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JP2011148764A - Method for producing conjugated diene - Google Patents

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JP2011148764A
JP2011148764A JP2010257442A JP2010257442A JP2011148764A JP 2011148764 A JP2011148764 A JP 2011148764A JP 2010257442 A JP2010257442 A JP 2010257442A JP 2010257442 A JP2010257442 A JP 2010257442A JP 2011148764 A JP2011148764 A JP 2011148764A
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JP
Japan
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gas
conjugated diene
reactor
catalyst
raw material
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JP2010257442A
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Japanese (ja)
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Masaru Utsunomiya
賢 宇都宮
Takuma Nishio
拓真 西尾
Hiroyuki Yagi
宏幸 八木
Nariyasu Kanuka
成康 嘉糠
Hiroshi Kameo
広志 亀尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an industrially profitable method for producing a conjugated diene such as butadiene by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of a monoolefin such as n-butene, by which the production of high boiling point by-products and the accumulation of solid deposits can be inhibited, and the operation can stably be continued. <P>SOLUTION: The method for producing a conjugated diene, comprising mixing a raw material gas containing a ≥4C monoolefin with a molecular oxygen-containing gas to obtain a mixture gas, and then subjecting the mixture gas to an oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst in a reactor to obtain a production gas containing the corresponding conjugated diene, is characterized in that the ratio of the flow rate of the mixture gas to the amount of the catalyst in the reactor is 1,500 to 5,000 h<SP>-1</SP>, and the conversion of a ≥4C monoolefin is ≤87%. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は共役ジエンの製造方法に係り、特にn−ブテン等の炭素原子数4以上のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応でブタジエン等の共役ジエンを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a conjugated diene, and more particularly to a method for producing a conjugated diene such as butadiene by a catalytic oxidative dehydrogenation reaction of a monoolefin having 4 or more carbon atoms such as n-butene.

n−ブテン等のモノオレフィンを触媒の存在下に酸化脱水素反応させてブタジエン等の共役ジエンを製造する方法は、従来公知である。
この反応は例えば以下の反応式に従って進行し、水が副生する。
+1/2O→C+H
n−ブテンの接触酸化脱水素反応によるブタジエンの製造は、工業的にはナフサ分解で副生するC留分(C炭化水素混合物。以下、「BB」と称す場合がある。)からのブタジエンの抽出分離プロセスにおいて、抽出蒸留塔でブタジエンを分離して得られた、1−ブテンの他、2−ブテン、ブタン等を含む混合物(以下、この混合物を「BBSS]と称す場合がある。)中に含まれるブテンからブタジエンを製造する方法が提案されている。
A method for producing a conjugated diene such as butadiene by subjecting a monoolefin such as n-butene to an oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst is conventionally known.
This reaction proceeds, for example, according to the following reaction formula, and water is by-produced.
C 4 H 8 + 1 / 2O 2 → C 4 H 6 + H 2 O
The production of butadiene by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of n-butene is industrially made from a C 4 fraction (C 4 hydrocarbon mixture, hereinafter sometimes referred to as “BB”) by-produced by naphtha cracking. In the butadiene extraction and separation process, a mixture containing 1-butene, 2-butene, butane and the like obtained by separating butadiene in an extractive distillation column (hereinafter, this mixture may be referred to as “BBSS”). ) Has been proposed for producing butadiene from butene contained therein.

具体的な方法としては、ブテンを気相接触酸化脱水素してブタジエンを生成させ、ブタジエンを含む生成ガスを冷却して生成ガス中から高沸点副生物を除去した後、生成ガス中のアルデヒド類を除去する工程を経て、生成ガスを圧縮して、圧縮された生成ガスからブタジエンを回収する工程を有するものがある(例えば、特許文献1又は特許文献2)。
一方、特許文献3には、ブテンの酸化脱水素反応によるブタジエンの製造触媒として、モリブデン、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくとも一種及びシリカを含む複合酸化物触媒が記載されているが、具体的なブタジエンの製造方法は記載されていない。
Specifically, butene is vapor-phase contact oxidatively dehydrogenated to produce butadiene, the product gas containing butadiene is cooled to remove high-boiling by-products from the product gas, and then aldehydes in the product gas. There are some which have a step of compressing the product gas through a step of removing butadiene and recovering butadiene from the compressed product gas (for example, Patent Document 1 or Patent Document 2).
On the other hand, Patent Document 3 describes a composite oxide catalyst containing at least one of molybdenum, iron, nickel or cobalt and silica as a catalyst for producing butadiene by the oxidative dehydrogenation reaction of butene. The manufacturing method of is not described.

特開昭60−115532号公報JP 60-115532 A 特開昭60−126235号公報JP 60-126235 A 特開2003−220335号公報JP 2003-220335 A

上記特許文献1〜3の触媒や製造方法でブテンからブタジエンを製造する際に、酸化脱水素反応で得られる生成ガス中には、原料ガス(例えば、BB,BBSS)中に含まれる不純物などが酸化脱水素反応で高沸点副生物となり、生成ガス中に含有され、後段の冷却工程で、その高沸点副生物を含有する生成ガスを冷却すると、生成ガス中の高沸点副生物に起因する固形物が冷却工程内に析出していき、運転継続するにつれて冷却工程に固形物が蓄積され、結果として、冷却工程で閉塞が起こり、運転継続できなくなる、という課題があった。   When the butadiene is produced from butene by the catalysts and production methods of Patent Documents 1 to 3 above, impurities contained in the raw material gas (for example, BB, BBSS) are contained in the product gas obtained by the oxidative dehydrogenation reaction. When the product gas containing the high-boiling by-product is cooled in the subsequent cooling step, it becomes a high-boiling by-product in the oxidative dehydrogenation reaction. There was a problem that solids were deposited in the cooling process and solids were accumulated in the cooling process as the operation continued, resulting in clogging in the cooling process and the inability to continue the operation.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、n−ブテン等のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応によりブタジエン等の共役ジエンを製造する方法において、反応後に得られる生成ガス中に含まれる高沸点副生物に起因する固形物の量を低減し、冷却する工程に蓄積するのを防止し、安定的に運転が継続できる工業的に有利なブタジエンの製造方法を提供することを目的とする。   This invention was made in view of the said subject, Comprising: In the method of manufacturing conjugated dienes, such as a butadiene, by the catalytic oxidative dehydrogenation reaction of monoolefins, such as n-butene, it is contained in the product gas obtained after reaction An object of the present invention is to provide an industrially advantageous method for producing butadiene that can reduce the amount of solids caused by high-boiling by-products and prevent accumulation in the cooling process and can stably continue operation. To do.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、炭素原子数4以上のモノオレフィンを含む原料ガス、分子状酸素含有ガスを含む反応原料ガスを反応器に供給し、触媒の存在下、反応器内の触媒量に対する混合ガスの流量の比が1500〜5000h−1であって、且つ、炭素原子数4以上のモノオレフィンの転化率が84%以下の酸化脱水素反応により生成された対応する共役ジエンを含むガスを得ることでプラントの安定運転を阻害する固形閉塞物の生成量を低減でき、且つ、より安全に運転ができ、更に高い収率で安定的にブタジエンの製造を行うことができることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have supplied a raw material gas containing a monoolefin having 4 or more carbon atoms and a reaction raw material gas containing a molecular oxygen-containing gas to the reactor, and the presence of the catalyst. The ratio of the flow rate of the mixed gas to the amount of catalyst in the reactor is 1500 to 5000 h −1 , and the conversion rate of monoolefin having 4 or more carbon atoms is 84% or less. In addition, by obtaining a gas containing the corresponding conjugated diene, it is possible to reduce the amount of solid clogging that hinders stable operation of the plant, and it is possible to operate more safely and to produce butadiene stably at a higher yield. Found that can be done.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下[1]〜[7]を要旨とする。
[1]炭素原子数4以上のモノオレフィンを含む原料ガスと分子状酸素含有ガスとを混合し、混合ガスを得、該混合ガスを反応器に供給し、触媒の存在下、酸化脱水素反応を行うことにより生成される対応する共役ジエンを含む生成ガスを得るにあたり、反応器内の触媒量に対する混合ガスの流量の比が1500〜5000h−1であって、且つ、炭素原子数4以上のモノオレフィンの転化率が87%以下であることを特徴とする共役ジエンの製造方法。
The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows [1] to [7].
[1] A raw material gas containing a monoolefin having 4 or more carbon atoms and a molecular oxygen-containing gas are mixed to obtain a mixed gas, and the mixed gas is supplied to a reactor, and an oxidative dehydrogenation reaction is performed in the presence of a catalyst. In order to obtain a product gas containing the corresponding conjugated diene produced by performing the above, the ratio of the flow rate of the mixed gas to the amount of catalyst in the reactor is 1500 to 5000 h −1 , and the number of carbon atoms is 4 or more. A process for producing a conjugated diene, wherein the conversion rate of monoolefin is 87% or less.

[2]前記反応器に供給される水蒸気が前記原料ガスの供給量に対して0.5〜5.0の比率であることを特徴とする[1]に記載の共役ジエンの製造方法。
[3]前記原料ガス中の炭素原子数3以下のオレフィンの濃度が0.010〜0.500vol%であること特徴とする[1]又は[2]に記載の共役ジエンの製造方法。
[4]前記原料ガス中の炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの濃度が70.00〜99.99vol%であることを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。
[2] The method for producing a conjugated diene according to [1], wherein water vapor supplied to the reactor is in a ratio of 0.5 to 5.0 with respect to a supply amount of the raw material gas.
[3] The method for producing a conjugated diene according to [1] or [2], wherein the concentration of the olefin having 3 or less carbon atoms in the raw material gas is 0.010 to 0.500 vol%.
[4] The concentration of a linear monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas is 70.00 to 99.99 vol%, [1] to [3] A process for producing conjugated dienes.

[5]前記生成ガスと水とを接触させて冷却することを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。
[6]前記触媒が、少なくともモリブデン、ビスマス、およびコバルトを含有する複合酸化物触媒であることを特徴とする[1]〜[5]のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。
[5] The method for producing a conjugated diene according to any one of [1] to [4], wherein the product gas and water are contacted and cooled.
[6] The method for producing a conjugated diene according to any one of [1] to [5], wherein the catalyst is a composite oxide catalyst containing at least molybdenum, bismuth, and cobalt.

[7]前記複合酸化物触媒が、下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒であることを特徴とする[6]に記載の共役ジエンの製造方法。
MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=0〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
[7] The method for producing a conjugated diene according to [6], wherein the composite oxide catalyst is a composite oxide catalyst represented by the following general formula (1).
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0 to 10, d = 0 to 10 (provided c + d = 1 to 10), e = 0.05 to 3, f = 0 to 2, g = 0.04 to 2, h = 0 to 3, i = 0 to 0 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)

本発明によれば、反応工程後の冷却工程で析出する高沸点副生物の生成量を低減でき、継続的にプラントの安定運転が可能となる   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the production amount of the high boiling point by-product which precipitates in the cooling process after a reaction process can be reduced, and the stable operation of a plant becomes possible continuously.

本発明の共役ジエンの製造方法の実施の形態を示すプロセスの系統図である。It is a systematic diagram of the process which shows embodiment of the manufacturing method of the conjugated diene of this invention.

以下に本発明の共役ジエンの製造方法の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらの内容に限定されない。
本発明の共役ジエンの製造方法の中でも、代表的なものとして、n−ブテンからブタジエンを製造する場合の製造プロセスの系統図を示す図1を参照して本発明を詳細に説明するが、本発明はn−ブテン(1−ブテン、2−ブテン)からのブタジエンの製造に限らず、ペンテン、メチルブテン、ジメチルブテン等の炭素原子数4以上、好ましくは炭素原子数4〜6のモノオレフィンの接触酸化脱水素反応による対応する共役ジエンの製造に有効に適用される。これらのモノオレフィンは必ずしも単離した形で使用する必要はなく、必要に応じて任意の混合物の形で用いることができる。例えば1,3−ブタジエンを得ようとする場合には高純度の1−ブテン又は2−ブテンを原料とすることもできるが、前述のナフサ分解で副生するC留分(BB)からブタジエン及びi−ブテンを分離して得られるn−ブテン(1−ブテン及び2−ブテン)を主成分とする留分(BBSS)やn−ブタンの脱水素又は酸化脱水素反応により生成するブテン留分を使用することもできる。また、エチレンの2量化により得られる高純度の1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテン又はこれらの混合物を含有するガスを原料ガスとして使用しても差し支えない。尚、このエチレンはエタン脱水素、エタノール脱水、又はナフサ分解などの方法で得られるエチレンを使用することができる。更に、石油精製プラントなどで原油を蒸留した際に得られる重油留分を、流動層状態で粉末状の固体触媒を使って分解し、低沸点の炭化水素に変換する流動接触分解 (Fluid Catalytic Cracking)から得られる炭素原子数4の炭
化水素類を多く含むガス(以下、FCC−C4と略記することがある)をそのまま原料ガスとする、又は、FCC−C4からリンや砒素などの不純物を除去したものを原料ガスとして使用しても差し支えない。ここでいう、主成分とは、原料ガスに対して、通常40体積%以上、好ましくは60体積%以上、より好ましくは75体積%以上、特に好ましくは99体積%以上を示す。
Hereinafter, embodiments of the method for producing a conjugated diene of the present invention will be described in detail. However, the description described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is limited to these contents. Not.
Among the methods for producing conjugated dienes of the present invention, as a representative example, the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 showing a system diagram of a production process in the case of producing butadiene from n-butene. The invention is not limited to the production of butadiene from n-butene (1-butene, 2-butene), but contact of monoolefins having 4 or more carbon atoms, preferably 4 to 6 carbon atoms, such as pentene, methylbutene and dimethylbutene. It is effectively applied to the production of the corresponding conjugated diene by oxidative dehydrogenation. These monoolefins do not necessarily need to be used in an isolated form, and can be used in the form of any mixture as required. For example, when 1,3-butadiene is to be obtained, high-purity 1-butene or 2-butene can be used as a raw material, but butadiene from the C 4 fraction (BB) produced as a by-product in the naphtha decomposition described above. And a fraction (BBSS) mainly comprising n-butene (1-butene and 2-butene) obtained by separating i-butene and a butene fraction produced by dehydrogenation or oxidative dehydrogenation of n-butane Can also be used. Further, a gas containing high-purity 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene or a mixture thereof obtained by dimerization of ethylene may be used as a raw material gas. As the ethylene, ethylene obtained by a method such as ethane dehydrogenation, ethanol dehydration, or naphtha decomposition can be used. Furthermore, fluid catalytic cracking (Fluid Catalytic Cracking) in which heavy oil fractions obtained by distilling crude oil at oil refineries and the like are decomposed in a fluidized bed using a powdered solid catalyst and converted to low boiling point hydrocarbons. ) Gas containing a large number of hydrocarbons having 4 carbon atoms obtained from (hereinafter sometimes abbreviated as FCC-C4) as raw material gas, or removing impurities such as phosphorus and arsenic from FCC-C4 It is possible to use the raw material as a raw material gas. The main component referred to here is usually 40% by volume or more, preferably 60% by volume or more, more preferably 75% by volume or more, and particularly preferably 99% by volume or more with respect to the raw material gas.

