JPS626526B2 - - Google Patents

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JPS626526B2
JPS626526B2 JP53160792A JP16079278A JPS626526B2 JP S626526 B2 JPS626526 B2 JP S626526B2 JP 53160792 A JP53160792 A JP 53160792A JP 16079278 A JP16079278 A JP 16079278A JP S626526 B2 JPS626526 B2 JP S626526B2
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JP
Japan
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reactor
isobutene
tba
distillation column
water
Prior art date
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Application number
JP53160792A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5585529A (en
Inventor
Masao Imaizumi
Mitsuo Yasuda
Ko Sakata
Noboru Hirano
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Eneos Corp
Original Assignee
Nippon Oil Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Oil Corp filed Critical Nippon Oil Corp
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Priority to DE19792913796 priority patent/DE2913796A1/en
Priority to FR7908963A priority patent/FR2422613A1/en
Priority to GB7912368A priority patent/GB2022129B/en
Priority to US06/043,186 priority patent/US4208540A/en
Priority to CA328,716A priority patent/CA1114844A/en
Publication of JPS5585529A publication Critical patent/JPS5585529A/en
Publication of JPS626526B2 publication Critical patent/JPS626526B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はC4混合物からイオン交換樹脂触媒を
用いて所定の一連のプロセスにより有効にイソブ
テンを分離回収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 effectively separating and recovering isobutene from a C 4 mixture through a predetermined series of processes using an ion exchange resin catalyst.

イソブテンを分離する方法としては硫酸を用い
るStandard法(米国特許第2388971号、特公昭41
−6165号、特公昭41−7684号)、Badger−CFR法
(Hydrocarbon Processing Vol42、No.11 P186
(1963))などが工業的に実施されているが、周知
のように硫酸の腐食性への対処、廃硫酸の処分な
どの幾多の問題を抱えている。これらの困難を回
避するために硫酸を用いないイソブテンの分離方
法が提案されている。特公昭47−41882号によれ
ば、C4混合物のイソブテンを陽イオン交換樹脂
を触媒としてメタノールと選択的に反応させてメ
チルターシヤリーブチルエーテルとして他のC4
留分から分離し、金属を担持した固体触媒上で
250℃以上で気相分解を行い、イソブテンを回収
する方法が示されているが、高温で吸熱反応を行
わせることから生ずる装置上の困難さ、循環再使
用されるべきメタノールの損失などの問題点を抱
えている。
The standard method using sulfuric acid (U.S. Patent No. 2388971, Japanese Patent Publication No. 41) is used to separate isobutene.
-6165, Special Publication No. 41-7684), Badger-CFR method (Hydrocarbon Processing Vol42, No.11 P186
(1963)) have been implemented industrially, but as is well known, there are many problems such as dealing with the corrosive nature of sulfuric acid and disposing of waste sulfuric acid. In order to avoid these difficulties, a method for isobutene separation that does not use sulfuric acid has been proposed. According to Japanese Patent Publication No. 47-41882, isobutene in a C 4 mixture is selectively reacted with methanol using a cation exchange resin as a catalyst to convert other C 4 into methyl tert-butyl ether.
Separated from the distillate and processed on a solid catalyst supporting metals.
A method for recovering isobutene by performing gas phase decomposition at temperatures above 250°C has been proposed, but there are problems with equipment such as equipment difficulties caused by conducting an endothermic reaction at high temperatures and loss of methanol that should be recycled and reused. I have a point.

米国特許第4012456号(特開昭51−59802号)は
同じく陽イオン交換樹脂を用いる方法であるが、
この場合にはイソブテンを選択的に水と陽イオン
交換樹脂触媒下で反応させターシヤリーブタノー
ルとして他のC4混合物から分離して、のちにこ
れの脱水分解反応を行つてイソブテンを回収して
いる。しかし水とイソブテンを反応させる際、水
とC4混合物の両方を溶解する極性溶媒、乳化剤
を存在させる方法を採用しているので若干量の溶
媒、乳化剤の変質、損失を避けられないほか、極
性溶媒、乳化剤を回収再使用するためにプロセス
自体相当に複雑化することが避けられない。ま
た、ターシヤリーブタノールの脱水分解反応にお
いても気相にて反応を行うために触媒として用い
る陽イオン交換樹脂の量が多く装置が巨大化する
ほか、脱水反応熱の供給を外部に頼ることから生
ずる技術的困難、たとえば触媒の耐熱性の上限が
低いことから高温の熱源を使用できないことおよ
びこれと関連して小さな温度差で吸熱反応熱を供
給するために非常に大きな伝熱面を必要として機
器製作上著るしく困難になることなどを避けるこ
とができない。
U.S. Patent No. 4012456 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 51-59802) is a method using a cation exchange resin, but
In this case, isobutene is selectively reacted with water under a cation exchange resin catalyst, separated from other C4 mixtures as tertiary butanol, and isobutene is subsequently recovered by dehydration and decomposition reaction. . However, when reacting water and isobutene, a method is adopted in which a polar solvent and emulsifier are present that dissolve both water and the C 4 mixture, so it is unavoidable that some amount of the solvent and emulsifier are altered or lost. It is inevitable that the process itself becomes considerably complicated because the solvent and emulsifier are collected and reused. In addition, in the dehydration and decomposition reaction of tertiary-butanol, the reaction is carried out in the gas phase, so the amount of cation exchange resin used as a catalyst is large, making the equipment bulky. Technical difficulties, such as the inability to use high temperature heat sources due to the low upper limit of the heat resistance of the catalyst and the associated need for very large heat transfer surfaces to supply the heat of endothermic reactions with small temperature differences It is unavoidable that production becomes extremely difficult.

本発明者らはこれら従来の方法を解決したイソ
ブテンの分離方法を研究した結果、 以下の一連のプロセスすなわち、 (ア) イソブテン含有炭化水素と水とを連続的に第
1反応器に供給し、該反応器内には強酸型陽イ
オン交換樹脂触媒粒子が固定床として充填さ
れ、かつ該触媒粒子間の間隙を液状の該イソブ
テン含有炭化水素が連続相をなして充満され、
水が該触媒粒子表面上をつたわつて平均線速度
1.0m/hr以上で流下する方法で、温度50〜150
℃で該イソブテン含有炭化水素と水との接触を
連続的に行ない、水和反応を行なわせ反応物を
反応器から抜き出し、 (イ) 反応物を水相と炭化水素相に相分離させ、該
炭化水素相を蒸留塔(1)で蒸留することによ
り、塔頂から未反応炭化水素を回収し、塔底か
らターシヤリーブタノール(TBA)を主に含
む流れを得、 (ウ) この蒸留塔(1)からのTBAを主に含む流
れおよび前記反応物の水相の双方の流れを蒸留
塔(2)に供給し、 (エ) 蒸留塔(2)の最頂部からの流れを系外に排
出し、また蒸留塔(2)の塔底から水を主に含
む流れを排出し、さらに蒸留塔(2)の上部か
らTBAを含む流れを得、このTBAを主に含む
流れを第2反応器に供給し、 (オ) 第2反応器内には陽イオン交換樹脂触媒が収
容され、かつTBAと水との液状混合物が存在
して温度90〜180℃圧力1.5〜15気圧に保持され
ており、前記TBAを含む流れはこの反応器内
に連続的に供給され、TBAの脱水分解反応を
行なわせ、 (カ) 第2反応器上部より、生成ガス状イソブテ
ン、未反応ガス状TBAおよび水蒸気を含む混
合流を連続的に抜き出し、 (キ) この混合流を蒸留塔(3)に供給して塔頂よ
り製品イソブテンを回収し、塔底からの留分を
第2反応器に循環供給し、 (ク) 他方第2反応器内の液状混合物の液相部分か
ら該反応器内に収容されている未反応TBAと
水との液状混合物の一部を連続的に抜き出し、 (ケ) この液状混合物を蒸留塔(2)に循環供給
する。
The present inventors researched a method for separating isobutene that solved these conventional methods, and found that the following series of processes were performed: (a) Continuously supplying an isobutene-containing hydrocarbon and water to a first reactor; The reactor is filled with strong acid type cation exchange resin catalyst particles as a fixed bed, and the gaps between the catalyst particles are filled with the liquid isobutene-containing hydrocarbon as a continuous phase,
The average linear velocity of water as it travels over the surface of the catalyst particles
A method of flowing down at a rate of 1.0 m/hr or more, at a temperature of 50 to 150
The isobutene-containing hydrocarbon is continuously brought into contact with water at ℃ to perform a hydration reaction and the reactant is extracted from the reactor; (a) the reactant is phase-separated into an aqueous phase and a hydrocarbon phase; By distilling the hydrocarbon phase in the distillation column (1), unreacted hydrocarbons are recovered from the top of the column, and a stream mainly containing tertiary butanol (TBA) is obtained from the bottom of the column. Both the stream mainly containing TBA from 1) and the aqueous phase of the reactant are fed to the distillation column (2), and (d) the stream from the top of the distillation column (2) is discharged to the outside of the system. In addition, a stream mainly containing water is discharged from the bottom of the distillation column (2), a stream containing TBA is obtained from the top of the distillation column (2), and this stream mainly containing TBA is sent to the second reactor. (e) A cation exchange resin catalyst is housed in the second reactor, and a liquid mixture of TBA and water is maintained at a temperature of 90 to 180 degrees Celsius and a pressure of 1.5 to 15 atm. , the stream containing TBA is continuously supplied into this reactor to perform a dehydration and decomposition reaction of TBA, and (f) the generated gaseous isobutene, unreacted gaseous TBA and water vapor are removed from the upper part of the second reactor. (g) This mixed stream is supplied to a distillation column (3) to recover the product isobutene from the top of the column, and the fraction from the bottom of the column is circulated and supplied to a second reactor; (h) On the other hand, a part of the liquid mixture of unreacted TBA and water contained in the second reactor is continuously extracted from the liquid phase portion of the liquid mixture in the second reactor, and (v) this liquid mixture is is circulated and supplied to the distillation column (2).

