JP7208838B2 - Method for producing dicyclopentadiene and isoprene - Google Patents
Method for producing dicyclopentadiene and isoprene Download PDFInfo
- Publication number
- JP7208838B2 JP7208838B2 JP2019051670A JP2019051670A JP7208838B2 JP 7208838 B2 JP7208838 B2 JP 7208838B2 JP 2019051670 A JP2019051670 A JP 2019051670A JP 2019051670 A JP2019051670 A JP 2019051670A JP 7208838 B2 JP7208838 B2 JP 7208838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mixture
- isoprene
- cyclopentadiene
- dehydrogenation
- dicyclopentadiene
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
- C07B61/00—Other general methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- 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
- C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
- C07C13/02—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
- C07C13/08—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring
- C07C13/15—Monocyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with a five-membered ring with a cyclopentadiene ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C13/00—Cyclic hydrocarbons containing rings other than, or in addition to, six-membered aromatic rings
- C07C13/28—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof
- C07C13/32—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings
- C07C13/47—Polycyclic hydrocarbons or acyclic hydrocarbon derivatives thereof with condensed rings with a bicyclo ring system containing ten carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition between unsaturated hydrocarbons
- C07C2/50—Diels-Alder conversion
- C07C2/52—Catalytic processes
-
- 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
-
- 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
- C07C5/373—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen with simultaneous isomerisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
- C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
- C07C7/05—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds
- C07C7/08—Purification; Separation; Use of additives by distillation with the aid of auxiliary compounds by extractive distillation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
本発明は、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing dicyclopentadiene and isoprene.
炭素数5の炭化水素には、従来から様々な利用法が提案されている。例えば、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。 Conventionally, various utilization methods have been proposed for hydrocarbons having 5 carbon atoms. For example, isoprene is in high demand as a main component of synthetic rubber and the like, and is widely used industrially. Isoprene can be obtained, for example, by recovering by extractive distillation from a C5 fraction mainly composed of hydrocarbons having 5 carbon atoms, which is a by-product when naphtha is thermally cracked to produce ethylene. Further, Patent Document 1 describes that isoamylene is recovered from the extraction residue of the extractive distillation, and isoprene is produced by subjecting the isoamylene to a dehydrogenation reaction.
しかし、特許文献1に記載の方法では、イソアミレン回収後に残存した炭素数5の炭化水素がロスとなる。このため、より資源の有効活用が可能な製造プロセスが期待されている。 However, in the method described in Patent Document 1, the remaining hydrocarbon having 5 carbon atoms after recovering the isoamylene becomes a loss. Therefore, a manufacturing process that enables more effective use of resources is expected.
本発明は、炭素数5の炭化水素から工業的に有用なイソアミレンを製造しつつ、同時に、工業的に有用なジシクロペンタジエンを併産可能な、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing dicyclopentadiene and isoprene, which is capable of producing industrially useful isoamylene from a hydrocarbon having 5 carbon atoms and simultaneously producing industrially useful dicyclopentadiene. With the goal.
本発明の一側面は、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、上記ノルマル体を含有する第一の混合物と上記イソ体を含有する第二の混合物とを得る分離工程と、上記第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る第一の脱水素工程と、上記第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る第二の脱水素工程と、上記第一の生成物及び上記第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る回収工程と、を含む、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法に関する。 One aspect of the present invention is to obtain a first mixture containing the normal form and a second mixture containing the iso form from a raw material mixture containing the normal form and the iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms. a first dehydrogenation step of contacting said first mixture with a cyclized dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene; said second mixture and a dehydrogenation catalyst; to obtain a second product containing isoprene, and from a third mixture containing said first product and said second product, cyclopentadiene and a recovery step to obtain dicyclopentadiene and isoprene by dimerization and extractive distillation.
一態様において、上記第三の混合物は、炭素数5の炭化水素を主成分とするC5留分を更に含有してよい。このとき、上記回収工程は、ジシクロペンタジエンと、イソプレンと、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物と、を得る工程であってよい。 In one aspect, the third mixture may further contain a C5 fraction mainly composed of hydrocarbons having 5 carbon atoms. At this time, the recovery step may be a step of obtaining a raw material mixture containing dicyclopentadiene, isoprene, and a normal form and an iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
上記回収工程で得られる上記原料混合物は、上記分離工程の上記原料混合物として用いることができる。 The raw material mixture obtained in the recovery step can be used as the raw material mixture in the separation step.
一態様において、上記回収工程は、上記第三の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンと、イソプレンを含有する第四の混合物と、を得るステップ(A-1)と、上記第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンを得るステップ(A-2)と、を含む工程であってよい。 In one aspect, the recovering step comprises dimerizing cyclopentadiene by heating the third mixture to obtain dicyclopentadiene and a fourth mixture containing isoprene (A-1); and obtaining isoprene by extractive distillation of the fourth mixture (A-2).
一態様において、上記回収工程は、上記第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物と、を得るステップ(B-1)と、上記第五の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンを得るステップ(B-2)と、を含む工程であってよい。 In one embodiment, the recovery step comprises extractive distillation of the third mixture to obtain a fifth mixture containing isoprene and cyclopentadiene (B-1), and heating the fifth mixture. and a step (B-2) of dimerizing cyclopentadiene to obtain dicyclopentadiene.
本発明によれば、炭素数5の炭化水素から工業的に有用なイソアミレンを製造しつつ、同時に、工業的に有用なジシクロペンタジエンを併産可能な、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a method for producing dicyclopentadiene and isoprene is provided, in which industrially useful isoamylene can be produced from a hydrocarbon having 5 carbon atoms while simultaneously producing industrially useful dicyclopentadiene. be done.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Preferred embodiments of the present invention are described in detail below.
本実施形態に係る製造方法は、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、上記ノルマル体を含有する第一の混合物と上記イソ体を含有する第二の混合物とを得る分離工程と、上記第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る第一の脱水素工程と、上記第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る第二の脱水素工程と、上記第一の生成物及び上記第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る回収工程と、を含む。 In the production method according to the present embodiment, a raw material mixture containing a normal isomer and an iso isomer of a hydrocarbon having 5 carbon atoms is converted into a first mixture containing the normal isomer and a second mixture containing the iso isomer. a first dehydrogenation step of contacting said first mixture with a cyclization dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene; said second mixture and dehydration a second dehydrogenation step to obtain a second product containing isoprene by contacting with a hydrogen catalyst; a recovery step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene by dimerization and extractive distillation of pentadiene.
