TW201420564A - 石蠟之製造方法及石蠟製造裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之目的在於提供一種可於由烯烴生成石蠟之氫化反應中抑制反應溫度之上升，其結果，可抑制氫化反應時產生烯烴或者石蠟之分解，從而生成高純度之石蠟的石蠟之製造方法、及石蠟製造裝置。石蠟製造裝置(100)具備導出部(2)與氫化反應部(3)。導出部(2)分別將原料烯烴、原料氫氣以及石蠟導出而供給至氫化反應部(3)之反應器(31)。於氫化反應部(3)之反應器(31)內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。

Description

石蠟之製造方法及石蠟製造裝置
本發明係關於一種乙烷及丙烷等石蠟之製造方法及石蠟製造裝置。
作為低級石蠟之一例之丙烷係用於作為下一代功率裝置材料之SiC之原料用途等半導體電子材料領域。丙烷係以用氫氣稀釋而成之氫氣稀釋丙烷氣體之形式使用，或者以丙烷純氣體之形式使用。對於該用途，要求丙烷為更高純度。
於用作製造高純度丙烷時之原料之以丙烷為主成分之原料氣體中，以高濃度含有例如乙烷、丙烯、異丁烷、正丁烷作為雜質。作為自該原料氣體純化出丙烷之方法，例如可列舉蒸餾、膜分離、吸附分離、吸收分離等方法。例如，於日本專利特開2002-356448號公報中記載有藉由蒸餾法來分離丙烯與丙烷。
如日本專利特開2002-356448號公報中所記載之技術般利用蒸餾法分離例如丙烯與丙烷之情形時，由於該等之沸點接近(沸點差4.9℃)，故而於其分離中必須以多階段反覆進行蒸餾。因此，於利用蒸餾法分離丙烯與丙烷之情形時，必需大規模之設備及精密之蒸餾條件之設定。關於利用蒸餾法分離碳數相同之烯烴與石蠟之情形時，亦產生同樣之問題。
作為解決此種問題之方法，於美國專利第3509226號說明書中記載有藉由使液體狀之烯烴與氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟之方 法。
於美國專利第3509226號說明書中記載之石蠟之製造方法中，由於藉由氫化反應而由烯烴生成石蠟，因此無需進行蒸餾之類之繁雜之操作，可高效地製造石蠟。
然而，於美國專利第3509226號說明書中記載之石蠟之製造方法中，有於由烯烴生成石蠟之氫化反應中，反應溫度上升至超過200℃之溫度之情形。於此種情形時，有於氫化反應時產生烯烴或者石蠟之分解，其結果無法生成高純度之石蠟之問題。
本發明之目的在於提供一種可於由烯烴生成石蠟之氫化反應中抑制反應溫度之上升，其結果，可抑制氫化反應時產生烯烴或者石蠟之分解，從而生成高純度之石蠟的石蠟之製造方法、及石蠟製造裝置。
本發明係一種石蠟之製造方法，其特徵在於包含下述步驟：供給步驟，其將原料烯烴、原料氫氣及石蠟供給至反應器；及氫化反應步驟，其於上述反應器內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
根據本發明，石蠟之製造方法包含供給步驟及氫化反應步驟。於供給步驟中，將原料烯烴、原料氫氣及石蠟供給至反應器。接著，於氫化反應步驟中，於反應器內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
於本發明之石蠟之製造方法中，反應器內之由原料烯烴生成石蠟之氫化反應係自反應開始時於石蠟之存在下進行，因此可藉由石蠟所具有之顯熱來抑制反應溫度之上升。其結果，可抑制於反應器內之氫化反應時產生烯烴或者石蠟之分解，可生成高純度之石蠟。
又，本發明之石蠟之製造方法較佳為進而包含下述步驟： 反應物供給步驟，其將於上述氫化反應步驟中進行氫化反應後之存在於上述反應器內之含有石蠟之反應物供給至分凝器；分凝步驟，其於上述分凝器中，藉由以使反應物中之石蠟之一部分液化之方式將該反應物分凝而分離成液相成分及氣相成分，並將液相成分及氣相成分分別自分凝器導出；再循環供給步驟，其將自上述分凝器導出之氣相成分作為再利用原料及石蠟供給至上述反應器；及回收步驟，其將自上述分凝器導出之液相成分作為石蠟之純化物回收。
又，較佳為本發明之石蠟之製造方法含有下述烯烴純化步驟作為上述供給步驟之前步驟：藉由使成為上述原料烯烴之來源之原料來源烯烴與含有銀離子之分離體接觸而自原料來源烯烴分離雜質，獲得烯烴之純化物；且於上述供給步驟中，將於上述烯烴純化步驟中獲得之烯烴之純化物作為原料烯烴供給至上述反應器。
又，本發明之石蠟之製造方法中，較佳為上述原料烯烴為碳數2或3之烯烴。
又，本發明係一種石蠟製造裝置，其特徵在於具備：貯存部，其分別貯存原料烯烴、原料氫氣以及石蠟；導出部，其自上述貯存部分別導出原料烯烴、原料氫氣以及石蠟；及氫化反應部，其具有被供給藉由上述導出部而自上述貯存部導出之原料烯烴、原料氫氣以及石蠟之反應器，且於該反應器內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
根據本發明，石蠟製造裝置具備貯存部、導出部及氫化反應部。 貯存部分別貯存原料烯烴、原料氫氣以及石蠟。導出部分別自貯存部導出原料烯烴、原料氫氣以及石蠟。氫化反應部具有被供給藉由導出部而自貯存部導出之原料烯烴、原料氫氣以及石蠟之反應器，且於該反應器內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
本發明之石蠟製造裝置中，反應器內之由原料烯烴生成石蠟之氫化反應係自反應開始時於石蠟之存在下進行，因此可利用石蠟所具有之顯熱抑制反應溫度之上升。其結果，可抑制於反應器內之氫化反應時產生烯烴或者石蠟之分解，可生成高純度之石蠟。
又，本發明之石蠟製造裝置較佳為進而具備：分凝部，其將於上述反應器中進行氫化反應後之存在於該反應器內之含有石蠟之反應物進行分凝，且其具有：分凝器，其藉由以使反應物中之石蠟之一部分液化之方式將該反應物分凝而分離成液相成分及氣相成分，氣相成分導出部，其將於上述分凝器中分離之氣相成分自該分凝器導出，及液相成分導出部，其將於上述分凝器中分離之液相成分自該分凝器導出；再循環供給部，其將藉由上述氣相成分導出部而自上述分凝器導出之氣相成分作為再利用原料及石蠟供給至上述反應器；及回收部，其將藉由上述液相成分導出部而自上述分凝器導出之液相成分作為石蠟之純化物回收。
又，較佳為本發明之石蠟製造裝置進而具備烯烴純化部，上述烯烴純化部係設於上述導出部之前段者，且藉由使成為上述原料烯烴之來源之原料來源烯烴與含有銀離子之分離體接觸而自原料來源烯烴分離雜質，獲得烯烴之純化物；且 上述導出部將於上述烯烴純化部中獲得之烯烴之純化物作為原料烯烴自上述貯存部導出。
