JP5840822B2 - 流動層反応器の温度制御方法 - Google Patents
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Description
また、例えば酸化反応の場合、部分酸化生成物と完全酸化反応物の生成エネルギーとを比較するとき、完全酸化反応物(例えばCO2)の方がより安定であることは明らかであって、完全酸化反応の寄与率が上昇すれば、反応系全体の発熱量が増大することは自明である。これも一般の気相発熱反応について成り立つと考えてよい。
しかしながら、先に述べた、気相酸化反応における温度制御、特に安定な温度制御の重要性を鑑みると、これら先行技術による温度制御では十分ではなく、更に精緻な温度制御を可能とする方法の確立が求められていた。
(1)複数の温度検出部、及び複数系列の除熱管を有し、反応器の上面から見た時の有効断面積が20平方メートル以上の流動層反応器を用いて気相発熱反応を実施するにおいて、20平方メートルを超えない有効断面積範囲毎に少なくとも一つ以上の温度検出部及び少なくとも一系列以上の除熱管を設置し、有効断面積範囲毎に個別に温度を制御することを特徴とする、流動層反応器の温度制御方法。
(2)前記温度検出部が、各有効断面積範囲の触媒濃厚層に設置されている、前記(1)に記載の流動層反応器の温度制御方法。
(3)反応を実施する温度範囲において、副反応も含めた総体としての反応熱が2500kJ/mol(原料)以下であり、かつ総体としての反応熱の温度に関する偏微分係数が、40kJ/mol(原料)・K以下であることを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の流動層反応器の温度制御方法。
(5)実施する反応がn−ブタン、1−ブテン、2−ブテン、ブタジエン、ベンゼンから選ばれる一つ以上を原料とする気相酸化反応であり、反応の生成物が無水マレイン酸であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
(7)実施する反応がo−キシレンおよび/またはナフタレンを原料とする気相酸化反応であり、反応の生成物が無水フタル酸であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
(9)実施する反応がメタンおよび/またはメタノールを原料とする気相アンモ酸化反応であり、反応の生成物が青酸(HCN)であることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
(10)実施する反応がエタン、エテン、エタノールから選ばれる一つ以上を原料とする気相アンモ酸化反応であり、反応の生成物がアセトニトリルであることを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
[実施例1]
図1に示したような形式の、直径6.82mの流動層反応器(1)に、モリブデン、バナジウム、アンチモン、ニオブからなる平均粒子径50μm、粒子径44μm以下の微粉を12%含有する複合酸化物触媒80トンを充填した。酸素供給管(3)から空気45000Nm3/Hrを、原料供給管(4)からプロパン3000Nm3/Hrとアンモニア2700Nm3/Hrを混合したガスを供給し、主としてアクリロニトリルを製造した。
実施例1において、仮想的に2分割することを止め、温度検出部の設置位置を以下のように変更した。すなわち、流動層の中心部に温度検出部(12)としてKタイプの熱電対を1つ設置し、温度指示計(13)で熱起電力を温度信号に変換し検出した。
2 触媒流動層
3 酸素供給管
4 原料供給管
5 反応生成ガス抜き出し管
6 液体の冷却媒体を用いる除熱管
7 気体の冷却媒体を用いる除熱管
8 気液分離容器
9 冷却媒体輸送ポンプ
10 冷却媒体追加管
11 過熱蒸気抜き出し管
12 温度検出部
13 温度指示計
14 流量調節弁(能力調整用)
15 飽和蒸気抜き出し管
Claims (10)
- 複数の温度検出部、及び複数系列の除熱管を有し、反応器の上面から見た時の有効断面積が20平方メートル以上の流動層反応器を用いて気相発熱反応を実施するにおいて、20平方メートルを超えない有効断面積範囲毎に少なくとも一つ以上の温度検出部及び少なくとも一系列以上の除熱管を設置し、有効断面積範囲毎に個別に温度を制御することを特徴とする、流動層反応器の温度制御方法。
- 前記温度検出部が、各有効断面積範囲の触媒濃厚層に設置されている、請求項1に記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 反応を実施する温度範囲において、副反応も含めた総体としての反応熱が2500kJ/mol(原料)以下であり、かつ総体としての反応熱の温度に関する偏微分係数が40kJ/mol(原料)・K以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がプロパンおよび/またはプロピレンを原料とする気相アンモ酸化反応であり、反応の生成物がアクリロニトリルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がn−ブタン、1−ブテン、2−ブテン、ブタジエン、ベンゼンから選ばれる一つ以上を原料とする気相酸化反応であり、反応の生成物が無水マレイン酸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がi−ブテンおよび/またはi−ブタンを原料とする気相アンモ酸化反応であり、反応の生成物がメタクリロニトリルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がo−キシレンおよび/またはナフタレンを原料とする気相酸化反応であり、反応の生成物が無水フタル酸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がフェノールおよびメタノールを原料とする気相酸化反応であり、反応の生成物が2,6−キシレノールおよび/またはo−クレゾールであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がメタンおよび/またはメタノールを原料とする気相アンモ酸化反応であり、反応の生成物が青酸(HCN)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
- 実施する反応がエタン、エテン、エタノールから選ばれる一つ以上を原料とする気相アンモ酸化反応であり、反応の生成物がアセトニトリルであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の流動層反応器の温度制御方法。
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