本実施形態に係る製造方法によれば、炭素数5の炭化水素から、工業的に有用なイソアミレンとジシクロペンタジエンとを併産することができる。 According to the production method according to the present embodiment, industrially useful isoamylene and dicyclopentadiene can be co-produced from a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
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。 Each step of the manufacturing method according to this embodiment will be described in detail below.
<分離工程>
分離工程では、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、ノルマル体を含有する第一の混合物と、イソ体を含有する第二の混合物と、を得る。
<Separation process>
In the separation step, a first mixture containing a normal form and a second mixture containing an iso form are obtained from a raw material mixture containing a normal form and an iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
炭素数5の炭化水素のノルマル体としては、n-ペンタン、1-ペンテン、2-ペンテン、1,3-ペンタジエン、1,4-ペンタジエンが挙げられる。 Normal hydrocarbons having 5 carbon atoms include n-pentane, 1-pentene, 2-pentene, 1,3-pentadiene and 1,4-pentadiene.
炭素数5の炭化水素のイソ体としては、イソペンタン、2-メチル-1-ブテン、2-メチル-2-ブテン、3-メチル-1-ブテンが挙げられる。 Iso-isomers of hydrocarbons having 5 carbon atoms include isopentane, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene, and 3-methyl-1-butene.
原料混合物において、ノルマル体に対するイソ体のモル比は、例えば0.1~10であってよく、好ましくは0.2~5、より好ましくは0.5~2である。 In the raw material mixture, the molar ratio of the iso-isomer to the normal-isomer may be, for example, 0.1-10, preferably 0.2-5, more preferably 0.5-2.
分離工程において、原料混合物から第一の混合物と第二の混合物とを分離する方法は特に限定されないが、例えば、蒸留、抽出蒸留、オレフィンのアルコールへの変換を経由する蒸留分離、膜分離等の任意の分離方法を用いて行うことができる。なかでも、生産性、装置規模及びエネルギー原単位の観点から、分離方法としては膜分離が好ましい。 In the separation step, the method of separating the first mixture and the second mixture from the raw material mixture is not particularly limited. Any separation method can be used. Among them, membrane separation is preferable as the separation method from the viewpoint of productivity, apparatus scale and energy consumption rate.
膜分離に用いる分離膜としては、原料混合物を第一の混合物と第二の混合物とに分離が可能であれば特に限定されることなく、高分子膜、無機膜、炭素膜等を用いることができる。なかでも、耐熱性及び耐薬品性の観点からは、無機膜が好ましく、セラミック膜、金属膜、合金膜がより好ましく、セラミック膜が更に好ましく、シリカライト膜等のゼオライト膜が特に好ましい。 The separation membrane used for membrane separation is not particularly limited as long as it can separate the raw material mixture into the first mixture and the second mixture, and polymer membranes, inorganic membranes, carbon membranes, etc. can be used. can. Among them, from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance, inorganic membranes are preferable, ceramic membranes, metal membranes and alloy membranes are more preferable, ceramic membranes are still more preferable, and zeolite membranes such as silicalite membranes are particularly preferable.
また、膜分離は、平板型、管型、積層平板型、多管型等の任意の形態の膜分離モジュールを用いて行うことができる。なかでも分離効率及び装置の小型化の観点からは、平板型又は多管型の膜分離モジュールであることが好ましく、分離膜の交換の容易性の観点からは多管型の分離膜モジュールであることがより好ましい。 Membrane separation can be performed using any type of membrane separation module, such as a flat plate type, a tubular type, a laminated flat plate type, and a multi-tube type. Among them, from the viewpoint of separation efficiency and downsizing of the device, a flat plate or multitubular membrane separation module is preferable, and from the viewpoint of ease of replacement of the separation membrane, a multitubular separation membrane module is preferred. is more preferable.
第一の混合物は、ノルマル体を主成分(例えば70質量%以上)とする混合物であってよい。第一の混合物に占めるノルマル体の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。 The first mixture may be a mixture containing the normal form as a main component (for example, 70% by mass or more). The amount of the normal form in the first mixture is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.
第二の混合物は、イソ体を主成分(例えば70質量%以上)とする混合物であってよい。第二の混合物に占めるイソ体の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。 The second mixture may be a mixture containing iso isomers as a main component (for example, 70% by mass or more). The amount of the isoform in the second mixture is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.
<第一の脱水素工程>
第一の脱水素工程は、第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る工程である。第一の脱水素工程では、第一の混合物中のノルマル体の環化脱水素反応により、シクロペンタジエンが生成する。
<First dehydrogenation step>
The first dehydrogenation step is a step of contacting the first mixture with a cyclized dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene. In the first dehydrogenation step, cyclopentadiene is produced by a cyclic dehydrogenation reaction of the normal form in the first mixture.
環化脱水素触媒及び環化脱水素反応の条件は特に限定されず、ノルマル体の少なくとも一部をシクロペンタジエンに変換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。 The cyclization dehydrogenation catalyst and the conditions of the cyclization dehydrogenation reaction are not particularly limited, and any catalyst and conditions capable of converting at least part of the normal form to cyclopentadiene can be used without particular limitation.
環化脱水素触媒は、例えば担体と当該担体に担持された活性金属とを有していてよい。 The cyclization dehydrogenation catalyst may have, for example, a support and an active metal supported on the support.
担体としては、無機担体が好ましく、無機酸化物担体がより好ましい。また、担体は、Al、Mg、Si、Zr、Ti及びCeからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むことが好ましく、Al、Mg及びSiからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むことがより好ましい。 As the carrier, an inorganic carrier is preferred, and an inorganic oxide carrier is more preferred. Further, the carrier preferably contains at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Si, Zr, Ti and Ce, and contains at least one element selected from the group consisting of Al, Mg and Si. It is more preferable to include
環化脱水素触媒の好適な一態様について、以下に示す。 A preferred embodiment of the cyclization dehydrogenation catalyst is shown below.