を採用することによるすぐれたイソブテンの連続
的分離回収方法を見い出した。
We have discovered an excellent method for continuous separation and recovery of isobutene by employing the following method.

以下本発明の方法を図面にしたがつて説明す
る。
The method of the present invention will be explained below with reference to the drawings.

イソブテンを含んだ加圧液化したイソブテン含
有炭化水素は管2から第1反応器1に連続的に供
給される。イソブテン含有炭化水素は、イソブテ
ンを含む炭化水素混合物であるが、一般的にはイ
ソブテン10%以上を含むブテン、ブタン類の混合
物である。工業的には石油類の熱分解、水蒸気分
解、接触分解等により得られるC4炭化水素混合
物、好ましくはこれからブタジエンを分離除去し
たものが用いられる。炭化水素混合物中のイソブ
テンの濃度は通常80%以下であり、一般には20〜
50%のものである。以下、イソブテン含有炭化水
素をC4混合物と略記する。
The pressurized liquefied isobutene-containing hydrocarbon containing isobutene is continuously fed to the first reactor 1 from the tube 2 . Isobutene-containing hydrocarbons are hydrocarbon mixtures containing isobutene, and generally are mixtures of butenes and butanes containing 10% or more of isobutene. Industrially, a C 4 hydrocarbon mixture obtained by thermal cracking, steam cracking, catalytic cracking, etc. of petroleum products, preferably one from which butadiene has been separated and removed, is used. The concentration of isobutene in hydrocarbon mixtures is usually below 80%, and generally between 20 and
50%. Hereinafter, the isobutene-containing hydrocarbon will be abbreviated as a C 4 mixture.

第1反応器は管3から同時に連続的に供給され
る水とイソブテンの水和反応を行つてターシヤリ
ーブタノール(以下TBAと略す)を生成する機
能を有するもので、強酸型陽イオン交換樹脂が固
定床触媒として充填されている。
The first reactor has the function of producing tertiary butanol (hereinafter abbreviated as TBA) by performing a hydration reaction between water and isobutene, which are continuously supplied simultaneously from tube 3, and is a reactor in which a strong acid type cation exchange resin is used. Packed as a fixed bed catalyst.

ここで言う強酸型陽イオン交換樹脂はスチレ
ン・ジビニルベンゼン共重合体を骨格とするもの
であり、その性質を表現する因子として交換容
量、粒径、比重、架橋度、表面積、気孔率等がと
くに重要である。この中で表面積、気孔率、交換
容量、および粒径がある特定の範囲にある強酸型
陽イオン交換樹脂が好ましく用いられる。
The strong acid type cation exchange resin referred to here has a skeleton of styrene/divinylbenzene copolymer, and the factors that express its properties include exchange capacity, particle size, specific gravity, degree of crosslinking, surface area, and porosity. is important. Among these, a strong acid type cation exchange resin having a surface area, porosity, exchange capacity, and particle size within a certain range is preferably used.

表面積に関して言えば陽イオン交換樹脂を80℃
で6時間真空中で乾燥したものをベツド
(BET)の表面積測定の方法に従い、窒素を用い
て測定した値が0.2〜120m2/g好ましくは0.4〜
100m2/gとなるものである。この数値が0.2m2
gより小さい場合には目的とする水和反応速度が
遅く、この数値が120m2/gより大きい場合には
樹脂の耐用性、機械的強度に問題を生ずる。気孔
率に関してはPrac.Natl.Acad.Sci.、Vol 7、115
(1921)に記載の方法に従い水銀を用いて測定し
た値が0.03ml/ml以上、好ましくは0.05〜1.0ml/
mlを与えるものが特に有効である。
Regarding surface area, cation exchange resin is 80°C.
The value measured using nitrogen according to the surface area measurement method of BET after drying in vacuum for 6 hours is 0.2-120 m 2 /g, preferably 0.4-120 m 2 /g.
100m 2 /g. This value is 0.2m 2 /
If it is less than 120 m 2 /g, the desired hydration reaction rate will be slow, and if this value is more than 120 m 2 /g, problems will arise in the durability and mechanical strength of the resin. Regarding porosity, Prac.Natl.Acad.Sci., Vol 7, 115
The value measured using mercury according to the method described in (1921) is 0.03ml/ml or more, preferably 0.05 to 1.0ml/ml.
ml is particularly effective.

気孔率が少であると目的とする水和反応の速度
が遅くなる欠点がある。通常ゲル型と言われる樹
脂は一般にこの範囲からはずれており、樹脂の構
造中に所定の細孔を有したタイプの樹脂が本発明
において好ましく用いられる。
A low porosity has the disadvantage that the rate of the desired hydration reaction is slow. Resins that are commonly referred to as gel-type resins generally fall outside of this range, and resins that have predetermined pores in their resin structure are preferably used in the present invention.

更に交換容量に関していえばその値が
1.0meq/g以上好ましくは2.0〜6meq/g、粒
径が0.1〜5mm、真比重が1.0〜1.4のものが用いら
れる。交換容量は、乾燥触媒粒子1g当りに有す
るスルホン酸基のミリグラム当量で示され、これ
が1.0より小の場合は、水和反応の速度が低下す
る。
Furthermore, regarding the exchange capacity, its value is
Those used have a particle size of 1.0 meq/g or more, preferably 2.0 to 6 meq/g, a particle size of 0.1 to 5 mm, and a true specific gravity of 1.0 to 1.4. The exchange capacity is expressed in milligram equivalents of sulfonic acid groups per gram of dry catalyst particles, and if it is less than 1.0, the rate of the hydration reaction is reduced.

また粒径が0.1mmより小であると、充填された
固定床として実用され難く、粒径が5mmより大で
あると活性が低下する。樹脂骨格内のジビニルベ
ンゼン含量(架橋度)は1〜15%の範囲の性質を
さらに同時に備えていることが望ましい。
Moreover, if the particle size is smaller than 0.1 mm, it is difficult to put it into practical use as a packed fixed bed, and if the particle size is larger than 5 mm, the activity will decrease. It is desirable that the divinylbenzene content (degree of crosslinking) in the resin skeleton is in the range of 1 to 15%.

これらの特性をもつ強酸型陽イオン交換樹脂は
たとえばスチレンとジビニルベンゼンを懸濁状態
で共重合させる際、モノマーに対しては良溶媒で
はあるが、重合物を膨潤させる能力に之しい溶媒
例えば、第3級アミルアルコール、第2級ブチル
アルコール、イソオクタン等を用いて重合反応を
行い、これによつて得られた高分子化合物をスル
ホン化することで製造することができる。
Strong acid type cation exchange resins with these properties are good solvents for monomers when copolymerizing styrene and divinylbenzene in a suspended state, but they have poor solvent ability to swell the polymer, such as It can be produced by performing a polymerization reaction using tertiary amyl alcohol, secondary butyl alcohol, isooctane, etc., and then sulfonating the resulting polymer compound.

第1反応器は通常円筒のたて長のもので、底部
に金網又は多孔板を有し、その上に粒状触媒が充
填される。反応器内実質部分の触媒が占める以外
の空間はイソブテンを含むC4混合物が連続相を
形成充満している。一方の反応物である水は反応
器上部の分散器を通して連続的に供給され触媒粒
子の表面をつたわつて流下する。
The first reactor is usually a vertically cylindrical type having a wire mesh or perforated plate at the bottom, on which the granular catalyst is packed. A substantial portion of the space in the reactor other than that occupied by the catalyst is filled with a C 4 mixture containing isobutene forming a continuous phase. Water, one of the reactants, is continuously supplied through a disperser at the top of the reactor and flows down the surface of the catalyst particles.

水が流下するのは重力によるものであり、また
連続相を形成するイソブテンよりも比重が大であ
るからである。
Water flows down due to gravity, and also because it has a higher specific gravity than isobutene, which forms the continuous phase.

触媒粒子を覆つた水流の薄膜を通してイソブテ
ンが水中に溶解し触媒表面上で水およびイソブテ
ンの接触反応が達成される。
Isobutene is dissolved in the water through a thin film of water flow covering the catalyst particles and a catalytic reaction of water and isobutene is achieved on the catalyst surface.

本発明のこのような触媒様式による場合は水相
と炭化水素相が不均一のままでもきわめて高収率
でイソブテンの水和反応が進行し、しかもイソブ
テン重合物などの副生物がほとんど生成しない。
In the case of this catalyst mode of the present invention, the hydration reaction of isobutene proceeds in extremely high yield even if the aqueous phase and the hydrocarbon phase remain heterogeneous, and hardly any by-products such as isobutene polymers are produced.

このようにすぐれた水和反応が達成される理由
は明らかではないが、触媒表面上での特別な接触
様式とイソブテンおよび水の触媒表面への親和、
吸着の状態等が高収率の水和反応の進行にすぐれ
た作用をおよぼすものと考えられる。
The reason why such an excellent hydration reaction is achieved is not clear, but it is due to the special contact mode on the catalyst surface and the affinity of isobutene and water to the catalyst surface.
It is thought that the state of adsorption has an excellent effect on the progress of the hydration reaction with high yield.

図においては、連続相をなすC4混合物は反応
器上部から下部に連続的に下向する場合を示した
が、C4混合物を反応器下部から供給し全体とし
て連続相をなしつつ上方に移行し、反応器上部か
らこれを抜き出す方法(図示してない)も本発明
において採用される。
In the figure, the C 4 mixture forming a continuous phase moves downward continuously from the top to the bottom of the reactor, but the C 4 mixture is supplied from the bottom of the reactor and moves upward while forming a continuous phase as a whole. However, a method (not shown) of extracting this from the upper part of the reactor is also adopted in the present invention.

