KR20210074363A - 이중 사다리꼴 구조 부재, 유동화 장치 및 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스 - Google Patents

이중 사다리꼴 구조 부재, 유동화 장치 및 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스 Download PDF

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차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션
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Abstract

본 발명은 유동화 장치, 이중 사다리꼴 구조 부재, 및 이중 사다리꼴 구조 부재를 포함하는 유동화 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스에서의 이러한 유동화 장치의 용도에 관한 것이다. 유동화 장치는 쉘, 가스 분배기, 및 상기 쉘의 내벽과 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정되는 내부 챔버를 포함하고, 상기 내부 챔버의 중간 구역에는 다공판이 배치되고, 상기 다공판은, 외측 가장자리 구역 및 중심 구역을 포함하고, 외측 가장자리 구역의 개방률을 A1(단위는 %)로 가정하고, 중심 구역의 개방률을 A2(단위는 %)로 가정하면, A1/A2 = 0-0.95이다. 유동화 장치는 촉매 손실의 효과적인 감소와 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다.

Description

이중 사다리꼴 컴포넌트, 유동화 디바이스 및 니트로 화합물 수소화 방법
본 발명은 유동화 장치, 특히 유동층 반응기(fluidized bed reactor)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이중 사다리꼴 구조 부재(double-trapezoid structureal member) 및 이중 사다리꼴 구조 부재를 포함하는 유동화 장치(fluidized apparatus)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스에서의 이러한 유동화 장치의 사용에 관한 것이다.
아닐린(aniline)은 중요한 기본 유기 화학 원료 및 정밀 화학 중간체이며 300개 초과의 다운 스트림 생성물 생산에 사용될 수 있으며 그리고 염료, 의약품, 살충제, 폭발물, 향료, 고무, 합성 재료 등과 같은 산업에서 널리 사용된다. 최근, 중국과 전 세계적으로 폴리 우레탄 산업이 급격히 성장함에 따라, 주요 원료인 MDI(4, 4-diphenylmethane diisocyanate)의 대체 불가한 기본 원료 중 하나인 아닐린이 눈에 띄고 빠르게 개발된다.
아닐린을 생산하는 상업적 프로세스에는 니트로벤젠 촉매 수소화 프로세스, 페놀 암모니아화 프로세스, 및 철 분말 환원 프로세스의 세 가지가 있다. 무엇보다도, 철 분말 환원 프로세스는 형성된 아닐린의 품질이 좋지 않아 점차 제거되고 있다. 페놀 암모니아화 프로세스는 페놀 공급원에 크게 의존한다. 현재의 니트로벤젠 촉매 수소화 프로세스는 대부분의 제조업체에서 채택하고 있다. 또한, 니트로벤젠 촉매 수소화 프로세스는 기상 촉매 수소화 프로세스 및 액상 촉매 수소화 프로세스로 분할된다. 니트로벤젠 액상 촉매 수소화 프로세스는 미국 듀퐁 코포레이션(Dupont Corporation)에서 처음으로 성공적으로 개발된다. 이는 주로 무수 조건(anhydrous condition) 하에서 귀금속 촉매를 채택함으로써 수행되며 그리고 낮은 반응 온도, 높은 촉매 부하, 긴 서비스 수명 및 대형 플랜트 생산 능력의 장점을 가지고 있으며 그리고 높은 요구 압력, 촉매 및 용제로부터 필요한 반응물의 분리, 높은 플랜트 운영 비용, 높은 촉매 가격 및 너무 높은 촉매 활성으로 인해 상대적으로 많은 부산물이 있다는 단점이 있다. 유동층 기상 촉매 수소화 프로세스는, 원료로서의 니트로벤젠이 가열 및 기화되고 수소 가스와 혼합된 후 구리-실리카 겔 촉매가 함유되어 수소화 및 환원 반응을 수행하는 유동층 반응기에 공급되는 특징이 있다.
니트로벤젠으로부터 아닐린을 제조하기 위한 기상 수소화 프로세스가 수십 년 동안 중국에서 사용되어 왔으며 그리고 유동층 기상 촉매 수소화 프로세스는 중국의 많은 아닐린 제조업체에서 채택하고 있다.
