JP2015500834A - 親水性膜一体化オレフィン水和プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
[図1]
[図2]
[図3]
[ブテンおよびオレフィン反応物質]
[水反応物質]
[予備結合供給原料混合器]
[膜一体化水和反応器]
[生産および分離区間]
[固体酸オレフィン水和触媒]
オレフィン+水−−−>アルコール(式1)
例えば、イソブテンと水は、酸性触媒の存在下で反応し、関連tert−ブタノール(TBA)を式2に従って生成する。
CH2 =C(CH3)2+H2O−−−−>(CH3)3COH(式2)
また、2−ブテンは水と反応して関連sec−ブタノール(SBA)を式3に従って生成する。
CH3−HC=CH−CH3+H2O−−−−>CH3CH(OH)CH2CH3
(式3)
[親水性膜]
[他の生産区間および分離区間器具]
[関連アルコール]
[支持機器]
[オレフィン水和方法]
Claims (35)
- 水を使用してオレフィンから関連アルコール生成物を生産するように作動可能な膜一体化水和反応器であって、
オレフィン水和プロセス条件において、水を使用して前記オレフィンを関連アルコールに転換するように作動可能な固体酸オレフィン水和触媒と、
給送側および透過側を有する親水性膜であって、オレフィン水和プロセス条件において、水を一方向に前記給送側から前記透過側へ選択的に透過気化させ、透過気化水生成物を生成し、そしてオレフィン水和条件において、関連アルコールの前記透過気化および前記オレフィン透過を阻止するように作動可能である、親水性膜と、
前記固体酸オレフィン水和触媒を含む生産区間であって、前記オレフィンを含むオレフィン供給原料および前記水を含む水供給原料を受け取り、前記オレフィンと前記水が、前記生産区間に含まれる前記固体酸オレフィン水和触媒の存在下で緊密に混ざり合うようすることと、そして前記関連アルコールと任意の未反応水を含む生産区間生成物混合物を生成し、前記生産区間生成物混合物を関連分離区間に渡すことと、の両方を作動可能である生産区間と、
前記親水性膜を含む前記関連分離区間であって、前記生産区間に流体的に連結して、前記生産区間が前記生産区間生成物混合物を前記親水性膜の前記給送側に向けるようにし、また前記生産区間生成物混合物から前記関連アルコール生成物および前記透過気化水生成物の両方を生成および生産するように作動可能である、前記関連分離区間と、を備える、膜一体化水和反応器。 - 前記オレフィンはブテンの単一異性体であり、前記関連アルコールはブタノールの単一異性体である、請求項1に記載の膜一体化水和反応器。
- 前記オレフィンはブテン異性体の混合物であり、前記関連アルコールはブタノール異性体の混合物である、請求項1に記載の膜一体化水和反応器。
- 前記オレフィンは低炭素オレフィンの混合物であり、前記関連アルコールは低炭素アルコールの混合物である、請求項1に記載の膜一体化水和反応器。
- 前記生産区間および前記関連分離区間は、前記反応器内で重複する、請求項1〜4のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記固体酸オレフィン水和触媒は、構造化触媒床である、請求項1〜5のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記固体酸オレフィン水和触媒は、前記親水性膜の前記給送側表面と一体化される、請求項1〜5のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記親水性膜は無機材料を含む、請求項1〜7のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記親水性膜は、高分子材料を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記親水性膜の前記透過側で前記透過気化水生成物を液体に凝縮するように作動可能な内部凝縮器をさらに備える、請求項1〜9のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記膜一体化水和反応器は、前記生産区間と前記関連分離区間との間で別々の作動条件を維持するように作動可能である、請求項1〜10のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記膜一体化水和反応器は、2つ以上の生産区間と2つ以上の関連分離区間を備える、請求項1〜11のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記2つ以上の生産区間および前記2つ以上の関連分離区間は、交互に連続的に流体的に連結して、生産区間と関連分離区間との交互連続を通じた一方向の流体連通を可能にし、連通の前記流体は水である、請求項12に記載の膜一体化水和反応器。
- 2つ以上の生産区間と2つ以上の関連分離区間と流体的に連結された前記交互連続において、第1の生産区間は、残りの生産区間の全部および分離区間の全部と一方向に流体を連通するように作動可能であり、そして前記交互連続内の最後の分離区間は、前記生産区間の全部および残りの分離区間の全部から一方向に連通される流体を受け取るように作動可能である、請求項13に記載の膜一体化水和反応器。
- 2つ以上の生産区間および2つ以上の関連分離区間と流体的に連結する前記交互連続において、第1の生産区間は1つの関連分離区間とのみ直接流体接触しており、前記交互連続内の最後の分離区間は、1つの生産区間とのみ直接流体接触しており、他方の生産区間は2つ以上の分離区間と直接流体接触しており、他方の分離区間は2つ以上の生産区間と直接流体接触している、請求項13または14に記載の膜一体化水和反応器。
- 前記膜一体化水和反応器は、生産および関連分離区間の第1のセットと生産および関連分離区間の第2のセットとの間の別々の作動条件を維持するように作動可能であり、前記第1の関連分離区間は、前記第2の生産区間と流体的に連結され、そして一方向に流体連通している、請求項13〜15のいずれかに記載の膜一体化水和反応器。
- 前記直前請求項のいずれかの膜一体化水和反応器におけるオレフィン水和方法であって、
オレフィン供給原料組成を前記膜一体化水和反応器の前記生産区間に導入するステップであって、前記オレフィン供給原料組成はブテンの少なくとも1つの異性体を含む、ステップと、
水を前記膜一体化水和反応器の前記生産区間に導入するステップと、
オレフィン水和プロセス条件において前記膜一体化水和反応器を作動させ、それにより、前記関連アルコールが、前記生産区間内で固体酸オレフィン水和触媒の存在下で水を使って前記オレフィン供給原料組成から生成し、前記生産区間生成物混合物が前記生産区間内の前記関連アルコールおよび任意の未反応水の前記混合物から生成し、前記生産区間生成物混合物は前記生産区間から前記関連分離区間へ渡り、そして前記関連分離区間は選択的に前記生産区間生成物混合物から任意の未反応水を除去して、前記関連アルコール生成物および透過気化水生成物の両方を生成するステップと、を含む、オレフィン水和方法。 - 前記オレフィン供給原料組成はブテンの単一異性体のみを含み、前記関連アルコール生成物は、ブタノールの単一異性体のみを含む、請求項17に記載のオレフィン水和方法。
- 前記オレフィン供給原料組成は、少なくとも5重量パーセントのイソブテンを含む、請求項17または18に記載のオレフィン水和方法。
- 前記オレフィン供給原料組成は混合ブテンを含み、前記関連アルコール生成物は混合ブタノールを含む、請求項17に記載のオレフィン水和方法。
- 前記オレフィン供給原料組成は低炭素混合オレフィンを含み、前記関連アルコール生成物は低炭素混合アルコールを含む、請求項17に記載のオレフィン水和方法。
- 前記オレフィン供給原料組成と水を予備結合し、その後に、前記結合を前記生産区間に導入する前記ステップをさらに含む、請求項17〜21のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記膜一体化水和反応器へ導入される前記オレフィン供給原料組成内の水とオレフィンの前記化学量論的比は、1:1から10:1の範囲内にある、請求項17〜22のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 第1の生産区間に導入される前記オレフィン供給原料組成内の水とオレフィンの前記化学量論的比は、第2の生産区間へ導入される前記オレフィン供給原料組成内の水とオレフィンの前記化学量論的比とは異なる、請求項17〜23のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記生産区間における前記オレフィン水和プロセス条件は、1:1から10:1の範囲の水とオレフィンの化学量論的比を含む、請求項17〜24のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記生産区間内の前記オレフィン水和プロセス条件は、8バールから70バールの範囲の圧力を含む、請求項17〜25のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記生産区間内の前記オレフィン水和プロセス条件は、50℃から150℃の範囲の温度を含む、請求項17〜26のいずれ1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記分離区間内の前記オレフィン水和プロセス条件は、8バールから70バールの差異の範囲において、前記親水性膜の前記給送側と前記透過側の間の圧力差異を含む、請求項17〜27のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記分離区間内の前記オレフィン水和プロセス条件は、大気圧未満の前記親水性膜の前記透過側での圧力を含む、請求項17〜28のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記膜一体化水和反応器は、生産および関連分離区間の第1のセットはオレフィン水和プロセス条件の第1のセットを有し、生産および関連分離区間のセットの第2のセットはオレフィン水和プロセス条件の第2のセットを有すように作動され、区間の前記第1のセットは生産および関連分離区間の前記第2のセットと流体的に連結され、一方向に流体連通している、請求項17〜29のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記膜一体化水和反応器は、前記関連アルコール生成物が重量において実質的に水を含まないように作動される、請求項17〜30のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記膜一体化水和反応器は、前記関連アルコール生成物が前記合計生成物の0.5重量パーセント以下の水を含むように作動される、請求項17〜31のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 前記膜一体化水和反応器は、前記関連アルコール生成物が前記生成物内にブテンを容量において100ppm以下を含むように作動される、請求項17〜32のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 流体的に連結された生産区間へ導入されるように、前記関連分離区間から前記透過気化水生成物を生産する前記ステップをさらに含む、請求項17〜33のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
- 流体的に連結された生産区間へ直接導入されるように、前記関連分離区間から前記透過気化水生成物を生産し、前記関連分離区間は、前記親水性膜の前記透過側を通って、前記流体的に連結された生産区間と一方向に流体連通し、そして流体的に連結される、前記ステップをさらに含む、請求項17〜34のいずれか1つに記載のオレフィン水和方法。
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