本態様の環化脱水素触媒は、Al及び第2族金属元素を含む担体に、第14族金属元素及びPtを含む担持金属を担持させた触媒である。ここで、第2族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第2族に属する金属元素を意味し、第14族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第14族に属する金属元素を意味する。 The cyclization dehydrogenation catalyst of this embodiment is a catalyst in which a carrier containing Al and a Group 2 metal element is supported with a supported metal containing a Group 14 metal element and Pt. Here, the Group 2 metal element means a metal element belonging to Group 2 of the periodic table in the periodic table of long-period elements based on the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) regulations, and Group 14 metal element The term means a metal element belonging to Group 14 of the periodic table of the long-period periodic table of elements according to the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) regulations.
第2族金属元素は、例えば、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)及びバリウム(Ba)からなら群より選択される少なくとも一種であってよい。これらの中でも、第2族金属元素は、Mgであることが好ましい。 The Group 2 metal element may be, for example, at least one selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba). Among these, the Group 2 metal element is preferably Mg.
第14族金属元素は、例えば、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)及び鉛(Pb)からなる群より選択される少なくとも一種であってよい。これらの中でも、第14族金属元素は、Snであることが好ましい。 The Group 14 metal element may be, for example, at least one selected from the group consisting of germanium (Ge), tin (Sn) and lead (Pb). Among these, the Group 14 metal element is preferably Sn.
環化脱水素触媒は、上記以外の環化脱水素触媒であってもよい。例えば、上記以外の環化脱水素触媒の好適な一例として、上記態様における担持金属としてCrを用いた触媒が挙げられる。 The cyclization dehydrogenation catalyst may be a cyclization dehydrogenation catalyst other than those described above. For example, a suitable example of a cyclization dehydrogenation catalyst other than the above is a catalyst using Cr as a supported metal in the above embodiment.
環化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、400~700℃であってもよく、500~650℃であってもよい。反応温度が300℃以上であれば、シクロペンタジエンの生成量が一層多くなる傾向がある。反応温度が800℃以下であれば、コーキング速度が大きくなりすぎないため、環化脱水素触媒の高い活性がより長期にわたって維持される傾向がある。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であってもよく、0.1~0.5MPaであってもよい。反応圧力が上記範囲にあれば脱水素反応が進行し易くなり、一層優れた反応効率が得られる傾向がある。 The conditions for the cyclization dehydrogenation reaction are not particularly limited, and for example, the reaction temperature may be 300 to 800°C, 400 to 700°C, or 500 to 650°C. If the reaction temperature is 300° C. or higher, the amount of cyclopentadiene produced tends to increase. If the reaction temperature is 800° C. or lower, the coking rate does not become too high, so the high activity of the cyclization dehydrogenation catalyst tends to be maintained for a longer period of time. The reaction pressure, ie, the atmospheric pressure in the reactor, may be 0.01-1 MPa, 0.05-0.8 MPa, or 0.1-0.5 MPa. If the reaction pressure is within the above range, the dehydrogenation reaction tends to proceed more easily, and a more excellent reaction efficiency tends to be obtained.
また、環化脱水素反応を、原料ガスを連続的に供給する連続式の反応形式で行う場合、重量空間速度(以下、「WHSV」という。)は、例えば0.1h-1以上であってよく、0.5h-1以上であってもよい。また、WHSVは、20h-1以下であってよく、10h-1以下であってもよい。ここで、WHSVとは、環化脱水素触媒の質量Wに対する原料ガス(第一の混合物)の供給速度(供給量/時間)Fの比(F/W)である。WHSVが0.1h-1以上であると、反応器サイズをより小さくできる。WHSVが20h-1以下であると、シクロペンタジエンの収率をより高くすることができる。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。 Further, when the cyclization dehydrogenation reaction is carried out in a continuous reaction format in which the raw material gas is continuously supplied, the weight hourly space velocity (hereinafter referred to as “WHSV”) is, for example, 0.1 h −1 or more. It may be 0.5h −1 or more. Also, the WHSV may be 20h −1 or less, or may be 10h −1 or less. Here, WHSV is the ratio (F/W) of the supply rate (supply amount/time) F of the source gas (first mixture) to the weight W of the cyclization dehydrogenation catalyst. A WHSV of 0.1 h −1 or more allows a smaller reactor size. When the WHSV is 20h −1 or less, the yield of cyclopentadiene can be further increased. The amounts of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range according to the reaction conditions, the activity of the catalyst, etc., and the WHSV is not limited to the above range.
環化脱水素反応の反応形式は、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。 The reaction format of the cyclodehydrogenation reaction may be, for example, fixed bed, moving bed or fluidized bed. Among these, the fixed bed type is preferable from the viewpoint of facility cost.
第一の生成物は、環化脱水素反応により生じたシクロペンタジエンを含有する。第一の生成物は、シクロペンタジエン以外の成分を更に含有していてよく、例えば、環化しなかったノルマル体を更に含有していてよい。 The first product contains cyclopentadiene produced by the cyclization dehydrogenation reaction. The first product may further contain a component other than cyclopentadiene, for example, may further contain a normal form that has not been cyclized.
<第二の脱水素工程>
第二の脱水素工程は、第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る工程である。第二の脱水素工程では、第二の混合物中のイソ体の脱水素反応により、イソプレンが生成する。
<Second dehydrogenation step>
The second dehydrogenation step is contacting the second mixture with a dehydrogenation catalyst to obtain a second product containing isoprene. In the second dehydrogenation step, isoprene is produced by the dehydrogenation reaction of the isoform in the second mixture.
脱水素触媒及び脱水素反応の条件は特に限定されず、イソ体の少なくとも一部をイソプレンに変換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。 The dehydrogenation catalyst and the conditions of the dehydrogenation reaction are not particularly limited, and any catalyst and conditions capable of converting at least a part of the isoform to isoprene can be used without particular limitation.
脱水素触媒としては、例えば、Al及び第2族金属元素を含む担体に、第14族金属元素及びPtを含む担持金属を担持させた触媒(以下、第一の脱水素触媒ともいう。)を用いることができる。ここで、第2族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第2族に属する金属元素を意味する。第14族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第14族に属する金属元素を意味する。 As the dehydrogenation catalyst, for example, a catalyst (hereinafter also referred to as a first dehydrogenation catalyst) in which a supported metal containing a Group 14 metal element and Pt is supported on a support containing Al and a Group 2 metal element is used. can be used. Here, the Group 2 metal element means a metal element belonging to Group 2 of the periodic table of long period elements based on the regulations of IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). The Group 14 metal element means a metal element belonging to Group 14 of the periodic table of long period elements based on the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) regulations.
