JP2000506774A - パッキング要素を有する逆流固定床反応器 - Google Patents

パッキング要素を有する逆流固定床反応器

Info

Publication number
JP2000506774A
JP2000506774A JP9533163A JP53316397A JP2000506774A JP 2000506774 A JP2000506774 A JP 2000506774A JP 9533163 A JP9533163 A JP 9533163A JP 53316397 A JP53316397 A JP 53316397A JP 2000506774 A JP2000506774 A JP 2000506774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
catalyst
packing
product
chemical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP9533163A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000506774A5 (ja
Inventor
アラン,エドガー,ドナルド
ブラツクバーン,ロバート,ローレンス
チエン,イエ―モン
ジユーン,レイモンド,ローレンス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shell Internationale Research Maatschappij BV filed Critical Shell Internationale Research Maatschappij BV
Publication of JP2000506774A publication Critical patent/JP2000506774A/ja
Publication of JP2000506774A5 publication Critical patent/JP2000506774A5/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0292Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds with stationary packing material in the bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/04Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
    • B01J8/0446Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
    • B01J8/0449Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds
    • B01J8/0453Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more cylindrical beds the beds being superimposed one above the other
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/34Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with stationary packing material in the fluidised bed, e.g. bricks, wire rings, baffles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C37/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C37/11Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms
    • C07C37/20Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring by reactions increasing the number of carbon atoms using aldehydes or ketones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302Basic shape of the elements
    • B01J2219/30215Toroid or ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

(57)【要約】 反応器(4)を固定床触媒(25)および内部にランダム分配された反応器パッキング(24)により逆流方式で操作する、化学反応を行うための反応器システムが提供される。反応器システムおよびこれを用いる方法は栓流挙動を示すと共に、軽度に架橋したイオン交換樹脂触媒を用いることが推奨される。

