(内容積101)にて、前記の混合物
を減圧下に蒸発乾固した。得られたケーキ状乾固物を電
気炉にて200℃で4時間、400℃で4時間、および
700℃で10時間、空気気流中で、加熱焼成した。降
温後、ふるい分けし、350メッシュ(日本工業規格J
ISZ88Olによる。以下同様)バスの微粉、および
、100メッシュストップの塊状物を除き脱水素触媒と
した。得られた触媒の平均粒径は61ミクロンであり、
組成はAl2O382%、Cr2O3l2%、MgO、
3%、およびK2O3%であつた。ω 実験装置:第1
図で示されるプロセスを使用した。このプロセスにおけ
る各容器は次のようなものが使用された。触媒前処理器
1.5インチφXl.OmH、触媒滞留量100m1脱
水素反応器2.0インチφ×2.0mH、触媒滞留量4
00m1触媒再生器2.0インチφ×2.0mH1触媒
滞留量400m1 D製造条件:各工程での操作条件を下記の如く設定しイ
ソブタンからイソブテンへの脱水素反応を通算10時間
行なつた。
To this aqueous solution, 1.0% of powdered alumina obtained by the dung fog drying method was added.
k9 (1600ml) was added and mixed. The above mixture was evaporated to dryness under reduced pressure in a rotary evaporator (inner volume: 101) with a bath temperature of 80°C. The obtained cake-like dried product was heated and baked in an electric furnace at 200°C for 4 hours, at 400°C for 4 hours, and at 700°C for 10 hours in a stream of air. After cooling down, sieve and 350 mesh (Japanese Industrial Standard J)
According to ISZ88Ol. (Similarly below) Fine powder from the bath and lumps from the 100 mesh stop were removed to prepare a dehydrogenation catalyst. The average particle size of the resulting catalyst was 61 microns;
The composition is Al2O382%, Cr2O3l2%, MgO,
3%, and K2O 3%. ω Experimental equipment: 1st
The process shown in the figure was used. The following containers were used in this process: Catalyst pretreatment device 1.5 inch φXl. OmH, catalyst retention amount 100m1 dehydrogenation reactor 2.0 inch φ x 2.0mH, catalyst retention amount 4
00ml Catalyst regenerator 2.0 inches φ x 2.0mH 1 Catalyst retention amount 400ml D Manufacturing conditions: The operating conditions for each step were set as follows, and the dehydrogenation reaction from isobutane to isobutene was carried out for a total of 10 hours.

操作条件 なお、各工程では、特に加圧もしくは減圧にしなかつた
Operating conditions Note that in each step, no particular pressure was applied or reduced.

脱水素反応器からの生成か7流量と組成を遂次分析し、
反応成績を追跡した。
We successively analyzed the flow rate and composition of the hydrogen produced from the dehydrogenation reactor.
Response performance was tracked.

反応開始4時間後に、反応は定常状態となり、その後は
一定の値となつた。反応開始10時間後におけるイソブ
タンの転化率は40.6%、イソブテンの収率は38,
7%およびイソブテンの選択率は95.3%であつた。
比較例1 触媒前処理器を省略し、触媒再生器を出た触媒を脱水素
反応器に直接循環させた以外は実施例1と同様にしてイ
ソブテンを製造した。
Four hours after the start of the reaction, the reaction reached a steady state, and thereafter the value remained constant. The conversion rate of isobutane 10 hours after the start of the reaction was 40.6%, and the yield of isobutene was 38%.
7% and isobutene selectivity was 95.3%.
Comparative Example 1 Isobutene was produced in the same manner as in Example 1, except that the catalyst pretreatment device was omitted and the catalyst exiting the catalyst regenerator was directly circulated to the dehydrogenation reactor.

実験開始8時間後のイソブタンの反応率は、37.4%
、イソ5 ブテン収率は33.8%、イソブテン選択率
は90,5%であつた。実施例2 各工程での操作条件を下記のように設定した以外は実施
例1と同様にしてイソブテンを製造した。
The reaction rate of isobutane 8 hours after the start of the experiment was 37.4%.
, iso5-butene yield was 33.8%, and isobutene selectivity was 90.5%. Example 2 Isobutene was produced in the same manner as in Example 1, except that the operating conditions in each step were set as shown below.

O操作条件反応が定常状態となつた6時間後において、
イソブタンの反応率は52.5%、イソブテン収率は4
7.6%、イソブテン選択率は90.7%であつた。
O operating conditions 6 hours after the reaction reached steady state,
The reaction rate of isobutane is 52.5%, and the isobutene yield is 4
7.6%, and the isobutene selectivity was 90.7%.

実施例3実施例15に記した方法に準じ、組成が Al2O387%、Cr2O3l2%およびK2Oll
%であり、平均粒径が57ミクロンである触媒を調整し
た。
Example 3 According to the method described in Example 15, the composition was 87% Al2O3, 2% Cr2O3l and K2Oll.
% and an average particle size of 57 microns.

この触媒を使用し、下記の操作条件でプロパンからプロ
ペンを製造した。実施例1と同様な装置を使用した製造
条件は各工程の操作条件を下記の如くに設定したほかは
実施例1と同様と5 した。操作条件 実験開始3時間後に反応は定常状態に達した。
Using this catalyst, propene was produced from propane under the following operating conditions. The manufacturing conditions using the same apparatus as in Example 1 were the same as in Example 1 except that the operating conditions for each step were set as follows. Operating Conditions The reaction reached steady state 3 hours after the start of the experiment.

実験開始6時間後において、プロパンの反応率は42.
3%、プロペンの収率は35.4%、プロペンの選択率
は83.8%であつた。
Six hours after the start of the experiment, the propane reaction rate was 42.
The yield of propene was 35.4%, and the selectivity of propene was 83.8%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明によつてオレフィンを製造するための
プロセスのフローシートの1例である。
FIG. 1 is an example of a flow sheet of a process for producing olefins according to the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 炭素数3乃至5のパラフィンを、アルミナ・クロミ
ア系脱水素触媒を使用し流動床方式で接触脱水素して対
応するオレフィンを製造する方法において、該触媒を、
触媒と水素ガスもしくは水素含有ガスとを接触させる触
媒前処理工程、パラフイン脱水素工程および使用後の触
媒と酸素ガスもしくは酸素含有ガスとを接触させる触媒
再生工程を順次循環させて使用することを特徴とするオ
レフィンの製造方法。
1. A method for producing a corresponding olefin by catalytically dehydrogenating paraffins having 3 to 5 carbon atoms in a fluidized bed method using an alumina/chromia dehydrogenation catalyst, in which the catalyst is
A catalyst pretreatment step in which the catalyst is brought into contact with hydrogen gas or a hydrogen-containing gas, a paraffin dehydrogenation step, and a catalyst regeneration step in which the used catalyst is brought into contact with oxygen gas or an oxygen-containing gas are sequentially used. A method for producing an olefin.
JP57060805A 1982-04-12 1982-04-12 Method for producing olefin Expired JPS5932447B2 (en)

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