1‧‧‧烯烴純化部
2‧‧‧導出部
3‧‧‧氫化反應部
4‧‧‧分凝部
5‧‧‧回收部
6‧‧‧氣相成分送出部
11‧‧‧粗烯烴鋼瓶
12、24、25、26、43、53‧‧‧流量調整器
13‧‧‧吸收塔
14‧‧‧解吸塔
15‧‧‧第1除霧器
16‧‧‧第2除霧器
17‧‧‧泵
18‧‧‧脫水塔
21‧‧‧原料烯烴鋼瓶
22‧‧‧石蠟鋼瓶
23‧‧‧原料氫氣鋼瓶
31‧‧‧反應器
41‧‧‧分凝器
41A‧‧‧第3壓力計
42、52‧‧‧冷媒循環器
51‧‧‧回收容器
100、200‧‧‧石蠟製造裝置
111‧‧‧粗烯烴氣體導入管
112‧‧‧第1吸收液導出管
112A‧‧‧流量控制閥
113‧‧‧吸收液導入管
114‧‧‧第1氣體導出管
115‧‧‧第2氣體導出管
116‧‧‧第2吸收液導出管
117‧‧‧氣體排出管
117A‧‧‧第1壓力計
117B‧‧‧第1背壓閥
118‧‧‧第3氣體導出管
118A‧‧‧第2壓力計
118B‧‧‧第2背壓閥
119‧‧‧純化烯烴導出管
201‧‧‧氣體噴射器
211‧‧‧原料烯烴導出管
211A‧‧‧第1減壓閥
211B‧‧‧第1開閉閥
212‧‧‧石蠟導出管
212A‧‧‧第2減壓閥
212B‧‧‧第2開閉閥
213‧‧‧氫氣導出管
213A‧‧‧第3減壓閥
213B‧‧‧第3開閉閥
311‧‧‧混合配管
312‧‧‧反應物導出管
411‧‧‧氣相成分導出管
411A‧‧‧第4開閉閥
411B‧‧‧第5開閉閥
412‧‧‧氣相成分排出管
412A‧‧‧第6開閉閥
413‧‧‧液相成分導出管
413A‧‧‧第7開閉閥
511‧‧‧回收氣相成分導出管
511A‧‧‧第8開閉閥
512‧‧‧回收氣相成分排出管
512A‧‧‧第9開閉閥
本發明之目的、特色、以及優點係由下述詳細之說明及圖式而更加明確。
圖1係表示本發明之一實施形態之石蠟之製造方法之步驟的步驟圖。
圖2A係表示本發明之第1實施形態之石蠟製造裝置之構成的圖。
圖2B係表示本發明之第1實施形態之石蠟製造裝置之構成的圖。
圖3係表示本發明之第2實施形態之石蠟製造裝置之構成的圖。
以下參考圖式詳細地說明本發明之較佳之實施形態。
圖1係表示本發明之一實施形態之石蠟之製造方法之步驟的步驟圖。本實施形態之石蠟之製造方法包含圖1所示之烯烴純化步驟s1、原料供給步驟s2、氫化反應步驟s3、反應物供給步驟s4、分凝步驟s5、再循環供給步驟s6及回收步驟s7。圖2A、2B係表示本發明之第1實施形態之石蠟製造裝置100之構成的圖。本實施形態之石蠟製造裝置100係用以將乙烯及丙烯等烯烴還原來製造乙烷及丙烷等石蠟之裝置。
石蠟製造裝置100具備烯烴純化部1、導出部2、氫化反應部3、分凝部4、回收部5及作為再循環供給部之氣相成分送出泵6。該石蠟製造裝置100實現本發明之石蠟之製造方法，烯烴純化部1執行烯烴純化步驟s1，導出部2執行原料供給步驟s2，氫化反應部3執行氫化反應步驟s3及反應物供給步驟s4，分凝部4執行分凝步驟s5，氣相成分送出泵6執行再循環供給步驟s6，回收部5執行回收步驟s7。
烯烴純化部1藉由使成為後述之氫化反應部3中之氫化反應時所使 用之原料烯烴之來源的原料來源烯烴(以下稱為「粗烯烴」)與含有銀離子之分離體接觸，而自粗烯烴分離雜質，獲得烯烴之純化物。作為上述分離體，可列舉摻雜銀離子之分離膜、擔載有銀離子之吸附劑、以及含有銀離子之吸收液。以下，以使用含有銀離子之吸收液作為分離體之情形為例進行說明。
如圖2A所示，烯烴純化部1係包含粗烯烴鋼瓶11、吸收塔13、解吸塔14、第1除霧器15、第2除霧器16、以及脫水塔18而構成。
粗烯烴鋼瓶11係以氣體之形式填充有含有烯烴作為主成分之粗烯烴的鋼瓶。於粗烯烴鋼瓶11中，於高壓條件下封入粗烯烴氣體。關於作為粗烯烴氣體中之主成分之烯烴，可列舉乙烯、丙烯、環丙烯、1-丁烯、2-丁烯、異丁烯等，只要於常溫(25℃)下為氣體狀之烯烴，則並無特別限定。
本發明於使用含有上述烯烴中碳數為2或者3之烯烴(乙烯、丙烯等)作為主成分之粗烯烴之情形時尤為有效。於使用含有碳數為2或者3之烯烴作為主成分之粗烯烴之情形時，本實施形態之石蠟製造裝置100係製造碳數為2或者3之石蠟(乙烷、丙烷)。
自粗烯烴鋼瓶11導出之粗烯烴氣體被連續地導入至吸收塔13。於粗烯烴鋼瓶11與吸收塔13之間連接有設有流量調整器12之粗烯烴氣體導入管111。自粗烯烴鋼瓶11導出之粗烯烴氣體係利用流量調整器12控制為特定之流量而流過粗烯烴氣體導入管111內，並被導入至吸收塔13。導入至吸收塔13之粗烯烴氣體之流量例如相對於吸收塔13之塔截面積每1m2為1~100L/sec。
吸收塔13係具有中空之內部空間之密閉容器。於吸收塔13之內部空間貯存有含有含銀離子之溶液之吸收液。該吸收液例如係製備成特定之濃度之硝酸銀水溶液。粗烯烴氣體導入管111之一端部於吸收塔13之下部在吸收液中開放。自粗烯烴鋼瓶11導出而朝向吸收塔13流過 粗烯烴氣體導入管111內之粗烯烴氣體係自粗烯烴氣體導入管111之上述一端部流入至吸收液中。如此，粗烯烴氣體與含有銀離子之吸收液接觸。與吸收液接觸之粗烯烴氣體被吸收液吸收。作為粗烯烴氣體中之主成分之烯烴對吸收液之溶解度比粗烯烴氣體中之雜質(例如石蠟)對吸收液之溶解度大，因此，烯烴優先被吸收液吸收。
關於吸收塔13內之吸收液(例如硝酸銀水溶液)，濃度高者每單位體積及單位時間之烯烴吸收量增多，故而較佳。於烯烴為丙烯之情形時，將硝酸銀水溶液之濃度例如設為1~6mol/L之範圍，更佳為設為3~5mol/L。關於硝酸銀水溶液之溫度，低溫者烯烴吸收量增多，故而較佳。將硝酸銀水溶液之溫度例如設為0~60℃之範圍，更佳為設為0~40℃。關於吸收塔13之內部壓力，於一定範圍內，高壓者烯烴吸收量增多，故而較佳。將吸收塔13之內部壓力例如設為0.1~0.8MPa(表壓：以下記作「(G)」)。
又，於吸收塔13連接有第1吸收液導出管112及第1氣體導出管114。第1吸收液導出管112之一端部於吸收塔13之下部在吸收液中開放，係用以將吸收塔13內之吸收液(吸收有粗烯烴氣體之吸收液，以下稱為「粗烯烴氣體吸收液」)向塔外導出之配管。該第1吸收液導出管112之另一端部與吸收液導入管113連接。自吸收塔13導出而流過第1吸收液導出管112內之粗烯烴氣體吸收液係藉由流量控制閥112A而調整為特定流量，並經由吸收液導入管113導入至後述解吸塔14。
第1氣體導出管114與吸收塔13之上部連接。第1氣體導出管114係用以將未被貯存於吸收塔13內之吸收液吸收之氣體(非吸收氣體)向塔外導出之配管。該第1氣體導出管114之一端部與吸收塔13之上部連接，另一端部與後述之第1除霧器15連接。自吸收塔13導出而流過第1氣體導出管114內之非吸收氣體被導入至第1除霧器15。
作為以上述方式構成之吸收塔13，例如可採用公知之泡罩塔、填 充塔、濕壁塔、噴霧塔、洗氣器、層板塔等。又，於吸收塔13安裝有用以將貯存於吸收塔13內之吸收液維持於所需之溫度之溫度調整裝置。該溫度調整裝置例如使包含氣體或者液體之調溫介質於設於吸收塔13周圍之套管中流通。
自吸收塔13導出之粗烯烴氣體吸收液藉由吸收塔13之內部壓力與解吸塔14之內部壓力之壓力差而經由吸收液導入管113導入至解吸塔14。又，於上述壓力差較小之情形時，亦可使用泵來轉移粗烯烴氣體吸收液。導入至解吸塔14之粗烯烴氣體吸收液之流量係藉由流量控制閥112A而加以調整，例如相對於解吸塔14之塔截面積每1m2為0.1~10L/sec。
解吸塔14係具有中空之內部空間之密閉容器。於解吸塔14之內部空間可收容特定量之粗烯烴氣體吸收液。該解吸塔14使收容於其內部空間之粗烯烴氣體吸收液所含有之氣體成分解吸。就使該氣體成分高效地解吸之觀點而言，解吸塔14之內部溫度較佳為設為比吸收塔13高，內部壓力較佳為設為比吸收塔13低。於烯烴為丙烯之情形時，解吸塔14內之粗烯烴氣體吸收液之溫度例如較佳為10~70℃，更佳為20~70℃。於烯烴為丙烯之情形時，解吸塔14之內部壓力例如較佳為-0.09~0.3MPa(G)，更佳為0~0.3MPa(G)。
又，於解吸塔14連接有第2氣體導出管115及第2吸收液導出管116。第2氣體導出管115與解吸塔14之上部連接，係用以將自粗烯烴氣體吸收液解吸之氣體成分(以下稱為「解吸氣體」)向塔外導出之配管。該第2氣體導出管115之一端部與解吸塔14之上部連接，另一端部與後述之第2除霧器16連接。自解吸塔14導出而流過第2氣體導出管115內之解吸氣體被導入至第2除霧器16。
第2吸收液導出管116之一端部於解吸塔14之下部在粗烯烴氣體吸收液中開放，係用以將解吸塔14內之粗烯烴氣體吸收液(氣體成分解 吸後之吸收液，以下稱為「氣體成分解吸吸收液」)向塔外導出之配管。該第2吸收液導出管116之另一端部係經由泵17連接於吸收塔13之第1氣體導出管114之中間部分。自解吸塔14導出而流過第2吸收液導出管116內之氣體成分解吸吸收液係藉由泵17而輸送，並經由第1氣體導出管114返回至吸收塔13內。
作為以上述方式構成之解吸塔14，較佳為使粗烯烴氣體吸收液進行液體分散之構成者，例如可採用公知之填充塔、噴霧塔等。又，於解吸塔14中安裝有用以將收容於解吸塔14內之粗烯烴氣體吸收液維持於所需之溫度之溫度調整裝置。
自吸收塔13導出而流過第1氣體導出管114內之非吸收氣體被導入至第1除霧器15。第1除霧器15分離出自吸收塔13導出之非吸收氣體所含有之霧。於第1除霧器15連接有用以將通過該第1除霧器15之氣體導至裝置外部之氣體排出管117。於氣體排出管117設有第1壓力計117A及第1背壓閥117B。第1背壓閥117B係以吸收塔13之內部成為特定之壓力之方式控制開度。
自解吸塔14導出而流過第2氣體導出管115內之解吸氣體被導入至第2除霧器16。導入至第2除霧器16之解吸氣體為自吸收塔13中優先吸收粗烯烴氣體中之烯烴之粗烯烴氣體吸收液解吸者，因此與粗烯烴氣體相比烯烴濃度提高。第2除霧器16分離出自解吸塔14導出之解吸氣體所含有之霧。於第2除霧器16連接有用以將通過該第2除霧器16之氣體導入至脫水塔18之第3氣體導出管118。於第3氣體導出管118設有第2壓力計118A及第2背壓閥118B。第2背壓閥118B係以解吸塔14之內部成為特定之壓力之方式控制開度。
脫水塔18去除自第2除霧器16導出之自解吸氣體去除霧之氣體(與粗烯烴氣體相比烯烴濃度高濃度化之氣體，以下稱為「高濃度烯烴氣體」)中所含有之水分。脫水塔18中填充有吸附水分之吸附劑。作為 此種吸附劑，可列舉矽膠、氧化鋁、以及沸石等。作為沸石，可以列舉分子篩3A、分子篩4A、以及分子篩13X等。於脫水塔18中吸附去除水分之高濃度烯烴氣體被供給至後述之原料烯烴鋼瓶21，成為粗烯烴氣體所含有之雜質低濃度化、且烯烴高濃度化之高純度烯烴。此種高純度烯烴經由與脫水塔18連接之純化烯烴導出管119而被導入至原料烯烴鋼瓶21。
根據如上所述包含粗烯烴鋼瓶11、吸收塔13、解吸塔14、第1除霧器15、第2除霧器16、以及脫水塔18而構成之烯烴純化部1，於吸收塔13內，自粗烯烴鋼瓶11經由粗烯烴氣體導入管111導入粗烯烴氣體時，該粗烯烴氣體與吸收液接觸，依序被吸收液吸收。由於烯烴對吸收液之溶解度比粗烯烴氣體中之雜質之溶解度大，故而作為粗烯烴氣體中之主成分之烯烴優先被吸收液吸收。因此，隨著吹入之粗烯烴氣體一面於吸收液中被吸收一面上升，該氣體中烯烴濃度降低，另一方面雜質濃度上升。
關於吸收塔13內之吸收液，於吸收塔13內吸收粗烯烴氣體之吸收液(粗烯烴氣體吸收液)自吸收塔13之下部經由第1吸收液導出管112以特定流量向吸收塔13外流出。於解吸塔14內解吸氣體成分之吸收液(氣體成分解吸吸收液)藉由泵17輸送，經由第1氣體導出管114而自吸收塔13之上部返回至吸收塔13內。藉此，於吸收塔13內之吸收液中產生向下之流向。因此，自粗烯烴氣體導入管111導入至吸收塔13內之粗烯烴氣體於吸收塔13內與向下流動之吸收液進行逆流接觸，未藉由該接觸被吸收液吸收之非吸收氣體吹過吸收塔13之上部空間。該非吸收氣體經由第1氣體導出管114而被送至第1除霧器15，分離去除液體成分後，經由氣體排出管117作為廢氣排出至體系外。藉由第1除霧器15分離之液體成分變成液滴通過第1氣體導出管114落下，返回至吸收塔13內。
如此，於吸收塔13中，藉由使連續供給之粗烯烴氣體與吸收液接觸，而使該粗烯烴氣體中之烯烴優先被吸收液吸收，另一方面將非吸收氣體向塔外排出。
於解吸塔14內，自吸收塔13導出之粗烯烴氣體吸收液中之氣體成分被解吸。自粗烯烴氣體吸收液解吸之解吸氣體經由第2氣體導出管115送至第2除霧器16，去除液體成分後，經由第3氣體導出管118送至脫水塔18並吸附去除水分，而作為高純度烯烴供給至原料烯烴鋼瓶21。
於解吸塔14內，解吸氣體成分之吸收液通過第2吸收液導出管116而藉由泵17送出至第1氣體導出管114，其後，落下至吸收塔13內。此時，將藉由泵17送出之吸收液之流量與自吸收塔13向解吸塔14流入之吸收液之流量設為相同程度。藉此，吸收塔13內之吸收液與解吸塔14內之吸收液相互保持平衡地循環。