また、原料ガス中には、本発明の効果を阻害しない範囲で、任意の不純物を含んでいても良い。含んでいても良い不純物として、具体的には、イソブテンなどの分岐型モノオレフィン;プロパン、n−ブタン、i−ブタン、ペンタンなどの飽和炭化水素;プロピレン、ペンテンなどのオレフィン;1,2−ブタジエンなどのジエン;メチルアセチレン、ビニルアセチレン、エチルアセチレンなどのアセチレン類等が挙げられる。この不純物の量は、通常40体積%以下、好ましくは20体積%以下、より好ましくは10体積%以下、特に好ましくは1体積%以下である。この量が多すぎると、主原料である1−ブテンや2−ブテンの濃度が下がって反応が遅くなったり、目的生成物の収率が低下する傾向にある。   Further, the source gas may contain an arbitrary impurity as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific examples of impurities that may be included include branched monoolefins such as isobutene; saturated hydrocarbons such as propane, n-butane, i-butane, and pentane; olefins such as propylene and pentene; 1,2-butadiene. And acetylenes such as methyl acetylene, vinyl acetylene, and ethyl acetylene. The amount of this impurity is usually 40% by volume or less, preferably 20% by volume or less, more preferably 10% by volume or less, and particularly preferably 1% by volume or less. If the amount is too large, the concentration of 1-butene or 2-butene, which are the main raw materials, decreases and the reaction becomes slow, or the yield of the target product tends to decrease.

また、本発明では、原料ガス中の炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの濃度は、70.00〜99.99mol%であることが好ましく、より好ましくは70.00〜99.0mol%、更に好ましくは70.00〜90.0mol%である。
また、本発明では、原料ガス中の炭素原子数3以下のオレフィンの濃度が0.010〜0.500vol%であることが好ましい。共役ジエンがブタジエンで、n−ブテンからブタジエンを製造する方法の場合、炭素原子数3以下のオレフィンとしては、エチレン、プロピレンが挙げられ、特に好ましくはプロピレンである。この濃度は通常は、0.010〜0.500vol%であるが、好ましくは、0.012〜0.450vol%であり、更に好ましくは0.015〜0.400vol%である。この範囲を逸脱すると、アクロレインなどの重合成分が増加する傾向にある。
In the present invention, the concentration of the linear monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas is preferably 70.00 to 99.99 mol%, more preferably 70.00 to 99.0 mol%. More preferably, it is 70.00-90.0 mol%.
In the present invention, the concentration of the olefin having 3 or less carbon atoms in the raw material gas is preferably from 0.010 to 0.500 vol%. In the case where the conjugated diene is butadiene and butadiene is produced from n-butene, examples of the olefin having 3 or less carbon atoms include ethylene and propylene, with propylene being particularly preferred. This concentration is usually from 0.010 to 0.500 vol%, preferably from 0.012 to 0.450 vol%, more preferably from 0.015 to 0.400 vol%. When deviating from this range, polymerization components such as acrolein tend to increase.

本発明の分子状酸素含有ガスは、通常、分子状酸素が10体積%以上、好ましくは、15体積%以上、更に好ましくは20体積%以上含まれるガスのことであり、具体的に好ましくは空気である。なお、分子状酸素含有ガスを工業的に用意するために必要なコストという観点から、分子状酸素が、通常50体積%以下、好ましくは、30体積%以下、更に好ましくは25体積%以下である。また、本発明の効果を阻害しない範囲で、分子状酸素含有ガスには、任意の不純物を含んでいても良い。含んでいても良い不純物として、具体的には、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、CO、CO、水等が挙げられる。この不純物の量は、窒素の場合、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。窒素以外の成分の場合、通常10体積%以下、好ましくは1体積%以下である。この量が多すぎると、反応に必要な酸素を供給するのが難しくなる傾向にある。 The molecular oxygen-containing gas of the present invention is usually a gas containing 10% by volume or more of molecular oxygen, preferably 15% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, and specifically preferably air. It is. From the viewpoint of cost required for industrially preparing a molecular oxygen-containing gas, the molecular oxygen is usually 50% by volume or less, preferably 30% by volume or less, more preferably 25% by volume or less. . Moreover, the molecular oxygen-containing gas may contain an arbitrary impurity as long as the effects of the present invention are not impaired. Specific examples of impurities that may be included include nitrogen, argon, neon, helium, CO, CO 2 , and water. In the case of nitrogen, the amount of this impurity is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, more preferably 80% by volume or less. In the case of components other than nitrogen, it is usually 10% by volume or less, preferably 1% by volume or less. When this amount is too large, it tends to be difficult to supply oxygen necessary for the reaction.

本発明では、反応器に原料ガスを供給するにあたり、原料ガスと分子状酸素含有ガスとを混合し、混合ガスを得て、その混合ガスを反応器に供給するが、混合ガスと共に、窒素ガス、及び水(水蒸気)を反応器に供給してもよい。窒素ガスは、混合ガスが爆鳴気を形成しないように可燃性ガスと酸素の濃度を調整するという理由から、水(水蒸気)は窒素ガスと同様に可燃性ガスと酸素の濃度を調整するという理由と触媒のコーキングを抑制するという理由から、混合ガスに、水(水蒸気)と窒素ガスとを更に混合し反応器に供給するのが好ましい。   In the present invention, when supplying the raw material gas to the reactor, the raw material gas and the molecular oxygen-containing gas are mixed to obtain a mixed gas, and the mixed gas is supplied to the reactor. , And water (steam) may be supplied to the reactor. Nitrogen gas adjusts the concentration of combustible gas and oxygen in the same way as nitrogen gas, because the concentration of combustible gas and oxygen is adjusted so that the mixed gas does not form squeal. For reasons and to suppress coking of the catalyst, it is preferable that water (water vapor) and nitrogen gas are further mixed with the mixed gas and supplied to the reactor.

また、原料ガス、分子状酸素含有ガス、窒素ガス、及び水(水蒸気)を供給する方法は特に限定されず、別々の配管で供給してもよいが、爆鳴気の形成を確実に回避するために、混合ガスを得る前に、予め原料ガスに窒素ガスを供給しておく、又は分子状酸素含有ガスに窒素ガスを供給しておき、そのあとに、原料ガスと分子状酸素含有ガスを混合して混合ガスを得ることが好ましい。   Further, the method of supplying the source gas, the molecular oxygen-containing gas, the nitrogen gas, and water (water vapor) is not particularly limited, and may be supplied by separate pipes, but the formation of the blast is surely avoided. Therefore, before obtaining the mixed gas, nitrogen gas is supplied to the raw material gas in advance, or nitrogen gas is supplied to the molecular oxygen-containing gas, and then the raw material gas and the molecular oxygen-containing gas are supplied. It is preferable to mix to obtain a mixed gas.

本発明では、反応器に水蒸気を前記原料ガスの供給量に対して0.5〜5.0の比率で導入することが好ましい。この比率が大きくなるほど、廃水量が増加する傾向にあり、小さくなるほど、目的生成物であるブタジエンの収率が低下する傾向にある。そのため、水蒸気を前記原料ガスの供給量に対して0.5〜5.0の比率で導入する、好ましくは、0.8〜4.5であり、更に好ましくは、1.0〜4.0である。   In the present invention, it is preferable to introduce water vapor into the reactor at a ratio of 0.5 to 5.0 with respect to the supply amount of the raw material gas. As this ratio increases, the amount of wastewater tends to increase, and as the ratio decreases, the yield of the target product butadiene tends to decrease. Therefore, water vapor is introduced at a ratio of 0.5 to 5.0 with respect to the supply amount of the raw material gas, preferably 0.8 to 4.5, and more preferably 1.0 to 4.0. It is.

反応器に供給する原料ガスは、分子状酸素含有ガスと混合されると、酸素と可燃性ガスの混合物となることから、爆発範囲に入らないように各々のガス(原料ガス、空気、及び必要に応じて窒素ガスと水(水蒸気))を供給する配管に設置された流量計にて流量を監視しながら、反応器入り口の組成制御を行い、例えば、n−ブテン(1−ブテン及び/又は2−ブテン)からブタジエンを製造する場合、後述の混合ガス組成の範囲に調整される。なお、ここでいう爆発範囲とは、酸素と可燃性ガスの混合ガスが何らかの着火源の存在下で着火するような組成を持つ範囲のことである。可燃性ガスの濃度がある値より低いと着火源が存在しても着火しないことが知られており、この濃度を爆発下限界という。また可燃性ガスの濃度がある値より高いとやはり着火源が存在しても着火しないことが知られており、この濃度を爆発上限界という。各々の値は酸素濃度に依存しており、一般に酸素濃度が低いほど両者の値が近づき、酸素濃度がある値になったとき両者が一致する。このときの酸素濃度を限界酸素濃度と言い、酸素濃度がこれより低ければ可燃性ガスの濃度によらず混合ガスは着火しない。   When the raw material gas supplied to the reactor is mixed with the molecular oxygen-containing gas, it becomes a mixture of oxygen and combustible gas, so that each gas (raw material gas, air, and necessary) is not included in the explosion range. The composition control at the inlet of the reactor is performed while monitoring the flow rate with a flow meter installed in a pipe that supplies nitrogen gas and water (steam) according to the conditions. For example, n-butene (1-butene and / or When butadiene is produced from 2-butene), it is adjusted to the range of the mixed gas composition described later. The explosion range here is a range having a composition in which a mixed gas of oxygen and combustible gas is ignited in the presence of some ignition source. It is known that if the concentration of combustible gas is lower than a certain value, it will not ignite even if an ignition source is present, and this concentration is called the lower explosion limit. It is also known that if the concentration of combustible gas is higher than a certain value, it will not ignite even if an ignition source is present, and this concentration is called the upper limit of explosion. Each value depends on the oxygen concentration. In general, the lower the oxygen concentration, the closer the values are, and the two match when the oxygen concentration reaches a certain value. The oxygen concentration at this time is called a critical oxygen concentration. If the oxygen concentration is lower than this, the mixed gas will not be ignited regardless of the concentration of the combustible gas.

本発明の反応を開始するときは、最初に反応器に供給する分子状酸素含有ガス、窒素、水蒸気の量を調整して反応器入り口の酸素濃度が限界酸素濃度以下になるようにしてから可燃性ガス(主に原料ガス)の供給を開始し、次いで可燃性ガス濃度が爆発上限界よりも濃くなるように可燃性ガス(主に原料ガス)と空気などの分子状酸素含有ガスの供給量を
増やしていくのが良い。可燃性ガス(主に原料ガス)と分子状酸素含有ガスの供給量を増やしていくときに窒素および/または水蒸気の供給量を減らして混合ガスの供給量が一定となるようにしても良い。こうすることで、配管および反応器における混合ガスの滞留時間を一定に保ち、圧力の変動を抑えることが出来る。
When starting the reaction of the present invention, the amount of molecular oxygen-containing gas, nitrogen and water vapor supplied to the reactor is first adjusted so that the oxygen concentration at the inlet of the reactor is below the critical oxygen concentration, and then combustible. Supply of combustible gas (mainly raw material gas), and then supply of flammable gas (mainly raw material gas) and molecular oxygen-containing gas such as air so that the concentration of combustible gas becomes higher than the upper limit of explosion It is good to increase. When the supply amount of the combustible gas (mainly source gas) and the molecular oxygen-containing gas is increased, the supply amount of the mixed gas may be made constant by decreasing the supply amount of nitrogen and / or water vapor. By doing so, the residence time of the mixed gas in the piping and the reactor can be kept constant, and the pressure fluctuation can be suppressed.

なお、爆発範囲外であっても、ある温度、圧力条件下で、ある時間保持されると発火する場合がある。このときの保持時間を発火遅れ時間という。反応器周りを設計するときは原料配管や生成ガス配管の滞留時間が発火遅れ時間以下になるように設計する必要がある。発火遅れ時間は温度や圧力、組成に依存するので一概には言えないが、混合ガス配管の滞留時間は1000秒以下、生成ガス配管の滞留時間は10秒以下もしくは生成ガスを10秒以内に350℃以下に冷却することが望ましい。   In addition, even if it is outside the explosion range, it may ignite if kept for a certain period of time under a certain temperature and pressure condition. This holding time is called ignition delay time. When designing around the reactor, it is necessary to design so that the residence time of the raw material piping and the product gas piping is less than the ignition delay time. Although the ignition delay time depends on temperature, pressure, and composition, it cannot be generally stated. However, the residence time of the mixed gas pipe is 1000 seconds or less, the residence time of the product gas pipe is 10 seconds or less, or the product gas is 350 seconds within 10 seconds. It is desirable to cool to below.

以下に、混合ガスの代表的な組成を示す。
<混合ガス組成>
n−ブテン:C留分合計に対して50〜100vol%
留分合計:5〜15vol%
:C留分合計に対して40〜120vol/vol%
:C留分合計に対して500〜1000vol/vol%
O:C留分合計に対して90〜900vol/vol%
なお、本発明の混合ガス中の、原料ガスの割合としては、通常、4.2vol%以上であり、好ましくは7.6vol%以上、更に好ましくは9.3vol%以上である。また、一方、上限は、20.0vol%以下であり、好ましくは、17.0vol%以下、更に好ましくは、15.0vol%以下である。この割合が大きくなるほど、建設費および運転に要するコストが低減する傾向にあり、小さくなるほど、固形物が発生しにくくなる傾向にある。
The typical composition of the mixed gas is shown below.
<Combination gas composition>
n- butene: C 4 fraction 50~100Vol% of the total
C 4 fractions total: 5-15 vol%
O 2: C 4 fraction summed for 40~120vol / vol%
N 2: C 4 fraction summed for 500~1000vol / vol%
90 to 900 vol / vol% with respect to the total of H 2 O: C 4 fractions
In addition, as a ratio of the raw material gas in the mixed gas of the present invention, it is usually 4.2 vol% or more, preferably 7.6 vol% or more, and more preferably 9.3 vol% or more. On the other hand, the upper limit is 20.0 vol% or less, preferably 17.0 vol% or less, and more preferably 15.0 vol% or less. As this ratio increases, the construction cost and the cost required for operation tend to decrease, and as the ratio decreases, solids tend not to be generated.

本発明の酸化脱水素反応に用いられる反応器は特に限定されないが、具体的には、管型反応器、槽型反応器又は流動床反応器が挙げられ、好ましくは、固定床反応器、より好ましくは固定床の多管式反応器やプレート式反応器であり、最も好ましくは固定床の多管式反応器である。これらの反応器は一般に工業的に用いられているものであり特に制限はない。   The reactor used in the oxidative dehydrogenation reaction of the present invention is not particularly limited, and specific examples include a tubular reactor, a tank reactor, or a fluidized bed reactor, preferably a fixed bed reactor, and more. Preferred are fixed bed multitubular reactors and plate reactors, and most preferred are fixed bed multitubular reactors. These reactors are generally used industrially and are not particularly limited.

本発明の反応器には、後述の酸化脱水素反応触媒が充填されており、その触媒は、原料の炭素原子数4以上のモノオレフィンと酸素から対応する共役ジエンを生成するために用いる固定床反応器に充填されて使用されることが好ましく、n−ブテンが酸素と反応し、ブタジエンと水とを生成するために用いる固定床反応器に充填されて使用されることが更に好ましい。   The reactor of the present invention is packed with an oxidative dehydrogenation reaction catalyst described later, and the catalyst is a fixed bed used for producing a corresponding conjugated diene from a monoolefin having 4 or more carbon atoms and oxygen. It is preferable that the reactor is used by being charged, and it is more preferable that n-butene is used by being charged in a fixed bed reactor used to react with oxygen to produce butadiene and water.

本発明の酸化脱水素反応は発熱反応であり、反応により温度が上昇するが、本発明では、通常、反応温度は250〜450℃、好ましくは、280〜400℃の範囲に調整される。この温度が大きくなるほど、触媒活性が急激に低下しやすい傾向にあり、小さくなるほど、目的生成物である共役ジエンの収率が低下する傾向にある。反応温度は、熱媒体(例えば、ジベンジルトルエンや亜硝酸塩など)を使用して制御することができる。   The oxidative dehydrogenation reaction of the present invention is an exothermic reaction, and the temperature rises due to the reaction. In the present invention, the reaction temperature is usually adjusted to 250 to 450 ° C, preferably 280 to 400 ° C. As the temperature increases, the catalytic activity tends to decrease rapidly, and as the temperature decreases, the yield of the conjugated diene that is the target product tends to decrease. The reaction temperature can be controlled using a heat medium (for example, dibenzyltoluene or nitrite).

また、本発明における酸化脱水素反応時の反応器内触媒層の温度は、特に限定されないが、通常、250〜450℃、好ましくは、280〜400℃、更に好ましくは、320〜395℃である。なお、この温度が大きくなるほど、触媒活性が急激に低下する恐れがある傾向にあり、小さくなるほど、目的生成物である共役ジエンの収率が低下する傾向にある。反応器内触媒層の温度は、反応条件によって決定されるが、触媒層の希釈率や混合ガスの流量等で制御することができる。   The temperature of the catalyst layer in the reactor during the oxidative dehydrogenation reaction in the present invention is not particularly limited, but is usually 250 to 450 ° C, preferably 280 to 400 ° C, more preferably 320 to 395 ° C. . In addition, there exists a tendency for catalyst activity to fall rapidly, so that this temperature becomes large, and it exists in the tendency for the yield of the conjugated diene which is a target product to fall, so that it becomes small. The temperature of the catalyst layer in the reactor is determined by the reaction conditions, but can be controlled by the dilution rate of the catalyst layer, the flow rate of the mixed gas, and the like.

本発明の反応器内の圧力は、特に限定されないが、通常、0MPaG以上、好ましくは、0.001MPa以上、更に好ましくは、0.01MPaG以上である。この圧力の値が大きくなるほど、反応器に反応ガスを多量に供給できるというメリットがある。一方、通常0.5MPaG以下であり、好ましくは0.3MPaG以下、更に好ましくは、0.1MPaGである。この圧力の値が小さくなるほど、爆発範囲が狭くなる傾向にある。   The pressure in the reactor of the present invention is not particularly limited, but is usually 0 MPaG or more, preferably 0.001 MPa or more, and more preferably 0.01 MPaG or more. There is an advantage that a larger amount of the reaction gas can be supplied to the reactor as the pressure value increases. On the other hand, it is usually 0.5 MPaG or less, preferably 0.3 MPaG or less, and more preferably 0.1 MPaG. The smaller the pressure value, the narrower the explosion range.

本発明における反応器の滞留時間は、特に限定されないが、通常0.72秒以上、好ましくは0.80秒以上、更に好ましくは0.90秒以上である。この値が大きくなるほど、原料ガス中のモノオレフィンの転化率が高くなるというメリットがある。一方、通常2.40秒以下であり、好ましくは2.00秒以下、更に好ましくは1.90秒である。この値が小さくなるほど、反応器が小さくなる傾向にある。   The residence time of the reactor in the present invention is not particularly limited, but is usually 0.72 seconds or longer, preferably 0.80 seconds or longer, more preferably 0.90 seconds or longer. There is a merit that the higher the value, the higher the conversion rate of monoolefin in the raw material gas. On the other hand, it is usually 2.40 seconds or less, preferably 2.00 seconds or less, and more preferably 1.90 seconds. The smaller this value, the smaller the reactor.

また、本発明では、反応器内の触媒量に対する混合ガスの流量の比は、1500〜5000h−1であり、好ましくは、1800〜4500h−1であり、更に好ましくは、1894〜4000h−1である。この値が大きくなるほど、固形物の析出が抑制される傾向にあり、小さくなるほど、固形物が析出しやすい傾向にある。
生成ガス中に含まれる原料ガス中のモノオレフィンに対応する共役ジエンの濃度は、原料ガス中に含まれるモノオレフィンの濃度に依存するが、通常1〜15vol%、好ましくは、5〜13vol%、更に好ましくは9〜11vol%である。共役ジエンの濃度が大きいほど、回収コストが低いというメリットがあり、小さいほど次工程で圧縮したときに重合などの副反応が起き難いというメリットがある。また、生成ガス中には未反応のモノオレフィンも含まれていてもよく、その濃度は、通常0〜7vol%、好ましくは、0〜4vol%、更に好ましくは0〜2vol%である。なお、本発明では、生成ガス中に含まれる高沸点副生物は、使用する原料ガス中に含まれる不純物の種類によって異なるが、常圧下での沸点が200〜500℃のものを言う。n−ブテン(1−ブテン及び2−ブテン)からブタジエンを製造する場合、具体的には、フタル酸、アントラキノン、フルオレノン等である。これらの量は、特に限定されないが、通常、反応ガス中に0.05〜0.10vol%である。
In the present invention, the flow rate ratio of the mixed gas to the catalyst amount in the reactor is 1500~5000H -1, preferably a 1800~4500H -1, more preferably at 1894~4000H -1 is there. As this value increases, solid precipitation tends to be suppressed, and as the value decreases, solid tends to precipitate more easily.
The concentration of the conjugated diene corresponding to the monoolefin in the raw material gas contained in the product gas depends on the concentration of the monoolefin contained in the raw material gas, but usually 1 to 15 vol%, preferably 5 to 13 vol%, More preferably, it is 9-11 vol%. The higher the conjugated diene concentration, the lower the recovery cost, and the lower the conjugated diene, the lower the advantage that side reactions such as polymerization hardly occur when compressed in the next step. In addition, unreacted monoolefin may also be contained in the product gas, and the concentration thereof is usually 0 to 7 vol%, preferably 0 to 4 vol%, more preferably 0 to 2 vol%. In the present invention, the high-boiling by-product contained in the product gas is one having a boiling point of 200 to 500 ° C. under normal pressure, although it varies depending on the type of impurities contained in the raw material gas used. When producing butadiene from n-butene (1-butene and 2-butene), specific examples include phthalic acid, anthraquinone, fluorenone and the like. These amounts are not particularly limited, but are usually 0.05 to 0.10 vol% in the reaction gas.

本発明では、原料ガス中の炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの転化率が87%以下であることを特徴とする。この転化率とは、原料ガス中の炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの供給量に対する酸化脱水素反応により消費された原料ガス中の炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィン量の割合であり、n−ブテンからブタジエンを製造する場合は、n−ブテンの転化率のことである。転化率が87%を超えると、目的生成物である共役ジエンの収率が低下する傾向になる。また、好ましくは86.5%以下、更に好ましくは86.0%以下である。この値が小さいほど、固形物が析出しない傾向にある。更に、n−ブテンの転化率の下限は、通常は、60%であり、生産性という観点から、好ましくは、70%である。更に好ましくは、80%である。   The present invention is characterized in that the conversion rate of a linear monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas is 87% or less. This conversion rate is the amount of linear monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas consumed by the oxidative dehydrogenation reaction with respect to the supply amount of linear monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas. It is a ratio, and when producing butadiene from n-butene, it is the conversion of n-butene. When the conversion rate exceeds 87%, the yield of the conjugated diene that is the target product tends to decrease. Moreover, Preferably it is 86.5% or less, More preferably, it is 86.0% or less. As this value is smaller, solids tend not to precipitate. Furthermore, the lower limit of the conversion of n-butene is usually 60%, and preferably 70% from the viewpoint of productivity. More preferably, it is 80%.

本発明では、炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの転化率を87%以下であれば、高沸点副生物に起因する固形物の発生を抑制できる。この炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの転化率を制御する方法は、特に限定されないが、反応温度や混合ガス組成を変更することで、この転化率を制御することができる。この転化率を高くする場合は、反応温度を上げる、一方、転化率を低くする場合は、反応温度を下げることで、ある値に制御することが可能である。   In the present invention, when the conversion rate of a linear monoolefin having 4 or more carbon atoms is 87% or less, generation of solids due to high-boiling by-products can be suppressed. A method for controlling the conversion rate of the straight chain monoolefin having 4 or more carbon atoms is not particularly limited, but the conversion rate can be controlled by changing the reaction temperature and the mixed gas composition. When the conversion rate is increased, the reaction temperature is raised, while when the conversion rate is lowered, the reaction temperature can be lowered to a certain value.

本発明では、反応器内の触媒量に対する混合ガスの流量の比が1500〜5000h−1であって、且つ、炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの転化率が87%以下とすることで、反応後に得られる生成ガス中に含まれる高沸点副生物に起因する固形物の量を
低減することができる。この理由は、必ずしも明確ではないが、次のような理由が推測される。
In the present invention, the ratio of the flow rate of the mixed gas to the amount of catalyst in the reactor is 1500 to 5000 h −1 , and the conversion rate of the linear monoolefin having 4 or more carbon atoms is 87% or less. Thus, it is possible to reduce the amount of solid matter resulting from high-boiling by-products contained in the product gas obtained after the reaction. Although this reason is not necessarily clear, the following reason is guessed.

即ち、原料ガス中に含まれる不純物が酸化脱水素反応の条件下では、不純物同士や不純物と生成物との逐次的な反応が進行し、高沸点副生物を生成してしまう。この逐次反応と原料ガス中の炭素原子数4以上のモノオレフィンの転化率及び反応器内の触媒量に対する混合ガスの流量の比に相関があることから、逐次反応を制御する際に、範囲にすることで、これらを本発明の数値範囲とすることで、高沸点副生物が生成する逐次反応が抑制でき、且つ、目的とする生成物である共役ジエンを高い選択率で得ることが可能となる。   That is, under the conditions of the oxidative dehydrogenation reaction of impurities contained in the raw material gas, a sequential reaction between impurities and impurities and products proceeds to generate high boiling point by-products. Since there is a correlation between the conversion rate of the monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas and the ratio of the flow rate of the mixed gas to the amount of the catalyst in the reactor, this range is included in controlling the sequential reaction. Thus, by setting these in the numerical range of the present invention, it is possible to suppress the sequential reaction produced by the high-boiling by-product and to obtain the conjugated diene as the target product with high selectivity. Become.

反応器の入口と出口との流量差としては、原料ガスの反応器入口での流量、及び生成ガスの反応器出口での流量に依存するが、通常、入口流量に対する出口の流量の比率が100〜110vol%、好ましくは、102〜107vol%、更に好ましくは103〜105vol%である。n−ブテン(1−ブテン及び/又は2−ブテン)からブタジエンを製造する場合、出口流量が増えるのはブテンが酸化脱水素されてブタジエンと水が生成する反応や副反応でCOやCOが生成する反応において化学量論的に分子数が増えるためである。出口流量の増加が少ないと反応が進行していないので好ましくなく、出口流量が増えすぎると副反応でCOやCOが増加しているため好ましくない。 The flow rate difference between the inlet and outlet of the reactor depends on the flow rate of the raw material gas at the reactor inlet and the flow rate of the product gas at the reactor outlet, but the ratio of the outlet flow rate to the inlet flow rate is usually 100. It is -110 vol%, Preferably, it is 102-107 vol%, More preferably, it is 103-105 vol%. When producing butadiene from n- butenes (1-butene and / or 2-butene), the outlet flow increases has CO and CO 2 in the reaction or side reactions butene is oxidative dehydrogenation to produce butadiene and water This is because the number of molecules increases stoichiometrically in the reaction to be generated. A small increase in the outlet flow rate is not preferable because the reaction does not proceed, and an excessive increase in the outlet flow rate is not preferable because CO and CO 2 increase due to side reactions.

本発明では、反応器から得られる共役ジエンを含む生成ガスを冷却する冷却工程を有していてもよい。冷却工程については、反応器出口から得られる生成ガスを冷却できる工程であれば、特に限定されないが、好適には、冷却溶媒と生成ガスとを直接接触させて冷却させる方法が用いられる。冷却溶媒としては、特に限定されないが、好ましくは水やアルカリ水溶液であり、最も好ましくは水である。   In this invention, you may have a cooling process which cools the product gas containing the conjugated diene obtained from a reactor. The cooling step is not particularly limited as long as the product gas obtained from the outlet of the reactor can be cooled, but a method of cooling by directly contacting the cooling solvent and the product gas is preferably used. Although it does not specifically limit as a cooling solvent, Preferably it is water and alkaline aqueous solution, Most preferably, it is water.

また、生成ガスの冷却温度は、反応器出口から得られる生成ガス温度や冷却溶媒の種類などによって異なるが、通常、5〜100℃、好ましくは、10〜50℃、更に好ましくは、15〜40℃に冷却される。冷却される温度が高くなるほど、建設費と運転に要するコストを下げられる傾向にあり、低くなるほど、生成ガスを圧縮する工程の負荷を下げられる傾向にある。冷却塔内の圧力は、特に限定されないが、通常は、0.03MPaGである。生成ガス中に高沸点副生物が多く含まれていると、高沸点副生物同士の重合や、工程内での高沸点副生物に起因する固形析出物の堆積が起きやすくなる。また、冷却塔で使用される冷却溶媒は、循環使用されることが多いため、共役ジエンの製造を連続的に継続すると、固形析出物での閉塞が起きることがある。   The cooling temperature of the product gas varies depending on the product gas temperature obtained from the reactor outlet, the kind of the cooling solvent, etc., but is usually 5 to 100 ° C., preferably 10 to 50 ° C., more preferably 15 to 40. Cool to ° C. The higher the temperature to be cooled, the lower the construction cost and the cost required for operation. The lower the temperature, the lower the load on the process of compressing the product gas. Although the pressure in a cooling tower is not specifically limited, Usually, it is 0.03 MPaG. If the product gas contains a large amount of high-boiling by-products, polymerization between the high-boiling by-products and deposition of solid precipitates due to the high-boiling by-products in the process are likely to occur. Moreover, since the cooling solvent used in the cooling tower is often circulated, clogging with solid precipitates may occur when the production of the conjugated diene is continued continuously.

そのため、可能な限り、生成ガス中の高沸点副生物を冷却工程に持ち込ませないようにすることが好ましい。
また、本発明では、反応器から排出される生成ガスに含まれる水分を除去する脱水工程を有していても良い。脱水工程を設けることにより、後段のプロセスにおける各工程における水分による機器腐食や、後述する溶媒吸収工程や溶媒分離工程で使用する溶媒への不純物の蓄積を防止することができるため、好ましい。
For this reason, it is preferable to avoid introducing high-boiling by-products in the product gas into the cooling process as much as possible.
Moreover, in this invention, you may have a dehydration process which removes the water | moisture content contained in the product gas discharged | emitted from a reactor. Providing a dehydration step is preferable because it can prevent equipment corrosion due to moisture in each step in the subsequent process and accumulation of impurities in the solvent used in the solvent absorption step and solvent separation step described later.

