JPH06509826A - 石油生成物から不純物を除去する方法 - Google Patents

石油生成物から不純物を除去する方法

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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】 石油生成物から不純物を除去する方法 本発明は、炭化水素供給原料のクラッキングにより製造された炭化水素のような 炭化水素から不純物を除去することの改良に関する。特にそれは、アルカノール との反応によりエーテルの調製に用いるためのすレフインを含有するフィードの 調製における改良に関する。
石油由来の炭化水素フィードは通常、分解されて様々な目的に使用するための低 分子量の炭化水素を含有する生成物を生成する。分解された生成物は一般に様々 な目的に有用な反応体であるオレフィンを含有している。分解生成物中に存在す るオレフィンの中に、第3級オレフィン、例えばC(イソ−ブテン)、C5およ び高級第3級オレフィンがある。イソ−ブテンはアルカノールと反応してアルキ ル第3級ブチルエーテルを与える。かくしてイソ−ブテンはメタノールと反応し てMTBE(メチル第3級ブチルエーテル)を与える。C5および高級第3級オ レフィンはアルカノールと反応してアルキル第3級アルキルエーテルを与える。
かくしてC2第3級オレフィンはメタノールと反応してTAME(第3級ア〕 ミルメチルエーテル)を与える。これらのエーテルは、ガソリンの添加剤として 有用であることが良く知られている。
石油は、触媒の作用で有害な影響を及ぼす種々の硫黄および窒素化合物を含有し ている。特に高沸点石油留分をクラッキングすることにより得られた留分は、所 望しない不純物を含有する。前述したエーテル化反応は、一般的に酸性触媒、例 えば酸性イオン交換樹脂を用いて実施される。このようなエーテル化反応にフィ ードとして用いられる分解生成物中に存在する塩基性窒素化合物が、酸性触媒の 作用で有害作用を膏することか見いだされている。酸性イオン交換樹脂のような 酸性物質を含有するガードベッドは、通常オレフィンフィードがアルカノールと 反応する前に、塩基性化合物を除去する。
我々は現在、このようなガードベッドの使用にも拘らず、C2第3級オレフィ〕 ンがアルカノールと反応するのに用いられる触媒の作用は、慣用のガードベッド を通過して出現する1種以上の触媒毒の存在に基づいて衰退することを見だして いる。我々は現在、石油由来の物質をクラッキングすることにより得られるC5 またはC5炭化水素を含有する留分から、所望しない不純物の含量を低下させる 新規な操作を見いだした。
本発明によれば、蒸留分としてC5またはC6物質を含有する留分を回収するた めに、石油由来の物質をクラッキングすることにより、得られる分解生成物の蒸 留により得られるC5またはC6策3級オレフィンを含有する留分中の不純物の 含量を減少させる方法は、低級アルカノールを蒸留に供し、そして05またはC 5オレフィンを含有する留分よりも一層高い沸点を有する留分としての不純物を 除去することから構成される。
C5またはC6第3級オレフィンに対する参照は、C5およびC6第3級オレフ ィンの両者を含有するフィードも包含するものとして理解される。
本発明の方法により除去された不純物は、ヘテロ原子、即ぢ炭素および水素以外 の原子を含有する化合物、そして特に窒素−含有化合物である。1種以上の不純 物が存在し、そして本発明の方法により全体的にまたは部分的に除去することが できる。本発明の方法は、特に石油の処理から得られる一定の炭化水素流の中に 存在することを我々が見いだした、プロピオニトリルを除去するのに好適である 。
プロピオニトリルは、塩基性物質を除去するガードベッドを通過することかでき る。一定の触媒の長期間の作用に有害な作用があることが見いだされている。