Description

【発明の詳細な説明】 パッキング要素を有する逆流固定床反応器 本発明は、化学反応器の設計および使用に関するものである。 反応性物質が最適な物理的接触を達成するよう確保することは、化学反応器の 設計にて最も困難なチャレンジとなりうる。不適切に行えば、多くの望ましくな い副生物および多量の未反応反応体がシステムの経済性を重大に低下させうる。 反応器の種類(すなわちバッチ式、栓流式、撹拌タンク式、またはその組合せ) 、反応体、並びに生成物拡散、圧力作用および他の因子を全て、所定の反応に使 用するのに最も適した反応器システムを選択し或いは加工する際に考慮せねばな らない。 反応器の滞留時間、並びにたとえば圧力および温度のような反応条件は原子も しくは分子衝突の比率に影響を与え、したがって収率、処理量および選択率に影 響を及ぼす。逆混合が、反応器生成物のさらなる反応に寄与しうる他の現象であ る。逆混合は、所定時間にわたり反応器内に存在した分子もしくは中間体と、よ り短い時間にわたり反応器内に存在した分子もしくは中間体との混合である。生 ずる逆混合の程度は反応器の形状および種類;各反応体、反応器内で生成された 中間体および生成物の流体動力学;並びに他の因子に関連しうる。幾つかの方法 において、これらパラメータを調整することにより生成物の生産を最適化するこ とは容易に理解されかつ簡明である。 微調整触媒の使用は反応器の設計および反応の制御を複雑化させうる。たとえ ば米国特許第5,395,857号は、順流反応器にてビスフェノールA(BP A)を製造する際に所定のイオン交換樹脂触媒の架橋度がこの方法の物理的性能 、並びに反応の反応率および選択率に直接影響を及ぼすことを提案している。こ の米国特許によれば、触媒粒子形状に起因する悪性の水圧衝撃および圧力に基づ く触媒床の圧縮は、2つの層の少なくとも一方が2%もしくはそれ以下の架橋度 を示すイオン交換樹脂触媒からなる2層触媒を用いて軽減しうることが判明して いる。この方法は、固定床反応器の容積および時間収率を増大させることに向け られる。さらに、たとえば米国特許第5,395,857号に提案されたような イオン交換樹脂触媒を用いることも望ましい。何故なら、この種の触媒により一 層高い選択率および活性が得られ、さらに一層高い架橋度を有する樹脂系触媒は 一層容易に脱スルホン化する傾向を有するからである。 しばしば、逆流方式で反応を行うことが望ましく或いは必要である。たとえば 順流法においては、低架橋度のため触媒床のためのポテンシャルが高流速にて低 下し、これが触媒の物理的性質に及ぼす作用を考慮せねばならない。より長い滞 留時間に起因する副生成物の生成増加をも考慮せねばならない。したがって、反 応器を逆流方式で操作して樹脂床を崩壊させずに流動化させると共に、可能な選 択率向上の利点を得ることが望ましい。 さらに本発明者等は、逆流方式で効果的に操作しうれば、反応器に対する圧力 低下の顕著な減少もしくは排除に基づき順流反応器で使用されるものと対比し、 ずっと小さい寸法の反応器を用いて匹敵しうる処理量および選択率の向上を達成 しうることも突き止めた。残念ながら、逆流法における流動化は触媒と反応器供 給物との逆混合をもたらす。この栓流特性の減少は1回の通過当たり反応体から 生成物への変換率を低下させると共に、逆流反応器に伴う問題であることが知ら れた無駄な触媒連行をもたらしうる。 化学プロセス工学は一般に、反応器システム内の触媒および流体の挙動を改善 しうれば有利である。より詳細には、逆流(upflow)反応器システムで行われる 化学プロセスは、上記問題が解決されれば有利であると判明している。 本発明は、反応器の栓流特性を向上させ或いは反応器における逆混合を減少さ せることにより1回の通過当たりの生成物収率を向上させる反応器システムであ る。この反応器システムは化学反応器と流動床触媒と触媒に対しランダム指向さ れた反応器パッキングとを備える。 本発明の1具体例において反応器システムはBPAを製造するための逆流反応 器システムであり、触媒はイオン交換樹脂触媒、より詳細には架橋したスルホン 酸樹脂である。 本発明の他の具体例において、パッキングは高い孔面積かつ高いボイド容積の 耐腐食性物品(たとえばポールリング)で構成される。 さらに他の本発明の具体例においてはBPAの製造方法が提供され、この方法 はフェノールおよびアセトンを2%の架橋スルホン酸イオン交換樹脂触媒とラン ダム分配された反応器パッキングとを有する逆流固体床化学反応器にて反応させ ることからなっている。 本発明の反応器システムおよび方法は第1図および第2図を参照して最もよく 理解される。 第1図は本発明を用いた反応器システムの断面図である。 第2図は本発明による方法の略流れ図である。 第1図は本発明の反応器システムを示す。反応体を、反応体容器21を介し反 応器4中へ導入する。触媒の存在下に反応体を反応させるべく使用される任意の 種類の反応器を、一般に本発明を実施すべく推奨しうる。しかしながら、簡単の ため円筒状反応器が好適である。 容器21は反応体を反応器の反応帯域に導入するためのチューブ、パイプ、ジ ェットまたは他の一般的手段を備えることができる。典型的には反応体を、有孔 パイプ、吹込アームまたは流体を移送するための他の同様もしくは慣用の手段と しうる分配ラテラル23に通過させて反応帯域中へ分配させる。好ましくは反応 器の底部には凝集体22を充填する。この種の凝集体の量は本発明に臨界的でな い。しかしながら、反応器内部に支持を与えると共に反応器の内部全体に反応体 の流れを分散させるには、充分な凝集体を存在させるべきである。この凝集体は 、容易には流動化せずかつ反応体および反応器内で生成された生成物に対し実質 的に不活性である任意の材料で構成することができる。好ましくは、この凝集体 はシリカサンド、セラミックボールまたは両者の組合せで構成される。アセトン (ジメチルケトン「DMK」)およびフェノールを反応させてBPAを生成させ る最も好適な具体例において、凝集体はシリカサンドの第1部分とセラミックボ ール[12.7mm(1/2インチ)、6.4mm(1/4インチ)および3. 2mm(1/8インチ)]のセラミックの第2部分(これはシリカサンドの上部 に位置する)で構成される。 