丁二烯制造系统及丁二烯的制造方法技术方案

本发明专利技术的目的在于，提供产率高，且可以减小环境负荷的丁二烯制造系统及丁二烯的制造方法。丁二烯制造系统(1)具备：气体制备装置(10)，其加热原料而制造包含氢气和一氧化碳的混合气体；乙醇化装置(12)，其设置于气体制备装置(10)之后，使上述混合气体与第1催化剂接触而得到乙醇；丁二烯化装置(16)，其设置于乙醇化装置(12)之后，使上述乙醇与第2催化剂接触而得到丁二烯；送回机构(18)，其在丁二烯化装置(16)中将副产的氢气、乙烯等送回气体制备装置(10)。另外，丁二烯的制造方法使用了丁二烯制造系统(1)。

Butadiene manufacturing system and process for producing butadiene

An object of the present invention is to provide a butadiene manufacturing system with a high yield and to reduce environmental load, and a process for producing butadiene. Butadiene manufacturing system (1) includes a gas preparation device (10), the heating materials and manufacturing a mixed gas containing hydrogen and carbon monoxide; ethonalization device (12), which is arranged in the gas preparation device (10), make contact with the gas mixture with first catalyst and ethanol; butadiene device (16), which is arranged in ethonalization device (12), make contact with the ethanol and second catalyst and butadiene; mechanism (18), back to the device in butadiene (16) by-product, hydrogen and ethylene to gas preparation device (10). In addition, the method of manufacture of butadiene uses a butadiene manufacturing system (1).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丁二烯制造系统及丁二烯的制造方法
本专利技术涉及丁二烯制造系统及丁二烯的制造方法。本申请基于2015年1月13日的日本申请的特愿2015-4461号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
1,3-丁二烯等丁二烯作为苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等原料使用。通常，丁二烯通过从石油中合成乙烯时副产的C4馏分中提纯。然而，近年来，由来自生物质的原料合成的生物乙醇作为石油替代原料备受注目。例如，专利文献1中提案了使用催化剂从乙醇制造丁二烯的方法。但是，如专利文献1，使用催化剂从乙醇中得到丁二烯的方法在工业上产率不能充分地高。另外，在工业上制造丁二烯时尽可能不给地球环境增加负荷很重要。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2013/125389号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术的目的在于，提供产率高，且可以减小环境负荷的丁二烯制造系统及丁二烯的制造方法。用于解决技术问题的技术方案本专利技术的丁二烯制造系统(装置)具备：气体制备装置，其加热原料而制备包含氢气和一氧化碳的混合气体；乙醇化装置，其设置于所述气体制备装置之后，并使所述混合气体与第1催化剂接触，得到乙醇；丁二烯化装置，其设置于所述乙醇化装置之后，并使所述乙醇与第2催化剂接触，得到丁二烯；送回机构，其将丁二烯以外的气体的至少一部分从所述丁二烯化装置向所述气体制备装置送回。优选所述送回机构具备连接所述丁二烯化装置和所述气体制备装置的配管。优选所述气体制备装置具备：气化炉，其使原料固体物质热分解，产生包含氢气和一氧化碳的混合气体；转化炉，其设置于所述气化炉之后，使所述混合气体中的烃转化为氢气和一氧化碳。优选所述送回机构是将丁二烯以外的气体的至少一部分送回至所述转化炉的机构。本专利技术的丁二烯的制造方法包括：气体制备工序，加热原料而制备包含氢气和一氧化碳的混合气体；乙醇化工序，使所述混合气体与第1催化剂接触而得到乙醇，丁二烯化工序，使所述乙醇与第2催化剂接触而得到丁二烯，送回工序，将丁二烯以外的气体的至少一部分从所述丁二烯化工序送回至所述气体制备工序。优选所述气体制备工序包含：气化操作，其使原料固体物质热分解而生成包含氢气和一氧化碳的混合气体；转化操作，其将所述混合气体中的烃转化为氢气和一氧化碳。优选所述送回工序是将丁二烯以外的气体的至少一部分送回至所述转化操作的工序。专利技术的效果本专利技术丁二烯制造系统的丁二烯产率高，且可以减小环境负荷。根据本专利技术的丁二烯的制造方法，能够以高产率制造丁二烯，并且还可以减小环境负荷。附图说明图1是表示本专利技术的丁二烯制造系统的一个例子的示意图；图2是表示本专利技术的丁二烯制造系统的另外的例子的示意图。