JPH06192158A - ヒドロホルミル化反応の制御方法 - Google Patents
ヒドロホルミル化反応の制御方法Info
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- JPH06192158A JPH06192158A JP5251108A JP25110893A JPH06192158A JP H06192158 A JPH06192158 A JP H06192158A JP 5251108 A JP5251108 A JP 5251108A JP 25110893 A JP25110893 A JP 25110893A JP H06192158 A JPH06192158 A JP H06192158A
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Abstract
ルデヒドの生成比率の制御を容易とする。 【構成】 反応器中でオレフィンとオキソガス及びリサ
イクルガスとをヒドロホルミル化反応させてアルデヒド
を製造する方法において、反応器から抜き出されたリサ
イクルガスのパージ流量を制御して反応器中の一酸化炭
素分圧を制御する。これにより、所望の比率のアルデヒ
ドを生成する。制御は、制御用コンピュータ内にプロセ
スモデルを設け、このモデルに順次入力系列を与えて出
力系列を予測し、目標値との差異が最も少ない出力系列
を与える入力系列を操作量とするモデル予測制御を採用
する。
Description
(CO)を含有するオキソガスとオレフィンとを反応さ
せるヒドロホルミル化反応に際して、リサイクルガス中
のCO分圧を調節して生成物のノルマルアルドヒドとイ
ソアルデヒドとの生産比率を制御する方法に関する。
原料とするヒドロホルミル化反応によって、ノルマルア
ルデヒドとイソアルデヒドとを含むアルデヒドを生成す
るプロセスが採用されている。このプロセスでは、オキ
ソガス中のCO分圧(濃度)を調節してリサイクルガス
中のCO分圧を制御することにより、反応器中のCO濃
度を調節してノルマルアルデヒドとイソアルデヒドとの
生産比率(以下、アルデヒドの生産比率とよぶ)を所望
の値に制御する方法が知られている。
一般的なプロセスのシステム系統図を略図として示して
いる。同図において、システムは、ヒドロホルミル化反
応器1と気液分離器2とを備えており、この反応器1に
は、オレフィン供給ライン11、オキソガス供給ライン
12及び触媒供給ライン14から夫々原料及び触媒が供
給されている。反応器1から抜き出され、気液分離器2
において分離されたガス状のリサイクルガスは、リサイ
クルガス供給ライン13を介して再び反応器1に戻され
て、原料のオレフィンと反応してアルデヒドを生成す
る。生成されたアルデヒドは、アルデヒド生成物抜出し
ライン15から取り出される。なお、パージ調節弁9
は、メタン等のイナートガスの成分の蓄積を抑制するた
めに設けられ、間欠的に作動してリサイクルガスの一部
をパージする。
所望のアルデヒドの生産比率との相関によって求められ
る。この目標値に基づいてリサイクルガス中のCO分圧
を制御するために、原料のオキソガス中のCO分圧の調
節が行われる。この調節は、水素供給ライン16を介し
てオキソガス中に導入されるフィード水素量の調整によ
って可能なため、供給されるフィード水素量の制御が、
例えばPID(比例・積分・微分)制御装置によって行
われる。
じてしばしば変更される。このような場合には、アルデ
ヒドの新しい生産比率に基づいて、リサイクルガス中の
CO分圧の目標値を新たに決定する。この目標値に基づ
いてフィード水素量が新たに定められ、決定されたフィ
ード水素量はPID制御のための設定値として与えられ
る。CO分圧の目標値の設定は通常オペレータによって
行われ、その後この目標値に基づいて、フィード水素量
が前記設定値に一致するようにPID制御される。
化反応の制御方法では、以下のような問題があった。 ヒドロホルミル化反応ではプロセスの時定数が大き
く、フィード水素量の変化によってリサイクルガス中の
CO分圧が大きく振れることから、フィード水素量の設
定値の決定の際に、設定値を多段階に変更設定する必要
があり、オペレータに負担となる。 上記の理由から、フィード水素量の設定値を変更設
定する際に、オペレータの熟練度に従い操作結果に個人
差が生じ、設定値の変更時にプロセスが不安定になりが
ちである。 アルデヒドの単位時間当りの生産量(生産レート)
を変えると、プロセスの特性が変化するので、CO分圧
の制御が特に不安定になる。 原料ガス中に水素及び一酸化炭素以外の成分が多い
場合、例えばオレフィン(プロピレン)、パラフィン
(プロパン)或いはその他イナートガスの分圧が高い場
