(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器、ストリッパーおよび再生器を含む循環流動層反応器を用いた、ナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴うナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスであって、ナフサを、反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置に供給し、メタノールを、反応器の底部から反応器の全長の１５％〜４５％の間の位置に供給する、前記プロセス。
【請求項２】
ナフサが、Ｃ４〜Ｃ１２の飽和炭化水素または不飽和炭化水素を含む、請求項１に記載のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセス。
【請求項３】
ナフサが、全種類のナフサ、軽質ナフサ、ラフィネート油およびそれらの混合物からなる群から選択される１以上の材料である、請求項１に記載のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセス。
【請求項４】
触媒が、循環流動層反応器内で循環され、この時点で、触媒が、ＺＳＭ−５またはＳＡＰＯ−３４を触媒成分、バインダーおよびマトリックスとして含む直径２０〜２００μｍの成形された球状または楕円形の触媒である、請求項１に記載のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセス。
【請求項５】
ナフサおよびメタノールの供給比率が、１重量部：０．２〜１．４重量部である、請求項１に記載のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセス。
【請求項６】
ナフサおよびメタノールのクラッキング反応が、６００〜７００℃の温度で、かつ空間速度５ｈ−１〜３０ｈ−１で行われる、請求項１に記載のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセス。
【請求項７】
反応器中のナフサおよびメタノールの滞留時間が１〜５秒である、請求項１に記載のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセス。
【請求項８】
反応器、ストリッパーおよび再生器を含む循環流動層反応器を使用してナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴うナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスにより軽質オレフィンの収率を増加させる方法であって、ナフサを反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置に供給し、メタノールを反応器の底部から反応器の全長の１５％〜４５％の間の位置に供給する、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、循環流動層反応器を用いたナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴うナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスを通してエチレンおよびプロピレンなどの軽質オレフィンを調製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エチレンやプロピレンなどの軽質オレフィンは、石油化学産業における基本的な原料であり、８００℃以上で実施される高温熱分解プロセスによって主にナフサから製造されている。この時、当該プロセスは吸熱反応であり、エネルギー消費が大きいことを示している。近年、エチレンを選択的に製造する天然ガスクラッカーの増加により、ナフサクラッカーの競争力が減少している。そこで、プロピレンを選択的に製造できるオレフィンの新規な製造方法の開発が求められている。
【０００３】
近年、韓国化学技術研究所、ＳＫイノベーション、ＫＢＲは、ＡＣＯＴＭ（Advanced Catalytic Olefins（改良型触媒オレフィン））プロセス、触媒ナフサクラッキングプロセスを開発し、それは、従来の熱分解プロセス（韓国特許第10-0651329号、韓国特許第10-0632563号）に比べて、プロピレンの収率を少なくとも１００％向上させている。
【０００４】
一方で、ＭＴＯ（Methanol to Olefin（メタノールからオレフィン））技術が、オレフィンを調製するための新規の技術として導入されており、ここでメタノールは、石炭または天然ガスからガス化または改質を通して製造され、上記で得られたメタノールから軽質オレフィンが製造されている。軽質オレフィンを製造するためのナフサの熱分解プロセスは吸熱反応であり、メタノールから軽質オレフィンを製造するためのＭＴＯ反応は発熱反応である。したがって、反応中に大量の熱が生成され、これを除去しなければならない。ＭＴＯプロセスは、米国のＵＯＰ、および中国のＤＩＣＰなどで開発されており、現在はオレフィンの工業生産のために全面的に運用されている。
