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JP2020152666A - Method for producing dicyclopentadiene and isoprene - Google Patents

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JP2020152666A JP2019051670A JP2019051670A JP2020152666A JP 2020152666 A JP2020152666 A JP 2020152666A JP 2019051670 A JP2019051670 A JP 2019051670A JP 2019051670 A JP2019051670 A JP 2019051670A JP 2020152666 A JP2020152666 A JP 2020152666A
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Abstract

To provide a method for producing dicyclopentadiene and isoprene which can simultaneously produce industrially useful dicyclopentadiene, while producing industrially useful isoamylene from a hydrocarbon having 5 carbon atoms.SOLUTION: There is provided a method for producing dicyclopentadiene and isoprene including: a separation step of obtaining a first mixture containing a normal form and a second mixture containing an iso form from a feedstock material mixture containing an iso form and a normal form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms; a first dehydrogenation step of bringing the first mixture into contact with cyclization-dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene; a second dehydrogenation step of bringing the second mixture into contact with a dehydrogenation catalyst to obtain a second product containing isoprene; and a recovery step of subjecting a third mixture containing the first product and the second product to dimerization of cyclopentadiene and extractive distillation to obtain dicyclopentadiene and isoprene.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing dicyclopentadiene and isoprene.

炭素数5の炭化水素には、従来から様々な利用法が提案されている。例えば、イソプレンは、合成ゴム等の主成分として需要が高く、工業的に多く利用されている。イソプレンは、例えば、ナフサを熱分解してエチレンを生産する際に副生する、炭素数5の炭化水素を主成分とするC5留分から、抽出蒸留によって回収することで得ることができる。また、特許文献1には、当該抽出蒸留の抽出残油から、イソアミレンを回収し、当該イソアミレンを脱水素反応させることでイソプレンを製造することが記載されている。 Various uses have been conventionally proposed for hydrocarbons having 5 carbon atoms. For example, isoprene is in high demand as a main component of synthetic rubber and the like, and is widely used industrially. Isoprene can be obtained, for example, by extracting and distilling from a C5 distillate containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component, which is produced as a by-product when naphtha is thermally decomposed to produce ethylene. Further, Patent Document 1 describes that isoprene is produced by recovering isoprene from the extraction residual oil of the extraction distillation and dehydrogenating the isoamylene.

特開2015−151391号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-151391

しかし、特許文献1に記載の方法では、イソアミレン回収後に残存した炭素数5の炭化水素がロスとなる。このため、より資源の有効活用が可能な製造プロセスが期待されている。 However, in the method described in Patent Document 1, the hydrocarbon having 5 carbon atoms remaining after the recovery of isoamylene becomes a loss. Therefore, a manufacturing process that enables more effective use of resources is expected.

本発明は、炭素数5の炭化水素から工業的に有用なイソアミレンを製造しつつ、同時に、工業的に有用なジシクロペンタジエンを併産可能な、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention provides a method for producing dicyclopentadiene and isoprene, which can produce industrially useful isoamylene from a hydrocarbon having 5 carbon atoms and at the same time produce industrially useful dicyclopentadiene. With the goal.

本発明の一側面は、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、上記ノルマル体を含有する第一の混合物と上記イソ体を含有する第二の混合物とを得る分離工程と、上記第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る第一の脱水素工程と、上記第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る第二の脱水素工程と、上記第一の生成物及び上記第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る回収工程と、を含む、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法に関する。 One aspect of the present invention is to obtain a first mixture containing the normal body and a second mixture containing the iso body from a raw material mixture containing a normal body and an iso body of a hydrocarbon having 5 carbon atoms. The separation step, the first dehydrogenation step of contacting the first mixture with the cyclization dehydrogenation catalyst to obtain the first product containing cyclopentadiene, and the second mixture and the dehydrogenation catalyst. From a second dehydrogenation step to obtain a second product containing isoprene and a third mixture containing the first product and the second product of cyclopentadiene. The present invention relates to a method for producing dicyclopentadiene and isoprene, which comprises a recovery step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene by dehydrogenation and extraction distillation.

一態様において、上記第三の混合物は、炭素数5の炭化水素を主成分とするC5留分を更に含有してよい。このとき、上記回収工程は、ジシクロペンタジエンと、イソプレンと、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物と、を得る工程であってよい。 In one embodiment, the third mixture may further contain a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component. At this time, the recovery step may be a step of obtaining a raw material mixture containing dicyclopentadiene, isoprene, and a normal form and an iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.

上記回収工程で得られる上記原料混合物は、上記分離工程の上記原料混合物として用いることができる。 The raw material mixture obtained in the recovery step can be used as the raw material mixture in the separation step.

一態様において、上記回収工程は、上記第三の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンと、イソプレンを含有する第四の混合物と、を得るステップ(A−1)と、上記第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンを得るステップ(A−2)と、を含む工程であってよい。 In one embodiment, the recovery step comprises dimerizing cyclopentadiene by heating the third mixture to obtain dicyclopentadiene and a fourth mixture containing isoprene (A-1). The step may include a step (A-2) of obtaining isoprene by extraction distillation of the fourth mixture.

一態様において、上記回収工程は、上記第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物と、を得るステップ(B−1)と、上記第五の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンを得るステップ(B−2)と、を含む工程であってよい。 In one embodiment, the recovery step is a step (B-1) of obtaining isoprene and a fifth mixture containing cyclopentadiene by extraction distillation of the third mixture, and heating of the fifth mixture. The step may include a step (B-2) of dicyclopentadiene dicyclopentadiene to obtain dicyclopentadiene.

本発明によれば、炭素数5の炭化水素から工業的に有用なイソアミレンを製造しつつ、同時に、工業的に有用なジシクロペンタジエンを併産可能な、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method for producing dicyclopentadiene and isoprene, which can produce industrially useful isoamylene from a hydrocarbon having 5 carbon atoms and at the same time produce industrially useful dicyclopentadiene. Will be done.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

本実施形態に係る製造方法は、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、上記ノルマル体を含有する第一の混合物と上記イソ体を含有する第二の混合物とを得る分離工程と、上記第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る第一の脱水素工程と、上記第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る第二の脱水素工程と、上記第一の生成物及び上記第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る回収工程と、を含む。 In the production method according to the present embodiment, from a raw material mixture containing a normal body and an iso body of a hydrocarbon having 5 carbon atoms, a first mixture containing the normal body and a second mixture containing the iso body are used. The first dehydrogenation step of contacting the first mixture with the cyclization dehydrogenation catalyst to obtain the first product containing cyclopentadiene, and the second mixture and dehydration. Cyclo from a second dehydrogenation step of contacting a prime catalyst to obtain a second product containing isoprene and a third mixture containing the first product and the second product. It comprises a recovery step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene by dehydrogenation and extraction distillation of pentadiene.