如此，於解吸塔14中，一面將以特定流量持續流入之吸收液之氣體成分解吸，一面將解吸氣體導出至塔外，經由脫水塔18作為高純度烯烴供給至原料烯烴鋼瓶21。
例如，於自粗烯烴鋼瓶11導出之粗烯烴氣體係以丙烯為主成分之工業用氣體之情形時，該粗烯烴氣體含有作為主要雜質之丙烷、作為微量雜質之氧氣、氮氣、二氧化碳、乙烷、丁烷等。利用烯烴純化部1來純化此種以丙烯為主成分之粗烯烴氣體時，飽和烴被去除。
即，於將自粗烯烴鋼瓶11導出之粗烯烴氣體不利用烯烴純化部1純化而直接導入至氫化反應部3進行氫化反應之情形時，粗烯烴氣體中含有之雜質、乙烷、丁烷等飽和烴以原本之狀態殘留，無法生成高純度之丙烷。
相對於此，於本實施形態之石蠟製造裝置100中，使藉由烯烴純化部1純化之高純度之原料烯烴於氫化反應部3中進行氫化反應。藉由 烯烴純化部1純化之高純度原料烯烴(烯烴為丙烯之情形時)之雜質濃度例如如後述之實施例般，丙烷自5000ppm變為100ppm以下。
於本實施形態中，使雜質濃度極低之高純度之原料烯烴於氫化反應部3中進行氫化反應，因此，可生成高純度之石蠟。
導出部2係將於烯烴純化部1中純化之高純度原料烯烴、原料氫氣以及石蠟向後述氫化反應部3導出之部分。如圖2B所示，導出部2係以自發揮作為貯存部之功能之原料烯烴鋼瓶21、石蠟鋼瓶22、以及原料氫氣鋼瓶23分別導出原料烯烴、原料氫氣以及石蠟之方式構成。
原料烯烴鋼瓶21係以氣體之形式填充有自烯烴純化部1之脫水塔18導出並流過純化烯烴導出管119內而供給之高純度之原料烯烴的鋼瓶。於原料烯烴鋼瓶21中，於高壓條件下封入原料烯烴氣體。
於原料烯烴鋼瓶21連接有設有流量調整器24、第1減壓閥211A以及第1開閉閥211B之原料烯烴導出管211。第1開閉閥211B係打開或者關閉原料烯烴導出管211之流路之閥。於打開第1開閉閥211B之狀態下，自原料烯烴鋼瓶21導出之原料烯烴氣體藉由第1減壓閥211A而設為特定之壓力，進而藉由流量調整器24控制為特定之流量而流過原料烯烴導出管211內，經由混合配管311導入至氫化反應部3。導入至氫化反應部3之原料烯烴較佳為將空間速度SV調整為10~10000/h，更佳為調整為10~1000/h，尤佳為調整為10~500/h。
石蠟鋼瓶22係以氣體或者液化氣體之形式填充有石蠟之鋼瓶。於石蠟鋼瓶22中，於高壓條件下封入石蠟氣體。填充於石蠟鋼瓶22中之石蠟係具有與導入至氫化反應部3之原料烯烴之碳數相同之碳數之石蠟。例如，於導入至氫化反應部3之原料烯烴為碳數3之丙烯時之情形時，填充至石蠟鋼瓶22之石蠟為碳數3之丙烷。
於石蠟鋼瓶22連接有設有流量調整器25、第2減壓閥212A以及第2開閉閥212B之石蠟導出管212。第2開閉閥212B係打開或者關閉石蠟 導出管212之流路之閥。於打開第2開閉閥212B之狀態下，自石蠟鋼瓶22導出之石蠟氣體藉由第2減壓閥212A而設為特定壓力，進而藉由流量調整器25控制為特定流量而流過石蠟導出管212內，經由混合配管311導入至氫化反應部3。導入至氫化反應部3之石蠟較佳為將空間速度SV調整為10~10000/h，更佳為調整為10~1000/h，尤佳為調整為10~500/h。
原料氫氣鋼瓶23係以氣體之形式填充有原料氫氣之鋼瓶。於原料氫氣鋼瓶23中，於高壓條件下封入氫氣。填充於原料氫氣鋼瓶23之氫氣之純度為99~99.99999莫耳%，較佳為99.999莫耳%以上。若高純度之原料烯烴之氫化反應所使用之氫氣之純度較低，則於獲得之石蠟與氫氣之混合氣體中，其他雜質濃度變高。
於原料氫氣鋼瓶23連接有設有流量調整器26、第3減壓閥213A以及第3開閉閥213B之氫氣導出管213。第3開閉閥213B係打開或者關閉氫氣導出管213之流路之閥。於打開第3開閉閥213B之狀態下，自原料氫氣鋼瓶23導出之氫氣藉由第3減壓閥213A設為特定壓力，進而藉由流量調整器26控制為特定流量而流過氫氣導出管213內，經由混合配管311導入至氫化反應部3。導入至氫化反應部3之原料氫氣較佳為將空間速度SV調整為10~10000/h，更佳為調整為10~1000/h，尤佳為調整為10~500/h。
流過原料烯烴導出管211內之原料烯烴、流過石蠟導出管212內之石蠟及流過氫氣導出管213內之氫氣係於混合配管311內混合而被導入至氫化反應部3。
氫化反應部3具有被供給藉由導出部2而自原料烯烴鋼瓶21、石蠟鋼瓶22以及原料氫氣鋼瓶23分別導出之原料烯烴、原料氫氣以及石蠟之反應器31。
反應器31係具有中空之內部空間之密閉容器。於反應器31之內部 空間填充有觸媒。又，於反應器31安裝有用以將反應器31內維持於所需之溫度之溫度調整裝置。於反應器31內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存於下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
作為填充於反應器31內之觸媒，只要為還原觸媒，則並無特別限定，例如較佳為含有選自鈀(Pd)、銠(Rh)、鉑(Pt)、釕(Ru)、以及鎳(Ni)中之至少1種之觸媒，尤佳為含有鈀(Pd)之觸媒。藉由於此種觸媒之存在下進行高純度之原料烯烴之氫化反應，可提高氫化反應之效率，可提高高純度石蠟之生產性。
再者，亦可於將氧化鋁球、陶瓷球等與觸媒混合之狀態下填充至反應器31內。藉此可抑制伴隨反應器31內之氫化反應而產生之發熱，因此可將反應溫度保持為固定。
又，於反應器31內，原料烯烴、原料氫氣以及石蠟之空間速度SV較佳為10~10000/h，更佳為10~1000/h，尤佳為10~500/h。於空間速度SV過小之情形時，使用之觸媒量增多，成本變高。於空間速度SV過大之情形時，有無法進行充分之氫化以使得烯烴改性成石蠟之虞。
又，於反應器31內，原料烯烴與原料氫氣之莫耳比較佳為原料烯烴/原料氫氣=1/1.1~1/10，更佳為1/1.5~1/10。於原料氫氣相對於原料烯烴之莫耳比過小之情形時，有未充分地進行使烯烴改性成石蠟之氫化之虞。於原料氫氣相對於原料烯烴之莫耳比過大之情形時，於生成之石蠟中會過多地殘留未反應之氫氣。又，於反應器31內，原料烯烴與石蠟之莫耳比較佳為原料烯烴/石蠟=1/5~1/30，更佳為1/10~1/25。於石蠟相對於原料烯烴之莫耳比過小之情形時，抑制伴隨反應器31內之氫化反應而產生之發熱之效果不充分。於石蠟相對於原料烯烴之莫耳比過大之情形時，藉由原料烯烴之氫化反應而生成之石蠟之 生成量變得過少。
