JPH0825914B2 - 枝なし炭化水素の異性化のための方法 - Google Patents

枝なし炭化水素の異性化のための方法

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JPH0825914B2
JPH0825914B2 JP62201060A JP20106087A JPH0825914B2 JP H0825914 B2 JPH0825914 B2 JP H0825914B2 JP 62201060 A JP62201060 A JP 62201060A JP 20106087 A JP20106087 A JP 20106087A JP H0825914 B2 JPH0825914 B2 JP H0825914B2
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/22Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
    • C07C5/27Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
    • C07C5/2767Changing the number of side-chains
    • C07C5/277Catalytic processes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、枝なし炭化水素の異性化のための方法に関
する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
上記方法として種々のものが公知であり、それらの内
のいくつかは商業規模で実施されている。しかしなが
ら、異なつた枝なし炭化水素を含有する原料混合物が処
理される場合、原料混合物を構成する炭化水素の種類に
よつて最適処理条件が異なるため、問題が生じる。この
ような事態は、ある沸点範囲を有する実際の原料を処理
するときに発生する。何故ならば、異なつた分子量及び
沸点の炭化水素は異なつた反応性を有するからである。
原料混合物を、低沸点留分及び高沸点留分をそれぞれ
含有する2つの部分に分離し、そして各該部分をそれぞ
れの異性化条件で処理することにより、上記問題を克服
するということが提案されている。
しかしながら、上記提案には、各原料部分に対して異
なつた触媒が使用されるという不都合、並びに生成物を
取り出すための装置及び、随意に、熱交換、分離及び/
又は生成物の留分の再循環のための装置が、別々に処理
される各原料部分に対して必要であるという不都合があ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
異なつた枝なし炭化水素の最適処理に対して高度の柔
軟性を維持しつつ、異なつた平均分子量を有する少なく
とも2つの原料留分を一連の異性化ゾーンに別々に導入
することにより、そして、もし各留分が、分子量が大き
いもの程より下流で導入されるならば、上記不都合が避
けられ得るということが見出された。
従つて、本発明は枝なし炭化水素の異性化のための方
法に関し、該方法は、異なつた枝なし炭化水素を含有す
る原料混合物を、異なつた平均分子量を有する少なくと
も2つの留分に分離すること、各該留分を、水素及び異
性化触媒の存在下での異性化条件で動作させられている
一連の異性化ゾーンに、分子量が大きいもの程より下流
で、別々に導入すること、そして最も下流の異性化ゾー
ンから生成物を取り出すこと、からなる。
低い平均分子量及び高い平均分子量をそれぞれ有す
る、「軽い」留分及び「重い」留分への原料混合物の分
離は、公知の適宜な方法、即ち蒸留、又は部分蒸発(即
ちフラツシング)もしくは分縮及び気体/液体分離によ
つて実行され得る。炭素数による分離は厳密である必要
はなく、異なつた炭素原子の数を有する分子が各留分に
存在しても差し支えない。
枝なし分子を含有する種々の炭化水素原料混合物、特
に、C5〜C6のパラフイン系炭化水素、原油に由来する留
分を含有するC5〜C6の炭化水素(所謂トツプ又は軽質ナ
フサ)、改質ナフサから単離されるパラフイン系炭化水
素の混合物(プラツトフオーメート)及びフイツシヤー
−トロプシユ合成の生成物からの軽質パラフイン留分の
ようなパラフイン系原料は、本発明による方法によつて
異性化され得る。原料混合物は、実質的に否定的な影響
を本方法に与えることなく、(不)飽和環状炭化水素
(即ちシクロペンタン、メチルシクロペンタン及び/ベ
ンゼ)を30容量%の量迄更に含有し得る。
しかしながら、1分子当り5個及び/又は6個の炭素
原子を有するパラフインに加えて1分子当り7個以上の
炭素原子を有するパラフインを原料混合物が含有する場
合(本発明による方法はそのような原料混合物に特に適
している)、C5及び/又はC6の留分内に存在する、C7
びそれより重いパラフインのクラツキングを避けるた
め、そしてC7が主である留分内に存在する、C5及び/又
はC6のパラフインの随意ではない異性化を避けるため、
それぞれ異なる原料留分は、同じ炭素原子の数、従つて
同じ分子量を有する分子を実質的に含有するということ
が好ましい。この場合、原料留分の平均分子量は、該留
分に存在するパラフインの分子量に略等しくなるであろ
う。