标记说明1、2丁二烯制造系统10气体制备装置12、12A乙醇化装置14、14A提纯装置16丁二烯化装置18送回机构20气化炉22转化炉24反应管26气液分离器41～43、45～47配管44排出管具体实施方式在本说明书及专利要求范围内使用以下的术语的定义。“将丁二烯以外的气体的至少一部分送回气体制备装置”还包括下述方式：将丁二烯以外的气体的至少一部分送回，并使从气体制备装置产生的混合气体的温度保持在通过所示的平衡反应及以CnHm+nH2O→nCO+(m/2+n)H2所示的反应由所送回的气体合成一氧化碳的温度(例如1,000～1,200℃)。例如，还包括下述方式：在与气体制备装置的转化炉连接的配管中，将氢气送回至混合气体的温度保持在使上述平衡反应充分地偏向一氧化碳的温度的部分，在该配管内将二氧化碳转换为一氧化碳。另外，还包括下述方式：在与气体制备装置的转化炉连接的配管中，将乙烯送回通过上述反应由混合气体中的烃合成一氧化碳的部分，在该配管内将乙烯转换为一氧化碳。“将丁二烯以外的气体至少一部分送回气体制备工序”还包括下述方式：在气体制备工序经过加热的混合气体的温度保持在通过上述平衡反应及从烃合成一氧化碳的反应合成一氧化碳的温度的阶段，将丁二烯以外的气体的至少一部分送回。对于“将丁二烯以外的气体的至少一部分送回至转化操作”也相同。“原料”是指通过加热得到包含氢气和一氧化碳的混合气体的有机物，包含生物质、有机废弃物等原料固态物质；天然气体、废气等原料气体这两者。“CO转化率”是指混合气体中的一氧化碳的摩尔数中，通过反应而消耗的一氧化碳的摩尔数所占的百分率。“选择率”是指混合气体中的所消耗的一氧化碳的摩尔数中，转换为特定的化合物的一氧化碳的摩尔数所占的百分率。[第1实施方式](丁二烯制造系统)本专利技术的丁二烯制造系统是用于加热原料而制备包含氢气和一氧化碳的混合气体，并从该混合气体得到乙醇后，从该乙醇制造丁二烯的系统。以下，示出本专利技术的丁二烯制造系统的一个实例并进行说明。如图1所示，本实施方式的丁二烯制造系统1具备气体制备装置10、设置于气体制备装置10之后的乙醇化装置12、设置于乙醇化装置12之后的提纯装置14、设置于提纯装置14之后的丁二烯化装置16、将丁二烯以外的气体的至少一部分从丁二烯化装置16送回至气体制备装置10的送回机构18。气体制备装置10具备气化炉20、设置于气化炉20之后的转化炉22。丁二烯化装置16具备反应管24、设置于反应管24之后的气液分离器26。气化炉20和转化炉22由配管41连接。转化炉22和乙醇化装置12由配管42连接。乙醇化装置12和提纯装置14由配管43连接。在提纯装置14上连接有排出管44。提纯装置14和丁二烯化装置16的反应管24由配管45连接。反应管24和气液分离器26由配管46连接。气液分离器26上连接有配管47。在该例中，气体制备装置10的转化炉22和丁二烯化装置16的气液分离器26由送回机构18具备的配管连接。气体制备装置10是加热原料，并以任意的比率制备包含氢气和一氧化碳的混合气体的装置，具备气化炉20和转化炉22。气化炉20是使生物质、有机废弃物(废塑料、废纸、废衣料等)、煤等原料固态物质发生热分解，生成包含氢气和一氧化碳的混合气体的炉。作为气化炉20，例如可以采用在氧存在下使生物质或有机性废弃物能够通过燃烧一部分而热分解，从而生成混合气体的炉。作为气化炉，优选流化床式气化方式的气化炉。就流化床式气化方式的气化炉而言，原料形态的影响较少，在辅助燃料的使用量少方面优选。转化炉22是通过使混合气体中的烃和水反应而转化为氢气和一氧化碳的炉。转化炉22中，提高气化炉20中产生的混合气体中的一氧化碳浓度，以希望的比率对氢气和一氧化碳的比率进行调整。例如，氢气和一氧化碳的H2/CO比为大于0/1且2/1以下。作为转化炉22，例如可以采用在水蒸气存在下，能够以比气化炉20的热分解的温度高的温度对混合气体进行加热的由筒状体构成的部件。配管41优选由相对于混合气体为非活性的材料形成的配管，例如，可举出不锈钢制的配管等。气体制备装置10中，通过使原料固态物在气化炉20中热分解，产生包含氢气和一氧化碳的混合气体，该混合气体中的烃在转化炉22中与水反应，由此被转化为一氧化碳浓度更高的混合气体。配管42与配管41同样，优选由相对于混合气体为非活性的材料形成的配管，例如，可举出不锈钢制的配管等。优选在配管42上设置气体提纯机。通过设置气体提纯机，去除混合气体中的焦油成分、硫成分、氮成分、氯成分、水成分等杂质。作为气体提纯机，例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁二烯制造系统，其具备：气体制备装置，其加热原料而制备包含氢气和一氧化碳的混合气体；乙醇化装置，其设置于所述气体制备装置之后，并使所述混合气体与第1催化剂接触，得到乙醇；丁二烯化装置，其设置于所述乙醇化装置之后，并使所述乙醇与第2催化剂接触，得到丁二烯；送回机构，其将丁二烯以外的气体的至少一部分从所述丁二烯化装置送回至所述气体制备装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.13 JP 2015-0044611.一种丁二烯制造系统，其具备：气体制备装置，其加热原料而制备包含氢气和一氧化碳的混合气体；乙醇化装置，其设置于所述气体制备装置之后，并使所述混合气体与第1催化剂接触，得到乙醇；丁二烯化装置，其设置于所述乙醇化装置之后，并使所述乙醇与第2催化剂接触，得到丁二烯；送回机构，其将丁二烯以外的气体的至少一部分从所述丁二烯化装置送回至所述气体制备装置。2.如权利要求1所述的丁二烯制造系统，其中，所述送回机构具备连接所述丁二烯化装置和所述气体制备装置的配管。3.如权利要求1或2所述的丁二烯制造系统，其中，所述气体制备装置具备：气化炉，其使原料固体物质热分解，产生包含氢气和一氧化碳的混合气体；转化炉，其设置于所述气化炉之后，使所述混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：小间聪，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP