JPH06285364A - 循環流動接触反応方法及びその装置 - Google Patents
循環流動接触反応方法及びその装置Info
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- JPH06285364A JPH06285364A JP10510193A JP10510193A JPH06285364A JP H06285364 A JPH06285364 A JP H06285364A JP 10510193 A JP10510193 A JP 10510193A JP 10510193 A JP10510193 A JP 10510193A JP H06285364 A JPH06285364 A JP H06285364A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 気液接触または気固液接触反応において、反
応物の接触効率の向上を図り、固体触媒を用いても触媒
を破壊することのない接触反応方法及び装置の提供。 【構成】 気液接触または気固液接触反応において、接
触反応相に反応原料ガス成分を導入して反応相の上昇流
及び下降流を生じさせ、該反応相内に循環流動を形成す
ることを特徴とする循環流動接触反応方法。上記方法を
安定的に行うための反応槽であって、垂直方向に延びた
隔壁により２以上の区域に区分され、各区域は上部及び
下部において連通すると共に、隣接する区域のいずれか
一方の底部にガス吹込み口を配置し、且つ、該反応槽の
最下部には液供給口を設置し、該反応槽の最上部にはガ
ス貯留空間部をそれぞれ設置し、連通する該上部に液抜
出し口及び該ガス貯留空間部にガス抜出口を配置するこ
とを特徴とする循環流動接触反応装置。
応物の接触効率の向上を図り、固体触媒を用いても触媒
を破壊することのない接触反応方法及び装置の提供。 【構成】 気液接触または気固液接触反応において、接
触反応相に反応原料ガス成分を導入して反応相の上昇流
及び下降流を生じさせ、該反応相内に循環流動を形成す
ることを特徴とする循環流動接触反応方法。上記方法を
安定的に行うための反応槽であって、垂直方向に延びた
隔壁により２以上の区域に区分され、各区域は上部及び
下部において連通すると共に、隣接する区域のいずれか
一方の底部にガス吹込み口を配置し、且つ、該反応槽の
最下部には液供給口を設置し、該反応槽の最上部にはガ
ス貯留空間部をそれぞれ設置し、連通する該上部に液抜
出し口及び該ガス貯留空間部にガス抜出口を配置するこ
とを特徴とする循環流動接触反応装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、循環流動接触反応方法
及びその装置に関し、更に詳しくは、気液または気固液
接触反応の反応原料ガスにより反応液相を循環流動させ
る循環流動気液接触反応方法及びその装置に関する。
及びその装置に関し、更に詳しくは、気液または気固液
接触反応の反応原料ガスにより反応液相を循環流動させ
る循環流動気液接触反応方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石油危機以来、界面活性剤、合成潤滑
剤、合成樹脂等の各種化学製品の基礎原料となる化合物
をエチレン等石油化学ガスを原料として用いないで合成
する研究が進んでいる。特に、一酸化炭素（ＣＯ）、メ
タノール等を原料とするいわゆるＣ1 化学の開発は著し
いものがある。それらのなかでも、コバルト（Ｃｏ）、
ロジウム（Ｒｈ）等遷移金属のカルボニル錯体の触媒を
用いる気液接触反応プロセスの開発は盛んであり、上記
触媒の存在下でオレフィン、ＣＯ及び水素を反応させ
て、主にアルデヒドを合成するオキソ反応、アルコール
とＣＯとを反応させるカルボン酸の合成、オレフィンま
たはアルキン、ＣＯ及びアルコールを反応させるカルボ
ン酸エステルの合成のカルボキシル化反応は、既に工業
化されている。また、各種化学製造工程において広く適
用される水素化反応プロセスも気液接触反応プロセスの
一種である。
剤、合成樹脂等の各種化学製品の基礎原料となる化合物
をエチレン等石油化学ガスを原料として用いないで合成
する研究が進んでいる。特に、一酸化炭素（ＣＯ）、メ
タノール等を原料とするいわゆるＣ1 化学の開発は著し
いものがある。それらのなかでも、コバルト（Ｃｏ）、
ロジウム（Ｒｈ）等遷移金属のカルボニル錯体の触媒を
用いる気液接触反応プロセスの開発は盛んであり、上記
触媒の存在下でオレフィン、ＣＯ及び水素を反応させ
て、主にアルデヒドを合成するオキソ反応、アルコール
とＣＯとを反応させるカルボン酸の合成、オレフィンま
たはアルキン、ＣＯ及びアルコールを反応させるカルボ
ン酸エステルの合成のカルボキシル化反応は、既に工業
化されている。また、各種化学製造工程において広く適