反応器4にはパッキング24と触媒25とを充填する。好ましくは反応器の1 0〜50容量%が触媒により占められる(乾燥時に測定)。しかしながら、当業 者には了解されるように、これは問題とする反応のパラメータ、特に関与する触 媒の性質、構造および組成に著しく依存する。DMKおよびフェノールを反応さ せてBPAを生成させる本発明の最も好適な具体例においては、反応器の15〜 40容量%が触媒により占められる。しばしば、この種の方法は56.6m3( 2,000ft3)〜283m3(10,000ft3)の全内部容積を持った反 応器を用いる。反応器パッキング24を、以下一層詳細に説明するように触媒の 上部にランダム分配する。 本発明の反応器システムにおいては触媒物質を、複数の修飾スルホン酸基を持 った炭化水素ポリマーからなるスルホン化芳香族樹脂とするのが最も好適である 。これらは典型的には2%もしくは4%のジビニルベンゼンで架橋される。2% もしくはそれ以下の架橋度を有する触媒が最も好適である。ポリ(スチレン−ジ ビニルベンゼン)コポリマーおよびスルホン化フェノールホルムアルデヒド樹脂 がこの面で有用である。ローム・アンド・ハース・ケミカル・カンパニー・イン コーポレーションから「アンバライトA−32」(アンバライトは商標である) 触媒として市販入手しうるスルホン化樹脂触媒、およびバイエル・ケミカル・カ ンパニーからの「K1131」(K1131は商標である)触媒がこの種の適す る触媒の例である。酸性樹脂の交換容量は好ましくは少なくとも2.0meq. H+/乾燥樹脂1gである。3.0〜5.5meq.H+/乾燥樹脂1gの範囲が 最も好適である。 本発明の特に好適な方法においては助触媒も使用することができる。これらは 好ましくはたとえばメチルメルカプタン、エチルメルカプタン、プロピルメルカ プタンのようなアルキルメルカプタンで構成される。現在ではメチルメルカプタ ンが好適な助触媒である。さらにイオン的に或いは共有的に結合した固定(fixed )メルカプタン基をもつ上記触媒を用いることもできる。固定メルカプタン基を 有するこの種の触媒は、典型的にはアルキル−SHを有する種類で包含される1 〜25モル%のスルホン酸基を有する。 充分量の反応器パッキング24を触媒25の間にランダンム分配させる。BP Aを製造する本発明の好適具体例において、反応器容積の25〜75%(反応体 導入に先立ちフェノールー湿潤樹脂触媒の条件下で測定)はランダム分配された 触媒パッキングによって占められる。容積の30〜60%が同じ条件下でこのよ うに占められるのが最も好適である。パッキング材料をランダム分配させるため の任意の方法を用いることができる。最も容易かつ最も好適な方法は、パッキン グ材料を反応器中へ単に入れると共に触媒を反応器に添加してパッキングボイド 容積内に分配させることである。或いは、他の方法は単にパッキング材料を反応 器の保守管理もしくは停止を行う時点で触媒の上方に人れることである。パッキ ングを反応器中へ投入すると共に、たとえば充填蒸留カラムを作成する技術にて 公知であるランダム配置を形成させる。 高いボイド容積と高い開口領域とを有する反応器充填材料が好適である。さら にパッキングは反応体、中間体、生成物、触媒およびパッキングと共に反応器内 に存在しうる他の任意の物質に対し不活性とすべきである。たとえばステンレス 鋼のような耐腐食性金属がこの理由の大部分にて好適である。プラスチックパッ キング材料は一般に好ましくない。何故なら、これらは一般に反応器内に存在す る材料に対し不適合であると共に、殆どが流動床中で沈降するのに充分な密度を 持たないからである。適するパッキング材料の例はポールリング、バールサドル 、インタロックスパッキング、テレレッテパッキング、ハイパーフィルパッキン グ、ステッドマンパッキング、スルツァーパッキングおよびラッシングリングで あり、これらは全てJ.R.フェア等、ペリース・ケミカル・エンジニアース・ ハンドブック(第6版、1984)、セクション18および/またはK.E.ポ ーター等、ケミストリー・アンド・エンジニアリング(1967年2月4日、第 182〜188頁に記載されている。最大量のボイド容積(>90%)および孔 面積を有するためポールリングが特に好適である。 ポールリングは一般に5/8、25.4mm(1インチ)、38.1mm(1 .5インチ)、50.8mm(2インチ)および76.2mm(3インチ)の各 寸法で市販入手しうる。これらのリングは、好ましくはステンレス鋼から打ち抜 かれてほぼ等しい外径および高さを有する開口端部のシリンダに成形される。シ リンダの側部には、これら側部から材料を打抜いてシリンダの中心まで延びるタ ングを形成させることにより形成された穴部を備える。穴部およびタングを除き 、パッキングはラッシングリングと同様である。 反応生成物、さらに処理するための中間体、および未反応の反応体は容器21 と同様な容器26を介し反応器4から流出する。 第2図は、ケトンおよびフェノールからビスフェノールを製造すべく同様に適 用しうる本発明の方法をさらに説明する。上流プロセス1はケトンおよびフェノ ール(たとえばDMKおよびフェノール)を生成する。この種の1つの上流プロ セスはクメンヒドロペルオキシドの分解である。さらに、イソプロピルアルコー ルの酸化により生成された「オンパーパス」DMKを反応体として用いることも 可能である。上流プロセス1は、ビスフェノール反応体供給源になるとも理解さ れる。 反応体の2種の異なる流れ(すなわちケトン流1aおよびフェノール流13) を上流プロセス1から抜き取る。ケトン流をフェノール流13と一緒に反応器4 中へ供給する。反応器4中へ流入する供給流の容積は毎時90720kg(20 0,000ポンド)までとしうるが、当業者には容易に了解されるように供給速 度は反応を行う条件に依存する。 反応器4は上記したような単一の反応器システムとすることができ、或いは直 列もしくは並列で操作される一連の上記反応器システムとすることもできる。反 応器4は逆流構成にて40〜95℃の温度および1〜5気圧の圧力で操作される 。さらに反応器4には凝集体と、2%架橋スルホン酸イオン交換樹脂触媒と、た とえば上記したようなポールリングなどの反応器パッキングとを充填する。