JP2005529950A - 接触酸化的脱水素化法及びそのためのマイクロチャンネル反応器 - Google Patents
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Abstract
Description
広範囲な実験にもかかわらず、高選択率での転化を達成できると共に、所望のオレフィンの収率を極大化でき、しかも不所望の酸化副反応を極小化できる新規な酸化的脱水素化触媒、触媒系及び方法に対する必要性が依然として存在する。かかる不所望の酸化副反応は原料炭化物例えばアルカンの炭素酸化物(CO及び/又はCO2)及び/又は所望のアルケン生成物の他炭素酸化物への転化を含む。
「隣接」とは、2つのチャンネル又は室が壁により隔離された状態で直近にあることを意味する。この壁は厚さが変化しうるが、隣接室はそれらの間の熱交換に干渉する介在室により隔離されていない。
「含む」とは包含を意味するが、「よりなる」及び「実質的に〜よりなる」の用語は「含む」の代わりにより限定する場合に使用する。
「集積」又は「一体」とは全ての要素が同じ構造内にあり、排出帯域が反応室に直結されている場合を意味する。
液体時空速度(LHSV)は液体の体積流及び反応室の体積に基づいて定義される。反応室の体積は、触媒が存在し温度が脱水素化が起きるに充分な程度に高い場合において、処理チャンネルの体積として定義される。反応室の体積は壁間の体積であり、触媒体積を含む(空孔体積及び間隙がある場合には間隙体積を含む)。又触媒を通り抜け或いはその周りを通るバルク通路がある場合にはその体積を含む。イソブタンの脱水素化に対しては「充分に高い温度」は代表的には少なくとも約400℃であり、プロパンの脱水素化では少なくとも約450℃である。LHSVの計算には、触媒の単位体積(ml)当たりの炭化水素ガスの体積流量(ml/h)で定義されるGHSV(h-1)を計算し、次いでそれをある量の気相原料の体積を同一量の液体としての原料の体積に関係づける因子(プロパンに対して230)で割る。この因子は液体炭化水素の密度と気相炭化水素の密度の差を考慮に入れている。
接触時間は3600/GHSV(炭化水素)として計算され、秒の次元を有する。接触時間は反応室の体積を反応体組成物の供給流量で割ったものである。体積供給流量は炭化水素の供給流量と酸化剤の供給流量の和であり、それらがあたかも0℃1気圧の気体であるかのように見える。
「炭化水素含有反応体流」は本書中で「炭化水素流」とも言うことがある。これらの用語は反応室に流入する全体の気体流を指す(単なるその一部ではない)。
「ODH」は酸化的脱水素化を指す。
「自発熱分解」とは反応系から及びそこへの熱の出入り殆ど又は全く不要な酸化的脱水素化を指す。
「熱的に中立」とは反応帯域を出て行く生成物混合物のエンタルピーと反応帯域に入ってくる反応体のエンタルピーの差が25%以下(ある実施形態では10%以下、他のある実施形態では5%以下)であるようなプロセスを指す。ある実施形態ではここに記載される方法は熱的に中立である。
選択率及び収率は炭素を基準にする。仮想的な例を挙げると、2モルのヘキサンと1モルのエタンとを含有する反応混合物が、1モルのヘキサンと、1モルのエテンと、0.5モルのヘキセンと、2モルのCO2と、0.33モルのプロペンとを含有する生成物を生じるなら、その反応混合物は57%の炭素転化率、(6モルC)/(8モルC)=75%のオレフィン選択率(37.5%ヘキセン、12.5%プロペン、25%エテン)及び42.8%のオレフィン収率(21.4%ヘキセン、7.1%プロペン、14.3%エテン)を有する。
この型の反応器はUターン端部24(熱端部)が比較的絞られていないため、装置が運転に入ると膨張をし、マニホルドを入口端(冷端部)に接続することができる。このことは全ての反応器において成り立つので、例示の反応器は反応容量を増大するために積み重ねてることができる。例えば例示の反応器を3個積み重ねて、6層(熱交換、処理、熱交換、処理、熱交換及び処理)よりなる単一の集積した装置を構成することができ、又全ての入口及び出口を装置の同じ側に設けることができる。ある好ましい実施形態ではUターン部は単一の戻りチャンネルに接続されマニホルドを省略できる。
この場合に、熱交換チャンネルは場合により省略しても良い。ある実施形態では酸化的脱水素化は全体の反応に重大な影響を有する程度に起きるが、酸化反応は脱水素化反応と環境への損失を補うに充分な熱を発生しない。この場合には、熱をODH処理チャンネルに加える必要があり、この熱は例えば隣接した熱交換器チャンネル内の熱流体(又は発熱反応流体)から供給できる。
触媒は例えばアルミナ表面に分散したバナジア又はアルミナ表面に分散した白金でありうる。触媒は又金属発泡体又は金属フェルト(不織布金属)の表面に被覆された(薄塗り、化学蒸着等による)金属酸化物上に分散された貴金属であり得る。ある好ましい実施形態では触媒はマイクロチャンネルの壁面に(例えばCVD法により)付着できる。
