WO2021070939A1 - イソプレンの製造方法 - Google Patents

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isoamylene
fraction
isomerization
separation step
separation
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匡 梅田
和也 眞弓
泰之 岩佐
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Ｅｎｅｏｓ株式会社
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00—Catalysts comprising molecular sieves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/12—Alkadienes
    • C07C11/173—Alkadienes with five carbon atoms
    • C07C11/18—Isoprene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • C07C5/333—Catalytic processes

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing isoprene.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-185966 filed in Japan on October 9, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • Isoprene is in high demand as a main component of synthetic rubber and is widely used industrially. Isoprene can be obtained, for example, by extracting and distilling from a C5 distillate containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component, which is produced as a by-product when naphtha is thermally decomposed to produce ethylene. Further, Patent Document 1 describes that isoprene is produced by recovering isoprene from the extraction residual oil of the extraction distillation and dehydrogenating the isoamylene.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing isoprene, which can produce isoprene in a high yield using gasoline as a raw material.
  • the first aspect of the present invention is a first separation step of separating a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component from gasoline, and an isoamylene from the C5 fraction obtained in the first separation step.
  • the second separation step of separation the isomerization step of bringing the C5 fraction obtained in the second separation step into contact with an isomerization catalyst to produce isoamylene, and the isoamylene and the opposite sex separated in the second separation step.
  • This is a method for producing isoprene, which comprises a dehydrogenation step of producing isoprene by subjecting isoamylene produced in the chemical conversion step to a dehydrogenation reaction.
  • the isomerization step may include contacting only a portion of the C5 fraction obtained in the second separation step with an isomerization catalyst to produce isoamylene. In one aspect, the isomerization step may include subjecting the isomerization catalyst to 50% by weight or more of the total amount of the C5 fraction obtained in the second separation step. In one aspect, the second separation step may include further separating isopentane from the C5 distillate from which isopentane has been separated.
  • the method for producing isoprene comprises a first separation step of separating a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component from gasoline, and a C5 fraction obtained in the first separation step.
  • the dehydrogenation step of subjecting the isoamylene produced in the isomerization step to a dehydrogenation reaction to produce isoprene is included.
  • the gasoline for example, a gasoline fraction obtained from a fluid cracking apparatus (contact cracking gasoline) and a gasoline fraction obtained from a thermal cracking apparatus (pyrolytic gasoline) can be preferably used, but the gasoline is not limited thereto.
  • a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component is separated from gasoline.
  • the C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component contains a hydrocarbon having 5 carbon atoms in an amount of 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
  • the C5 fraction (hereinafter, may be referred to as “(C5-1) fraction”) containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component separated in the first separation step is at least a hydrocarbon having 5 carbon atoms. Includes n-pentene, isopentane, n-pentane and isoamylene. Further, the fraction (C5-1) may further contain isoprene, cyclopentene, cyclopentadiene, piperylene and the like as a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
  • the content ratio of n-pentene in the (C5-1) fraction is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more. With such a content ratio, the effects of the above-mentioned invention are more prominently exhibited.
  • the content ratio of n-pentene in the (C5-1) fraction may be, for example, 70% by mass or less, or 60% by mass or less.
  • the content ratio of isopentane in the (C5-1) fraction is, for example, 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more. With such a content ratio, the effects of the above-mentioned invention are more prominently exhibited.
  • the content ratio of isopentane in the (C5-1) fraction may be, for example, 70% by mass or less, preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.
  • the content ratio of n-pentane in the (C5-1) fraction is, for example, 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. With such a content ratio, the effects of the above-mentioned invention are more prominently exhibited.
  • the content ratio of n-pentane in the (C5-1) fraction may be, for example, 30% by mass or less, or 20% by mass or less.
  • the content ratio of isoamylene in the (C5-1) fraction is, for example, 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more.
  • the content ratio of isoamylene in the (C5-1) fraction may be, for example, 70% by mass or less, preferably 60% by mass or less, and more preferably 50% by mass or less.
  • the content of the other components is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass. % Or less.
  • the method for separating the C5 fraction is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
  • the isopentane, C6 fraction, gasoline fraction, etc. in the residual fraction from which the (C5-1) fraction was separated may be separately separated and recovered.