本発明の脱水工程については、生成ガスに含まれる水分を除去できる工程であれば、特に限定されない。脱水工程は反応器の後段の工程であれば、どこで行ってもよいが、上述の冷却工程の後に脱水工程を行うことが好ましい。通常、反応器から排出される生成ガス中に含まれる水分量は、原料ガスの種類や分子状酸素含有ガスの量、更には、原料ガスと共に混合される水蒸気等により異なるが、通常は、生成ガス中に、4〜35vol%、好ましくは10〜30vol%の割合で含有されている。また、前段の冷却工程で冷却溶媒として水を使用する場合、生成ガス中に含まれる水分量は、100volppm〜2.0vol%、露点として0〜100℃、好ましくは10〜80℃である。   The dehydration process of the present invention is not particularly limited as long as it is a process capable of removing moisture contained in the product gas. The dehydration step may be performed anywhere as long as it is a subsequent step of the reactor, but it is preferable to perform the dehydration step after the above-described cooling step. Normally, the amount of water contained in the product gas discharged from the reactor varies depending on the type of raw material gas, the amount of molecular oxygen-containing gas, and water vapor mixed with the raw material gas. It is contained in the gas at a rate of 4 to 35 vol%, preferably 10 to 30 vol%. Further, when water is used as a cooling solvent in the preceding cooling step, the amount of water contained in the product gas is 100 volppm to 2.0 vol%, and the dew point is 0 to 100 ° C, preferably 10 to 80 ° C.

生成ガスから水分を脱水する手段としては、特に限定されないが、酸化カルシウム、塩化カルシウム、モレキュラーシーブ等の乾燥剤(水分吸着剤)を利用することができる。この中でも、再生の容易さ、取り扱いの容易さという観点から、モレキュラーシーブ等の乾燥剤(水分吸着剤)が好ましく利用される。
脱水工程にモレキュラーシーブ等の乾燥剤を利用する場合は、水以外にも生成ガス中に含まれる高沸点副生物が吸着除去される。ここで除去される高沸点副生物は、アントラキノン、フルオレノン、フタル酸などのことである。
A means for dehydrating water from the generated gas is not particularly limited, and a desiccant (moisture adsorbent) such as calcium oxide, calcium chloride, or molecular sieve can be used. Of these, desiccants (moisture adsorbents) such as molecular sieves are preferably used from the viewpoint of ease of regeneration and ease of handling.
When a desiccant such as molecular sieve is used in the dehydration step, high-boiling by-products contained in the product gas other than water are adsorbed and removed. The high-boiling by-products removed here are anthraquinone, fluorenone, phthalic acid, and the like.

脱水工程を経て得られる生成ガス中の水分含有量は、通常は10〜10000volppm、好ましくは、20〜1000volppmであり、露点としては、−60〜80℃、好ましくは、−50〜20℃である。この生成ガス中の水分含有量が多くなるほど、溶媒吸収塔や溶媒分離塔のリボイラーの汚れが増加する傾向にあり、一方で、少なくなると、脱水工程で使用する用役コストが増加する傾向にある。   The water content in the product gas obtained through the dehydration step is usually 10 to 10,000 volppm, preferably 20 to 1000 volppm, and the dew point is -60 to 80 ° C, preferably -50 to 20 ° C. . As the water content in the product gas increases, the contamination of the reboiler of the solvent absorption tower and the solvent separation tower tends to increase. On the other hand, when the content decreases, the utility cost used in the dehydration process tends to increase. .

本発明では、反応器出口から排出される生成ガスを回収する回収工程を有していてもよい。分離に要するエネルギーコストの低減という観点から、生成ガスを溶媒に吸収させて回収することが好ましい。回収工程については、生成ガスを溶媒に吸収させて回収できる工程であれば、特に限定されない。回収工程は反応器の後段の工程であれば、どこで行っても良いが、上述の冷却工程、脱水工程の後に回収工程を行うことが好ましい。   In this invention, you may have the collection | recovery process which collect | recovers the product gas discharged | emitted from the reactor exit. From the viewpoint of reducing the energy cost required for the separation, it is preferable to recover the product gas by absorbing it in a solvent. The recovery process is not particularly limited as long as it can be recovered by absorbing the product gas in a solvent. The recovery step may be performed anywhere as long as it is a subsequent step of the reactor, but it is preferable to perform the recovery step after the above-described cooling step and dehydration step.

回収工程で生成ガスを溶媒に吸収させる具体的な方法としては、例えば吸収塔を用いる方法が好ましい。吸収塔の種類としては、充填塔、濡れ壁塔、噴霧塔、サイクロンスクラバー、気泡塔、気泡攪拌槽、段塔(泡鐘塔、多孔板塔)、泡沫分離塔などが使用可能である。好ましくは、噴霧塔、泡鐘塔、多孔板塔である。
吸収塔を用いる場合、通常は、吸収溶媒と生成ガスとを向流接触させることで、生成ガス中の共役ジエンと未反応の炭素原子数4以上のモノオレフィン並びに炭素原子数3以下の炭化水素化合物が溶媒に吸収される。炭素原子数3以下の炭化水素化合物としては、例えば、メタン、アセチレン、エチレン、エタン、メチルアセチレン、プロピレン、プロパン、又はアレンなどが挙げられる。
As a specific method of absorbing the product gas in the solvent in the recovery step, for example, a method using an absorption tower is preferable. As the type of the absorption tower, a packed tower, a wet wall tower, a spray tower, a cyclone scrubber, a bubble tower, a bubble stirring tank, a plate tower (bubble bell tower, perforated plate tower), a foam separation tower, and the like can be used. A spray tower, a bubble bell tower, and a perforated plate tower are preferable.
In the case of using an absorption tower, the absorption solvent and the product gas are usually brought into countercurrent contact so that the conjugated diene in the product gas and the unreacted monoolefin having 4 or more carbon atoms and the hydrocarbon having 3 or less carbon atoms are used. The compound is absorbed into the solvent. Examples of the hydrocarbon compound having 3 or less carbon atoms include methane, acetylene, ethylene, ethane, methylacetylene, propylene, propane, and allene.

回収工程において、吸収塔を用いて生成ガスを回収する場合、吸収塔内の圧力は、特に限定されないが、通常、0.1〜2.0MPaG,好ましくは、0.2〜1.5MPaG、更に好ましくは0.25〜1.0MPaGである。この圧力が大きいほど、吸収効率が良くなるというメリットがあり、小さいほど吸収塔へのガス導入時の昇圧に要するエネルギーを削減でき、さらに液中の溶存酸素量を低減できるというメリットがある。   In the recovery step, when the product gas is recovered using an absorption tower, the pressure in the absorption tower is not particularly limited, but is usually 0.1 to 2.0 MPaG, preferably 0.2 to 1.5 MPaG, Preferably, it is 0.25 to 1.0 MPaG. The larger the pressure, the better the absorption efficiency, and the smaller the pressure, the less energy required for boosting the gas when the gas is introduced into the absorption tower, and the further the reduced oxygen amount in the liquid.

また、吸収塔内の温度は、特に限定されないが、通常0〜50℃、好ましくは、10〜40℃、更に好ましくは20〜30℃である。この温度が大きいほど、酸素や窒素などが溶媒に吸収されにくいというメリットがあり、小さいほど共役ジエンなどの炭化水素の吸収効率が良くなるというメリットがある。
本発明の回収工程で使用させる吸収溶媒としては、特に限定されないが、C〜C10の飽和炭化水素やC〜Cの芳香族炭化水素、アミド化合物などが用いられる。具体的には、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン、キシレン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等を用いることができる。これらの中でも、好ましくは、無機ガスを溶解しにくいことからC〜Cの芳香族炭化水素が好ましく、特にトルエンが好ましい。
Moreover, the temperature in an absorption tower is although it does not specifically limit, Usually, 0-50 degreeC, Preferably, it is 10-40 degreeC, More preferably, it is 20-30 degreeC. The higher this temperature is, the more advantageous is that oxygen, nitrogen, and the like are less likely to be absorbed by the solvent, and the smaller is the advantage that the absorption efficiency of hydrocarbons such as conjugated dienes is improved.
The absorption solvent for use in the recovery process of the present invention, but are not limited to, aromatic hydrocarbons, saturated hydrocarbons and C 6 -C 8 of C 6 -C 10, an amide compound and the like are used. Specifically, for example, dimethylformamide (DMF), toluene, xylene, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and the like can be used. Among these, C 6 to C 8 aromatic hydrocarbons are preferable because toluene is difficult to dissolve inorganic gas, and toluene is particularly preferable.

吸収溶媒の使用量には特に制限はないが、回収工程に供給される目的生成物の流量に対して、通常、1〜100重量倍、好ましくは、2〜50重量倍である。吸収溶媒の使用量
が多くなるほど、不経済となる傾向にあり、少なくなるほど、共役ジエンの回収効率が低下する傾向にある。
回収工程で得られる生成ガスが吸収された溶媒(以下、「溶媒吸収液」と呼ぶことがある)中には、主として目的生成物である共役ジエンが含まれており、その共役ジエンの溶媒吸収液中の濃度としては、通常は1〜20重量%であり、好ましくは3〜10重量%である。溶媒吸収液中の共役ジエンの濃度が高いほど、共役ジエンの重合あるいは揮発による消失分が多くなる傾向にあり、低いほど、同じ生産量での溶媒の循環必要量が増加する為に、運転に要するエネルギーコストが大きくなる傾向にある。
Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of an absorption solvent, It is 1-100 weight times normally with respect to the flow volume of the target product supplied to a collection | recovery process, Preferably, it is 2-50 weight times. As the amount of the absorbing solvent used increases, it tends to be uneconomical, and as the amount used decreases, the recovery efficiency of the conjugated diene tends to decrease.
The solvent in which the product gas obtained in the recovery process is absorbed (hereinafter sometimes referred to as “solvent absorption liquid”) mainly contains the conjugated diene that is the target product, and the solvent absorption of the conjugated diene. The concentration in the liquid is usually 1 to 20% by weight, preferably 3 to 10% by weight. The higher the concentration of the conjugated diene in the solvent absorbent, the more the amount of conjugated diene lost due to polymerization or volatilization tends to increase. The energy cost required tends to increase.

本発明では、回収工程で得られる溶媒吸収液に、若干量の窒素、酸素も吸収されているため、溶媒吸収液中に溶存する窒素や酸素をガス化して除去する脱気工程を有していても良い。脱気工程では、溶媒吸収液中に溶存する窒素や酸素をガス化して除去できる工程であれば、特に限定されない。
このようにして得られた共役ジエンの溶媒吸収液から粗共役ジエンの分離を行う分離工程を経て粗共役ジエンを得ることができる。分離工程としては、共役ジエンの溶媒吸収液から粗共役ジエンを分離できる工程であれば、特に限定されないが、通常、蒸留分離により粗共役ジエンを分離することができる。具体的には、例えば、リボイラーとコンデンサーにより共役ジエンの蒸留分離が行われ、塔頂付近より共役ジエン留分が抜き出される。分離された吸収溶媒は塔底から抜き出され、前段工程に溶媒を使用する回収工程を有する場合は、その回収工程で吸収溶媒として循環使用される。溶媒は循環使用するうち不純物が蓄積する場合があり、一部を抜き出して蒸留やデカンテーション、沈降、吸着剤やイオン交換樹脂などとの接触処理などの公知の精製方法により不純物を除去することが望ましい
分離工程で使用する蒸留塔の蒸留時の圧力は任意に設定することができるが、通常は、塔頂圧力を0.05〜2.0MPaGとすることが好ましい。より好ましくは塔頂圧力が0.1〜1.0MPaGであり、特に好ましくは0.15〜0.8MPaGの範囲である。この塔頂圧力が低すぎると、留出した共役ジエンを低温で凝縮するために多大なコストが必要となり、また高すぎると蒸留塔の塔底部の温度が高くなり、蒸気コストの増大となってしまう。
In the present invention, since the solvent absorption liquid obtained in the recovery process also absorbs a small amount of nitrogen and oxygen, the solvent absorption liquid has a degassing step for gasifying and removing nitrogen and oxygen dissolved in the solvent absorption liquid. May be. The degassing step is not particularly limited as long as it is a step capable of gasifying and removing nitrogen and oxygen dissolved in the solvent absorption liquid.
The crude conjugated diene can be obtained through a separation step in which the crude conjugated diene is separated from the solvent absorption liquid of the conjugated diene thus obtained. The separation step is not particularly limited as long as the crude conjugated diene can be separated from the solvent absorption liquid of the conjugated diene, but the crude conjugated diene can be usually separated by distillation separation. Specifically, for example, a conjugated diene is distilled and separated by a reboiler and a condenser, and a conjugated diene fraction is extracted from the vicinity of the top of the column. The separated absorption solvent is extracted from the bottom of the column, and when it has a recovery step that uses the solvent in the previous step, it is recycled as an absorption solvent in the recovery step. Impurities may accumulate during recycling of the solvent, and a part of the solvent may be extracted and removed by a known purification method such as distillation, decantation, sedimentation, or contact treatment with an adsorbent or ion exchange resin. Although the pressure at the time of distillation of the distillation column used in a desirable separation step can be arbitrarily set, it is usually preferable that the column top pressure is 0.05 to 2.0 MPaG. More preferably, the tower top pressure is 0.1 to 1.0 MPaG, and particularly preferably 0.15 to 0.8 MPaG. If the pressure at the top of the column is too low, a large amount of cost is required to condense the conjugated diene distilled off at a low temperature, and if it is too high, the temperature at the bottom of the distillation column increases, resulting in an increase in steam costs. End up.

塔底温度は通常50〜200℃であり、好ましくは80〜180℃、より好ましくは100〜160℃である。塔底温度が低すぎると共役ジエンを塔頂から留出させるのが困難となる。また温度が高すぎると、溶媒も塔頂から留出してしまう。還流比は1〜10で差し支えなく、好ましくは2〜4である。
蒸留塔としては充填塔、棚段塔のいずれもが使用できるが、多段蒸留が好ましい。共役ジエンと溶媒を分離するには、蒸留塔理論段を5段以上、特に10段〜20段とするのが好ましい。50段を越える蒸留塔は、蒸留塔建設の経済性、運転難易度、及び安全管理のためには好ましくない。また段数が小さすぎると分離が困難となる。
The tower bottom temperature is usually 50 to 200 ° C, preferably 80 to 180 ° C, more preferably 100 to 160 ° C. If the column bottom temperature is too low, it will be difficult to distill the conjugated diene from the column top. If the temperature is too high, the solvent will be distilled off from the top of the column. The reflux ratio may be 1 to 10, and preferably 2 to 4.
As the distillation column, either a packed column or a plate column can be used, but multistage distillation is preferred. In order to separate the conjugated diene and the solvent, it is preferable that the theoretical column of the distillation column is 5 or more, particularly 10 to 20 plates. A distillation column having more than 50 stages is not preferable for economics of construction of the distillation column, operational difficulty, and safety management. If the number of stages is too small, separation becomes difficult.

