JP6627219B2 - オレフィンの製造方法 - Google Patents
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Description
図2は、本実施形態にかかるオレフィン製造装置100を説明するための図である。図2に示すように、オレフィン製造装置100は、第1反応器110と、分離器120と、第2反応器130と、精製器140とを含んで構成され、エタノールを出発物質としてオレフィンを製造する。
続いて、脱水素触媒として機能する上記Na2CO3/ZnOの製造方法について説明する。図4は、本実施形態にかかる脱水素触媒の製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図4に示すように、脱水素触媒の製造方法は、水溶液調製工程S110と、沈殿生成工程S120と、洗浄工程S130と、乾燥工程S140と、焼成工程S150とを含む。以下、各工程について詳述する。
水溶液調製工程S110では、Zn(NO3)2・6H2O(硝酸亜鉛六水和物)を水に溶解させ、硝酸亜鉛水溶液を調製する。また、Na2CO3(炭酸ナトリウム)を水に溶解させ、炭酸ナトリウム水溶液を調製する。
沈殿生成工程S120では、水溶液調製工程S110で調製した硝酸亜鉛水溶液に、pH8になるまで炭酸ナトリウム水溶液を加える。これにより、ZnCO3(炭酸亜鉛)の沈殿を生成することができる。
洗浄工程S130では、沈殿生成工程S120で得られた炭酸亜鉛の沈殿を含む溶液を吸引濾過し、炭酸亜鉛を分離する。続いて、分離した炭酸亜鉛を水に分散させて洗浄した後、再度吸引濾過を遂行し、炭酸亜鉛を分離する。
乾燥工程S140では、洗浄工程S130を遂行することで洗浄された炭酸亜鉛を、約100℃で、約24時間乾燥させる。
焼成工程S150では、乾燥工程S140で乾燥させた炭酸亜鉛を、例えば、電気炉を用いて、400℃で4時間加熱して焼成する。こうして、Na2CO3/ZnO(Na2CO3で調製されたZnO)を製造することができる。
続いて、酸塩基触媒として機能する上記MgO/SiO2の製造方法について説明する。図5は、本実施形態にかかる酸塩基触媒の製造方法の処理の流れを説明するためのフローチャートである。図5に示すように、酸塩基触媒の製造方法は、溶液調製工程S210と、ゲル状混合物生成工程S220と、減圧乾固工程S230と、乾燥工程S240と、焼成工程S250とを含む。以下、各工程について詳述する。
溶液調製工程S210では、マグネシウムアルコキシドと、シリコンアルコキシドをエタノールに溶解させ、さらに、エタノールと実質的に等しい体積量の水を添加して、マグネシウムアルコキシドおよびシリコンアルコキシドのエタノール−水溶液を調製する。なお、マグネシウムアルコキシドとしては、例えば、マグネシウムメトキシド、マグネシウムエトキシド、マグネシウムプロポキシド、マグネシウムブトキシドの群から選択される1または複数を用いることができる。また、シリコンアルコキシドとしては、例えば、シリコンメトキシド、シリコンエトキシド(テトラエチルオルソシリケート)、シリコンプロポキシド、シリコンブトキシドの群から選択される1または複数を用いることができる。
ゲル状混合物生成工程S220では、溶液調製工程S210で調製したマグネシウムアルコキシドおよびシリコンアルコキシドのエタノール−水溶液を約70℃に加熱しながら1時間攪拌する。続いて、マグネシウムアルコキシドおよびシリコンアルコキシドのエタノール−水溶液にアンモニア水(50vol/%)を添加して塩基性にした後、約70℃に維持したまま、さらに1時間攪拌する。そして、得られた溶液を室温(例えば、25℃)まで冷却しながら約24時間攪拌する。そうすると、加水分解反応および縮合重合反応が進行し、ゲル状態のMgOとゲル状態のSiO2の混合物が生成される。
減圧乾固工程S230では、ゲル状混合物生成工程S220で得られた、ゲル状態のMgOとゲル状態のSiO2の混合物の懸濁液を、減圧下におき、溶媒を蒸発させ、ゲル状態のMgOとゲル状態のSiO2の混合物を乾固させる。
乾燥工程S240では、減圧乾固工程S230で減圧乾固されたMgOとSiO2の混合物を、約100℃で、約24時間乾燥させる。
焼成工程S250では、乾燥工程S240で乾燥させたMgOとSiO2の混合物を、例えば、電気炉を用いて、500℃で4時間加熱して焼成する。こうして、MgO/SiO2を製造することができる。
上記図5に示す酸塩基触媒の製造方法(以下、「ゾルゲル法」と称する)、および、混練法の2種の製造方法でMgO/SiO2を製造し、それぞれのMgO/SiO2を用いて、エタノールから1,3−ブタジエンの変換反応(脱水素反応、縮合反応、脱水反応、水素化反応)を遂行させ、得られた生成物中の1,3−ブタジエンの含有率(以下、「ブタジエンの選択率」と称する)を測定した。
また、MgO/SiO2におけるMgとSiとの最適な比率について検討した。ここで、MgとSiとの比率が100:0(mol%)、90:10(mol%)、75:25(mol%)、50:50(mol%)の4種類のMgO/SiO2を製造してブタジエンの選択率およびエチレンの選択率を測定した。
110 第1反応器
120 分離器
130 第2反応器
S210 溶液調製工程
S220 ゲル状混合物生成工程
S230 減圧乾固工程
S240 乾燥工程
S250 焼成工程
Claims (3)
- エタノールを出発物質として1,3−ブタジエンを製造するオレフィンの製造方法であって、
マグネシウムアルコキシドと、シリコンアルコキシドとを、加水分解させ、縮合重合させて、ゲル状態のMgOと、ゲル状態のSiO 2 との混合物を生成する工程と、
前記混合物を乾燥させる工程と、
乾燥させた前記混合物を焼成して酸塩基触媒を製造する工程と、
脱水素触媒によってエタノールを変換してアセトアルデヒドを生成する工程と、
前記アセトアルデヒドを生成する工程を遂行することによって生成された生成物からアセトアルデヒドを分離する工程と、
前記分離する工程で分離された前記アセトアルデヒド、および、エタノールを前記酸塩基触媒によって1,3−ブタジエンに変換する工程と、
を含むオレフィンの製造方法。 - 前記脱水素触媒は、少なくともZnOを含んで構成されることを特徴とする請求項1に記載のオレフィンの製造方法。
- 前記酸塩基触媒におけるMgとSiのモル比は、9:1であることを特徴とする請求項1または2に記載のオレフィンの製造方法。
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