合には、フィード水素量の制御のみでは、リサイクルガ
ス中のCO分圧を所望の範囲内に制御することが困難で
ある。
制御方法の問題に鑑み、反応器中のCO分圧の制御が容
易であり、従って、アルデヒドの生産比率を所望の値に
容易に調節可能なヒドロホルミル化反応の制御方法を提
供することを目的とする。
するため、本発明のヒドロホルミル化反応の制御方法
は、反応器中で触媒の存在下に、オレフィンと、水素及
び一酸化炭素を含むフィードオキソガス並びに前記反応
器から抜き出された後該反応器に戻されるリサイクルガ
スとをヒドロホルミル化反応させて、アルデヒドを製造
するヒドロホルミル化反応の制御方法において、ヒドロ
ホルミル化反応を制御するための反応系内の一酸化炭素
分圧の目標値を設定し、該目標値に対応する一酸化炭素
分圧を検出し、前記検出される一酸化炭素分圧を前記目
標値と比較して、前記リサイクルガスをパージガスとし
て放出するパージ流量を調節することを特徴とするもの
である。この構成により、所望の生産比率でアルデヒド
を製造することを可能にする。
の目標値の変更に際して反応器中のCO濃度が大きく振
れることを防止できる。本発明の好適な態様では、前記
一酸化炭素の検出は、反応器に戻されるリサイクルガス
の一酸化炭素分圧を検出することにより行なわれる。或
いは、リサイクルガスを反応器に戻す前にフィードオキ
ソガスと合流させ、この合流させたガスの一酸化炭素分
圧を検出して、前記検出される一酸化炭素分圧とするこ
ともまた好ましい態様である。
ジ流量を調節する操作量を入力とし前記検出される一酸
化炭素分圧の計算値を出力とする所定の信号伝達関数を
有し、前記ヒドロホルミル化反応をシミレートするため
のプロセスモデルをコンピュータ内に記憶させ、所定の
周期毎に順次生起する複数の入力から成る入力系列を順
次選択して前記プロセスモデルの入力とし、前記プロセ
スモデルの出力に基づいて将来の出力系列を順次算出
し、前記算出された将来の出力系列の内、予定された将
来の前記目標値との差異が小さな1つの出力系列を選定
し、前記選定された1つの出力系列に対応する前記入力
系列に基づいて前記操作量を設定するように構成する。
力系列の選定は、例えば最小2乗法に従って行われる。
うオペレータの熟練度に拘らず安定なプロセスの制御が
可能となる
ージガスの流量及び組成に関連する信号を検出し、少な
くともパージガスの流量及び組成に関連する信号に基づ
いて前記信号伝達関数の係数を求めるように構成するこ
とができ、かかる構成を採用すると、反応器中のCO分
圧の大きな変動が抑えられ、安定な制御が可能となる。
ソガスにおける流量及び組成に関連する信号を更に検出
し、該検出された流量及び組成に関連する信号に更に基
づいて、前記操作量を決定するように構成することがで
き、この構成を採用すれば、フィードされるオキソガス
の大きな組成変動にもかかわらず、反応器中のCO濃度
を所望の範囲に制御できる。
化反応の原料として使用されるオレフィンは、分子内に
オレフィン性二重結合を少なくとも1つ有する有機化合
物であれば特に制限はない。例えば、エチレン、プロピ
レン、ブテン、ブタジエン、ペンテン、ヘキセン、ヘキ
サジエン、オクテン、オクタジエン、デセン、ヘキサデ
セン、オクタデセン等が挙げられる。
金属錯体、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ルテニウ
ム、ロジウム、パラジウム、オスシウム、イリジウム、
白金から成る群から選ばれた少なくとも1つの金属を含
み、更に、有機リン化合物、例えばトリアリールホスフ
ィン等のホスフィン又はホスファイト等の配位子を含有
する有機化合物含有溶液に可溶な錯体が用いられる。
反応溶媒の使用は必須ではないが、必要ならば、ヒドロ
ホルミル化反応に不活性な溶媒を存在させることが出来
る。好ましい溶媒の具体例としては、トルエン、キシレ
ン、ドデシルベンゼン等の芳香族炭化水素化合物、アセ
トン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン等のケトン
類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、
酢酸エチル、ジ−n−オクチルフタレート等のエステル
類が挙げられる。
スとしては、オキソガス又は水性ガスが用いられる。本
明細書では、これらを総称してオキソガスと呼ぶ。
反応条件としては、従来から採用されている条件が採用
できる。例えば、反応温度は、室温〜200℃、好まし
くは50℃〜150℃の範囲から選ばれ、反応圧力は通
常、常圧〜200気圧、好ましくは5〜100気圧、特
に好ましくは5〜50気圧の範囲から選ばれる。水素と
一酸化炭素のモル比(H2/CO)は通常、10/1〜