本実施形態に係る製造方法によれば、炭素数5の炭化水素から、工業的に有用なイソアミレンとジシクロペンタジエンとを併産することができる。 According to the production method according to the present embodiment, industrially useful isoamylene and dicyclopentadiene can be co-produced from a hydrocarbon having 5 carbon atoms.

以下、本実施形態に係る製造方法の各工程について詳述する。 Hereinafter, each step of the manufacturing method according to the present embodiment will be described in detail.

<分離工程>
分離工程では、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、ノルマル体を含有する第一の混合物と、イソ体を含有する第二の混合物と、を得る。
<Separation process>
In the separation step, a first mixture containing a normal body and a second mixture containing an iso body are obtained from a raw material mixture containing a normal body and an iso body of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.

炭素数5の炭化水素のノルマル体としては、n−ペンタン、1−ペンテン、2−ペンテン、1,3−ペンタジエン、1,4−ペンタジエンが挙げられる。 Examples of the normal form of the hydrocarbon having 5 carbon atoms include n-pentane, 1-pentene, 2-pentene, 1,3-pentadiene, and 1,4-pentadiene.

炭素数5の炭化水素のイソ体としては、イソペンタン、2−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、3−メチル−1−ブテンが挙げられる。 Examples of the isopentane of the hydrocarbon having 5 carbon atoms include isopentane, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene, and 3-methyl-1-butene.

原料混合物において、ノルマル体に対するイソ体のモル比は、例えば0.1〜10であってよく、好ましくは0.2〜5、より好ましくは0.5〜2である。 In the raw material mixture, the molar ratio of the iso form to the normal form may be, for example, 0.1 to 10, preferably 0.2 to 5, and more preferably 0.5 to 2.

分離工程において、原料混合物から第一の混合物と第二の混合物とを分離する方法は特に限定されないが、例えば、蒸留、抽出蒸留、オレフィンのアルコールへの変換を経由する蒸留分離、膜分離等の任意の分離方法を用いて行うことができる。なかでも、生産性、装置規模及びエネルギー原単位の観点から、分離方法としては膜分離が好ましい。 In the separation step, the method for separating the first mixture and the second mixture from the raw material mixture is not particularly limited, and for example, distillation, extraction distillation, distillation separation via conversion of olefin to alcohol, membrane separation, etc. This can be done using any separation method. Of these, membrane separation is preferable as the separation method from the viewpoints of productivity, device scale, and energy intensity.

膜分離に用いる分離膜としては、原料混合物を第一の混合物と第二の混合物とに分離が可能であれば特に限定されることなく、高分子膜、無機膜、炭素膜等を用いることができる。なかでも、耐熱性及び耐薬品性の観点からは、無機膜が好ましく、セラミック膜、金属膜、合金膜がより好ましく、セラミック膜が更に好ましく、シリカライト膜等のゼオライト膜が特に好ましい。 The separation membrane used for membrane separation is not particularly limited as long as the raw material mixture can be separated into a first mixture and a second mixture, and a polymer membrane, an inorganic membrane, a carbon membrane or the like can be used. it can. Among them, from the viewpoint of heat resistance and chemical resistance, an inorganic film is preferable, a ceramic film, a metal film and an alloy film are more preferable, a ceramic film is further preferable, and a zeolite membrane such as a silicalite film is particularly preferable.

また、膜分離は、平板型、管型、積層平板型、多管型等の任意の形態の膜分離モジュールを用いて行うことができる。なかでも分離効率及び装置の小型化の観点からは、平板型又は多管型の膜分離モジュールであることが好ましく、分離膜の交換の容易性の観点からは多管型の分離膜モジュールであることがより好ましい。 Further, the membrane separation can be performed by using an arbitrary type of membrane separation module such as a flat plate type, a tubular type, a laminated flat plate type, and a multi-tube type. Among them, a flat plate type or multi-tube type membrane separation module is preferable from the viewpoint of separation efficiency and miniaturization of the apparatus, and a multi-tube type separation membrane module is preferable from the viewpoint of ease of replacement of the separation membrane. Is more preferable.

第一の混合物は、ノルマル体を主成分(例えば70質量%以上)とする混合物であってよい。第一の混合物に占めるノルマル体の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。 The first mixture may be a mixture containing a normal body as a main component (for example, 70% by mass or more). The amount of the normal body in the first mixture is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.

第二の混合物は、イソ体を主成分(例えば70質量%以上)とする混合物であってよい。第二の混合物に占めるイソ体の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。 The second mixture may be a mixture containing an iso-form as a main component (for example, 70% by mass or more). The amount of the iso-form in the second mixture is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass.

<第一の脱水素工程>
第一の脱水素工程は、第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る工程である。第一の脱水素工程では、第一の混合物中のノルマル体の環化脱水素反応により、シクロペンタジエンが生成する。
<First dehydrogenation process>
The first dehydrogenation step is a step of contacting the first mixture with a cyclized dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene. In the first dehydrogenation step, cyclopentadiene is produced by the cyclization dehydrogenation reaction of the normal form in the first mixture.

環化脱水素触媒及び環化脱水素反応の条件は特に限定されず、ノルマル体の少なくとも一部をシクロペンタジエンに変換可能な触媒及び条件であれば特に制限なく用いることができる。 The conditions of the cyclization dehydrogenation catalyst and the cyclization dehydrogenation reaction are not particularly limited, and any catalyst and conditions capable of converting at least a part of the normal form into cyclopentadiene can be used without particular limitation.

環化脱水素触媒は、例えば担体と当該担体に担持された活性金属とを有していてよい。 The cyclization dehydrogenation catalyst may have, for example, a carrier and an active metal supported on the carrier.