文献に挙げられた実験及びモデルから得られた結果は直並列反応に対するこの効果を示している。段階的添加は又反応体域を通る酸素濃度を平均化することによりピーク温度を制限することができる。
他の実施形態において、望ましくない反応はもしも全入口圧力が少なくとも20気圧であって触媒前帯域での接触時間が7.5m秒以下、更に好ましくは4.0m秒以下、更に好ましくは2.0m秒以下、更に好ましくは0.5m秒以下であるなら、抑制され、所望のオレフィンへの選択性は維持される。
他の実施形態において、望ましくない反応はもしも全入口圧力が少なくとも30気圧であって触媒前帯域での接触時間が4.0m秒以下、更に好ましくは2.0m秒以下、更に好ましくは1.0m秒以下、もっと好ましくは0.25m秒以下であるなら、抑制され、所望のオレフィンへの選択率は維持される。
(マイクロチャンネルな反応器及び従来の反応器におけるプロパンの酸化的脱水素化)
この実施例の実験で使用した全てのODH触媒はMg80.9重量%、V2O519.1重量%よりなり、表面積98m2/gのMg−V−O触媒であった。触媒は粒子径250〜400μm(5トンで圧縮し、粉砕し、所望の粒子径に篩別したもの)にペレット化し、次いで反応に先立ち500℃で40ml/分のO2を1時間流して予備処理した。表3で「石英」は触媒を充填した内径1cmの石英管を表す。
通常高いスループット(つまり高いLHSV)では温度は上昇することが予想されるが、マイクロチャンネルにおいては温度はわずかに低下する。転化率は高いLHSVでは低下し増大しないことが予想されるが、ここでは増大している。この非常に予想外の結果は、マイクロチャンネル装置が従来の固定床とは異なった動作をすることを示し、有用なオレフィンを予想外に高い収量で生成することを示している。
表4は、マイクロチャンネル反応器ODHv1におけるC3:O2比の影響を示す。
(1) C3H8 +5O2 =3CO2 + 4H2O
対
(2) C3H8 + 0.5O2 = C3H6 + H2O
供給物中の酸素量が減じると、反応(1)の速度も低下し、ODHのために使用できる時間と酸素が増え、低い炭素酸化物と所望のオレフィン生成物の高い収率を結果する。予備混合原料でのこれらの予期されなかった結果から見て、C3:O2比が低下すると(供給物中の酸素量の低下)より大きい直線速度(より高いLHSV)が触媒床の前に起きる気相反応を減少し、且つ有用生成物への転化を最適化するのに必要となることが予想できる。
(1) C3H8 + 502 =3C02 + 4H20
対
(2) C3H8 + 0.502 = C3H6 + H20
(従来及びマイクロチャンネル反応器におけるプロパン酸化的脱水素化)
この実施例の触媒は実施例1で使用したものと同一である。ただし粉末状触媒にバインダーとして5重量%のMgOを添加した。実験はODHv2マイクロチャンネル反応器(下記の表7のC)と比較試験としての内径4mmの石英管(表7のB)を使用した。石英管ではこの触媒はより大径の実施例1(同じく石英管で実験)の石英管反応器での実験(表7のA)よりも低い活性を示した。BとCを比較すると、同一の触媒に対して、マイクロチャンネル反応器は石英管に比して転化率が94%大きく、プロピレン選択率がほぼ同一であり、プロピレン収率が85%高いことが分かる。
通常では酸化反応では所望生成物への選択率は転化率が増大すると減少する。ここでも、上記の結果はマイクロチャンネル反応器での転化率の非常に大きい増加にもかかわらず、プロペンへの選択率はわずかに1.9%しか落ちていない。
固定床に比して、転化率は76%増大し、炭素酸化物への選択率は33%減少し、オレフィン収率は119%増大した。
(1)C3H8 + 502 =3C02 + 4H20
対
(2) C3H8 + 0.502 = C3H6 + H20
接触時間が減じるに従って、線形速度が増加し、触媒に先立つ気相における滞留時間が減少する。これにより反応(1)が実施例から分かるように減少して炭素酸化物を減少させ、ODHに必要なより多くの酸素を残し、その結果高い転化率、低いCOx及び高いオレフィン収率が得られる。
(Mo含有改良触媒組成物)
Mg4.5Mo1V1On(43.8wt%MgO、21.7wt%V2O5、34.4wt%MoO3、表面積31m2/g)及び Mg7.75Mo0.1V1On ( 74.8wt%MgO、21.7wt%V2O5、3.5wt% MoO3)を調製し、石英反応器で実験した(LHSV=32、C3:O2=1:1)。Mo:V=0.1:1に対する結果は二元酸化物と同等のプロペンに対するわずかに増加した選択率を示したが、COを犠牲にした。Mo:V=1:1に対する結果はプロパンのかなり高い転化率を示し、同等のプロペン選択率を示し、これはMg-V-Oに対するものよりも高い全収率を意味する。COx選択率はほぼ半分になったが、全体のオレフィン収率は倍増した。これは従来の触媒よりもはるかに低い発熱反応に導く。