【０００５】
上述したように、炭化水素クラッキングプロセスは吸熱反応であり、メタノールクラッキングプロセスは発熱反応である。したがって、熱中和のために上記２つのプロセスのカップリング反応が提案されている。Nowakらによれば、Ｃ４炭化水素がメタノール転化プロセス（Appl.Catal.A,50,(1989)149-155）において添加される場合、熱中和が可能である。このプロセスにメタノールとｎ−ブタンを１：３の割合で添加するとき、軽質オレフィンの製造のためのクラッキング反応を余分なエネルギー供給または除去なしで誘発することができる。
【０００６】
しかしながら、炭化水素であるナフサクラッキングプロセスよりもメタノールクラッキングプロセスの方が速く進む。したがって、２つの単純なカップリング反応は多くの副産物を生成するため、軽質オレフィンの収率増加において不利である。
【０００７】
そこで、本発明者らは、ナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴うナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスについて検討した。研究の過程で、循環流動層反応器を用いてナフサおよびメタノールのクラッキング反応を同時に実施し、反応器内のナフサおよびメタノールの導入位置を調節することにより、軽質オレフィンの収率を増加できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスにおけるメタノールの急速なクラッキング反応に付随するメタン、エタン、およびプロパンなどの軽質飽和炭化水素の生成を最小限にして、軽質オレフィンの収率を増加させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、反応器、ストリッパーおよび再生器を含む循環流動層反応器を用いたナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴うナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスを提供し、ここで、ナフサは反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給され、メタノールは反応器の底部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。
【００１０】
本発明はまた、反応器、ストリッパーおよび再生器を含む循環流動層反応器を用いたナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴うナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスによって製造される軽質オレフィンを提供し、ここで、ナフサは反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給され、メタノールは反応器の底部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。
【００１１】
さらに、本発明は、反応器、ストリッパー、および反応器を含む循環流動層反応器を用いたナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を伴う、ナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスを介して軽質オレフィンの収率を増加させる方法を提供し、ここで、ナフサは反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給され、メタノールは反応器の底部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によって提供される触媒クラッキング反応プロセスは、循環流動層反応器を使用し、ナフサおよびメタノールの反応器内での異なる導入位置を有することによって、ナフサおよびメタノールを同時にクラックすることができ、これは熱中和のために有利であるため、エネルギー消費が最小化され、また、軽質オレフィンの収率も、メタン、エタンおよびプロパンなどの軽質飽和炭化水素の生成を抑制することによって改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の触媒クラッキング反応プロセスにおいて使用される循環流動層反応器の実施例を示す概略図である。
【図２】図２は、比較例１に記載されたのと同じ条件下で、メタノールと軽質ナフサの重量比が０％から１００％まで変化される間の反応器の入口温度と出口温度との差を示すグラフである。