1/10、好ましくは1/1〜6/1の範囲から選択さ
れる。ヒドロホルミル化反応の反応方式としては、攪拌
型反応槽または気泡塔型反応槽中で行われる連続方式が
採用できるが、好ましくは、攪拌型反応槽を用いる。
デヒドの所望の生産比率に相関して求められる反応系内
のCO分圧を、例えばPID制御方式における目標値と
して設定し、この設定に基づいて反応器から抜き出され
るリサイクルガスのパージ流量を調整することで、反応
器中のCO分圧を所望の値になるように制御する。
いて更に詳述する。この実施の態様では、ヒドロホルミ
ル化反応の制御に際して、1.COモデル予測制御、
2.プロセスゲインスケジューリング、3.フィードフ
ォワード制御の各手法が採用される。
伝達関数を有するプロセスモデルを格納しておく。プロ
セスモデルとしては、例えば、むだ時間を含む一次遅れ
系のモデルを採用する。このモデルの伝達関数G(s)は
次の式で表される。
ロセス応答より求められた値、TLはむだ時間で過去の
プロセス応答より求められた値、sはラプラス変数であ
る。図2は、COモデル予測制御における制御の様子を
説明するためのグラフである。同図において、アルデヒ
ドの生産比率の変更に従い、現在時刻tでCO分圧目標
値Rが階段状に変更されている。このような場合、制御
に必要なパージガス流量を調節する操作量は、現在のC
O分圧と目標値のCO分圧との偏差に基づいて、プロセ
スモデル予測制御により決定される。その手順は以下の
通りである。
有する目標値参照軌道yRを算出する。急激な目標値の
変更により、システムが不安定になることを回避するた
めである。目標値参照軌道yRの一例を図2に示した。
例示した入力u(パージ流量を調節する操作量)の現在
時刻tから時刻t+Mτまでの間の入力系列をパラメー
タとして、将来時刻t+Lτから時刻t+(L+P)τ
迄の出力予測系列(リサイクルガスのCO分圧)を表現
する。これは以下のようにして行われる。なお、M、
P、及びLは夫々、M:操作量決定区間(Control Hori
zon)、P:出力・目標値一致希望区間(Coincidence Ho
rizon)、L:出力・目標値一致希望区間開始時点であ
り、これらは、制御系設計の際に定めてある。
プロセスモデルによって直接求められる将来の時刻t+
LτにおけるCO分圧のモデル予測値とすると、この予
測値を含むモデル予測系列YMは、 YM=[yM(t+L),・・・,yM(t+L+P-1)]T と表すことが出来る。
予測値yM(t+L)の補正によって得られる、時刻t+L
τにおける出力予測値とすると、この出力予測値を含
む、将来の時刻t+Lτから時刻t+(L+P−1)τ
の間の1つの出力予測系列(CO分圧)YPは、同様
に、 YP=[yP(t+L),・・・,yP(t+L+P-1)]T と表すことが出来る。
列YPを求めるために、プロセスモデル補正項を求め
る。この場合、現在の時刻tにおけるCO分圧の実測値
y(t)と、過去のデータによってプロセスモデルから求
められた現在時刻における出力推定値yM(t)との差を補
正項とする。
うに定義する。 Y =[y(t),・・・,y(t)] YM0=[yM(t),・・・,yM(t)]
Pは以下のように表わされる。 YP=YM+Y−YM0 (2) ここで、モデル予測系列YMと前記現在時刻の出力推定
値yM(t)を含む系列YM0との間には次の関係 YM=YM0+AF・ΔUM+A0・ΔU0 (3) がある。モデル予測系列YMは上式(3)に基づいて求
められる。モデル予測系列YMが求められると、式
(2)に基づいて出力予測系列YPが求められる。
3項は過去のデータに基づく予測項である。第2項にお
けるAFは、予測モデルの応答系列であり、式 で表される。なお、この式中akは伝達関数で定まるス
テップ応答系列で、 aK=0 (0≦kτ≦TL) ak=KP {1-exp(-(kτ-TL)/TP)} (TL≦kτ) (4) ak=as (s<k) と表される。
Mは、時刻tから時刻t+M-1までの入力パラメータから成
る1つの入力系列、即ちその間の各時刻におけるリサイ
クルガスのパージ流量を調節する操作量に対応する系列
である。ΔUMは、各時刻の操作量を表すパラメータΔu
(t)からΔu(t+Mー1)までによって、 ΔUM=[Δu(t),Δu(t+1),・・,Δu(t+M-1)]T と表される。各パラメータの選定によって、式(3)の
将来の予測項が計算される。
U0は夫々、A0:プロセス特性行列、ΔU0:操作量入
力系列であり、 ΔU0=[Δu(t-1),Δu(t-2),・・・,Δu(t-s+1)]T と表される。このA0及びΔU0により、式(3)の第3
項が求められる。
め定められた所定の順序で、上記入力系列ΔUMの各パ