(従来の反応及びマイクロチャンネル反応器によるエタンの酸化的脱水素化)
この実施例で使用したODH触媒はSm2O3−Li-Cl/MgO触媒(5.2wt%Sm3,3.4wt%Li,12.5wt%ClをMgOに支持させたもの)であった。この粉末触媒をペレット化し、粉砕し、篩別して粒子径150〜210μmとしたものであった。粉末形の触媒は表面積21m2/gであった。フェルトベースの触媒を原料混合酸化物をボールミルにかけ、これをFeCrAlY基体に担持させて調製した。フェルト触媒の表面積は81m2/gであった。触媒の使用前に空気中で200℃まで1℃/分の速度で上昇し、次いで空気中で5℃/分の速度で最高反応温度まで上昇した。全ての実験は酸素源として空気を使用したエタンの酸化的脱水素化(ODH)であった。
ブランクの石英管(触媒無し)、粉末触媒を有する石英管、触媒を有するインコネル625管及びフェルトを有するODHv3bマイクロチャンネルペレットの比較は表16に記載した。触媒を使用するとエタン転化率及びエチレンへの選択率がブランクの石英管(転化率12.5%、選択率10.9%)に比して触媒を有する石英管(17.0%、13.0%)及びマイクロチャンネル反応器(19.5%、15.0%)の方がいずれも高い。表面パッシべーションの重要性は石英管、インコネル625管及びODHv3b装置を対比すれば分かる。未処理インコネル625管に対する結果はその表面が燃焼を促進し、ブランクの石英管15.5%及びODHv3bの16.0%のCOx選択率に比して、67.4%のCOx選択率を生じた。更に、全体の燃焼がインコネル625管では8.3%であるのに対して、石英管では17.0%、ODHv3bでは19.5%であった。実施例1におけるプロパンのODHの場合で見たように、深い燃焼はODH反応と競合して、エタンの総合的な転化率を減じることが分かる。これは又、CO/CO2が0.42である場合に(これはODH反応に利用できる酸素が少ないことを意味する)石英管で得られるエタン転化率及びエチレン選択率(17.0及び13.0%)に比して、CO/CO2が1.46である場合にマイクロチャンネルにより一層大きいエタン転化率及びエチレン選択率(19.5%と15.0%)が得られることにより支持されている。
このデータから、表18の2欄及び3欄を比較すると積極的な冷却はODH反応に殆ど影響しないことが分かる。
ここで報告されたデータに加えて、2200及び5900sccmで流れる冷却流を数種の条件下でデータを集めたが、全ての場合に転化率及び選択率に対する実質的な影響は見られなかった。反応への冷却の影響がないことは追試されたが、冷却材の分布が重要な役割を有する一連の実験ペレットの製造誤差は、冷却チャンネルを閉鎖することにより完全に阻止された。
表18から、マイクロチャンネル反応器が石英管のピーク温度近くで動作されると、エタンの転化率及びエチレンへの選択率がいずれも向上し、この増加はそれぞれ1.87倍及び1.84倍であった。
4 通路
6 壁
7、9、13 領域
10 冷却室
11 フィン
15 触媒
23、25、27、29、30、31、32、33 チャンネル
35 第1チャンネル
36、42 第2チャンネル
44、45 触媒
46 矢印
51 ブロック
53 入口
55 出口
Claims (60)
- アルカン又はアラルカンを含有する炭化水素含有流体と酸素源を、内部に触媒が存在するマイクロチャンネルに流して、該炭化水素含有流体と酸素源を該マイクロチャンネル内で温度範囲300〜1000℃で反応させることにより、水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを生成し、その場合に(a)炭化水素含有流体と酸素源は触媒との接触の直前に触媒前接触時間が150m秒以内であるように合体されるか、(b)酸素がマイクロチャンネルに沿った複数個所で導入されるか、又は(c)所望により希釈剤が該マイクロチャンネルを流れる全流体の0.25容積倍以下の量で存在するようにした、炭化水素含有流体の酸化的脱水素化方法。
- 触媒は酸化的脱水素化触媒である請求項1に記載の方法。
- 触媒はマイクロチャンネルの壁面に被覆されている請求項1又は2に記載の方法。
- 触媒は多孔質挿入体である請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 多孔質挿入体はフェルトである請求項4に記載の方法。
- 触媒はPt, Pd, Rh, Ir 及びRuよりなる群から選択される少なくとも一種の元素である請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒はPtである請求項6に記載の方法。