本発明のこのような接触方法を有効に始動させ
るにはたとえば次のような方法が採用される。
For example, the following method may be employed to effectively start the contact method of the present invention.

すなわち、あらかじめ反応器内に液状炭化水素
(イソブテン含有炭化水素又は不活性の炭化水素
類など)を充満させて管2からC4混合物および
管3から水を供給し始め、温度を漸次上昇させて
反応を開始させる。またC4混合物と水とをそれ
ぞれ管2,3から供給するが、初期の段階におい
て、管5より水を多く抜き出し反応器内にC4
合物を充満させ昇温する方法も採用される。
That is, the reactor is filled with liquid hydrocarbon (isobutene-containing hydrocarbon or inert hydrocarbons, etc.) in advance, and the C 4 mixture is supplied from tube 2 and water is started from tube 3, and the temperature is gradually increased. Start the reaction. Furthermore, although the C 4 mixture and water are supplied through tubes 2 and 3, a method may also be adopted in which, at an early stage, a large amount of water is extracted from tube 5, the reactor is filled with the C 4 mixture, and the temperature is raised.

本発明においては水和の反応温度は50〜150℃
好ましくは60〜100℃であり、50℃より低い温度
であると反応速度が遅く有効にTBAが生成され
ず、150℃より高い温度であるとイソブテン2量
体、イソブテン3量体、第2級ブチルアルコール
などの副生物の生成が多くなるとともに触媒の劣
化がはげしくなる。
In the present invention, the hydration reaction temperature is 50 to 150°C.
Preferably the temperature is 60 to 100°C. If the temperature is lower than 50°C, the reaction rate will be slow and TBA will not be effectively produced. If the temperature is higher than 150°C, isobutene dimer, isobutene trimer, secondary As the production of by-products such as butyl alcohol increases, the deterioration of the catalyst becomes more rapid.

本発明においては圧力は特に限定はないが、上
記の反応温度でイソブテン含有炭化水素および水
が液状を呈する圧力で採用され、通常2〜50、
Kg/cm2G好ましくは5〜40Kg/cm2Gが採用され
る。
In the present invention, the pressure is not particularly limited, but it is employed at a pressure that allows the isobutene-containing hydrocarbon and water to become liquid at the above reaction temperature, and is usually 2 to 50,000,
Kg/cm 2 G, preferably 5 to 40 Kg/cm 2 G is employed.

なお本発明においては、使用する強酸型陽イオ
ン交換樹脂をはじめに水で充分湿潤させて使用す
ることが好ましい。水で湿潤させるのは、該強酸
型陽イオン交換樹脂を通常0〜100℃で多量の水
中にたとえば、1分〜24時間程度浸漬しておくこ
とによる。
In the present invention, it is preferable that the strongly acidic cation exchange resin used is first thoroughly moistened with water. Wetting with water is usually done by immersing the strong acid type cation exchange resin in a large amount of water at 0 to 100° C. for about 1 minute to 24 hours.

本発明においてこのように、初めに充分湿潤さ
せた強酸型陽イオン交換樹脂を用いる場合は副反
応生成物とくにイソブテン重合体の副生が抑制さ
れまた触媒の活性劣化が大幅に改善される。
In the present invention, when a strongly acidic cation exchange resin that is sufficiently wetted is used, the production of side reaction products, particularly isobutene polymers, is suppressed and the deterioration of catalyst activity is greatly improved.

このように初めに充分湿潤させた強酸型陽イオ
ン交換樹脂を用いる場合においては、乾燥状態の
該樹脂を前記の反応容器に充填し、まずこれに水
を供給し、水と接触させた後水を排出し、次に前
記した手法でイソブテンを反応器に充満させる方
法が好ましく採用される。
When using a strong acid type cation exchange resin that has been sufficiently moistened at the beginning in this way, the dry resin is filled into the reaction vessel, water is first supplied to it, and after contact with the water, water is added. A preferred method is to discharge the isobutene and then fill the reactor with isobutene using the method described above.

また本発明においては水を反応器の空塔基準で
平均線速度1.0m/hr以上好ましくは1.0〜30mm/
hrさらに好ましくは1.5〜20m/hrで供給され
る。平均線速度が1.0m/hrより小さいとイソブ
テンのTBAへの転換率が低くなり、またブテン
類の重合が促進される傾向にある。
In addition, in the present invention, water is transported at an average linear velocity of 1.0 m/hr or more, preferably 1.0 to 30 mm/hr, based on the sky column of the reactor.
It is more preferably supplied at a rate of 1.5 to 20 m/hr. When the average linear velocity is less than 1.0 m/hr, the conversion rate of isobutene to TBA tends to be low, and the polymerization of butenes tends to be accelerated.

平均線速度が30m/hrより大きいと、同じくイ
ソブテンのTBAへの転換率が低くなり、また水
溶液中のTBAの濃度が低下してその後の操作に
不都合を生ずるおそれがある。また本発明におけ
るC4混合物の反応器内の空塔基準の平均線速度
は0.2〜50m/hr、好ましくは1〜30m/hrで供
給される。
If the average linear velocity is higher than 30 m/hr, the conversion rate of isobutene to TBA will similarly be low, and the concentration of TBA in the aqueous solution will decrease, which may cause problems in subsequent operations. Further, in the present invention, the C 4 mixture is supplied at an average linear velocity based on the sky column in the reactor from 0.2 to 50 m/hr, preferably from 1 to 30 m/hr.

触媒に対する供給量は水基準、C4混合物基準
のLHSVで各々0.1〜5.0hr-1、好ましくは0.2〜
4hr-1、最も好ましくは0.3〜1.5hr-1である。
The feed rate to the catalyst is 0.1 to 5.0 hr -1 , preferably 0.2 to 5.0 hr -1 in LHSV based on water and C 4 mixture.
4 hr −1 , most preferably 0.3 to 1.5 hr −1 .

上記のように接触反応を受けた反応混合物は管
5から抜き出され、静止槽7にて水相と炭化水素
相に分離されるが、生成したTBAは両相にまた
がつて存在する。この場合管5からの流体の一部
を管6を経て反応器に循環させることもでき、こ
れにより反応器内の温度の制御および反応の均一
化が行なわれ、より有効に反応が達成される。そ
の際の循環量はLHSVで0.1〜30、好ましくは0.2
〜10が良好な結果を与える。少なすぎる場合には
目的とする温度制御等が有効に行われず、多すぎ
る場合にはイソブテンのTBAへ転換率が低下す
る。
The reaction mixture that has undergone the catalytic reaction as described above is extracted from the tube 5 and separated into an aqueous phase and a hydrocarbon phase in a static tank 7, but the generated TBA exists across both phases. In this case, a part of the fluid from tube 5 can also be circulated to the reactor via tube 6, which controls the temperature in the reactor and homogenizes the reaction, thereby achieving a more effective reaction. . The circulating volume at that time is LHSV 0.1 to 30, preferably 0.2
~10 gives good results. If it is too small, the desired temperature control etc. will not be carried out effectively, and if it is too large, the conversion rate of isobutene to TBA will decrease.

本発明においては上記水和反応を多段で行うこ
とができる。この場合の一例として図には二つの
水和反応器を記してあるが、管5から抜き出され
た反応混合物を静止槽7に導入し、炭化水素相と
水相に分離し、炭化水素相は管2′から第1番目
の反応器と同様な第1反応器1′に導入する。こ
の際管2′と第1反応器1′の間に炭化水素相から
TBAの一部又は大部分を分離、除去する装置を
設置することは(図示せず)C4混合物からのイ
ソブテン回収率を増加させるうえである。この場
合、分離されたTBAは後続する蒸留塔(1)又
は(2)に供給することが好ましく採用される。
また多段の水和反応器にて水和反応を行う場合、
第2番目の反応器以降の反応温度は、第1番目の
反応器と同等もしくはそれより1〜20℃低く設定
するのが、イソブテンの高収率に得るのに好まし
い結果を与える。最終の水和反応器から抜き出さ
れた反応混合物は静止槽7′にて水相と炭化水素
相に分離されたのち、炭化水素相は管8を通つて
蒸留塔(1)に供給される。蒸留塔(1)におい
ては塔底よりTBAを主に含む流れ、塔頂より管
12から大部分のイソブテンが除去された未反応
C4混合物が得られるが、これは化学合成原料と
して有効に利用されうるものである。ここで、
TBAを主に含む流れは、通常TBA50〜95wt%、
未反応炭化水素類0.01〜3.0wt%、水5〜50wt%
を含むものである。塔底からのTBAを主に含む
流れは、静止槽7から抜き出されたTBAを含む
水相と共に管13から蒸留塔(2)に供給され
る。蒸留塔(2)の機能は物理溶解しているブタ
ン、ブテン類を除去し、最終製品イソブテンの品
質を高純度に維持すること、次のTBAを脱水分
解してイソブテンを回収する段階で用いる濃度に
までTBAを濃縮することおよびTBAを除去した
熱水を回収しこれを第1反応器へ循環再使用して
熱経済を図る三つの機能を有している。
In the present invention, the above hydration reaction can be carried out in multiple stages. As an example of this case, two hydration reactors are shown in the figure, and the reaction mixture extracted from tube 5 is introduced into static tank 7, separated into a hydrocarbon phase and an aqueous phase, and the hydrocarbon phase is introduced through tube 2' into a first reactor 1' which is similar to the first reactor. At this time, a hydrocarbon phase is removed between the tube 2' and the first reactor 1'.
Installing equipment to separate or remove some or most of the TBA (not shown) will help increase isobutene recovery from the C4 mixture. In this case, the separated TBA is preferably supplied to the subsequent distillation column (1) or (2).
In addition, when performing the hydration reaction in a multi-stage hydration reactor,
It is preferable to set the reaction temperature in the second and subsequent reactors to be equal to or 1 to 20° C. lower than that in the first reactor to obtain a high yield of isobutene. The reaction mixture extracted from the final hydration reactor is separated into an aqueous phase and a hydrocarbon phase in a static tank 7', and the hydrocarbon phase is fed to the distillation column (1) through a pipe 8. . In the distillation column (1), a stream mainly containing TBA comes from the bottom of the column, and an unreacted stream from which most of isobutene has been removed comes from pipe 12 from the top of the column.
A C 4 mixture is obtained, which can be effectively used as a raw material for chemical synthesis. here,
Streams containing mainly TBA are usually 50-95wt% TBA,
Unreacted hydrocarbons 0.01-3.0wt%, water 5-50wt%
This includes: The stream mainly containing TBA from the bottom of the column is fed to the distillation column (2) through pipe 13 together with the aqueous phase containing TBA extracted from static tank 7. The function of the distillation column (2) is to remove physically dissolved butane and butenes, maintain the quality of the final product isobutene at a high level of purity, and maintain the concentration used in the next step of dehydrating and decomposing TBA to recover isobutene. It has three functions: concentrating TBA to a maximum of 100%, and collecting hot water from which TBA has been removed and recycling it to the first reactor for thermal economy.