ラメータを選択することで、入力系列を1つづつ順次選
択して逐次プロセスモデルに入力する。プロセスモデル
の出力から順次得られたモデル予測系列YMに対して、
式(2)に基づいて補正が行われ、出力予測系列YPが
順次得られる。
測系列YPと、ステップ1で求めた参照軌道yRにおける
将来時刻t+Lτから時刻t+(L+P)τ迄の区間の
値との差が最小となるような1つの入力系列を、最小2
乗法を用いて算出する。即ち、上記順次に算出される出
力予測系列YPの内、参照軌道yRによって規定される参
照軌道系列と最も近い出力を与える1つの出力予測系列
が、次に示す式(5)を用いて選択される。 Minimize┃YP−YR┃2 (5) ここで、YR は参照軌道系列である。
出力から、例えば次の式で求めることが出来る。 YR=A・F・y(t)+(I−A)・Γ ここで、A、Γ、及びFは夫々、A:重みベクトル、
Γ:出力・目標値一致希望区間における目標値ベクト
ル、F:単位行列であり、以下の式で表される。なお、
式中αはパラメータで、0<α<1、γ(t)は時刻tに
おける目標値、Iは単位行列である。 A=[α,α2,・・・αP]T F= diag[1,1,・・・,1]T Γ=[γ(t+L),・・・,γ(t+L+P-1)]T
出力を与えることが出来る一つの出力予測系列YPが求
められると、この出力予測系列を与える入力系列がパー
ジ流量を調節する操作量の系列として決定される。この
操作量の系列に基づいてパージ流量が順次選択される。
た場合、プロセスの特性がそれに応じて変化し、特に式
(1)の伝達関数G(s)の係数KPであるプロセスゲ
インの変化が著しい。従って、生産レート変更時にも安
定して制御を維持するために、式(1)のプロセスモデ
ルにおけるプロセスゲインを自動的に変更する。この手
法はゲインスケジューリングと呼ばれる。本実施態様で
は、ゲインスケジューリングは以下のようにして行われ
る。
のトータルパージ流量、FH2、FCO、及びFiを夫々、
トータルパージ流量中のH2の流量、CO流量、イナー
ト分流量とすると、 Ft=FH2+FCO+Fi (6) で示される。ここで、ACO、AH2及びAiを夫々、パー
ジガス中のCO濃度、H2濃度、及びイナート分濃度と
すると、式(6)から ACO=FCO/Ft=FCO/(FH2+FCO+Fi) (7) となる。ACOを全微分すれば、
態では原料ガス組成、反応温度はほとんど一定で反応が
安定しているので、流量変動に比して組成変動が無視で
きるとして、 dFH2=AH2・dFt (12) dFCO=ACO・dFt (13) が得られる。式(12)及び(13)を式(9)に代入
すると、 dACO=(Ai・ACO/Ft)・dFt (14) となり、従って次の式が得られる。 dACO/dFt=Ai・ACO/Ft (15)
の変化に対するCO分圧の変化、即ち式(1)で定義し
ているプロセスゲインKPである。従って、 KP=Ai・ACO/Ft (16) と表される。プロセスゲインをこの式に従って変更する
ことにより、プロセス応答を正確に表現できる伝達関数
がその都度得られる。
Ai、ACO、及びFtを検出部から取り込み、上式(1
6)に従ってKPの値を求め、プロセスモデルのゲイン
KPの値を変化させることで、プロセスモデルにおける
ゲインスケジューリングが可能となる。
動の影響を受ける。そこで、フィードオキソガス中のC
O濃度変動を補償するために、フィードフォワード制御
を行いパージ流量uを制御する。ここで、Finをフィー
ドオキソガス流量、CCOをリサイクルガス中のCO分圧
(濃度)、及びBCOをフィードオキソガス中のCO濃度
とすると、反応器まわりのマスバランスより、 du/dt=(Fin/CCO)・dBCO/dt (17) が成立する。従って、フィードオキソガス中のCO分圧
BCOに変動が生じた場合には、式(17)に基づいてパ
ージ流量uを変化させることで、そのCO変動が補償さ
れる。
る。本発明の第一の実施態様のヒドロホルミル化反応の
制御方法は、例えば、従来技術で説明した図1の系統図
のシステムにおいて行われる。リサイクルガス中のCO
分圧の所望値を、PID制御装置における目標値として
設定し、この目標値及びリサイクルガス供給ライン13
内のCO濃度の検出量に基づき、反応器1から抜き出さ
れるリサイクルガスのパージ流量を調節する。パージ流
量の調節は、パージ調節弁9の開度調節によって行わ
れ、リサイクルガス中のCO濃度が、前記目標値に一致
するように制御される。
ルミル化反応の制御方法を実施するシステムの系統図を
示す。同図において、このシステムは、反応器1、気液
分離器2、パージ調節弁9、各系統配管、及び制御部8
を有しており、所定の位置には信号検出部及び操作部が