用される水素化反応プロセスも気液接触反応プロセスの
一種である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記気液接触反応に関
して、従来から、反応生成物を高収率で得るため、触媒
の開発や気液接触効率の向上等を目的とした種々の研究
開発が行われている。しかしながら、上記従来の研究開
発は主に触媒開発が中心であって、接触効率については
未だ確立された技術がなく、例えば攪拌機の改良やその
種類の選別を行っているのが現況である。特に、固体触
媒を用いる場合には気液固の３相の接触となり、十分な
接触を確保する必要があり、また、触媒によっては従来
の攪拌機を用いた場合には破壊されるおそれがあり、反
応物の接触効率を向上させる方法が望まれている。本発
明は、上記現状を鑑み、通常の攪拌操作では破壊のおそ
れのある固体触媒を用いても触媒を破壊することなく、
しかも反応物の接触効率の向上を図ることを目的とす
る。発明者らは、上記目的達成のため、主に気液または
気固液接触反応における反応機構を検討し、ガス吸収、
例えばＣ１化学反応でのＣＯガスの反応液相への溶解吸
収が反応律速となることから、反応ガスの吸収溶解の向
上について鋭意検討した結果、本発明を完成した。
して、従来から、反応生成物を高収率で得るため、触媒
の開発や気液接触効率の向上等を目的とした種々の研究
開発が行われている。しかしながら、上記従来の研究開
発は主に触媒開発が中心であって、接触効率については
未だ確立された技術がなく、例えば攪拌機の改良やその
種類の選別を行っているのが現況である。特に、固体触
媒を用いる場合には気液固の３相の接触となり、十分な
接触を確保する必要があり、また、触媒によっては従来
の攪拌機を用いた場合には破壊されるおそれがあり、反
応物の接触効率を向上させる方法が望まれている。本発
明は、上記現状を鑑み、通常の攪拌操作では破壊のおそ
れのある固体触媒を用いても触媒を破壊することなく、
しかも反応物の接触効率の向上を図ることを目的とす
る。発明者らは、上記目的達成のため、主に気液または
気固液接触反応における反応機構を検討し、ガス吸収、
例えばＣ１化学反応でのＣＯガスの反応液相への溶解吸
収が反応律速となることから、反応ガスの吸収溶解の向
上について鋭意検討した結果、本発明を完成した。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、気液接
触または気固液接触反応において、接触反応相に反応原
料ガス成分を導入して反応相の上昇流及び下降流を生じ
させ、該反応相内に循環流動を形成することを特徴とす
る循環流動接触反応方法が提供される。また、上記循環
流動接触反応方法を円滑に遂行可能な気液接触または気
固液接触反応槽であって、垂直方向に延びた隔壁により
２以上の区域に区分され、各区域は上部及び下部におい
て連通すると共に、隣接する区域のいずれか一方の底部
にガス吹込み口を配置し、且つ、該反応槽の最下部には
液供給口を設置し、該反応槽の最上部にはガス貯留空間
部をそれぞれ設置し、連通する該上部に液抜出し口及び
該ガス貯留空間部にガス抜出口を配置することを特徴と
する循環流動接触反応装置が提供される。本発明の気液
接触または気固液接触反応は、制限されるものでなく、
気液２相または気固液３相の反応であれば、いずれも適
用することができる。特に、本発明は均一系または不均
一系触媒反応のカルボニル化反応または水素化反応に好
適に適用される。
触または気固液接触反応において、接触反応相に反応原
料ガス成分を導入して反応相の上昇流及び下降流を生じ
させ、該反応相内に循環流動を形成することを特徴とす
る循環流動接触反応方法が提供される。また、上記循環
流動接触反応方法を円滑に遂行可能な気液接触または気
固液接触反応槽であって、垂直方向に延びた隔壁により
２以上の区域に区分され、各区域は上部及び下部におい
て連通すると共に、隣接する区域のいずれか一方の底部
にガス吹込み口を配置し、且つ、該反応槽の最下部には
液供給口を設置し、該反応槽の最上部にはガス貯留空間
部をそれぞれ設置し、連通する該上部に液抜出し口及び
該ガス貯留空間部にガス抜出口を配置することを特徴と
する循環流動接触反応装置が提供される。本発明の気液
接触または気固液接触反応は、制限されるものでなく、
気液２相または気固液３相の反応であれば、いずれも適
用することができる。特に、本発明は均一系または不均
一系触媒反応のカルボニル化反応または水素化反応に好
適に適用される。
【０００５】
【作用】本発明は上記のように構成され、隣接する区域
の一区域の反応相の下部より、反応原料ガス成分を吹込
むため、該区域においてはガスの上昇と共に周辺の液相
部分が同伴され上昇すると同時に、その区域の反応相は
ガス成分を含有し気液相または気固液相となり嵩密度が
減少する。一方、隔壁で隣接するガス成分の吹込みのな
い区域の反応相は、ガス成分を含有せず液相または固液
相となるため嵩密度は、ガス成分吹込み区域の反応相の
嵩密度に比して相対的に増大することになる。また、ガ
ス成分吹込み区域とガス成分の吹込みのない区域とは隣
接して並設され、それぞれは上下部にて連通する。その
ためガス成分の吹込み区域の反応相は密度差により連続
的に上昇し、それと同時にガス成分の吹込みのない区域
の反応相は下降移動し、下部連通部ではガス吹込み区域
方向に移動することになる。即ち、反応相内で上昇流と
下降流とが連続的して生起され、動力を使用することな
く反応相が自動的に循環流動する。従って、反応原料の
気液成分及び触媒等の固体成分は、循環流動しながら十
分に接触することができ、ガス成分の反応液相への溶解
吸収は増大し、更に、各反応成分の接触効率が向上し、
反応転化率も向上する。また、従来法と異なり、反応相
内には攪拌機を設ける必要がなく、構造的に簡素化さ
れ、更に、触媒破壊のおそれもない。
の一区域の反応相の下部より、反応原料ガス成分を吹込
むため、該区域においてはガスの上昇と共に周辺の液相
部分が同伴され上昇すると同時に、その区域の反応相は
ガス成分を含有し気液相または気固液相となり嵩密度が
減少する。一方、隔壁で隣接するガス成分の吹込みのな
い区域の反応相は、ガス成分を含有せず液相または固液
相となるため嵩密度は、ガス成分吹込み区域の反応相の
嵩密度に比して相対的に増大することになる。また、ガ
ス成分吹込み区域とガス成分の吹込みのない区域とは隣
接して並設され、それぞれは上下部にて連通する。その
ためガス成分の吹込み区域の反応相は密度差により連続
的に上昇し、それと同時にガス成分の吹込みのない区域
の反応相は下降移動し、下部連通部ではガス吹込み区域
方向に移動することになる。即ち、反応相内で上昇流と
下降流とが連続的して生起され、動力を使用することな
く反応相が自動的に循環流動する。従って、反応原料の
気液成分及び触媒等の固体成分は、循環流動しながら十
分に接触することができ、ガス成分の反応液相への溶解
吸収は増大し、更に、各反応成分の接触効率が向上し、
反応転化率も向上する。また、従来法と異なり、反応相
内には攪拌機を設ける必要がなく、構造的に簡素化さ
れ、更に、触媒破壊のおそれもない。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に
より制限されるものでない。図１は、本発明の一実施例
の説明図である。図１において、反応槽１は、円筒二重
環構造であって、底部、上蓋及び外周胴体からなる外環
部２と内環部３とから構成される。内環部３は適当な支
持体（図示せず）により反応槽１内において底部及び上
蓋との間に空間を有して設けられる。反応槽１内は、内
環部３を隔壁として区域Ａと区域Ｂとに区分され、且つ
区域Ａ及び区域Ｂとは上下でそれぞれ連通する。本発明
において、反応槽は縦方向に長く延びていればよく、そ
の形状等は特に制限されるものでない。また、その内部
構造も特に制限されるものでなく、２以上の区域が、上
下で連通しながら隣接して並設される構造となるよう
に、ほぼ垂直方向に延びる隔壁により各区域が区分され
ていればよい。通常、円筒または角筒等の筒状体を複数
環状体にして用いられる。また、直方体等各種外形状体
の槽内を上下で連通するように１または２以上の隔壁を
設置して用いてもよい。槽の大きさ、隔壁、または区域
の数等は、目的とする反応及び反応条件に応じて適宜選
択することができる。
しながら詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例に
より制限されるものでない。図１は、本発明の一実施例
の説明図である。図１において、反応槽１は、円筒二重
環構造であって、底部、上蓋及び外周胴体からなる外環
部２と内環部３とから構成される。内環部３は適当な支
持体（図示せず）により反応槽１内において底部及び上
蓋との間に空間を有して設けられる。反応槽１内は、内
環部３を隔壁として区域Ａと区域Ｂとに区分され、且つ
区域Ａ及び区域Ｂとは上下でそれぞれ連通する。本発明
において、反応槽は縦方向に長く延びていればよく、そ
の形状等は特に制限されるものでない。また、その内部
構造も特に制限されるものでなく、２以上の区域が、上
下で連通しながら隣接して並設される構造となるよう
に、ほぼ垂直方向に延びる隔壁により各区域が区分され
ていればよい。通常、円筒または角筒等の筒状体を複数
環状体にして用いられる。また、直方体等各種外形状体
の槽内を上下で連通するように１または２以上の隔壁を
設置して用いてもよい。槽の大きさ、隔壁、または区域
の数等は、目的とする反応及び反応条件に応じて適宜選
択することができる。
【０００７】図１において、ガス吹込ノズルのスパージ
ャ４は、区域Ａのみにガスが供給されるように区域Ａ底
