JP6103149B1 - イソブチレン製造用触媒およびイソブチレンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
イソブタノールの転化率(%)=(b/a)×100
イソブチレンの選択率(%)=(c/d)×100
a=供給したイソブタノールのモル数
b=反応したイソブタノールのモル数
c=生成したイソブチレンのモル数
d=ガスクロマトグラフィーで検出された反応生成物(イソブチレン、イソブタン、1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテン)の合計のモル数。
イソブタノールのWHSV(1/時間)=e/f
e=イソブタノールの単位時間当たりの供給量(g/時間)
f=使用した触媒質量(g)。
内径0.75cm、長さ40cmの縦型管状反応管内に脱水用触媒を充填し、触媒層を形成した。脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:1.6mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ−アルミナ相(γ相)を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:267m2/g、以下、「触媒A」と称す。)0.1412gを用いた。反応器については、触媒層温度が所定温度になるように電気炉を用いて触媒層の温度を調節した。また、反応圧力が所定圧力となるように背圧弁を用いて反応圧力を調整した。そして原料イソブタノール(ナカライテスク(株)製、純度99.5質量%、比重0.803g/mL)を、ダブルプランジャーポンプを用いて0.069mL/分の流量に調節し、200℃に設定した蒸発器内に供給して蒸発させた。希釈ガスとしての窒素ガスはマスフローメータを用いて流量150mL(標準状態)/分として当該蒸発器内に供給し、蒸発したイソブタノールと共に反応器内に供給した。このとき、触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は10.0体積%であった。
脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:1.6mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ−アルミナ相(γ相)を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:243m2/g、以下、「触媒B」と称す。)0.1015gを用いたこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。反応温度、反応圧力、WHSV、イソブタノールの転化率、イソブチレンの選択率及び収率を表1に示す。
脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:1.6mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ相を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:200m2/g、以下、「触媒C」と称す。)0.1317gを用いたこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。反応条件及び測定結果を表1に示す。
脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:1.6mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ相を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:195m2/g、以下、「触媒D」と称す。)0.1313gを用いたこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。反応条件及び測定結果を表1に示す。
脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:1.6mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ相を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:162m2/g、以下、「触媒E」と称す。)0.2824gを用いたこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。反応条件及び測定結果を表1に示す。
脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:1.6mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ相を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:105m2/g、以下、「触媒F」と称す。)0.4836gを用いたこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。反応条件及び測定結果を表1に示す。
脱水用触媒として、円柱形ペレット状(直径:3.0mm)に成形されたアルミナの破砕体(γ相を結晶層の主成分とするアルミナ、粒子径:800〜1190μm、BET比表面積:69m2/g、以下、「触媒G」と称す。)0.8830gを用いたこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。反応条件及び測定結果を表1に示す。
触媒Aの量を0.1921gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.263mL/分及び16mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.9体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
触媒Bの量を0.1907gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.263mL/分及び16mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様に反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.9体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
触媒Cの量を0.2216gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.263mL/分及び16mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.9体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
触媒Dの量を0.2521gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.263mL/分及び16mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.9体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
触媒Eの量を0.2741gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.218mL/分及び13mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.7体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
触媒Fの量を0.8207gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.263mL/分及び16mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.9体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
触媒Gの量を1.504gに変更し、かつイソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.218mL/分及び13mL(標準状態)/分に変更したこと以外は、参考例1と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は79.7体積%であった。反応条件及び測定結果を表2に示す。
内径1.6cm、長さ50cmの縦型管状反応管内に脱水用触媒を充填した。脱水用触媒としては、触媒Bを24.00g用いた。そしてイソブタノール(ナカライテスク(株)製、純度99.5質量%、比重0.803g/mL)を、ダブルプランジャーポンプを用いて0.536mL/分の流量に調節し、200℃に設定した蒸発器内に供給して蒸発させた。希釈ガスとしての窒素ガスは、マスフローメータを用いて流量55mL(標準状態)/分とし、当該蒸発器内に供給し、蒸発したイソブタノールと共に、反応器内に供給した。このとき触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は70.3体積%であった。反応条件及び測定結果を表3に示す。
触媒Fを29.57g用いたこと以外は実施例5と同様にして反応及び測定を行った。反応条件及び測定結果を表3に示す。
触媒Bを0.1015g用い、イソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.092ml/分及び200ml(標準)/分としたこと以外は参考例1と同様に反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は10.0体積%であった。反応条件及び測定結果を表4に示す。
触媒Bを0.2508g用い、イソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.270ml/分及び95ml(標準)/分としたこと以外は参考例1と同様に反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は40.0体積%であった。反応条件及び測定結果を表4に示す。
触媒Bを0.2508g用い、イソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.270ml/分及び42ml(標準)/分としたこと以外は参考例1と同様に反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は60.2体積%であった。反応条件及び測定結果を表4に示す。
触媒Bを0.2508g用い、イソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.270ml/分及び0ml(標準)/分としたこと以外は参考例1と同様に反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は100体積%であった。反応条件及び測定結果を表4に示す。
触媒Bの成形体(円柱形ペレット状(直径:3.0mm)を20.79g用い、イソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.965mL/分及び101mL(標準状態)/分としたこと以外は実施例5と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は70.0体積%であった。反応条件及び測定結果を表5に示す。
触媒Bの成形体(円柱形ペレット状(直径:3.0mm)を2.904g用い、イソブタノール及び窒素ガスの流量を各々0.487mL/分及び50mL(標準状態)/分としたこと以外は実施例5と同様にして反応及び測定を行った。触媒層に供給した原料ガス中のイソブタノール濃度は70.2体積%であった。反応条件及び測定結果を表5に示す。実施例10〜18に基づく、反応温度とイソブタノールの転化率及びイソブチレンの選択率との関係を図4に示す。
Claims (5)
- 反応器内に充填された脱水用触媒を用いて、イソブタノールの脱水反応によりイソブチレンを製造するイソブチレンの製造方法であって、脱水用触媒としてN 2 吸脱着等温線から算出されるBET比表面積が230m 2 /g以上、350m 2 /g以下の範囲内であるアルミナを用い、かつ反応器内へ供給される反応ガス中のイソブタノール濃度が20体積%以上であるイソブチレンの製造方法。
- 前記反応器内へ供給される反応ガス中のイソブタノール濃度が40体積%以上である請求項1に記載のイソブチレンの製造方法。
- 前記反応器内へ供給される反応ガス中のイソブタノール濃度が60体積%以上である請求項1に記載のイソブチレンの製造方法。
- 前記反応器内の触媒層の温度が230℃以上、360℃以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載のイソブチレンの製造方法。
- 前記反応器内の触媒層の温度が240℃以上、350℃以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載のイソブチレンの製造方法。
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