(57)【要約】【課題】  オレフィンからパラフィンを生成する水添反応において、反応温度の上昇を抑制することができ、その結果、水添反応時にオレフィンまたはパラフィンの分解が発生するのを抑制して、高純度のパラフィンを生成することができるパラフィンの製造方法、およびパラフィン製造装置を提供する。【解決手段】  パラフィン製造装置（１００）は、導出部（２）と水添反応部（３）とを備える。導出部（２）は、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ導出して、水添反応部（３）の反応器（３１）に供給する。水添反応部（３）の反応器（３１）内では、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する。【選択図】  図２Ｂ
2014091733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料オレフィン、原料水素およびパラフィンを反応器に供給する供給工程と、
前記反応器内において、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する水添反応工程と、を含むことを特徴とするパラフィンの製造方法。
【請求項２】
前記水添反応工程において水添反応が行われた後の前記反応器内に存在するパラフィンを含む反応物を、分縮器に供給する反応物供給工程と、
前記分縮器において、反応物中のパラフィンの一部が液化するように該反応物を分縮することによって液相成分と気相成分とに分離して、液相成分および気相成分をそれぞれ分縮器から導出する分縮工程と、
前記分縮器から導出された気相成分を再利用原料およびパラフィンとして前記反応器に供給するリサイクル供給工程と、
前記分縮器から導出された液相成分をパラフィンの精製物として回収する回収工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のパラフィンの製造方法。
【請求項３】
前記供給工程の前工程として、前記原料オレフィンの元となる原料元オレフィンを、銀イオンを含む分離体と接触させることによって、原料元オレフィンから不純物を分離してオレフィンの精製物を得るオレフィン精製工程を含み、
前記供給工程では、前記オレフィン精製工程で得られたオレフィンの精製物を、原料オレフィンとして前記反応器に供給することを特徴とする請求項１または２に記載のパラフィンの製造方法。
【請求項４】
前記原料オレフィンが、炭素数２または３のオレフィンであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のパラフィンの製造方法。
【請求項５】
原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ貯留する貯留部と、
前記貯留部から原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ導出する導出部と、
前記導出部によって前記貯留部から導出された原料オレフィン、原料水素およびパラフィンが供給される反応器を有し、該反応器内において、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する水添反応部と、を備えることを特徴とするパラフィン製造装置。
【請求項６】
前記反応器において水添反応が行われた後の該反応器内に存在するパラフィンを含む反応物を分縮する分縮部であって、
反応物中のパラフィンの一部が液化するように該反応物を分縮することによって液相成分と気相成分とに分離する分縮器と、
前記分縮器において分離された気相成分を該分縮器から導出する気相成分導出部と、
前記分縮器において分離された液相成分を該分縮器から導出する液相成分導出部と、を有する分縮部と、
前記気相成分導出部によって前記分縮器から導出された気相成分を再利用原料およびパラフィンとして前記反応器に供給するリサイクル供給部と、
前記液相成分導出部によって前記分縮器から導出された液相成分をパラフィンの精製物として回収する回収部と、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のパラフィン製造装置。
【請求項７】
前記導出部の前段に設けられるオレフィン精製部であって、前記原料オレフィンの元となる原料元オレフィンを、銀イオンを含む分離体と接触させることによって、原料元オレフィンから不純物を分離してオレフィンの精製物を得るオレフィン精製部をさらに備え、
前記導出部は、前記オレフィン精製部で得られたオレフィンの精製物を、原料オレフィンとして前記貯留部から導出することを特徴とする請求項５または６に記載のパラフィン製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エタンおよびプロパンなどのパラフィンの製造方法およびパラフィン製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
低級パラフィンの一例であるプロパンは、次世代パワーデバイス材料であるＳｉＣの原料用途など、半導体電子材料分野で利用され、水素希釈のプロパンガス、およびプロパンの純ガスで用いられる。かかる用途については、プロパンはより高純度であることが要求される。
【０００３】
高純度プロパンの原料として用いるプロパンを主成分とする原料ガスには、不純物として例えば、エタン、プロピレン、イソブタン、ノルマルブタンが高濃度含まれている。この原料ガスからプロパンを精製する方法としては、たとえば、蒸留、膜分離、吸着分離、吸収分離などの方法が挙げられる。たとえば、特許文献１には、プロピレンとプロパンとを蒸留法によって分離することが記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載の技術のように、蒸留法によって、たとえばプロピレンとプロパンとを分離する場合、それらの沸点が近いため（沸点差４．９℃）、その分離に多段階で蒸留を繰り返す必要がある。したがって、大規模な設備と精密な蒸留条件の設定が必要であり、実用化するうえで多大な障壁となっている。炭素数が同一のオレフィンとパラフィンとを、蒸留法によって分離する場合についても同様の問題が生じる。
【０００５】
このような問題を解決する方法として、特許文献２には、液体状のオレフィンと水素とを接触させて水添反応させることによって、パラフィンを生成する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５６４４８号公報
【特許文献２】米国特許第３５０９２２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載されるパラフィンの製造方法では、水添反応によってオレフィンからパラフィンを生成するので、蒸留のような煩雑な操作を行うことなく、効率よくパラフィンを製造することができる。
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載されるパラフィンの製造方法では、オレフィンからパラフィンを生成する水添反応において、反応温度が２００℃を超える温度にまで上昇してしまう場合がある。このような場合には、水添反応時にオレフィンまたはパラフィンの分解が発生し、その結果、高純度のパラフィンを生成することができないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、オレフィンからパラフィンを生成する水添反応において、反応温度の上昇を抑制することができ、その結果、水添反応時にオレフィンまたはパラフィンの分解が発生するのを抑制して、高純度のパラフィンを生成することができるパラフィンの製造方法、およびパラフィン製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンを反応器に供給する供給工程と、
前記反応器内において、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する水添反応工程と、を含むことを特徴とするパラフィンの製造方法である。
【００１１】
また本発明のパラフィンの製造方法は、前記水添反応工程において水添反応が行われた後の前記反応器内に存在するパラフィンを含む反応物を、分縮器に供給する反応物供給工程と、
前記分縮器において、反応物中のパラフィンの一部が液化するように該反応物を分縮することによって液相成分と気相成分とに分離して、液相成分および気相成分をそれぞれ分縮器から導出する分縮工程と、