又，反應器31內之溫度較佳為0~200℃，尤佳為50~150℃。於溫度過低之情形時，使用觸媒之氫化反應變得難以進行。又，於溫度過高之情形時，有產生烯烴之分解之虞。
本實施形態之石蠟製造裝置100中，由反應器31內之原料烯烴生成石蠟之氫化反應係於石蠟之存在下進行，因此可藉由石蠟具有之顯熱來抑制反應溫度之上升。
例如，於反應器31內，使作為原料烯烴之丙烯於鈀觸媒之存在下進行氫化反應而生成丙烷之情形時，於丙烯與氫氣之莫耳比為丙烯/氫氣=1/1.1之情況下瞬時地產生反應時，反應溫度成為約900℃。進而，若反應溫度成為高溫，則於鈀觸媒表面產生丙烯或者丙烷之分解，於反應物中生成數vol%之甲烷及乙烷。
相對於此，若於使丙烯於鈀觸媒之存在下進行氫化反應時，自氫化反應開始時使作為石蠟之丙烷共存於反應體系中，具體而言，若於丙烯、氫氣及丙烷以丙烯/氫氣/丙烷=1/1.1/25之莫耳比共存之狀態下開始氫化反應，則可將反應溫度抑制為75℃。如此，可抑制反應溫度之上升，因此可抑制產生丙烯或者丙烷之分解，可將反應物中之甲烷、乙烷之濃度分別抑制為5ppm以下。
又，反應器31內之壓力較佳為0.0~2.0MPa(G)。例如，於反應器31內使作為原料烯烴之丙烯進行氫化反應而生成丙烷之情形時，反應器31內之壓力較佳為0.05~0.7MPa(G)。氫化反應通常存在高壓條件下被促進之傾向，但於壓力過低之情形時，大量產生反應熱而成為使反應溫度穩定之障礙。又，於壓力過高之情形時，存在原料烯烴或石蠟未氣化而以液體狀收容於反應器31內之可能性，故而不佳。
於反應器31中進行氫化反應後之存在於該反應器31內之含有石蠟之氣體狀之反應物流過發揮作為反應物導出部之功能之反應物導出管 312而被導入至分凝部4。
分凝部4具有分凝器41、發揮作為氣相成分導出部之功能之氣相成分導出管411及發揮作為液相成分導出部之功能之液相成分導出管413。
分凝器41將流過反應物導出管312而供給至分凝器41內之氣體狀反應物分凝。具體而言，分凝器41藉由以使反應物中之石蠟之一部分液化之方式將該反應物分凝而分離成液相成分及氣相成分。
作為分凝器41，可使用多管式熱交換器、雙管式熱交換器、玻璃襯裏製熱交換器、盤管式熱交換器、螺旋型熱交換器、板式熱交換器、水浸式蛇管型熱交換器(trombone heat exchanger)、不滲透石墨製熱交換器等。
作為分凝器41之材質，可較佳地使用鑄鐵、SUS304、SUS316、SUS316L等。又，亦可較佳地使用玻璃、耐熱玻璃、或石英玻璃等玻璃材質，於金屬表面塗佈有該等材質之材料、例如玻璃襯裏材料亦可用於分凝器41。
又，分凝器41中之設定條件只要為使反應物中之石蠟之一部分液化之條件，則並無特別限定，但較佳為將分凝溫度設定為-35℃~15℃左右。於分凝溫度未達-35℃之情形時，需要用以設為低溫之特殊之冷卻劑，而成為用以將其冷卻之能量成本增加之結果，故而不佳。又，於分凝溫度超過15℃之情形時，氣相成分之壓力增高而需要耐壓之設備，故而不佳。再者，分凝器41內之分凝溫度係使用冷媒循環器42而保持於特定溫度。
又，分凝器41內之壓力較佳為0.05~0.3MPa(G)。該分凝器41內之壓力係藉由第3壓力計41A監視。
藉由分凝器41中之分凝操作，氣體狀之反應物中之石蠟之一部分因分凝而液化，成為液相成分，未被液化之部分以氣體之原本狀態殘 留而成為氣相成分。於分凝器41連接有氣相成分導出管411、氣相成分排出管412以及液相成分導出管413。
氣相成分導出管411係一端部與分凝器41連接、另一端部與混合配管311連接之配管。於氣相成分導出管411，於一端部與另一端部之間連接有發揮作為再循環供給部之功能之氣相成分送出泵6。又，於氣相成分導出管411設有流量調整器43、第4開閉閥411A以及第5開閉閥411B，於氣相成分導出管411，於氣相成分送出泵6與分凝器41之間設有第4開閉閥411A，於氣相成分送出泵6與混合配管311之間設有流量調整器43及第5開閉閥411B。
藉由分凝器41分離之氣相成分中含有反應物中所含有之一部分石蠟、氫氣以及烯烴等。氣相成分送出泵6將自分凝器41導出而流過氣相成分導出管411內之氣相成分作為再利用原料及石蠟向反應器31轉移，將該再利用原料及石蠟供給至反應器31。
作為氣相成分送出泵6，可列舉往復式泵、旋轉式泵等。又，作為用以將自分凝器41導出之氣相成分作為再利用原料及石蠟供給至反應器31之再循環供給部，並不限定於泵式之氣相成分送出泵6，例如亦可使用輪機鼓風機、容積鼓風機、離心風扇、斜流風扇、軸流風扇、往復壓縮機(reciprocating compressor)、螺桿式壓縮機、膜片式壓縮機、離心式壓縮機等送風機。
自分凝器41導出之氣相成分(再利用原料及石蠟)係於打開第4開閉閥411A及第5開閉閥411B之狀態下，藉由流量調整器43調整流量，流過氣相成分導出管411及混合配管311而導入至反應器31。以上述方式導入至反應器31之再利用原料及石蠟係用於反應器31內之氫化反應。因此，自原料烯烴鋼瓶21導出而供給至反應器31之原料烯烴之量、自石蠟鋼瓶22導出而供給至反應器31之石蠟之量、自原料氫氣鋼瓶23導出而供給至反應器31之氫氣之量係根據導入至反應器31之再利 用原料及石蠟中所含有之烯烴、石蠟以及氫氣之量進行調整。
氣相成分排出管412係一端部與分凝器41連接、另一端部於外部空間開放之配管。於該氣相成分排出管412設有打開或者關閉氣相成分排出管412之流路之第6開閉閥412A。藉由於關閉設於氣相成分導出管411之第4開閉閥411A之狀態下打開第6開閉閥412A，而使分凝器41之氣相成分流過氣相成分排出管412內，並排出至裝置外部。
液相成分導出管413係一端部與分凝器41連接、另一端部與回收部5之回收容器51連接之配管。於該液相成分導出管413設有打開或者關閉液相成分導出管413之流路之第7開閉閥413A。
藉由分凝器41分離之液相成分係純化之石蠟。藉由打開第7開閉閥413A，作為分凝器41之液相成分之石蠟之純化物流過液相成分導出管413內，自分凝器41向回收容器51導出。
回收部5具有回收容器51。回收容器51係用以將自分凝器41導出而流過液相成分導出管413內之分凝器41之液相成分作為液體狀之石蠟之純化物(以下稱為「純化石蠟」)回收、並貯存該純化石蠟之容器。回收容器51係使用冷媒循環器52將其內部溫度保持於特定溫度。
又，回收容器51以於回收容器51之上部形成氣相之方式貯存液體狀之純化石蠟。於回收容器51之氣相側之上部連接有回收氣相成分導出管511及回收氣相成分排出管512。