設けられ、制御用配線を介してこれらと制御部8とが結
ばれている。
1、オキソガス供給ライン12が原料フィードのために
接続されており、オキソガス供給ライン12には水素ガ
ス供給ライン16が接続されている。反応器1には更
に、触媒供給ライン14、製品のアルデヒドを取り出す
ためのアルデヒド生成物抜出しライン15、気液分離器
2との間の連絡ライン17、18、及び気液分離器2か
らリサイクルガスを抜き出して反応器1に戻すためのリ
サイクルガス供給ライン13が接続されている。
器2側には、リサイクルガスパージ調節弁9が設けられ
ており、このパージ調節弁9の出口側にはパージガス組
成分析計3及びリサイクルガスパージ流量計4が設置さ
れている。また、リサイクルガス供給ライン13には、
反応器1に供給されるリサイクルガス中のCO濃度分析
のためにCO分析計5が配置されている。オキソガス供
給ライン12には、オキソガスの流量を検出する流量計
6並びにその成分を測定するためのCO分析計7が配置
されている。
プロセスコンピュータで構成されており、機能的に、各
検出部にて検出されたデータを一旦記憶するデータ記憶
部81、フィードオキソガスの組成変動を補償するため
のフィードフォワード(FF)制御部82、リサイクル
ガス中のCO濃度をその目標値に従って制御するための
フィードバック(FB)制御部83、プロセスモデルを
算出するためのモデル算出部85、算出されたモデルが
格納されるモデル84、及びパージ流量コントローラ8
6から成る。フィードバック制御部83には、リサイク
ルガス中のCO濃度の目標値mが、必要に応じてオペレ
ータから入力される。制御部8は、DCS(分散型コン
ピュータシステム)として構成することができ、また、
各制御部の信号はDDC(直接デジタル制御)の制御信
号として出力することもできる。
て、反応器1には、各供給ライン11、12、13、1
4、16を経由して、オレフィン、オキソガス、リサイ
クルガス、触媒、及び水素ガスが、反応条件に応じた供
給レートで連続的に供給されている。反応器1内部で、
オレフィンとオキソガスとが、触媒の存在下に所定の温
度及び圧力下でヒドロホルミル化反応することにより、
ノルマルアルデヒド及びイソアルデヒドが所望の比率で
生成される。得られたアルデヒド生成物は、液状成分と
して反応器1の下部よりアルデヒド生成物抜出しライン
15を経由して連続的に抜き出される。
1の塔頂から抜出しライン17を経由して気液分離器2
に抜き出され、気液分離器2内で気液分離する。気液分
離器2内の液相は、液戻りライン18を経由して再び反
応器1内に戻り、また、気相のガス状成分は、リサイク
ルガス供給ライン13を経由して、反応器1にその底部
から戻される。
ドフォワード制御部82からの操作信号jによって補償
できる。このフィードフォワード制御は、反応器1まわ
りのマスバランスより導出される前記式(17)に基づ
いて行われるものである。オキソガス中CO分析計7に
よって検出されるオキソガス中のCO濃度信号a、リサ
イクルガス中CO分析計5によって検出されるリサイク
ルガス中のCO濃度信号c、及びオキソガス流量計6に
よって検出されるオキソガス流量信号bの各信号は、一
旦データ記憶部81に取り込まれ、更にデータ記憶部8
1から、フィードフォワード制御用データeとしてフィ
ードフォワード制御部82内に取り込まれる。この信号
に基づいて、フィードフォワード制御部82はフィード
フォワード操作信号jを算出する。
ヒドとイソアルデヒドとの比率を所望の比率とするため
に、反応器1内に戻るリサイクルガスのCO濃度の目標
値が設定されている。この目標値に従う制御は、フィー
ドバック操作信号kに基づいて行われ、ガスパージ調節
弁9の開度を調節することによって、リサイクルガス中
のイナート成分(例えば主としてメタン成分)の放出量
を制御することで可能となる。
ようにして行われる。リサイクルガス中のCO分析計5
によって検出されるリサイクルガス中のCO濃度信号c
が、一旦データ記憶部81に取り込まれる。フィードバ
ック制御部83は、これらの信号をフィードバック制御
用データfとして一定周期で取り込む。CO分圧(濃
度)目標値mはフィードバック制御部83に記憶されて
いる。
行なわれる。パージガス組成分析計3によって得られる
パージガス中の成分組成(CO及びイナート成分)を示
すパージガス組成信号n、及びリサイクルガスパージ流
量計4で検出されたパージガス流量信号dが、一旦デー
タ記憶部81に取り込まれる。モデル算出部85は、こ
れらの信号をプロセスモデル算出用データhとして一定
周期で取り込み、このデータに基づいて前記式(16)
の演算処理を行い、プロセスゲインを算出する。算出さ
れたプロセスゲインは、プロセスモデル変更情報iとし
てモデル84に与えられ、モデル84において、プロセ
スモデルの伝達関数(式(1))の変更に使用される。
フィードバック制御部83は、モデル84からこのプロ
セスモデル情報gを受けて、前記式(2)〜式(5)に
基づいて、演算処理を行う。この演算処理により、CO
の予測濃度とその目標値mとの差が最小となるリサイク
ルガスのパージ流量を調節する操作量が、フィードバッ
ク操作量kとして得られる。
ワード操作量jとフィードバック操作量kとは、パージ
流量コントローラ86で加算されてその設定値とされ
る。この設定値は、リサイクルガスパージ調節弁9にそ
の開度調節のためのパージ流量操作信号lとして与えら
れる。なお、この構成に代えて、フィードフォワード操
作量j又はフィードバック操作量kの何れかを操作量と
してパージ調節弁9に与えてもよい。
及びこれと比較するための比較例について説明する。も
っとも、本発明はその要旨を越えない限りこれら実施例
での構成に限定されるものではない。
ドロホルミル化反応の制御方法で反応制御を行った。そ
の制御における各信号の様子を図4の左側部分に「SP
Cオフ」として示した。この制御では、CO濃度目標値
21及びフィードオキソガス流量22を一定の値に固定
した。制御の結果得られたパージ流量23とリサイクル
ガス中のCO濃度検出値24とが夫々示されている。C
O濃度24は、特に大きな変動を生ずることもなく所定
の範囲内に良好に制御されている。
ホルミル化反応の制御方法で反応制御を行った。その制
御で得られた結果を図4の右側部分に「SPCオン」と
して示した。制御においてまず、CO濃度の目標値21
を変化させ、引続きフィードオキソガス流量22を段階
的に変更した。その結果、パージ流量23は特にフィー
ドオキソガス流量22の変化によく追従し、CO濃度検
出値24はCO濃度目標値21を中心とする所定範囲に
良好に収まっている。
ホルミル化反応の制御方法を用いて、プロピレンの供給
量を10%増加させた場合の反応の制御性についてシミ
ュレーションにより調査した。この場合、オキソガスの
供給量を調節することで反応器内の圧力(全圧)を所定
圧に維持しながら、プロピレンの供給量を1時間かけて
10%増加させ、且つ、リサイクルガス中のCO濃度を
その目標値となるようにパージ流量を調節して反応器内
のCO濃度の調整を行なった。その結果、図5に示すよ
うに、プロピレンの反応速度、反応で得られるノルマル
ブチルアルデヒドとイソブチルアルデヒドの比(N/
I)、反応器圧力(全圧)、反応器内のCO分圧の挙動
は何れも所定の範囲内に収まっており、良好に制御され
た。
し、リサイクルガスのパージ流量を調節することなく、
一定の流量でパージを行なったこと以外は、実施例3と
同様の条件でシミュレーションを行なった。その結果を
図6に示す。同図に見るごとく、反応器内のCO分圧が
徐々に低下し、反応停止に至った。
給し、且つ、反応器の圧力(全圧)をパージ流量の調節
で所定圧に維持したこと以外は、実施例3と同様の条件
を採用し、リサイクルガスのパージ量の合計を実施例3
と同じとして別のシミュレーションを行なった。その結
果を図7に示す。同図に見るごとく、反応器のCO分圧
を所定の範囲内に収めることが出来ず、このため、反応
で得られるブチルアルデヒドの生産比率N/Iを所定範
囲内に維持することが出来なかった。
ホルミル化反応の制御方法を用いて、プロピレン中のプ
ロパン濃度を2.5%から5%に増加させた場合の反応
の制御性についてシミュレーションにより調査した。こ
の場合、オキソガスの供給量を調節することで反応器内
の圧力(全圧)を所定圧に維持し、且つ、リサイクルガ
ス中のCO濃度がその目標値となるようにリサイクルガ
スのパージ流量を調節することで、反応器内のCO濃度
の調整を行ないながら、プロピレン中のプロパン濃度を
2.5%から5%に瞬間的に増加させた。結果を図8に
示す。同図に見るごとく、プロピレンの反応速度、反応
で得られるノルマルブチルアルデヒドとイソブチルアル
デヒドの比(N/I)、反応器圧力(全圧)、反応器内
のCO分圧の挙動は、何れも所定の範囲内に収まってお
り、反応は良好に制御された。
て、リサイクルガスのパージ流量を調節せず一定の流量
でパージを行なったこと以外は、実施例4と同様の条件
でシミュレーションを行なった。その結果を図9に示
す。同図に見るごとく、反応器内のプロパン分圧の上昇
に伴い、プロピレンの反応速度が低下し、それに起因し
てCO分圧が徐々に低下し、反応停止に至った。
給し、且つ、反応器の圧力(全圧)をパージ流量で所定
圧に調節した以外は、実施例4と同様の条件を採用し、
リサイクルガスのパージ量の合計を実施例4と同じとし
て別のシミュレーションを行なった。その結果を図10
に示す。同図に見るごとく、反応器内のCO分圧が徐々
に上昇して所定の範囲内に収めることが出来ず、そのた
め、反応で得られるブチルアルデヒドの生産比率N/I
が徐々に低下して所定範囲内に維持することが出来なか
った。
反応系内の所望のCO分圧を目標値とし、検出されたC
O分圧と目標値とを比較して、反応器から抜き出される
リサイクルガスのパージ流量を調節することによって反
応器中のCO濃度を制御する構成を採用したことによ
り、前記CO分圧の目標値の変更に際して反応器中のC
O濃度が大きく振れることはなく、所望の値に目標値を
設定するのみで良好な制御が可能となるので、オペレー
タの負担が軽減される。
有するプロセスモデルを格納し、モデル予測制御を行う
構成を採用すれば、目標値の変更が特に急激な場合で
も、大きな制御の振れを伴うことなくその変更に対応し
て安定に制御できるので、変更を行うオペレータの熟練
度に拘らず安定なプロセス制御が特に容易となる。
れたデータによって順次変更する構成を採用すれば、生
産レートが大きく変更された場合でも、プロセスは、オ
ペレータによる特別な操作を要することなく、安定な制
御を継続することができる。
変化させてフィードオキソガスの組成の変動を補償する
構成を採用すれば、フィードオキソガスの組成の大きな
変動或いは相違にかかわらず、反応器中のCO濃度を所
望の範囲内に容易に制御できるので、所望の比率のアル
デヒドの生産が可能となる。
ミル化反応の制御方法を実施するシステムの構成を示す
系統図である。
応の制御方法を示すためのシステム系統図である。
した実施例1及び実施例2で得られた制御結果を示すグ
ラフである。
した実施例3で得られた制御結果を示すグラフである
る。
る。
御した実施例4で得られた制御結果を示すグラフであ
る。
る。
ある。
Claims (7)
- 【請求項1】 反応器中で触媒の存在下に、オレフィン
と、水素及び一酸化炭素を含むフィードオキソガス並び
に前記反応器から抜き出された後該反応器に戻されるリ
サイクルガスとをヒドロホルミル化反応させて、アルデ
ヒドを製造するヒドロホルミル化反応の制御方法におい
て、 ヒドロホルミル化反応を制御するための反応系内の一酸
化炭素分圧の目標値を設定し、 前記目標値に対応する一酸化炭素分圧を検出し、 前記検出される一酸化炭素分圧を前記目標値と比較し
て、前記リサイクルガスをパージガスとして放出するパ
ージ流量を調節することを特徴とするヒドロホルミル化
反応の制御方法。 - 【請求項2】 前記反応器に戻されるリサイクルガスの
一酸化炭素分圧を前記検出される一酸化炭素分圧とする
ことを特徴とする請求項1に記載のヒドロホルミル化反
応の制御方法。 - 【請求項3】 前記リサイクルガスを前記反応器に戻す
前に前記フィードオキソガスと合流させ、該合流させた
ガス中の一酸化炭素分圧を前記検出される一酸化炭素分
圧とすることを特徴とする請求項1に記載のヒドロホル
ミル化反応の制御方法。 - 【請求項4】 前記パージ流量を調節するための操作量
を入力とし前記検出される一酸化炭素分圧の計算値を出
力とする所定の信号伝達関数を有し、前記ヒドロホルミ
ル化反応をシミレートするためのプロセスモデルをコン
ピュータ内に記憶させ、 所定の周期毎に順次生起する複数の入力から成る入力系
列を順次選択して前記プロセスモデルの入力とし、 前記プロセスモデルの出力に基づいて将来の出力系列を
順次算出し、 前記算出された将来の出力系列の内、予定された将来の
前記目標値との差異が小さな1つの出力系列を選定し、 前記選定された1つの出力系列に対応する前記入力系列
に基づいて前記操作量を設定することを特徴とする請求
項1乃至3の一に記載のヒドロホルミル化反応の制御方
法。 - 【請求項5】 前記1つの出力系列の選定が、最小2乗
法に従って行われることを特徴とする請求項4に記載の
ヒドロホルミル化反応の制御方法。 - 【請求項6】 前記パージガスの流量及び組成に関連す
る信号を検出し、少なくとも該パージガスの流量及び組
成に関連する信号に基づいて前記信号伝達関数の係数を
算出することを特徴とする請求項4又は5に記載のヒド
ロホルミル化反応の制御方法。 - 【請求項7】 前記フィードオキソガスの流量及び組成
に関連する信号を更に検出し、該フィードオキソガスの
流量及び組成に関連する信号に更に基づいて、前記操作
量を決定することを特徴とする請求項1乃至6の一に記
載のヒドロホルミル化反応の制御方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25110893A JP3379550B2 (ja) | 1992-09-25 | 1993-09-13 | ヒドロホルミル化反応の制御方法 |
EP93115384A EP0589463B1 (en) | 1992-09-25 | 1993-09-23 | A method of controlling a hydroformylation reaction |
SG1996006898A SG43278A1 (en) | 1992-09-25 | 1993-09-23 | A method of controlling a hydroformylation reaction |
DE69313221T DE69313221T2 (de) | 1992-09-25 | 1993-09-23 | Verfahren für die Kontrolle einer Hydroformylierungsreaktion |
CN93118346A CN1036646C (zh) | 1992-09-25 | 1993-09-24 | 控制羰基化反应的方法 |
US08/125,795 US5362917A (en) | 1992-09-25 | 1993-09-24 | Method of controlling a hydroformylation reaction |
KR1019930019665A KR100276741B1 (ko) | 1992-09-25 | 1993-09-24 | 히드로포르밀화 반응의 제어방법 |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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JP4-279301 | 1992-09-25 | ||
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---|---|
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JP3379550B2 JP3379550B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=26540058
Family Applications (1)
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JP25110893A Expired - Lifetime JP3379550B2 (ja) | 1992-09-25 | 1993-09-13 | ヒドロホルミル化反応の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3379550B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008508355A (ja) * | 2004-08-02 | 2008-03-21 | ユニオン・カーバイド・ケミカルズ・アンド・プラスティックス・テクノロジー・コーポレイション | ヒドロホルミル化プロセスの安定化 |
JP2010079386A (ja) * | 2008-09-24 | 2010-04-08 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 温度制御方法、温度制御装置および温度制御用プログラム |
JP2013515058A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | ダウ テクノロジー インベストメンツ リミティド ライアビリティー カンパニー | シンガス分圧を制御することによる、混合配位子ヒドロホルミル化プロセスにおけるノルマル:イソアルデヒド比の制御 |
JP2016537374A (ja) * | 2013-11-18 | 2016-12-01 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se | オレフィンのヒドロホルミル化法 |
-
1993
- 1993-09-13 JP JP25110893A patent/JP3379550B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008508355A (ja) * | 2004-08-02 | 2008-03-21 | ユニオン・カーバイド・ケミカルズ・アンド・プラスティックス・テクノロジー・コーポレイション | ヒドロホルミル化プロセスの安定化 |
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JP3379550B2 (ja) | 2003-02-24 |
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