JPH0147448B2 - - Google Patents

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JPH0147448B2
JPH0147448B2 JP55036822A JP3682280A JPH0147448B2 JP H0147448 B2 JPH0147448 B2 JP H0147448B2 JP 55036822 A JP55036822 A JP 55036822A JP 3682280 A JP3682280 A JP 3682280A JP H0147448 B2 JPH0147448 B2 JP H0147448B2
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JP
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butene
stream
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desulfurization
feed stream
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JP55036822A
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JPS55127324A (en
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Harisu Nooman
Furederitsuku Furintotsufu Jon
Uiruson Kitsupatsukusu Jon
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Johnson Matthey Davy Technologies Ltd
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Davy Mckee Oil and Chemicals Ltd
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Publication date
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Application filed by Davy Mckee Oil and Chemicals Ltd filed Critical Davy Mckee Oil and Chemicals Ltd
Publication of JPS55127324A publication Critical patent/JPS55127324A/ja
Publication of JPH0147448B2 publication Critical patent/JPH0147448B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明はブテン含有供給源流の処理方法、特に
斯る供給源流から、ヒドロホルミル化に好適なブ
テン―1を製造する方法に関するものである。 ブテン含有供給源流は、種々異なる高温度で、
供給源として天然ガス及び石油留分を用いる触媒
方法によつて製造される。多量の斯るブテン含有
物質が、ガス油の如き石油の高沸点留分を用いる
製油所触媒方法で製造される。代表的な斯るC4
留分供給源流は、ブテン―1、シス―ブテン―2
及びトランス―ブテン―2を可変量で含有する他
に、―ブタン、イソ―ブタン、ブタジエン及び
イソ―ブチレンを含有する。斯るC4留分は、他
に、不純物として、少量の硫黄化合物(例えば
H2S,COS、メルカプタン及び/又は硫化物)及
び/又はハロゲン化合物を含有する。 ヒドロホルミル化は、末端Cn―オレフインか
らCn+1―アルデヒドを製造する為の既知の技術
である、例えばエチレンを、適当な触媒の存在の
下で、約1:1のCO:H混合物と反応させてプ
ロピオンアルデヒドを製造したり、プロピレンを
同様に反応させて、ブチルアルデヒドを製造する
ことができる。この様にして製造したアルデヒド
生成物に水素添加して対応するアルコール(例え
ばプロパノール又はブタノール)とするか又はア
ルドール化、脱水及び還元して可塑剤アルコール
(例えばブチルアルデヒドから2―エチル―ヘク
サノール)とすることができる。斯るヒドロホル
ミル化技術は、例えば英国特許第1197847号明細
書及び1338237号明細書記載のロジウム―触媒方
法であつて、エチレン及びプロピレンをヒドロホ
ルミル化する為のこの技術を用いる商業プラント
は米国及びプエルトリコで巳に作業されている。 プロピレン、ヘプテン―1又はブテン―1の如
き末端オレフインは、直ちにヒドロホルミル化す
るが、シス―ブテン―2及びトランス―ブテン―
2の如き内部オレフインは、常規ロジウム―触媒
ヒドロホルミル化条件の下で甚だ緩慢に反応す
る。これが為ブテン―1、シス―ブテン―2及び
トランス―ブテン―2を含有するガス混合物を、
末端オレフイン(ブテン―1)のヒドロホルミル
化に好適な条件の下でロジウム触媒含有ヒドロホ
ルミル化領域に通す時は、内部オレフイン(シス
―ブテン―2及びトランス―ブテン―2)は、不
活性物質として有効に作用することを確めた。こ
れが為簡潔なプラントで有効作業を達成する為に
は、ブテン―2含有量が少なく、ブテン―1に富
む流れを製造する様に、ブテン含有C4炭化水素
供給源流を処理することが望ましい。加うるに、
硫黄化合物、及び程度は低いがハロゲン化合物
は、ロジウム触媒ヒドロホルミル化反応に用いる
為の供給源流としては不所望分である為、斯る化
合物、特に硫黄化合物を含有しないで、ブテン―
1に富む流れを製造することが望ましい。 フランス特許明細書第1215705号は、例えば
―ブタン、イソ―ブタン、ブテン―1、ブテン―
2、及びイソ―ブチレン等の通常ガス状の炭化水
素の精製方法において、不純炭化水素材を少なく
とも350℃から600℃以上の温度、35Kg/cm2
(3435kPa)以上にならない圧力で、シリカ―ア
ルミナ型触媒と接触させることよりなる方法を開
示する。この工程は硫黄不純物をH2Sに変換さ
せ、更に固体または液体吸収剤、例えばNaOH
の固体または苛性ソーダ、燐酸カリウム、モノ―
またはジ―エタノラミンの溶液と接触させる従来
の工程によつて除去するといわれるものである。
代りに、生成H2Sの除去を、部分濃縮及びその後
の液体の回収を、必要ならば液体を、あるいは蒸
気化した後、H2Sの吸収剤と接触させることによ
り、実施することができる。この工程は350℃以
上の高温を必要とし、従つてエネルギー集中加熱
段階を含むものである。更に形成されたH2Sを吸
収する別個の処理段階を必要とし、この段階は化
学吸収剤の消費を必要とする以外に、方法の複雑
さを増大させるものである。 米国特許明細書第2551905号は、硫黄化合物及
び硫黄受容体のための分解触媒を含むホツトペブ
ルと接触させることによる炭化水素ガスの脱硫方
法を教示する。この段階により硫化金属がペブル
に沈澱するとされている。ペブルの再生は、気流
混合体によつて硫黄を燃焼させることにより達成
できる。この方法もまた、高温の使用、別個の再
生段階と同様、脱硫段階における温度の注意深い
制御を含むものである。 本発明の目的とする所は、硫黄不純物を含有せ
ず、ブテン―1をヒドロホルミル化することによ
つて―バレルアルデヒドをロジウム触媒によつ
て製造する為の供給源として用いるに好適なブテ
ン―1に富む流れを簡単且つ経済的に製造する方
法を提供せんとするにある。 とくに、本発明は、再生工程を不要とし、かつ
H2S用吸収剤の消耗量を低減させると共に、200
℃以上の温度条件の使用を回避し得るような工程
を提供せんとするものである。 本発明の方法は、硫化水素、硫化カルボニル、
メチルメルカプタン及び高沸点硫黄化合物から選
択した少なくとも一種の化合物を少量だけ含有す
るブテン含有C4炭化水素供給流から、硫黄を実
質上含有せずかつブテン―1に富む流れを製造す
るために、脱硫条件下に脱硫媒質と該供給源流を
接触させる工程をもつような方法であつて、該供
給源流が、少量の水を含有し、かつ脱硫領域内
で、少なくとも一種の脱硫媒質の装填材と接触せ
しめられ、該媒質装填材が、該供給源流の成分、
少なくとも該供給源流中に存在する硫化水素、硫
化カルボニル、メチルメルカプタン等の一部と反
応することにより、高沸点硫黄化合物に変換し、
また該媒質装填材が、該供給源流中に存在する硫
化水素、硫化カルボニル及びメチルメルカプタン
等の残分を実質的に吸収または吸着することと、
かくの如く処理され、硫化水素、硫化カルボニル
及びメチルメルカプタンを実質上含有しないが一
種またはそれ以上の高沸点硫黄化合物を含有する
ような供給源流を、該脱硫領域から回収すること
と、そして該被処理供給源流を、蒸留領域内で蒸
留し、底部生成物として、高沸点硫黄化合物を含
有するブテン―2富有流を生成させ、かつ頂部生
成物として、0.1ppm以下の硫黄を含有するのみ
で、実質的には硫黄を含有しないブテン―1富有
流を生成することを特徴とするものである。 本発明の実施に当つては、脱硫領域又は蒸留領
域の上流又は下流で脱塩素工程を行うのが好適で
ある。これが為、ブテン―1に富む流れ又は供給
源流を(脱硫領域に通す前又は通した後)脱塩素
領域に通し、塩素含有不純物の略々全部を除去す
ることができる。脱塩素領域を脱硫領域の下流と
し、蒸留領域の上流とするのが便利である。 C4炭化水素供給源流中の硫黄不純物の分量及
び性質は、供給源流の供給源と、その以後の処理
とに依存する。 例えばC4炭化水素供給流は、その供給源に依
存し、約1ppm又はそれ以下の硫黄ないし約
100ppm又はそれ以上の硫黄を含有する。供給流
は、約2ppmの硫黄ないし約25ppmの硫黄を含有
するのが通例である。発生可能な硫黄不純物のう
ち、硫化水素(H2S)、硫化カルボニル(COS)
及びメチルメルカプタン(CH3SH)並に高沸点
硫黄不純物、例えば二硫化炭素(CS2)及び硫化
ジメチル(CH3SCH3)がある。脱硫領域は、軽
質硫黄不純物である硫化水素、硫化カルボニル及
びメチルメルカプタンを除去したり又は高沸点硫
黄化合物に変換するに適合する様に設計する。供
給流は脱硫領域の通過後、硫化水素、硫化カルボ
ニル及びメチルメルカプタンが殆んど無くなり、
硫黄不純物として硫化ジメチルの如き高沸点不純
物のみを含有する。これは脱硫領域が簡単である
ことを意味する。その理由は低沸点硫黄不純物を
除去する様に設計するを要するだけで、高沸点硫
黄不純物、例えば硫化ジメチル及び二硫化炭素
は、ブテン―2に富む底部生成物流に生じ、蒸留
領域で除去できる為である。 供給流は、脱硫領域を通過する以前は、ガス状
でよいが、液体状が好適である。 脱硫領域は、0℃又はそれ以下から200℃又は
それ以上の範囲の温度に維持する。圧力は、大気
圧から約40気圧又はそれ以上の範囲か又は次大気
圧とする。脱硫領域は超大気圧に維持するのが好
適である。脱硫領域は通例、約0℃ないし約40℃
の範囲の温度で作業するのが好適である。斯る条
件の下で、供給流は、流体状で適当な脱硫媒質を
接触させて硫化水素及び硫化カルボニルを有効に
除去することができる。所望に応じ脱硫領域を、
一層高温度、例えば約180℃から約200℃の範囲と
し、供給流をガス状として作業できる。この場
合、供給流は、脱硫領域を通る以前に加熱するこ
とができる。 適当な脱硫方法では、供給流を、液体状又はガ
ス状で、活性アルミナ床に通し、次いで酸化亜鉛
床に通す。適当な条件の下で、遊離分子酸素を除
去した場合、活性アルミナ床は、硫化カルボニル
を硫化水素に加水分解し、硫化水素及びメチルメ
ルカプタンを半ば除去する。次いで酸化亜鉛床は
硫化水素全部と、活性アルミナで除去されなかつ
たメチルメルカプタンとを除去する。しかしとく
に供給流が遊離分子酸素を含有する時は、一般に
脱硫領域で、メチルメルカプタンが二硫化ジメチ
ルに変換することを確めた。脱硫領域が蒸留領域
の後段にあつて、二硫化ジメチルが、蒸留領域か
らのブテン―2に富む底部生成物から除去される
為、脱硫領域で二硫化ジメチルが生成しても、差
支えがない。 上述した加水分解を起す為には、供給流に水が
存在することが重要である。水の分量は臨界的で
はなく、例えば約20ppmから約1000ppm又はそれ
以上が通常十分である。供給流が水を含有してい
ない場合には、供給流に少量の水を加えることが
できる。 供給流は、脱硫領域を通過した後、これより硫
化水素、硫化カルボニル及びメチルメルカプタン
が殆んど除去されるが、尚硫化ジメチルの如き高
沸点硫黄不純物を含有する。 各種のC4炭化水素は互に物理特性を異にして
いる。特にブテン―1の760mmHgにおける沸点
(−6.26℃)は、シス―ブテン―2の沸点(+
3.72℃)、トランス―ブテン―2の沸点(+0.88
℃)、―ブテンの沸点(−0.50℃)、イソ―ブテ
ン(−11.73℃)及びブタジエンの沸点(−4.41
℃)とは異なり、イソ―ブチレンの沸点(−6.90
℃)には近い。これが為、ブテン―1に富む留分
(ブテン―1の略々全部の他にイソ―ブタン及び
イソ―ブチレンを含有する)を頂部留分として、
供給流中に存在するシス―ブテン―2及びトラン
ス―ブテン―2の略々全部を含有するブテン―2
に富む底部生成物から分離し得る様に蒸留領域を
設計することは比較的簡単である。 ブテン―含有C4炭化水素供給流は、脱硫領域
を通過後、液体形態又は蒸気形態で適当な圧力及
び温度で蒸留領域に供給する。一般に蒸留領域に
おける圧力は大気圧から35絶対気圧の範囲で、代
表圧力は、5絶対気圧から30絶対気圧の範囲であ
る。35絶対気圧よりも遥かに高い圧力で作業する
のは実際的ではない。その理由は各種不飽和C4
炭化水素全体の臨界圧力が40絶対気圧の範囲内に
ある為である。供給流の蒸留領域に至る温度は、
0℃以下例えば−20℃又はそれ以下から約140℃
までの範囲である。各種不飽和C4炭化水素の臨
界温度が約145℃ないし155℃の範囲内にある為、
蒸留領域を約140℃以上の温度で作業するのは実
際的ではない。約−10℃から約40℃の範囲の温度
が通例である。 蒸留領域に至る供給流には、低沸点硫黄不純物
(即ち硫化水素、硫化カルボニル及びメチルメル
カプタン)が殆んど存在しない為、頂部生成物、
即ちブテン―1に富む流れは、殆んど硫黄を含有
しない。供給流中に存在するか又は脱硫領域で生
じた高沸点硫黄不純物は、その沸点がブテン―1
の沸点以上の為、底部生成物であるブテン―2に
富む流れ中に存在する。 本発明方法は他に脱塩素工程を包含する。この
脱塩素工程は、脱硫領域を通過する以前又は以後
の供給流に対し行うことができる。或は又脱塩素
工程は、蒸留領域から出る頂部生成ブテン―1に
富む流れについてのみ行うことができる。 C4炭化水素供給流に存在する塩素添加不純物
の分量及び性質は、供給流の起原と、過去の経歴
とに依存する。斯る塩素添加不純物は低沸点不純
物、例えば塩化水素(HCl)及び塩化メチル
(CH3Cl)並に高沸点塩素添加不純物である。 蒸留領域で起るブテン―1に富む留分及びブテ
ン―2に富む留分への分解は、塩素添加不純物に
対する部分精製をも達成する。ブテン―1に富む
留分には、低沸点塩素添加不純物、例えば塩化水
素及び塩化メチルのみが存在する。ブテン―2に
富む流れには、高沸点塩素添加不純物が存在す
る。 脱塩素は蒸留工程後に行われ、ブテン―1に富
む流れを処理するを要するだけで、これは、除去
すべき塩素添加不純物は低沸点塩素添加不純物、
例えば塩化水素及び塩化メチルのみであることを
意味する。又これは脱塩素処理は簡単で、比較的
簡潔な単位を使用できることを意味する。これは
脱塩素を必要とするのは生成流れだけであるから
である。このことは脱塩素単位の化学的要件数が
最小数となることを意味する。 脱塩素領域には、適当な脱塩素物質床、例えば
銅含浸活性炭素を設ける。脱塩素領域の温度は、
例えば約−10℃又はそれ以下から約200℃又はそ
れ以上の範囲とする。しかし脱塩素すべき流れが
液体形態である場合には、約0℃ないし約100℃
の範囲の温度で作業するのが通例便利である。ガ
ス形態である流れの脱塩素は、通常尚一層高い温
度、例えば約40℃ないし約200℃の範囲の温度を
必要とする。 脱硫領域及び脱塩素領域は、蒸留領域と実質上
同一圧力で作業するのが通例便利であり、通例起
る圧力降下を許容できるが、所要に応じ互に異な
る圧力で作業することもできる。この場合には、
領域相互間に適当な圧力調節設備(加圧又は減
圧)を設ける必要がある。 蒸留塔からの底部生成物は、重沸点硫黄不純物
及び塩素添加不純物、例えばシス―ブテン―2及
びトランス―ブテン―2の他に硫化ジメチル略全
部を含有する。この生成物は、国内の各所の化学
工場で用いられる他に、国外に輸出され、例えば
ブチレート石油又はメチル、エチル、ケトンの製
造に用いられる。 本発明方法は、少なくとも、例えば30%V/V
ブテン―1ないし85%V/Vブテン―1又はそれ
以上例えば99%V/Vブテン―1までを含有する
ブテン含有供給流で主として行うことができる。 本発明方法はブタジエンを除去する為の水素精
製工程を包含できる。この工程は蒸留領域の上流
で行い、供給流全体を水素精製することができ
る。或は又ブテンに富む流れからブタジエン痕跡
の略々全部を除去する為に蒸留領域から頂上生成
物のみを水素精製することができる。 所望に応じ、本発明方法は、イソ―ブチレンを
除去する為の酸洗い工程をも包含できる。この酸
洗い工程は、蒸留領域より上流で行うのが好適で
あるが、その代りに蒸留領域から下流のブテン―
1に富む流れで行うことができる。しかしブテン
―1に富む留分中にイソ―ブチレンが存在して
も、以後のロジウム触媒ヒドロホルミル化工程に
何等問題を起さない。酸洗い工程は、エネルギー
を消費する為、ヒドロホルミル化領域へのブテン
―1に富む供給流からイソ―ブチレンを除去する
ことを試みないで、ヒドロホルミル化領域よりイ
ソ―ブチレン下流を再生するのが好適である。こ
れはイソ―ブチレンの略々全部がそのまま変化せ
ずにヒドロホルミル化領域を通過する為である。 本発明方法を図面について説明する。 図面に示すプラントでは、硫黄約8ppmと、水
100ppmとを含有する液体C4炭化水素供給流を、
9Kg/cm2の圧力の下で、15℃の温度で、導管1を
経て280Kgモル/時の割合で、直列の3個の床よ
り成る複合脱硫―脱塩素領域2に供給する。床3
は活性アルミナより成り、床4は酸化亜鉛より成
り、床5は銅含浸炭素、例えば米国、ケンタツキ
ー、ルイスビル、ガードラー・ケミカル社で市販
のガードラーG32J触媒より成る。床3及び4は、
COSをH2Sに加水分解し、H2S又はCH3SHの如
き低沸点硫黄不純物を吸着又は吸収し及び/又は
斯る低沸点硫黄不純物を、二硫化ジメチル、ブチ
ル、メルカプタン、硫化メチル、ブチル、硫化ジ
ブチル等の如き高沸点不純物に変換する様に作用
する。床5はHCl及び塩化メチルの如き低沸点塩
素置換不純物の略々全部を除去する様に作用す
る。 硫化水素、硫化カルボニル及びメチルメルカプ
タンを殆んど含有しない供給流が領域2から導管
6を経て蒸留塔7に達する。蒸留塔7は慣例型の
もので、108個の蒸留皿を具える。液体底部生成
物流を導管8を通して取出し、レボイラー9内で
蒸発させ導管10を通して蒸留塔7に帰還させ
る。レボイラー9を導管11を経て供給した蒸気
によつて加熱する。この液体底部生成物を導管1
2を経て除去する。この流れは、供給流中に存在
する硫化ジメチルの如き高沸点硫黄不純物の略々
全部を含有すると共に高沸点塩素含有不純物の
略々全部を含有する。 頂部ブテン―1留分を蒸留塔7から導管13を
経て取出し、凝縮器14に通し、凝縮器14には
導管15を経て冷却水を供給する。凝縮器14よ
り液体頂部生成物は、導管17を経て還流ドラム
16に達する。18は、非凝縮分の増大を制御す
る為の適当な排気管を示す。凝縮分を還流ドラム
16から還流ポンプ19によつて導管20を経て
取出す。220Kgモル/時の凝縮分が導管21を経
てヒドロホルミル化プラント22に至る。このプ
ラント22で、英国特許第1197847号明細書及び
英国特許第1338237号明細書記載の方法に応じて
ヒドロホルミル化を行う。残余の凝縮物を導管2
3を経て1485Kgモル/時の割合で蒸留塔7へ再循
環させる。 ヒドロホルミル化プラント22には、部分酸化
プラント(図示せず)から導管24を経て合成ガ
ス(H2:CO容積比約1:1)を供給する。プラ
ント22より―バレルアルデヒドに富む生成物
を186Kgモル/時の割合で導管25を経て取出す。
頂部追放流は、26Kgモル/時の割合で導管26を
経て除去し、系列内の窒素及びブタンの如き不活
性物の増大を制御する。プラント22から導管2
7を経て液体触媒含有液相の一部を“重分除去”
領域28に取出し、ここで高沸点アルデヒド縮合
物を1Kgモル/時までの割合で除去する様に処理