第2属金属元素としては、Mgが特に好適であり、第14属金属元素としては、Snが特に好適である。 Mg is particularly suitable as the Group 2 metal element, and Sn is particularly suitable as the Group 14 metal element.
また、脱水素触媒としては、例えば、無機酸化物担体に、スズ及び活性金属を担持した触媒(以下、第二の脱水素触媒ともいう。)を用いることもできる。活性金属としては、白金、ルテニウム、イリジウム等を好適に用いることができる。 As the dehydrogenation catalyst, for example, a catalyst in which tin and an active metal are supported on an inorganic oxide carrier (hereinafter also referred to as a second dehydrogenation catalyst) can be used. As the active metal, platinum, ruthenium, iridium, etc. can be preferably used.
第二の脱水素工程では、第一の脱水素触媒及び第二の脱水素触媒のうちいずれか一方を用いて脱水素反応を行ってよく、第一の脱水素触媒及び第二の脱水素触媒の両方を用いて脱水素反応を行ってもよい。 In the second dehydrogenation step, the dehydrogenation reaction may be performed using either one of the first dehydrogenation catalyst and the second dehydrogenation catalyst, and the first dehydrogenation catalyst and the second dehydrogenation catalyst You may perform a dehydrogenation reaction using both.
第二の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、例えば、反応温度は300~800℃であってよく、400~700℃であってもよく、500~650℃あってもよい。反応温度が300℃以上であれば、イソプレンの生成量が一層多くなる傾向がある。反応温度が800℃以下であれば、コーキング速度が大きくなりすぎないため、脱水素触媒の高い活性がより長期にわたって維持される傾向がある。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れば脱水素反応が進行し易くなり、一層優れた反応効率が得られる傾向がある。 Conditions for the dehydrogenation reaction in the second dehydrogenation step are not particularly limited, for example, the reaction temperature may be 300 to 800°C, 400 to 700°C, or 500 to 650°C. . If the reaction temperature is 300° C. or higher, the amount of isoprene produced tends to increase. If the reaction temperature is 800° C. or lower, the coking rate does not become too high, so the high activity of the dehydrogenation catalyst tends to be maintained for a longer period of time. The reaction pressure, ie the air pressure in the reactor, may be 0.01-1 MPa, 0.05-0.8 MPa, or 0.1-0.5 MPa. If the reaction pressure is within the above range, the dehydrogenation reaction tends to proceed more easily, and a more excellent reaction efficiency tends to be obtained.
また、第二の脱水素工程における脱水素反応を、原料ガスを連続的に供給する連続式の反応形式で行う場合、重量空間速度(以下、「WHSV」という。)は、例えば0.1h-1以上であってよく、0.5h-1以上であってもよい。また、WHSVは、20h-1以下であってよく、10h-1以下であってもよい。ここで、WHSVとは、脱水素触媒の質量Wに対する原料ガス(第二の混合物)の供給速度(供給量/時間)Fの比(F/W)である。WHSVが0.1h-1以上であると、反応器サイズをより小さくできる。WHSVが20h-1以下であると、イソプレンへの転化率をより高くすることができる。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。 Further, when the dehydrogenation reaction in the second dehydrogenation step is performed in a continuous reaction format in which the source gas is continuously supplied, the weight hourly space velocity (hereinafter referred to as “WHSV”) is, for example, 0.1 h − It may be 1 or more, and may be 0.5 h −1 or more. Also, the WHSV may be 20h −1 or less, or may be 10h −1 or less. Here, WHSV is the ratio (F/W) of the supply rate (supply amount/time) F of the source gas (second mixture) to the mass W of the dehydrogenation catalyst. A WHSV of 0.1 h −1 or more allows a smaller reactor size. When the WHSV is 20 h −1 or less, the conversion to isoprene can be made higher. The amounts of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range according to the reaction conditions, the activity of the catalyst, etc., and the WHSV is not limited to the above range.
第二の脱水素反応の反応形式は、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。 The reaction format of the second dehydrogenation reaction may be, for example, fixed bed, moving bed or fluidized bed. Among these, the fixed bed type is preferable from the viewpoint of facility cost.
第二の生成物は、脱水素反応により生じたイソプレンを含有する。第二の生成物は、イソプレン以外の成分を更に含有していてよく、例えば、イソプレン以外のイソ体を更に含有していてよい。 The second product contains isoprene resulting from the dehydrogenation reaction. The second product may further contain components other than isoprene, for example, may further contain isoforms other than isoprene.
<回収工程>
回収工程では、第一の生成物及び第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る工程である。
<Recovery process>
The recovery step is a step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene by dimerization and extractive distillation of cyclopentadiene from a third mixture containing the first product and the second product.
第三の混合物は、シクロペンタジエン及びイソプレンを含有しており、シクロペンタジエンは二量化反応によってジシクロペンタジエンに変換されて回収され、イソプレンは抽出蒸留により回収される。第三の混合物は、シクロペンタジエン及びイソプレン以外の炭素数5の炭化水素を更に含有していてよく、当該炭素数5の炭化水素は、ジシクロペンタジェン及びイソプレンの回収後、上述の分離工程における原料混合物として、利用することができる。 A third mixture contains cyclopentadiene and isoprene, the cyclopentadiene being converted to dicyclopentadiene by a dimerization reaction and recovered, and the isoprene being recovered by extractive distillation. The third mixture may further contain hydrocarbons with 5 carbon atoms other than cyclopentadiene and isoprene, and the hydrocarbons with 5 carbon atoms are separated in the separation step described above after recovery of dicyclopentadiene and isoprene. It can be used as a raw material mixture.