前記共役ジエンの分離工程で粗共役ジエンが得られるが、この粗共役ジエンを蒸留精製等により、更に精製された共役ジエンとすることができる。ここで使用する蒸留塔の蒸留時の圧力は任意に設定することができるが、通常は、塔頂圧力を0.05〜0.4MPaGとすることが好ましい。より好ましくは塔頂圧力が0.1〜0.3MPaGであり、特に好ましくは0.15〜0.2MPaGの範囲である。この塔頂圧力が低すぎると、留出した共役ジエンを低温で凝縮するために多大なコストが必要となり、また高すぎると蒸留塔の塔底部の温度が高くなり、蒸気コストの増大となってしまう。   A crude conjugated diene is obtained in the step of separating the conjugated diene. The crude conjugated diene can be further purified by distillation purification or the like. Although the pressure at the time of distillation of the distillation column used here can be set arbitrarily, it is usually preferred that the column top pressure is 0.05 to 0.4 MPaG. More preferably, the tower top pressure is 0.1 to 0.3 MPaG, and particularly preferably in the range of 0.15 to 0.2 MPaG. If the pressure at the top of the column is too low, a large amount of cost is required to condense the conjugated diene distilled off at a low temperature, and if it is too high, the temperature at the bottom of the distillation column increases, resulting in an increase in steam costs. End up.

塔底温度は通常30℃〜100℃であり、好ましくは40℃〜80℃、より好ましくは50℃〜60℃である。塔底温度が低すぎると共役ジエンを塔頂から留出させるのが困難となる。また温度が高すぎると、塔頂で凝縮させる量が増えてコストが増大してしまう。
また、還流比は1〜10で差し支えなく、好ましくは2〜4である。
蒸留塔としては充填塔、棚段塔のいずれもが使用できるが、多段蒸留が好ましい。共役ジエンとフランなどの不純物を分離するには、蒸留塔理論段を5段以上、特に10段〜20段とするのが好ましい。50段を越える蒸留塔は、蒸留塔建設の経済性、運転難易度、及び安全管理のためには好ましくない。また段数が小さすぎると分離が困難となる。このようにして得られる精製された共役ジエンは、純度が99.0〜99.9%の共役ジエンである。
The tower bottom temperature is usually 30 ° C to 100 ° C, preferably 40 ° C to 80 ° C, more preferably 50 ° C to 60 ° C. If the column bottom temperature is too low, it will be difficult to distill the conjugated diene from the column top. If the temperature is too high, the amount of condensation at the top of the tower increases and costs increase.
The reflux ratio may be 1 to 10, and preferably 2 to 4.
As the distillation column, either a packed column or a plate column can be used, but multistage distillation is preferred. In order to separate impurities such as conjugated diene and furan, it is preferable that the number of theoretical stages of the distillation column is 5 or more, particularly 10 to 20 stages. A distillation column having more than 50 stages is not preferable for economics of construction of the distillation column, operational difficulty, and safety management. If the number of stages is too small, separation becomes difficult. The purified conjugated diene thus obtained is a conjugated diene having a purity of 99.0 to 99.9%.

[酸化脱水素反応触媒]
以下に、本発明で好適に用いられる酸化脱水素反応触媒について説明する。本発明で用いる酸化脱水素反応の触媒は、炭素原子数4以上のモノオレフィンと酸素を原料として、対応する共役ジエンを生成することができる触媒であれば、特に限定されないが、少なくともモリブデン、ビスマス、及びコバルトを含有する複合酸化物触媒であることが好ましい。
[Oxidation dehydrogenation catalyst]
Hereinafter, the oxidative dehydrogenation catalyst suitably used in the present invention will be described. The catalyst for the oxidative dehydrogenation reaction used in the present invention is not particularly limited as long as it is a catalyst capable of producing a corresponding conjugated diene using a monoolefin having 4 or more carbon atoms and oxygen as raw materials, but at least molybdenum and bismuth. And a complex oxide catalyst containing cobalt.

そして、この中でも下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒であることがより好ましい。
MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=0〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
また、この複合酸化物触媒は、この複合酸化物触媒を構成する各成分元素の供給源化合物を水系内で一体化して加熱する工程を経て製造する方法であって、モリブデン化合物、鉄化合物、ニッケル化合物及びコバルト化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種とシリカとを含む原料化合物水溶液又はこれを乾燥して得た乾燥物を加熱処理して触媒前駆体を製造する前工程と、該触媒前駆体、モリブデン化合物及びビスマス化合物を水性溶媒とともに一体化し、乾燥、焼成する後工程とを有する方法で製造されたものであることが好ましく、このような方法で製造された複合酸化物触媒であれば、その高い触媒活性で高収率でブタジエン等の共役ジエンを製造することができ、アルデヒド類含有量の少ない反応生成ガスを得ることができる。
Of these, a composite oxide catalyst represented by the following general formula (1) is more preferable.
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0 to 10, d = 0 to 10 (provided c + d = 1 to 10), e = 0.05 to 3, f = 0 to 2, g = 0.04 to 2, h = 0 to 3, i = 0 to 0 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)
In addition, this composite oxide catalyst is a method of manufacturing through a step of heating the source compounds of the component elements constituting the composite oxide catalyst by integrating them in an aqueous system, and the molybdenum oxide, iron compound, nickel A pre-process for producing a catalyst precursor by heat-treating a raw material compound aqueous solution containing at least one selected from the group consisting of a compound and a cobalt compound and silica, or a dried product obtained by drying the same, and the catalyst precursor The molybdenum compound and the bismuth compound are preferably produced by a method having a post-process of integrating and drying and calcining with an aqueous solvent, and if it is a composite oxide catalyst produced by such a method, A conjugated diene such as butadiene can be produced with high catalytic activity and high yield, and a reaction product gas having a low aldehyde content can be obtained.

次に、に本発明に好適な複合酸化物触媒の製造方法について説明する。
この複合酸化物触媒の製造方法においては、前記前工程で用いられるモリブデンが、モリブデンの全原子比(a)の内の一部の原子比(a)相当のモリブデンであり、前記後工程で用いられるモリブデンが、モリブデンの全原子比(a)からaを差し引いた残りの原子比(a)相当のモリブデンであることが好ましい。また、前記aが1<a/(c+d+e)<3を満足する値であることが好ましい。さらに、前記aが0<a/b<8を満足する値であることが好ましい。
Next, a method for producing a composite oxide catalyst suitable for the present invention will be described.
In this method for producing a composite oxide catalyst, the molybdenum used in the preceding step is molybdenum corresponding to a partial atomic ratio (a 1 ) of the total atomic ratio (a) of molybdenum, The molybdenum used is preferably molybdenum corresponding to the remaining atomic ratio (a 2 ) obtained by subtracting a 1 from the total atomic ratio (a) of molybdenum. The a 1 is preferably a value satisfying 1 <a 1 / (c + d + e) <3. Furthermore, it is preferable that a 2 is a value satisfying 0 <a 2 / b <8.

上記成分元素の供給源化合物としては、成分元素の酸化物、硝酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、水酸化物、カルボン酸塩、カルボン酸アンモニウム塩、ハロゲン化ア・BR>塔cJウム塩、水素酸、アセチルアセトナート、アルコキシド等が挙げられ、その具体例としては、下記のようなものが挙げられる。
Moの供給源化合物としては、パラモリブデン酸アンモニウム、三酸化モリブデン、モ
リブデン酸、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸等が挙げられる。
The above-mentioned component element source compounds include oxides, nitrates, carbonates, ammonium salts, hydroxides, carboxylates, carboxylic acid ammonium salts, halogenated / BR> tower cJ um salts, hydrogen acids of the component elements , Acetylacetonate, alkoxide and the like, and specific examples thereof include the following.
Examples of Mo supply source compounds include ammonium paramolybdate, molybdenum trioxide, molybdic acid, ammonium phosphomolybdate, and phosphomolybdic acid.

Feの供給源化合物としては、硝酸第二鉄、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、酢酸第二鉄等が挙げられる。
Coの供給源化合物としては、硝酸コバルト、硫酸コバルト、塩化コバルト、炭酸コバルト、酢酸コバルト等が挙げられる。
Niの供給源化合物としては、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、炭酸ニッケル、酢酸ニッケル等が挙げられる。
Examples of Fe source compounds include ferric nitrate, ferric sulfate, ferric chloride, and ferric acetate.
Examples of the Co source compound include cobalt nitrate, cobalt sulfate, cobalt chloride, cobalt carbonate, and cobalt acetate.
Examples of the Ni source compound include nickel nitrate, nickel sulfate, nickel chloride, nickel carbonate, nickel acetate and the like.

Siの供給源化合物としては、シリカ、粒状シリカ、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ等が挙げられる。
Biの供給源化合物としては、塩化ビスマス、硝酸ビスマス、酸化ビスマス、次炭酸ビスマス等が挙げられる。また、X成分(Mg,Ca,Zn,Ce,Smの1種又は2種以上)やY成分(Na,K,Rb,Cs,Tlの1種又は2種以上)を固溶させた、BiとX成分やY成分との複合炭酸塩化合物として供給することもできる。
Examples of Si source compounds include silica, granular silica, colloidal silica, and fumed silica.
Examples of Bi source compounds include bismuth chloride, bismuth nitrate, bismuth oxide, and bismuth subcarbonate. In addition, Bi component in which X component (one or more of Mg, Ca, Zn, Ce, and Sm) and Y component (one or more of Na, K, Rb, Cs, and Tl) are dissolved. It can also be supplied as a complex carbonate compound of the X component and the Y component.

例えば、Y成分としてNaを用いた場合、BiとNaとの複合炭酸塩化合物は、炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムの水溶液等に、硝酸ビスマス等の水溶性ビスマス化合物の水溶液を滴下混合し、得られた沈殿を水洗、乾燥することによって製造することができる。
また、BiとX成分との複合炭酸塩化合物は、炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムの水溶液等に、硝酸ビスマス及びX成分の硝酸塩等の水溶性化合物からなる水溶液を滴下混合し、得られた沈殿を水洗、乾燥することによって製造することができる。
For example, when Na is used as the Y component, a complex carbonate compound of Bi and Na can be obtained by dropping an aqueous solution of a water-soluble bismuth compound such as bismuth nitrate into an aqueous solution of sodium carbonate or sodium bicarbonate. The precipitate can be produced by washing with water and drying.
In addition, the complex carbonate compound of Bi and the X component is prepared by mixing an aqueous solution of a water-soluble compound such as bismuth nitrate and nitrate of the X component with an aqueous solution of ammonium carbonate or ammonium bicarbonate, etc. It can be produced by washing with water and drying.

上記炭酸アンモニウム又は重炭酸アンモニウムの代わりに、炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムを用いると、Bi、Na及びX成分との複合炭酸塩化合物を製造することができる。
その他の成分元素の供給源化合物としては、下記のものが挙げられる。
Kの供給源化合物としては、硝酸カリウム、硫酸カリウム、塩化カリウム、炭酸カリウム、酢酸カリウム等を挙げることができる。
When sodium carbonate or sodium bicarbonate is used instead of the above ammonium carbonate or ammonium bicarbonate, a complex carbonate compound with Bi, Na and X components can be produced.
Examples of source compounds of other component elements include the following.
Examples of the source compound for K include potassium nitrate, potassium sulfate, potassium chloride, potassium carbonate, and potassium acetate.

Rbの供給源化合物としては、硝酸ルビジウム、硫酸ルビジウム、塩化ルビジウム、炭酸ルビジウム、酢酸ルビジウム等を挙げることができる。
Csの供給源化合物としては、硝酸セシウム、硫酸セシウム、塩化セシウム、炭酸セシウム、酢酸セシウム等を挙げることができる。
Tlの供給源化合物としては、硝酸第一タリウム、塩化第一タリウム、炭酸タリウム、酢酸第一タリウム等を挙げることができる。
Examples of Rb source compounds include rubidium nitrate, rubidium sulfate, rubidium chloride, rubidium carbonate, and rubidium acetate.
Examples of the Cs supply source compound include cesium nitrate, cesium sulfate, cesium chloride, cesium carbonate, and cesium acetate.
Examples of Tl source compounds include thallium nitrate, thallium chloride, thallium carbonate, and thallium acetate.

Bの供給源化合物としては、ホウ砂、ホウ酸アンモニウム、ホウ酸等を挙げることができる。
Pの供給源化合物としては、リンモリブデン酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸、五酸化リン等を挙げることができる。
Asの供給源化合物としては、ジアルセノ十八モリブデン酸アンモニウム、ジアルセノ十八タングステン酸アンモニウム等を挙げることができる。
Examples of the source compound for B include borax, ammonium borate, and boric acid.
Examples of P source compounds include ammonium phosphomolybdate, ammonium phosphate, phosphoric acid, phosphorus pentoxide, and the like.
Examples of the source compound for As include dialsenooctammonium molybdate, ammonium dialseno18 tungstate, and the like.

Wの供給源化合物としては、パラタングステン酸アンモニウム、三酸化タングステン、タングステン酸、リンタングステン酸等を挙げることができる。
Mgの供給源化合物としては、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酢酸マグネシウム等が挙げられる。
Caの供給源化合物としては、硝酸カルシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウム、炭
酸カルシウム、酢酸カルシウム等が挙げられる。
Examples of W source compounds include ammonium paratungstate, tungsten trioxide, tungstic acid, and phosphotungstic acid.
Examples of the Mg source compound include magnesium nitrate, magnesium sulfate, magnesium chloride, magnesium carbonate, and magnesium acetate.
Examples of the source compound for Ca include calcium nitrate, calcium sulfate, calcium chloride, calcium carbonate, and calcium acetate.

Znの供給源化合物としては、硝酸亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛、酢酸亜鉛等が挙げられる。
Ceの供給源化合物としては、硝酸セリウム、硫酸セリウム、塩化セリウム、炭酸セリウム、酢酸セリウム等が挙げられる。
Smの供給源化合物としては、硝酸サマリウム、硫酸サマリウム、塩化サマリウム、炭酸サマリウム、酢酸サマリウム等が挙げられる。
Examples of the Zn source compound include zinc nitrate, zinc sulfate, zinc chloride, zinc carbonate, and zinc acetate.
Examples of the Ce source compound include cerium nitrate, cerium sulfate, cerium chloride, cerium carbonate, and cerium acetate.
Examples of Sm source compounds include samarium nitrate, samarium sulfate, samarium chloride, samarium carbonate, and samarium acetate.