- 触媒はMo、V、Nb、Sb、Sn、Zr、Cr、Mg、Mn、Ni、Co、Ce、希土類金属よりなる群から選択した金属の酸化物及びリン酸塩の少なくとも一種である請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒はCu、Sn及びアルカリ金属よりなる群から選択した助触媒を含む請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒はMg、V及びMoを含み、Mo/Vモル比が0.5〜2の範囲にある請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 反応をMo/Vaモル比が0.1の触媒を使用したほかは同一の条件で実施した場合に比してオレフィンの収率が少なくとも50%多い請求項10に記載の方法。
- 炭化水素含有流体及び酸素源が600℃以上の温度で反応される請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記炭化水素がエタン、プロパン、ブタン及びエチルベンゼンよりなる群から選択される少なくとも一種である請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 炭化水素含有流体はエタンを含み、アルケンはエチレンを含む請求項13に記載の方法。
- エチレンが少なくとも270g/g触媒/hrの速度で生成される請求項14に記載の方法。
- 前記炭化水素はC10からC20のアルカンよりなる群から選択される少なくとも一種である請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 水素ガスが炭化水素含有流体と共に供給される請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マイクロチャンネルを流通する炭化水素全供給流は1以上のLHSVを有する請求項1〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記マイクロチャンネルを流通する炭化水素全供給流は32以上のLHSVを有する請求項18に記載の方法。
- 炭化水素の少なくとも10%がアルケン及び/又はアラルケンに転化される請求項1〜19のいずれか一項に記載の方法。
- 炭化水素の少なくとも25%がアルケン及び/又はアラルケンに転化される請求項20に記載の方法。
- 炭化水素の少なくとも50%がアルケン及び/又はアラルケンに転化される請求項21に記載の方法。
- 前記反応室での前記接触時間が100m秒以内である請求項1〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記接触時間が50m秒以内である請求項23に記載の方法。
- 前記炭化水素流体及び酸素源は触媒との接触前に触媒前接触時間が150m秒以下である請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 触媒前接触時間が75m秒以下である請求項25に記載の方法。
- 触媒前接触時間が10m秒以下である請求項26に記載の方法。
- 系の絶対圧力と触媒前接触時間の積が150気圧・m秒である請求項1〜27のいずれか一項に記載の方法。
- 5気圧以上の圧力で動作する請求項1〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 原料流中の炭化水素含有流体及び酸素源の総合圧力が少なくとも10気圧(標準状態で測定して)である請求項1〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 酸素を前記マイクロチャンネルに沿った複数の個所から前記マイクロチャンネルに導入する請求項1〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 希釈剤は前記マイクロチャンネルを流れる全流体流の体積の0.25倍以下である請求項1〜31のいずれかを構成する請求項1〜31のいずれか一項に記載の方法。
- 更に隣接熱交換器で熱を除去する請求項1〜32のいずれか一項に記載の方法。
- 熱を前記隣接熱交換器に除去する工程は、生成流からの熱を反応体流に伝達することである請求項33に記載の方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を反応させた後に、該反応により形成された流れを急冷する請求項1〜34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記急冷工程は、冷却流体を炭化水素含有流体及び酸素源を反応させることにより形成される流れに噴射することである請求項35に記載の方法。