また本発明は前記の2つの流れすなわち静止槽
の水相の流れ、蒸留塔(1)の塔底流に加え後記
する第2反応器下部からの流れ(管21)の三つ
の流れを同時に処理することが大きな特徴であ
る。蒸留塔(1)の塔底流は前記したように未反
応炭化水素類が少量含まれ、これは最終製品イソ
ブテンの純度に悪影響を与える。もつとも蒸留塔
(1)で充分な蒸留を行ない蒸留塔(1)の塔底
流中に未反応炭化水素類をほとんど含まないよう
にすることは不可能ではないが、この場合には蒸
留塔(1)の塔頂流中にTBAが多量に流出する
ことになり経済的にきわめて不利となる。本発明
においては、未反応炭化水素類が少量含まれる蒸
留塔(1)の塔底流を前記のように静止槽からの
水相および第2反応器からの流れと同時に蒸留塔
(2)に供給して蒸留することにより、蒸留塔
(2)の最頂部からきわめて有効に末反応炭化水
素類を除去することに特徴の一つを有する。
In addition, the present invention simultaneously processes three streams: the aqueous phase stream from the static tank, the bottom stream from the distillation column (1), and the stream from the lower part of the second reactor (pipe 21), which will be described later. This is a major feature. As mentioned above, the bottom stream of the distillation column (1) contains a small amount of unreacted hydrocarbons, which adversely affects the purity of the final product, isobutene. Of course, it is not impossible to perform sufficient distillation in the distillation column (1) so that almost no unreacted hydrocarbons are contained in the bottom stream of the distillation column (1), but in this case, the distillation column (1) ), which causes a large amount of TBA to flow out into the tower overhead stream, which is extremely disadvantageous economically. In the present invention, the bottom stream of the distillation column (1) containing a small amount of unreacted hydrocarbons is fed to the distillation column (2) simultaneously with the aqueous phase from the static tank and the flow from the second reactor as described above. One of the characteristics is that end-reacted hydrocarbons are very effectively removed from the top of the distillation column (2) by distillation.

蒸留塔(2)の塔頂からは物理溶解したブタ
ン・ブテン類を除き、塔の上部からサイドカツト
としてTBA−水の共沸混合物またはTBAの濃度
が50〜88wt%に濃縮されたTBA水溶液を得るの
が好都合である。管13から蒸留塔(2)に供給
される流れには第1反応器で副生した若干量のセ
カンダリーブタノール(以下SBAと略す)も含
まれるが、サイドカツトとして得る濃縮された
TBA水溶液の中のSBA含量を20wt%以下に抑え
れば本発明の後続するプロセスで十分高純度のイ
ソブテンを回収することができ、濃縮TBA水溶
液中の許容されるSBA含量の範囲は十分にひろ
くとることが可能である。
Physically dissolved butane and butenes are removed from the top of the distillation column (2), and a TBA-water azeotrope or a TBA aqueous solution with a TBA concentration of 50 to 88 wt% is obtained as a side cut from the top of the column. It is convenient. The stream supplied from pipe 13 to the distillation column (2) also contains a small amount of secondary butanol (hereinafter abbreviated as SBA) produced as a by-product in the first reactor, but the concentrated
If the SBA content in the TBA aqueous solution is suppressed to 20 wt% or less, isobutene of sufficiently high purity can be recovered in the subsequent process of the present invention, and the range of allowable SBA content in the concentrated TBA aqueous solution is sufficiently wide. It is possible to take

蒸留塔(2)からの濃縮されたTBA水溶液は
管16を通して通常加熱したのちに第2反応器1
0(脱水分解反応器)に、好ましくはその下部に
連続的に供給される。蒸留塔(2)の塔底からは
水を主に含む流れが引き抜かれ、この流れは系外
に排出することができるがこの流れを第1反応器
に循環し、水和反応に使用する水の一部又は全部
として利用することができる。
The concentrated TBA aqueous solution from the distillation column (2) is normally heated through a pipe 16 and then transferred to the second reactor 1.
0 (dehydrolysis reactor), preferably in its lower part. A stream mainly containing water is withdrawn from the bottom of the distillation column (2), and although this stream can be discharged outside the system, it is circulated to the first reactor to collect the water used for the hydration reaction. It can be used as part or all of.

本発明で用いる脱水分解反応器は少なくとも、
原料TBA供給口、上部に生成物および未反応
TBA混合ガスの抜出口、下部にTBAと水との液
状混合物の排出口を有する耐圧の密閉容器であ
る。
The dehydration decomposition reactor used in the present invention includes at least
Raw material TBA supply port, product and unreacted at the top
It is a pressure-resistant sealed container with an outlet for the TBA mixed gas and an outlet for the liquid mixture of TBA and water at the bottom.

本発明では脱水分解反応器は後記するように反
応条件を選択することにより、特に熱の供給又は
除去のための装備を有しないこともできることが
特徴の一つであるが、これらの装備ないし保温装
備を有することを何ら妨げるものではない。反応
器内には陽イオン交換樹脂触媒が充填されてお
り、かつTBAと水を含む液状混合物がこの触媒
と接して収容されている。この液状混合物は反応
器内の大部分特に触媒が存在する区域に液相とし
て存在することが望ましい。この液状混合物は通
常TBAを約2〜70wt%、好ましくは、10〜60wt
%含む水溶液である。触媒は固定床として存在し
ても良くまたTBAと水との液状混合物中に懸
濁、流動した状態で存在しても良い。
One of the features of the present invention is that the dehydration decomposition reactor can be equipped with no equipment for supplying or removing heat by selecting the reaction conditions as described later; There is no hindrance to having equipment. The reactor is filled with a cation exchange resin catalyst, and a liquid mixture containing TBA and water is housed in contact with the catalyst. This liquid mixture is preferably present as a liquid phase in most of the reactor, particularly in the area where the catalyst is present. This liquid mixture usually contains about 2 to 70 wt% TBA, preferably 10 to 60 wt%.
It is an aqueous solution containing %. The catalyst may be present as a fixed bed or in a suspended or fluidized state in a liquid mixture of TBA and water.

反応器内に撹拌翼を備えるか、該液状混合物の
循環をポンプで行ない反応器内の触媒を懸濁、流
動した状態に保持することはTBAの脱水分解反
応に好ましい結果を与える。とくに劣化した触媒
を連続的に新規触媒と入れ替えるには好都合であ
る。
Providing a stirring blade in the reactor or circulating the liquid mixture with a pump to maintain the catalyst in the reactor in a suspended and fluidized state gives favorable results to the dehydration and decomposition reaction of TBA. This is particularly convenient for continuously replacing deteriorated catalysts with new catalysts.

脱水分解の触媒としては陽イオン交換樹脂が用
いられるが、ここで言う陽イオン交換樹脂とは酸
基を有し、陽イオン交換性能を有する樹脂でスチ
レン系スルホン酸型樹脂あるいはフエノールスル
ホン酸型樹脂などの強酸型樹脂がそれらの代表で
あり、水素イオンの交換容量が0.1mM/g以上
であれば使用可能である。このような目的に合致
するものの一つとして、第1反応器(水和反応
器)からの廃触媒をそのまま脱水分解反応器の触
媒として用いることも可能であり、このような触
媒の使用方法は全体としての本プロセスの経済性
を高めるのに大きな効果がある。
A cation exchange resin is used as a catalyst for dehydration and decomposition, and the cation exchange resin referred to here is a resin that has an acid group and has cation exchange performance, such as a styrene sulfonic acid type resin or a phenolsulfonic acid type resin. Strong acid type resins such as , etc. are representative of these, and can be used if the hydrogen ion exchange capacity is 0.1mM/g or more. As one method that meets this purpose, it is also possible to use the waste catalyst from the first reactor (hydration reactor) as it is as a catalyst in the dehydration cracking reactor, and the method for using such a catalyst is as follows. This has a great effect on increasing the economic efficiency of this process as a whole.

触媒および該液状混合物を収容している脱水分
解反応器内は温度90〜180℃、好ましくは105〜
140℃、圧力1.5〜15気圧好ましくは3〜10気圧に
保持される。
The temperature inside the dehydration decomposition reactor containing the catalyst and the liquid mixture is 90 to 180°C, preferably 105 to 180°C.
The temperature is maintained at 140°C and a pressure of 1.5 to 15 atmospheres, preferably 3 to 10 atmospheres.