プロピオニトリルは、精製物の沸点基準で、C5またはC6上方留分中に見出だ すことが期待されない相対的に高い沸点の物質である。
クラッキング工程は、便利には触媒クラッキング工程、例えばガス油留分または 残留分含有フィードに適用できる流体触媒クラッキングである。
本発明の方法は、C1CおよびC6第3級オレフィンを含有する流れ並びにC2 およびC5第3級オレフィンを含有するが、しかしC4炭化水素の実質的〕 な量を含有しないフィードから不純物を除去するのに有効に用いることができる 。
それはまたC6第3級オレフィンを含有するが、しかしC5炭化水素の実質的な 量を含有しない流れにも適用できる。別法として、本方法は、C5第3級オレフ インを含有するが、しかし5炭化水素の実質的な量を含有しない流れに適用する ことができる。
フィードは、ガソリンの範囲で触媒的に分解したアルコール(CCS)として、 coまたはC,稟3級オレフィンを1または2重量%含有するに過ぎないが、し コり かし好ましくは、典型的に軽質な触媒的に分解したアルコール(L CCS)ま たは脱ペンタンカラムへのフィードとしてCまたはC6、C5およびC5第3級 オレフィンを少なくとも4重量%含をする。アルカノールを用いる蒸留へのフィ ードは、好ましくは蒸留分として回収されたC2またはCもオレフィンのそれら 〕 以上の沸点を有する炭化水素、例えば不純物が濃縮されているものに一層高い沸 点の留分を提供できる一方、アルカノールを低沸点の留分中の不純物から別に回 収させるようなC7以上の炭化水素を含有する。
蒸留工程の上方で採取されたC2またはC6第3級オレフィンを含有する留分は 、蒸留処理へのフィードおよび蒸留条件が、所望しない不純物、例えばプロピオ ニトリルが濃縮される高沸点炭化水素留分を除去するように選択されることを条 件として、高級オレフィン、例えばC6またはC,オレフィンを含有することが できる。
アルカノールはメタノール、エタノールまたは両者の混合物でよい。
蒸留に習熟した人は、C2第3級オレフィンを含有する蒸留分は、蒸留工程に〕 供給された全てのC2オレフィンを含有する必要がないことを理解している。用 〕 いた蒸留条件により、少量のオレフィンを高沸点留分中に残すことができる。同 しことがC6第3級オレフィンを含有する蒸留分についても言える。
蒸留は、C5第3級オレフィンを含有する上流および不純物、例えばプロピオニ トリルが濃縮される底流を作るために行われる。別法として、第3級オレフィン を含有するC5炭化水素留分を上流として回収し、不純物、例えばプロピオニト リルの豊富な留分を側流として回収し、そして低い不純物含量の高沸点物質を底 部生成物として回収する。
アルカノールは、CまたはC5第3級オレフィンを含有する留分が、高沸点物質 から分離する主要蒸留工程に添加できる。別法として、主要蒸留からの低沸点留 分を、アルカノールを添加して、底留分とC2またはC6第3級オレフィン〕 およびアルカノールを含有する留分とを回収する第2蒸留工程に付すのが好まし い。
供給するアルカノールの量は、好ましくは実質的に全てのアルカノールを蒸留分 中に回収するように調整される。存在する05炭化水素の量に関連する大量のア ルカノールの使用が、不純物か濃縮されている沸点留分中に現れるアルカノール の有意な量に導かれる。このことはそれ以上の使用のためのアルカノールの回収 を一層困難にする。アルカノールの05炭化水素に対するモル比は例えば1:0 .5〜1.12、好ましくは11〜1:8、さらに好ましくは1・2〜1:4の 範囲にある。用いられるメタノール重量比は例えば1:3〜115、好ましくは 1:5〜110である。
アルカノールの6炭化水素に対するモル比は、好ましくは、1:0.2〜1゜6 、好ましくは1:0.5〜1:4、さらに好ましくは1:1〜1・2の範囲にあ る。
Cおよび 炭化水素の混合物が用いられる所で、次に05炭化水素に必要なモル 比を満足するために用いられるアルカノールは、C6炭化水素に必要なモル比を 満足する目的について考慮されない。