第三の混合物は、第一の生成物及び第二の生成物以外に、炭素数5の炭化水素を主成分とするC5留分を更に含有していてよい。これにより、C5留分中のシクロペンタジエン及びイソプレンが二量化及び抽出蒸留により回収され、C5留分中のシクロペンタジエン及びイソプレン以外の炭素数5の炭化水素を、上述の分離工程における原料化合物として効率良く利用することができる。すなわち、第三の混合物にC5留分を配合することで、分離工程、第一の脱水素工程、第二の脱水素工程及び回収工程からなる反応サイクルに、原料成分であるノルマル体及びイソ体を効率良く導入することができる。 The third mixture may further contain, in addition to the first product and the second product, a C5 fraction mainly composed of hydrocarbons having 5 carbon atoms. As a result, cyclopentadiene and isoprene in the C5 fraction are recovered by dimerization and extractive distillation, and hydrocarbons with 5 carbon atoms other than cyclopentadiene and isoprene in the C5 fraction are effectively used as raw material compounds in the above separation step. can be used well. That is, by blending the C5 fraction with the third mixture, the reaction cycle consisting of the separation step, the first dehydrogenation step, the second dehydrogenation step and the recovery step can be added to the normal isomer and the iso isomer that are the raw material components. can be introduced efficiently.
C5留分は、炭素数5の炭化水素を主成分(例えば70質量%以上)として含む。C5留分に占める炭素数5の炭化水素の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。 The C5 fraction contains hydrocarbons with 5 carbon atoms as a main component (for example, 70% by mass or more). The amount of hydrocarbons having 5 carbon atoms in the C5 fraction is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.
C5留分は、例えば、ナフサの熱分解により生成したC5留分であってよく、重質油接触分解装置由来の軽質炭化水素混合物であってもよい。 The C5 fraction may be, for example, a C5 fraction produced by thermal cracking of naphtha, or a light hydrocarbon mixture derived from a heavy oil catalytic cracker.
C5留分は、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体をいずれも含有していることが好ましい。C5留分におけるノルマル体に対するイソ体のモル比は、特に限定されないが、例えば0.2~5であってよく、好ましくは0.5~2である。 The C5 fraction preferably contains both normal and iso-isomers of hydrocarbons having 5 carbon atoms. The molar ratio of the iso-isomer to the normal-isomer in the C5 fraction is not particularly limited, but may be, for example, 0.2-5, preferably 0.5-2.
C5留分は、シクロペンタジエンを更に含有していてよい。この場合、回収工程における二量化によって、当該シクロペンタジエンから、工業的に有用なジシクロペンタジエンが生成される。 The C5 cut may additionally contain cyclopentadiene. In this case, industrially useful dicyclopentadiene is produced from the cyclopentadiene by dimerization in the recovery step.
C5留分は、イソプレンを更に含有していてよい。この場合、回収工程における抽出蒸留によって、工業的に有用なイソプレンが回収される。 The C5 fraction may further contain isoprene. In this case, industrially useful isoprene is recovered by extractive distillation in the recovery step.
回収工程において、二量化及び抽出蒸留の順序は限定されない。好適な一態様において、回収工程は、第三の混合物中のシクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを得た後、抽出蒸留でイソプレンを回収する工程であってよい。また、他の好適な一態様において、回収工程は、第三の混合物の抽出蒸留によってイソプレン及びシクロペンタジエンを回収し、回収されたシクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを得る工程であってもよい。以下に、各態様について詳述する。 In the recovery step, the order of dimerization and extractive distillation is not limited. In one preferred embodiment, the recovery step may be a step of dimerizing cyclopentadiene in the third mixture to obtain dicyclopentadiene and then recovering isoprene by extractive distillation. In another preferred embodiment, the recovery step is a step of recovering isoprene and cyclopentadiene by extractive distillation of the third mixture and dimerizing the recovered cyclopentadiene to obtain dicyclopentadiene. good. Each aspect will be described in detail below.
(第一の態様)
第一の態様において、回収工程は、第三の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンと、イソプレンを含有する第四の混合物と、を得るステップ(A-1)と、第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンを得るステップ(A-2)と、を含む。
(First aspect)
In the first aspect, the recovery step includes dimerizing cyclopentadiene by heating the third mixture to obtain dicyclopentadiene and a fourth mixture containing isoprene (A-1); and obtaining isoprene by extractive distillation of the fourth mixture (A-2).
ステップ(A-1)では、第三の混合物中のシクロペンタジエンが二量化され、ジシクロペンタジエンが得られる。また、シクロペンタジエン以外の成分は、第四の混合物として、後段のステップ(A-2)に供される。 In step (A-1), cyclopentadiene in the third mixture is dimerized to obtain dicyclopentadiene. In addition, components other than cyclopentadiene are supplied to the subsequent step (A-2) as a fourth mixture.
ステップ(A-2)では、第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンが回収される。また、第四の混合物には、イソプレン以外の炭素数5の炭化水素が含まれていてよく、当該炭素数5の炭化水素は、抽出蒸留後、上述の分離工程における原料混合物として再利用される。 In step (A-2), isoprene is recovered by extractive distillation of the fourth mixture. In addition, the fourth mixture may contain a hydrocarbon having 5 carbon atoms other than isoprene, and the hydrocarbon having 5 carbon atoms is reused as a raw material mixture in the separation step described above after extractive distillation. .
ステップ(A-1)における二量化反応の条件は特に限定されず、シクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを生成可能な条件であれば特に制限なく用いることができる。シクロペンタジエンの多量化抑制及び反応効率の観点から、シクロペンタジエンの二量化は、ディールズ・アルダー反応を用いて行うことが好ましく、無触媒の連続反応器を使用した液相でのディールズ・アルダー反応を用いて行うことがより好ましい。なお、連続反応器を用いてディールズ・アルダー反応を実施する際の炭化水素混合物の滞留時間は、0.5時間以上とすることが好ましく、1時間以上とすることがより好ましく、6時間以下とすることが好ましく、4時間以下とすることがより好ましい。このような滞留時間とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、シクロペンタジエンとイソプレン、ピペリレン等との副反応が抑制され、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The conditions for the dimerization reaction in step (A-1) are not particularly limited, and any conditions can be used without particular limitation as long as they are capable of dimerizing cyclopentadiene to produce dicyclopentadiene. Dimerization of cyclopentadiene is preferably carried out using a Diels-Alder reaction from the viewpoint of suppressing multimerization of cyclopentadiene and reaction efficiency, and a Diels-Alder reaction in a liquid phase using a non-catalytic continuous reactor is performed. It is more preferable to use The residence time of the hydrocarbon mixture when performing the Diels-Alder reaction using a continuous reactor is preferably 0.5 hours or longer, more preferably 1 hour or longer, and 6 hours or shorter. preferably 4 hours or less. By setting such a residence time, the dimerization reaction can be sufficiently advanced, side reactions between cyclopentadiene and isoprene, piperylene, etc. can be suppressed, and dicyclopentadiene can be obtained more efficiently. can.
ステップ(A-1)における二量化反応の反応温度は、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、250℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。このような反応温度とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、上述の副反応を抑制して、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The reaction temperature of the dimerization reaction in step (A-1) is preferably 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher, preferably 250° C. or lower, and preferably 150° C. or lower. more preferred. By setting it as such reaction temperature, a dimerization reaction can fully be advanced and the above-mentioned side reaction can be suppressed, and a dicyclopentadiene can be obtained more efficiently.
二量化反応によって生成したジシクロペンタジエンは蒸留分離等の方法等で反応後の混合物から回収してよい。また、反応後の混合物中のジシクロペンタジエン以外の成分は、第四の混合物として回収され、ステップ(A-2)に供される。 Dicyclopentadiene produced by the dimerization reaction may be recovered from the reaction mixture by a method such as distillation separation. In addition, components other than dicyclopentadiene in the mixture after the reaction are recovered as a fourth mixture and supplied to step (A-2).
ステップ(A-2)における抽出蒸留の条件は特に限定されず、イソプレンを分離・回収できる条件であればよい。ステップ(A-2)における抽出蒸留は、例えば、ジメチルホルムアミド等を含む抽出剤を用いた抽出分離等の方法により行うことができる。 Conditions for the extractive distillation in step (A-2) are not particularly limited as long as the conditions are such that isoprene can be separated and recovered. The extractive distillation in step (A-2) can be carried out, for example, by a method such as extractive separation using an extractant containing dimethylformamide or the like.
第四の混合物のうちイソプレン以外の成分は、回収して分離工程の原料混合物として利用することができる。 Components other than isoprene in the fourth mixture can be recovered and used as a raw material mixture in the separation step.
(第二の態様)
第二の態様において、上記回収工程は、第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物と、を得るステップ(B-1)と、第五の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンを得るステップ(B-2)と、を含む。
(Second aspect)
In a second aspect, the recovery step includes step (B-1) of obtaining a fifth mixture containing isoprene and cyclopentadiene by extractive distillation of the third mixture, and heating the fifth mixture. and dimerizing cyclopentadiene to obtain dicyclopentadiene (B-2).
ステップ(B-1)では、第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物とがそれぞれ回収される。第三の混合物には、イソプレン及びシクロペンタジエン以外の炭素数5の炭化水素が含まれていてよく、当該炭素数5の炭化水素は、抽出蒸留後、上述の分離工程における原料混合物として再利用される。 In step (B-1), isoprene and a fifth mixture containing cyclopentadiene are each recovered by extractive distillation of the third mixture. The third mixture may contain hydrocarbons with 5 carbon atoms other than isoprene and cyclopentadiene, and the hydrocarbons with 5 carbon atoms are reused as a raw material mixture in the separation step described above after extractive distillation. be.
ステップ(B-2)では、ステップ(B-1)で回収されたシクロペンタジエンの二量化反応によって、ジシクロペンタジエンが得られる。 In step (B-2), dicyclopentadiene is obtained by a dimerization reaction of the cyclopentadiene recovered in step (B-1).
ステップ(B-1)における抽出蒸留の条件は特に限定されず、シクロペンタジエン及びイソプレンをそれぞれ分離・回収できる条件であればよい。ステップ(B-1)における抽出蒸留は、例えば、アセトニトリル、n-メチルピロリドン等を含む抽出剤を用いた抽出分離等の方法により行うことができる。 Conditions for the extractive distillation in step (B-1) are not particularly limited as long as cyclopentadiene and isoprene can be separated and recovered. The extractive distillation in step (B-1) can be carried out, for example, by a method such as extractive separation using an extractant containing acetonitrile, n-methylpyrrolidone, or the like.
第三の混合物のうちシクロペンタジエン及びイソプレン以外の成分は、回収して分離工程の原料混合物として利用することができる。 Components other than cyclopentadiene and isoprene in the third mixture can be recovered and used as a raw material mixture for the separation step.
ステップ(B-2)における二量化反応の条件は特に限定されず、シクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを生成可能な条件であれば特に制限なく用いることができる。シクロペンタジエンの多量化抑制及び反応効率の観点から、シクロペンタジエンの二量化は、ディールズ・アルダー反応を用いて行うことが好ましく、無触媒の連続反応器を使用した液相でのディールズ・アルダー反応を用いて行うことがより好ましい。なお、連続反応器を用いてディールズ・アルダー反応を実施する際の炭化水素混合物の滞留時間は、0.5時間以上とすることが好ましく、1時間以上とすることがより好ましく、6時間以下とすることが好ましく、4時間以下とすることがより好ましい。このような滞留時間とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、副反応が抑制され、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 Conditions for the dimerization reaction in step (B-2) are not particularly limited, and any conditions that can dimerize cyclopentadiene to form dicyclopentadiene can be used without particular limitations. Dimerization of cyclopentadiene is preferably carried out using a Diels-Alder reaction from the viewpoint of suppressing multimerization of cyclopentadiene and reaction efficiency, and a Diels-Alder reaction in a liquid phase using a non-catalytic continuous reactor is performed. It is more preferable to use The residence time of the hydrocarbon mixture when performing the Diels-Alder reaction using a continuous reactor is preferably 0.5 hours or longer, more preferably 1 hour or longer, and 6 hours or shorter. preferably 4 hours or less. By setting it as such a residence time, a dimerization reaction can fully be advanced and a side reaction can be suppressed and a dicyclopentadiene can be obtained more efficiently.
ステップ(B-2)における二量化反応の反応温度は、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、250℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。このような反応温度とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、副反応を抑制して、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The reaction temperature of the dimerization reaction in step (B-2) is preferably 50° C. or higher, more preferably 60° C. or higher, preferably 250° C. or lower, and preferably 150° C. or lower. more preferred. By setting it as such reaction temperature, a dimerization reaction can fully be advanced and a side reaction can be suppressed and a dicyclopentadiene can be obtained more efficiently.