【００１４】
【図３】図３は、本発明の実施例１〜４および比較例１および２のプロセスのメタンの収率を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施例１〜４および比較例１および２のプロセスの軽質オレフィンの収率を示すグラフである。
【００１５】
【図５】図５は、本発明の実施例１〜４および比較例１および２のプロセス後の反応器温度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、反応器、ストリッパーおよび再生器を含む循環流動層反応器を用いたナフサおよびメタノールの同時クラッキングを伴う、ナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスを提供し、ここで、ナフサは反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給され、メタノールは反応器の底部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。
【００１７】
この時のナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスを実施する循環流動層反応器の例を図１に示す。
以下、循環流動層反応器の例を示す図１の概略図を参照して、本発明のクラッキング反応プロセスをより詳細に説明する。
【００１８】
反応速度および反応熱が異なるナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応における、エネルギー効率を増加させるために、従来の技術および方法は熱中和の実現にのみに焦点を当てていた。しかしながら、熱中和のためだけに提案されたこのアイデアは、２つの反応物を同時に導入した後に軽質オレフィンを高収率で得るには不十分であるため、各反応物の反応速度を考慮して正確に接触時間を調節する必要がある。
【００１９】
前記問題を克服するために、本発明は循環流動層反応器を使用し、ナフサおよびメタノールの両方と触媒との接触タイミングをより正確に制御するために、炭化水素およびメタノールの導入位置を調節した。
【００２０】
ナフサおよびメタノールのクラッキング反応の際に、反応物と触媒との接触時間が短いと、クラッキング反応が円滑にならず、中間生成物である、エチレンやプロピレンなどの軽質オレフィンが完全にクラッキングされない。一方で、両者間の接触時間が長すぎると、副反応が誘発され、大量の望ましくない副産物が生じる。したがって、反応物と触媒との間の接触時間を調節することが重要である。
【００２１】
特に、メタノールのクラッキング速度は、炭化水素であるナフサのクラッキング速度よりも少なくとも１０倍速い。２つの反応物が同時に導入される場合、メタノールはより長く滞在し、メタン、エタンおよびプロパンなどの軽質飽和炭化水素の生成およびＢＴＸの生成が増加する。この問題を解決するためには、メタノールの滞在を短くする必要があり、ナフサおよびメタノールの導入位置を調整することが好ましい。
【００２２】
本発明の触媒クラッキング反応プロセスで使用される循環流動層反応器（１００）は、好ましくは、反応器（１０）、ストリッパー（２０）、および再生器（３０）を含む。
【００２３】
本明細書において、反応器（１０）は、好ましくはライザー（riser）であり得る。ライザーの長さは、好ましくは５〜１５ｍで、直径は１／４〜１インチであるが、必ずしもこれらに限定されない。反応器（１０）はまた、ナフサおよびメタノールがそれを通して供給される管を含むことができる。本発明の触媒クラッキング反応プロセスにおけるナフサおよびメタノールの導入位置は変化するため、ナフサおよびメタノールの供給のための管が別々に形成される。
【００２４】
ストリッパー（２０）は、ナフサおよびメタノールから生成された生成ガスを排出するシリンダー（２１）を含むことができる。再生器（３０）は、ストリッパーの下方に位置づけられ、反応器は、ストリッパーと再生器を分離し、触媒と燃料ガスの循環流を調節するためのバルブ（２２）をさらに含むことができる。
【００２５】
再生器（３０）は、燃料ガス（ナフサおよびメタノール）を排出するシリンダ（３１）を含むことができる。再生器には触媒が充填され、下部にはそれを通して空気が供給される管が設けられている。反応器（１０）は、好ましくは、再生器の下部に接続される。再生器は、再生器および反応器を分割し、触媒および燃料ガスの循環を調節するためのバルブ（３２）を含むこともできる。
【００２６】
本発明の触媒クラッキング反応プロセスでは、循環流動層反応器を、ナフサおよびメタノールを同時にクラックするために使用する。この時、ナフサは反応器の下部に供給され、メタノールはかかる下部から離れた別の位置に供給される。メタノールの導入位置は、反応温度、循環触媒の容量、反応物の導入量によって変化し得るが、好ましくは、反応器の全長の下部から１０％〜８０％の間の位置であり得る。異なる導入位置で熱中和を達成することができ、軽質オレフィンの収率を最も増加させることができる。