- 冷却剤が炭化水素含有流体及び酸素源を反応させることにより形成された流れ中で蒸発される請求項36に記載の方法。
- 生成流に急冷流体を導入しない請求項1〜35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は熱的に中立である請求項1〜38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法は、積極的な冷却及び炭化水素と酸化剤の予備混合無しでの、内径1.0cmの石英管での同一の反応条件(反応体原料の組成、酸化剤、希釈剤、供給原料/酸化剤/希釈剤比(希釈剤の量はできるだけ実用に近い)、接触時間、圧力、触媒床温度、触媒組成及び形態)で実施した反応に比して、前記方法の実施の結果が、(a)CO/CO2選択率が相対的に少なくとも20%高く、又は(b)炭化水素の転化率が相対的に少なくとも10%高く、又は(c)オレフィンの収率が相対的に少なくとも10%高く、又は(d)オレフィンへの選択率が相対的に少なくとも10%高く、又は(e)二酸化炭素の選択率が相対的に少なくとも10%低くなるいずれか一つ以上の、転化率、選択率及び収率を有する請求項1〜39のいずれか一項に記載の方法。
- オレフィン選択率が50%以上であり、炭化水素転化率が少なくとも10%である請求項40に記載の方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、内部にMo/Vモル比が0.5〜2である Mg、V 及びMoを含む酸化物触媒よりなる酸化的脱水素化触媒が存在する反応室に流して該反応室内で前記炭化水素含有流体と酸素源を反応させることにより、水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを生成する工程を含む、気体状炭化水素を酸化的脱水素化する方法。
- Mo/Vモル比が0.1である 触媒を使用した他は同一の条件下で行った反応に比して、少なくとも50%大きいオレフィン収率を有する請求項42に記載の方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、酸化的脱水素化触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、300〜1000℃の温度で該炭化水素含有流体と酸素源を反応させて水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを形成する工程を含み、前記炭化水素はアルカン又はアラルカンを含有し、前記炭化水素の少なくとも10%がアルカン及び/又はアラルケンに転化され、又前記マイクロチャンネル内を流れる全炭化水素供給流が32以上のLHSVを有する、気体状炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、酸化的脱水素化触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、該炭化水素含有流体と酸素源を反応させる工程を含み、前記炭化水素含有流体と酸素源が、前記触媒に接触する直前に前記炭化水素流体と酸素源の触媒前接触時間が150m秒以内であるように結合される、還元気相反応による気体状炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、酸化脱水素化触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、該炭化水素含有流体と酸素源を反応させる工程を含み、供給流中の前記炭化水素含有流体と酸素源の総合圧力は少なくとも10気圧(標準状態での測定で)であり、300℃以上での前記炭化水素流体及び酸素源の触媒前接触時間が15m秒以内である、還元気相反応による気体状炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、該炭化水素含有流体と酸素源を、335〜1000℃の温度で反応させて水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを形成し、その場合に前記酸素は前記マイクロチャンネルの長さに沿った複数の個所からマイクロチャンネルに供給する工程を含む、気体状炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、該炭化水素含有流体と酸素源を、335〜1000℃の温度で反応させて水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを形成し、前記反応の熱を隣接熱交換器に除去する工程を含む、気体状炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- 