二量化反応によって生成したジシクロペンタジエンは、蒸留分離等の方法等で反応後の混合物から回収してよい。 Dicyclopentadiene produced by the dimerization reaction may be recovered from the reaction mixture by a method such as distillation separation.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
表1に示した組成のC5留分を用いて、下記の分離工程、第一の脱水素工程、第二の脱水素工程及び回収工程を含む反応サイクルを検討した。
表1に示した組成のC5留分は、後述の第一の脱水素工程で得られる第一の生成物及び後述の第二の脱水素工程で得られる第二の生成物と混合されて、回収工程に供される。回収工程では、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によってジシクロペンタジエンとイソプレンとが回収されるとともに、その他のC5留分は後述の分離工程に供給される。
分離工程では、回収工程を経たC5留分を、ノルマル体を含有する第一の混合物とイソ体を含有する第二の混合物とに分離する。第一の混合物は後述の第一の脱水素工程に供され、第二の混合物は後述の第二の脱水素工程に供される。
第一の脱水素工程では、第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る。第二の脱水素工程では、第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る。第一の生成物及び第二の生成物は上述のとおり回収工程に供給され、これにより、C5留分中のノルマル体はジシクロペンタジエンに、イソ体はイソプレンになるまで系内を循環する。
(Example 1)
Using the C5 fraction having the composition shown in Table 1, a reaction cycle including the following separation step, first dehydrogenation step, second dehydrogenation step and recovery step was investigated.
The C5 fraction having the composition shown in Table 1 is mixed with the first product obtained in the first dehydrogenation step described below and the second product obtained in the second dehydrogenation step described below, It is provided for the recovery process. In the recovery step, dicyclopentadiene and isoprene are recovered by dimerization and extractive distillation of cyclopentadiene, and other C5 fractions are supplied to the separation step described later.
In the separation step, the C5 fraction that has undergone the recovery step is separated into a first mixture containing the normal form and a second mixture containing the iso form. The first mixture is subjected to the first dehydrogenation step described below, and the second mixture is subjected to the second dehydrogenation step described below.
In the first dehydrogenation step, the first mixture is contacted with a cyclized dehydrogenation catalyst to yield a first product containing cyclopentadiene. In a second dehydrogenation step, the second mixture is contacted with a dehydrogenation catalyst to yield a second product containing isoprene. The first product and the second product are supplied to the recovery step as described above, whereby the normal form in the C5 fraction is circulated to dicyclopentadiene and the iso form to isoprene in the system.
上記反応サイクルにおいて、回収工程を経て回収されるジシクロペンタジエン及びイソプレンの収率(原料のC5留分の使用量に対する収率(質量%))を求めた。結果を表2に示す。 In the above reaction cycle, the yield of dicyclopentadiene and isoprene recovered through the recovery step (yield (mass %) relative to the amount of the C5 fraction used as the raw material) was determined. Table 2 shows the results.
(比較例1)
回収工程のみを実施する反応系について検討した。
すなわち、比較例1の反応系では、表1に示した組成のC5留分について、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留を行い、ジシクロペンタジエン及びイソプレンを回収する。ジシクロペンタジエン及びイソプレンを回収後の残部は、系外にパージされる。
(Comparative example 1)
A reaction system in which only the recovery process is performed was investigated.
That is, in the reaction system of Comparative Example 1, the C5 fraction having the composition shown in Table 1 is subjected to dimerization of cyclopentadiene and extractive distillation to recover dicyclopentadiene and isoprene. The remainder after recovery of dicyclopentadiene and isoprene is purged out of the system.
このような反応系において回収されるジシクロペンタジエン及びイソプレンの収率(原料のC5留分の使用量に対する収率(質量%))を求めた。結果を表2に示す。 The yield of dicyclopentadiene and isoprene recovered in such a reaction system (yield (mass %) with respect to the amount of C5 fraction used as a raw material) was determined. Table 2 shows the results.
(比較例2)
第一の脱水素工程を実施しない反応サイクルについて検討した。
すなわち、比較例2において、表1に示した組成のC5留分は、後述の第二の脱水素工程で得られる第二の生成物と混合されて、回収工程に供される。回収工程では、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によってジシクロペンタジエンとイソプレンとが回収されるとともに、その他のC5留分は後述の分離工程に供給される。
分離工程では、回収工程を経たC5留分を、ノルマル体を含有する第一の混合物とイソ体を含有する第二の混合物とに分離する。第一の混合物は、系外にパージされる。第二の混合物は後述の第二の脱水素工程に供される。
v第二の脱水素工程では、第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る。第二の生成物は上述のとおり回収工程に供給され、これにより、C5留分中のイソ体はイソプレンになるまで系内を循環する。
(Comparative example 2)
A reaction cycle without the first dehydrogenation step was investigated.
That is, in Comparative Example 2, the C5 fraction having the composition shown in Table 1 was mixed with the second product obtained in the second dehydrogenation step described later and supplied to the recovery step. In the recovery step, dicyclopentadiene and isoprene are recovered by dimerization and extractive distillation of cyclopentadiene, and other C5 fractions are supplied to the separation step described later.
In the separation step, the C5 fraction that has undergone the recovery step is separated into a first mixture containing the normal form and a second mixture containing the iso form. The first mixture is purged out of the system. The second mixture is subjected to the second dehydrogenation step described below.
v In the second dehydrogenation step, the second mixture is contacted with a dehydrogenation catalyst to obtain a second product containing isoprene. The second product is supplied to the recovery step as described above, whereby the isoform in the C5 fraction circulates in the system until it becomes isoprene.
このような反応サイクルにおいて回収されるジシクロペンタジエン及びイソプレンの収率(原料のC5留分の使用量に対する収率(質量%))を求めた。結果を表2に示す。 The yield of dicyclopentadiene and isoprene recovered in such a reaction cycle (yield (% by mass) relative to the amount of C5 fraction used as a starting material) was determined. Table 2 shows the results.
Claims (5)
前記第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る第一の脱水素工程と、
前記第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る第二の脱水素工程と、
前記第一の生成物及び前記第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る回収工程と、
を含む、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法。 A separation step of obtaining a first mixture containing the normal form and a second mixture containing the iso form from a raw material mixture containing the normal form and the iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms;
a first dehydrogenation step of contacting the first mixture with a cyclization dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene;
a second dehydrogenation step of contacting the second mixture with a dehydrogenation catalyst to obtain a second product containing isoprene;
a recovery step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene from a third mixture containing said first product and said second product by dimerization and extractive distillation of cyclopentadiene;
A method for producing dicyclopentadiene and isoprene, comprising:
前記回収工程が、ジシクロペンタジエンと、イソプレンと、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物と、を得る工程である、請求項1に記載の製造方法。 The third mixture further contains a C5 fraction mainly composed of hydrocarbons having 5 carbon atoms,
2. The production method according to claim 1, wherein the recovering step is a step of obtaining a raw material mixture containing dicyclopentadiene, isoprene, and a normal form and an iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
前記第三の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンと、イソプレンを含有する第四の混合物と、を得るステップ(A-1)と、
前記第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンを得るステップ(A-2)と、
を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。 The recovery step includes
a step (A-1) of dimerizing cyclopentadiene by heating the third mixture to obtain dicyclopentadiene and a fourth mixture containing isoprene;
obtaining isoprene by extractive distillation of said fourth mixture (A-2);
The production method according to any one of claims 1 to 3, comprising
前記第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物と、を得るステップ(B-1)と、
前記第五の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンを得るステップ(B-2)と、
を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の製造方法。
The recovery step includes
obtaining a fifth mixture containing isoprene and cyclopentadiene by extractive distillation of said third mixture (B-1);
a step (B-2) of dimerizing cyclopentadiene by heating the fifth mixture to obtain dicyclopentadiene;
The production method according to any one of claims 1 to 3, comprising
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019051670A JP7208838B2 (en) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene |
| PCT/JP2020/012124 WO2020189738A1 (en) | 2019-03-19 | 2020-03-18 | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene |
| TW109109153A TW202045463A (en) | 2019-03-19 | 2020-03-19 | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019051670A JP7208838B2 (en) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020152666A JP2020152666A (en) | 2020-09-24 |
| JP7208838B2 true JP7208838B2 (en) | 2023-01-19 |
Family
ID=72519131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019051670A Active JP7208838B2 (en) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7208838B2 (en) |
| TW (1) | TW202045463A (en) |
| WO (1) | WO2020189738A1 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022138841A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | Eneos株式会社 | Method for manufacturing dicyclopentadiene and isoprene |
| JPWO2022138860A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-30 | ||
| JP7745853B2 (en) * | 2020-12-24 | 2025-09-30 | Eneos株式会社 | Method for producing cyclopentadiene |
| JP2023117810A (en) * | 2022-02-14 | 2023-08-24 | Eneos株式会社 | Method for producing cyclopentadiene |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348579A (en) | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Nard Inst Ltd | Method for separating hydrocarbon mixture using zeolite-based separation membrane and method for obtaining hydrocarbon by separation |
| WO2018163828A1 (en) | 2017-03-08 | 2018-09-13 | 日本ゼオン株式会社 | Hydrocarbon production method and production apparatus |
| JP2018534299A (en) | 2015-11-04 | 2018-11-22 | エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド | Method for converting acyclic C5 compound to cyclic C5 compound and catalyst composition used therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4936681B1 (en) * | 1970-12-22 | 1974-10-02 | ||
| JP6217441B2 (en) * | 2014-02-19 | 2017-10-25 | 日本ゼオン株式会社 | Method for producing isoprene |
-
2019
- 2019-03-19 JP JP2019051670A patent/JP7208838B2/en active Active
-
2020
- 2020-03-18 WO PCT/JP2020/012124 patent/WO2020189738A1/en not_active Ceased
- 2020-03-19 TW TW109109153A patent/TW202045463A/en unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348579A (en) | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Nard Inst Ltd | Method for separating hydrocarbon mixture using zeolite-based separation membrane and method for obtaining hydrocarbon by separation |
| JP2018534299A (en) | 2015-11-04 | 2018-11-22 | エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド | Method for converting acyclic C5 compound to cyclic C5 compound and catalyst composition used therefor |
| WO2018163828A1 (en) | 2017-03-08 | 2018-09-13 | 日本ゼオン株式会社 | Hydrocarbon production method and production apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020152666A (en) | 2020-09-24 |
| WO2020189738A1 (en) | 2020-09-24 |
| TW202045463A (en) | 2020-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7208838B2 (en) | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene | |
| CN107011115B (en) | Process for preparing fluorinated compounds | |
| CN103097323B (en) | Process for producing aromatic hydrocarbons | |
| CN102695690B (en) | Process and system for the production of isoprene | |
| CN103119131A (en) | Combination of cyclic dehydrogenation process and FCC for paraffin dehydrogenation in refinery | |
| KR20140045927A (en) | Method for producing single-ring aromatic hydrocarbons | |
| KR20160124871A (en) | Process for producing btx from a c5-c12 hydrocarbon mixture | |
| JP2017524664A (en) | Process for producing benzene from C5 to C12 hydrocarbon mixtures | |
| JP6359119B2 (en) | Method for producing cyclohexane from benzene and methylcyclopentane by pre-connecting benzene hydrogenation | |
| CN110325496A (en) | The manufacturing method and manufacturing device of hydrocarbon | |
| JP6824265B2 (en) | A method for converting an acyclic C5 compound into a cyclic C5 compound and a catalyst composition used therein. | |
| JPS6247852B2 (en) | ||
| NO329239B1 (en) | Process for Selective Preparation of DIB from an i-Butene Containing C <N> 4 </N> Stream | |
| JP2006518802A (en) | Method for producing high RON gasoline using ATS zeolite | |
| JP2006518801A (en) | Method for producing high RON gasoline using CFI zeolite | |
| CN104736502B (en) | The method that hexamethylene is prepared using the raw material from process for steam cracking | |
| RU2618233C1 (en) | Process for the preparation of cyclopentane | |
| WO2020189739A1 (en) | Isoprene production method | |
| US11136279B2 (en) | Integrated process for producing olefins from alkanes by hydrogen transfer | |
| JP7664284B2 (en) | Method for producing dicyclopentadiene and isoprene | |
| JP2008110302A (en) | Catalyst for ethylene production | |
| WO2022138860A1 (en) | Method for producing dicyclopentadiene | |
| JP4674163B2 (en) | Method for producing adamantane | |
| RU2220128C1 (en) | Cyclopentane isolation process | |
| WO2024142532A1 (en) | Method for producing cyclopentene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220203 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221213 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230106 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7208838 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |