JPH02221234A - オレフィンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、低級パラフィンを熱分解してエチレン、プロ
ピレンといった産業上極めて有用なオレフィンを製造す
る方法に関するものである。

Ｂ、　ｆ足来の技術 低級パラフィンの熱分解反応は現在石油化学において基
幹出発原料を得る重要なプロセスとなっている。即ち、
エタン、ナフサ、軽油、天然ガスなどのパラフィン系炭
化水素を原料として、これを高温短時間で熱分解を行い
、合成甜脂、合成繊維、などの原料として重要なエチレ
ン、プロピレンなどを安価に大量に生産することが目的
とされている。

オレフィン製造プロセスとして、現在もっとも広く用い
られている方法は、管式分解炉法であるが、これは、コ
イルに原料と希釈用のスチームを流し、外部から加熱す
る方法である。

通常、５０−８０ｍのコイルを使用し、コイル表面を９
５０−１０５０°Ｃに加熱し、原料を０．１５−０．６
秒滞留させ、出口気相温度は７５０−９００°Ｃである
。

Ｃ８発明が解決しようとする問題点 分解炉は、オレフィン製造プロセスでもつともエネルギ
ー消費の高い部分であり、炉壁からの熱損失をできるか
ぎり減少して省エネルギーを計ることが重要な問題点で
あることは論を待たない。

また、炭化水素の分圧を下げ、生成オレフィンの重縮合
やコーキングを防止するなどの目的で、原料に対して０
．５〜１．０重量比のスチームを導入して希釈すること
が行われているが、これは、エネルギー消費量を高める
ばかりでなく、装置の腐食対策問題をもたらすことにな
る。

Ｄ０問題点を解決するための手段 本発明においては、内側の器壁が高温に保持されると共
に外側の器壁が低温に保持された器壁を互いに対向配置
しである反応容器内に、パラフィンガスのみを導入する
。このように内部から加熱するため炉壁からのエネルギ
ー損失は極めて少ない。また、スチームを共存させる必
要がないので、高圧スチーム発生装置を必要とせず、装
置の腐食対策も間組とならない。

パラフィンは高温の器壁面で熱分解されて、例えば、次
式に示す反応によりオレフィンと水素あるいはメタンと
を生成する。

Ｃ，Ｈ，→Ｃ２Ｈ４＋　　Ｈｚ Ｃ，）！、　　　→　　Ｃ２Ｈ４＋　　　ＣｔＨａ　　
　＋　　　Ｈｚ　　　＋　　　ＣＨ。

Ｃ４Ｈ，、→　　ＣｘＨａ　　　＋　　　ＣＪＩａ　　
　＋　　　Ｈｚ　　　＋　　　Ｃ１１４そして、温度勾
配による熱拡散効果によって、生成物間の分離が直ちに
起こるため逆反応が抑制されて反応転化率が向−、ヒし
、また、生成する水素が高温器壁側に、オレフィンが低
温器壁側にそれぞれ分布して反応器内を通過するためオ
レフィンの熱重合が抑制されてオレフィンの選択率が向
−ヒする。

ここで高温の器壁温度については、ノ（ラフインの熱分
解が迅速に起こる温度以上であることが必要であるが、
高すぎると生成オレフィンの熱重合が進行するようにな
るので、オレフィンの収率や選択率との関係において最
適温度が決定される。

ここで高温に加熱されるのは、器壁面のみであって、反
応器内の大部分を占める気相まで加熱する熱量は必要な
く、むしろ温度勾配を持たせであるのが本発明の特徴で
あり、分解ガスの出口温度は十分低く、生成オレフィン
の過分解や重縮合を防止するための分解ガス急冷工程を
必要としない。

また、反応容器としては、二枚の平板を対向させて一方
を高温に他方を低温に保持するもの、円筒により構成し
その内部に複〒にの発熱部を置き外部を冷却したものな
どを用いることもできる。

Ｅ、実施例 （１）反応容器 第１図は、試験に用いた実験装置を示す図である。反応
管はパイレックスガラスで作られた長さ０．５ｍ内径２
ｃｍの円筒体であり、その外周側には冷却水路が形成さ
れている。この円筒体の内部には直径０．５ｍｍ長さ６
０ｃｍのタングステン線あるいはニクロム線をＵ字型に
して配置し、これを通電によって発熱させる。

（２）高温部温度の影響を調べるための試験■第１図に
示す装置を用い、反応器の下端部よりエタンを流速５．
１ｍ／ｈｒで導入し、発熱体の温度を８００’Ｃ１９０
０’Ｃ，１０００’Ｃ，１０５０°Ｃ，１１００’Ｃ、
１２００°Ｃと変化させて各温度条件毎に生成したガス
の組成をガスクロマトグラフィーにより分析した。生成
した炭化水素類についてその生成率の温度変化を第２図
に示した。但し、図中・はエチレン、はメタン、マは油
状物の生成率を示す。

■同様にプロパンを原料として導入して、発熱体表面温
度を８００°Ｃ，９００°Ｃ，１０００”Ｃ，１１００
″Ｃ１１２００°Ｃと変化させたときの生成ガスの生成
率を第３図に示した。但し、・はエチレン、ムはプロピ
レン、はメタン、○はエタン、マは油状物の生成率を示
す。

■同様にブタンを原料として導入して、発熱体表面温度
を８００°Ｃ，８５０−Ｃ，９００’Ｃ，９５０’Ｃ，
１０００’Ｃ，１１００”ｃ、　１２００°Ｃと変化さ
せたときの生成ガスの生成率を第４図に示した。但し、
・はエチレン、ムはプロピレン、はメタン、０はエタン
、△はプロパン、マは油状物生成率を示す。

（３）考察 原料パラフィンの遣いによる熱分解のし易さは、その分
子量の順となり、ブタンが１０００”Ｃで、プロパンが
１２００’Ｃでそれぞれ１０ｏｚ転化することが分か−
）た。

オレフィンの選択率は９００−１０００″′Ｃで最も高
く、エタンからは９００’Ｃのときエチレンが９６．７
！。

プロパンからは８００６Ｃのときプロピレン５１．４Ｘ
。

１０００’Ｃのときエチレン４７，２χ、ブタンからは
８００’Ｃのときプロピレン４０．８χ、９５０°Ｃの
ときエチレン５０．２χがそれぞれ最高の選択率であっ
た。

この値はいずれも従来の方法によるオレフィン生成率に
比べて優？した結果である。

温度の上昇と共に油状物の生成が増大し、１０００６Ｃ
を越えると生成したオレフィンの重縮合反応が活発に起
こりオレフィンの選択率は大幅に低下する。

Ｆ１発明の効果 本発明によれば、従来行われている方法よりもパラフィ
ンの熱分解がエネルギー効率よく行われ、オレフィンが
選択率良く生成する。また、スチームを使用しないので
スチーム発生装置べ〕それに付随する熱交換器などの施
設を必要としないばかりでなく、装置の材などの腐食★
・を策の問題も軽減される。

さらに、分解ガスの出口気相温度もそｔＬ程高温となら
ないので２．冷工程を省略することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法に用いる製造実験装置の一例を示
すｆｌ１１１面図、第２図、第３図及び第４図はそれぞ
ね、エタン、プロパン、ブタンを原料とした場合の発熱
体表面温度と生成物収率との関係を示す関係図である。 （１）Ｉｉｔ？１スボンベ、（２）マス７０−コントロ
ーラー、（３）コック、（４）流量計、（５）コック、
（６）水冷トラップ、（７）コック、（８）（９）ガス
補集用バッグ 口面の降格 第３図 プロパンを原料とした場合の 表面温度と収率の関係 発熱体表面温度（°Ｃ） 第２図 エタンを原料とした場合の 表面温度と収率の関係図 発熱本表面温度（°Ｃ） 第４図 ブタンを原料とした場合の 表面温度と収率の関係 発熱体表面温度（０Ｃ） 手 続 補 正 書

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内側の器壁が高温に保持されると共に、外側の器
   壁が低温に保持された器壁を互いに対向配置して温度勾
   配をつけてある反応容器内にパラフィンガスを導入し、
   これによりパラフィンを高温壁面にて熱分解させてオレ
   フィンを主生成物として生成し、温度勾配による熱拡散
   効果によって直ちに前記生成オレフィンを低温器壁側へ
   拡散移動させることによってオレフィンの熱重合を抑制
   して、オレフィンを選択率良く得ることを特徴とするオ
   レフィンの製造方法。