最後 に反応器4には、さらに上記種類の遊離メルカプタン助触媒をも充填する。或い は反応器4には固定メルカプタン基を有する触媒を充填し、或いは多層触媒床を 形成させ、ここで1つの層はメルカプタンを含まない触媒とし、他の層は固定メ ルカプタンを有する触媒とする。遊離助触媒法においては、助触媒を最初に反応 器中へ助触媒供給源12から供給することができる。 反応器4内の各反応体が反応してビスフェノールを生成し(反応体がDMKお よびフェノールであればBPA)、ビスフェーノルと未反応の反応体と助触媒と 少量の他の物質とを含む生成物流として反応器4から流出する。反応が開始した 際、触媒床を流動化させるが、触媒と反応器供給物との逆混合が最小化されて反 応器4が実質的に栓流として作動するようにする。 生成物流を分離器5中へ供給し、この分離はこの種の物質を分離するための任 意慣用の方法とすることができる。一般に蒸留が最も簡単かつ最も好適な方法で ある。しかしながら、他の周知方法を独立して或いは蒸留と組合せて、この分離 過程を構成すべく使用することができる。 蒸留として分離を行う場合、頂部生成物は助触媒と少量の他の物質とで構成さ れる。これら頂部生成物を、フェノールで満されたカラムからなる助触媒吸収カ ラム8に供給する。助触媒吸収カラム8にて、助触媒は分離器5の頂部生成物の 残部から吸収されて、助触媒返還経路10を介し反応器に戻される。 ビスフェノール生成物とビスフェノール異性体とフェノールと少量の各種の不 純物とを、底部生成物として分離器5から除去する。この底部生成物を他の分離 器6へ供給する。結晶化がビスフェノール分離の好適方法であるが、母液からビ スフェノールを分離すべく用いうる任意の方法をビスフェノールの所望の純度に 応じて使用することができる。分離された後、フェノールとビスフェノール異性 体とを含む母液を反応体13として反応器4に戻す。 次いで分離器6における母液から分離されたビスフェノールをさらに他の分離 および精製器(たとえばビスフェノール回収プロセス11)に移送することがで きる。これは、その後にポリカーボネートを製造する際に使用するためBPAを 生成させる場合と同様に極めて純粋な生成物が必要とされる場合に特に重要であ る。一般に、この種の他の分離はたとえば再結晶化のような技術を用いて有利に 行うことができる。 この方法を実施すれば、従来技術の方法と対比して逆混合が排除されるような 流動床触媒を用いる逆流法を行うことが実質的に可能となる。この結果として、 この方法は主として栓流挙動を示すものに変換される。処理量の向上は20%( 生成物の重量による)である。反応選択率における向上も本発明の実施から得ら れる。 以下、限定はしないが実施例により本発明をさらに説明する。例1(比較) ローム・アンド・ハース・インコーポレーションから「A−32アンバライト 」ブランド樹脂として市販入手しうる2%架橋スルホン化樹脂触媒を内径19イ ンチアクリル製カラム(高さ6インチ)の底部に充填して、触媒がカラムの約3 3容量%を占めるようにした(流動前に測定)。水(室温)をシステム中へ逆流 方式にて毎分約6〜18ガロンの速度にてフラッシュさせた。これら条件下で、 反応器内のフェノールおよびDMKの流動特性が再現された。 カラムはポリメチルメタクリレート(PMMA)で作成して、流動特性を肉眼 観察しうるようにした。触媒床を流動化させた。樹脂の逆混合は、コハク色の触 媒がプルームを形成すると共に円形回転して見られたので目に見えると共に優勢 であった。実施例2 例1の手順を反復したが、ただし先ず最初に2インチのポールリングを触媒間 にランダム分配させて、反応器の約60容量%(水流動前に測定)がパッキング により占められるようにした。 水が模倣反応器を流過した際、触媒床は流動化されたがプルームは形成されな かった。さらに、全容積にわたり小さい混合帯域が観察された。これは一連の小 さい連続撹拌式の段階的タンク反応器の特性であって、全体的な栓流挙動を示唆 する。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年1月20日(1998.1.20) 【補正内容】 補正明細書 微調整触媒の使用は反応器の設計および反応の制御を複雑化させうる。たとえ ば米国特許第5,395,857号は、順流反応器にてビスフェノールA(BP A)を製造する際に所定のイオン交換樹脂触媒の架橋度がこの方法の物理的性能 、並びに反応の反応率および選択率に直接影響を及ぼすことを提案している。こ の米国特許によれば、触媒粒子形状に起因する悪性の水圧衝撃および圧力に基づ く触媒床の圧縮は、2つの層の少なくとも一方が2%もしくはそれ以下の架橋度 を示すイオン交換樹脂触媒からなる2層触媒を用いて軽減しうることが判明して いる。この方法は、固定床反応器の容積および時間収率を増大させることに向け られる。さらに、たとえば米国特許第5,395,857号に提案されたような イオン交換樹脂触媒を用いることも望ましい。何故なら、この種の触媒により一 層高い選択率および活性が得られ、、さらに一層高い架橋度を有する樹脂系触媒 は一層容易に脱スルホン化する傾向を有するからである。 しばしば、逆流方式で反応を行うことが望ましく或いは必要である。たとえば 順流法においては、低架橋度のため触媒床のためのポテンシャルが高流速にて低 下し、これが触媒の物理的性質に及ぼす作用を考慮せねばならない。より長い滞 留時間に起因する副生成物の生成増加をも考慮せねばならない。したがって、樹 脂床が崩壊するのを防止しながら反応器を逆流方式で操作すると共に、可能な選 択率向上の利点を得ることが望ましい。 さらに本発明者等は、逆流方式で効果的に操作しうれば、反応器に対する圧力 低下の顕著な減少もしくは排除に基づき順流反応器で使用されるものと対比し、 ずっと小さい寸法の反応器を用いて匹敵しうる処理量および選択率の向上を達成 しうることも突き止めた。残念ながら、逆流法における流動化は触媒と反応器供 給物との逆混合をもたらす。この栓流特性の減少は1回の通過当たり反応体から 生成物への変換率を低下させると共に、逆流反応器に伴う問題であることが知ら れた無駄な触媒連行をもたらしうる。 