担体としては、無機担体が好ましく、無機酸化物担体がより好ましい。また、担体は、Al、Mg、Si、Zr、Ti及びCeからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むことが好ましく、Al、Mg及びSiからなる群より選択される少なくとも一種の元素を含むことがより好ましい。 As the carrier, an inorganic carrier is preferable, and an inorganic oxide carrier is more preferable. Further, the carrier preferably contains at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Si, Zr, Ti and Ce, and at least one element selected from the group consisting of Al, Mg and Si. It is more preferable to include it.

環化脱水素触媒の好適な一態様について、以下に示す。 A preferred embodiment of the cyclization dehydrogenation catalyst is shown below.

本態様の環化脱水素触媒は、Al及び第2族金属元素を含む担体に、第14族金属元素及びPtを含む担持金属を担持させた触媒である。ここで、第2族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第2族に属する金属元素を意味し、第14族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第14族に属する金属元素を意味する。 The cyclization dehydrogenation catalyst of this embodiment is a catalyst in which a carrier containing Al and a Group 2 metal element is supported by a supported metal containing a Group 14 metal element and Pt. Here, the Group 2 metal element means a metal element belonging to Group 2 of the periodic table in the periodic table of long-periodic elements based on the provisions of IUPAC (International Genuine Applied Chemistry Association), and is a Group 14 metal element. Means a metal element belonging to Group 14 of the periodic table in the periodic table of long-periodic elements based on the provisions of IUPAC (International Genuine Applied Chemistry Association).

第2族金属元素は、例えば、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)及びバリウム(Ba)からなら群より選択される少なくとも一種であってよい。これらの中でも、第2族金属元素は、Mgであることが好ましい。 The Group 2 metal element may be at least one selected from the group from, for example, beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr) and barium (Ba). Among these, the Group 2 metal element is preferably Mg.

第14族金属元素は、例えば、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)及び鉛(Pb)からなる群より選択される少なくとも一種であってよい。これらの中でも、第14族金属元素は、Snであることが好ましい。 The Group 14 metal element may be, for example, at least one selected from the group consisting of germanium (Ge), tin (Sn) and lead (Pb). Among these, the Group 14 metal element is preferably Sn.

環化脱水素触媒は、上記以外の環化脱水素触媒であってもよい。例えば、上記以外の環化脱水素触媒の好適な一例として、上記態様における担持金属としてCrを用いた触媒が挙げられる。 The cyclization dehydrogenation catalyst may be a cyclization dehydrogenation catalyst other than the above. For example, a preferred example of a cyclization dehydrogenation catalyst other than the above is a catalyst using Cr as a supporting metal in the above embodiment.

環化脱水素反応の条件は特に限定されず、例えば、反応温度は300〜800℃であってよく、400〜700℃であってもよく、500〜650℃であってもよい。反応温度が300℃以上であれば、シクロペンタジエンの生成量が一層多くなる傾向がある。反応温度が800℃以下であれば、コーキング速度が大きくなりすぎないため、環化脱水素触媒の高い活性がより長期にわたって維持される傾向がある。反応圧力、すなわち反応器内の気圧は0.01〜1MPaであってよく、0.05〜0.8MPaであってもよく、0.1〜0.5MPaであってもよい。反応圧力が上記範囲にあれば脱水素反応が進行し易くなり、一層優れた反応効率が得られる傾向がある。 The conditions of the cyclization dehydrogenation reaction are not particularly limited, and for example, the reaction temperature may be 300 to 800 ° C., 400 to 700 ° C., or 500 to 650 ° C. When the reaction temperature is 300 ° C. or higher, the amount of cyclopentadiene produced tends to be further increased. When the reaction temperature is 800 ° C. or lower, the caulking rate does not become too high, so that the high activity of the cyclized dehydrogenation catalyst tends to be maintained for a longer period of time. The reaction pressure, that is, the air pressure in the reactor may be 0.01 to 1 MPa, 0.05 to 0.8 MPa, or 0.1 to 0.5 MPa. If the reaction pressure is within the above range, the dehydrogenation reaction tends to proceed easily, and a more excellent reaction efficiency tends to be obtained.

また、環化脱水素反応を、原料ガスを連続的に供給する連続式の反応形式で行う場合、重量空間速度(以下、「WHSV」という。)は、例えば0.1h−1以上であってよく、0.5h−1以上であってもよい。また、WHSVは、20h−1以下であってよく、10h−1以下であってもよい。ここで、WHSVとは、環化脱水素触媒の質量Wに対する原料ガス(第一の混合物)の供給速度(供給量/時間)Fの比(F/W)である。WHSVが0.1h−1以上であると、反応器サイズをより小さくできる。WHSVが20h−1以下であると、シクロペンタジエンの収率をより高くすることができる。なお、原料ガス及び触媒の使用量は、反応条件、触媒の活性等に応じて更に好ましい範囲を適宜選定してよく、WHSVは上記範囲に限定されるものではない。 Further, when the cyclization dehydrogenation reaction is carried out in a continuous reaction form in which the raw material gas is continuously supplied, the weight space velocity (hereinafter referred to as "WHSV") is, for example, 0.1 h -1 or more. It may be 0.5h -1 or more. Further, the WHSV may be 20h -1 or less, and may be 10h -1 or less. Here, WHSV is the ratio (F / W) of the supply rate (supply amount / hour) F of the raw material gas (first mixture) to the mass W of the cyclization dehydrogenation catalyst. When the WHSV is 0.1 h -1 or more, the reactor size can be made smaller. When the WHSV is 20 h -1 or less, the yield of cyclopentadiene can be further increased. The amount of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range depending on the reaction conditions, the activity of the catalyst, and the like, and the WHSV is not limited to the above range.

環化脱水素反応の反応形式は、例えば、固定床式、移動床式又は流動床式であってよい。これらのうち、設備コストの観点からは固定床式が好ましい。 The reaction form of the cyclization dehydrogenation reaction may be, for example, a fixed bed type, a moving bed type or a fluidized bed type. Of these, the fixed floor type is preferable from the viewpoint of equipment cost.

第一の生成物は、環化脱水素反応により生じたシクロペンタジエンを含有する。第一の生成物は、シクロペンタジエン以外の成分を更に含有していてよく、例えば、環化しなかったノルマル体を更に含有していてよい。 The first product contains cyclopentadiene produced by the cyclization dehydrogenation reaction. The first product may further contain components other than cyclopentadiene, eg, the uncyclized normal form.