前工程において用いる原料化合物水溶液は、触媒成分として少なくともモリブデン(全原子比aの内のa相当)、鉄、ニッケル又はコバルトの少なくとも一方、及びシリカを含む水溶液、水スラリー又はケーキである。
この原料化合物水溶液の調製は、供給源化合物の水性系での一体化により行われる。ここで各成分元素の供給源化合物の水性系での一体化とは、各成分元素の供給源化合物の水溶液あるいは水分散液を一括に、あるいは段階的に混合及び/又は熟成処理を行うことをいう。即ち、(イ)上記の各供給源化合物を一括して混合する方法、(ロ)上記の各供給源化合物を一括して混合し、そして熟成処理する方法、(ハ)上記の各供給源化合物を段階的に混合する方法、(ニ)上記の各供給源化合物を段階的に混合・熟成処理を繰り返す方法、及び(イ)〜(ニ)を組み合わせる方法のいずれもが、各成分元素の供給源化合物の水性系での一体化という概念に含まれる。ここで、熟成とは、工業原料もしくは半製品を、一定時間、一定温度等の特定条件のもとに処理して、必要とする物理性、化学性の取得、上昇あるいは所定反応の進行等を図る操作をいい、一定時間とは、通常10分〜24時間の範囲であり、一定温度とは通常室温〜水溶液又は水分散液の沸点範囲をいう。
The raw material compound aqueous solution used in the previous step is an aqueous solution, water slurry or cake containing at least molybdenum (corresponding to a 1 in the total atomic ratio a), iron, nickel or cobalt, and silica as a catalyst component.
The raw material compound aqueous solution is prepared by integrating the source compound in an aqueous system. Here, the integration of each component element source compound in an aqueous system means that the aqueous solution or aqueous dispersion of each component element source compound is mixed or / and aged in stages. Say. (B) a method of mixing the above-mentioned source compounds in a lump, (b) a method of mixing the above-mentioned source compounds in a lump and aging, and (c) a method of mixing each of the above-mentioned source compounds. Supply of each component element is a method of stepwise mixing, (d) a method of repeatedly mixing and aging the above-mentioned source compounds stepwise, and a method of combining (b) to (d). It is included in the concept of integration of the source compound in an aqueous system. Here, aging refers to the processing of industrial raw materials or semi-finished products under specific conditions such as constant temperature for a certain period of time to obtain the required physical and chemical properties, increase or advance the prescribed reaction, etc. The fixed time is usually in the range of 10 minutes to 24 hours, and the fixed temperature is usually in the range of room temperature to the boiling point of the aqueous solution or aqueous dispersion.

上記の一体化の具体的な方法としては、例えば、触媒成分から選ばれた酸性塩を混合して得られた溶液と、触媒成分から選ばれた塩基性塩を混合して得られた溶液とを混合する方法等が挙げられ、具体例としてモリブデン化合物の水溶液に、鉄化合物とニッケル化合物及び/又はコバルト化合物との混合物を加温下添加し、シリカを混合する方法等が挙げられる。   As a specific method of the above integration, for example, a solution obtained by mixing an acidic salt selected from catalyst components, and a solution obtained by mixing a basic salt selected from catalyst components, Specific examples include a method of adding a mixture of an iron compound and a nickel compound and / or a cobalt compound to an aqueous solution of a molybdenum compound while heating, and mixing silica.

このようにして得られたシリカを含む原料化合物水溶液(スラリー)を60〜90℃に加温し、熟成する。
この熟成とは、上記触媒前駆体用スラリーを所定温度で所定時間、撹拌することをいう。この熟成により、スラリーの粘度が上昇し、スラリー中の固体成分の沈降を緩和し、とりわけ次の乾燥工程での成分の不均一化を抑制するのに有効となり、得られる最終製品である複合酸化物触媒の原料転化率や選択率等の触媒活性がより良好となる。
The raw material compound aqueous solution (slurry) containing silica thus obtained is heated to 60 to 90 ° C. and aged.
The aging means that the catalyst precursor slurry is stirred at a predetermined temperature for a predetermined time. This aging increases the viscosity of the slurry, reduces the sedimentation of the solid components in the slurry, and is particularly effective in suppressing the heterogeneity of components in the subsequent drying process. The catalytic activity such as the raw material conversion rate and selectivity of the product catalyst becomes better.

上記熟成における温度は、60〜90℃が好ましく、70〜85℃がより好ましい。熟成温度が60℃未満では、熟成の効果が十分ではなく、良好な活性を得られない場合がある。一方、90℃を超えると、熟成時間中の水の蒸発が多く、工業的な実施には不利である。更に100℃を超えると、溶解槽に耐圧容器が必要となり、また、ハンドリングも複雑になり、経済性及び操作性の面で著しく不利となる。   60-90 degreeC is preferable and the temperature in the said ripening has more preferable 70-85 degreeC. When the aging temperature is less than 60 ° C., the aging effect is not sufficient, and good activity may not be obtained. On the other hand, when it exceeds 90 ° C., the water is often evaporated during the aging time, which is disadvantageous for industrial implementation. Further, if the temperature exceeds 100 ° C., a pressure vessel is required for the dissolution tank, and handling becomes complicated, which is extremely disadvantageous in terms of economy and operability.

上記熟成にかける時間は、2〜12時間がよく、3〜8時間が好ましい。熟成時間が2時間未満では、触媒の活性及び選択性が十分に発現しない場合がある。一方、12時間を超えても熟成効果が増大することはなく、工業的な実施には不利である。
上記撹拌方法としては、任意の方法を採用することができ、例えば、撹拌翼を有する撹拌機による方法や、ポンプによる外部循環による方法等が挙げられる。
The aging time is preferably 2 to 12 hours, and preferably 3 to 8 hours. If the aging time is less than 2 hours, the activity and selectivity of the catalyst may not be sufficiently developed. On the other hand, the aging effect does not increase even if it exceeds 12 hours, which is disadvantageous for industrial implementation.
Any method can be adopted as the stirring method, and examples thereof include a method using a stirrer having a stirring blade and a method using external circulation using a pump.

熟成されたスラリーは、そのままで、又は乾燥した後、加熱処理を行う。乾燥する場合
の乾燥方法及び得られる乾燥物の状態については特に限定はなく、例えば、通常のスプレードライヤー、スラリードライヤー、ドラムドライヤー等を用いて粉体状の乾燥物を得てもよいし、また、通常の箱型乾燥器、トンネル型焼成炉を用いてブロック状又はフレーク状の乾燥物を得てもよい。
The aged slurry is subjected to heat treatment as it is or after drying. There is no particular limitation on the drying method in the case of drying and the state of the dried product to be obtained. For example, a powdery dried product may be obtained using a normal spray dryer, slurry dryer, drum dryer, etc. Alternatively, a block-like or flake-like dried product may be obtained using a normal box-type dryer or a tunnel-type firing furnace.

上記の原料塩水溶液又はこれを乾燥して得た顆粒あるいはケーキ状のものは空気中で200〜400℃、好ましくは250〜350℃の温度域で短時間の熱処理を行う。その際の炉の形式及びその方法については特に限定はなく、例えば、通常の箱型加熱炉、トンネル型加熱炉等を用いて乾燥物を固定した状態で加熱してもよいし、また、ロータリーキルン等を用いて乾燥物を流動させながら加熱してもよい。   The raw material salt aqueous solution or granules or cakes obtained by drying the aqueous salt solution are heat-treated in air at a temperature of 200 to 400 ° C., preferably 250 to 350 ° C. for a short time. There are no particular limitations on the type and method of the furnace at that time, and for example, it may be heated with a dry matter fixed using a normal box-type furnace, tunnel-type furnace, etc., or a rotary kiln. It is possible to heat the dried product while flowing it.

加熱処理後に得られた触媒前駆体の灼熱減量は、0.5〜5重量%であることが好ましく、1〜3重量%であるのがより好ましい。灼熱減量をこの範囲とすることで、原料転化率や選択率が高い触媒を得ることができる。なお、灼熱減量は、前記のように、次式により与えられる値である。
灼熱減量(%)=[(W−W)/W]×100
:触媒前駆体を150℃で3時間乾燥して付着水分を除いたものの重量(g)
:付着水分を除いた前記触媒前駆体を更に500℃で2時間熱処理した後の重量(g)
前記の後工程では、上記の前工程において得られる触媒前駆体とモリブデン化合物(全原子比aからa相当を差し引いた残りのa相当)とビスマス化合物の一体化を、水性溶媒下で行う。この際、アンモニア水を添加するのが好ましい。X、Y、Z成分の添加もこの後工程で行うのが好ましい。また、この発明のビスマス供給源化合物は、水に難溶性ないし不溶性のビスマスである。この化合物は、粉末の形態で使用することが好ましい。触媒製造原料としてのこれら化合物は粉末より大きな粒子のものであってもよいが、その熱拡散を行わせるべき加熱工程を考えれば小さい粒子である方が好ましい。従って、原料としてのこれらの化合物がこのように粒子の小さいものでなかった場合は、加熱工程前に粉砕を行うべきである。
The ignition loss of the catalyst precursor obtained after the heat treatment is preferably 0.5 to 5% by weight, more preferably 1 to 3% by weight. By setting the ignition loss within this range, a catalyst having a high raw material conversion rate and high selectivity can be obtained. Note that the loss on ignition is a value given by the following equation as described above.
Burning loss (%) = [(W 0 −W 1 ) / W 0 ] × 100
W 0 : Weight (g) of the catalyst precursor after drying at 150 ° C. for 3 hours to remove adhering moisture
W 1 : Weight (g) after heat-treating the catalyst precursor excluding adhering moisture at 500 ° C. for 2 hours
In the step after the, the integration of the above procatalyst precursor and the molybdenum compound obtained in step (remaining a 2 corresponds to minus a 1 equivalent of the total atomic ratio a) and bismuth compounds, carried out in an aqueous solvent . At this time, it is preferable to add ammonia water. The addition of the X, Y, and Z components is also preferably performed in the subsequent step. Further, the bismuth source compound of the present invention is bismuth which is hardly soluble or insoluble in water. This compound is preferably used in the form of a powder. These compounds as the catalyst production raw material may be particles larger than the powder, but are preferably smaller particles in view of the heating step in which thermal diffusion should be performed. Therefore, if these compounds as raw materials are not such particles, they should be pulverized before the heating step.

次に、得られたスラリーを充分に撹拌した後、乾燥する。このようにして得られた乾燥品を、押出し成型、打錠成型、あるいは担持成型等の方法により任意の形状に賦形する。次に、このものを、好ましくは450〜650℃の温度条件にて1〜16時間程度の最終熱処理に付す。以上のようにして、高活性で、かつ目的とする酸化生成物を高い収率で与える複合酸化物触媒が得られる。   Next, the obtained slurry is sufficiently stirred and then dried. The dried product thus obtained is shaped into an arbitrary shape by a method such as extrusion molding, tableting molding or support molding. Next, this is preferably subjected to a final heat treatment for about 1 to 16 hours under a temperature condition of 450 to 650 ° C. As described above, a composite oxide catalyst having a high activity and a desired oxidation product in a high yield can be obtained.

このようにして得られる複合酸化物触媒は、通常、反応活性を調整するためのイナートボールと共に反応塔に充填されて固定床が形成される。
イナートボールとしては、アルミナ、ジルコニア等のセラミックの球状体が用いられる。イナートボールは通常、複合酸化物触媒と同等の大きさであり、その粒径は2〜10mm程度である。
The composite oxide catalyst thus obtained is usually packed in a reaction tower together with an inert ball for adjusting the reaction activity to form a fixed bed.
As the inert ball, a ceramic spherical body such as alumina or zirconia is used. The inert ball is usually the same size as the composite oxide catalyst, and its particle size is about 2 to 10 mm.

[プロセスの実施形態]
以下に、図面を参照して、本発明の共役ジエンの製造方法に関するプロセスの実施形態について、ブタジエンを製造する例を挙げて説明する。
図1は本発明の製造方法に関するプロセスの実施の態様の一つである。
図1において、1は反応器、2はクエンチ塔、3,6,13は冷却器(熱交換器)、4,7,14はドレンポット、8A,8Bは脱水塔、9は加熱器(熱交換器)、10は溶媒吸収塔、11は脱気塔、12は溶媒分離塔を示し、符号100〜126は配管を示す。
[Process embodiment]
Below, with reference to drawings, embodiment of the process regarding the manufacturing method of the conjugated diene of this invention is described, giving the example which manufactures butadiene.
FIG. 1 shows one embodiment of a process relating to the manufacturing method of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a reactor, 2 is a quench tower, 3, 6 and 13 are coolers (heat exchangers), 4, 7 and 14 are drain pots, 8A and 8B are dehydration towers, and 9 is a heater (heat (Exchanger), 10 is a solvent absorption tower, 11 is a degassing tower, 12 is a solvent separation tower, and 100 to 126 are pipes.

原料となるn−ブテン或いは前述のBBSS等のn−ブテンを含む混合物を、気化器(
図示せず)でガス化して、配管101より導入すると共に、配管102、103、104より、窒素ガス、空気(分子状酸素含有ガス)、及び水(水蒸気)をそれぞれ導入し、これらの混合ガスを予熱器(図示せず)で150〜400℃程度に加熱した後、配管100よ
り触媒が充填された多管式の反応器1(酸化脱水素反応器)に供給する。反応器1からの
反応生成ガスは、配管105よりクエンチ塔2に送給され、20〜99℃程度に冷却される。クエンチ塔2には、配管106より冷却水が導入され、生成ガスと向流接触する。そして、この向流接触で生成ガスを冷却した水は、配管107より排出される。なお、この冷却排水は、熱交換器(図示せず)で冷却されて再度クエンチ塔2において循環使用される。クエンチ塔2で冷却された生成ガスは、塔頂から留出され、次いで配管108より冷却器3を経て室温に冷却される。冷却により発生した凝縮水は配管109よりドレンポット4に分離される。水分離後のガスは更に配管110を経て圧縮機5で0.1〜0.5MPa程度に昇圧され、昇圧ガスは配管111を経て冷却器6で再度10〜30℃程度に冷却される。冷却により発生した凝縮水は配管112よりドレンポット7に分離される。水分離後の圧縮ガスは、モレキュラーシーブ等の乾燥剤が充填された脱水塔8A,8Bに導入され脱水処理される。脱水塔8A,8Bは圧縮ガスの脱水と乾燥剤の加熱乾燥による再生とが交互に行われる。即ち、圧縮ガスは、まず、配管113,113aを経て脱水塔8Aに導入されて脱水処理され、配管114a,114を経て溶媒吸収塔10に送給される。この間に、脱水塔8Bには、配管122、加熱器9、配管123,123a,123bを経て150〜250℃程度に加熱された窒素ガスが導入され、乾燥剤の加熱による水分の脱着が行われる。脱着した水分を含む窒素ガスは、配管124a,124b、124を経て冷却器13で室温まで冷却され、凝縮水が配管125よりドレンポット14に分離された後、配管126より排出される。
A vaporizer (n-butene as a raw material or a mixture containing n-butene such as BBSS described above is
Gasified by not shown) and introduced from the pipe 101, and nitrogen gas, air (molecular oxygen-containing gas), and water (water vapor) are introduced from the pipes 102, 103, and 104, respectively, and a mixed gas thereof. Is heated to about 150 to 400 ° C. by a preheater (not shown), and then supplied from a pipe 100 to a multitubular reactor 1 (oxidation dehydrogenation reactor) filled with a catalyst. The reaction product gas from the reactor 1 is supplied to the quench tower 2 through the pipe 105 and cooled to about 20 to 99 ° C. Cooling water is introduced into the quench tower 2 through the pipe 106 and is in countercurrent contact with the product gas. And the water which cooled the product gas by this countercurrent contact is discharged | emitted from the piping 107. FIG. The cooling waste water is cooled by a heat exchanger (not shown) and is circulated again in the quench tower 2. The product gas cooled in the quench tower 2 is distilled from the top of the tower, and then cooled to room temperature via the cooler 3 from the pipe 108. The condensed water generated by cooling is separated into the drain pot 4 through the pipe 109. The gas after water separation is further pressurized to about 0.1 to 0.5 MPa by the compressor 5 through the pipe 110, and the pressurized gas is cooled again to about 10 to 30 ° C. by the cooler 6 through the pipe 111. Condensed water generated by cooling is separated from the pipe 112 into the drain pot 7. The compressed gas after the water separation is introduced into the dehydration towers 8A and 8B filled with a desiccant such as molecular sieve and dehydrated. In the dehydration towers 8A and 8B, dehydration of the compressed gas and regeneration by heating and drying of the desiccant are performed alternately. That is, the compressed gas is first introduced into the dehydration tower 8A through the pipes 113 and 113a, dehydrated, and supplied to the solvent absorption tower 10 through the pipes 114a and 114. During this time, nitrogen gas heated to about 150 to 250 ° C. is introduced into the dehydration tower 8B through the pipe 122, the heater 9, and the pipes 123, 123a, 123b, and moisture is desorbed by heating the desiccant. . The nitrogen gas containing the desorbed water is cooled to room temperature by the cooler 13 through the pipes 124 a, 124 b, and 124, and the condensed water is separated from the pipe 125 into the drain pot 14 and then discharged from the pipe 126.