化学プロセス工学は一般に、反応器システム内の触媒および流体の挙動を改善 しうれば有利である。より詳細には、逆流(upflow)反応器システムで行われる 化学プロセスは、上記問題が解決されれば有利であると判明している。 本発明は、反応器の栓流特性を向上させ或いは反応器における逆混合を減少さ せることにより1回の通過当たりの生成物収率を向上させる反応器システムであ る。この反応器システムは化学反応器と固定床触媒と触媒に対しランダム指向さ れた反応器パッキングとを備える。 本発明の1具体例において反応器システムはBPAを製造するための逆流反応 器システムであり、触媒はイオン交換樹脂触媒、より詳細には架橋したスルホン 酸樹脂である。 本発明の他の具体例において、パッキングは高い開孔面積かつ高いボイド容積 の耐腐食性物品(たとえばポールリング)で構成される。 さらに他の本発明の具体例においてはBPAの製造方法が提供され、この方法 はフェノールおよびアセトンを2%の架橋スルホン酸イオン交換樹脂触媒とラン ダム分配された反応器パッキングとを有する逆流固体床化学反応器にて反応させ ることからなっている。 本発明の反応器システムおよび方法は第1図および第2図を参照して最もよく 理解される。 反応器4は上記したような単一の反応器システムとすることができ、或いは直 列もしくは並列で操作される一連の上記反応器システムとすることもできる。反 応器4は逆流構成にて40〜95℃の温度および1〜5気圧の圧力で操作される 。さらに反応器4には凝集体と、2%架橋スルホン酸イオン交換樹脂触媒と、た とえば上記したようなポールリングなどの反応器パッキングとを充填する。最後 に反応器4には、さらに上記種類の遊離メルカプタン助触媒をも充填する。或い は反応器4には固定メルカプタン基を有する触媒を充填し、或いは多層触媒床を 形成させ、ここで1つの層はメルカプタンを含まない触媒とし、他の層は固定メ ルカプタンを有する触媒とする。遊離助触媒法においては、助触媒を最初に反応 器中へ助触媒供給源12から供給することができる。 反応器4内の各反応体が反応してビスフェノールを生成し(反応体がDMKお よびフェノールであればBPA)、ビスフェーノルと未反応の反応体と助触媒と 少量の他の物質とを含む生成物流として反応器4から流出する。反応が開始した 際、触媒床は上昇されるが、触媒と反応器供給物との逆混合が最小化されて反応 器4が実質的に栓流として作動するようにする。 生成物流を分離器5中へ供給し、この分離はこの種の物質を分離するための任 意慣用の方法とすることができる。一般に蒸留が最も簡単かつ最も好適な方法で ある。しかしながら、他の周知方法を独立して或いは蒸留と組合せて、この分離 過程を構成すべく使用することができる。 蒸留として分離を行う場合、頂部生成物は助触媒と少量の他の物質とで構成さ れる。これら頂部生成物を、フェノールで満されたカラムからなる助触媒吸収カ ラム8に供給する。助触媒吸収カラム8にて、助触媒は分離器5の頂部生成物の 残部から吸収されて、助触媒返還経路10を介し反応器に戻される。 【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1998年3月2日(1998.3.2) 【補正内容】 補正請求の範囲 1.(a)逆流化学反応器と、 (b)前記反応機内に充填された4%未満の架橋度を有するカチオン交換樹 脂からなる触媒床と、 (c)前記反応器内にランダム分配されたパッキングと を備えることを特徴とする実質的に触媒および反応器供給物の逆混合なしに化学 反応を行うための栓流反応器システム。 2.(a)逆流化学反応器と、 (b)前記反応機内に10〜50%の反応器容積比率(乾燥時に測定)まで 充填された4%未満の架橋度を有するカチオン交換樹脂からなる触媒床と (c)前記反応器内にランダム分配されて25〜75%の反応器容積比率を 占めるパッキングと を備える請求の範囲第1項に記載の栓流反応器システム。 3. 前記カチオン交換樹脂が、2%以下の架橋度を有するスルホン酸イオン交 換樹脂である請求の範囲第1項または第2項に記載の反応器システム。 4. 前記パッキングがポールリング、バールサドル、インタロックスパッキン グ、テレレッテパッキング、ハイパーフィルパッキング、ステッドマンパッキン グ、スルツァーパッキングおよびラッシングリングよりなる群から選択される請 求の範囲第1〜3項のいずれか一項に記載の反応器システム。 5. 前記パッキングがポールリングからなる請求の範囲第4項に記載の反応器 システム。 6.(a)各反応体を逆流式反応器システムに導入し、この反応器システムは栓 流式で操作されると共に化学反応器と前記反応器内に充填された4%未満の架橋 度を有するカチオン交換樹脂からなる触媒床と前記反応器内にランダム分配され たパッキングとを備え; (b)前記反応体を前記反応器システム内で反応させて生成物を生成させ; (c)前記生成物を回収する ことを特徴とする化学生成物の製造方法。 7. 前記触媒が、2%以下の架橋度を有するスルホン酸イオン交換樹脂触媒で ある請求の範囲第6項に記載の方法。 8. 前記パッキングがポールリング、バールサドル、インタロックスパッキン グ、テレレッテパッキング、ハイパーフィルパッキング、ステッドマンパッキン グ、スルツァーパッキングおよびラッシングリングよりなる群から選択される請 求の範囲第6項または第7項に記載の方法。 9. 前記パッキングがポールリングからなる請求の範囲第8項に記載の方法。 10. 前記反応体がフェノールおよびアセトンであり、前記生成物がビスフェ ノールAからなり、反応器容積の25〜75%(反応体導入の前にフェノール湿 潤樹脂触媒の条件下で測定)をランダム分配された触媒パッキングにより占める と共に、反応器の容積の15〜40%を触媒(乾燥時に測定)により占める請求 の範囲第6〜9項のいずれか一項に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チエン,イエ―モン アメリカ合衆国テキサス州77479、シユガ ー・ランド、ベント・リヴアー・ドライヴ 2215 (72)発明者 ジユーン,レイモンド,ローレンス アメリカ合衆国テキサス州77079、ヒユー ストン、ペブルブルツク 13026