上述した平均分子量は、問題にしている留分内に存在
する総ての成分の全モル数で全重量を割つたものとして
定義される。
各原料留分の最適な異性化を達成するために本発明に
よる方法で要求される、一連の少なくとも2個の異性化
ゾーンは、単一の触媒床内に配設され得る。従つて、C5
〜C6の原料の場合、例えばn−ペンタンを実質的に含有
する軽い留分を、第1ゾーンを構成する触媒床の上流部
分に導入することにより、そして、(例えばn−ヘキサ
ンを実質的に含有する)重い留分を、触媒床のより下流
部分、即ち上記第1ゾーンの下流且つ第2ゾーンを構成
する触媒床の残りの部分の上流に導入することにより、
本方法が適切に実行される。C5〜C7の原料の場合、例え
ばn−ペンタン及びn−ヘキサンを実質的に含有する軽
い留分は、第1ゾーンを構成する触媒床の上流部分に導
入される一方、例えばn−ヘプタンを実質的に含有する
重い留分は、第1ゾーンの下流且つ触媒床の残りの部分
によつて構成される第2ゾーンの上流に導入される。C5
〜C7の原料を、それぞれがn−ペンタン、n−ヘキサン
及びn−ヘプタンを実質的に含有する3つの留分に分離
することも可能であり、各留分は、第1,第2及び第3ゾ
ーンの上流にそれぞれ導入される。そして、留分は、そ
れがより重くなるに従い、より下流に導入される。
しかしながら、本方法において、複数の触媒床が使用
されることが好ましく、各触媒床は、処理条件がそこに
導入される個々の原料留分に最適に調整され得る、単一
の異性化ゾーンを形成する。2個又は3個の触媒床が使
用される場合、触媒床は単一の容器内に適切に組み込ま
れ得る。あるいは又、直列に組み立てられている複数の
反応器が使用可能であり、各反応器は1又は複数の触媒
床を含有する。
異性化ゾーンで使用される異性化触媒は、酸活性及び
水素化活性を有し且つ担体材料上の、元素周期表の第VI
II族の1又は複数の金属からなる、特定の不均質な水素
化異性化(hydroisomerization)触媒が適切である。担
体材料は、酸性の特性を有し、そして、シリカ−アルミ
ナ、特に水素の形のもしくは稀土類イオンによつて交換
されたゼオライト(例えばモルデン沸石、フオージヤサ
イト又はY−シーブ)、又はハロゲン(例えば塩素)と
の組合せによつて酸性にされたアルミナから適切になり
得る。好適に使用される触媒は、担体としてのH−モル
デン沸石上の、第VIII族の少なくとも1つの貴金属(特
に白金)からなる。H−モルデン沸石は、モルデン沸石
を、酸の水溶液(例えば塩酸)で1回又は複数回、そし
て、別々に、アンモニウム化合物(例えば硝酸アンモニ
ウム)の水溶液で1回又は複数回処理し、引続き、処理
したモルデン沸石を、(例えば100〜200℃で)乾燥さ
せ、そして(例えば400〜700℃)で焼成することによ
り、最も好適に調製される。
(貴)金属は、含浸、沈殿又は、好ましくは、イオン
交換のような公知の方法により、担体材料に組み込まれ
る。もし望むならば、担体材料は、触媒的に活性な金属
の組み込みの前又は後に、不活性な結合剤と混合され得
る。あるいは又、金属は、担体材料と混合する前の結合
剤に組み込まれてもよい。適切な結合剤は、例えば(カ
オリン又はベントナイトのような)天然クレー、並びに
アルミナ,シリカ,ボリア,クロミア及びジルコニア又
はこれらの組合せのような耐火性の酸化物である。
異性化触媒粒子は、タブレツト,球,グラニユール又
は円筒のような、適切な形を有し得る。粒子は、0.1〜1
0mm、好ましくは0.5〜5mmの直径を適切に有する。より
大きな平均分子量を有する原料留分がより下流の異性化
ゾーンで処理されるところの苛酷度を減少させるため、
本発明による方法では、一連の異性化ゾーンにおけるゾ
ーン全体に亘つての流体空間速度が、下流方向に好適に
増大させられる。より重い原料留分を、下流地点で主工
程の流れに導入することにより、そして最も下流の異性
化ゾーンからのみ生成物を取り出すことにより、空間速
度における上記増大は、簡単な方法で達成され得る。代
りに、又は更に、下流の異性化ゾーンに存在する触媒の
量が、例えば徐々に減少させられるという具合に、変化
させられ得る。
より重い原料留分が異性化させるところの苛酷度は、
一連の異性化ゾーンにおいて、温度が下流方向に低下す
るというようなやり方で本方法を動作させることによ
り、より引き下げられ且つ調整され得る。一連の異性化
ゾーン全体に亘つての上述のような負の温度分布は、
(水素化)異性化反応及び付随する水素化分解反応の
(通常は小さい)発熱のため、異性化工程では通常達成
されない。そして、通常の正の温度分布は、異性化反応
の熱力学的な平衡制限(equilibrium limitation)から
見て不利である。
上述した負の温度分布は、原料留分を、上流の異性化
ゾーンに導入するときよりも低い温度で下流の異性化ゾ
ーンに導入することにより、適切に達成され得る。
新鮮な及び/又は再循環の水素含有気体は、最も上流
の異性化ゾーンへの導入の前に、最も軽い原料留分と好
適に組み合わされる。本発明による方法の他の実施態様
では、水素含有気体は、複数の異性化ゾーン、特に該ゾ
ーンの各々に導入される。従つて、各ゾーンにおける水
素の炭化水素に対する比は、そのゾーンにおける特定の
炭化水素配合物の最適な異性化のために調整され得る。
しかしながら、分離した水素の流れは、最も上流のゾー