脱水塔8Aの乾燥剤が飽和に達したら、ガス流路を切り換え、脱水塔8Bで圧縮ガスの脱水処理を行い、脱水塔8A内の乾燥剤の再生を行う。
脱水工程における脱水塔内の乾燥剤の再生時間は、特に限定されないが、通常6〜48時間、好ましくは、12〜36時間、更に好ましくは18〜30時間である。
脱水塔8A,8Bからの脱水ガスは、必要に応じて冷却器(図示せず)で10〜30℃程度に冷却された後、溶媒吸収塔10に送給され、配管115からの溶媒(吸収溶媒)と向流接触される。これにより、脱水ガス中の共役ジエンや未反応の原料ガスが吸収溶媒に吸収される。吸収溶媒に吸収されなかった成分(offガス)は、溶媒吸収塔10の塔頂より配管117を経て排出され燃焼廃棄される。このとき、吸収溶媒として、トルエンのような比較的沸点の低い溶媒を用いると経済的に無視できない量の溶媒が配管117を経て揮散することがある。このような場合はより沸点の高い溶媒を用いて沸点の低い溶媒を回収する工程を配管117の先に設けてもよい。この溶媒吸収塔10で、ブタジエンや未反応の原料ガスを吸収溶媒に吸収した溶媒吸収液は、溶媒吸収塔10の塔底より抜き出され、配管116より脱気塔11に送給される。溶媒吸収塔10で得られるブタジエンの溶媒吸収液には、若干量の窒素、酸素も吸収されているため、次いでこの溶媒吸収液を脱気塔11に供給して加熱することにより、液中に溶存する窒素や酸素をガス化して除去する。この際、ブタジエンや原料ガス、溶媒の中には、その一部がガス化することがあるため、この脱気塔11の塔頂に設けたコンデンサ(図示せず)でこれを液化して溶媒吸収液中に回収する。凝縮しなかった原料ガス、ブタジエン等は窒素、酸素の混合ガスとして配管118より抜き出され、共役ジエンの回収率を高めるために圧縮機5の入口側へ循環され再度処理が行われる。一方、溶媒吸収液を脱気した脱気処理液は配管119より溶媒分離塔12へ送給される。
When the desiccant in the dehydration tower 8A reaches saturation, the gas flow path is switched, the compressed gas is dehydrated in the dehydration tower 8B, and the desiccant in the dehydration tower 8A is regenerated.
The regeneration time of the desiccant in the dehydration tower in the dehydration step is not particularly limited, but is usually 6 to 48 hours, preferably 12 to 36 hours, and more preferably 18 to 30 hours.
The dehydrated gas from the dehydration towers 8A and 8B is cooled to about 10 to 30 ° C. by a cooler (not shown) as necessary, and then sent to the solvent absorption tower 10 to be sent from the pipe 115 to the solvent (absorption) Solvent). Thereby, the conjugated diene and the unreacted raw material gas in the dehydrated gas are absorbed by the absorption solvent. The component (off gas) that has not been absorbed by the absorption solvent is discharged from the top of the solvent absorption tower 10 via the pipe 117 and is combusted and discarded. At this time, if a solvent having a relatively low boiling point such as toluene is used as the absorbing solvent, an amount of the solvent that cannot be ignored economically may be volatilized through the pipe 117. In such a case, a step of recovering a solvent having a low boiling point using a solvent having a higher boiling point may be provided at the end of the pipe 117. In this solvent absorption tower 10, the solvent absorption liquid in which butadiene and unreacted source gas are absorbed by the absorption solvent is extracted from the bottom of the solvent absorption tower 10 and fed to the deaeration tower 11 through the pipe 116. Since a certain amount of nitrogen and oxygen are also absorbed in the solvent absorption liquid of butadiene obtained in the solvent absorption tower 10, the solvent absorption liquid is then supplied to the deaeration tower 11 and heated. Gasify and remove dissolved nitrogen and oxygen. At this time, some of the butadiene, the raw material gas, and the solvent may be gasified. Therefore, this is liquefied by a capacitor (not shown) provided at the top of the degassing tower 11 to be solvent. Collect in absorbent. Uncondensed raw material gas, butadiene, and the like are extracted from the pipe 118 as a mixed gas of nitrogen and oxygen, and are circulated to the inlet side of the compressor 5 and processed again in order to increase the recovery rate of the conjugated diene. On the other hand, the degassed treatment liquid from which the solvent absorption liquid has been degassed is sent to the solvent separation tower 12 through the pipe 119.

溶媒分離塔12では、リボイラとコンデンサにより共役ジエンの蒸留分離が行われ、塔頂より配管120を経て粗ブタジエン留分が抜き出される。分離された吸収溶媒は塔底より配管121を経て抜き出され、溶媒吸収塔10の吸収溶媒として循環使用される。   In the solvent separation column 12, conjugated diene is distilled and separated by a reboiler and a condenser, and a crude butadiene fraction is extracted from the top of the column via a pipe 120. The separated absorption solvent is extracted from the bottom of the tower through a pipe 121 and is circulated and used as the absorption solvent of the solvent absorption tower 10.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
[製造例1:複合酸化物触媒の調製]
パラモリブデン酸アンモニウム54gを純水250mlに70℃に加温して溶解させた。次に、硝酸第二鉄7.18g、硝酸コバルト31.8g及び硝酸ニッケル31.8gを純水60mlに70℃に加温して溶解させた。これらの溶液を、充分に攪拌しながら徐々に混合した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
[Production Example 1: Preparation of composite oxide catalyst]
54 g of ammonium paramolybdate was dissolved in 250 ml of pure water by heating to 70 ° C. Next, 7.18 g of ferric nitrate, 31.8 g of cobalt nitrate, and 31.8 g of nickel nitrate were dissolved in 60 ml of pure water by heating to 70 ° C. These solutions were gradually mixed with thorough stirring.

次に、シリカ64gを加えて、充分に攪拌した。このスラリーを75℃に加温し、5時間熟成した。その後、このスラリーを加熱乾燥した後、空気雰囲気で300℃、1時間の熱処理に付した。
得られた触媒前駆体の粒状固体(灼熱減量:1.4重量%)を粉砕し、パラモリブデンアンモニウム40.1gを純水150mlにアンモニア水10mlを加え溶解した溶液に分散した。次に、純水40mlにホウ砂0.85g及び硝酸カリウム0.36gを25℃の加温下に溶解させて、上記スラリーを加えた。
Next, 64 g of silica was added and stirred thoroughly. This slurry was heated to 75 ° C. and aged for 5 hours. Thereafter, the slurry was dried by heating and then subjected to heat treatment at 300 ° C. for 1 hour in an air atmosphere.
The resulting catalyst precursor particulate solid (ignition loss: 1.4 wt%) was ground and dispersed in a solution of ammonia water 10ml was added ammonium paramolybdate 40.1g of pure water 150 ml. Next, 0.85 g of borax and 0.36 g of potassium nitrate were dissolved in 40 ml of pure water under heating at 25 ° C., and the slurry was added.

次に、Naを0.45%固溶した次炭酸ビスマス58.1gを加えて、攪拌混合した。このスラリーを130℃、12時間加熱乾燥した後、得られた粒状固体を、小型成型機にて径5mm、高さ4mmの錠剤に打錠成型し、次に500℃、4時間の焼成を行って、触媒を得た。仕込み原料から計算される触媒は、次の原子比を有する複合酸化物であった。
Mo:Bi:Co:Ni:Fe:Na:B:K:Si=12:5:2.5:2.5:0.4:0.35:0.2:0.08:24
なお、上記原子比から、製造例1で得られた複合酸化物触媒は、上記式(1)のa〜jは、それぞれ、a=12、b=5、c=2.5、d=2.5、e=0.4、f=0、g=0.35(Yがナトリウム)、g=0.08(Yがカリウム)、h=0.2、i=24、であった。
Next, 58.1 g of bismuth carbonate in which 0.45% of Na was dissolved was added and mixed with stirring. After the slurry was heat-dried at 130 ° C. for 12 hours, the obtained granular solid was formed into tablets with a diameter of 5 mm and a height of 4 mm using a small molding machine, and then baked at 500 ° C. for 4 hours. The catalyst was obtained. The catalyst calculated from the charged raw materials was a complex oxide having the following atomic ratio.
Mo: Bi: Co: Ni: Fe: Na: B: K: Si = 12: 5: 2.5: 2.5: 0.4: 0.35: 0.2: 0.08: 24
From the atomic ratio, the composite oxide catalyst obtained in Production Example 1 has a to j in the above formula (1), a = 12, b = 5, c = 2.5, d = 2, respectively. 0.5, e = 0.4, f = 0, g = 0.35 (Y is sodium), g = 0.08 (Y is potassium), h = 0.2, i = 24.

なお、触媒調製の際のモリブデンの原子比aとaは、それぞれ6.9と5.1であった。
[実施例1]
内径23.0mm、長さ500mmのステンレス製反応管に、製造例1で製造された複合酸化物触媒20.0mlとイナートボール(チップトン製)20.0mlと混合して充填した。
The atomic ratio of a 1 and a 2 of molybdenum during catalyst preparation was 6.9 and 5.1 respectively.
[Example 1]
A stainless steel reaction tube having an inner diameter of 23.0 mm and a length of 500 mm was mixed with 20.0 ml of the composite oxide catalyst produced in Production Example 1 and 20.0 ml of inert balls (Chipton) and filled.

これらの反応管には外径2.0mmの挿入管を設置し、挿入管の中に熱電対を設置して反応器内温度を測定した。なお、熱媒体は電気炉を使用した。
そして、予め窒素を8.1L/hr、空気を16.9L/hr、及び水蒸気を9.5L/hrで予熱器に供給しておき、その後、表1に示す組成の原料ガスであるBBSSを3.5L/hr供給し、予熱器内で混合して混合ガスとして335℃に昇温した(反応器導入混合ガス組成=窒素:21.3vol%、空気:44.5vol%、水蒸気:25.0vol%、原料ガス:9.2vol%)。原料ガスであるBBSSに含まれる代表的な成分組成(vol%)を表1に示す。直鎖型モノオレフィンは、1−ブテン、シス−2−ブテン及びトランス−2−ブテンであり、これらの濃度の合計(直鎖型モノオレフィンの濃度)は、74.7vol%であった。炭素原子数3以下のオレフィンとして、プロピレンが含有されており、その濃度は、0.145vol%であった。この際、混合ガス流量は38.0L/hrであり、反応器内の触媒量と混合ガス流量の比は、1900h−1であった。また、水蒸気/BBSSの比は2.7であった。
An insertion tube having an outer diameter of 2.0 mm was installed in these reaction tubes, and a thermocouple was installed in the insertion tube to measure the temperature in the reactor. An electric furnace was used as the heat medium.
Then, nitrogen is supplied to the preheater in advance at 8.1 L / hr, air at 16.9 L / hr, and water vapor at 9.5 L / hr, and then BBSS which is a raw material gas having the composition shown in Table 1 is supplied. 3.5 L / hr was supplied, mixed in a preheater and heated to 335 ° C. as a mixed gas (reactor introduced mixed gas composition = nitrogen: 21.3 vol%, air: 44.5 vol%, water vapor: 25.%). 0 vol%, raw material gas: 9.2 vol%). Table 1 shows typical component compositions (vol%) contained in BBSS which is a raw material gas. The linear monoolefin was 1-butene, cis-2-butene and trans-2-butene, and the total of these concentrations (concentration of the linear monoolefin) was 74.7 vol%. Propylene was contained as an olefin having 3 or less carbon atoms, and its concentration was 0.145 vol%. At this time, the mixed gas flow rate was 38.0 L / hr, and the ratio of the catalyst amount in the reactor to the mixed gas flow rate was 1900 h −1 . The water vapor / BBSS ratio was 2.7.

上記の反応器に供給し、酸化脱水素反応を行った。反応器内触媒層温度は平均353℃で、圧力はゲージ圧で2kPaであった。反応器出口からの生成ガスはフィルターを設置
した冷却管にて冷却した後、水と接触させて更に冷却しガスクロマトグラフィー(島津社製 型番GC−8A、GC−9A )で分析した。
n−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)は83.0%、ブタジエン選択率は97.7%であった。8時間後に反応を停止させ、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物は147.2mg、1時間当たりの固形副生物の生成量は18.4mg/hrであった。ブタジエンの生成量は4776mg/hrであり、ブタジエン生成量に対する固形物の生成量は0.39wt%であった。結果を表1に示す。
The oxidative dehydrogenation reaction was carried out by supplying the above reactor. The catalyst layer temperature in the reactor was an average of 353 ° C., and the pressure was 2 kPa as a gauge pressure. The product gas from the outlet of the reactor was cooled in a cooling pipe provided with a filter, then contacted with water, further cooled, and analyzed by gas chromatography (model number GC-8A, GC-9A manufactured by Shimadzu Corporation).
The n-butene conversion rate (the conversion rate of 1-butene, cis-2-butene and trans-2-butene in total) was 83.0%, and the butadiene selectivity was 97.7%. The reaction was stopped after 8 hours, and the amount of solid by-products trapped on the filter in the cooling tube was 147.2 mg, and the amount of solid by-products produced per hour was 18.4 mg / hr. The amount of butadiene produced was 4776 mg / hr, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced was 0.39 wt%. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1において、窒素を12.8L/hr、空気を26.6L/hr、及び水蒸気を15.0L/hrで予熱器に供給しておき、その後、原料ガスとして、実施例1で用いたBBSSと同じ組成のBBSSを5.6L/hr供給し、予熱器内で混合して混合ガスとして356℃に昇温し、反応器内触媒層温度を378℃とした以外は全て同様に酸化脱水素反応を行った(反応器導入ガス組成=窒素:21.3vol%、空気:44.5vol%、水蒸気:25.0vol%、原料ガス:9.2vol%)。なお、この際の混合ガス流量は60.0L/hrであり、反応器内の触媒量と混合ガスの流量の比は3000h−1であった。また、水蒸気/BBSSの比は2.6であった。
[Example 2]
In Example 1, nitrogen was supplied to the preheater at 12.8 L / hr, air was 26.6 L / hr, and water vapor was 15.0 L / hr, and then the raw material gas used in Example 1 was used. 5.6 L / hr of BBSS having the same composition as BBSS was supplied, mixed in the preheater and heated to 356 ° C as a mixed gas, and the catalyst layer temperature in the reactor was changed to 378 ° C. Elementary reaction was performed (reactor introduction gas composition = nitrogen: 21.3 vol%, air: 44.5 vol%, water vapor: 25.0 vol%, source gas: 9.2 vol%). The mixed gas flow rate at this time was 60.0 L / hr, and the ratio of the catalyst amount in the reactor to the mixed gas flow rate was 3000 h −1 . The water vapor / BBSS ratio was 2.6.