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.(a)逆流化学反応器と; (b)前記反応器に充填された固定床触媒と; (c)前記反応器内にランダム分配されたパッキングと を備えることを特徴とする化学反応を行うための反応器システム。 2. 前記触媒が、4%未満の架橋度を有するスルホン酸イオン交換樹脂である 請求の範囲第1項に記載のシステム。 3. 前記触媒が、2%以下の架橋度を有する請求の範囲第2項に記載の触媒。 4. 前記パッキングがポールリング、バールサドル、インタロックスパッキン グ、テレレッテパッキング、ハイパーフィルパッキング、ステッドマンパッキン グ、スルツァーパッキングおよびラッシングリングよりなる群から選択される請 求の範囲第1項に記載のシステム。 5. 前記パッキングがポールリングからなる請求の範囲第4項に記載のシステ ム。 6.(a)各反応体を反応器システムに逆流式で導入し、前記反応器システムが 化学反応器と前記反応器内に充填された固定床触媒と前記反応器内にランダム分 配されたパッキングとを備え; (b)前記反応体を前記反応器システム内で反応させて生成物を生成させ; (c)前記生成物を回収する ことを特徴とする化学生成物の製造方法。 7. 前記触媒がスルホン酸樹脂触媒である請求の範囲第6項に記載の方法。 8. 前記触媒が、2%以下の架橋度を有するカチオン交換樹脂触媒である請求 の範囲第7項に記載の方法。 9. 前記パッキングがポールリングからなる請求の範囲第6〜8項のいずれか 一項に記載の方法。 10. 前記反応体がフェノールおよびアセトンであり、前記生成物がビスフェ ノールAからなる請求の範囲第6項に記載の方法。
JP9533163A 1996-03-21 1997-03-20 パッキング要素を有する逆流固定床反応器 Ceased JP2000506774A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1383196P 1996-03-21 1996-03-21
US60/013,831 1996-03-21
PCT/EP1997/001458 WO1997034688A1 (en) 1996-03-21 1997-03-20 Upflow fixed bed reactor with packing elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000506774A true JP2000506774A (ja) 2000-06-06
JP2000506774A5 JP2000506774A5 (ja) 2004-11-18