原料TBAは前記したように加熱して液状また
はガス状に反応器内に供給されるが、反応器内圧
よりも高圧たとえば、0.1〜5気圧程度高圧で供
給され、また温度は反応器内温よりも高温たとえ
ば、1〜50℃程度高温で供給することが好まし
い。しかし反応を制御するために反応器内温度よ
りも1〜30℃程度低温で供給することも場合によ
つて採用される。ガス状でTBAを供給する場合
TBAは反応器内の該液状混合物中に導入される
が、通常、該液状混合物の液相の高さの上から1/
3以下の場所好ましくは1/2〜9/10の場所に導入さ
れる。ガス状TBAを反応器のより上部に導入す
ると、供給ガス状TBAが充分に反応せず反応器
上部から抜き出される未反応TBAの量が多くな
る。
As mentioned above, the raw material TBA is heated and supplied into the reactor in a liquid or gaseous state, but it is supplied at a pressure higher than the internal pressure of the reactor, for example, about 0.1 to 5 atm, and the temperature is lower than the internal temperature of the reactor. It is also preferable to supply at a high temperature, for example, about 1 to 50°C. However, in order to control the reaction, feeding at a temperature about 1 to 30° C. lower than the internal temperature of the reactor is sometimes adopted. When supplying TBA in gaseous form
TBA is introduced into the liquid mixture in the reactor, and is usually 1/1/2 of the height of the liquid phase of the liquid mixture.
It is introduced in 3 or less places, preferably 1/2 to 9/10 places. If gaseous TBA is introduced into the upper part of the reactor, the supplied gaseous TBA will not react sufficiently and the amount of unreacted TBA drawn out from the upper part of the reactor will increase.

導入されたTBAはすでに前記所定の温度、圧
力で存在しているTBAと水との液状混合物に接
触し、これに吸収、凝縮され、また同時に存在す
る触媒表面上で脱水分解反応が行なわれる。
The introduced TBA comes into contact with the liquid mixture of TBA and water that already exists at the predetermined temperature and pressure, is absorbed and condensed therein, and simultaneously undergoes a dehydration and decomposition reaction on the surface of the catalyst.

反応器内の温度が低すぎる場合には単位触媒当
りのイソブテンの生成量が低下し、高すぎる場合
は触媒の劣化が促進されるほか、高温の熱源を使
用する不利が伴う。また圧力が低すぎる場合には
気体で供給される原料TBAが供給後充分に反応
器内の混合液中に吸収、凝縮されず有効な反応が
行なわれない。また圧力が高すぎる場合は反応系
での生成イソブテンの分圧が高くなり、平衡的に
脱水分解反応が行なわれにくくなる。
If the temperature in the reactor is too low, the amount of isobutene produced per unit catalyst will decrease, and if it is too high, catalyst deterioration will be accelerated and there will be disadvantages in using a high temperature heat source. Furthermore, if the pressure is too low, the raw material TBA supplied in the form of a gas will not be sufficiently absorbed and condensed into the mixed liquid in the reactor after being supplied, and an effective reaction will not take place. If the pressure is too high, the partial pressure of isobutene produced in the reaction system will increase, making it difficult to carry out the dehydration and decomposition reaction in an equilibrium manner.

反応により生じたイソブテンはガス状で反応器
頂部から管18を経て連続的に抜き出される。こ
のガス状イソブテンには未反応ガス状TBAが含
まれ、また分解反応により生じた水が少量水蒸気
となつて含まれる。さらに反応により副生したイ
ソブテンの低量重合物(主として2量体)が微量
含まれることがある。
The isobutene produced by the reaction is continuously withdrawn in gaseous form from the top of the reactor via pipe 18. This gaseous isobutene contains unreacted gaseous TBA and also contains a small amount of water produced by the decomposition reaction in the form of water vapor. Furthermore, a trace amount of a low-amount polymer (mainly a dimer) of isobutene produced as a by-product from the reaction may be contained.

本発明においてはTBAのイソブテンへの転化
率は20〜95%、好ましくは30〜90%、さらに好ま
しくは40〜80%で操作されるが1基の反応器での
転化率が大きくない場合には2基ないし3基の反
応器を直列的に用いることは転化率を高めるのに
有効であるばかりでなく、触媒の交換時における
生産量の低下を防ぐのに役立つ。
In the present invention, the conversion rate of TBA to isobutene is operated at 20 to 95%, preferably 30 to 90%, and more preferably 40 to 80%, but if the conversion rate in one reactor is not large. Using two or three reactors in series is not only effective in increasing the conversion rate, but also helps to prevent a decrease in production when replacing the catalyst.

反応器頂部から抜き出される混合ガスには通常
イソブテンに対して1/10〜2重量倍好ましくは1/
5〜1重量倍のTBAが含まれるが、TBAの量が過
多の場合は、反応温度上昇、原料TBAの供給口
をより下部にする等の操作により制御することが
できる。
The mixed gas extracted from the top of the reactor usually contains 1/10 to 2 times the weight of isobutene, preferably 1/1
TBA is contained in an amount of 5 to 1 times the weight, but if the amount of TBA is excessive, it can be controlled by raising the reaction temperature, moving the raw material TBA feed port to a lower position, etc.

反応器頂部から抜き出されるガス状イソブテン
を含む流れから製品イソブテンを回収する。この
回収は通常の蒸留により達成される。すなわちこ
の流れを蒸留塔(3)に導入し、塔頂から純度の
高いイソブテンを管20から得ることができ、ま
た塔底から液状TBAその他の不純物を少量含む
流れが管25から得られる。この流れは加熱して
脱水分解反応器に供給することができるが、好ま
しくはこの流れを蒸留塔(4)に供給し塔頂より
管27を経て、大部分のイソブチレン2量体を除
去し、塔底よりの大部分を管28を通してその一
部をブリードしてSBAを除去しながら加熱して
脱水分解反応器に循環供給することができる。
Product isobutene is recovered from a stream containing gaseous isobutene withdrawn from the top of the reactor. This recovery is accomplished by conventional distillation. That is, this stream is introduced into the distillation column (3), and highly pure isobutene can be obtained from the top of the column through tube 20, and a stream containing a small amount of liquid TBA and other impurities can be obtained from the bottom of the column through tube 25. This stream can be heated and fed to a dehydration cracking reactor, but preferably this stream is fed to a distillation column (4) and passed from the top of the column through pipe 27 to remove most of the isobutylene dimer. Most of the bottom of the column can be partially bled through the pipe 28, heated while removing SBA, and recycled to the dehydration cracking reactor.

他方、脱水分解反応器下部からは管21を通し
て、反応器内に存在するTBAと水を含む液状混
合物の一部が連続的に抜き出される。この抜き出
しにより反応器内の液相のレベルを一定に保持す
ると同時に反応を連続的に有効に達成することが
できる。
On the other hand, a portion of the liquid mixture containing TBA and water present in the reactor is continuously extracted from the lower part of the dehydration decomposition reactor through the pipe 21. This withdrawal allows the level of the liquid phase in the reactor to be kept constant while the reaction can be effectively carried out continuously.

ここから抜き出される流れは、未反応の
TBA、水でありまた原料に含まれた不純物等の
大部分である。反応が連続的に定常で運転されて
いる場合には、反応器内のTBAと水との混合液
の組成と同様なものであり、反応により生じた水
の多量分部および未反応TBAがこの流れにより
抜き出される。この流れ21は通常反応に循環使用
することができる。すなわち、この流れ21を前記
蒸留塔(2)に供給する。
The flow extracted from this is the unreacted
TBA, water, and most of the impurities contained in raw materials. When the reaction is operated continuously and at a steady state, the composition of the mixture of TBA and water in the reactor is similar, and a large portion of the water produced by the reaction and unreacted TBA are It is extracted by the flow. This stream 21 can normally be recycled to the reaction. That is, this stream 21 is fed to the distillation column (2).

本発明においては以上のような方法により水和
反応で生成したTBAからイソブテンが再生され
るのであるが、このような本発明による場合は、
特に高温、高圧を必要とせず、副生物が少なく収
率良くイソブテンが得られ、また反応に必要な熱
を外熱により供給する必要がないか又は少ないた
め、大型の反応器を用いて実施することが可能で
あり工業的に有利である。また本発明において
は、未反応TBAが2ケ所から排出されるが、こ
れらはいずれも簡単な操作で回収され循環使用さ
れ得るものであるので不都合を生じない。
In the present invention, isobutene is regenerated from TBA produced by the hydration reaction by the method described above, but in the case of the present invention,
In particular, it does not require high temperature or high pressure, produces isobutene in high yield with few by-products, and there is no or little need to supply the heat necessary for the reaction with external heat, so it is carried out using a large reactor. This is possible and industrially advantageous. Further, in the present invention, unreacted TBA is discharged from two places, but since both can be recovered and recycled with a simple operation, no inconvenience occurs.

またさらに、本発明におけるイソブテンの製造
方法については、原料TBA中にセカンダリーブ
タノールなどの不純物が含まれている場合におい
ても、このアルコールが分解されてn−ブテン類
を生成することがきわめて少なく、より高純度の
イソブテンを製造することができる。
Furthermore, in the method for producing isobutene according to the present invention, even if the raw material TBA contains impurities such as secondary butanol, it is extremely unlikely that this alcohol will be decomposed to produce n-butenes. High purity isobutene can be produced.

さらに、本プロセスの特徴としては、副生物、
C4留分から物理溶解する混入物がいずれも水に
不溶性または難溶性であるために除去が容易であ
り、製品イソブテンの純度を高水準に維特するこ
とが容易であるほか、廃水中に含まれる有機物を
通常の方法で極めて少い含有量に抑えることが可
能であり、環境対策のコストが低廉となる利点が
ある。本プロセスにおいては最高温度の部分が
180℃以下、PHの水準は3.5以上に保たれるので腐
食問題は全く惹起せず装置の建設費が少なくて済
むほか、第1反応器(水和反応)での使用済みの
触媒が第2反応器(脱水分解反応)で使用できる
ことは本プロセスの経済性を著るしく高めるもの
である。
Furthermore, the characteristics of this process include by-products,
All of the contaminants physically dissolved in the C4 fraction are insoluble or poorly soluble in water, making them easy to remove, making it easy to maintain a high level of purity in the isobutene product, and reducing the amount of contaminants contained in wastewater. It is possible to suppress the content of organic substances to an extremely small amount using normal methods, and has the advantage that the cost of environmental measures is low. In this process, the highest temperature part
Since the temperature is kept below 180℃ and the pH level is kept above 3.5, there will be no corrosion problem and the construction cost of the equipment will be reduced. The ability to use it in a reactor (dehydrolysis reaction) significantly increases the economics of the process.

以下に実施例をあげて、本発明をさらに具体的
に説明する。
The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below.

実施例 1 直径14cm、内容積60の円筒型水和反応器に触
媒として強酸型陽イオン交換樹脂をあらかじめ多
量の水で湿潤させたものを50固定床として充填
する。ここで用いる強酸型陽イオン交換樹脂はス
チレンジビニルベンゼンを第3級アミルアルコー
ルを溶媒として懸濁重合したものであり交換容量
3.6meq/g、粒径0.4〜0.6mm、架橋度14%、表面
積3.4m2/g、気孔率0.11ml/mlを有する。この
反応器にイソブテンを含む液状のC4混合物と水
を連続的に定量ポンプで供給する。C4混合物と
してはナフサの水蒸気分解にて得られた留分から
ブタジエンを抽出したものを用いており、その組
成は下記のごとくである。
Example 1 A cylindrical hydration reactor with a diameter of 14 cm and an internal volume of 60 ml was filled with a fixed bed of 50 ml of a strongly acidic cation exchange resin pre-wetted with a large amount of water as a catalyst. The strong acid type cation exchange resin used here is a suspension polymerization of styrene divinylbenzene using tertiary amyl alcohol as a solvent, and has an exchange capacity.
It has a particle size of 3.6 meq/g, a particle size of 0.4 to 0.6 mm, a degree of crosslinking of 14%, a surface area of 3.4 m 2 /g, and a porosity of 0.11 ml/ml. The reactor is continuously fed with a liquid C 4 mixture containing isobutene and water using a metering pump. The C 4 mixture used was one obtained by extracting butadiene from the fraction obtained by steam cracking of naphtha, and its composition was as follows.

イソブタン 5.0wt% n−ブタン 14.0〃 トランスブテン−2 7.2〃 イソブテン 43.1〃 ブテン−1 25.4〃 シスブテン−2 5.2〃 ブタジエン 0.1〃 反応開始に先立ち、水とC4混合物をそれぞれ
管3および管2から12/hr、25/hrで加熱し
て供給し、反応器出口から管6をとおして100
/hrの流体を循環しながら反応器内の温度を85
℃まで上昇させ、C4混合物の連続相を形成す
る。所定の温度に達すると上記の流量のもとで目
的とする反応が進行し、供給量に見合う液量を連
続的に抜き出すことで水和反応器内の圧力はゲー
ジ圧30Kg/cm2に維持する。この際の水の線速度は
空塔基準で2.9m/hrである。反応器出口からの
液量は管2、管3からの供給量に見合い、これが
円筒型の8の静止槽に送られ炭化水素相と水相
に分離する。炭化水素相は管8をとおして理論段
数20段の蒸留塔(1)にて還流比1で蒸留を行
い、塔頂よりラフイネートC4混合物、塔底より
TBAおよび水を回収する。ラフイネートC4混合
物は16.8/hrの流量で回収され、その中のイソ
ブテン含量は19.1wt%であつた。塔底からの流れ
は静止槽の水相とともに管13から理論段数30段
の蒸留塔(2)に供給され、還流比2.5で蒸留を
行い、塔頂から少量のC4成分、イソブテン2量
体等を除去し、塔底からは約200PPMのSBAを含
む熱水を回収する。また塔頂より10段目の位置か
ら共沸組成に近いTBA−水−SBAの混合物を
7.02Kg/hr(TBA:83.7wt%、SBA:3.8wt%、
水:12.5wt%)で抜出し、管16を介して蒸発器
で135℃の混合蒸気となし、脱水分解反応器の下
部に分散器をとおして連続的に供給する。脱水分
解反応器は直径16cm、容量10の円筒型で撹拌器
を備えており、内部には水和反応器に充填されて
いるのと同種の強酸型陽イオン交換樹脂500gと
TBA27.7wt%の水溶液(1.4wt%のSBAを含む)
が合計8の容積で固液混合相として存在する。
定常状態において脱水分解反応器の温度は119
℃、圧力はゲージ圧5Kg/cm2である。反応器頂部
には生成イソブテン、未反応TBA、水蒸気、副
生したイソブテン2量体等を気体で抜き出す管
(管18)が設けられており、反応器内の圧力を
5Kg/cm2Gに保つような圧力自動調整弁が備えら
れている。
Isobutane 5.0wt% N-Butane 14.0〃 Trans-butene-2 7.2〃 Isobutene 43.1〃 Butene-1 25.4〃 Cis-butene-2 5.2〃 Butadiene 0.1〃 Prior to the start of the reaction, water and C 4 mixture were added to tube 12 from tube 3 and tube 2, respectively. /hr, heated at 25/hr and supplied through tube 6 from the reactor outlet to 100%
The temperature inside the reactor was increased to 85% while circulating the fluid at 85%/hr.
℃ to form a continuous phase of C4 mixture. When the predetermined temperature is reached, the desired reaction proceeds at the above flow rate, and the pressure inside the hydration reactor is maintained at a gauge pressure of 30 Kg/cm 2 by continuously withdrawing the amount of liquid corresponding to the amount supplied. do. The linear velocity of water at this time is 2.9 m/hr based on the sky tower. The amount of liquid from the reactor outlet matches the amount supplied from tubes 2 and 3, and is sent to a cylindrical static tank 8 where it is separated into a hydrocarbon phase and an aqueous phase. The hydrocarbon phase is passed through tube 8 and distilled at a reflux ratio of 1 in a distillation column (1) with 20 theoretical plates, with the raffinate C 4 mixture coming from the top of the column and the mixture from the bottom of the column.
Collect TBA and water. Roughinate C4 mixture was recovered at a flow rate of 16.8/hr, and the isobutene content therein was 19.1 wt%. The flow from the bottom of the column is supplied through pipe 13 to a distillation column (2) with 30 theoretical plates together with the aqueous phase in the still tank, where distillation is carried out at a reflux ratio of 2.5, and a small amount of C4 component and isobutene dimer are removed from the top of the column. The hot water containing about 200 PPM of SBA is recovered from the bottom of the tower. In addition, a mixture of TBA-water-SBA with a near azeotropic composition was introduced from the 10th stage from the top of the column.
7.02Kg/hr (TBA: 83.7wt%, SBA: 3.8wt%,
Water: 12.5 wt%) is extracted and converted into a mixed vapor at 135°C in an evaporator via pipe 16, and continuously supplied to the lower part of the dehydration and decomposition reactor through a disperser. The dehydration decomposition reactor is a cylindrical type with a diameter of 16 cm and a capacity of 10 cm, equipped with a stirrer, and inside contains 500 g of a strong acid type cation exchange resin of the same type as that filled in the hydration reactor.
TBA27.7wt% aqueous solution (contains 1.4wt% SBA)
are present as a solid-liquid mixed phase in a total volume of 8.
At steady state, the temperature of the dehydration cracking reactor is 119
℃, and the pressure was 5 Kg/cm 2 gauge pressure. A tube (tube 18) is installed at the top of the reactor to extract produced isobutene, unreacted TBA, water vapor, by-produced isobutene dimer, etc. as a gas, and the pressure inside the reactor is maintained at 5 kg/cm 2 G. Equipped with an automatic pressure regulating valve.

また反応器底部からTBAおよび水、SBAの混
合液体部分を触媒からスクリーンを介して除去し
てとり出す管(管21)には反応器の固液混合物
のレベルを8に保つための自動調整弁が備えら
れている。脱水分解反応器の頂部から得られた気
体の混合物は理論段数30段の蒸留塔(3)にて還
流比1.5の蒸留を行いイソブテン4.42Kg/hrを回
収した。このイソブテンに含まれる不純物として
はブタン類110PPM、ブテン−1 130PPM、ブ
テン−2250PPM、イソブテン2量体15PPMでそ
のほかに少量の水を含んでいたが、水を除いた規
準でのイソブテンの純度は99.95wt%であつた。
蒸留塔(3)の塔底の留分は管25をとおして理
論段数10段の蒸留塔(4)に送り、還流比1にて
塔頂よりイソブテン2量体0.019Kg/hrを除去
し、塔底よりの留分(TBA84.3wt%の水溶液)
は一部ブリードしてSBAを除去し、管28から
蒸発器にて気化し、管16からの流れとともに脱
水分解反応器に循環供給される。
In addition, the pipe (pipe 21) that removes the mixed liquid portion of TBA, water, and SBA from the catalyst through a screen from the bottom of the reactor has an automatic regulating valve to maintain the level of the solid-liquid mixture in the reactor at 8. is provided. The gas mixture obtained from the top of the dehydration decomposition reactor was distilled at a reflux ratio of 1.5 in a distillation column (3) with 30 theoretical plates to recover 4.42 kg/hr of isobutene. The impurities contained in this isobutene were 110 PPM of butanes, 130 PPM of butene-1, 2250 PPM of butene, 15 PPM of isobutene dimer, and a small amount of water, but the purity of isobutene based on standards excluding water was 99.95. It was wt%.
The bottom fraction of the distillation column (3) is sent through a pipe 25 to a distillation column (4) having 10 theoretical plates, and 0.019 Kg/hr of isobutene dimer is removed from the top of the column at a reflux ratio of 1. Distillate from the bottom of the tower (TBA84.3wt% aqueous solution)
The SBA is partially bled to remove SBA, vaporized in an evaporator from pipe 28, and recycled together with the flow from pipe 16 to the dehydration and decomposition reactor.