かくしてアルカノールのC5およびC6炭化水素に対するモル比は、上記比率の 2セツトの組み合わせを基準とする。例えばCs / Ca炭化水素の1.1モ ル比については1:領 3〜1:9、好ましくは1・O18〜1:6、さらに好 ましくは1:1.5〜1:3の比率を使用する。
本発明の方法は、分子中に4および5個の炭素原子を有する第3級オレフィンの 混合物が、酸性触媒によりメタノールまたはエタノールと反応するエーテル化反 応による第3級アルキルエーテルの製造方法に対するフィードを精製するのに使 用することができる。別法として、それはメタノールまたはエタノールが分子中 に5個以上の炭素原子を有する第3級オレフィンを含有するフィードと反応する 第3級アルキルエーテルを作る方法に対するフィードを精製するのに使用するこ とができる。第3級アルキルエーテルの製造方法は周知であり、そのためそれら をここで詳細に述べる必要はない。不純物、例えばプロピオニトリルを除去する のに用いるアルカノールは、ニーチル化反応における反応体であるため、それを C2またはC5オレフィンを含有するフィード流から除去する必要はない。
本発明の方法は、エーテル化工程を水素の存在で実施するエーテル化処理と組み 合わせた場合に有利である。かくしてニーチル化反応のための処理は、反応的な ジエンが水素添加されモしてオレフィンの異性化がエーテル化反応と同時に生し ることが開示されている(EP 0338309)。このような反応に使用する 触媒としては、水素添加金属をも含有する水素形の陽イオン交換樹脂が挙げられ る。本発明の方法はまた、第3級オレフィンが触媒的な蒸留技術によりエーテル を作る処理に供給される前に、coまたはC6第3級オレフィンを含有するフ〕 イードを用いて実施する場合にも有益である。
本発明を、次の実施例を参照して記載する。
実施例1 脱ペンタンカラムから上方部として得られた典型的なFCC(流体触媒クラッカ ー)Cs留分132.5gおよびメタノール23.6gからなる混合物を、AS TM D2892−84による方法を用いて回分蒸留した。この方法は15の理 論段と51の還流比を使用している。この混合物の組成を表2にフィードとして 示す。確実な状態力ぐ蒸留で確立されると、蒸留生成物サンプルよそ20m1量 回収された。蒸留生成物サンプルを、殆どのフィードが蒸留されるまで連続的な 手段で回収した。各留分と残留分を、プロピオニトリル含量を決定する窒素含量 について検査し、そして主要成分をガスクロマトグラフィーで同定した。留分の 沸点範囲、各留分の総重量およびプロピオニトリル含量を表1に示す。留分の組 成を表2に示す。
表1は上方で取得した留分のプロピオニトリル含量は、フィードと比較して犬き く減少している。プロピオニトリルの殆どが残留分に残っている。
IBP=最初の沸点 表1および続く表において、ゼロの濃度は、化合物が使用したガスクロマトグラ フィー法て検出てきなかったことを示している。
少量のメタノールを、留分6および7中の明瞭な相として分離した。メタノール 含量として引用された値は、この分離した物質を含んで0な0゜プロピオニトリ ルの量はメタノール相中のプロピオニトリルを含んで0る。
表2においてMeはメタノールであり、3MB11よ3−メチルブト−1−エン であり、IPはイソペンタンであり、Plはベント−1−エンであり、2MB1 ハ2−)’rルブトー1−エンであり、nPは−nペンタンでアリ、tP2(* )ランス−ペント−2−エンであり、cP2はシス−ベント−2−エンでありそ して2MB2は2−メチルブト−2−エンである。
本実施例において、蒸留に必要な量よりも一層大量のメタノールリカく反応性C 5オレフィン以上にあり、そして若干が残留分(こ残る。
び一層少量のメタノールの使用を示す。脱ペンタン力うムカ1ら上方部として得 られた典型的なFCC(、組成物116.0g、ヘキサン15.6g、ヘクー1 〕 一エン15.6gおよびメタノール8.8g力)らなる混合物を、実施gAI  1と同様の方法で回分蒸留した。混合物の組成は表4にお0てフィードとして示 されており、沸点範囲および留分のプロピオニトリル含量を表3に示す。