  • isoamylene is separated from the C5 fraction ((C5-1) fraction) obtained in the first separation step.
  • the method for separating isoamylene from the (C5-1) distillate is not particularly limited, and a known method can be used. For example, it can be carried out by a method such as extraction separation using sulfuric acid or the like as an extractant.
  • the isoamylene separation device used to separate isoamylene from the distillate is not particularly limited.
  • (C5-2) fraction By further separating isopentane from the distillate, it is possible to suppress the accumulation of isopentane mainly in the stream to be subjected to the process.
  • the flow rate at the inlet of each device can be reduced, and the isoamylene separation device and the isomerization device can be used.
  • the yield of isoamylene can be further improved. Further, it is desirable that isopentane is separated after isoamylene separation from the viewpoint of improving the efficiency of the production process.
  • the method for further separating isopentane from the (C5-2) distillate is not particularly limited, and a known method can be used, for example, distillation may be used. Further, the device for separating isopentane from the (C5-2) distillate is not particularly limited.
  • the C5 fraction obtained by further separating isopentane from the (C5-2) fraction may be referred to as the (C5-3) fraction.
  • a part of the (C5-2) fraction may be purged and removed, and the rest may be subjected to the isomerization step described later.
  • the step of purging the (C5-2) fraction may be carried out alone, or may be carried out in combination with the step of separating isopentane from the above (C5-2) distillate. In the latter case, the step of purging the (C5-2) fraction is preferably carried out before separating the isopentane.
  • the ratio of purging the (C5-2) fraction is preferably 50% by mass or less.
  • the C5 fraction ((C5-2) fraction and / or (C5-3) fraction) obtained in the second separation step is brought into contact with the isomerization catalyst to produce isoamylene. More specifically, in the isomerization step, isoamylene is produced mainly by subjecting n-pentene contained in the (C5-2) fraction and / or the (C5-3) fraction to an olefin isomerization reaction.
  • a zeolite catalyst for example, a zeolite catalyst can be used.
  • the zeolite used is preferably at least partially hydrogen-type, and for example, MFI-type, FER-type, and AEL-type zeolites can be used, but the zeolite is not limited thereto. Zeolites may be incorporated into other substances called matrices or binders.
  • the conditions of the isomerization reaction are not particularly limited, and for example, the reaction temperature may be 50 to 500 ° C, 100 to 400 ° C, or 200 to 300 ° C. When the reaction temperature is 350 ° C. or higher, the amount of light hydrocarbons produced tends to be further increased.
  • the reaction pressure that is, the air pressure in the reactor, may be 0.01 to 20 MPa, 0.1 to 10 MPa, or 0.5 to 5 MPa.
  • the reactor that carries out the isomerization reaction is not particularly limited.
  • the weight space velocity (hereinafter referred to as "WHSV") may be 0.1 to 500 h -1 , and may be 0.1. It may be ⁇ 400h -1 and may be 5 ⁇ 100h -1.
  • WHSV is the ratio (F / W) of the supply rate (supply amount / hour) F of the raw material gas to the mass W of the dehydrogenation catalyst in the continuous reactor.
  • the amount of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range depending on the reaction conditions, the activity of the catalyst, and the like, and the WHSV is not limited to the above range.
  • the (C5-2) fraction and / or the (C5-3) fraction may contain a small amount of n-pentane.
  • the n-pentane contained in the (C5-2) fraction and / or the (C5-3) fraction can be subjected to a paraffin isomerization reaction.
  • the isomerization step by imparting the isomerization ability of both n-pentene and n-pentane, it is possible to suppress the accumulation of n-pentane in the stream provided for the process.
  • the recycling ratio of the isoamylene separation device and the isopentane separation device in the second separation step and the isomerization device in the isomerization step can be reduced.
  • the method of the paraffin isomerization reaction is not particularly limited, and a conventionally known method can be used.
  • Part or all of the isoamylene produced in the isomerization step is merged with the isoamylene separated in the second separation step from the viewpoint of improving the efficiency of the production process.
  • the stream containing isoamylene produced in the isomerization step may be merged with the isoamylene separated from the distillate (C5-1) in the second separation step, or recycled by the second separation step (isoamylene separation device). You may.