し、この縮合物を導管29を経て取出す。再生し
た触媒反応領域液を導管30を経てヒドロホルミ
ル化プラント22に向けて再循環せしめる。ヒド
ロホルミル化プラント22からブテンに富む留分
を23Kgモル/時の割合で導管31を経て蒸留塔7
に向け再循環させ、ヒドロホルミル化プラント2
2内におけるブテン―2の増大を防止する様にす
る。 各種流れの成分を次表に示す。
【表】 領域2は単一領域として説明したが、通常は2
重領域を設ける方が好適な為、化学成分を置換す
る必要ある場合には、流れを単一領域から2重領
域に切換えて、連続作業を持続することができ
る。 上述した本発明の実施態様を要約すれば次の通
りである。 1 脱硫領域を、約0℃ないし約200℃の範囲内
の温度に維持する。 2 脱硫領域を、約0℃ないし約40℃の範囲内の
強度に維持する。 3 脱硫領域は活性アルミナの装填材を含有す
る。 4 脱硫領域は、活性アルミナ装填材からの供給
流通路の下流に酸化亜鉛装填材を含有する。 5 供給流は、約20ppmないし約1000ppmの水を
含有する。 6 供給流を、脱硫領域の上流又は下流で、蒸留
領域の上流に、脱塩素材料の装填材を含有し、
脱塩素条件の下に維持した脱塩素領域を経て通
す工程を包含させる。 7 頂部生成物流を、蒸留領域から、脱塩素材の
装填材を含有し、脱塩素条件の下に維持した脱
塩素領域を経て通す工程を包含させる。 8 脱塩素領域は、銅含浸活性炭素の装填材を具
える。 9 脱塩素領域は、約−10℃ないし約200℃の範
囲とする。 10 蒸留する前の供給流またはブテン―1に富む
頂上生成物は、ブタジエンを除去するため、水
素精製される。 11 蒸留する前の供給流またはテン―1に富む頂
上生成物は、イソ―ブチレンを除去するため、
酸洗いされる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明方法を利用するプラントの簡単な
1例のフローシート図である。 1…導管、2…複合脱硫脱塩素領域、3…活性
アルミナ床、4…酸化亜鉛床、5…銅含浸炭素
床、6…導管、7…蒸留塔、8…導管、9…レボ
イラー、10,11,12,13…導管、14…
凝縮器、15…導管、16…還流ドラム、17…
導管、18…排気管、19…還流ポンプ、20,
21…導管、22…ヒドロホルミル化プラント、
23,24,25,26,27…導管、28…
“重分除去”領域、29,30…導管。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 硫化水素、硫化カルボニル、メチルメルカプ
    タン及び高沸点硫黄化合物から選択した少なくと
    も一種の化合物を少量だけ含有するブテン含有
    C4炭化水素供給流から、硫黄を実質上含有せず
    かつブテン―1に富む流れを製造するために、脱
    硫条件下に脱硫媒質と該供給源流を接触させる工
    程をもつような方法であつて、該供給源流が、少
    量の水を含有し、かつ脱硫領域内で、0℃から
    200℃に達する温度で活性アルミナ装填材と接触
    させられ、次に酸化亜鉛の装填材と接触させられ
    て、該供給源流の成分、少なくとも該供給源流中
    に存在する硫化水素、硫化カルボニル、メチルメ
    ルカプタンの一部と反応することにより、高沸点
    硫黄化合物に変換し、更に、該供給源流中に存在
    する硫化水素、硫化カルボニル及びメチルメルカ
    プタン等の残分を実質的に吸収または吸着するよ
    うにし、かくの如く処理され、硫化水素、硫化カ
    ルボニル及びメチルメルカプタンを実質上含有し
    ないが1種またはそれ以上の高沸点硫黄化合物を
    含有するような供給源流を、該脱硫領域から回収
    し、そして該被処理供給源流を、蒸留領域内で蒸
    留し、底部生成物として、高沸点硫黄化合物を含
    有するブテン―2富有流を生成させ、かつ頂部生
    成物として、実質的には硫黄を含有しないブテン
    ―1富有流を生成することを特徴とするブテン含
    有供給源流の処理方法。
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