ンのみに水素を導入する場合よりも、工程をより複雑に
する。更に、一連の上記ゾーンの全体に亘つての負の温
度分布は、水素含有気体を、上流のゾーンに導入すると
きよりも低い温度で下流のゾーンに導入することによつ
ても得られ、これは、最適なやり方で本方法を動作させ
ることにおいて、より大きな柔軟性を与える。
本発明による方法で使用される分子の水素含有気体
は、完全に純粋である必要はなく、そしてCO,CO2,N2,ア
ルゴン及び/又は炭化水素、例えば改質装置からの排ガ
スのような他の物質を30モル%迄、好ましくは20モル%
迄含有していてもよい。ただし、上記他の物質は、使用
される異性化条件で、原料及び異性化触媒に対して実質
的に不活性である必要がある。
本発明による方法は、100〜400℃の温度、3〜100bar
abs.の全圧、0.1〜10kg炭化水素原料/触媒/時の全
空間速度及び0.1〜10の全純粋水素/原料モル比で好適
に実行される。普通のパラフインの異性化に対する特に
好適な条件は、240〜290℃の温度、5〜50bar abs.の
全圧、0.5〜2kg炭化水素原料/触媒/時の全空間速度
及び1〜5の全純粋水素/原料モル比である。全空間速
度は、1時間当りに処理される炭化水素の全重量を、総
ての異性化ゾーンにおける触媒の全容量で割つたものと
して定義される。全水素/原料モル比は、単位時間当り
に処理される炭化水素の全モル数に対する、この工程に
単位時間当りに供給されるH2の全モル数として定義され
る。
本発明は更に、上述した方法によつて調製される異性
化炭化水素に関する。
〔実施例〕
以下、具体的な実施例が描かれている図面を用いて本
発明を説明するが、本発明はこの実施例に限定されるも
のでは決してない。
約60重量%のn−ペンタン及び40重量%のn−ヘキサ
ンを含有する原料の流れ(1)は、熱交換ゾーン(3)
において生成物の流れ(2)との熱交換によつて加熱さ
れ、熱交換ゾーン(4)において更に加熱され且つ部分
的に蒸発させられ、そして分離ゾーン(5)においてn
−ペンタンを実質的に含有する第1原料留分(流れ
(6))とn−ヘキサンを実質的に含有する第2原料留
分(流れ(7))とに分離される。流れ(6)は、再循
環水素含有気体の一部(流れ(8))と組み合わされて
流れ(9)となつた後、Pt/H−モルデン沸石触媒を含有
する上流の水素化異性化ゾーン(10)に導入される。な
お、該ゾーン(10)は275℃の温度及び12barの全圧で動
作させられている。ゾーン(10)における空間速度は1.
25kg n−ペンタン原料/ゾーン(10)に存在する触媒
/時であり、そしてH2/n−ペンタン原料モル比は3であ
る。流れ(7)は熱交換ゾーン(11)を通過し、それは
そこで蒸発させられ、次いでゾーン(10)と同様の触媒
を含有する下流の水素化異性化ゾーン(10a)に導入さ
れる。水素化異性化ゾーン(10a)は265℃の温度及び1
1.5bar abs.の全圧で動作させられている。ゾーン(10
a)における空間速度は5.1kg C5〜C6炭化水素/ゾー
ン(10a)に存在する触媒/時であり、そしてH2/C5〜C6
炭化水素モル比は3であり、この比は再循環水素含有気
体の残りの部分を流れ(12)としてゾーン(10a)に加
えることにより得られる。
生成物の流れ(2)は、熱交換ゾーン(3)及び(1
3)における凝縮及び更に一層の冷却後、分離ゾーン(1
4)において水素含有気体の流れ(15)と異性化生成物
の流れ(16)とに分離され、該流れ(16)は随意に枝分
れ炭化水素と枝なし炭化水素とに更に分離され、該枝な
し炭化水素は少なくとも1つの水素化異性化ゾーン(図
示せず)に再循環され得る。流れ(15)は、圧縮機(1
7)によつて圧縮され、そして、この工程における少な
い水素の消費及び損失を補うため、新鮮な水素含有気体
(流れ(18))と組み合わされる。
上述の例において、全空間速度は1.3kg C5〜C6炭化水
素/触媒/時であり、そして全H2/C5〜C6炭化水素モ
ル比は3である。C5+生成物の収率はC5〜C6原料の97.4
重量%である。C5+生成物における炭化水素の内、71.9
重量%は枝分れし、そして28.1重量%は転化されない普
通のパラフインからなつている。生成されたC4-の炭化
水素の量は2.6重量%である。
比較のため、同じ炭化水素の原料の流れが、全量とし
て上述の例と同じ量の触媒を含有する反応器に、単一原
料として導入された。この場合、反応器は270℃且つ12b
arの全圧で動作させられた。空間速度は1.3kgC5〜C6
化水素/触媒/時であり、そしてH2/C5〜C6炭化水素
モル比は3であつた。C5+生成物の収率はC5〜C6原料の9
6.5重量%であつた。C5+生成物における炭化水素の内、
69.2重量%は枝分れし、そして30.8重量%は転化されな
い普通のパラフインからなつていた。生成されたC4-
炭化水素の量は3.5重量%であつた。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例に基づく異性化系統図である。 3,4,11,13……熱交換ゾーン、5,14……分離ゾーン、10,
10a……水素化異性化ゾーン、17……圧縮機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C07B 61/00 300