【００２７】
ナフサおよびメタノールの触媒との接触時間をより正確に調節するために、ナフサは、反応器の下部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給される。その間、メタノールは、反応器の下部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。より好ましくは、メタノールは、反応器の下部から反応器の全長の１５％〜４５％の間の位置で供給される。
【００２８】
この時、反応物として使用されるナフサはＣ４〜Ｃ１２の飽和炭化水素または不飽和炭化水素を含むことができ、それは、すべての種類のナフサ、軽質ナフサ、ラフィネート油およびこれらの混合物によって例示される。飽和炭化水素のみを使用する熱分解プロセスとは異なり、オレフィンを含む炭化水素を循環流動層触媒クラッキングプロセスにおける反応物として使用することができる。
【００２９】
一方で、ここで反応物として使用されるメタノールは、無水メタノールだけでなく、２０％までの水分を含むメタノールであってもよい。
循環流動層反応器（１００）においては、触媒が循環される。この時、触媒は好ましくはゼオライト触媒である。より正確には、触媒は、触媒成分としてＺＳＭ−５またはＳＡＰＯ−３４、バインダーおよびマトリックスとして含む直径２０〜２００μｍの球形または楕円形に成形された触媒であり得るが、これに限定されない。
【００３０】
さらに、ナフサおよびメタノールの供給比は、好ましくは、１（重量部）：０．２〜１．４（重量部）である。ナフサおよびメタノールの供給比が１：０．２未満である場合、メタノールの発熱反応による発熱量が減少するため、反応温度を維持するためのエネルギー消費量が増加する。一方で、ナフサおよびメタノールの供給比が１：１．４より大きい場合、ＣＯおよびＣＨ４などの副産物の量が増加する。
【００３１】
ナフサおよびメタノールの反応を空間速度５ｈ−１〜３０ｈ−１で６００〜７００℃の温度で誘導することも好ましい。反応器中のナフサおよびメタノールの滞留時間は、好ましくは１〜５秒である。ナフサおよびメタノールの反応温度が６００℃より低いと、転化率が低下し、目的物の収率が急速に低下することを示す。
【００３２】
温度が７００℃より高いと、反応物のほとんどがコークスに転化し、目的物の収率の低下につながる。ナフサおよびメタノールの反応の空間速度が５ｈ−１未満であると、メタノールの速やかな転化によりコークスの生成が促進される。一方、空間速度が３０ｈ−１より高いと、ナフサの転化率が著しく低下する。
【００３３】
本発明はまた、反応器、ストリッパーおよび再生器を含む循環流動層反応器を用いた、ナフサおよびメタノールを同時にクラッキングするナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスによって製造された軽質オレフィンを提供し、ここでナフサは反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給されし、メタノールは反応器の底部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。
【００３４】
本発明が提供する触媒クラッキング反応プロセスは、循環流動層反応器を使用し、ナフサおよびメタノールを反応器内で異なる導入位置にすることによりナフサおよびメタノールを同時にクラックすることができ、熱中和に有利であり、エネルギー消費がメタン、エタンおよびプロパンなどの軽質飽和炭化水素の生成を抑制することによって軽質オレフィンの収率を改善することができる。このようにして、調製された軽質オレフィンを経済的に使用することができる。
【００３５】
さらに、本発明は、ナフサおよびメタノールの混合触媒クラッキング反応プロセスを介して軽質オレフィンの収率を増加させる方法であって、反応器、ストリッパー、および反応器を含む循環流動層反応器を用いた、ナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応を行う方法を提供し、ここで、ナフサを反応器の底部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置に供給し、メタノールを反応器の底部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の一に供給する。
【００３６】
以下、本発明の軽質オレフィンの収率を高める方法をより詳細に説明する。
反応速度と反応熱が異なるナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応におけるエネルギー効率を高めるために、従来の技術と方法は熱中和の実現にのみ焦点を当てていた。
【００３７】
しかしながら、熱中和のみの提案では、２つの反応物を同時に導入した後、軽質オレフィンを高収率で得るには不十分であり、各反応物の反応速度を考慮して正確に接触時間を調節する必要がある。
【００３８】
前記問題を克服するために、本発明は循環流動層反応器を使用し、ナフサおよびメタノールと触媒との接触時間をより正確に制御するために炭化水素とメタノールの導入位置を調節した。
【００３９】
ナフサおよびメタノールのクラッキング反応の際に、反応物と触媒との接触時間が短いと、クラッキング反応が円滑にならず、中間生成物である、エチレンやプロピレンなどの軽質オレフィンが完全にクラッキングされない。一方、両者間の接触時間が長すぎると、副反応が誘発され、大量の望ましくない副産物が生じる。したがって、反応物と触媒との間の接触時間を調節することが重要である。
【００４０】
特に、メタノールのクラッキング速度は、炭化水素であるナフサのクラッキング速度よりも少なくとも１０倍速い。２つの反応物が同時に導入されると、メタノールはより長く滞在し、メタン、エタンおよびプロパンなどの軽質飽和炭化水素の生成およびＢＴＸの生成が増加する。この問題を解決するためには、メタノールの滞在を短くする必要があり、ナフサやメタノールの導入位置を調整することが好ましい。
【００４１】
軽質オレフィンの収率を高めるために本発明で使用される循環流動層反応器（１００）は、好ましくは、反応器（１０）、ストリッパー（２０）、および再生器（３０）を含む。
【００４２】
本明細書において反応器（１０）は、好ましくはライザーであり得る。ライザーの長さは、好ましくは５〜１５ｍ、直径は１／４〜１インチであるが、必ずしもこれらに限定されない。反応器（１０）はまた、ナフサおよびメタノールがそれを通して供給される管を含むことができる。本発明の触媒クラッキング反応プロセスにおけるナフサおよびメタノールの導入位置は変化するため、ナフサおよびメタノールの供給のための管は別々に形成される。
【００４３】
ストリッパー（２０）は、ナフサおよびメタノールから生成された生成ガスを排出するシリンダー（２１）を含むことができる。再生器（３０）は、ストリッパーの下方に位置し、反応器は、ストリッパーと再生器とを分離し、触媒と燃料ガスの循環流を調節するためのバルブ（２２）をさらに含むことができる。
【００４４】
再生器（３０）は、燃料ガス（ナフサおよびメタノール）を排出するためのシリンダ（３１）を含むことができる。再生器には触媒が充填され、下部には空気が供給される管が設けられている。反応器（１０）は、好ましくは、再生器の下部に接続される。再生器は、再生器および反応器を分割し、触媒および燃料ガスの循環を調節するためのバルブ（３２）を含むこともできる。
【００４５】
本発明の軽質オレフィンの収率を増加させる方法において、循環流動層反応器を、ナフサおよびメタノールを同時にクラックするために使用する。この時、ナフサは反応器の下部に供給され、メタノールはかかる下部から離れた異なる位置に供給される。
【００４６】
メタノールの導入位置は、反応温度、循環触媒の容量、反応物の導入量によって異なるが、好ましくは、反応器の全長の下部から１０％〜８０％の間の位置である。異なる導入位置は、熱中和を達成することができ、軽質オレフィンの収率を最も増加させることができる。
【００４７】
ナフサおよびメタノールの接触時間をより正確に調節するために、ナフサは、反応器の下部から反応器の全長の０％〜５％の間の位置で供給される。一方で、メタノールは、反応器の下部から反応器の全長の１０％〜８０％の間の位置で供給される。より好ましくは、メタノールは、反応器の下部から反応器の全長の１５％〜４５％の間の位置で供給される。
【００４８】
この時、反応物として使用されるナフサはＣ４〜Ｃ１２の飽和炭化水素または不飽和炭化水素を含むことができ、それは、全種類のナフサ、軽質ナフサ、ラフィネート油およびこれらの混合物によって例示される。飽和炭化水素のみを使用する熱分解プロセスとは異なり、オレフィンを含む炭化水素を循環流動層触媒クラッキングプロセスにおける反応物として使用することができる。
【００４９】
一方で、ここで反応物として使用されるメタノールは、無水メタノールだけでなく、２０％までの水分を含むメタノールであってもよい。
循環流動層反応器（１００）においては、触媒が循環される。この時、触媒はゼオライト触媒であることが好ましい。より正確には、触媒は、ＺＳＭ−５またはＳＡＰＯ−３４を触媒成分、バインダーおよびマトリックスとして含む、直径２０〜２００μｍの球形または楕円形に成形された触媒であり得るが、これに限定されない。
【００５０】
さらに、ナフサおよびメタノールの供給比は、１（重量部）：０．２〜１．４（重量部）であることが好ましい。ナフサおよびメタノールの供給比が１：０．２未満である場合、メタノールの発熱反応による発熱量が減少し、反応温度を維持するためのエネルギー消費量が増加する。一方で、ナフサおよびメタノールの供給比が１：１．４より大きい場合、ＣＯおよびＣＨ４などの副産物の量が増加する。
【００５１】