また、このときの、n−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)、ブタジエン選択率、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物、1時間当たりの固形副生物の生成量、ブタジエンの生成量、及びブタジエン生成量に対する固形物の生成量を表1に示す。
[実施例3]
実施例1において、窒素を12.9L/hr、空気を16.2L/hr、及び水蒸気を14.3L/hrで予熱器に供給しておき、その後、原料ガスとして、実施例1で用いたBBSSと同じ組成のBBSSを3.6L/hr供給し、予熱器内で混合して混合ガスとして348℃に昇温し、反応器内触媒層温度を360℃とした以外は全て同様に酸化脱水素反応を行った(反応器導入ガス組成=窒素:27.4vol%、空気:34.5vol%、水蒸気:30.4vol%、原料ガス:7.6vol%)。この際、混合ガス流量は47.0L/hrであり、反応器内の触媒量と混合ガスの流量の比は2350h−1であった。また、水蒸気/BBSSの比は4.0であった。
In addition, n-butene conversion rate (conversion rate in total of 1-butene, cis-2-butene, and trans-2-butene), butadiene selectivity, and solid by-product trapped in the filter in the cooling pipe at this time Table 1 shows the amount of solid by-products produced per hour, the amount of butadiene produced, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced.
[Example 3]
In Example 1, nitrogen was supplied to the preheater at 12.9 L / hr, air at 16.2 L / hr, and water vapor at 14.3 L / hr, and then used as a source gas in Example 1. BBSS having the same composition as BBSS is supplied at 3.6 L / hr, mixed in a preheater and heated to 348 ° C. as a mixed gas, and the catalyst layer temperature in the reactor is changed to 360 ° C. Elementary reaction was performed (reactor introduction gas composition = nitrogen: 27.4 vol%, air: 34.5 vol%, water vapor: 30.4 vol%, source gas: 7.6 vol%). At this time, the flow rate of the mixed gas was 47.0 L / hr, and the ratio of the catalyst amount in the reactor to the flow rate of the mixed gas was 2350 h −1 . The water vapor / BBSS ratio was 4.0.

また、このときのn−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)、ブタジエン選択率、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物、1時間当たりの固形副生物の生成量、ブタジエンの生成量、及びブタジエン生成量に対する固形物の生成量を表1に示す。
[実施例4]
実施例1において、反応器の圧力を表1のように変更した以外は、同様の条件で実施した。また、このときのn−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)、ブタジエン選択率、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物、1時間当たりの固形副生物の生成量、ブタジエンの生成量、及びブタジエン生成量に対する固形物の生成量を表1に示す。
In addition, n-butene conversion rate at this time (conversion rate in total of 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), butadiene selectivity, solid by-product trapped in the filter in the cooling pipe, Table 1 shows the amount of solid by-products produced per hour, the amount of butadiene produced, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced.
[Example 4]
In Example 1, it implemented on the same conditions except having changed the pressure of the reactor as shown in Table 1. In addition, n-butene conversion rate at this time (conversion rate in total of 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), butadiene selectivity, solid by-product trapped in the filter in the cooling pipe, Table 1 shows the amount of solid by-products produced per hour, the amount of butadiene produced, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced.

[比較例1]
実施例1において、窒素を11.9L/hr、空気を16.2L/hr、及び水蒸気を5.7L/hrで予熱器に供給しておき、その後、原料ガスとして、実施例1で用いたBBSSと同じ組成のBBSSを3.5L/hr供給し、予熱器内で混合して混合ガスとして335℃に昇温し、反応器内触媒層温度を356℃とした以外は全て同様に酸化脱水素反応を反応を行った(反応器導入ガス組成=窒素:31.3vol%、空気:44.5v
ol%、水蒸気:15.0vol%、原料ガス:9.2vol%)。この際、触媒量20.0mlに対して、合計ガス流量は37.3L/hrであり、反応器内の触媒量と混合ガスの流量の比は1865h−1であった。また、水蒸気/BBSSの比は1.6であった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, nitrogen was supplied to the preheater at 11.9 L / hr, air at 16.2 L / hr, and water vapor at 5.7 L / hr, and then used as a source gas in Example 1. BBSS having the same composition as BBSS is supplied at 3.5 L / hr, mixed in a preheater and heated to 335 ° C as a mixed gas, and the catalyst layer temperature in the reactor is changed to 356 ° C. Elementary reaction was carried out (reactor introduction gas composition = nitrogen: 31.3 vol%, air: 44.5 v)
ol%, water vapor: 15.0 vol%, raw material gas: 9.2 vol%). At this time, the total gas flow rate was 37.3 L / hr with respect to the catalyst amount of 20.0 ml, and the ratio of the catalyst amount in the reactor to the flow rate of the mixed gas was 1865 h −1 . The ratio of water vapor / BBSS was 1.6.

また、このときのn−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)、ブタジエン選択率、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物、1時間当たりの固形副生物の生成量、ブタジエンの生成量、及びブタジエン生成量に対する固形物の生成量を表1に示す。
[比較例2]
窒素を7.2L/hr、空気を9.0L/hr、及び水蒸気を8.0L/hrで予熱器に供給しておき、その後、原料ガスとして、実施例1で用いたBBSSと同じ組成のBBSSを2.0L/hr供給し、予熱器内で混合して混合ガスとして330℃に昇温し、反応器内触媒層温度を338℃とした以外は全て実施例1と同様に反応を行った(反応器導入ガス組成=窒素:27.5vol%、空気:33.4vol%、水蒸気:30.5vol%、原料ガス:7.6vol%)。この際、触媒量20.0mlに対して、合計ガス流量は26.2L/hrであり、反応器内の触媒量と混合ガスの流量の比は1310h−1であった。また、水蒸気/BBSSの比は4.0であった。
In addition, n-butene conversion rate at this time (conversion rate in total of 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), butadiene selectivity, solid by-product trapped in the filter in the cooling pipe, Table 1 shows the amount of solid by-products produced per hour, the amount of butadiene produced, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced.
[Comparative Example 2]
Nitrogen was supplied to the preheater at 7.2 L / hr, air was 9.0 L / hr, and water vapor was 8.0 L / hr, and then the same composition as that of the BBSS used in Example 1 was used as a raw material gas. BBSS was supplied at 2.0 L / hr, mixed in a preheater and heated to 330 ° C. as a mixed gas, and the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the catalyst layer in the reactor was changed to 338 ° C. (Reactor introduction gas composition = nitrogen: 27.5 vol%, air: 33.4 vol%, water vapor: 30.5 vol%, raw material gas: 7.6 vol%). At this time, the total gas flow rate was 26.2 L / hr with respect to the catalyst amount of 20.0 ml, and the ratio of the catalyst amount in the reactor to the flow rate of the mixed gas was 1310 h −1 . The water vapor / BBSS ratio was 4.0.

また、このときのn−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)、ブタジエン選択率、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物、1時間当たりの固形副生物の生成量、ブタジエンの生成量、及びブタジエン生成量に対する固形物の生成量を表1に示す。
[比較例3]
実施例1において、反応器の圧力を表1のように変更した以外は、同様の条件で実施した。また、このときのn−ブテン転化率(1−ブテン、シス−2−ブテン、トランス−2−ブテンの合計での転化率)、ブタジエン選択率、冷却管内のフィルターに捕捉された固形副生物、1時間当たりの固形副生物の生成量、ブタジエンの生成量、及びブタジエン生成量に対する固形物の生成量を表1に示す。
In addition, n-butene conversion rate at this time (conversion rate in total of 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), butadiene selectivity, solid by-product trapped in the filter in the cooling pipe, Table 1 shows the amount of solid by-products produced per hour, the amount of butadiene produced, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced.
[Comparative Example 3]
In Example 1, it implemented on the same conditions except having changed the pressure of the reactor as shown in Table 1. In addition, n-butene conversion rate at this time (conversion rate in total of 1-butene, cis-2-butene, trans-2-butene), butadiene selectivity, solid by-product trapped in the filter in the cooling pipe, Table 1 shows the amount of solid by-products produced per hour, the amount of butadiene produced, and the amount of solids produced relative to the amount of butadiene produced.

Figure 2011148764
Figure 2011148764

実施例1〜3と比較例1〜2とを対比すると、実施例1〜3のブタジエン生成量に対する副生固形物の生成量の方が比較例1〜2のブタジエン生成量に対する副生固形物の生成量よりも少ないことから、実施例1〜3では、ブタジエンの高い選択率を維持しつつ、冷却水中に含まれる副生固形物の発生を抑制できていることがわかる。また実施例1、4と比較例3とを対比すると、反応器の圧力が低い実施例1、4のブタジエン生成量に対する副生固形物の生成量の方が比較例3のブタジエン生成量に対する副生固形物の生成量よりも少ないことから、反応器の圧力が低い実施例1、4では、ブタジエンの高い選択率を維持しつつ、冷却水中に含まれる副生固形物の発生を抑制できていることがわかる。   When Examples 1-3 are compared with Comparative Examples 1-2, the amount of by-product solids produced relative to the amount of butadiene produced in Examples 1-3 is a by-product solid produced relative to the amount of butadiene produced in Comparative Examples 1-2. It can be seen from Examples 1 to 3 that the generation of by-product solids contained in the cooling water can be suppressed while maintaining a high selectivity of butadiene. Further, when Examples 1 and 4 are compared with Comparative Example 3, the amount of by-product solids produced relative to the amount of butadiene produced in Examples 1 and 4 in which the pressure in the reactor is low is smaller than that produced in Comparative Example 3. In Examples 1 and 4 where the pressure in the reactor is low because the amount of raw solids is less, the generation of by-product solids contained in the cooling water can be suppressed while maintaining a high selectivity of butadiene. I understand that.

1 反応器
2 クエンチ塔
3,6,13 冷却器
4,7,14 ドレンポット
5 圧縮機
8A,8B 脱水塔
9 加熱器(熱交換器)
10 溶媒吸収塔
11 脱気塔
12 溶媒分離塔
100〜126 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 2 Quench tower 3, 6, 13 Cooler 4, 7, 14 Drain pot 5 Compressor 8A, 8B Dehydration tower 9 Heater (heat exchanger)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solvent absorption tower 11 Deaeration tower 12 Solvent separation tower 100-126 Piping

Claims (7)

炭素原子数4以上のモノオレフィンを含む原料ガスと分子状酸素含有ガスとを混合し、混合ガスを得、該混合ガスを反応器に供給し、触媒の存在下、酸化脱水素反応を行うことにより生成される対応する共役ジエンを含む生成ガスを得るにあたり、反応器内の触媒量に対する混合ガスの流量の比が1500〜5000h−1であって、且つ、炭素原子数4以上のモノオレフィンの転化率が87%以下であることを特徴とする共役ジエンの製造方法。 Mixing a raw material gas containing a monoolefin having 4 or more carbon atoms and a molecular oxygen-containing gas to obtain a mixed gas, supplying the mixed gas to a reactor, and performing an oxidative dehydrogenation reaction in the presence of a catalyst In the production of the product gas containing the corresponding conjugated diene produced by the above, the ratio of the flow rate of the mixed gas to the amount of catalyst in the reactor is 1500 to 5000 h −1 and the monoolefin having 4 or more carbon atoms is used. A method for producing a conjugated diene, wherein the conversion is 87% or less. 前記反応器に供給される水蒸気が前記原料ガスの供給量に対して0.5〜5.0の比率であることを特徴とする請求項1に記載の共役ジエンの製造方法。   The method for producing a conjugated diene according to claim 1, wherein the water vapor supplied to the reactor is in a ratio of 0.5 to 5.0 with respect to the supply amount of the raw material gas. 前記原料ガス中の炭素原子数3以下のオレフィンの濃度が0.010〜0.500vol%であること特徴とする請求項1又は2に記載の共役ジエンの製造方法。   The method for producing a conjugated diene according to claim 1 or 2, wherein the concentration of the olefin having 3 or less carbon atoms in the raw material gas is 0.010 to 0.500 vol%. 前記原料ガス中の炭素原子数4以上の直鎖型モノオレフィンの濃度が70.00〜99.99vol%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。   The method for producing a conjugated diene according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration of the linear monoolefin having 4 or more carbon atoms in the raw material gas is 70.00 to 99.99 vol%. . 前記生成ガスと水とを接触させて冷却することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。   The method for producing a conjugated diene according to any one of claims 1 to 4, wherein the product gas and water are contacted and cooled. 前記触媒が、少なくともモリブデン、ビスマス、およびコバルトを含有する複合酸化物触媒であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の共役ジエンの製造方法。   The said catalyst is a complex oxide catalyst containing at least molybdenum, bismuth, and cobalt, The manufacturing method of the conjugated diene in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 前記複合酸化物触媒が、下記一般式(1)で表される複合酸化物触媒であることを特徴とする請求項6に記載の共役ジエンの製造方法。
MoaBibCocNidFeefghSiij (1)
(式中、Xはマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、亜鉛(Zn)、セリウム(Ce)及びサマリウム(Sm)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Yはナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)及びタリウム(Tl)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、Zはホウ素(B)、リン(P)、砒素(As)及びタングステン(W)からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素である。また、a〜jはそれぞれの元素の原子比を表し、a=12のとき、b=0.5〜7、c=0〜10、d=0〜10(但しc+d=1〜10)、e=0.05〜3、f=0〜2、g=0.04〜2、h=0〜3、i=0〜48の範囲にあり、またjは他の元素の酸化状態を満足させる数値である。)
The said complex oxide catalyst is a complex oxide catalyst represented by following General formula (1), The manufacturing method of the conjugated diene of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
Mo a Bi b Co c Ni d F e X f Y g Z h Si i O j (1)
Wherein X is at least one element selected from the group consisting of magnesium (Mg), calcium (Ca), zinc (Zn), cerium (Ce) and samarium (Sm), and Y is sodium (Na) , Potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs) and at least one element selected from the group consisting of thallium (Tl), Z is boron (B), phosphorus (P), arsenic (As) And at least one element selected from the group consisting of tungsten (W), and a to j represent atomic ratios of the respective elements, and when a = 12, b = 0.5 to 7, c = 0 to 10, d = 0 to 10 (provided c + d = 1 to 10), e = 0.05 to 3, f = 0 to 2, g = 0.04 to 2, h = 0 to 3, i = 0 to 0 48, and j satisfies the oxidation state of other elements Numerical value is.)
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