Family

ID=21761985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9533163A Ceased JP2000506774A (ja) 1996-03-21 1997-03-20 パッキング要素を有する逆流固定床反応器

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6013845A (ja)
EP (1) EP0888175A1 (ja)
JP (1) JP2000506774A (ja)
KR (1) KR100479387B1 (ja)
CN (1) CN1093772C (ja)
AR (1) AR006978A1 (ja)
AU (1) AU706295B2 (ja)
CA (1) CA2248360C (ja)
TW (1) TW415928B (ja)
WO (1) WO1997034688A1 (ja)
ZA (1) ZA972382B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006502221A (ja) * 2002-10-08 2006-01-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 流体分配器及び流体回収器を有する固定床反応器
JP2010229161A (ja) * 2002-02-28 2010-10-14 Sabic Innovative Plastics Ip Bv ビスフェノールを製造するための方法、反応器及び系(システム)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6399843B1 (en) 2000-10-12 2002-06-04 Uop Llc Upflow oligomerization reaction process
US6465697B1 (en) 2001-04-13 2002-10-15 Resolution Performance Products Llc Catalyst promotor for the manufacture of polyphenols
US6620939B2 (en) * 2001-09-18 2003-09-16 General Electric Company Method for producing bisphenol catalysts and bisphenols
US7112702B2 (en) * 2002-12-12 2006-09-26 General Electric Company Process for the synthesis of bisphenol
US7491855B2 (en) * 2003-06-04 2009-02-17 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Integrated process for the production of bisphenol A from cumene hydroperoxide
US7154010B2 (en) * 2003-06-04 2006-12-26 General Electric Company Integrated process for the production of bisphenol A from cumene hydroperoxide
DE102004005722A1 (de) * 2004-02-05 2005-08-25 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Bisphenolen mit optimaler Befüllung des Reaktors mit Katalysator
US7663005B2 (en) * 2007-05-30 2010-02-16 Sd Lizenzverwertungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Process for preparing an alkylene glycol
DE102007058991A1 (de) * 2007-12-07 2009-06-25 Bayer Materialscience Ag Carbonat- und chloridarmer Quarz als Rückhaltemedium in Festbettreaktoren
KR20170031137A (ko) 2014-07-15 2017-03-20 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 비스페놀의 합성
CN105016426A (zh) * 2015-07-01 2015-11-04 太仓市顺邦防腐设备有限公司 一种原水金属离子交换器
EP3507003B1 (en) * 2016-09-05 2020-06-03 SABIC Global Technologies B.V. Method for producing dihydroxy compounds
WO2020099285A1 (en) 2018-11-12 2020-05-22 Sabic Global Technologies B.V. Ion-exchange resin core-shell catalyst particles
KR20230121084A (ko) 2020-12-10 2023-08-17 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. 상승 흐름 반응기에서 화학 반응을 수행하는 방법
WO2023110711A1 (en) 2021-12-17 2023-06-22 Sabic Global Technologies B.V. Method for manufacturing a core-shell catalyst and method and use of the catalyst for carrying out a catalysed reaction between phenol and acetone to form bisphenol a