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】異なつた枝なし炭化水素を含有する原料混
    合物を、異なつた平均分子量を有する少なくとも2つの
    留分に分離すること、 各該留分を、水素及び異性化触媒の存在下での異性化条
    件で動作させられている一連の異性化ゾーンに、分子量
    が大きいもの程より下流で、別々に導入すること、そし
    て 最も下流の異性化ゾーンから生成物を取り出すこと、 からなる枝なし炭化水素の異性化のための方法。
  2. 【請求項2】前記一連の異性化ゾーンにおいて、下流方
    向に温度が低下する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】原料留分が、上流ゾーンに導入されるとき
    よりも低い温度で下流ゾーンに導入される特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載の方法。
  4. 【請求項4】水素含有気体が、複数の異性化ゾーンに導
    入される特許請求の範囲第1〜3項のいずれか一項に記
    載の方法。
  5. 【請求項5】前記水素含有気体が、上流ゾーンに導入さ
    れるときよりも低い温度で下流ゾーンに導入される特許
    請求の範囲第4項記載の方法。
  6. 【請求項6】前記一連の異性化ゾーンにおける流体空間
    速度が、下流方向に増大させられる特許請求の範囲第1
    〜5項のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】100〜400℃の温度、3〜100barの全圧、0.
    1〜10kg炭化水素原料/触媒/時の全空間速度及び0.1
    〜10の全水素/原料モル比で実行される特許請求の範囲
    第1〜6項のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】前記原料混合物が、1分子当り5個及び/
    又は6個の炭素原子を有するパラフインに加え、1分子
    当り7個以上の炭素原子を有するパラフインを含有する
    特許請求の範囲第1〜7項のいずれか一項に記載の方
    法。
JP62201060A 1986-08-14 1987-08-13 枝なし炭化水素の異性化のための方法 Expired - Lifetime JPH0825914B2 (ja)

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GB868619784A GB8619784D0 (en) 1986-08-14 1986-08-14 Isomerization of unbranched hydrocarbons
GB8619784 1986-08-14

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JPS6348233A JPS6348233A (ja) 1988-02-29
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JP (1) JPH0825914B2 (ja)
AT (1) ATE64587T1 (ja)
AU (1) AU586113B2 (ja)
CA (1) CA1294633C (ja)
DE (1) DE3770890D1 (ja)
ES (1) ES2022875B3 (ja)
GB (1) GB8619784D0 (ja)
GR (1) GR3002433T3 (ja)
SG (1) SG69592G (ja)

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Also Published As

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EP0256604A3 (en) 1988-11-23
ES2022875B3 (es) 1991-12-16
AU586113B2 (en) 1989-06-29
AU7635987A (en) 1988-02-18
EP0256604B1 (en) 1991-06-19
GB8619784D0 (en) 1986-09-24
CA1294633C (en) 1992-01-21
SG69592G (en) 1992-09-04
JPS6348233A (ja) 1988-02-29
ATE64587T1 (de) 1991-07-15
DE3770890D1 (de) 1991-07-25
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