回收氣相成分導出管511係一端部與回收容器51連接、另一端部與混合配管311連接之配管。於回收氣相成分導出管511設有打開或者關閉回收氣相成分導出管511之流路之第8開閉閥511A及流量調整器53。
貯存於回收容器51中之液體狀純化石蠟有含有低沸點物質之氫氣等之情況。此種含有於純化石蠟中之氫氣等低沸點物質於藉由冷媒循環器52保持於特定溫度之回收容器51內被濃縮於氣相中。
藉由打開設於回收氣相成分導出管511之第8開閉閥511A，形成於回收容器51之上部之氣相成分係一面藉由流量調整器53調整流量，一面流過回收氣相成分導出管511內，並經由混合配管311供給至反應器31。以如上所述之方式導入至反應器31之回收容器51之氣相成分係用於反應器31內之氫化反應。
回收氣相成分排出管512係一端部與回收容器51連接、另一端部於外部空間開放之配管。於該回收氣相成分排出管512設有打開或者關閉回收氣相成分排出管512之流路之第9開閉閥512A。藉由於關閉設於回收氣相成分導出管511之第8開閉閥511A之狀態下打開第9開閉閥512A，而使回收容器51之氣相成分流過回收氣相成分排出管512內並排出至裝置外部。
如上所述，於本實施形態之石蠟製造裝置100中，藉由使利用烯烴純化部1純化之高純度之烯烴於反應器31中於石蠟及觸媒存在下與氫氣接觸進行氫化反應，可獲得高純度之石蠟。
又，反應器31中之氫化反應係於自石蠟鋼瓶22導出而供給至反應器31之石蠟之存在下進行，因此可抑制反應溫度之上升，其結果，可抑制產生烯烴或者石蠟之分解。
又，藉由反應器31中之氫化反應而獲得之反應物係利用分凝器41分離成液相成分與氣相成分，並利用回收容器51將其液相成分作為純化石蠟回收，因此可獲得高純度之純化石蠟。
進而又，石蠟製造裝置100係以將分凝器41之氣相成分及回收容器51之氣相成分導入至反應器31之方式構成，因此可將各氣相成分所含有之烯烴、石蠟以及氫氣作為氫化反應時之原料而再利用。
圖3係表示本發明之第2實施形態之石蠟製造裝置200之構成的圖。本實施形態之石蠟製造裝置200與上述石蠟製造裝置100類似，對於相對應之部分賦以相同之參照符號，並省略說明。石蠟製造裝置 200之再循環供給部之構成與上述石蠟製造裝置100不同。石蠟製造裝置100具備氣相成分送出泵6作為再循環供給部，與此相對，石蠟製造裝置200具備氣體噴射器201作為再循環供給部。該石蠟製造裝置200與石蠟製造裝置100同樣地具備烯烴純化部1，但於圖3中省略烯烴純化部1。
氣體噴射器201於混合配管311中係設於導出部2與反應器31之間。進而，於該氣體噴射器201連接有氣相成分導出管411之與連接於分凝器41之側為相反側之另一端部。
氣體噴射器201將自分凝器41導出而流過氣相成分導出管411內之分凝器41之氣相成分供給至反應器31。氣體噴射器201係以噴射氣體流為驅動源、不具有機械驅動部之真空泵，可使用通常市售之氣體噴射器。藉由將此種不具有機械驅動部之氣體噴射器201用作再循環供給部，可將減少雜質污染之再利用原料及石蠟導入至反應器31。
[實施例]
以下，基於實施例進一步詳細地說明本發明，但本發明不僅限定於該實施例。
(實施例1)
<高純度丙烯之製造>
將工業用丙烯(三井化學製造，純度99.5%)供給至使用硝酸銀水溶液作為吸收液之圖2A所示之烯烴純化部進行純化。具體而言，分別使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑54.9mm×高度500mm，容積1185mL)作為包含泡罩塔之吸收塔及解吸塔。於吸收塔中貯存5mol/L之硝酸銀水溶液735mL(吸收液之液面高度310mm)，於解吸塔中貯存相同濃度之硝酸銀水溶液355mL(吸收液之液面高度150mm)。
作為吸收塔中之條件，將內部壓力設為0.5MPa(G)，將內部溫度設為25℃。作為解吸塔中之條件，將內部壓力設為0.1MPa(G)，將內 部溫度設為25℃。使貯存於吸收塔及解吸塔中之硝酸銀水溶液以流量成為25mL/min之方式循環。於解吸塔中，以637mL/min導出解吸氣體(純化丙烯氣體)，回收率為96.1莫耳%，純度為99.99莫耳%。又，於吸收塔中，以26mL/min排出非吸收氣體，排出率為3.9莫耳%。
將以上述方式獲得之經純化之高純度之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑12.4mm×高度100mm)作為反應器。於反應器中填充Pd(0.5重量%)/Al2O3觸媒(N1182AZ，日揮觸媒化成製造)10mL。對該反應器以40mL/min(表示換算成NTP(Normal Temperature and Pressure，標準溫壓)、0℃、1atm下之流量之值)之流量供給以上述方式純化之原料丙烯氣體(純度99.99莫耳%)，以60mL/min(NTP)之流量供給原料氫氣(住友精化股份有限公司製造，EG級別，純度99.9999莫耳%)，以400mL/min(NTP)之流量供給丙烷氣體(AGT公司製造，純度99.999莫耳%)。反應器內之各氣體之莫耳比為丙烯/氫氣/丙烷=2/3/20(=1/1.5/10)。作為反應器中之氫化反應條件，將內部壓力設為0.3MPa(G)。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為100℃。又，於氫化反應後自反應器導出之反應物係以丙烷為主成分之氣體。利用氣相層析法(FID，Flame Ionization Detector，火焰游離偵測器)對該反應物所含之雜質之濃度進行分析，結果丙烯濃度為1volppm以下，甲烷及乙烷濃度分別為1volppm以下。
(實施例2)
<高純度丙烯之製造>
以與實施例1相同之方式獲得純化之高純度之丙烯，將該高純度 之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑12.4mm×高度100mm)作為反應器。於反應器中填充Rh(0.5重量%)/Al2O3觸媒(Aldrich公司製造)10mL。對該反應器以40mL/min(NTP)之流量供給以上述方式純化之原料丙烯氣體(純度99.99莫耳%)，以60mL/min(NTP)之流量供給原料氫氣(純度99.9999莫耳%)，以200mL/min(NTP)之流量供給丙烷氣體(純度99.999莫耳%)。反應器內之各氣體之莫耳比為丙烯/氫氣/丙烷=2/3/10(=1/1.5/5)。作為反應器中之氫化反應條件，將內部壓力設為0.3MPa(G)。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為200℃。又，於氫化反應後自反應器導出之反應物係以丙烷為主成分之氣體。利用氣相層析法(FID)對該反應物所含之雜質之濃度進行分析，結果丙烯濃度為2volppm，甲烷濃度為4volppm，乙烷濃度為6volppm。
(實施例3)
<高純度乙烯之製造>
將乙烯(住友精化股份有限公司製造，PURE級別，純度99.9%)供給至使用硝酸銀水溶液作為吸收液之圖2A所示之烯烴純化部進行純化。於吸收塔中貯存3mol/L之硝酸銀水溶液237mL(吸收液之液面高度100mm)，於解吸塔中貯存相同濃度之硝酸銀水溶液355mL(吸收液之液面高度150mm)。
作為吸收塔中之條件，將內部壓力設為0.5MPa(G)，將內部溫度設為25℃。作為解吸塔中之條件，將內部壓力設為0.1MPa(G)，將內部溫度設為40℃。使貯存於吸收塔及解吸塔中之硝酸銀水溶液以流量成為25mL/min之方式循環。於解吸塔中，以760mL/min導出解吸氣 體(純化乙烯氣體)，回收率為95.0莫耳%，純度為99.99莫耳%。又，於吸收塔中，以40mL/min排出非吸收氣體，排出率為5.0莫耳%。
將以上述方式獲得之經純化之高純度之乙烯用作供給至反應器之原料乙烯。
<乙烷之生成>
使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑12.4mm×高度100mm)作為反應器。於反應器中填充Pd(0.5重量%)/Al2O3觸媒(N1182AZ，日揮觸媒化成製造)10mL。對該反應器以40mL/min(NTP)之流量供給以上述方式純化之原料乙烯氣體(純度99.99莫耳%)，以60mL/min(NTP)之流量供給原料氫氣(純度99.9999莫耳%)，以200mL/min(NTP)之流量供給乙烷氣體(住友精化股份有限公司製造，純度99.9莫耳%以上)。反應器內之各氣體之莫耳比為乙烯/氫氣/乙烷=2/3/10(=1/1.5/5)。作為反應器中之氫化反應條件，將內部壓力設為0.3MPa(G)。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為100℃。又，於氫化反應後自反應器導出之反應物係以乙烷為主成分之氣體。利用氣相層析法(FID)對該反應物所含之雜質之濃度進行分析，結果乙烯濃度為1volppm以下，未檢測到甲烷。
(實施例4)
<高純度丙烯之製造>
以與實施例1相同之方式獲得純化之高純度之丙烯，將該高純度之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
將反應器內之丙烯、氫氣及丙烷各氣體之莫耳比設為丙烯/氫氣/丙烷=1/1.1/10，除此之外，以與實施例1相同之方式獲得以丙烷為主成分之反應物。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為100℃。又，於氫化反應後自反應器導出之反應物係以丙烷為主成分之氣體。利用氣相層析法(FID)對該反應物所含之雜質之濃度進行分析，結果丙烯濃度為1volppm以下，甲烷濃度為4volppm，乙烷濃度為3volppm。
(實施例5)
<高純度丙烯之製造>
以與實施例1相同之方式獲得純化之高純度之丙烯，將該高純度之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
將反應器內之丙烯、氫氣及丙烷各氣體之莫耳比設為丙烯/氫氣/丙烷=1/1.3/10，除此之外，以與實施例1相同之方式獲得以丙烷為主成分之反應物。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為100℃。又，於氫化反應後自反應器導出之反應物係以丙烷為主成分之氣體。利用氣相層析法(FID)對該反應物所含之雜質之濃度進行分析，結果丙烯濃度為1volppm以下，甲烷及乙烷濃度分別為1volppm以下。
(實施例6)
<高純度丙烯之製造>
以與實施例1相同之方式獲得純化之高純度之丙烯，將該高純度之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑12.4mm×高度100mm)作為反應器。於反應器中填充Pd(0.5重量%)/Al2O3觸媒(N1182AZ，日揮觸媒化成製造)10mL。對該反應器以40mL/min(NTP)之流量供給以上述方式純化 之原料丙烯氣體(純度99.99莫耳%)，以60mL/min(NTP)之流量供給原料氫氣(純度99.9999莫耳%)，以400mL/min(NTP)之流量供給丙烷氣體(純度99.999莫耳%)。反應器內之各氣體之莫耳比為丙烯/氫氣/丙烷=2/3/20(=1/1.5/10)。作為反應器中之氫化反應條件，將內部壓力設為0.3MPa(G)。
進而，將於氫化反應後自反應器導出之反應物供給至分凝器(傳熱面積130cm2，SUS304製)。於該分凝器(溫度：-25℃、壓力：0.1MPa(G))中，以使反應物中之丙烷之一部分液化之方式將反應物分凝。利用回收容器將分凝器中之液相成分作為丙烷之純化物回收，利用該回收容器貯存液體狀之丙烷(4L)。又，使用膜片式泵作為再循環供給部，將分凝器中之氣相成分作為再利用原料及丙烷供給至反應器。再者，作為分凝器之運轉條件，將分凝器之出口流量(作為氣相成分向反應器導出之再利用原料及丙烷之導出流量)相對於分凝器之入口流量(自反應器導出之反應物之供給流量)之百分率(冷凝器餾出率)設定為2%。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為100℃。又，使石蠟製造裝置之運轉持續6小時，於該6小時後，利用氣相層析法(FID)對形成於貯存有液體狀丙烷之回收容器之上部之氣相成分所含有之雜質濃度進行分析，結果丙烯濃度為1volppm以下，甲烷濃度為2volppm，乙烷濃度為1volppm以下。
又，於在回收容器內貯存有液體狀丙烷之狀態下打開設於回收氣相成分排出管之第9開閉閥，使形成於回收容器之上部之氣相成分之一部分排出至裝置外部。其後，關閉第9開閉閥，利用氣相層析法(FID)對形成於回收容器之上部之氣相成分所含有之雜質濃度進行分析，結果甲烷濃度為1volppm以下。
(實施例7)
<高純度丙烯之製造>
以與實施例1相同之方式獲得純化之高純度之丙烯，將該高純度之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