<第二の脱水素工程>
第二の脱水素工程は、第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る工程である。第二の脱水素工程では、第二の混合物中のイソ体の脱水素反応により、イソプレンが生成する。
<Second dehydrogenation process>
The second dehydrogenation step is a step of contacting the second mixture with the dehydrogenation catalyst to obtain a second product containing isoprene. In the second dehydrogenation step, isoprene is produced by the dehydrogenation reaction of the iso-form in the second mixture.

脱水素触媒及び脱水素反応の条件は特に限定されず、イソ体の少なくとも一部をイソプレンに変換可能な触媒及び条件であれば特に制限なく用いることができる。 The conditions of the dehydrogenation catalyst and the dehydrogenation reaction are not particularly limited, and any catalyst and conditions capable of converting at least a part of the isoform into isoprene can be used without particular limitation.

脱水素触媒としては、例えば、Al及び第2族金属元素を含む担体に、第14族金属元素及びPtを含む担持金属を担持させた触媒(以下、第一の脱水素触媒ともいう。)を用いることができる。ここで、第2族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第2族に属する金属元素を意味する。第14族金属元素とは、IUPAC(国際純正応用化学連合)の規定に基づく長周期型の元素の周期表における周期表第14族に属する金属元素を意味する。 As the dehydrogenation catalyst, for example, a catalyst in which a carrier containing Al and a Group 2 metal element is supported by a supported metal containing a Group 14 metal element and Pt (hereinafter, also referred to as a first dehydrogenation catalyst). Can be used. Here, the Group 2 metal element means a metal element belonging to Group 2 of the periodic table in the periodic table of long-periodic elements based on the provisions of the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). The Group 14 metal element means a metal element belonging to Group 14 of the periodic table in the periodic table of long-periodic elements based on the provisions of the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

第2属金属元素としては、Mgが特に好適であり、第14属金属元素としては、Snが特に好適である。 As the Group 2 metal element, Mg is particularly suitable, and as the Group 14 metal element, Sn is particularly suitable.

また、脱水素触媒としては、例えば、無機酸化物担体に、スズ及び活性金属を担持した触媒(以下、第二の脱水素触媒ともいう。)を用いることもできる。活性金属としては、白金、ルテニウム、イリジウム等を好適に用いることができる。 Further, as the dehydrogenation catalyst, for example, a catalyst in which tin and an active metal are supported on an inorganic oxide carrier (hereinafter, also referred to as a second dehydrogenation catalyst) can be used. As the active metal, platinum, ruthenium, iridium and the like can be preferably used.

第二の脱水素工程では、第一の脱水素触媒及び第二の脱水素触媒のうちいずれか一方を用いて脱水素反応を行ってよく、第一の脱水素触媒及び第二の脱水素触媒の両方を用いて脱水素反応を行ってもよい。 In the second dehydrogenation step, the dehydrogenation reaction may be carried out using either one of the first dehydrogenation catalyst and the second dehydrogenation catalyst, and the first dehydrogenation catalyst and the second dehydrogenation catalyst may be used. The dehydrogenation reaction may be carried out using both of the above.

第二の脱水素工程における脱水素反応の条件は特に限定されず、例えば、反応温度は300〜800℃であってよく、400〜700℃であってもよく、500〜650℃あってもよい。反応温度が300℃以上であれば、イソプレンの生成量が一層多くなる傾向がある。反応温度が800℃以下であれば、コーキング速度が大きくなりすぎないため、脱水素触媒の高い活性がより長期にわたって維持される傾向がある。反応圧力、すなわち反応器内の気圧は0.01〜1MPaであってよく、0.05〜0.8MPaであってよく、0.1〜0.5MPaであってよい。反応圧力が上記範囲にあれば脱水素反応が進行し易くなり、一層優れた反応効率が得られる傾向がある。 The conditions of the dehydrogenation reaction in the second dehydrogenation step are not particularly limited, and for example, the reaction temperature may be 300 to 800 ° C., 400 to 700 ° C., or 500 to 650 ° C. .. When the reaction temperature is 300 ° C. or higher, the amount of isoprene produced tends to increase further. When the reaction temperature is 800 ° C. or lower, the caulking rate does not become too high, so that the high activity of the dehydrogenation catalyst tends to be maintained for a longer period of time. The reaction pressure, that is, the air pressure in the reactor, may be 0.01 to 1 MPa, 0.05 to 0.8 MPa, or 0.1 to 0.5 MPa. If the reaction pressure is within the above range, the dehydrogenation reaction tends to proceed easily, and a more excellent reaction efficiency tends to be obtained.

また、第二の脱水素工程における脱水素反応を、原料ガスを連続的に供給する連続式の反応形式で行う場合、重量空間速度(以下、「WHSV」という。)は、例えば0.1h−1以上であってよく、0.5h−1以上であってもよい。また、WHSVは、20h−1以下であってよく、10h−1以下であってもよい。ここで、WHSVとは、脱水素触媒の質量Wに対する原料ガス(第二の混合物)の供給速度(供給量/時間)Fの比(F/W)である。WHSVが0.1h−1以上であると、反応器サイズをより小さくできる。WHSVが20h−1以下であると、イソプレンへの転化率をより高くすることができる。なお、原料ガス及び触媒の使用量は、反応条件、触媒の活性等に応じて更に好ましい範囲を適宜選定してよく、WHSVは上記範囲に限定されるものではない。 Furthermore, the dehydrogenation reaction in the second dehydrogenation step, when performing source gas in the reaction form of continuously feeding a continuous, weight hourly space velocity (. Hereinafter referred to as "WHSV") is, for example 0.1 h - It may be 1 or more, and may be 0.5h -1 or more. Further, the WHSV may be 20h -1 or less, and may be 10h -1 or less. Here, WHSV is the ratio (F / W) of the supply rate (supply amount / hour) F of the raw material gas (second mixture) to the mass W of the dehydrogenation catalyst. When the WHSV is 0.1 h -1 or more, the reactor size can be made smaller. When the WHSV is 20 h -1 or less, the conversion rate to isoprene can be further increased. The amount of the raw material gas and the catalyst used may be appropriately selected in a more preferable range depending on the reaction conditions, the activity of the catalyst, and the like, and the WHSV is not limited to the above range.

第二の脱水素反応の反応形式は、例えば、固定床式、移動床式又は流動床式であってよい。これらのうち、設備コストの観点からは固定床式が好ましい。 The reaction type of the second dehydrogenation reaction may be, for example, a fixed bed type, a moving bed type or a fluidized bed type. Of these, the fixed floor type is preferable from the viewpoint of equipment cost.