少量のメタノールを留分2乃至7中の明瞭な相として分離した。メタノール含量 として引用された値は、この分離した物質を含まない。プロピオニトリルとして 引用された値は、メタノール相中のいずれかを含んでいる。
表4において、CpsはC4炭化水素であり、Meはメタノールであり、3MB 1は3−メチルブト−1−エンてあり、iPはイソペンタンであり、Plはベン ト−1−エンてあり、2 M B lは2−メチルブト−1−エンであり、nP はn−ペンテンであり、tP2はトランス−ペント−2−エンであり、C20は シス−ペント−2−エンであり、2MB2は2−メチルブト−2−エンであり、 Hはヘキサンてあり、Hlはへラス−1−エンであり、そしてotはその他であ る。
trは痕跡量か検出されたことを示す。
低沸点留分のプロピオニトリル含量は有意に減少した。全メタノールが上方で蒸 留される場合にのみ、蒸留フラスコに何も残さす共沸混合物を形成して大量のプ ロピオニトリルが蒸留分中に現れる。
比較テストA 実験は、196.0g脱ペンタンカラム上方部を使用するが、メタノールの添加 なしに、実施例1のようにして実施した。
結果を表5および6に示す。表5に見られるように、プロピオニX)しくよ、低 沸点留分中に特に現れる。
したアルコール(L CCS)が供給された、慣用の蒸留カラムを使用して実施 した。
フィードはプロピオニトリルlQppmを含有していた。それをほぼカラムの中 間まで導入した。カラムの基部は110℃、そしてカラムの頭部は66℃であっ た。フィートを63℃の温度で、1時間当たり3.72容量の速度で導入し、1 時間当たり1.52容量を頭部(上方部)で除去し、1時間当たり2,20容量 を基部(底部)で除去し、そして還流速度は1時間当たり3.04容量であった 。カラムの頭部は2バール(0,2MPa)の圧力であり、モしてカラムの基部 と頂部の間の圧力低下は0.049mバールであった。
上方部は、種々の02炭化水素とのバランスで04炭化水素約6.7重量%およ びC6炭化水素9.6重量%を含有することが見い出だされた。上方部はプロピ オニトリル14ppmを含有していた。
底部はCおよびC2炭化水素を含有せず、C5炭化水素45.3%を含有し4  〕 ていた。残りは、分子中に6個よりも多い炭素原子を有する物質であった。プロ ピオニトリルは検出されなかった。
実施例3 実験を、上方および底部流に付加するカラムから側流を回収する以外は、比較テ ストBで使用した装置を用いて実施した。側流をカラムの高さの約3/4におい て除去した。
メタノールを、フィードと共に1時間当たり0.19容量の速度で蒸留カラムに 添加した。LCCSフィードを、比較テスト已におけると同様に1時間当たり3 .72容量の速度でカラムに導入した。1時間当たり1.37容量の速度で頭部 0ヒffaを除去し、1時間当たり2.27容量の速度で底部を除去し、そして 側流は1時間当たり0.30容量の速度で除去した。カラムの基部は、比較テス トBにおけるそれとは有意には異ならない温度であった。カラムの頭部の温度は 54℃に下がった。側流を65℃にてカラムから取得した。
上方部は、総C4炭化水素6.6重量%、メタノール11.7重量%および総C 6炭化水素0.8重量%を含有していた。残りは、2−メチルブト−1−エン7 .2重量%、2−メチルブト−2−エン13.6重量%および3−メチルブト− 1−エン1.1重量%を包含するC2炭化水素であった。プロピオニトリルは〕 検出されなかった。底部はCまたはC5炭化水素を含有せず、C6炭化水素を4 8.0%含有していた。残りは、分子中に6個よりも多い炭素原子を有する物質 であった。プロピオニトリルは検出されなかった。