使用氣體噴射器(91-07u，中島銅工公司製造)來代替膜片式泵作為再循環供給部，除此之外，以與實施例6相同之方式將液體狀之丙烷回收至回收容器。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為100℃。又，使石蠟製造裝置之運轉持續6小時，於該6小時後，利用氣相層析法(FID)對形成於貯存有液體狀丙烷之回收容器之上部之氣相成分所含有之雜質濃度進行分析，結果丙烯濃度為1volppm以下，甲烷濃度為2volppm，乙烷濃度為1volppm以下。
又，於在回收容器內貯存有液體狀丙烷之狀態下打開設於回收氣相成分排出管之第9開閉閥，使形成於回收容器之上部之氣相成分之一部分排出至裝置外部。其後，關閉第9開閉閥，利用氣相層析法(FID)對形成於回收容器之上部之氣相成分所含有之雜質濃度進行分析，結果甲烷濃度為1volppm以下。
(比較例1)
<高純度丙烯之製造>
以與實施例1相同之方式獲得純化之高純度之丙烯，將該高純度之丙烯用作供給至反應器之原料丙烯。
<丙烷之生成>
使用不鏽鋼製之圓筒管(內徑12.4mm×高度100mm)作為反應器。於反應器中填充Pd(0.5重量%)/Al2O3觸媒(N1182AZ，日揮觸媒化成製 造)10mL。對該反應器以40mL/min(NTP)之流量供給以上述方式純化之原料丙烯氣體(純度99.99莫耳%)，以60mL/min(NTP)之流量供給原料氫氣(純度99.9999莫耳%)。於比較例1中，在氫化反應中未進行丙烷氣體之供給。反應器內之各氣體之莫耳比為丙烯/氫氣=2/3(=1/1.5)。作為反應器中之氫化反應條件，將內部壓力設為0.3MPa(G)。
<結果>
反應器中之氫化反應時之反應溫度為350℃，無法抑制反應溫度上升。又，於氫化反應後自反應器導出之反應物係以丙烷為主成分之氣體。利用氣相層析法(FID)對該反應物所含之雜質之濃度進行分析，結果甲烷濃度為800volppm，乙烷濃度為600volppm。再者，關於丙烯濃度，由於檢測波峰與丙烷重疊，因此無法測定。
由實施例1~7及比較例1之評價結果可明確，藉由使反應器中之氫化反應自反應開始時於石蠟之存在下進行，可抑制反應溫度之上升，其結果，可抑制產生烯烴或者石蠟之分解，可獲得高純度之石蠟。
本發明只要不脫離其精神或者主要特徵，可以其它各種各樣之形態實施。因此，上述實施形態於所有方面僅為例示，本發明之範圍係於申請專利範圍所示者，並不受說明書正文之任何約束。進而，屬於申請專利範圍之變形或變更全部為本發明之範圍內者。
2‧‧‧導出部
3‧‧‧氫化反應部
4‧‧‧分凝部
5‧‧‧回收部
6‧‧‧氣相成分送出部
24、25、26、43、53‧‧‧流量調整器
21‧‧‧原料烯烴鋼瓶
22‧‧‧石蠟鋼瓶
23‧‧‧原料氫氣鋼瓶
31‧‧‧反應器
41‧‧‧分凝器
41A‧‧‧第3壓力計
42、52‧‧‧冷媒循環器
51‧‧‧回收容器
100‧‧‧石蠟製造裝置
119‧‧‧純化烯烴導出管
211‧‧‧原料烯烴導出管
211A‧‧‧第1減壓閥
211B‧‧‧第1開閉閥
212‧‧‧石蠟導出管
212A‧‧‧第2減壓閥
212B‧‧‧第2開閉閥
213‧‧‧氫氣導出管
213A‧‧‧第3減壓閥
213B‧‧‧第3開閉閥
311‧‧‧混合配管
312‧‧‧反應物導出管
411‧‧‧氣相成分導出管
411A‧‧‧第4開閉閥
411B‧‧‧第5開閉閥
412‧‧‧氣相成分排出管
412A‧‧‧第6開閉閥
413‧‧‧液相成分導出管
413A‧‧‧第7開閉閥
511‧‧‧回收氣相成分導出管
511A‧‧‧第8開閉閥
512‧‧‧回收氣相成分排出管
512A‧‧‧第9開閉閥

Claims (7)

  1. 一種石蠟之製造方法，其特徵在於包含如下步驟：供給步驟，其將原料烯烴、原料氫氣及石蠟供給至反應器；及氫化反應步驟，其於上述反應器內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
  2. 如請求項1之石蠟之製造方法，其更包含如下步驟：反應物供給步驟，其將於上述氫化反應步驟中進行氫化反應後之存在於上述反應器內之含有石蠟之反應物供給至分凝器；分凝步驟，其於上述分凝器中，藉由以使反應物中之石蠟之一部分液化之方式將該反應物分凝而分離成液相成分及氣相成分，並將液相成分及氣相成分分別自分凝器導出；再循環供給步驟，其將自上述分凝器導出之氣相成分作為再利用原料及石蠟供給至上述反應器；及回收步驟，其將自上述分凝器導出之液相成分作為石蠟之純化物回收。
  3. 如請求項1之石蠟之製造方法，其包含下述烯烴純化步驟作為上述供給步驟之前步驟：藉由使成為上述原料烯烴之來源之原料來源烯烴與含有銀離子之分離體接觸而自原料來源烯烴分離雜質，獲得烯烴之純化物；且於上述供給步驟中，將於上述烯烴純化步驟中獲得之烯烴之純化物作為原料烯烴供給至上述反應器。
  4. 如請求項1之石蠟之製造方法，其中上述原料烯烴為碳數2或3之烯烴。
  5. 一種石蠟製造裝置，其特徵在於具備： 貯存部，其分別貯存原料烯烴、原料氫氣以及石蠟；導出部，其自上述貯存部分別導出原料烯烴、原料氫氣以及石蠟；及氫化反應部，其具有被供給藉由上述導出部而自上述貯存部導出之原料烯烴、原料氫氣以及石蠟之反應器，且於該反應器內，藉由於存在石蠟之狀態下於觸媒之存在下使原料烯烴與原料氫氣接觸並進行氫化反應而生成石蠟。
  6. 如請求項5之石蠟製造裝置，其更具備：分凝部，其將於上述反應器中進行氫化反應後之存在於該反應器內之含有石蠟之反應物進行分凝，且其具有：分凝器，其藉由以使反應物中之石蠟之一部分液化之方式將該反應物分凝而分離成液相成分及氣相成分，氣相成分導出部，其將於上述分凝器中分離之氣相成分自該分凝器導出，及液相成分導出部，其將於上述分凝器中分離之液相成分自該分凝器導出；再循環供給部，其將藉由上述氣相成分導出部而自上述分凝器導出之氣相成分作為再利用原料及石蠟供給至上述反應器；及回收部，其將藉由上述液相成分導出部而自上述分凝器導出之液相成分作為石蠟之純化物回收。
  7. 如請求項5之石蠟製造裝置，其更具備烯烴純化部，上述烯烴純化部係設於上述導出部之前段者，且藉由使成為上述原料烯烴之來源之原料來源烯烴與含有銀離子之分離體接觸而自原料來源烯烴分離雜質，獲得烯烴之純化物；且上述導出部將於上述烯烴純化部中獲得之烯烴之純化物作為原料烯烴自上述貯存部導出。
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