部に環状に配置され、スパージャ４に連結して反応ガス
供給ライン５が配設される。反応槽１の最下部には液供
給ライン６が配設される。区域Ａの中間には、多孔板の
ガス分散板７が配備される。この分散板７は、ガスを反
応液相で均一に分散上昇させるために、再分散を目的と
して配備する。配備するガス分散板の形式、配備数等も
特に制限されない。通常、孔径が約１〜１０ｍｍの多孔
板が用いられ、また、反応槽の相当直径の約１〜１０倍
の間隔で配備するのが好ましい。本発明のガス吹込みノ
ズルは、隣接する区域の一方に配置する。その配置方式
や型等は特に制限されるものでない。公知のガススプレ
ーノズルのいずれも用いることができ、配置する区域内
にガスを均一に分散して上向きに噴出できるものであれ
ばよい。その区域の大きさ、ガス吹込み量等に応じて適
宜選択することができる。通常、リングタイプスパージ
ャーが用いられる。
ャ４は、区域Ａのみにガスが供給されるように区域Ａ底
部に環状に配置され、スパージャ４に連結して反応ガス
供給ライン５が配設される。反応槽１の最下部には液供
給ライン６が配設される。区域Ａの中間には、多孔板の
ガス分散板７が配備される。この分散板７は、ガスを反
応液相で均一に分散上昇させるために、再分散を目的と
して配備する。配備するガス分散板の形式、配備数等も
特に制限されない。通常、孔径が約１〜１０ｍｍの多孔
板が用いられ、また、反応槽の相当直径の約１〜１０倍
の間隔で配備するのが好ましい。本発明のガス吹込みノ
ズルは、隣接する区域の一方に配置する。その配置方式
や型等は特に制限されるものでない。公知のガススプレ
ーノズルのいずれも用いることができ、配置する区域内
にガスを均一に分散して上向きに噴出できるものであれ
ばよい。その区域の大きさ、ガス吹込み量等に応じて適
宜選択することができる。通常、リングタイプスパージ
ャーが用いられる。
【０００８】液抜出しライン８及びガス抜出しライン９
が、反応槽１の上部に設けられる。反応生成物が液体の
場合は、液抜出しライン８より、未反応液等と共に抜き
出される。固体触媒を用いる反応の場合には、液抜出し
ライン８の送入口部分にウェッジワイヤー型等の固体粒
子捕獲器１０を設置し、反応槽外への流出を防止する。
また、反応液及び要すれば触媒等の固体物と分離された
ガスが貯留される反応槽最上部に設けたガス貯留空間部
１１に、ガス抜出しライン９のガス抜出口を開口し、ガ
ス生成物及び未反応ガスを槽外に排出する。本発明の気
液及び気固液接触反応が発熱反応である場合は、図１に
示したように反応槽内上方部にＵ字型熱交換管路１２を
設けて除熱することができる。熱交換器は、その他、胴
体部の外周部に設けるジャッケット型熱交換器等公知の
熱交換器を適宜選択して用いることができる。また、反
応温度条件によっては、熱交換器でスチーム等を発生さ
せ、熱回収を図ることもできる。
が、反応槽１の上部に設けられる。反応生成物が液体の
場合は、液抜出しライン８より、未反応液等と共に抜き
出される。固体触媒を用いる反応の場合には、液抜出し
ライン８の送入口部分にウェッジワイヤー型等の固体粒
子捕獲器１０を設置し、反応槽外への流出を防止する。
また、反応液及び要すれば触媒等の固体物と分離された
ガスが貯留される反応槽最上部に設けたガス貯留空間部
１１に、ガス抜出しライン９のガス抜出口を開口し、ガ
ス生成物及び未反応ガスを槽外に排出する。本発明の気
液及び気固液接触反応が発熱反応である場合は、図１に
示したように反応槽内上方部にＵ字型熱交換管路１２を
設けて除熱することができる。熱交換器は、その他、胴
体部の外周部に設けるジャッケット型熱交換器等公知の
熱交換器を適宜選択して用いることができる。また、反
応温度条件によっては、熱交換器でスチーム等を発生さ
せ、熱回収を図ることもできる。
【０００９】次いで、上記のように構成された図１の反
応槽１における反応操作にについて説明する。図１にお
いて、反応槽１に、液供給ライン６から反応原料液、例
えば、カルボキシル化反応であればメタノール等アルコ
ール類と水を主成分とする原料液、オキソ反応のヒドロ
ホルミル化反応であればプロピレン等のオレフィン原料
液を供給する。Ｒｈ錯体担持触媒等の固体触媒の不均一
系触媒を用いる場合には、予め反応槽１に触媒を仕込
み、また、用いる触媒が、Ｒｈ錯体触媒等の均一系触媒
であれば原料液と一緒に反応槽１に導入して仕込むこと
ができる。次に、ＣＯ等の反応ガスを、反応ガス供給ラ
イン５を経てスパージャ４から反応槽１の区域Ａへ連続
して上向きに噴出させ供給する。噴出供給されたガス
は、要すれば、中間に配置した分散板により再分散され
ながら、区域Ａを上昇しつつ次第に液中に吸収され、更
に反応原料液と反応して消費される。
応槽１における反応操作にについて説明する。図１にお
いて、反応槽１に、液供給ライン６から反応原料液、例
えば、カルボキシル化反応であればメタノール等アルコ