第二の生成物は、脱水素反応により生じたイソプレンを含有する。第二の生成物は、イソプレン以外の成分を更に含有していてよく、例えば、イソプレン以外のイソ体を更に含有していてよい。 The second product contains isoprene produced by the dehydrogenation reaction. The second product may further contain a component other than isoprene, for example, an iso-form other than isoprene.

<回収工程>
回収工程では、第一の生成物及び第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る工程である。
<Recovery process>
The recovery step is a step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene from a third mixture containing the first product and the second product by dimerization and extraction distillation of cyclopentadiene.

第三の混合物は、シクロペンタジエン及びイソプレンを含有しており、シクロペンタジエンは二量化反応によってジシクロペンタジエンに変換されて回収され、イソプレンは抽出蒸留により回収される。第三の混合物は、シクロペンタジエン及びイソプレン以外の炭素数5の炭化水素を更に含有していてよく、当該炭素数5の炭化水素は、ジシクロペンタジェン及びイソプレンの回収後、上述の分離工程における原料混合物として、利用することができる。 The third mixture contains cyclopentadiene and isoprene, cyclopentadiene is converted to dicyclopentadiene by a dimerization reaction and recovered, and isoprene is recovered by extraction distillation. The third mixture may further contain a hydrocarbon having 5 carbon atoms other than cyclopentadiene and isoprene, and the hydrocarbon having 5 carbon atoms is used in the above-mentioned separation step after the recovery of dicyclopentadiene and isoprene. It can be used as a raw material mixture.

第三の混合物は、第一の生成物及び第二の生成物以外に、炭素数5の炭化水素を主成分とするC5留分を更に含有していてよい。これにより、C5留分中のシクロペンタジエン及びイソプレンが二量化及び抽出蒸留により回収され、C5留分中のシクロペンタジエン及びイソプレン以外の炭素数5の炭化水素を、上述の分離工程における原料化合物として効率良く利用することができる。すなわち、第三の混合物にC5留分を配合することで、分離工程、第一の脱水素工程、第二の脱水素工程及び回収工程からなる反応サイクルに、原料成分であるノルマル体及びイソ体を効率良く導入することができる。 In addition to the first product and the second product, the third mixture may further contain a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component. As a result, cyclopentadiene and isoprene in the C5 fraction are recovered by dimerization and extraction distillation, and hydrocarbons having 5 carbon atoms other than cyclopentadiene and isoprene in the C5 fraction are efficiently used as raw material compounds in the above-mentioned separation step. It can be used well. That is, by blending the C5 fraction with the third mixture, the normal and iso-forms which are the raw material components are added to the reaction cycle consisting of the separation step, the first dehydrogenation step, the second dehydrogenation step and the recovery step. Can be introduced efficiently.

C5留分は、炭素数5の炭化水素を主成分(例えば70質量%以上)として含む。C5留分に占める炭素数5の炭化水素の量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。 The C5 fraction contains a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component (for example, 70% by mass or more). The amount of the hydrocarbon having 5 carbon atoms in the C5 fraction is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more.

C5留分は、例えば、ナフサの熱分解により生成したC5留分であってよく、重質油接触分解装置由来の軽質炭化水素混合物であってもよい。 The C5 fraction may be, for example, a C5 fraction produced by thermal cracking of naphtha, or a light hydrocarbon mixture derived from a heavy oil catalytic cracking apparatus.

C5留分は、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体をいずれも含有していることが好ましい。C5留分におけるノルマル体に対するイソ体のモル比は、特に限定されないが、例えば0.2〜5であってよく、好ましくは0.5〜2である。 The C5 fraction preferably contains both a normal form and an iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms. The molar ratio of the iso form to the normal form in the C5 fraction is not particularly limited, but may be, for example, 0.2 to 5, preferably 0.5 to 2.

C5留分は、シクロペンタジエンを更に含有していてよい。この場合、回収工程における二量化によって、当該シクロペンタジエンから、工業的に有用なジシクロペンタジエンが生成される。 The C5 fraction may further contain cyclopentadiene. In this case, the dimerization in the recovery step produces industrially useful dicyclopentadiene from the cyclopentadiene.

C5留分は、イソプレンを更に含有していてよい。この場合、回収工程における抽出蒸留によって、工業的に有用なイソプレンが回収される。 The C5 fraction may further contain isoprene. In this case, industrially useful isoprene is recovered by extraction distillation in the recovery step.

回収工程において、二量化及び抽出蒸留の順序は限定されない。好適な一態様において、回収工程は、第三の混合物中のシクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを得た後、抽出蒸留でイソプレンを回収する工程であってよい。また、他の好適な一態様において、回収工程は、第三の混合物の抽出蒸留によってイソプレン及びシクロペンタジエンを回収し、回収されたシクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを得る工程であってもよい。以下に、各態様について詳述する。 In the recovery step, the order of dimerization and extraction distillation is not limited. In a preferred embodiment, the recovery step may be a step of dimerizing cyclopentadiene in the third mixture to obtain dicyclopentadiene, and then recovering isoprene by extraction distillation. Further, in another preferred embodiment, the recovery step may be a step of recovering isoprene and cyclopentadiene by extraction distillation of the third mixture and dimerizing the recovered cyclopentadiene to obtain dicyclopentadiene. Good. Each aspect will be described in detail below.

(第一の態様)
第一の態様において、回収工程は、第三の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンと、イソプレンを含有する第四の混合物と、を得るステップ(A−1)と、第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンを得るステップ(A−2)と、を含む。
(First aspect)
In the first aspect, the recovery step is a step (A-1) of dimerizing cyclopentadiene by heating the third mixture to obtain dicyclopentadiene and a fourth mixture containing isoprene. It comprises the step (A-2) of obtaining isoprene by extraction distillation of the fourth mixture.

ステップ(A−1)では、第三の混合物中のシクロペンタジエンが二量化され、ジシクロペンタジエンが得られる。また、シクロペンタジエン以外の成分は、第四の混合物として、後段のステップ(A−2)に供される。 In step (A-1), the cyclopentadiene in the third mixture is dimerized to give dicyclopentadiene. In addition, the components other than cyclopentadiene are subjected to the subsequent step (A-2) as a fourth mixture.

ステップ(A−2)では、第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンが回収される。また、第四の混合物には、イソプレン以外の炭素数5の炭化水素が含まれていてよく、当該炭素数5の炭化水素は、抽出蒸留後、上述の分離工程における原料混合物として再利用される。 In step (A-2), isoprene is recovered by extraction distillation of the fourth mixture. Further, the fourth mixture may contain a hydrocarbon having 5 carbon atoms other than isoprene, and the hydrocarbon having 5 carbon atoms is reused as a raw material mixture in the above-mentioned separation step after extraction distillation. ..

ステップ(A−1)における二量化反応の条件は特に限定されず、シクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを生成可能な条件であれば特に制限なく用いることができる。シクロペンタジエンの多量化抑制及び反応効率の観点から、シクロペンタジエンの二量化は、ディールズ・アルダー反応を用いて行うことが好ましく、無触媒の連続反応器を使用した液相でのディールズ・アルダー反応を用いて行うことがより好ましい。なお、連続反応器を用いてディールズ・アルダー反応を実施する際の炭化水素混合物の滞留時間は、0.5時間以上とすることが好ましく、1時間以上とすることがより好ましく、6時間以下とすることが好ましく、4時間以下とすることがより好ましい。このような滞留時間とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、シクロペンタジエンとイソプレン、ピペリレン等との副反応が抑制され、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The conditions for the dimerization reaction in step (A-1) are not particularly limited, and can be used without particular limitation as long as the conditions can dimerize cyclopentadiene to produce dicyclopentadiene. From the viewpoint of suppressing the increase in cyclopentadiene and the reaction efficiency, the dimerization of cyclopentadiene is preferably carried out by using the Diels-Alder reaction, and the Diels-Alder reaction in the liquid phase using a non-catalytic continuous reactor is performed. It is more preferable to use it. The residence time of the hydrocarbon mixture when carrying out the Diels-Alder reaction using a continuous reactor is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 hour or more, and 6 hours or less. It is preferably 4 hours or less. With such a residence time, the dimerization reaction can be sufficiently advanced, and the side reaction between cyclopentadiene and isoprene, piperylene, etc. is suppressed, and dicyclopentadiene can be obtained more efficiently. it can.

ステップ(A−1)における二量化反応の反応温度は、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、250℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。このような反応温度とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、上述の副反応を抑制して、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The reaction temperature of the dimerization reaction in step (A-1) is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or lower, and preferably 150 ° C. or lower. More preferred. By setting such a reaction temperature, the dimerization reaction can be sufficiently proceeded, and the above-mentioned side reaction can be suppressed to obtain dicyclopentadiene more efficiently.

二量化反応によって生成したジシクロペンタジエンは蒸留分離等の方法等で反応後の混合物から回収してよい。また、反応後の混合物中のジシクロペンタジエン以外の成分は、第四の混合物として回収され、ステップ(A−2)に供される。 The dicyclopentadiene produced by the dimerization reaction may be recovered from the mixture after the reaction by a method such as distillation separation or the like. In addition, the components other than dicyclopentadiene in the mixture after the reaction are recovered as a fourth mixture and subjected to step (A-2).

ステップ(A−2)における抽出蒸留の条件は特に限定されず、イソプレンを分離・回収できる条件であればよい。ステップ(A−2)における抽出蒸留は、例えば、ジメチルホルムアミド等を含む抽出剤を用いた抽出分離等の方法により行うことができる。 The conditions for extraction distillation in step (A-2) are not particularly limited as long as the conditions are such that isoprene can be separated and recovered. The extraction distillation in step (A-2) can be carried out by, for example, a method such as extraction separation using an extractant containing dimethylformamide or the like.

第四の混合物のうちイソプレン以外の成分は、回収して分離工程の原料混合物として利用することができる。 The components other than isoprene in the fourth mixture can be recovered and used as a raw material mixture in the separation step.

(第二の態様)
第二の態様において、上記回収工程は、第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物と、を得るステップ(B−1)と、第五の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンを得るステップ(B−2)と、を含む。
(Second aspect)
In the second aspect, the recovery step is a step (B-1) of obtaining isoprene and a fifth mixture containing cyclopentadiene by extraction distillation of the third mixture, and heating of the fifth mixture. Includes the step (B-2) of distilling cyclopentadiene according to the above to obtain dicyclopentadiene.

ステップ(B−1)では、第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物とがそれぞれ回収される。第三の混合物には、イソプレン及びシクロペンタジエン以外の炭素数5の炭化水素が含まれていてよく、当該炭素数5の炭化水素は、抽出蒸留後、上述の分離工程における原料混合物として再利用される。 In step (B-1), isoprene and a fifth mixture containing cyclopentadiene are recovered by extraction distillation of the third mixture, respectively. The third mixture may contain a hydrocarbon having 5 carbon atoms other than isoprene and cyclopentadiene, and the hydrocarbon having 5 carbon atoms is reused as a raw material mixture in the above-mentioned separation step after extraction distillation. To.

ステップ(B−2)では、ステップ(B−1)で回収されたシクロペンタジエンの二量化反応によって、ジシクロペンタジエンが得られる。 In step (B-2), dicyclopentadiene is obtained by the dimerization reaction of cyclopentadiene recovered in step (B-1).

ステップ(B−1)における抽出蒸留の条件は特に限定されず、シクロペンタジエン及びイソプレンをそれぞれ分離・回収できる条件であればよい。ステップ(B−1)における抽出蒸留は、例えば、アセトニトリル、n−メチルピロリドン等を含む抽出剤を用いた抽出分離等の方法により行うことができる。 The conditions for extraction distillation in step (B-1) are not particularly limited as long as they can separate and recover cyclopentadiene and isoprene, respectively. The extraction distillation in step (B-1) can be carried out by, for example, a method such as extraction separation using an extractant containing acetonitrile, n-methylpyrrolidone or the like.

第三の混合物のうちシクロペンタジエン及びイソプレン以外の成分は、回収して分離工程の原料混合物として利用することができる。 The components of the third mixture other than cyclopentadiene and isoprene can be recovered and used as a raw material mixture in the separation step.

ステップ(B−2)における二量化反応の条件は特に限定されず、シクロペンタジエンを二量化してジシクロペンタジエンを生成可能な条件であれば特に制限なく用いることができる。シクロペンタジエンの多量化抑制及び反応効率の観点から、シクロペンタジエンの二量化は、ディールズ・アルダー反応を用いて行うことが好ましく、無触媒の連続反応器を使用した液相でのディールズ・アルダー反応を用いて行うことがより好ましい。なお、連続反応器を用いてディールズ・アルダー反応を実施する際の炭化水素混合物の滞留時間は、0.5時間以上とすることが好ましく、1時間以上とすることがより好ましく、6時間以下とすることが好ましく、4時間以下とすることがより好ましい。このような滞留時間とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、副反応が抑制され、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The conditions for the dimerization reaction in step (B-2) are not particularly limited, and can be used without particular limitation as long as the conditions can dimerize cyclopentadiene to produce dicyclopentadiene. From the viewpoint of suppressing the increase in cyclopentadiene and the reaction efficiency, the dimerization of cyclopentadiene is preferably carried out by using the Diels-Alder reaction, and the Diels-Alder reaction in the liquid phase using a non-catalytic continuous reactor is performed. It is more preferable to use it. The residence time of the hydrocarbon mixture when carrying out the Diels-Alder reaction using a continuous reactor is preferably 0.5 hours or more, more preferably 1 hour or more, and 6 hours or less. It is preferably 4 hours or less. With such a residence time, the dimerization reaction can be sufficiently advanced, side reactions are suppressed, and dicyclopentadiene can be obtained more efficiently.

ステップ(B−2)における二量化反応の反応温度は、50℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましく、250℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。このような反応温度とすることで、二量化反応を十分に進行させることができ、且つ、副反応を抑制して、ジシクロペンタジエンをより効率的に得ることができる。 The reaction temperature of the dimerization reaction in step (B-2) is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or lower, and preferably 150 ° C. or lower. More preferred. By setting such a reaction temperature, the dimerization reaction can be sufficiently proceeded, and side reactions can be suppressed to obtain dicyclopentadiene more efficiently.

二量化反応によって生成したジシクロペンタジエンは、蒸留分離等の方法等で反応後の混合物から回収してよい。 The dicyclopentadiene produced by the dimerization reaction may be recovered from the mixture after the reaction by a method such as distillation separation or the like.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(実施例1)
表1に示した組成のC5留分を用いて、下記の分離工程、第一の脱水素工程、第二の脱水素工程及び回収工程を含む反応サイクルを検討した。
表1に示した組成のC5留分は、後述の第一の脱水素工程で得られる第一の生成物及び後述の第二の脱水素工程で得られる第二の生成物と混合されて、回収工程に供される。回収工程では、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によってジシクロペンタジエンとイソプレンとが回収されるとともに、その他のC5留分は後述の分離工程に供給される。
分離工程では、回収工程を経たC5留分を、ノルマル体を含有する第一の混合物とイソ体を含有する第二の混合物とに分離する。第一の混合物は後述の第一の脱水素工程に供され、第二の混合物は後述の第二の脱水素工程に供される。
第一の脱水素工程では、第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る。第二の脱水素工程では、第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る。第一の生成物及び第二の生成物は上述のとおり回収工程に供給され、これにより、C5留分中のノルマル体はジシクロペンタジエンに、イソ体はイソプレンになるまで系内を循環する。
(Example 1)
Using the C5 fraction having the composition shown in Table 1, the reaction cycle including the following separation step, first dehydrogenation step, second dehydrogenation step and recovery step was examined.
The C5 fraction having the composition shown in Table 1 is mixed with the first product obtained in the first dehydrogenation step described later and the second product obtained in the second dehydrogenation step described later. It is used for the recovery process. In the recovery step, dicyclopentadiene and isoprene are recovered by dimerization and extraction distillation of cyclopentadiene, and other C5 fractions are supplied to the separation step described later.
In the separation step, the C5 fraction that has undergone the recovery step is separated into a first mixture containing a normal form and a second mixture containing an iso form. The first mixture is subjected to the first dehydrogenation step described below, and the second mixture is subjected to the second dehydrogenation step described below.
In the first dehydrogenation step, the first mixture is brought into contact with the cyclized dehydrogenation catalyst to give the first product containing cyclopentadiene. In the second dehydrogenation step, the second mixture is brought into contact with the dehydrogenation catalyst to give a second product containing isoprene. The first and second products are fed to the recovery step as described above, which circulates the normal form in the C5 fraction to dicyclopentadiene and the iso form to isoprene in the system.

上記反応サイクルにおいて、回収工程を経て回収されるジシクロペンタジエン及びイソプレンの収率(原料のC5留分の使用量に対する収率(質量%))を求めた。結果を表2に示す。 In the above reaction cycle, the yields of dicyclopentadiene and isoprene recovered through the recovery step (yields (% by mass) with respect to the amount of the C5 fraction used as the raw material) were determined. The results are shown in Table 2.

Figure 2020152666
Figure 2020152666

(比較例1)
回収工程のみを実施する反応系について検討した。
すなわち、比較例1の反応系では、表1に示した組成のC5留分について、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留を行い、ジシクロペンタジエン及びイソプレンを回収する。ジシクロペンタジエン及びイソプレンを回収後の残部は、系外にパージされる。
(Comparative Example 1)
A reaction system in which only the recovery step is carried out was examined.
That is, in the reaction system of Comparative Example 1, the C5 fraction having the composition shown in Table 1 is subjected to dimerization and extraction distillation of cyclopentadiene to recover dicyclopentadiene and isoprene. The rest of the dicyclopentadiene and isoprene after recovery is purged out of the system.

このような反応系において回収されるジシクロペンタジエン及びイソプレンの収率(原料のC5留分の使用量に対する収率(質量%))を求めた。結果を表2に示す。 The yield of dicyclopentadiene and isoprene recovered in such a reaction system (yield (% by mass) with respect to the amount of C5 fraction used as a raw material) was determined. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
第一の脱水素工程を実施しない反応サイクルについて検討した。
すなわち、比較例2において、表1に示した組成のC5留分は、後述の第二の脱水素工程で得られる第二の生成物と混合されて、回収工程に供される。回収工程では、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によってジシクロペンタジエンとイソプレンとが回収されるとともに、その他のC5留分は後述の分離工程に供給される。
分離工程では、回収工程を経たC5留分を、ノルマル体を含有する第一の混合物とイソ体を含有する第二の混合物とに分離する。第一の混合物は、系外にパージされる。第二の混合物は後述の第二の脱水素工程に供される。
v第二の脱水素工程では、第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る。第二の生成物は上述のとおり回収工程に供給され、これにより、C5留分中のイソ体はイソプレンになるまで系内を循環する。
(Comparative Example 2)
The reaction cycle in which the first dehydrogenation step was not carried out was examined.
That is, in Comparative Example 2, the C5 fraction having the composition shown in Table 1 is mixed with the second product obtained in the second dehydrogenation step described later and subjected to the recovery step. In the recovery step, dicyclopentadiene and isoprene are recovered by dimerization and extraction distillation of cyclopentadiene, and other C5 fractions are supplied to the separation step described later.
In the separation step, the C5 fraction that has undergone the recovery step is separated into a first mixture containing a normal form and a second mixture containing an iso form. The first mixture is purged out of the system. The second mixture is subjected to the second dehydrogenation step described below.
v In the second dehydrogenation step, the second mixture is brought into contact with the dehydrogenation catalyst to give a second product containing isoprene. The second product is fed to the recovery step as described above, whereby the iso-form in the C5 fraction circulates in the system until it becomes isoprene.