脱水分解反応器から管21を介して抜き出され
た液相部分はTBA27.7wt%を含みこれは蒸留塔
(2)で管13からの流れとともに蒸留を行い
TBA87.3wt%の水溶液を回収し、管16から加
熱して蒸気として脱水分解反応器へ循環供給す
る。蒸留塔(2)の塔底からは熱水が回収される
が、これの大部分は水和反応器に水供給源として
循環供給した。
The liquid phase portion withdrawn from the dehydration cracking reactor via pipe 21 contains 27.7 wt% TBA and is distilled together with the flow from pipe 13 in the distillation column (2).
An aqueous solution containing 87.3 wt% of TBA is recovered, heated through pipe 16, and circulated as steam to the dehydration decomposition reactor. Hot water was recovered from the bottom of the distillation column (2), but most of it was circulated and supplied to the hydration reactor as a water supply source.

以上のような状態を継続的に維持した結果、イ
ソブテンのC4混合物からの回収率は68.4%選択率
は99.5%であつた。また触媒として用いた陽イオ
ン交換樹脂は2000時間を経過しても劣化は認めら
れなかつた。
As a result of continuously maintaining the above conditions, the recovery rate of isobutene from the C 4 mixture was 68.4%, and the selectivity was 99.5%. Furthermore, no deterioration was observed in the cation exchange resin used as a catalyst even after 2000 hours.

実施例 2 実施例1で示したのと同じ形状の水和反応器3
基に各々50づつの強酸型陽イオン交換樹脂を固
定床として充填する。ここで用いる強酸型陽イオ
ン交換樹脂はスチレンジビニルベンゼンを第3級
アミルアルコールを溶媒として懸濁重合したもの
であり、交換容量3.2meq/g、粒径0.2〜0.8mm架
橋度10%、表面積0.72m2/g、気孔率0.06ml/ml
を有する。反応開始に先立ち、反応器を5℃に冷
却し液状のイソブテンを含むC4混合物を反応器
内に充満させてC4混合物の連続相を形成する。
しかる後C4混合物と水を第1水和反応器の上部
に管2と管3から漸次増加させて最終的に各々25
/hr、12/hrにて供給する。この際第1水和
反応器の温度は90℃、圧力は20Kg/cm2Gに維持さ
れる。ここで用いるC4混合物は実施例1に用い
たのと同じ性状のものである。管6をとおして
100/hrの流体を循環しながら供給量に見合う
量の流体を円筒型の静止槽に送り、炭化水素相と
水相に分離する。この状態で反応器内の空塔基準
の水の線速度は2.9m/hrである。管2′で抜き出
した炭化水素相はフラツシユ操作でTBAを除去
し、除去したTBAは蒸留塔(2)に送るととも
に、C4混合物を冷却して再び液相としたのち、
第2水和反応器に管2′から供給し、これと同時
に管3′から12/hrの水を加熱して供給する。
第2水和反応器には第1反応器と同様な方法です
でに液状の炭化水素相の連続相が形成されてお
り、反応器の温度は90℃、圧力は20Kg/cm2Gに維
持されている。第1水和反応器と同様な方法で水
和反応を進行させ、第2水和反応器から抜き出し
た流体を再び第2の静止槽で炭化水素相と水相に
分離して炭化水素相はそのまま第3水和反応器に
管2″(図示せず)から張込む。その際、第1、
第2水和反応器の場合と同様に管3″(図示せ
ず)から12/hrの水を供給する。第3水和反応
器にはすでに同じように液化炭化水素の連続相が
形成されており、温度、圧力、循環液量も第1、
第2水和反応器に同じである。
Example 2 Hydration reactor 3 with the same shape as shown in Example 1
Each base was filled with 50 strong acid type cation exchange resins as a fixed bed. The strong acid type cation exchange resin used here is obtained by suspension polymerizing styrene divinylbenzene using tertiary amyl alcohol as a solvent, and has an exchange capacity of 3.2 meq/g, a particle size of 0.2 to 0.8 mm, a degree of crosslinking of 10%, and a surface area of 0.72. m 2 /g, porosity 0.06ml/ml
has. Prior to the start of the reaction, the reactor is cooled to 5° C. and the C 4 mixture containing liquid isobutene is filled into the reactor to form a continuous phase of the C 4 mixture.
Thereafter, the C4 mixture and water were gradually increased to the top of the first hydration reactor through tubes 2 and 3 until finally 25
/hr, 12/hr. At this time, the temperature of the first hydration reactor is maintained at 90° C. and the pressure is maintained at 20 Kg/cm 2 G. The C 4 mixture used here has the same properties as used in Example 1. through tube 6
While circulating the fluid at a rate of 100/hr, the amount of fluid commensurate with the supply amount is sent to a cylindrical static tank, where it is separated into a hydrocarbon phase and an aqueous phase. In this state, the linear velocity of water in the reactor based on the sky column is 2.9 m/hr. The hydrocarbon phase extracted through pipe 2' is subjected to a flashing operation to remove TBA, and the removed TBA is sent to the distillation column (2), and the C 4 mixture is cooled to become a liquid phase again.
The second hydration reactor is fed through tube 2', and at the same time 12/hr of heated water is fed through tube 3'.
A continuous liquid hydrocarbon phase has already been formed in the second hydration reactor in the same manner as in the first reactor, and the reactor temperature is maintained at 90°C and pressure at 20Kg/cm 2 G. has been done. The hydration reaction proceeds in the same manner as in the first hydration reactor, and the fluid extracted from the second hydration reactor is again separated into a hydrocarbon phase and an aqueous phase in a second static tank. Pipe 2'' (not shown) is directly inserted into the third hydration reactor.
As in the case of the second hydration reactor, 12/hr of water is fed through tube 3'' (not shown). In the third hydration reactor, a continuous phase of liquefied hydrocarbons has already formed in the same way. The temperature, pressure, and amount of circulating fluid are also
The same applies to the second hydration reactor.

第3静止槽からの炭化水素相は管8をとおして
理論段数20段の蒸留塔(1)にて還流比1で蒸留
を行い、塔頂よりラフイネートC4混合物、塔底
よりTBAおよび水を回収する。ラフイネートC4
混合物は14.4/hrの流量で回収され、その中の
イソブテン含量は3.5wt%であつた。塔底からの
流れは3個の静止槽の水相および第1静止槽の炭
化水素相のフラツシユ残とともに管13から理論
段数30段の蒸留塔(2)に供給され、還流比2.0
で蒸留を行い、塔頂から少量のC4成分、イソブ
テン2量体等を除去し、塔底からは約510PPMの
SBAを含む熱水を回収する。また塔頂より10段
目の位置から共沸組成に近いTBA−水−SBAの
混合物を9.58Kg/hr(TBA84.9wt%、SBA3.5wt
%、水11.6wt%)で抜出し管16を介して蒸発器
で133℃の混合蒸気となし、脱水分解反応器の下
部に分散器をとおして連続的に供給する。脱水分
解反応器は実施例1と同じ構造のものであり円筒
型内部には水和反応器で8000時間使用した強酸型
陽イオン交換樹脂760gがTBA30.8wt%の水溶液
中(SBA1.1wt%を含む)に分散、懸濁した状態
で存在し、陽イオン交換樹脂を含む液相が8と
なるように液の抜出し量を制禦している。定常状
態において脱水分解反応器内の温度115℃、圧力
はゲージ圧6Kg/cm2である。反応器頂部には生成
イソブテン、未反応TBA、水蒸気、副生したイ
ソブテン2量体等を気体で抜き出す管(管18)
が設けられており、反応器内の圧力を6Kg/cm2
に保つような圧力自動調節弁が備えられている。
The hydrocarbon phase from the third stationary tank is passed through pipe 8 and distilled at a reflux ratio of 1 in a distillation column (1) with 20 theoretical plates. Roughinate C 4 mixture is removed from the top of the column, and TBA and water are removed from the bottom of the column. to recover. Roughinate C 4
The mixture was recovered at a flow rate of 14.4/hr, and the isobutene content therein was 3.5 wt%. The flow from the bottom of the column is supplied through pipe 13 to a distillation column (2) with 30 theoretical plates together with the water phase in the three still tanks and the flash residue of the hydrocarbon phase in the first still tank, and the reflux ratio is 2.0.
A small amount of C4 component, isobutene dimer, etc. are removed from the top of the column, and about 510 PPM is distilled from the bottom of the column.
Collect hot water containing SBA. In addition, from the 10th stage position from the top of the column, a mixture of TBA-water-SBA with a close azeotropic composition was pumped at 9.58Kg/hr (TBA84.9wt%, SBA3.5wt%).
%, water 11.6 wt%) is turned into a mixed vapor at 133° C. in an evaporator via a withdrawal pipe 16, and is continuously supplied to the lower part of the dehydration decomposition reactor through a disperser. The dehydration decomposition reactor has the same structure as in Example 1, and inside the cylindrical shape, 760 g of a strong acid type cation exchange resin used for 8000 hours in the hydration reactor was contained in an aqueous solution of 30.8 wt% TBA (1.1 wt% SBA). ), and the amount of liquid extracted is controlled so that the liquid phase containing the cation exchange resin is 8. In steady state, the temperature inside the dehydration decomposition reactor is 115°C and the pressure is 6 kg/cm 2 gauge pressure. At the top of the reactor, there is a tube (tube 18) for extracting produced isobutene, unreacted TBA, water vapor, by-produced isobutene dimer, etc. as a gas.
is installed to control the pressure inside the reactor to 6Kg/cm 2 G.
Equipped with an automatic pressure regulating valve to maintain the pressure.