炭化水素含有流体と酸素源を、触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、該炭化水素含有流体と酸素源を、335〜1000℃の温度で反応させて水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを形成し、前記炭化水素含有流体と酸素源の反応後に生成流を急冷する工程を含む、気体状炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- 気体状炭化水素含有流体と酸素源を、触媒が存在するマイクロチャンネルに流し、前記マイクロチャンネル内で、該炭化水素含有流体と酸素源を、335〜1000℃の温度で反応させて水と少なくとも一種のアルケン及び/又はアラルケンを形成し、それにより転化率、選択率及び収率において、積極的な冷却及び炭化水素と酸化剤の予備混合無しでの、内径1.0cmの石英管での同一の反応条件(反応体原料の組成、酸化剤、希釈剤、供給原料/酸化剤/希釈剤比(希釈剤の量はできるだけ実用に近い)、接触時間、圧力、触媒床温度、触媒組成及び形態)で実施した反応に比して、前記方法の実施の結果が、(a)CO/CO2選択率が相対的に少なくとも20%高く、又は(b)炭化水素の転化率が相対的に少なくとも10%高く、又は(c)オレフィンの収率が相対的に少なくとも10%高く、又は(d)オレフィンへの選択率が相対的に少なくとも10%高く、又は(e)二酸化炭素の選択率が相対的に少なくとも10%低くなるいずれか一つ以上であるようにした、炭化水素の接触酸化的脱水素化方法。
- マイクロチャンネル反応室と、該反応室内に配置された酸化的脱水素化触媒とを有し、前記触媒がa)粒子状触媒、又はb)多孔質挿入体、又はc)前記マイクロチャンネル反応室の壁に形成された第1層とその上に形成された第2層とで形成され、前記壁と第1層と第2層は互いに異なった組成を有し、前記第1層が少なくとも0.1μmである触媒壁被覆、である酸化的脱水素化装置。
- 前記酸化的脱水素化触媒は前記マイクロチャンネルを通るバルク流れが存在しないように前記マイクロチャンネルの断面を満たしている請求項51に記載の装置。
- シリカ被覆が前記壁に施されている請求項51〜52のいずれか一項に記載の装置。
- 酸化的脱水素化触媒はフェルトを含む請求項51〜53のいずれか一項に記載の装置。
- 前記マイクロチャンネル反応室に隣接していて且つ酸素チャンネル壁により隔離されている酸素チャンネルをさらに有し、前記酸素チャンネル壁は前記酸素チャンネルと前記マイクロチャンネル反応室とを連通する開口を有している請求項51〜54のいずれか一項に記載の装置。
- マイクロチャンネル反応室と、該反応室内に配置された酸化的脱水素化触媒と、前記マイクロチャンネル反応室から酸素チャンネル壁により隔離された隣接の酸素チャンネルとを有し、前記酸素チャンネル壁には前記酸素チャンネルと前記マイクロチャンネル反応室とを連通する通路を形成する開口が設けられている、炭化水素の酸化的脱水素化装置。
- 反応室と、該反応室内に配置された酸化的脱水素化触媒とを有し、1:1混合されたプロパンと酸素が希釈剤なしでLHSV32で580℃の触媒温度の反応室に供給されたときに、少なくとも30%のプロパン転化率と少なくとも20%のオレフィン収率が得られる触媒活性を有することにより特徴づけられる炭化水素の酸化的脱水素化装置。
- 前記接触装置は、1:1混合されたプロパンと酸素が希釈剤なしでLHSV32で580℃の触媒温度の反応室に供給されたときに、30%〜50%のプロパン転化率と20%〜31%のオレフィン収率が得られる触媒活性を有することにより特徴づけられる請求項57に記載の装置。
- 前記接触装置は、81重量%のMgOと19重量%のV2O5を含有し、表面積が約100m2/gであり且つ粒子径が250〜400μmである同一体積のMg-V-O触媒で置換され、次いでこの置換された触媒が反応前に温度500℃で40ml/分で1時間前処理されたものが反応室に挿入され、次いで1:1混合されたプロパンと酸素が希釈剤なしでLHSV32で580℃の触媒温度の反応室に供給されたときに、少なくとも30%のプロパン転化率と少なくとも20%のオレフィン収率が得られる触媒活性を有することにより特徴づけられる請求項57に記載の装置。
- 前記マイクロチャンネル反応室に配置される酸化的脱水素化触媒は、a)粒子状触媒、b)多孔質挿入体、又はc)前記マイクロチャンネル反応室の壁と第2層との間に形成される第1層であって前記壁と第1層と第2層は互いに異なった組成を有し、前記第1層が少なくとも0.1μmである触媒壁被覆、のいずれかである請求項57〜59のいずれか一項に記載の接触装置。
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