側流は、C炭化水素1重量%未満、メタノール19.8重量%およびC6炭化水 素44.7重量%を含有しており、残りはC2炭化水素であった。C−炭化コ  D 水素の中には少量の分校状オレフィン、即ち2−メチルブト−1−エン2.7重 量%、2−メチルブト−2−エン8.0重量%および3−メチルブト−1−エン 0.2重量%が存在した。プロピオニトリルの含量は1100ppであった。
実施例4 実験を、比較テストBの装置を使用して実施した。メタノールを実施例3と同様 にしてフィートに添加したが、側流は除去しなかった。
LCCSフィードを、1時間当たり3.72容量の速度で、メタノール1時間当 たり0.19容量と一緒に導入した。上方部を1時間当たり1.71容量の速度 で除去し、そして底部を1時間当たり2.20容量の速度で除去した。
上方部は、総C炭化水素4.0重量%、C6炭化水素7.1重量%およびメタノ ール13.4重量%を含有していた。残りは2−メチルブト−1−エン6゜7重 量%、2−メチルブト−2−ニレ13.1重量%および3−メチルブト−1底部 生成物はC十たはC2炭化水素を含有しないが、C6炭化水素52.7げ 〕 重量%およびメタノール0.2重量%を含有していた。プロピオニトリルは10 重量ppmの水準で検出された。
実施例5 実験を、増大した供給速度のメタノールを用いる以外は実施例4と同様にして( 即ち側流を除去しないで)実施した。
LCCSフィードを、1時間当たり3.72容量の速度で、メタノール1時間当 たり0.21容量と一緒に導入した。上方部を1時間当たり1.71容量の速度 で除去し、そして底部を1時間当たり2.23容量の速度で除去した。
上方部は、C炭化水素5,0重量%、C6炭化水素5.6重量%およびメタノー ル13.2重量%を含有していた。上方部の残りは2−メチルブト−1−エン6 .8重量%、2−メチルブト−2−エン13.1重量%および3−メチルブト− 1−エン1.0重量%を包含するC4炭化水素であった。プロピオニトリルは検 出されなかった。
底部はCまたはC2炭化水素を含有しないが、C5炭化水素50.7重量%4  〕 およびメタノール3゜1重量%を含有していた。プロピオニトリルは10ppm の水1で検出された。
実験を、実施例5と同様にして実施した。フィードを導入し且つ生成物を除去す る速度は、メタノールをより−1高い速度で、即ち1時間当たり0.23容量で 供給する以外は実施例5におけるそれらと同様にして実施した。
上方部は、C4炭化水素4.3重量%、C5炭化水素10.5重量%およびメタ ノール13.9重量%を含有していた。残りは2−メチルブト−1−エン6゜2 重量%、2−メチルブト−2−ニレ12.9重量%および3−メチルブト−1− エン0.8重量%を包含するC2炭化水素から構成されていた。プロピオニド〕 リルは検出されなかった。
底部はC4またはC5炭化水素を含有上ないが、C5炭化水素51.1重量%お よびメタノール1.5重量%を含有していた。プロピオニトリルは10ppmの 水準で存在した。
実施例7 沸騰範囲33〜109.5℃のLCC3は、蛍光指示薬吸着(F I A)によ りアロマチックス3.9容量%、オレフィン42.9容量%および飽和液53゜ 2容量%を含有することおよびガスクロマトグラフィーによりC2炭化水素計算 値〕 30重量%およびC6炭化水素計算値30重量%を含有することが示された。こ のLCC3201gにプロピオニトリル0.010gおよびメタノール24.0 gを添加してプロピオニトリルとして窒素を少なくとも11.:3ppm wt /wt含有する混合物を与えた。この混合物14.7ppm wt/wtの窒素 分析から分ることとして、窒素−含有成分の一層の量がLCC3中に存在してい た。
この混合物を、ASTM D2892−84に基づく方法を用いて回分蒸留した 。
蒸留において、溶解したC4 s (4,0g)が除去さね、そして着実な状態 が確立されると、蒸留生成物部分を大よそ17〜18m1量で回収した。各留分 を、窒素含量につき試験しそして主要成分をガスクロマトグラフィーで同定した 。各留分の沸点範囲、窒素含量および主要成分の種類を表7に示す。