このような反応サイクルにおいて回収されるジシクロペンタジエン及びイソプレンの収率(原料のC5留分の使用量に対する収率(質量%))を求めた。結果を表2に示す。 The yield of dicyclopentadiene and isoprene recovered in such a reaction cycle (yield (% by mass) with respect to the amount of C5 fraction used as a raw material) was determined. The results are shown in Table 2.

Figure 2020152666
Figure 2020152666

Claims (5)

炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物から、前記ノルマル体を含有する第一の混合物と前記イソ体を含有する第二の混合物とを得る分離工程と、
前記第一の混合物と環化脱水素触媒とを接触させて、シクロペンタジエンを含有する第一の生成物を得る第一の脱水素工程と、
前記第二の混合物と脱水素触媒とを接触させて、イソプレンを含有する第二の生成物を得る第二の脱水素工程と、
前記第一の生成物及び前記第二の生成物を含有する第三の混合物から、シクロペンタジエンの二量化及び抽出蒸留によって、ジシクロペンタジエンとイソプレンとを得る回収工程と、
を含む、ジシクロペンタジエン及びイソプレンの製造方法。
A separation step of obtaining a first mixture containing the normal body and a second mixture containing the iso body from a raw material mixture containing a normal body and an iso body of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
The first dehydrogenation step of contacting the first mixture with a cyclized dehydrogenation catalyst to obtain a first product containing cyclopentadiene.
A second dehydrogenation step of contacting the second mixture with a dehydrogenation catalyst to obtain a second product containing isoprene.
A recovery step of obtaining dicyclopentadiene and isoprene from the first product and a third mixture containing the second product by dimerization and extraction distillation of cyclopentadiene.
A method for producing dicyclopentadiene and isoprene, which comprises.
前記第三の混合物が、炭素数5の炭化水素を主成分とするC5留分を更に含有し、
前記回収工程が、ジシクロペンタジエンと、イソプレンと、炭素数5の炭化水素のノルマル体及びイソ体を含有する原料混合物と、を得る工程である、請求項1に記載の製造方法。
The third mixture further contains a C5 fraction containing a hydrocarbon having 5 carbon atoms as a main component.
The production method according to claim 1, wherein the recovery step is a step of obtaining a raw material mixture containing dicyclopentadiene, isoprene, and a normal form and an iso form of a hydrocarbon having 5 carbon atoms.
前記回収工程で得た前記原料混合物を、前記分離工程の前記原料混合物として用いる、請求項2に記載の製造方法。 The production method according to claim 2, wherein the raw material mixture obtained in the recovery step is used as the raw material mixture in the separation step. 前記回収工程が、
前記第三の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンと、イソプレンを含有する第四の混合物と、を得るステップ(A−1)と、
前記第四の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンを得るステップ(A−2)と、
を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
The recovery process
The step (A-1) of dimerizing cyclopentadiene by heating the third mixture to obtain dicyclopentadiene and a fourth mixture containing isoprene.
The step (A-2) of obtaining isoprene by the extraction distillation of the fourth mixture, and
The production method according to any one of claims 1 to 3, which comprises.
前記回収工程が、
前記第三の混合物の抽出蒸留によって、イソプレンと、シクロペンタジエンを含有する第五の混合物と、を得るステップ(B−1)と、
前記第五の混合物の加熱によりシクロペンタジエンを二量化して、ジシクロペンタジエンを得るステップ(B−2)と、
を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。
The recovery process
The step (B-1) of obtaining isoprene and a fifth mixture containing cyclopentadiene by extraction distillation of the third mixture.
The step (B-2) of dimerizing cyclopentadiene by heating the fifth mixture to obtain dicyclopentadiene, and
The production method according to any one of claims 1 to 3, which comprises.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022138841A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Eneos株式会社 Method for manufacturing dicyclopentadiene and isoprene
WO2022138746A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Eneos株式会社 Method for producing cyclopentadiene
WO2022138860A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Eneos株式会社 Method for producing dicyclopentadiene

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348579A (en) * 2001-05-23 2002-12-04 Nard Inst Ltd Method for hydrocarbon mixture separation using zeolite-based separation membrane and method for obtaining separated hydrocarbon by separation
WO2018163828A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 日本ゼオン株式会社 Hydrocarbon production method and production apparatus
JP2018534299A (en) * 2015-11-04 2018-11-22 エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド Method for converting acyclic C5 compound to cyclic C5 compound and catalyst composition used therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4936681B1 (en) * 1970-12-22 1974-10-02
JP6217441B2 (en) * 2014-02-19 2017-10-25 日本ゼオン株式会社 Method for producing isoprene

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002348579A (en) * 2001-05-23 2002-12-04 Nard Inst Ltd Method for hydrocarbon mixture separation using zeolite-based separation membrane and method for obtaining separated hydrocarbon by separation
JP2018534299A (en) * 2015-11-04 2018-11-22 エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド Method for converting acyclic C5 compound to cyclic C5 compound and catalyst composition used therefor
WO2018163828A1 (en) * 2017-03-08 2018-09-13 日本ゼオン株式会社 Hydrocarbon production method and production apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022138841A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Eneos株式会社 Method for manufacturing dicyclopentadiene and isoprene
WO2022138746A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Eneos株式会社 Method for producing cyclopentadiene
WO2022138860A1 (en) * 2020-12-24 2022-06-30 Eneos株式会社 Method for producing dicyclopentadiene

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