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE536498A (ja) * 1954-03-20
US3673228A (en) * 1969-09-04 1972-06-27 Procter & Gamble Process for adsorbent bleaching of edible oils
US4032407A (en) * 1976-02-24 1977-06-28 The United States Of America As Represented By The United States Energy Research & Development Administration Tapered bed bioreactor
US4053522A (en) * 1976-05-21 1977-10-11 Shell Oil Company Preparation of bisphenols
US4215011A (en) * 1979-02-21 1980-07-29 Chemical Research And Licensing Company Catalyst system for separating isobutene from C4 streams
US4250052A (en) * 1978-09-08 1981-02-10 Chemical Research & Licensing Company Catalyst structure and a process for its preparation
US4385983A (en) * 1981-08-10 1983-05-31 Chevron Research Company Process for retorting oil shale mixtures with added carbonaceous material
DE3602525A1 (de) * 1986-01-29 1987-07-30 Henkel Kgaa Verfahren zur kontinuierlichen heterogenkatalytischen hydrierung von fetten, fettsaeuren und fettsaeurederivaten
US4847432A (en) * 1987-12-28 1989-07-11 General Electric Company Method for the purification of ion exchange resins used in the production of bisphenol A
US5118872A (en) * 1989-03-10 1992-06-02 Chemical Research & Licensing Company Process for conducting heterogeneous chemical reactions
US5019669A (en) * 1989-03-10 1991-05-28 Chemical Research & Licensing Company Alkylation of organic aromatic compounds
US5080871A (en) * 1989-03-10 1992-01-14 Chemical Research & Licensing Company Apparatus for alkylation of organic aromatic compounds
US5244929A (en) * 1989-09-13 1993-09-14 Veba Oel Aktiengesellschaft Molded bodies comprised of macroporous ion exchange resins, and use of said bodies
US5364992A (en) * 1989-10-10 1994-11-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Halocarbon hydrogenolysis
DE69019731T2 (de) * 1990-03-30 1996-01-18 Koch Eng Co Inc Struktur und Verfahren zum katalytischen Reagieren von Fluidströmen in einem Stoffaustauschapparat.
US5118873A (en) * 1990-11-19 1992-06-02 Chemical Research & Licensing Company Process for the preparation of mtbe
DE69223288T2 (de) * 1991-07-09 1998-03-19 Inst Francais Du Petrol Destillations-Reaktor und seine Verwendung für Gleichgewichts-Reaktionen
DE4227520A1 (de) * 1992-08-20 1994-02-24 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Bisphenolen
US5248836A (en) * 1992-10-16 1993-09-28 Chemical Research & Licensing Company Process for the preparation of ETBE
US5315042A (en) * 1993-03-22 1994-05-24 General Electric Company Use of partial acetone conversion for capacity increase and quality/yield improvement in the bisphenol-A reaction
DE4312039A1 (de) * 1993-04-13 1994-10-20 Bayer Ag Optimierte Ionenaustauscherschüttungen für die Bis-phenol-A Synthese
JP2885606B2 (ja) * 1993-05-12 1999-04-26 出光石油化学株式会社 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンの製造方法
US5463157A (en) * 1993-10-29 1995-10-31 Exxon Chemical Patents, Inc. Process for preparing 3-methyl-2-pentene
US5414151A (en) * 1994-05-02 1995-05-09 General Electric Company Method for making bisphenol
US5463140A (en) * 1994-08-31 1995-10-31 The Dow Chemical Company Process for making polyphenols from ketones or aldehydes and phenols

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229161A (ja) * 2002-02-28 2010-10-14 Sabic Innovative Plastics Ip Bv ビスフェノールを製造するための方法、反応器及び系(システム)
JP2006502221A (ja) * 2002-10-08 2006-01-19 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 流体分配器及び流体回収器を有する固定床反応器
JP2011136996A (ja) * 2002-10-08 2011-07-14 Sabic Innovative Plastics Ip Bv 流体分配器及び流体回収器を有する固定床反応器

Also Published As

Publication number Publication date
ZA972382B (en) 1997-09-25
US6013845A (en) 2000-01-11
KR100479387B1 (ko) 2005-07-11
EP0888175A1 (en) 1999-01-07
CN1093772C (zh) 2002-11-06
AU706295B2 (en) 1999-06-10
KR20000064694A (ko) 2000-11-06
TW415928B (en) 2000-12-21
CN1213988A (zh) 1999-04-14
CA2248360A1 (en) 1997-09-25
WO1997034688A1 (en) 1997-09-25
CA2248360C (en) 2004-08-31
AU2159497A (en) 1997-10-10
AR006978A1 (es) 1999-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000506774A (ja) パッキング要素を有する逆流固定床反応器
US5315042A (en) Use of partial acetone conversion for capacity increase and quality/yield improvement in the bisphenol-A reaction
JP3437575B2 (ja) 多段懸垂反応ストリッピング方法および装置
US5648561A (en) Process for the production of high purity and ultrapure bisphenol-A
JP4054846B2 (ja) ビスフェノールの改良された製造方法
JP2010229161A (ja) ビスフェノールを製造するための方法、反応器及び系(システム)
JP4422893B2 (ja) ビス(4−ヒドロキシアリール)アルカン類の製造方法
US5596127A (en) Process for the continuous preparation of terpene esters
EP0770590B1 (en) Process for the preparation of bisphenol compounds with simultaneous dehydration
WO2011055819A1 (ja) ビスフェノール化合物製造用触媒及びビスフェノール化合物の製造方法
KR20130112927A (ko) 비스페놀 화합물의 제조 방법
MXPA02005333A (es) Metodo de iniciacion de un metodo para producir 2,2-bis (4-hidroxifenil)propano.
JPH04169552A (ja) 酢酸イソプロピルの製造方法
PL221981B1 (pl) Sposób otrzymywania bisfenolu A

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040114

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061128

A313 Final decision of rejection without a dissenting response from the applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A313

Effective date: 20070420

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070821