  • ⁇ Dehydrogenation process> the isoamylene separated in the second separation step and the isoamylene produced in the isomerization step are subjected to a dehydrogenation reaction to produce isoprene.
  • the yield of isoprene can be improved by subjecting not only the isoamylene separated in the second separation step but also the isoamylene produced in the isomerization step to the dehydrogenation reaction.
  • the conditions of the dehydrogenation reaction in the dehydrogenation step are not particularly limited, and any catalyst and conditions capable of converting isoamylene to isoprene can be used without particular limitation.
  • the dehydrogenation catalyst for example, a catalyst in which an active metal is supported on an inorganic oxide carrier can be used.
  • the active metal source at least one selected from the group consisting of platinum, tin, chromium, iron, bismuth, molybdenum, manganese, cobalt, cerium, ruthenium and iridium can be used.
  • the conditions of the dehydrogenation reaction are not particularly limited, and for example, the reaction temperature may be 300 to 800 ° C. or 500 to 700 ° C.
  • the reaction pressure that is, the air pressure in the reactor, may be 0.01 to 1 MPa, 0.05 to 0.8 MPa, or 0.1 to 0.5 MPa. When the reaction pressure is in the above range, the dehydrogenation reaction tends to proceed more easily, and a more excellent reaction efficiency tends to be obtained.
  • the reactor that carries out the dehydrogenation reaction is not particularly limited.
  • a weight hourly space velocity (.
  • WHSV) may be at 0.1 h -1 or more, 1.0 h - It may be 1 or more, 100h -1 or less, and 30h -1 or less.
  • WHSV is the ratio (F / W) of the supply rate (supply amount / hour) F of the raw material gas to the mass W of the dehydrogenation catalyst in the continuous reactor.
  • the amount of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range depending on the reaction conditions, the activity of the catalyst, and the like, and the WHSV is not limited to the above range.
  • the type of the reactor for the dehydrogenation reaction may be, for example, a fixed bed type, a moving bed type or a fluidized bed type. Of these, the fixed floor type is preferable from the viewpoint of equipment cost.
  • Example 1 (Raw raw gasoline) In Example 1 and Comparative Example 1, gasoline having a C5 composition shown in Table 1 below was used as a raw material.
  • Example 1 Gasoline having the C5 composition shown in Table 1 (first stream, relative flow rate: 100) was put into a distillation column, and a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component was distilled and separated (second stream). . Relative flow rate: 35).
  • ⁇ Second separation process> The C5 fraction ((C5-1) fraction) obtained in the first separation step was subjected to an isoamylene separation device to separate isoamylene.
  • ⁇ Dehydrogenation process> The isoamylene separated in the second separation step and the isoamylene produced in the isomerization step (sixth stream, relative flow rate: 19) were subjected to a dehydrogenation reactor to generate isoprene.
  • the isoprene produced in the dehydrogenation step was separated and recovered (7th stream. Relative flow rate: 16).
  • Table 2 shows the compositions of the first to seventh streams in Example 1.
  • ⁇ Dehydrogenation process> The isoamylene separated in the second separation step was subjected to a dehydrogenation reactor to produce isoprene.
  • the isoprene produced in the dehydrogenation step was separated and recovered (5th stream. Relative flow rate: 7).
  • Table 3 shows the compositions of the first to fifth streams in Comparative Example 1.

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Abstract

ガソリンから、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を分離する第一分離工程と、前記第一分離工程で得られたＣ５留分から、イソアミレンを分離する第二分離工程と、前記第二分離工程で得られたＣ５留分を異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成する異性化工程と、前記第二分離工程で分離したイソアミレン及び前記異性化工程で生成したイソアミレンを脱水素反応に供してイソプレンを生成する脱水素工程と、を含む、イソプレンの製造方法。

Description

イソプレンの製造方法
　本発明は、イソプレンの製造方法に関する。
　本願は、２０１９年１０月９日に日本に出願された、特願２０１９－１８５９６６号に基づき優先権主張し、その内容をここに援用する。
　イソプレンは、合成ゴム等の主成分として需要が高く、工業的に多く利用されている。イソプレンは、例えば、ナフサを熱分解してエチレンを生産する際に副生する、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分から、抽出蒸留によって回収することで得ることができる。また、特許文献１には、当該抽出蒸留の抽出残油から、イソアミレンを回収し、当該イソアミレンを脱水素反応させることでイソプレンを製造することが記載されている。
特開２０１５－１５１３９１号公報
　近年、イソプレンの需要が更に増加している。しかしながら、ナフサクラッカーは世界的にも設備数が少ないため、ナフサクラッキングにより副生するＣ５留分を原料としてイソプレンを製造する場合、その生産量に限界があった。
　一方、ガソリンはこれまで多岐分野にわたる燃料として大量に生産されてきた。しかしながら、近年、環境問題を考慮して、ガソリンに替わる種々のクリーンエネルギーが提案されている。そのため、将来的にガソリンの要求量が減少することが予想され、ガソリンの燃料以外の用途への転用が求められている。
　また、従来、ガソリンは燃料としての需要が圧倒的に高かったため、ガソリンの製造プロセスにおける副生成物は需要が低く、有効活用されていないという実情があった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ガソリンを原料として、イソプレンを高い収率で製造することが可能な、イソプレンの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第一の態様は、ガソリンから、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を分離する第一分離工程と、前記第一分離工程で得られたＣ５留分から、イソアミレンを分離する第二分離工程と、前記第二分離工程で得られたＣ５留分を異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成する異性化工程と、前記第二分離工程で分離したイソアミレン及び前記異性化工程で生成したイソアミレンを脱水素反応に供してイソプレンを生成する脱水素工程と、を含む、イソプレンの製造方法である。
　一態様において、前記異性化工程が、前記第二分離工程で得られたＣ５留分の一部のみを異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成することを含んでもよい。
　一態様において、前記異性化工程が、前記第二分離工程で得られたＣ５留分の全量の５０質量％以上を異性化触媒に供することを含んでもよい。
　一態様において、前記第二分離工程が、イソアミレンを分離したＣ５留分から更にイソペンタンを分離することを含んでもよい。
　本発明によれば、ガソリンから、イソプレンを高い収率で製造することが可能な、イソプレンの製造方法が提供出来る。
　本実施形態に係るイソプレンの製造方法は、ガソリンから、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を分離する第一分離工程と、前記第一分離工程で得られたＣ５留分から、イソアミレンを分離する第二分離工程と、前記第二分離工程で得られたＣ５留分を異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成する異性化工程と、前記第二分離工程で分離したイソアミレン及び前記異性化工程で生成したイソアミレンを脱水素反応に供してイソプレンを生成する脱水素工程と、を含む。
　ガソリンとしては、例えば流動接触分解装置より得られるガソリン留分（接触分解ガソリン）や、熱分解装置より得られるガソリン留分（熱分解ガソリン）を好適に用い得るが、これに限定されない。
　上記製造方法によれば、ガソリンに含まれるＣ５留分が効率的にイソプレンに変換されるため、ガソリンから高い収率でイソプレンを製造することができる。
　以下、本実施形態に係る製造方法の各工程について詳述する。
＜第一分離工程＞
　第一分離工程では、ガソリンから、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を分離する。
　本実施形態において、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分は、炭素数５の炭化水素を７０質量％以上、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上含む。
　第一分離工程で分離された炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分（以下、「（Ｃ５－１）留分」という場合がある。）は、炭素数５の炭化水素として少なくともｎ－ペンテン、イソペンタン、ｎ－ペンタン及びイソアミレンを含む。また、（Ｃ５－１）留分は、炭素数５の炭化水素として、イソプレン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、ピペリレン等を更に含んでいてもよい。
　当該（Ｃ５－１）留分中のｎ－ペンテンの含有割合は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上であり、更に好ましくは２０質量％以上である。このような含有割合であると、上述の発明の効果がより顕著に奏される。（Ｃ５－１）留分中のｎ－ペンテンの含有割合は、例えば７０質量％以下であってよく、６０質量％以下であってもよい。
　当該（Ｃ５－１）留分中のイソペンタンの含有割合は、例えば１０質量％以上、好ましくは１５質量％以上であり、より好ましくは２０質量％以上である。このような含有割合であると、上述の発明の効果がより顕著に奏される。（Ｃ５－１）留分中のイソペンタンの含有割合は、例えば７０質量％以下、好ましくは６０質量％以下であってよく、より好ましくは５０質量％以下であってもよい。
　当該（Ｃ５－１）留分中のｎ－ペンタンの含有割合は、例えば１質量％以上、好ましくは３質量％以上であり、より好ましくは５質量％以上である。このような含有割合であると、上述の発明の効果がより顕著に奏される。（Ｃ５－１）留分中のｎ－ペンタンの含有割合は、例えば３０質量％以下であってよく、２０質量％以下であってよい。
　当該（Ｃ５－１）留分中のイソアミレンの含有割合は、例えば１０質量％以上、好ましくは１５質量％以上であり、より好ましくは２０質量％以上である。（Ｃ５－１）留分中のイソアミレンの含有割合は、例えば７０質量％以下、好ましくは６０質量％以下であってよく、より好ましくは５０質量％以下であってもよい。
　（Ｃ５－１）留分は、ｎ－ペンテン、イソペンタン、ｎ－ペンタン及びイソアミレン以外の他の成分を含む場合、当該他の成分の含有量は、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下である。
　第一分離工程において、Ｃ５留分を分離する方法は特に限定されず、従来公知の方法で行うことができる。
　なお、第一分離工程において、（Ｃ５－１）留分を分離した残留留分中のイソペンタン、Ｃ６留分、ガソリン留分等は、別途分離回収してもよい。
　＜第二分離工程＞
　第二分離工程では、前記第一分離工程で得られたＣ５留分（（Ｃ５－１）留分）から、イソアミレンを分離する。
　（Ｃ５－１）留分から、イソアミレンを分離する方法は特に限定されず、公知の方法で行うことができる。例えば、硫酸等を抽出剤に用いた抽出分離等の方法で行うことができる。（Ｃ５－１）留分からイソアミレンを分離するのに用いるイソアミレン分離装置は特に限定されない。
　第二分離工程においては、イソアミレンを分離したＣ５留分（以下、「（Ｃ５－２）留分」という場合がある。）から更にイソペンタンを分離することが好ましい。
　（Ｃ５－２）留分から更にイソペンタンを分離することにより、プロセスに供するストリーム中に主にイソペンタンが蓄積することを抑制することができる。その結果、例えば、第二分離工程におけるイソアミレン分離装置及び後述の異性化工程における異性化装置でリサイクル運転を行った場合に各装置入口流量を減少させることができ、イソアミレン分離装置および異性化装置でのイソアミレン収率をより向上することができる。また、イソペンタンの分離は、製造プロセス効率向上の観点からイソアミレン分離ののちに行うことが望ましい。
　第二分離工程において、（Ｃ５－２）留分から更にイソペンタンを分離する方法は特に限定されず、公知の方法で行うことができ、例えば蒸留を用いてよい。また、（Ｃ５－２）留分からイソペンタンを分離する装置は特に限定されない。なお、以下、（Ｃ５－２）留分から更にイソペンタンを分離したＣ５留分を、（Ｃ５－３）留分という場合がある。