ナフサおよびメタノールの反応を空間速度５ｈ−１〜３０ｈ−１で６００〜７００℃の温度で誘導することも好ましい。反応器中のナフサおよびメタノールの滞留時間は、好ましくは１〜５秒である。ナフサおよびメタノールの反応温度が６００℃より低い場合、転化率が低下し、目的物の収率が急速に低下することを示す。
【００５２】
温度が７００℃より高いと、反応物のほとんどがコークスに転化し、目的物の収率の低下につながる。ナフサおよびメタノールの反応の空間速度が５ｈ−１未満であると、メタノールの速やかな転化によりコークスの生成が促進される。一方で、空間速度が３０ｈ−１より高いと、ナフサの転化率が著しく低下する。
【００５３】
本発明の現実的かつ現時点で好ましい実施形態は、以下の実施例に示されるように例示的である。
しかしながら、当業者は、本開示を考慮して、本発明の精神および範囲内で改変および改良を行うことができることが理解されるであろう。
【００５４】
実施例１〜４：触媒クラッキング反応プロセス１〜４
本発明による触媒クラッキング反応プロセスを実施するために、図１の概略図に示されるような循環流動層反応器を準備した。
【００５５】
前記循環流動層反応器は、反応器、ストリッパーおよび再生器から構成され、その長さは７ｍで直径は１／２インチである。
この時、ＡＣＯＴＭ法で用いられるＨＺＳＭ−５を４０重量％で含むＡＣＯ−１００を触媒として使用した。Ｅ−ｃａｔの特性を調べるために、蒸気処理を、１００％水蒸気雰囲気において、２４時間８００℃で実施し、そして３ｋｇの触媒を再生器に導入した。
【００５６】
２つの反応物であるナフサおよびメタノール（ＭｅＯＨ）を異なる位置で導入するために、メタノール導入ノズルを異なる位置（下部から反応器の全長の２０％、４０％、６０％、および８０％の位置）に配置した。反応器に導入されたナフサは軽質ナフサであった。軽質ナフサおよびメタノールの重量比は１：０．２５であった。
【００５７】
ナフサの導入位置は反応器の下部に位置づけられ、メタノールの導入位置は、反応器の下部から反応器の全長の２０％、４０％、６０％および８０％の間の位置で異なるように設定された。
反応器の入口温度は６９０℃であり、Ｃａｔ／Ｏｉｌ比は２５であった。
【００５８】
比較例１：
ここで、実施例１〜４で使用した循環流動層反応器を使用した。
この時、反応器に導入されたナフサは、軽質ナフサであり、軽質ナフサおよびメタノールの重量比は１：０．２５であった。
ナフサおよびメタノールは反応器の下部に供給された。
反応器の入口温度は６９０℃であり、Ｃａｔ／Ｏｉｌ比は２５であった。
【００５９】
比較例２：
ここで、実施例１〜４で使用した循環流動層反応器を使用した。
この時、反応器に導入されたナフサは、軽質ナフサであり、メタノールは供給しなかった。
ナフサは、反応器の下部に供給された。
反応器の入口温度は６９０℃であり、Ｃａｔ／Ｏｉｌ比は３５であった。
【００６０】
実験例１：ナフサおよびメタノールの同時導入による熱中和の調査
本発明の触媒クラッキング反応プロセスによるナフサおよびメタノールの同時クラッキング反応における熱中和を調査するために、比較例１に記載されたのと同じ手法で触媒クラッキング反応プロセスを実施した。メタノールを、軽質ナフサの重量に基づいて０重量％〜１００重量％の変化量で供給した。反応器の入口と出口との間の温度差を観察した。結果を図２に示す。
【００６１】
図２に示されるように、軽質ナフサに対するメタノールの重量比が約６０重量％であったときに、エネルギー消費ゼロの熱中和が起きたことが確認された。したがって、本発明の触媒クラッキング反応は、熱中和を確実にし、ナフサおよびメタノールを同時にクラックすることを可能にすることができた。
【００６２】
実験例２：異なるメタノール導入位置による効果の調査
本発明の触媒クラッキング反応プロセスにおけるメタノールの導入位置の違いによる変化を調査するために、実施例１〜４および比較例１〜２のプロセスを実施しながら、メタノールの収率、軽質オレフィンの収率、反応器の温度を分析した。結果を図３〜５に示す。
【００６３】
図３〜５に示されるように、軽質ナフサのみがクラッキングされた比較例２においては、反応器の温度（ΔＴ）は２１℃であり、軽質オレフィンの収率は３３．５重量％であった。一方で、メタノールの収率は約１０重量％であった。
【００６４】
ナフサ（炭化水素）およびメタノールが同時にクラッキングされた比較例１においては、反応器の温度は減少したが、軽質オレフィンの収率は増加した。メタノールの収率は有意に１３重量％まで増加した。
【００６５】
本発明の触媒クラッキング反応プロセスにおいてメタノール導入位置が調節された実施例１〜４では、メタノールの収率はほとんど増加されず、反応器の温度も同様に維持された。
【００６６】
特に、軽質オレフィン（エチレン＋プロピレン）の収率は、最大で約４０重量％であり、ナフサおよびメタノールが同時に反応器の下部に供給された場合に比べて１５重量％増加した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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