前記分縮器から導出された気相成分を再利用原料およびパラフィンとして前記反応器に供給するリサイクル供給工程と、
前記分縮器から導出された液相成分をパラフィンの精製物として回収する回収工程と、をさらに含むことを特徴とする。
【００１２】
また本発明のパラフィンの製造方法は、前記供給工程の前工程として、前記原料オレフィンの元となる原料元オレフィンを、銀イオンを含む分離体と接触させることによって、原料元オレフィンから不純物を分離してオレフィンの精製物を得るオレフィン精製工程を含み、
前記供給工程では、前記オレフィン精製工程で得られたオレフィンの精製物を、原料オレフィンとして前記反応器に供給することを特徴とする。
【００１３】
また本発明のパラフィンの製造方法では、前記原料オレフィンが、炭素数２または３のオレフィンであることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ貯留する貯留部と、
前記貯留部から原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ導出する導出部と、
前記導出部によって前記貯留部から導出された原料オレフィン、原料水素およびパラフィンが供給される反応器を有し、該反応器内において、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する水添反応部と、を備えることを特徴とするパラフィン製造装置である。
【００１５】
また本発明のパラフィン製造装置は、前記反応器において水添反応が行われた後の該反応器内に存在するパラフィンを含む反応物を分縮する分縮部であって、
反応物中のパラフィンの一部が液化するように該反応物を分縮することによって液相成分と気相成分とに分離する分縮器と、
前記分縮器において分離された気相成分を該分縮器から導出する気相成分導出部と、
前記分縮器において分離された液相成分を該分縮器から導出する液相成分導出部と、を有する分縮部と、
前記気相成分導出部によって前記分縮器から導出された気相成分を再利用原料およびパラフィンとして前記反応器に供給するリサイクル供給部と、
前記液相成分導出部によって前記分縮器から導出された液相成分をパラフィンの精製物として回収する回収部と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
また本発明のパラフィン製造装置は、前記導出部の前段に設けられるオレフィン精製部であって、前記原料オレフィンの元となる原料元オレフィンを、銀イオンを含む分離体と接触させることによって、原料元オレフィンから不純物を分離してオレフィンの精製物を得るオレフィン精製部をさらに備え、
前記導出部は、前記オレフィン精製部で得られたオレフィンの精製物を、原料オレフィンとして前記貯留部から導出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パラフィンの製造方法は、供給工程と水添反応工程とを含む。供給工程では、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンを反応器に供給する。そして、水添反応工程では、反応器内において、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する。
【００１８】
本発明のパラフィンの製造方法では、反応器内における原料オレフィンからパラフィンを生成する水添反応が、反応開始時からパラフィンの存在下で行われるので、パラフィンが有する顕熱により反応温度の上昇を抑制することができる。その結果、反応器内における水添反応時にオレフィンまたはパラフィンの分解が発生するのを抑制することができ、高純度のパラフィンを生成することができる。
【００１９】
また本発明によれば、パラフィン製造装置は、貯留部と、導出部と、水添反応部とを備える。貯留部は、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ貯留する。導出部は、貯留部から原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ導出する。そして、水添反応部は、導出部によって貯留部から導出された原料オレフィン、原料水素およびパラフィンが供給される反応器を有し、該反応器内において、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する。
【００２０】
本発明のパラフィン製造装置では、反応器内における原料オレフィンからパラフィンを生成する水添反応が、反応開始時からパラフィンの存在下で行われるので、パラフィンが有する顕熱により反応温度の上昇を抑制することができる。その結果、反応器内における水添反応時にオレフィンまたはパラフィンの分解が発生するのを抑制することができ、高純度のパラフィンを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係るパラフィンの製造方法の工程を示す工程図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係るパラフィン製造装置１００の構成を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態に係るパラフィン製造装置１００の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るパラフィン製造装置２００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るパラフィンの製造方法の工程を示す工程図である。本実施形態のパラフィンの製造方法は、図１に示すオレフィン精製工程ｓ１と、原料供給工程ｓ２と、水添反応工程ｓ３と、反応物供給工程ｓ４と、分縮工程ｓ５と、リサイクル供給工程ｓ６と、回収工程ｓ７とを含む。図２Ａ，２Ｂは、本発明の第１実施形態に係るパラフィン製造装置１００の構成を示す図である。本実施形態のパラフィン製造装置１００は、エチレンおよびプロピレンなどのオレフィンを還元して、エタンおよびプロパンなどのパラフィンを製造するための装置である。
【００２３】
パラフィン製造装置１００は、オレフィン精製部１と、導出部２と、水添反応部３と、分縮部４と、回収部５と、リサイクル供給部である気相成分送出ポンプ６とを備える。このパラフィン製造装置１００は、本発明に係るパラフィンの製造方法を実現し、オレフィン精製部１がオレフィン精製工程ｓ１を実行し、導出部２が原料供給工程ｓ２を実行し、水添反応部３が水添反応工程ｓ３および反応物供給工程ｓ４を実行し、分縮部４が分縮工程ｓ５を実行し、気相成分送出ポンプ６がリサイクル供給工程ｓ６を実行し、回収部５が回収工程ｓ７を実行する。
【００２４】
オレフィン精製部１は、後述の水添反応部３における水添反応時に用いられる原料オレフィンの元となる原料元オレフィン（以下、「粗オレフィン」という）を、銀イオンを含む分離体と接触させることによって、粗オレフィンから不純物を分離してオレフィンの精製物を得る。前記分離体としては、銀イオンがドープされた分離膜、銀イオンが担持された吸着剤、および銀イオンを含有する吸収液を挙げることができる。以下では、分離体として銀イオンを含有する吸収液を用いた場合を例として説明する。
【００２５】
図２Ａに示すように、オレフィン精製部１は、粗オレフィンシリンダ１１、吸収塔１３、放散塔１４、第１ミスト除去器１５、第２ミスト除去器１６、および脱水塔１８を含んで構成される。
【００２６】
粗オレフィンシリンダ１１は、オレフィンを主成分として含有する粗オレフィンが気体として充填されたシリンダであり、高圧条件下で粗オレフィンガスが封入されている。粗オレフィンガス中の主成分であるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、シクロプロペン、１−ブテン、２−ブテン、イソブテンなどが挙げられるが、常温（２５℃）で気体状のオレフィンであれば特に限定されるものではない。
【００２７】
本発明は、前記のオレフィンのうち、炭素数２または３のオレフィン（エチレン、プロピレンなど）を主成分として含有する粗オレフィンを用いた場合に特に効果的である。炭素数２または３のオレフィンを主成分として含有する粗オレフィンを用いた場合、本実施形態のパラフィン製造装置１００は、炭素数２または３のパラフィン（エタン、プロパン）を製造することになる。
【００２８】
粗オレフィンシリンダ１１から導出された粗オレフィンガスは、吸収塔１３に連続的に導入される。粗オレフィンシリンダ１１と吸収塔１３との間には、流量調整器１２が設けられた粗オレフィンガス導入管１１１が接続されている。粗オレフィンシリンダ１１から導出された粗オレフィンガスは、流量調整器１２で所定の流量に制御されて粗オレフィンガス導入管１１１内を流過して、吸収塔１３に導入される。吸収塔１３に導入される粗オレフィンガスの流量は、たとえば、吸収塔１３の塔断面積１ｍ２あたり１〜１００Ｌ／ｓｅｃである。
【００２９】
吸収塔１３は、中空の内部空間を有する密閉容器であり、その内部空間には銀イオン含有溶液からなる吸収液が貯留されている。この吸収液は、たとえば、所定の濃度に調製された硝酸銀水溶液である。粗オレフィンガス導入管１１１の一端部は、吸収塔１３の下部において吸収液中で開放している。粗オレフィンシリンダ１１から導出されて粗オレフィンガス導入管１１１内を吸収塔１３に向けて流れる粗オレフィンガスは、粗オレフィンガス導入管１１１の前記一端部から吸収液中に流れ込む。このようにして、粗オレフィンガスが、銀イオンを含有する吸収液と接触することになる。吸収液と接触した粗オレフィンガスは、吸収液に吸収される。粗オレフィンガス中の主成分であるオレフィンの吸収液に対する溶解度は、粗オレフィンガス中の不純物（たとえばパラフィン）の吸収液に対する溶解度に比べて相当に大きいので、オレフィンが優先的に吸収液に吸収される。
【００３０】
吸収塔１３内の吸収液（たとえば硝酸銀水溶液）については、濃度が高いほうが単位体積・単位時間あたりのオレフィンの吸収量が多くなるので好ましい。実用上の観点から、オレフィンがプロピレンの場合、硝酸銀水溶液の濃度は、例えば１〜６ｍｏｌ／Ｌの範囲とされ、より好ましくは３〜５ｍｏｌ／Ｌとされる。硝酸銀水溶液の温度については、低温であるほうがオレフィンの吸収量が多くなるので有利であり、たとえば０〜６０℃の範囲とされ、より好ましくは０〜４０℃とされる。吸収塔１３の内部圧力については、一定範囲では高圧であるほうがオレフィンの吸収量が多くなるので好ましい。実用上の観点から、吸収塔１３の内部圧力は、たとえば０．１〜０．８ＭＰａ（ゲージ圧：以下「（Ｇ）」と表記する）とされる。
【００３１】
また、吸収塔１３には、第１吸収液導出管１１２と第１ガス導出管１１４とが接続されている。第１吸収液導出管１１２は、その一端部が吸収塔１３の下部において吸収液中で開放しており、吸収塔１３内の吸収液（粗オレフィンガスが吸収された吸収液、以下「粗オレフィンガス吸収液」という）を塔外へ導出するための配管である。この第１吸収液導出管１１２は、その他端部が吸収液導入管１１３と接続されている。吸収塔１３から導出されて第１吸収液導出管１１２内を流れる粗オレフィンガス吸収液は、流量制御弁１１２Ａによって所定の流量に調整されて、吸収液導入管１１３を介して後述する放散塔１４に導入される。
【００３２】
第１ガス導出管１１４は、吸収塔１３の上部に接続されており、吸収塔１３内に貯留される吸収液に吸収されなかったガス（非吸収ガス）を塔外へ導出するための配管である。この第１ガス導出管１１４は、その一端部が吸収塔１３の上部に接続され、他端部が後述する第１ミスト除去器１５に接続されている。吸収塔１３から導出されて第１ガス導出管１１４内を流れる非吸収ガスは、第１ミスト除去器１５に導入される。
【００３３】
上記のように構成される吸収塔１３としては、たとえば、公知の気泡塔、充填塔、濡れ壁塔、スプレー塔、スクラバー、棚段塔などを採用することができる。また、吸収塔１３には、吸収塔１３内に貯留される吸収液を所望の温度に維持するための温度調整装置が取付けられている。この温度調整装置は、たとえば、気体または液体からなる温調媒体を、吸収塔１３の周囲に設けられたジャケットに通流させる。
【００３４】
吸収塔１３から導出された粗オレフィンガス吸収液は、吸収塔１３の内部圧力と放散塔１４の内部圧力との圧力差によって、吸収液導入管１１３を介して放散塔１４に導入される。なお、前記圧力差が小さい場合には、ポンプを用いて粗オレフィンガス吸収液を移送するようにしてもよい。放散塔１４に導入される粗オレフィンガス吸収液の流量は、流量制御弁１１２Ａによって調整され、たとえば、放散塔１４の塔断面積１ｍ２あたり０．１〜１０Ｌ／ｓｅｃである。
【００３５】
放散塔１４は、中空の内部空間を有する密閉容器であり、その内部空間には所定量の粗オレフィンガス吸収液を収容可能である。この放散塔１４は、その内部空間に収容された粗オレフィンガス吸収液に含まれるガス成分を放散させる。当該ガス成分を効率よく放散させる観点から、放散塔１４の内部温度は吸収塔１３に比べて高くされていることが好ましく、内部圧力は吸収塔１３に比べて低くされていることが好ましい。放散塔１４内の粗オレフィンガス吸収液の温度は、オレフィンがプロピレンの場合、たとえば１０〜７０℃が好ましく、２０〜７０℃がより好ましい。放散塔１４の内部圧力は、オレフィンがプロピレンの場合、たとえば−０．０９〜０．３ＭＰａ（Ｇ）が好ましく、０〜０．３ＭＰａ（Ｇ）がより好ましい。
【００３６】
また、放散塔１４には、第２ガス導出管１１５と第２吸収液導出管１１６とが接続されている。第２ガス導出管１１５は、放散塔１４の上部に接続されており、粗オレフィンガス吸収液から放散されたガス成分（以下、「放散ガス」という）を塔外へ導出するための配管である。この第２ガス導出管１１５は、その一端部が放散塔１４の上部に接続され、他端部が後述する第２ミスト除去器１６に接続されている。放散塔１４から導出されて第２ガス導出管１１５内を流れる放散ガスは、第２ミスト除去器１６に導入される。
【００３７】
第２吸収液導出管１１６は、その一端部が放散塔１４の下部において粗オレフィンガス吸収液中で開放しており、放散塔１４内の粗オレフィンガス吸収液（ガス成分が放散された吸収液、以下「ガス成分放散吸収液」という）を塔外へ導出するための配管である。この第２吸収液導出管１１６は、その他端部がポンプ１７を介して吸収塔１３の第１ガス導出管１１４の中間部分に接続されている。放散塔１４から導出されて第２吸収液導出管１１６内を流れるガス成分放散吸収液は、ポンプ１７によって送液されて、第１ガス導出管１１４を介して吸収塔１３内に戻される。
【００３８】
上記のように構成される放散塔１４としては、粗オレフィンガス吸収液が液分散させられる構成のものが好適であり、たとえば、公知の充填塔、スプレー塔などを採用することができる。また、放散塔１４には、放散塔１４内に収容される粗オレフィンガス吸収液を所望の温度に維持するための温度調整装置が取付けられている。
【００３９】
吸収塔１３から導出されて第１ガス導出管１１４内を流れる非吸収ガスは、第１ミスト除去器１５に導入される。第１ミスト除去器１５は、吸収塔１３から導出される非吸収ガスに含まれるミストを分離する。第１ミスト除去器１５には、当該第１ミスト除去器１５を通過したガスを装置外部に導くためのガス排出管１１７が接続されている。ガス排出管１１７には、第１圧力計１１７Ａおよび第１背圧弁１１７Ｂが設けられている。第１背圧弁１１７Ｂは、吸収塔１３の内部が所定の圧力となるように開度が制御される。
【００４０】
放散塔１４から導出されて第２ガス導出管１１５内を流過する放散ガスは、第２ミスト除去器１６に導入される。第２ミスト除去器１６に導入される放散ガスは、吸収塔１３において粗オレフィンガス中のオレフィンが優先的に吸収された粗オレフィンガス吸収液から放散したものであるので、粗オレフィンガスよりもオレフィン濃度が高まっている。第２ミスト除去器１６は、放散塔１４から導出される放散ガスに含まれるミストを分離する。第２ミスト除去器１６には、当該第２ミスト除去器１６を通過したガスを脱水塔１８に導くための第３ガス導出管１１８が接続されている。第３ガス導出管１１８には、第２圧力計１１８Ａおよび第２背圧弁１１８Ｂが設けられている。第２背圧弁１１８Ｂは、放散塔１４の内部が所定の圧力となるように開度が制御される。
【００４１】
脱水塔１８は、第２ミスト除去器１６から導出された、放散ガスからミストが除去されたガス（粗オレフィンガスよりもオレフィン濃度が高濃度化されたガス、以下「高濃度オレフィンガス」という）に含まれる水分を除去する。脱水塔１８には、水分を吸着する吸着剤が充填されている。このような吸着剤としては、シリカゲル、アルミナ、およびゼオライトなどを挙げることができ、ゼオライトとしては、モレキュラーシーブ３Ａ、モレキュラーシーブ４Ａ、およびモレキュラーシーブ１３Ｘなどを挙げることができる。脱水塔１８において水分が吸着除去された高濃度オレフィンガスは、後述する原料オレフィンシリンダ２１に供給されるものであり、粗オレフィンガスに含有されていた不純物が低濃度化され、かつオレフィンが高濃度化された高純度オレフィンとなる。このような高純度オレフィンは、脱水塔１８に接続される精製オレフィン導出管１１９を介して原料オレフィンシリンダ２１に導入される。
【００４２】
以上のような、粗オレフィンシリンダ１１、吸収塔１３、放散塔１４、第１ミスト除去器１５、第２ミスト除去器１６、および脱水塔１８を含んで構成されるオレフィン精製部１によれば、吸収塔１３内では、粗オレフィンシリンダ１１から粗オレフィンガス導入管１１１を介して粗オレフィンガスが導入されると、当該粗オレフィンガスが吸収液と接触し、順次吸収液に吸収される。吸収液に対するオレフィンの溶解度が、粗オレフィンガス中の不純物の溶解度に比べて相当に大きいので、粗オレフィンガス中の主成分であるオレフィンが優先的に吸収液に吸収される。そのため、吹き込まれた粗オレフィンガスが吸収液中を吸収されながら上昇するにつれて、当該ガス中においてはオレフィン濃度が低下する一方、不純物濃度は上昇する。
【００４３】
その一方、吸収塔１３内の吸収液については、吸収塔１３内で粗オレフィンガスを吸収した吸収液（粗オレフィンガス吸収液）が、吸収塔１３の下部から第１吸収液導出管１１２を介して所定流量で吸収塔１３外へ流出しつつ、放散塔１４内でガス成分を放散した吸収液（ガス成分放散吸収液）が、ポンプ１７によって送液されて、第１ガス導出管１１４を介して吸収塔１３の上部から吸収塔１３内に戻される。これによって、吸収塔１３内の吸収液においては、下向きの流れが生じている。したがって、粗オレフィンガス導入管１１１から吸収塔１３内に導入された粗オレフィンガスは、吸収塔１３内で下向きに流れる吸収液と向流接触し、当該接触により吸収液に吸収されなった非吸収ガスが吸収塔１３の上部空間へ吹き抜ける。当該非吸収ガスは、第１ガス導出管１１４を介して第１ミスト除去器１５に送られ、液体成分が分離除去された上で、ガス排出管１１７を介して系外へオフガスとして排出される。一方、第１ミスト除去器１５によって分離された液体成分は、液滴となって第１ガス導出管１１４を通じて落下し、吸収塔１３内に戻される。
【００４４】
このようにして、吸収塔１３では、連続的に供給される粗オレフィンガスが吸収液と接触することにより当該粗オレフィンガス中のオレフィンが優先的に吸収液に吸収される一方、非吸収ガスが塔外へ排出される。
【００４５】
放散塔１４内では、吸収塔１３から導出された粗オレフィンガス吸収液中のガス成分が放散される。粗オレフィンガス吸収液から放散された放散ガスは、第２ガス導出管１１５を介して第２ミスト除去器１６に送られ、液成分が除去された上で、第３ガス導出管１１８を介して脱水塔１８に送られて水分が吸着除去されて、高純度オレフィンとして原料オレフィンシリンダ２１に供給される。
【００４６】
放散塔１４内において、ガス成分が放散した吸収液は、第２吸収液導出管１１６を通じてポンプ１７によって第１ガス導出管１１４へと送出され、その後、吸収塔１３内に落下する。このとき、ポンプ１７によって送出される吸収液の流量は、吸収塔１３から放散塔１４へ流入する吸収液の流量と同程度とされている。これにより、吸収塔１３内の吸収液と放散塔１４内の吸収液とは、相互にバランスがとられて循環する。
【００４７】
このようにして、放散塔１４では、所定流量で流入し続ける吸収液のガス成分が放散するとともに放散ガスが塔外に導出されて、脱水塔１８を介して高純度オレフィンとして原料オレフィンシリンダ２１に供給されることになる。
【００４８】
たとえば、粗オレフィンシリンダ１１から導出される粗オレフィンガスが、プロピレンを主成分とする工業用ガスである場合、その粗オレフィンガスには、主な不純物としてプロパン、微量不純物として酸素、窒素、二酸化炭素、エタン、ブタンなどが含まれている。このような、プロピレンを主成分とする粗オレフィンガスを、オレフィン精製部１で精製すると飽和炭化水素が除去される。
【００４９】
すなわち、粗オレフィンシリンダ１１から導出される粗オレフィンガスを、オレフィン精製部１で精製することなく、水添反応部３に直接導入して水添反応を行った場合には、粗オレフィンガス中に含まれる不純物、エタン、ブタンなどの飽和炭化水素がそのまま残り、高純度のプロパンを生成することができない。
【００５０】
これに対して、本実施形態のパラフィン製造装置１００では、オレフィン精製部１によって精製された高純度の原料オレフィンを、水添反応部３で水添反応させる。オレフィン精製部１によって精製された高純度の原料オレフィン（オレフィンがプロピレンの場合）の不純物濃度は、たとえば、後述の実施例のように、プロパンが５０００ｐｐｍから１００ｐｐｍ以下になる。
【００５１】
本実施形態では、上記のような、不純物濃度が極めて低い高純度の原料オレフィンを、水添反応部３で水添反応させるので、高純度のパラフィンを生成することができる。
【００５２】
導出部２は、オレフィン精製部１において精製された高純度の原料オレフィン、原料水素およびパラフィンを、後述の水添反応部３に向けて導出する部分である。図２Ｂに示すように、導出部２は、貯留部として機能する原料オレフィンシリンダ２１、パラフィンシリンダ２２、および原料水素シリンダ２３から、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンをそれぞれ導出するように構成されている。
【００５３】
原料オレフィンシリンダ２１は、オレフィン精製部１の脱水塔１８から導出されて精製オレフィン導出管１１９内を流れて供給された高純度の原料オレフィンが気体として充填されたシリンダであり、高圧条件下で原料オレフィンガスが封入されている。
【００５４】
原料オレフィンシリンダ２１には、流量調整器２４、第１減圧弁２１１Ａおよび第１開閉弁２１１Ｂが設けられた原料オレフィン導出管２１１が接続されている。第１開閉弁２１１Ｂは、原料オレフィン導出管２１１の流路を開閉または閉鎖する弁である。第１開閉弁２１１Ｂが開放された状態で、原料オレフィンシリンダ２１から導出された原料オレフィンガスは、第１減圧弁２１１Ａで所定の圧力にされ、さらに流量調整器２４で所定の流量に制御されて原料オレフィン導出管２１１内を流れて、混合配管３１１を介して水添反応部３に導入される。水添反応部３に導入される原料オレフィンは、空間速度ＳＶが、１０〜１００００／ｈになるように調整されることが好ましく、１０〜１０００／ｈに調整されることがより好ましく、１０〜５００／ｈに調整されることが特に好ましい。
【００５５】
パラフィンシリンダ２２は、パラフィンが気体または液化ガスとして充填されたシリンダであり、高圧条件下でパラフィンガスが封入されている。パラフィンシリンダ２２に充填されるパラフィンは、水添反応部３に導入される原料オレフィンの炭素数と同じ炭素数を有するパラフィンであり、たとえば、水添反応部３に導入される原料オレフィンが炭素数３のプロピレンの場合には、パラフィンシリンダ２２に充填されるパラフィンは、炭素数３のプロパンである。
【００５６】
パラフィンシリンダ２２には、流量調整器２５、第２減圧弁２１２Ａおよび第２開閉弁２１２Ｂが設けられたパラフィン導出管２１２が接続されている。第２開閉弁２１２Ｂは、パラフィン導出管２１２の流路を開閉または閉鎖する弁である。第２開閉弁２１２Ｂが開放された状態で、パラフィンシリンダ２２から導出されたパラフィンガスは、第２減圧弁２１２Ａで所定の圧力にされ、さらに流量調整器２５で所定の流量に制御されてパラフィン導出管２１２内を流れて、混合配管３１１を介して水添反応部３に導入される。水添反応部３に導入されるパラフィンは、空間速度ＳＶが、１０〜１００００／ｈになるように調整されることが好ましく、１０〜１０００／ｈに調整されることがより好ましく、１０〜５００／ｈに調整されることが特に好ましい。
【００５７】
原料水素シリンダ２３は、原料水素が気体として充填されたシリンダであり、高圧条件下で水素ガスが封入されている。原料水素シリンダ２３に充填される水素ガスの純度は、９９〜９９．９９９９９モル％であり、好ましくは９９．９９９モル％以上である。高純度の原料オレフィンの水添反応に用いる水素ガスの純度が低いと、得られるパラフィンと水素との混合ガス中において、その他の不純物濃度が高くなる。
【００５８】
原料水素シリンダ２３には、流量調整器２６、第３減圧弁２１３Ａおよび第３開閉弁２１３Ｂが設けられた水素導出管２１３が接続されている。第３開閉弁２１３Ｂは、水素導出管２１３の流路を開閉または閉鎖する弁である。第３開閉弁２１３Ｂが開放された状態で、原料水素シリンダ２３から導出された水素ガスは、第３減圧弁２１３Ａで所定の圧力にされ、さらに流量調整器２６で所定の流量に制御されて水素導出管２１３内を流れて、混合配管３１１を介して水添反応部３に導入される。水添反応部３に導入される原料水素は、空間速度ＳＶが、１０〜１００００／ｈになるように調整されることが好ましく、１０〜１０００／ｈに調整されることがより好ましく、１０〜５００／ｈに調整されることが特に好ましい。
【００５９】
原料オレフィン導出管２１１内を流れる原料オレフィンと、パラフィン導出管２１２内を流れるパラフィンと、水素導出管２１３内を流れる水素ガスとは、混合配管３１１内で混合されて水添反応部３に導入される。
【００６０】
水添反応部３は、導出部２によって原料オレフィンシリンダ２１、パラフィンシリンダ２２および原料水素シリンダ２３からそれぞれ導出された原料オレフィン、原料水素およびパラフィンが供給される反応器３１を有する。
【００６１】
反応器３１は、中空の内部空間を有する密閉容器であり、その内部空間に触媒が充填されている。また、反応器３１には、反応器３１内を所望の温度に維持するための温度調整装置が取付けられている。反応器３１内では、パラフィンが存在した状態で、触媒の存在下で原料オレフィンと原料水素とを接触させて水添反応させることによってパラフィンを生成する。
【００６２】
反応器３１内に充填される触媒としては、還元触媒であれば特に限定されるものではないが、たとえば、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、およびニッケル（Ｎｉ）から選ばれる少なくとも１種を含む触媒であることが好ましく、パラジウム（Ｐｄ）を含む触媒であることが特に好ましい。このような触媒の存在下で高純度の原料オレフィンの水添反応を行うことによって、水添反応の効率を向上することができ、高純度のパラフィンの生産性を向上することができる。
【００６３】
なお、アルミナボールやセラミックボールなどと触媒とを混合した状態で、反応器３１内に充填するようにしてもよい。これによって、反応器３１内での水添反応に伴う発熱を抑制することができるので、反応温度を一定に保持することができる。
【００６４】
また、反応器３１内において、原料オレフィン、原料水素およびパラフィンの空間速度ＳＶは、１０〜１００００／ｈであることが好ましく、１０〜１０００／ｈであることがより好ましく、１０〜５００／ｈであることが特に好ましい。空間速度ＳＶが小さすぎる場合、使用する触媒量が多くなりコストが高くなる。空間速度ＳＶが大きすぎる場合、オレフィンがパラフィンに変質するように十分な水添が行われないおそれがある。
【００６５】
また、反応器３１内において、原料オレフィンと原料水素とのモル比は、原料オレフィン／原料水素＝１／１．１〜１／１０であることが好ましく、１／１．５〜１／１０であることがより好ましい。原料オレフィンに対する原料水素のモル比が小さすぎる場合、オレフィンをパラフィンに変質させる水添が十分に行われないおそれがある。原料オレフィンに対する原料水素のモル比が大きすぎる場合、生成されるパラフィン中に未反応の水素ガスが多く残り過ぎてしまう。
【００６６】
また、反応器３１内において、原料オレフィンとパラフィンとのモル比は、原料オレフィン／パラフィン＝１／５〜１／３０であることが好ましく、１／１０〜１／２５であることがより好ましい。原料オレフィンに対するパラフィンのモル比が小さすぎる場合、反応器３１内での水添反応に伴う発熱を抑制する効果が十分ではない。原料オレフィンに対するパラフィンのモル比が大きすぎる場合、原料オレフィンの水添反応により生成されるパラフィンの生成量が少なく成りすぎてしまう。
【００６７】
また、反応器３１内の温度は、０〜２００℃であることが好ましく、５０〜１５０℃であることが特に好ましい。温度が低すぎる場合、触媒を用いる水添反応が進みにくくなる。また、温度が高すぎる場合、オレフィンの分解が起こるおそれがある。
【００６８】
本実施形態のパラフィン製造装置１００では、反応器３１内における原料オレフィンからパラフィンを生成する水添反応が、パラフィンの存在下で行われるので、パラフィンが持つ顕熱により反応温度の上昇を抑えることができる。
【００６９】
たとえば、反応器３１内において、原料オレフィンとしてのプロピレンをパラジウム触媒の存在下で水添反応させてプロパンを生成する場合、プロピレンと水素ガスとのモル比が、プロピレン／水素＝１／１．１で瞬時に反応が起こったときには、反応温度が約９００℃となる。さらに、反応温度が高温になると、パラジウム触媒表面では、プロピレンまたはプロパンの分解が起こり、反応物中にメタンおよびエタンが数ｖｏｌ％生成される。
【００７０】
これに対して、プロピレンをパラジウム触媒の存在下で水添反応させるときに、水添反応開始時からパラフィンとしてプロパンを反応系に共存させると、具体的には、プロピレン／水素／プロパン＝１／１．１／２５のモル比でプロピレン、水素およびプロパンが共存した状態で水添反応が開始させると、反応温度を７５℃に抑えることができる。このように、反応温度の上昇を抑えることができるので、プロピレンまたはプロパンの分解が発生するのを抑制することができ、反応物中におけるメタン、エタンの濃度を各々５ｐｐｍ以下に抑えることができる。
【００７１】
また、反応器３１内の圧力は、０．０〜２．０ＭＰａ（Ｇ）であることが好ましい。たとえば、反応器３１内において原料オレフィンとしてのプロピレンを水添反応させてプロパンを生成する場合、反応器３１内の圧力は、０．０５〜０．７ＭＰａ（Ｇ）であることが好ましい。水添反応は、一般的に高圧条件下で促進される傾向であるが、圧力が低すぎる場合には、反応熱が多く発生し反応温度を安定させるための障害となる。また、圧力が高すぎる場合、原料オレフィンやパラフィンが気化せずに液体状で反応器３１内に収容される可能性があるので好ましくない。
【００７２】
反応器３１において水添反応が行われた後の該反応器３１内に存在するパラフィンを含む気体状の反応物は、反応物導出部として機能する反応物導出管３１２を流れて分縮部４に導入される。
【００７３】
分縮部４は、分縮器４１と、気相成分導出部として機能する気相成分導出管４１１と、液相成分導出部として機能する液相成分導出管４１３とを有する。
【００７４】
分縮器４１は、反応物導出管３１２を流れて分縮器４１内に供給される気体状の反応物を分縮する。具体的には、分縮器４１は、反応物中のパラフィンの一部が液化するように該反応物を分縮することによって液相成分と気相成分とに分離する。
【００７５】
分縮器４１としては多管式熱交換器、二重管式熱交換器、グラスライニング製熱交換器、コイル式熱交換器、螺旋型熱交換器、プレート式熱交換器、トロンボーン型熱交換器、不浸透黒鉛製熱交換器などを用いることができる。
【００７６】
分縮器４１の材質としては、鋳鉄、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌなどを好適に用いることができる。また、ガラス、耐熱ガラスや石英ガラスなどのガラス材質も好適に使用することができ、これらの材質を金属表面にコーティングした材料、たとえばグラスライニング材も分縮器４１に利用可能である。
【００７７】
また、分縮器４１における設定条件は、反応物中のパラフィンの一部が液化する条件であれば特に限定されるものではないけれども、分縮温度を−３５℃〜１５℃程度に設定することが好ましい。分縮温度が−３５℃未満である場合には、低温にするための特殊な寒剤が必要となり、それを冷やすためのエネルギーコストが増加する結果となるために好ましくない。また、分縮温度が１５℃を超える場合には、気相成分の圧力が高くなり耐圧の設備を要するので好ましくない。なお、分縮器４１内における分縮温度は、冷媒循環器４２を用いて所定温度に保持される。
【００７８】
また、分縮器４１内の圧力は、０．０５〜０．３ＭＰａ（Ｇ）であることが好ましい。この分縮器４１内の圧力は、第３圧力計４１Ａにより監視される。
【００７９】
分縮器４１における分縮操作により、気体状の反応物中のパラフィンの一部が分縮により液化して液相成分となり、液化されなかった部分は気体のまま残存して気相成分となる。分縮器４１には、気相成分導出管４１１、気相成分排出管４１２および液相成分導出管４１３が接続されている。
【００８０】
気相成分導出管４１１は、一端部が分縮器４１に接続され、他端部が混合配管３１１に接続された配管である。気相成分導出管４１１には、一端部と他端部との間に、リサイクル供給部として機能する気相成分送出ポンプ６が接続されている。また、気相成分導出管４１１には、流量調整器４３、第４開閉弁４１１Ａおよび第５開閉弁４１１Ｂが設けられており、気相成分導出管４１１において、気相成分送出ポンプ６と分縮器４１との間に第４開閉弁４１１Ａが設けられ、気相成分送出ポンプ６と混合配管３１１との間に流量調整器４３および第５開閉弁４１１Ｂが設けられている。
【００８１】
分縮器４１によって分離された気相成分には、反応物中に含有されていた一部のパラフィン、水素およびオレフィンなどが含まれている。気相成分送出ポンプ６は、分縮器４１から導出されて気相成分導出管４１１内を流れる気相成分を再利用原料およびパラフィンとして反応器３１に向けて移送し、該再利用原料およびパラフィンを反応器３１に供給する。
【００８２】
気相成分送出ポンプ６としては、往復式ポンプ、回転式ポンプなどを挙げることができる。なお、分縮器４１から導出された気相成分を再利用原料およびパラフィンとして反応器３１に供給するためのリサイクル供給部としては、ポンプ式の気相成分送出ポンプ６に限定されるものではなく、たとえば、ターボブロワ、容積ブロワ、遠心ファン、斜流ファン、軸流ファン、レシプロ圧縮機（往復圧縮機）、スクリュー圧縮機、ダイヤフラム圧縮機、遠心式圧縮機などの送風機を用いることもできる。
【００８３】
分縮器４１から導出された気相成分（再利用原料およびパラフィン）は、第４開閉弁４１１Ａおよび第５開閉弁４１１Ｂが開放された状態で、流量調整器４３によって流量が調整されて、気相成分導出管４１１および混合配管３１１を流れて反応器３１に導入される。このようにして反応器３１に導入された再利用原料およびパラフィンは、反応器３１内における水添反応に用いられる。したがって、原料オレフィンシリンダ２１から導出されて反応器３１に供給される原料オレフィンの量、パラフィンシリンダ２２から導出されて反応器３１に供給されるパラフィンの量、原料水素シリンダ２３から導出されて反応器３１に供給される水素の量は、反応器３１に導入される再利用原料およびパラフィン中に含まれるオレフィン、パラフィンおよび水素の量に応じて調整される。
【００８４】
気相成分排出管４１２は、一端部が分縮器４１に接続され、他端部が外部空間に開放した配管である。この気相成分排出管４１２には、気相成分排出管４１２の流路を開放または閉鎖する第６開閉弁４１２Ａが設けられている。気相成分導出管４１１に設けられた第４開閉弁４１１Ａが閉鎖された状態で、第６開閉弁４１２Ａが開放されることによって、分縮器４１の気相成分が気相成分排出管４１２内を流れて、装置外部に排出されることになる。
【００８５】
液相成分導出管４１３は、一端部が分縮器４１に接続され、他端部が回収部５の回収容器５１に接続された配管である。この液相成分導出管４１３には、液相成分導出管４１３の流路を開放または閉鎖する第７開閉弁４１３Ａが設けられている。
【００８６】
分縮器４１によって分離された液相成分は、精製されたパラフィンである。第７開閉弁４１３Ａが開放されることによって、分縮器４１の液相成分であるパラフィンの精製物が液相成分導出管４１３内を流れて、分縮器４１から回収容器５１に向けて導出されることになる。
【００８７】
回収部５は、回収容器５１を有する。回収容器５１は、分縮器４１から導出されて液相成分導出管４１３内を流れる、分縮器４１の液相成分を、液体状のパラフィンの精製物（以下、「精製パラフィン」という）として回収し、その精製パラフィンを貯留するための容器である。回収容器５１は、その内部温度が、冷媒循環器５２を用いて所定温度に保持される。
【００８８】
また、回収容器５１は、回収容器５１の上部に気相が形成されるように、液体状の精製パラフィンを貯留する。回収容器５１の気相側の上部には、回収気相成分導出管５１１と回収気相成分排出管５１２とが接続されている。
【００８９】
回収気相成分導出管５１１は、一端部が回収容器５１に接続され、他端部が混合配管３１１に接続された配管である。回収気相成分導出管５１１には、回収気相成分導出管５１１の流路を開放または閉鎖する第８開閉弁５１１Ａと、流量調整器５３とが設けられている。
【００９０】
回収容器５１に貯留される液体状の精製パラフィンには、低沸点物質の水素などが含まれている場合がある。このような、精製パラフィンに含まれる水素などの低沸点物質は、冷媒循環器５２により所定温度に保持される回収容器５１内において、気相に濃縮される。
【００９１】
回収気相成分導出管５１１に設けられる第８開閉弁５１１Ａが開放されることによって、回収容器５１の上部に形成された気相成分は、流量調整器５３で流量が調整されながら、回収気相成分導出管５１１内を流れて、混合配管３１１を介して反応器３１に供給される。このようにして反応器３１に導入される、回収容器５１の気相成分は、反応器３１内における水添反応に用いられる。
【００９２】
回収気相成分排出管５１２は、一端部が回収容器５１に接続され、他端部が外部空間に開放した配管である。この回収気相成分排出管５１２には、回収気相成分排出管５１２の流路を開放または閉鎖する第９開閉弁５１２Ａが設けられている。回収気相成分導出管５１１に設けられた第８開閉弁５１１Ａが閉鎖された状態で、第９開閉弁５１２Ａが開放されることによって、回収容器５１の気相成分が回収気相成分排出管５１２内を流れて、装置外部に排出されることになる。
【００９３】
以上のように、本実施形態のパラフィン製造装置１００では、オレフィン精製部１によって精製された高純度のオレフィンを、反応器３１でパラフィンおよび触媒存在下で水素と接触させて水添反応を行うことによって、高純度のパラフィンを得ることができる。
【００９４】
また、反応器３１における水添反応は、パラフィンシリンダ２２から導出されて反応器３１に供給されたパラフィンの存在下で行われるので、反応温度の上昇を抑制することができ、その結果、オレフィンまたはパラフィンの分解が発生するのを抑制することができる。
【００９５】
また、反応器３１における水添反応により得られた反応物は、分縮器４１により液相成分と気相成分とに分離され、その液相成分を精製パラフィンとして回収容器５１にて回収するので、高純度の精製パラフィンを得ることができる。
【００９６】
さらにまた、パラフィン製造装置１００は、分縮器４１の気相成分、および回収容器５１の気相成分が、反応器３１に導入されるように構成されているので、各気相成分に含まれるオレフィン、パラフィンおよび水素を水添反応時の原料として再利用することができる。
【００９７】
図３は、本発明の第２実施形態に係るパラフィン製造装置２００の構成を示す図である。本実施形態のパラフィン製造装置２００は、前述のパラフィン製造装置１００に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。パラフィン製造装置２００は、リサイクル供給部の構成が、前述のパラフィン製造装置１００と異なる。パラフィン製造装置１００がリサイクル供給部として気相成分送出ポンプ６を備えているのに対して、パラフィン製造装置２００は、リサイクル供給部としてガスエジェクタ２０１を備えている。このパラフィン製造装置２００は、パラフィン製造装置１００と同様にオレフィン精製部１を備えるけれども、図３ではオレフィン精製部１を省略している。
【００９８】
ガスエジェクタ２０１は、混合配管３１１において、導出部２と反応器３１との間に設けられる。さらに、このガスエジェクタ２０１には、気相成分導出管４１１の分縮器４１に接続される側とは反対側の他端部が接続されている。
【００９９】
ガスエジェクタ２０１は、分縮器４１から導出されて気相成分導出管４１１内を流れる、分縮器４１の気相成分を、反応器３１に供給する。ガスエジェクタ２０１は、噴射気体流を駆動源とする、機械的駆動部を有さない真空ポンプであり、一般的に市販されているものを用いることができる。このような、機械的駆動部を有さないガスエジェクタ２０１を、リサイクル供給部として用いることによって、不純物汚染が低減された再利用原料およびパラフィンを、反応器３１に導入することができる。
【実施例】
【０１００】
以下に、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
【０１０１】
（実施例１）
＜高純度プロピレンの製造＞
工業用プロピレン（三井化学製、純度９９．５％）を、吸収液として硝酸銀水溶液を用いた図２Ａに示すオレフィン精製部に供給して精製した。具体的には、気泡塔からなる吸収塔および放散塔として、それぞれ、ステンレス製の円筒管（内径５４．９ｍｍ×高さ５００ｍｍ、容積１１８５ｍＬ）を用いた。吸収塔には、５ｍｏｌ／Ｌの硝酸銀水溶液を７３５ｍＬ（吸収液の液面高さ３１０ｍｍ）貯留させ、放散塔には、同濃度の硝酸銀水溶液を３５５ｍＬ（吸収液の液面高さ１５０ｍｍ）貯留させた。