ール類と水を主成分とする原料液、オキソ反応のヒドロ
ホルミル化反応であればプロピレン等のオレフィン原料
液を供給する。Ｒｈ錯体担持触媒等の固体触媒の不均一
系触媒を用いる場合には、予め反応槽１に触媒を仕込
み、また、用いる触媒が、Ｒｈ錯体触媒等の均一系触媒
であれば原料液と一緒に反応槽１に導入して仕込むこと
ができる。次に、ＣＯ等の反応ガスを、反応ガス供給ラ
イン５を経てスパージャ４から反応槽１の区域Ａへ連続
して上向きに噴出させ供給する。噴出供給されたガス
は、要すれば、中間に配置した分散板により再分散され
ながら、区域Ａを上昇しつつ次第に液中に吸収され、更
に反応原料液と反応して消費される。
【００１０】上記のように反応原料ガスを区域Ａにのみ
噴出させるため、区域Ａと区域Ｂ間の反応相に嵩密度差
が生じるため、区域Ａの上昇流と区域Ｂの下降流とか循
環流動が形成される。この場合、ガス成分の噴出を区域
Ｂに行うときは、区域Ｂで上昇流、区域Ａで下降流がそ
れぞれ生じて、図１とは逆方向に循環流動することにな
る。循環流動の速度は、反応相を構成する各成分の種
類、反応槽や各区域の形状及び容量等により、ガス吹込
み量を適宜選択することにより制御することができる。
好ましくは、ガス上昇空塔速度が１〜１５ｃｍ／秒とな
るように選択する。区域Ａの反応相に供給されたガス
は、上記したように上昇しつつ反応液相に吸収され反応
して消費されるが、未吸収の未反応ガスは区域Ａの上部
連通部に達した後、反応槽の最上部のガス貯留空間部１
１において液または固液反応相から分離され、ガス抜出
口を経てガス抜出ライン９より槽外に排出される。
噴出させるため、区域Ａと区域Ｂ間の反応相に嵩密度差
が生じるため、区域Ａの上昇流と区域Ｂの下降流とか循
環流動が形成される。この場合、ガス成分の噴出を区域
Ｂに行うときは、区域Ｂで上昇流、区域Ａで下降流がそ
れぞれ生じて、図１とは逆方向に循環流動することにな
る。循環流動の速度は、反応相を構成する各成分の種
類、反応槽や各区域の形状及び容量等により、ガス吹込
み量を適宜選択することにより制御することができる。
好ましくは、ガス上昇空塔速度が１〜１５ｃｍ／秒とな
るように選択する。区域Ａの反応相に供給されたガス
は、上記したように上昇しつつ反応液相に吸収され反応
して消費されるが、未吸収の未反応ガスは区域Ａの上部
連通部に達した後、反応槽の最上部のガス貯留空間部１
１において液または固液反応相から分離され、ガス抜出
口を経てガス抜出ライン９より槽外に排出される。
【００１１】本発明において、反応槽内の反応相は、供
給液量に見合う量の液を固体粒子捕獲器１０を経て固体
触媒等固形物を分離した後、液抜出ライン８より槽外に
排出することにより、常時、所定位置に保持することが
できる。気体生成物はガス抜出ライン９より、液体生成
物は液抜出ライン８より取り出され、その後の処理工程
に送られる。また、固体触媒は、反応槽内に保有され槽
外に流出させる必要がない。上記説明したように本発明
の気液または気固液接触反応は、接触効率を高め反応ガ
ス成分の吸収率を向上させ反応率を高めることができ
る。更に、動力を用いることなく反応相の自己循環流動
により操作することができるため、固体触媒等の固形物
をポンプ等の機械的手段で取扱うことがないため運転上
の不都合も生じることが少なく、連続して円滑に操作す
ることができる。
給液量に見合う量の液を固体粒子捕獲器１０を経て固体
触媒等固形物を分離した後、液抜出ライン８より槽外に
排出することにより、常時、所定位置に保持することが
できる。気体生成物はガス抜出ライン９より、液体生成
物は液抜出ライン８より取り出され、その後の処理工程
に送られる。また、固体触媒は、反応槽内に保有され槽
外に流出させる必要がない。上記説明したように本発明
の気液または気固液接触反応は、接触効率を高め反応ガ
ス成分の吸収率を向上させ反応率を高めることができ
る。更に、動力を用いることなく反応相の自己循環流動
により操作することができるため、固体触媒等の固形物
をポンプ等の機械的手段で取扱うことがないため運転上
の不都合も生じることが少なく、連続して円滑に操作す
ることができる。
【００１２】実施例１ 図１に示したように構成された全容量が１．０ｍ3 で、
高さ１５ｍ、直径０．３ｍの外円筒体と、高さ１０ｍ、
直径０．２ｍの内円筒からなる二重環状の反応槽を用
い、ベンゼンを水素化してシクロヘキサンを製造した。
反応条件を表１に示した。なお、触媒のラネーニッケル
は、予め反応槽１に充填した。原料液供給ライン６から
ベンゼン２．８９ｋｇモル／時（２２６ｋｇ／時）を供
給し、反応相を形成した。その後、ガス供給ライン５よ
り水素ガス９．０９ｋｇモル／時（２０４Ｎｍ3 ／時）
を供給し、スパージャ４より区域Ａに噴出し、原料ベン
ゼンの常温密度（８５９ｋｇ／ｍ3 ）基準で反応槽内の
滞留時間が３時間となるように液抜出ライン８より反応
液を排出させて反応させた。また、発熱反応で生じた反
応熱は、反応槽上部に配設したＵ字管熱交換器により冷
却し反応温度を保持した。その結果、反応相の循環流動
が５０ｃｍ／秒が生じた。また、ガス抜出ライン９より
排出されたガス成分を分析した結果、シクロヘキサン
２．７４ｋｇモル／時、水素０．８７ｋｇモル／時、ベ
ンゼン０．１５ｋｇモル／時及びその他０．０１ｋｇモ
ル／時であった。これはベンゼン転化率が９４．８％、
シクロヘキサン選択率が９９．７％である。
高さ１５ｍ、直径０．３ｍの外円筒体と、高さ１０ｍ、
直径０．２ｍの内円筒からなる二重環状の反応槽を用
い、ベンゼンを水素化してシクロヘキサンを製造した。
反応条件を表１に示した。なお、触媒のラネーニッケル
は、予め反応槽１に充填した。原料液供給ライン６から
ベンゼン２．８９ｋｇモル／時（２２６ｋｇ／時）を供
給し、反応相を形成した。その後、ガス供給ライン５よ
り水素ガス９．０９ｋｇモル／時（２０４Ｎｍ3 ／時）
を供給し、スパージャ４より区域Ａに噴出し、原料ベン
ゼンの常温密度（８５９ｋｇ／ｍ3 ）基準で反応槽内の
滞留時間が３時間となるように液抜出ライン８より反応
液を排出させて反応させた。また、発熱反応で生じた反
応熱は、反応槽上部に配設したＵ字管熱交換器により冷
却し反応温度を保持した。その結果、反応相の循環流動
が５０ｃｍ／秒が生じた。また、ガス抜出ライン９より
排出されたガス成分を分析した結果、シクロヘキサン
２．７４ｋｇモル／時、水素０．８７ｋｇモル／時、ベ
ンゼン０．１５ｋｇモル／時及びその他０．０１ｋｇモ
ル／時であった。これはベンゼン転化率が９４．８％、
シクロヘキサン選択率が９９．７％である。
【００１３】
【表１】
【００１４】実施例２ 実施例１と同様の反応槽を用い、表１に示した反応条件
及び触媒でメタノールのカルボニル化反応により酢酸を
製造した。触媒は同様に予め反応槽に充填した。なお、
触媒濃度は、担持触媒の乾燥時基準で示した。原料液供
給ライン６から、メタノール３．４０ｋｇモル／時（１
０８．９ｋｇ／時）、水１．４６ｋｇモル／時（２６．
３ｋｇ／時）、ヨウ化メチル０．１９ｋｇモル／時（２
７．６ｋｇ／時）及び酢酸１．４６ｋｇモル／時（８
７．４ｋｇ／時）を供給し、ガス供給ライン５よりＣＯ
ガス３．７４ｋｇモル／時（８３．８Ｎｍ3 ／時）を供
給し、原料メタノールの常温密度（７８０ｋｇ／ｍ3 ）
基準で反応槽内の滞留時間が６時間となるようにした以
外は、実施例１と同様にして反応させた。反応相の循環
流動は３８ｃｍ／秒であった。若干の水性ガスの生成が
観察されたが、ガス抜出しライン９より排出されたガス
成分の分析結果は、酢酸４．７９ｋｇモル／時、水１．
４６ｋｇモル／時、メタノール０．０３ｋｇモル／時、
ヨウ化メチル０．１９ｋｇモル／時及びその他０．０３
ｋｇモル／時であった。これはメタノール転化率が９９
％、酢酸選択率が９９％である。
及び触媒でメタノールのカルボニル化反応により酢酸を
製造した。触媒は同様に予め反応槽に充填した。なお、
触媒濃度は、担持触媒の乾燥時基準で示した。原料液供
給ライン６から、メタノール３．４０ｋｇモル／時（１
０８．９ｋｇ／時）、水１．４６ｋｇモル／時（２６．
３ｋｇ／時）、ヨウ化メチル０．１９ｋｇモル／時（２
７．６ｋｇ／時）及び酢酸１．４６ｋｇモル／時（８
７．４ｋｇ／時）を供給し、ガス供給ライン５よりＣＯ
ガス３．７４ｋｇモル／時（８３．８Ｎｍ3 ／時）を供
給し、原料メタノールの常温密度（７８０ｋｇ／ｍ3 ）
基準で反応槽内の滞留時間が６時間となるようにした以
外は、実施例１と同様にして反応させた。反応相の循環
流動は３８ｃｍ／秒であった。若干の水性ガスの生成が
観察されたが、ガス抜出しライン９より排出されたガス
成分の分析結果は、酢酸４．７９ｋｇモル／時、水１．
４６ｋｇモル／時、メタノール０．０３ｋｇモル／時、
ヨウ化メチル０．１９ｋｇモル／時及びその他０．０３
ｋｇモル／時であった。これはメタノール転化率が９９
％、酢酸選択率が９９％である。
【００１５】実施例３ 実施例１と同様の反応槽を用い、表１に示した反応条件
及び触媒でプロピレンをオキソ反応でヒドロホルミル化
して、ブチルアルデヒドを製造した。触媒は同様に予め
反応槽に充填した。原料液供給ライン６から、プロピレ
ン１．９０ｋｇモル／時（８０．０ｋｇ／時））を供給
し、ガス供給ライン５より容量比でＨ2 ／ＣＯが６０／
４０の水素・一酸化炭素混合ガスを５．５４ｋｇモル／
時（１２４．１Ｎｍ3 ／時）を供給し、原料プロピレン
の常温密度（５２０ｋｇ／ｍ3 ）基準で反応槽内の滞留
時間が５時間となるようにした以外は、実施例１と同様
にして反応させた。反応相の循環流動は ３２ｃｍ／秒
であった。ガス抜出しライン９より排出されたガス成分
の分析結果は、ｉｓｏ−ブチルアルデヒド１．５１ｋｇ
モル／時、ｎ−ブチルアルデヒド０．０８ｋｇモル／
時、Ｈ2 １．６７ｋｇモル／時、ＣＯ０．６３ｋｇモル
／時、プロピレン０．３１ｋｇモル／時及びその他０．
０２ｋｇモル／時であった。これはプロピレン転化率が
８３．７％、水素転化率が４９．４％、一酸化炭素転化
率が７１．９％で、ｉｓｏ−ブチルアルデヒド選択率が
９５．０％及びｎ−ブチルアルデヒド選択率が５．０％
である。
及び触媒でプロピレンをオキソ反応でヒドロホルミル化
して、ブチルアルデヒドを製造した。触媒は同様に予め
反応槽に充填した。原料液供給ライン６から、プロピレ
ン１．９０ｋｇモル／時（８０．０ｋｇ／時））を供給
し、ガス供給ライン５より容量比でＨ2 ／ＣＯが６０／
４０の水素・一酸化炭素混合ガスを５．５４ｋｇモル／
時（１２４．１Ｎｍ3 ／時）を供給し、原料プロピレン
の常温密度（５２０ｋｇ／ｍ3 ）基準で反応槽内の滞留
時間が５時間となるようにした以外は、実施例１と同様
にして反応させた。反応相の循環流動は ３２ｃｍ／秒
であった。ガス抜出しライン９より排出されたガス成分
の分析結果は、ｉｓｏ−ブチルアルデヒド１．５１ｋｇ
モル／時、ｎ−ブチルアルデヒド０．０８ｋｇモル／
時、Ｈ2 １．６７ｋｇモル／時、ＣＯ０．６３ｋｇモル
／時、プロピレン０．３１ｋｇモル／時及びその他０．
０２ｋｇモル／時であった。これはプロピレン転化率が
８３．７％、水素転化率が４９．４％、一酸化炭素転化
率が７１．９％で、ｉｓｏ−ブチルアルデヒド選択率が
９５．０％及びｎ−ブチルアルデヒド選択率が５．０％
である。
【００１６】
【発明の効果】本発明の気液または気固液接触反応及び
装置は、動力を消費することなく反応相の自己循環流動
で各接触成分の接触効率を高めると同時に、反応律速と
なるガス成分の吸収率を向上させることができる。接触
反応に固体触媒を用いた場合でも、固形分を機械的に移
送する必要がなく、安定して連続操作をすることができ
る。
装置は、動力を消費することなく反応相の自己循環流動
で各接触成分の接触効率を高めると同時に、反応律速と
なるガス成分の吸収率を向上させることができる。接触
反応に固体触媒を用いた場合でも、固形分を機械的に移
送する必要がなく、安定して連続操作をすることができ
る。
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
Ａ、Ｂ 区域 １ 反応槽 ２ 外環部 ３ 内環部 ４ スパージャ ５ 分散板 ６ 液供給ライン ７ ガス供給ライン ８ 液抜出ライン ９ ガス抜出ライン １０ 固体粒子捕獲器 １１ ガス貯留空間部 １２ 熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沢 知恵子 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 皆見 武志 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 浜戸 一彦 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 １号 千代田化工建設株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 気液接触または気固液接触反応におい
て、接触反応相に反応原料ガス成分を導入して反応相の
上昇流及び下降流を生じさせ、該反応相内に循環流動を
形成することを特徴とする循環流動接触反応方法。 - 【請求項２】 該接触反応が、均一系または不均一系触
媒反応のカルボニル化反応または水素化反応である請求
項１記載の循環流動接触反応方法。 - 【請求項３】 気液接触または気固液接触反応槽であっ
て、垂直方向に延びた隔壁により２以上の区域に区分さ
れ、各区域は上部及び下部において連通すると共に、隣
接する区域のいずれか一方の底部にガス吹込み口を配置
し、且つ、該反応槽の最下部には液供給口を設置し、該
反応槽の最上部にはガス貯留空間部をそれぞれ設置し、
連通する該上部に液抜出し口及び該ガス貯留空間部にガ
ス抜出口を配置することを特徴とする循環流動接触反応
装置。 - 【請求項４】 該ガス吹込み口を配置した該区域の中間
部に１または２以上のガス分散板が配備される請求項３
記載の循環流動接触反応装置。 - 【請求項５】 該接触反応槽が筒状形状であって、二重
環構造である請求項３または４記載の循環流動接触反応
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10510193A JPH06285364A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 循環流動接触反応方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10510193A JPH06285364A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 循環流動接触反応方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06285364A true JPH06285364A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=14398499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10510193A Pending JPH06285364A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 循環流動接触反応方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06285364A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6458995B1 (en) | 2000-03-31 | 2002-10-01 | Celanese International Corporation | Catalytic composition for carbonylation including iridium and pyridine polymers |
| WO2007099807A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 第２級ブタノール製造用反応器 |
| US7387769B2 (en) | 1999-04-16 | 2008-06-17 | Minerals Technologies Inc. | Method and apparatus for continuous gas liquid reactions |
| WO2010083899A1 (de) * | 2009-01-22 | 2010-07-29 | G+R Technology Group Ag | Reaktor zur herstellung von polykristallinem silizium nach dem monosilan-prozess |
| KR101690978B1 (ko) * | 2015-07-22 | 2016-12-29 | 부경대학교 산학협력단 | 제트루프 유동층 반응기 |
| KR20210056425A (ko) * | 2018-12-26 | 2021-05-18 | 완후아 케미컬 그룹 코., 엘티디 | 유기물 산화를 위한 장치 및 방법 |
| CN114432974A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-06 | 北京思达流体科技有限公司 | 一种微纳气泡搅拌釜反应器及其应用 |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP10510193A patent/JPH06285364A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7387769B2 (en) | 1999-04-16 | 2008-06-17 | Minerals Technologies Inc. | Method and apparatus for continuous gas liquid reactions |
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| US8858894B2 (en) | 2009-01-22 | 2014-10-14 | Schmid Silicon Technology Gmbh | Reactor for producing polycrystalline silicon using the monosilane process |
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| EP3903925A4 (en) * | 2018-12-26 | 2022-07-27 | Wanhua Chemical Group Co., Ltd. | ORGANIC SUBSTANCE OXIDATION DEVICE AND METHOD |
| CN114432974A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-06 | 北京思达流体科技有限公司 | 一种微纳气泡搅拌釜反应器及其应用 |
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