また反応器底部からTBAおよび水、SBAの混
合液体部分を触媒をスクリーンを介して除去して
とり出す管(管21)には反応器内の液相のレベ
ルを8に保つための自動調節弁が備えられてい
る。脱水分解反応器の頂部から得られた気体の混
合物は理論段数30段の蒸留塔(3)にて還流比
1.5の蒸留を行いイソブテン6.11Kg/hrを回収し
た。このイソブテンに含まれる不純物としてはブ
タン類220PPM、ブテン−1 160PPM、ブテン
−2 210PPM、イソブテン2量体65PPMでその
ほかに少量の水を含んでいたが、水を除いた規準
でのイソブテンの純度は99.93wt%であつた。蒸
留塔(3)の塔底の留分は管25をとおして理論
段数10段の蒸留塔(4)に送り、還流比1にて塔
頂よりイソブテン2量体0.031Kg/hr除去し、塔
底よりの留分(TBA81.1wt%の水溶液)は一部
ブリードしてSBAを除去し、管28から脱水分
解反応器に循環供給される。
In addition, the pipe (pipe 21) that takes out the mixed liquid portion of TBA, water, and SBA from the bottom of the reactor by removing the catalyst through a screen has an automatic control valve to maintain the level of the liquid phase in the reactor at 8. is provided. The gas mixture obtained from the top of the dehydration decomposition reactor is passed through a distillation column (3) with 30 theoretical plates to a reflux ratio.
1.5 distillations were performed and 6.11 Kg/hr of isobutene was recovered. The impurities contained in this isobutene were 220 PPM of butanes, 160 PPM of butene-1, 210 PPM of butene-2, 65 PPM of isobutene dimer, and a small amount of water, but the purity of isobutene based on standards excluding water was It was 99.93wt%. The bottom fraction of the distillation column (3) is sent through a pipe 25 to a distillation column (4) having 10 theoretical plates, where 0.031 kg/hr of isobutene dimer is removed from the top of the column at a reflux ratio of 1. The bottom fraction (81.1 wt % TBA aqueous solution) is partially bled to remove SBA, and is circulated and supplied to the dehydration and decomposition reactor through pipe 28.

脱水分解反応器から管21を介して抜き出され
た液相部分はTBA30.8wt%を含みこれは蒸留塔
(2)で管13からの流れとともに蒸留を行ない
TBA水溶液を回収し、管16から脱水分解反応
器へ循環供給する。蒸留塔(2)の塔底からは熱
水が回収されるがこれの大部分は水和反応器に水
供給源として循環供給した。
The liquid phase portion withdrawn from the dehydration cracking reactor via pipe 21 contains 30.8 wt% TBA and is distilled together with the flow from pipe 13 in the distillation column (2).
The TBA aqueous solution is collected and circulated through pipe 16 to the dehydration and decomposition reactor. Hot water was recovered from the bottom of the distillation column (2), but most of it was circulated and supplied to the hydration reactor as a water supply source.

以上のような状態を継続的に維持した結果、イ
ソブテンのC4混合物からの回収率は94.5%、選択
率は99.5%であつた。
As a result of continuously maintaining the above conditions, the recovery rate of isobutene from the C 4 mixture was 94.5%, and the selectivity was 99.5%.

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

図は本発明の方法を実施する際の一例を示すフ
ローダイアグラムである。 1……第1反応器(第一段目)、1′……第1反
応器(第二段目)、10……第2反応器、(1)…
…蒸留塔(1)、(2)……蒸留塔(2)、(3)…
…蒸留塔(3)、7……静止槽(第一段目)、7′
……静止槽(第二段目)。
The figure is a flow diagram showing an example of implementing the method of the present invention. 1...First reactor (first stage), 1'...First reactor (second stage), 10...Second reactor, (1)...
... Distillation column (1), (2) ... Distillation column (2), (3)...
... Distillation column (3), 7 ... Still tank (first stage), 7'
...Stationary tank (second stage).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 イソブテン含有炭化水素混合物からイソブテ
ンを分離回収する方法において、 (ア) イソブテン含有炭化水素と水とを連続的に第
1反応器に供給し、該反応器内には強酸型陽イ
オン交換樹脂触媒粒子が固定床として充填さ
れ、かつ該触媒粒子間の間隙を液状の該イソブ
テン含有炭化水素が連続相をなして充満され、
水が該触媒粒子表面上をつたわつて平均線速度
1.0m/hr以上で流下する方法で、温度50〜150
℃で該イソブテン含有炭化水素と水との接触を
連続的に行ない、水和反応を行なわせ反応物を
反応器から抜き出し、 (イ) 反応物を水相と炭化水素相に相分離させ、該
炭化水素相を蒸留塔(1)で蒸留することによ
り、塔頂から未反応炭化水素を回収し、塔底か
らターシヤリーブタノール(TBA)を主に含
む流れを得、 (ウ) この蒸留塔(1)からのTBAを主に含む流
れおよび前記反応物の水相の双方の流れを蒸留
塔(2)に供給し、 (エ) 蒸留塔(2)の最頂部からの流れを系外に排
出し、また蒸留塔(2)の塔底から水を主に含
む流れを排出し、さらに蒸留塔(2)の上部か
らのTBAを含む流れを得、このTBAを主に含
む流れを第2反応器に供給し、 (オ) 第2反応器内には陽イオン交換樹脂触媒が収
容され、かつTBAと水との液状混合物が存在
して温度90〜180℃圧力1.5〜15気圧に保持され
ており、前記TBAを含む流れはこの反応器内
に連続的に供給され、TBAの脱水分解反応を
行なわせ、 (カ) 第2反応器上部より、生成ガス状イソブテ
ン、未反応ガス状TBAおよび水蒸気を含む混
合流を連続的に抜き出し、 (キ) この混合流を蒸留塔(3)に供給して塔頂よ
り製品イソブテンを回収し、塔底からの留分を
第2反応器に循環供給し、 (ク) 他方第2反応器内の液状混合物の液相部分か
ら該反応器内に収容されている未反応TBAと
水との液状混合物の一部を連続的に抜き出し、 (ケ) この液状混合物を蒸留塔(2)に循環供給
することを特徴とするイソブテンの連続的分離
回収方法。 2 蒸留塔(2)の塔底からの水を主に含む流れ
を第1反応器に循環供給することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の方法。 3 蒸留塔(3)の塔底からの留分を蒸留塔
(2)に循環供給するに際して、あらかじめこの
留分を蒸留塔(4)に供給し、塔頂から副生イソ
ブテン二量体を排出除去し、塔底からの流れを蒸
留塔(2)に循環供給することを特徴とする特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4 蒸留塔(4)の塔底からの流れの一部を系外
に排出し、残部を蒸留塔(2)に循環供給するこ
とにより系中に蓄積する副生セカンダリーブタノ
ールの量を減少することを特徴とする特許請求の
範囲第3項記載の方法。
[Claims] 1. A method for separating and recovering isobutene from an isobutene-containing hydrocarbon mixture, including (a) continuously supplying an isobutene-containing hydrocarbon and water to a first reactor, and containing a strong acid in the reactor. type cation exchange resin catalyst particles are filled as a fixed bed, and the gaps between the catalyst particles are filled with the liquid isobutene-containing hydrocarbon as a continuous phase,
The average linear velocity of water as it travels over the surface of the catalyst particles
A method of flowing down at a rate of 1.0 m/hr or more, at a temperature of 50 to 150
The isobutene-containing hydrocarbon is continuously brought into contact with water at ℃ to perform a hydration reaction and the reactant is extracted from the reactor; (a) the reactant is phase-separated into an aqueous phase and a hydrocarbon phase; By distilling the hydrocarbon phase in the distillation column (1), unreacted hydrocarbons are recovered from the top of the column, and a stream mainly containing tertiary butanol (TBA) is obtained from the bottom of the column. Both the stream mainly containing TBA from 1) and the aqueous phase of the reactant are fed to the distillation column (2), and (d) the stream from the top of the distillation column (2) is discharged to the outside of the system. In addition, a stream mainly containing water is discharged from the bottom of the distillation column (2), a stream containing TBA is obtained from the top of the distillation column (2), and this stream mainly containing TBA is subjected to a second reaction. (e) The second reactor contains a cation exchange resin catalyst, and a liquid mixture of TBA and water is maintained at a temperature of 90 to 180 degrees Celsius and a pressure of 1.5 to 15 atm. The stream containing TBA is continuously supplied into this reactor to perform a dehydration and decomposition reaction of TBA. (g) This mixed stream is fed to the distillation column (3) to recover the product isobutene from the top of the column, and the fraction from the bottom of the column is circulated and fed to the second reactor. , (h) On the other hand, a part of the liquid mixture of unreacted TBA and water contained in the second reactor is continuously extracted from the liquid phase portion of the liquid mixture in the second reactor, and (v) this liquid A method for continuous separation and recovery of isobutene, characterized in that a mixture is circulated and supplied to a distillation column (2). 2. Process according to claim 1, characterized in that a stream mainly containing water from the bottom of the distillation column (2) is recycled to the first reactor. 3. When circulating and supplying the fraction from the bottom of the distillation column (3) to the distillation column (2), this fraction is supplied to the distillation column (4) in advance, and by-product isobutene dimer is discharged from the top of the column. 3. Process according to claim 1, characterized in that the stream from the bottom of the column is recycled to the distillation column (2). 4. Reducing the amount of by-product secondary butanol that accumulates in the system by discharging a part of the flow from the bottom of the distillation column (4) to the outside of the system and circulating the remainder to the distillation column (2). The method according to claim 3, characterized in that:
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