【０１０２】
吸収塔における条件としては、内部圧力を０．５ＭＰａ（Ｇ）とし、内部温度を２５℃とした。放散塔における条件としては、内部圧力を０．１ＭＰａ（Ｇ）とし、内部温度を２５℃とした。吸収塔および放散塔に貯留された硝酸銀水溶液は、流量が２５ｍＬ／ｍｉｎとなるように循環させた。放散塔では、放散ガス（精製プロピレンガス）が６３７ｍＬ／ｍｉｎで導出され、回収率は９６．１モル％で、純度は９９．９９モル％であった。また、吸収塔では、非吸収ガスが２６ｍＬ／ｍｉｎで排出され、排出率は３．９モル％であった。
【０１０３】
このようにして得られた精製された高純度のプロピレンを、反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１０４】
＜プロパンの生成＞
反応器として、ステンレス製の円筒管（内径１２．４ｍｍ×高さ１００ｍｍ）を用いた。反応器には、Ｐｄ（０．５重量％）／Ａｌ２Ｏ３触媒（Ｎ１１８２ＡＺ、日揮触媒化成製）を１０ｍＬ充填した。この反応器に、前述のようにして精製された原料プロピレンガス（純度９９．９９モル％）を流量４０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ、０℃，１ａｔｍにおける流量に換算した値であることを示す）で供給し、原料水素ガス（住友精化株式会社製、ＥＧグレード、純度９９．９９９９モル％）を流量６０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、プロパンガス（ＡＧＴ社製、純度９９．９９９モル％）を流量４００ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給した。反応器内における各ガスのモル比は、プロピレン／水素／プロパン＝２／３／２０（＝１／１．５／１０）であった。反応器における水添反応条件としては、内部圧力を０．３ＭＰａ（Ｇ）とした。
【０１０５】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は１００℃であった。また、水添反応後に反応器から導出された反応物はプロパンを主成分とするガスであった。この反応物に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、プロピレン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であり、メタンおよびエタン濃度がそれぞれ１ｖｏｌｐｐｍ以下であった。
【０１０６】
（実施例２）
＜高純度プロピレンの製造＞
実施例１と同様にして、精製された高純度のプロピレンを得て、この高純度のプロピレンを反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１０７】
＜プロパンの生成＞
反応器として、ステンレス製の円筒管（内径１２．４ｍｍ×高さ１００ｍｍ）を用いた。反応器には、Ｒｈ（０．５重量％）／Ａｌ２Ｏ３触媒（アルドリッチ社製）を１０ｍＬ充填した。この反応器に、前述のようにして精製された原料プロピレンガス（純度９９．９９モル％）を流量４０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、原料水素ガス（純度９９．９９９９モル％）を流量６０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、プロパンガス（純度９９．９９９モル％）を流量２００ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給した。反応器内における各ガスのモル比は、プロピレン／水素／プロパン＝２／３／１０（＝１／１．５／５）であった。反応器における水添反応条件としては、内部圧力を０．３ＭＰａ（Ｇ）とした。
【０１０８】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は２００℃であった。また、水添反応後に反応器から導出された反応物はプロパンを主成分とするガスであった。この反応物に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、プロピレン濃度が２ｖｏｌｐｐｍであり、メタン濃度が４ｖｏｌｐｐｍであり、エタン濃度が６ｖｏｌｐｐｍであった。
【０１０９】
（実施例３）
＜高純度エチレンの製造＞
エチレン（住友精化株式会社製、ＰＵＲＥグレード、純度９９．９％）を、吸収液として硝酸銀水溶液を用いた図２Ａに示すオレフィン精製部に供給して精製した。吸収塔には、３ｍｏｌ／Ｌの硝酸銀水溶液を２３７ｍＬ（吸収液の液面高さ１００ｍｍ）貯留させ、放散塔には、同濃度の硝酸銀水溶液を３５５ｍＬ（吸収液の液面高さ１５０ｍｍ）貯留させた。
【０１１０】
吸収塔における条件としては、内部圧力を０．５ＭＰａ（Ｇ）とし、内部温度を２５℃とした。放散塔における条件としては、内部圧力を０．１ＭＰａ（Ｇ）とし、内部温度を４０℃とした。吸収塔および放散塔に貯留された硝酸銀水溶液は、流量が２５ｍＬ／ｍｉｎとなるように循環させた。放散塔では、放散ガス（精製エチレンガス）が７６０ｍＬ／ｍｉｎで導出され、回収率は９５．０モル％で、純度は９９．９９モル％であった。また、吸収塔では、非吸収ガスが４０ｍＬ／ｍｉｎで排出され、排出率は５．０モル％であった。
【０１１１】
このようにして得られた精製された高純度のエチレンを、反応器に供給する原料エチレンとして用いた。
【０１１２】
＜エタンの生成＞
反応器として、ステンレス製の円筒管（内径１２．４ｍｍ×高さ１００ｍｍ）を用いた。反応器には、Ｐｄ（０．５重量％）／Ａｌ２Ｏ３触媒（Ｎ１１８２ＡＺ、日揮触媒化成製）を１０ｍＬ充填した。この反応器に、前述のようにして精製された原料エチレンガス（純度９９．９９モル％）を流量４０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、原料水素ガス（純度９９．９９９９モル％）を流量６０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、エタンガス（住友精化株式会社製、純度９９．９モル％以上）を流量２００ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給した。反応器内における各ガスのモル比は、エチレン／水素／エタン＝２／３／１０（＝１／１．５／５）であった。反応器における水添反応条件としては、内部圧力を０．３ＭＰａ（Ｇ）とした。
【０１１３】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は１００℃であった。また、水添反応後に反応器から導出された反応物はエタンを主成分とするガスであった。この反応物に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、エチレン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であり、メタンは検出されなかった。
【０１１４】
（実施例４）
＜高純度プロピレンの製造＞
実施例１と同様にして、精製された高純度のプロピレンを得て、この高純度のプロピレンを反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１１５】
＜プロパンの生成＞
反応器内におけるプロピレン、水素およびプロパンの各ガスのモル比を、プロピレン／水素／プロパン＝１／１．１／１０としたこと以外は実施例１と同様にして、プロパンを主成分とする反応物を得た。
【０１１６】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は１００℃であった。また、水添反応後に反応器から導出された反応物はプロパンを主成分とするガスであった。この反応物に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、プロピレン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であり、メタン濃度が４ｖｏｌｐｐｍであり、エタン濃度が３ｖｏｌｐｐｍであった。
【０１１７】
（実施例５）
＜高純度プロピレンの製造＞
実施例１と同様にして、精製された高純度のプロピレンを得て、この高純度のプロピレンを反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１１８】
＜プロパンの生成＞
反応器内におけるプロピレン、水素およびプロパンの各ガスのモル比を、プロピレン／水素／プロパン＝１／１．３／１０としたこと以外は実施例１と同様にして、プロパンを主成分とする反応物を得た。
【０１１９】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は１００℃であった。また、水添反応後に反応器から導出された反応物はプロパンを主成分とするガスであった。この反応物に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、プロピレン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であり、メタンおよびエタン濃度がそれぞれ１ｖｏｌｐｐｍ以下であった。
【０１２０】
（実施例６）
＜高純度プロピレンの製造＞
実施例１と同様にして、精製された高純度のプロピレンを得て、この高純度のプロピレンを反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１２１】
＜プロパンの生成＞
反応器として、ステンレス製の円筒管（内径１２．４ｍｍ×高さ１００ｍｍ）を用いた。反応器には、Ｐｄ（０．５重量％）／Ａｌ２Ｏ３触媒（Ｎ１１８２ＡＺ、日揮触媒化成製）を１０ｍＬ充填した。この反応器に、前述のようにして精製された原料プロピレンガス（純度９９．９９モル％）を流量４０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、原料水素ガス（純度９９．９９９９モル％）を流量６０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、プロパンガス（純度９９．９９９モル％）を流量４００ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給した。反応器内における各ガスのモル比は、プロピレン／水素／プロパン＝２／３／２０（＝１／１．５／１０）であった。反応器における水添反応条件としては、内部圧力を０．３ＭＰａ（Ｇ）とした。
【０１２２】
さらに、水添反応後に反応器から導出された反応物を分縮器（伝熱面積１３０ｃｍ２、ＳＵＳ３０４製）に供給した。この分縮器（温度：−２５℃、圧力：０．１ＭＰａ（Ｇ））において、反応物中のプロパンの一部が液化するように反応物を分縮した。分縮器における液相成分をプロパンの精製物として回収容器にて回収し、この回収容器で液体状のプロパン（４Ｌ）を貯留した。また、リサイクル供給部としてダイヤフラム式ポンプを用いて、分縮器における気相成分を再利用原料およびプロパンとして反応器に供給した。なお、分縮器の稼動条件として、分縮器の入口流量（反応器から導出された反応物の供給流量）に対する分縮器の出口流量（気相成分として反応器に向けて導出された再利用原料およびプロパンの導出流量）の百分率（コンデンサーカット率）を、２％に設定した。
【０１２３】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は１００℃であった。また、パラフィン製造装置の稼動を６時間継続し、その６時間後に、液体状のプロパンが貯留された回収容器の上部に形成された気相成分に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、プロピレン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であり、メタン濃度が２ｖｏｌｐｐｍであり、エタン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であった。
【０１２４】
また、回収容器内に液体状のプロパンが貯留された状態で、回収気相成分排出管に設けられた第９開閉弁を開放させて、回収容器の上部に形成された気相成分の一部を装置外部に排出させた。その後、第９開閉弁を閉鎖し、回収容器の上部に形成された気相成分に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、メタン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下となった。
【０１２５】
（実施例７）
＜高純度プロピレンの製造＞
実施例１と同様にして、精製された高純度のプロピレンを得て、この高純度のプロピレンを反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１２６】
＜プロパンの生成＞
リサイクル供給部としてダイヤフラム式ポンプに代えて、ガスエジェクタ（９１−０７ｕ、中島銅工社製）を用いたこと以外は実施例６と同様にして、液体状のプロパンを回収容器に回収した。
【０１２７】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は１００℃であった。また、パラフィン製造装置の稼動を６時間継続し、その６時間後に、液体状のプロパンが貯留された回収容器の上部に形成された気相成分に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、プロピレン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であり、メタン濃度が２ｖｏｌｐｐｍであり、エタン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下であった。
【０１２８】
また、回収容器内に液体状のプロパンが貯留された状態で、回収気相成分排出管に設けられた第９開閉弁を開放させて、回収容器の上部に形成された気相成分の一部を装置外部に排出させた。その後、第９開閉弁を閉鎖し、回収容器の上部に形成された気相成分に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、メタン濃度が１ｖｏｌｐｐｍ以下となった。
【０１２９】
（比較例１）
＜高純度プロピレンの製造＞
実施例１と同様にして、精製された高純度のプロピレンを得て、この高純度のプロピレンを反応器に供給する原料プロピレンとして用いた。
【０１３０】
＜プロパンの生成＞
反応器として、ステンレス製の円筒管（内径１２．４ｍｍ×高さ１００ｍｍ）を用いた。反応器には、Ｐｄ（０．５重量％）／Ａｌ２Ｏ３触媒（Ｎ１１８２ＡＺ、日揮触媒化成製）を１０ｍＬ充填した。この反応器に、前述のようにして精製された原料プロピレンガス（純度９９．９９モル％）を流量４０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給し、原料水素ガス（純度９９．９９９９モル％）を流量６０ｍＬ／ｍｉｎ（ＮＴＰ）で供給した。比較例１では、水添反応でプロパンガスの供給は行わなかった。反応器内における各ガスのモル比は、プロピレン／水素＝２／３（＝１／１．５）であった。反応器における水添反応条件としては、内部圧力を０．３ＭＰａ（Ｇ）とした。
【０１３１】
＜結果＞
反応器における水添反応時の反応温度は３５０℃であり、反応温度の上昇を抑制することができなかった。また、水添反応後に反応器から導出された反応物はプロパンを主成分とするガスであった。この反応物に含まれる不純物の濃度をガスクロマトグラフィー（ＦＩＤ）により分析したところ、メタン濃度が８００ｖｏｌｐｐｍであり、エタン濃度が６００ｖｏｌｐｐｍであった。なお、プロピレン濃度は、検出ピークがプロパンと重なってしまったため、測定不能であった。
【０１３２】
実施例１〜７および比較例１の評価結果から明らかなように、反応器における水添反応が、反応開始時からパラフィンの存在下で行われることによって、反応温度の上昇を抑制することができ、その結果、オレフィンまたはパラフィンの分解が発生するのを抑制し、高純度のパラフィンを得ることができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１  オレフィン精製部
２  導出部
３  水添反応部
４  分縮部
５  回収部
６  気相成分送出ポンプ
３１  反応器
４１  分縮器
５１  回収容器
１００，２００  パラフィン製造装置
２０１  ガスエジェクタ
【図１】
2014091733.tif 000003
【図２Ａ】
2014091733.tif 000004
【図２Ｂ】
2014091733.tif 000005
【図３】
2014091733.tif 000006