　第二分離工程においては、（Ｃ５－２）留分の一部をパージして取り除き、残りを後述の異性化工程に供してもよい。これにより異性化工程に供するストリーム中にイソアミレン以外の炭素数５の炭化水素（イソペンタンを含む）が蓄積することを抑制できる。この（Ｃ５－２）留分をパージする工程は、単独で実施してもよいし、上記（Ｃ５－２）留分からイソペンタンを分離する工程と合わせて実施してもよい。後者の場合、（Ｃ５－２）留分をパージする工程は、イソペンタンを分離する前に実施するのが好ましい。この（Ｃ５－２）留分をパージする比率は、好ましくは５０質量％以下である。
　＜異性化工程＞
　異性化工程では、前記第二分離工程で得られたＣ５留分（（Ｃ５－２）留分及び／又は（Ｃ５－３）留分）を異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成する。
　より具体的には、異性化工程では、主として（Ｃ５－２）留分及び／又は（Ｃ５－３）留分に含まれるｎ－ペンテンをオレフィン異性化反応に供することにより、イソアミレンを生成する。
　なお、異性化工程において、前記第二分離工程で得られたＣ５留分の一部のみを異性化触媒に供することが好ましく、前記第二分離工程で得られたＣ５留分の全量の５０質量％以上を異性化触媒に供することがより好ましい。
異性化触媒には、例えばゼオライト触媒を用いることができる。使用するゼオライトには、少なくとも部分的に水素型であることが好ましく、例えばＭＦＩ型、ＦＥＲ型、ＡＥＬ型のゼオライトを用いることができるが、これに限定されない。ゼオライトはマトリックスまたはバインダーと称される他の物質に組み込まれていてもよい。
　異性化反応の条件は特に限定されず、例えば、反応温度は５０～５００℃であってよく、１００～４００℃であってよく、２００～３００℃であってよい。反応温度が３５０℃以上であれば、軽質炭化水素の生成量が一層多くなる傾向がある。反応圧力、すなわち反応器内の気圧は０．０１～２０ＭＰａであってよく、０．１～１０ＭＰａであってよく、０．５～５ＭＰａであってよい。
　異性化反応を実施する反応装置は特に限定されない。異性化反応を原料ガスを連続的に供給する連続式の反応装置で行う場合、重量空間速度（以下、「ＷＨＳＶ」という。）は、０．１～５００ｈ－１であってよく、０．１～４００ｈ－１であってもよく、５～１００ｈ－１であってよい。ここで、ＷＨＳＶとは、連続式の反応装置における、脱水素触媒の質量Ｗに対する原料ガスの供給速度（供給量／時間）Ｆの比（Ｆ／Ｗ）である。なお、原料ガス及び触媒の使用量は、反応条件、触媒の活性等に応じて更に好ましい範囲を適宜選定してよく、ＷＨＳＶは上記範囲に限定されるものではない。
　なお、（Ｃ５－２）留分及び／又は（Ｃ５－３）留分には、少量のｎ－ペンタンが含まれている場合がある。かかる場合、（Ｃ５－２）留分及び／又は（Ｃ５－３）留分に含まれるｎ－ペンタンをパラフィン異性化反応に供することができる。
　異性化工程において、ｎ－ペンテンとｎ－ペンタンの両方の異性化能を持たせることでプロセスに供するストリーム中にｎ－ペンタンが蓄積することを抑制できる。その結果、例えば、第二分離工程におけるイソアミレン分離装置及びイソペンタン分離装置、ならびに異性化工程における異性化装置のリサイクル比率を減少させることができる。
　パラフィン異性化反応の方法は特に限定されず、従来公知の方法で行うことができる。
　異性化工程で生成したイソアミレンの一部又は全部は、製造プロセス効率向上の観点から、第二分離工程において分離したイソアミレンと合流させる。この場合、異性化工程で生成したイソアミレンを含むストリームは、第二分離工程において（Ｃ５－１）留分から分離したイソアミレンと合流させてもよいし、第二分離工程（イソアミレン分離装置）にリサイクルさせてもよい。
＜脱水素工程＞
　脱水素工程では、前記第二分離工程で分離したイソアミレン及び前記異性化工程で生成したイソアミレンを脱水素反応に供してイソプレンを生成する。
　本実施形態においては、前記第二分離工程で分離したイソアミレンのみならず、異性化工程で生成したイソアミレンも脱水素反応に供することにより、イソプレンの収率を向上することができる。
　脱水素工程における脱水素反応の条件は特に限定されず、イソアミレンをイソプレンに変換することが可能な触媒及び条件であれば特に制限なく用いることができる。
　脱水素触媒には、例えば無機酸化物担体に、活性金属を担持した触媒を用いることができる。活性金属源には、白金、スズ、クロム、鉄、ビスマス、モリブデン、マンガン、コバルト、セリウム、ルテニウム及びイリジウムからなる群より選択される少なくとも１種を用いることができる。
　脱水素反応の条件は特に限定されず、例えば、反応温度は３００～８００℃であってよく、５００～７００℃であってよい。反応圧力、すなわち反応器内の気圧は０．０１～１ＭＰａであってよく、０．０５～０．８ＭＰａであってよく、０．１～０．５ＭＰａであってよい。反応圧力が上記範囲にあると、脱水素反応がより進行し易くなり、一層優れた反応効率が得られる傾向がある。