この実施例は、C2およびC5流の両者を、十分なメタノールの存在において〕 C5およびC6流を含有する混合物のメタノールを用いて共−蒸留してC5およ びC6成分とメタノールの間で共沸点形成を確実にすることができ、そして蒸留 混合物中に含有された少量のプロピオニトリルを共−蒸留するのみであることを 示している。プロピオニトリルのバルクの共−蒸留は、メタノールが蒸留フラス コ外に留出する場合にのみ生じた。
* 留分中にメタノールを認めない。
**痕跡のみのメタノールをこのサンプルで観察した。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.低級アルカノールを蒸留に供給し、そしてC5またはC6第3級オレフィン を含有する留分よりも高い沸点を有する留分として不純物を除去することからな る、蒸留分としてC5またはC6物質を含有する留分を回収するようにして石油 由来の物質のクラッキングにより得られた分解生成物の蒸留により得られたC5 またはC6第3級オレフィンを含有する留分中の不純物の含量を減少させる方法 。
  2. 2.不純物が窒素−含有化合物を包含する請求の範囲1に記載の方法。
  3. 3.窒素−含有化合物がプロピオニトリルである請求の範囲2に記載の方法。
  4. 4.分解生成物が流体触媒クラッキングにより生成される前記請求の範囲のいず れかに記載の方法。
  5. 5.分解生成物がC5またはC6炭化水素の実質的な量を含有する前記請求の範 囲のいずれかに記載の方法。
  6. 6.分解生成物が蒸留分として回収された炭化水素よりも多くの炭素原子を有す る炭化水素を含有する請求の範囲5に記載の方法。
  7. 7.分解生成物が実質的に遊離のC4炭化水素である前記請求の範囲のいずれか に記載の方法。
  8. 8.蒸留を不純物が濃縮されている高沸点炭化水素留分を除去するように実施す る前記請求の範囲のいずれかに記載の方法。
  9. 9.アルカノールがメタノールまたはエタノールである前記請求の範囲のいずれ かに記載の方法。
  10. 10.分解生成物を第1の蒸留に付して、蒸留分としてC5またはC6物質を回 収し、そして残留分を除去し、蒸留分を第2の蒸留に付し、低級アルカノールを 第2の蒸留に供給し、蒸留分としてC5またはC6物質を含有する留分を回収し 、そしてC5またはC6オレフィンを含有する留分よりも高い沸点を有する留分 として不純物を除去することからなる前記請求の範囲のいずれかに記載の方法。
  11. 11.蒸留に供給されるアルカノールの量が、実質的に全てのアルカノールが蒸 留分として回収されるように調整される前記請求の範囲のいずれかに記載の方法 。
  12. 12.アルカノールのいずれかのC5炭化水素に対するモル比が1:0.5〜1 :12の範囲にあり、そしてアルカノールのいずれかのC6炭化水素に対するモ ル比が1:0.2〜1.6である前記請求の範囲のいずれかに記載の方法。
  13. 13.アルカノールのC5炭化水素に対するモル比が1:2〜1:4の範囲にあ り、そしてアルカノールのいずれかのC6炭化水素に対するモル比が1:1〜1 :2の範囲にある請求の範囲12に記載の方法。
  14. 14.蒸留を実施して、上方留分としてC5またはC6第3級オレフィンを含有 する留分、不純物の豊富な側流および相対的に低い不純物含量の底留分を与える 前記請求の範囲のいずれかに記載の方法。
  15. 15.蒸留分として回収された留分がC5第3級オレフィンを含有する留分であ る前記請求の範囲のいずれかに記載の方法。
  16. 16.蒸留分として回収された第3級オレフィンを含有するC5またはC6物質 が、酸性触媒によりメタノールまたはエタノールと反応するエーテル化反応に供 給される前記請求の範囲のいずれかに記載の方法。
  17. 17.エーテル化工程を、水素の存在において実施する請求の範囲16に記載の 方法。
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