　脱水素反応を実施する反応装置は特に限定されない。脱水素反応を原料ガスを連続的に供給する連続式の反応装置で行う場合、重量空間速度（以下、「ＷＨＳＶ」という。）は、０．１ｈ－１以上であってよく、１．０ｈ－１以上であってもよく、１００ｈ－１以下であってよく、３０ｈ－１以下であってもよい。ここで、ＷＨＳＶとは、連続式の反応装置における、脱水素触媒の質量Ｗに対する原料ガスの供給速度（供給量／時間）Ｆの比（Ｆ／Ｗ）である。なお、原料ガス及び触媒の使用量は、反応条件、触媒の活性等に応じて更に好ましい範囲を適宜選定してよく、ＷＨＳＶは上記範囲に限定されるものではない。
　脱水素反応の反応装置の形式は、例えば、固定床式、移動床式又は流動床式であってよい。これらのうち、設備コストの観点からは固定床式が好ましい。
　以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（原料ガソリン）
　実施例１及び比較例１において、下記表１に示すＣ５組成を有するガソリンを原料として用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［実施例１］
＜第一分離工程＞
　前記表１に示すＣ５組成を有するガソリン（第１ストリーム。相対流量：１００）を、蒸留塔に投入し、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を蒸留分離した（第２ストリーム。相対流量：３５）。
＜第二分離工程＞
　第一分離工程で得たＣ５留分（（Ｃ５－１）留分）をイソアミレン分離装置に供し、イソアミレンを分離した。
　イソアミレンを分離したＣ５留分（Ｃ５－２留分）（第３ストリーム。相対流量：５７）を、イソペンタン蒸留装置に供し、イソペンテンを分離した。
＜異性化工程＞
　前記第二分離工程で得られたＣ５留分（（Ｃ５－３）留分）（第４ストリーム。相対流量：４１）をオレフィン異性化装置に供し、イソアミレンを生成した。
　異性化工程で得られたイソアミレン（第５ストリーム。相対流量：４１）をイソアミレン分離装置に合流した。
＜脱水素工程＞
　第二分離工程で分離したイソアミレン及び前記異性化工程で生成したイソアミレン（第６ストリーム。相対流量：１９）を脱水素反応器に供し、イソプレンを生成した。
　脱水素工程で生成したイソプレンを分離及び回収した（第７ストリーム。相対流量：１６）。
　実施例１における第１～第７ストリームの組成を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
［比較例１］
＜第一分離工程＞
　前記表１に示すＣ５組成を有するガソリン（第１ストリーム。相対流量：１００）を、蒸留塔に投入し、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を蒸留分離した（第２ストリーム。相対流量：３５）。
＜第二分離工程＞
　第一分離工程で得たＣ５留分（（Ｃ５－１）留分）をイソアミレン分離装置に供し、イソアミレンを除くＣ５留分（第３ストリーム。相対流量：２６）からイソアミレンを分離した。（第４ストリーム。相対流量：８）
＜脱水素工程＞
　第二分離工程で分離したイソアミレンを脱水素反応器に供し、イソプレンを生成した。
　脱水素工程で生成したイソプレンを分離及び回収した（第５ストリーム。相対流量：７）。
　比較例１における第１～第５ストリームの組成を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２及び３に示す結果から、異性化工程を行った実施例１では、比較例１に対し、イソプレンの収率が高いことが確認された。

Claims (4)

  1. 　ガソリンから、炭素数５の炭化水素を主成分とするＣ５留分を分離する第一分離工程と、
    　前記第一分離工程で得られたＣ５留分から、イソアミレンを分離する第二分離工程と、
    　前記第二分離工程で得られたＣ５留分を異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成する異性化工程と、
    　前記第二分離工程で分離したイソアミレン及び前記異性化工程で生成したイソアミレンを脱水素反応に供してイソプレンを生成する脱水素工程と、
    　を含む、イソプレンの製造方法。
  2. 　前記異性化工程が、前記第二分離工程で得られたＣ５留分の一部のみを異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成することを含む、請求項１に記載のイソプレンの製造方法。
  3. 　前記異性化工程が、前記第二分離工程で得られたＣ５留分の全量の５０質量％以上を異性化触媒と接触させて、イソアミレンを生成することを含む、請求項１又は請求項２に記載のイソプレンの製造方法。
  4. 　前記第二分離工程が、イソアミレンを分離したＣ５留分から更にイソペンタンを分離することを含む、請求項１又は請求項２に記載のイソプレンの製造方法。
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