중국 특허 출원 CN1528737A는, 주로 유동층 반응기, 반응기의 저부에 배열된 반응 원료 가스 입구, 입구의 상부 부분에 배열된 제1 가스 분배기, 반응기의 축방향 높이의 중간 부분에 배열되어 반응기를 2개의 촉매 조밀상 존으로 분할하는 제2 가스 분배기, 반응기 내부의 2개의 촉매 조밀상 존에 배열되는 열 교환기; 반응기 외부 또는 내부에 배열되고 그리고 각각, 상부 및 하부 2개의 촉매 조밀상 존에 연결되는 촉매 오버 플로우 장치 및 기체-고체 분리 디바이스를 포함하는 장치를 개시한다.
중국 특허 출원 CN1634860A는, 아닐린 합성을 위한 유동층의 가스 분배기 및 아닐린 합성 방법을 개시하고 있으며, 가스 분배기는 가스를 운반하기 위한 메인 파이프, 분기 파이프 및 가스 분배를 위해 연결된 환형 파이프, 및 가스를 하방으로 분사하기 위한 노즐 및 가스를 상방으로 분사하기 위한 노즐(둘 모두의 노즐은 환형 파이프에 배열됨)로 구성된다.
본 발명의 발명자들은, 내부 구조 부재가 아닐린을 제조하기 위한 종래의 유동층 반응기에서 널리 배열되고 그리고 내부 기체-고체 유동을 조정하는데 사용되고, 아닐린 촉매는 강도가 낮고 매우 쉽게 깨지기 때문에, 조업 시간에 따라 입자 크기가 점차 감소하고 그리고 미세 분말이 희석상 존에 쉽게 침지된 후에 사이클론 분리기의 부하가 증가하여 촉매 손실이 상대적으로 심각해지고 그리고 후속 영향은 반응이 장기간 동안 작동될 수 없다는 것이며, 그리고 촉매를 셧다운하고 보충해야 하는 필요성과 같은 다양한 문제가 야기된다는 것을 발견했다. 또한, 본 발명의 발명자들은 아닐린 촉매 입자의 입자 크기가 상대적으로 크기 때문에 이들은 겔다트(Geldart) B 형식 입자에 속하고 유동화되기 쉽지 않다는 것을 발견했다. 종래 기술은 일반적으로 내부 구조 부재를 추가함으로써 반응기 내 베드의 유동화 품질을 조정하지만, 상이한 내부 구조 부재는 상이한 유동 편향 원리를 가지며 유동화 품질에 상이한 영향을 미친다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하여 완성된다.
구체적으로, 본 발명은 다음 양태들에 관한 것이다:
1. 쉘(shell), 가스 분배기, 및 상기 쉘의 내벽과 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정된 내부 챔버를 포함하는 유동화 장치(특히 유동층 반응기)로서, 상기 내부 챔버는 저부(상기 가스 분배기의 상부 표면에 대응) 및 최상부를 가지며, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따라, 저부와 최상부 사이의 수직 거리를 H(단위는 m)로 가정하면, 저부로부터 상방으로 0.1H, 0.2H, 0.3H, 0.4H, 0.5H, 0.6H, 0.7H 또는 0.8H까지의 내부 챔버의 구역은 하부 구역이고, 최상부로부터 하방으로 0.1H, 0.2H, 0.3H, 0.4H, 0.5H, 0.6H, 0.7H 또는 0.8H까지의 내부 챔버의 구역은 상부 구역이며, 그리고 하부 구역과 상부 구역 사이의 내부 챔버의 구역은 중간 구역이며, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따른 중간 구역의 높이는 0.005H-0.2H, 0.005H-0.05H 또는 0.005H-0.02H이며, 중간 구역에는 다공판(예를 들어, 펀칭된 판(puched plate), 스크린 메쉬(screen mesh) 및 그리드(grid) 중 적어도 하나로부터 선택됨, 특히 그리드)가 배치되며, 다공판은 외측 가장자리 구역과 중심 구역을 포함하며, (1) 외측 가장자리 구역의 개방률을 A1(단위는 %)으로 가정하고, 중심 구역의 개방률을 A2(단위는 %)로 가정하면, A1/A2 = 0-0.95(바람직하게는 0.1-0.5)이며, 또는 외측 가장자리 구역의 전체 개방 면적(단위는 ㎡) 대 중심 구역의 전체 개방 면적(단위는 ㎡)의 비율은 1/10-1/2 또는 1/5-1/2이다.
2. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 상부 구역은 희석상 존에 대응하고, 하부 구역은 조밀상 존에 대응하며, 중간 구역은 입자 스퍼터링 전이 존에 대응하고, 그리고/또는 상기 가스 분배기의 상부 표면으로부터 다공판의 축 방향 높이(단위는 m)는 조밀상 존의 축 방향 높이(단위는 m)의 1.05-1.5배 또는 1.05-1.2배이다.
3. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 다공판의 개수는 하나 이상(예를 들어, 1-5개, 특히 1-3 또는 1개)이고, 그리고 둘 이상의 경우에, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따라 인접한 다공판중 임의의 2개 사이의 수직 거리(단위는 m)는 0.001H-0.05H이다.
4. 상기 언급된 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 다공판의 주변 가장자리의 임의의 지점과 다공판의 중심 지점 사이의 직선 거리는 R(특히 반경)이며, 다공판에 있는 모든 점으로 둘러싸여 있고 r의 직선 거리만큼 중심 지점에서 멀어지는 구역은 중심 구역으로 지칭되며, 중심 구역과 주변 가장자리 사이의 구역은 외측 가장자리 구역으로 지칭되면, r/R = 0.2-0.99(바람직하게는 0.5-0.9, 더 바람직하게는 0.7-0.85) 또는 R/r = 2/1-9/1, 바람직하게는 2/1-5/1이다.
5. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 중심 구역(중앙 개구(들)로 지칭됨)의 개구(들)의 개수는 중심 구역당 1-650(바람직하게는 5-150, 보다 바람직하게는 15-150)/평방 미터 및/또는 외측 가장자리 구역(외측 가장자리 개구(들)로 지칭됨)의 개구(들)의 개수는 외측 가장자리 구역당 0-4000(바람직하게는 100-600, 보다 바람직하게는 200-500)/평방 미터이고, 그리고/또는 둘 이상의 경우에, 복수의 중앙 개구에 대한 등가 직경은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0.04-1m, 0.04-0.5m, 또는 0.04-0.1m이며, 그리고/또는 둘 이상의 경우에, 복수의 외측 가장자리 개구에 대한 등가 직경은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0.005-0.2m, 0.005-0.08m 또는 0.005-0.03m이고, 그리고/또는 외측 가장자리 구역의 개방률은 2-40%(바람직하게는 8-20%)이고, 중심 구역의 개방률은 30-100%(바람직하게는 40-80%)이고 그리고/또는 다공판은 기본적으로 원의 형상이고, 원의 직경은 1-10m, 바람직하게는 2-5m이고, 그리고/또는 다공판의 두께는 5-40mm, 바람직하게는 10-35mm이다.
6. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치로에 있어서, 다공판이 수평으로 배치될 때, 임의의 2개의 인접한 개구를 분리하는 지지체를 수직 방향을 따라 절단함으로써 형성된 단면의 형상은, 정사각형, 삼각형, 마름모, 직사각형, 원형, 타원, 고리 및 이러한 형태의 임의의 조합으로부터 선택된 것이거나, 임의의 2개의 인접한 개구를 분리하는 지지체를 수직 방향을 따라 절단함으로써 형성된 단면의 형상이, 실질적으로 어떠한 고체 입자도 지지체의 상부 구역을 향하는 표면에 축적되지 않도록 되어 있고 그리고/또는 지지체의 하부 구역을 향하는 표면과 접촉하는 고체 입자가 실질적으로 차단되도록 되어 있거나, 또는 지지체가 만곡된 판형상 또는 평평한 판형상(바람직하게는, 수직으로 배열되거나 수직 방향에서 하부 구역을 향해 경사지게 배열됨(특히 0.1-60°, 5-30° 또는 10-20°으로 경사짐))이 되도록 되어 있다.
7. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 외측 가장자리 구역 및 중심 구역은 유동화 장치의 중심 축과 동축이고, 그리고/또는 다공판의 주변 가장자리는 중간 구역의 쉘의 내벽의 형상에 맞추어져 있고, 그리고 상기 쉘의 내벽에 고정 또는 연결되고, 그리고/또는 다공판의 주변 가장자리는 중간 구역의 쉘의 내벽과 기밀하게 결합된다.
8. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, H는 5-60m(바람직하게는 10-30m)이고, 그리고/또는 하부 구역의 직경은 0.5-12m(바람직하게는 1-8m)이고 그리고/또는 중간 구역의 직경은 0.5-16m(바람직하게는 1-10m)이다.
9. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 상부 구역에 배치된 기체-고체 분리 장치(예를 들어, 사이클론 분리기) 및 하부 구역에 배치된 열교환 장치(예를 들어, 열 교환 파이프)를 더 포함하며, 선택적으로 하부 구역에 배치된 이중 사다리꼴 구조 부재를 포함한다.
10. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 상기 이중 사다리꼴 구조 부재는 상부 배플 판, 하부 배플 판, 및 상부 배플 판과 하부 배플 판을 상대적으로 고정하기 위한 연결 피스를 포함하고, 상부 배플 판의 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제1 사다리꼴으로 지칭됨)이고, 제1 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 긴 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 짧은 베이스)는 입구가 개방되며(mouth-opened), 2개의 측변(레그(leg))은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 하부 패플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제2 사다리꼴로 지칭됨)이고, 제2 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 짧은 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 긴 베이스)는 입구가 개방되며, 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구와 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 서로 중첩된다(바람직하게는, 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩됨).
11. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 상부 배플 판의 중심 축은 하부 배플 판의 중심 축과 동축이고, 그리고/또는 상부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(α)은 0-120°(바람직하게는 0-60°)의 범위에 있고, 하부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(β)은 0-120°(바람직하게는 45-90°)의 범위에 있으며 그리고/또는 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이 대 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이의 비율은 1보다 크고(바람직하게는 1.1-3) 그리고/또는 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스와 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스 사이의 수직 거리(단위는 mm)는 0 내지 H1 미만(바람직하게는 0.01H1 내지 0.5H1)이고, H1은 제1 사다리꼴의 높이(단위는 mm)이고, 그리고/또는 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 20-150mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 20-150mm이다.
12. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 상기 상부 배플 판의 2개의 측변의 그 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나(confined) 닫혀 있지 않지 않은(unconfined) 곡면이 형성되고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변의 그 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성되고 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 곡면의 개방률은 10-50%이며, 상기 하부 배플 판의 곡면의 개방률은 3-30%이고,
또는
상부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 하부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 그리고/또는 상부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 10-50%이고, 하부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 3-30%이며, 그리고/또는 길이 방향을 따른 상부 배플 판의 크기는 30-250mm이고, 길이 방향을 따른 하부 배플 판의 크기는 30-250mm이다.
13. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동화 장치에 있어서, 이중 사다리꼴 구조 부재(들)의 개수가 2개 이상(예를 들어, 4-240개, 바람직하게는 10-120개)인 경우, 복수의 이중 사다리꼴 구조 부재는 모두 동일한 수평면에 배치되거나, 각각이 상이한 수평면에 배치되거나 또는 이들의 임의의 조합으로 배치될 수 있으며, 그리고/또는 서로 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각(γ)은 30-90°이고 그리고/또는 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수직 거리(H3)는 100mm 이상이고, 그리고/또는 동일한 수평면에 배치결정되고 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수평 거리(H4)는 80mm 이상이다.
14. 이중 사다리꼴 구조 부재로서, 상부 배플 판, 하부 배플 판, 및 상부 배플 판과 하부 배플 판을 상대적으로 고정하기 위한 연결 피스를 포함하고, 상부 배플 판의 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제1 사다리꼴으로 지칭됨)이고, 제1 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 긴 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 짧은 베이스)는 입구가 개방되며(mouth-opened), 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 하부 패플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제2 사다리꼴로 지칭됨)이고, 제2 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 짧은 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 긴 베이스)는 입구가 개방되며, 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구와 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 서로 중첩된다(바람직하게는, 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩됨).
15. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재에 있어서, 상부 배플 판의 중심 축은 하부 배플 판의 중심 축과 동축이고, 그리고/또는 상부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(α)은 0-120°(바람직하게는 0-60°)의 범위에 있고, 하부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(β)은 0-120°(바람직하게는 45-90°)의 범위에 있으며 그리고/또는 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이 대 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이의 비율은 1보다 크고(바람직하게는 1.1-3) 그리고/또는 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스와 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스 사이의 수직 거리(단위는 mm)는 0 내지 H1 미만(바람직하게는 0.01H1 내지 0.5H1)이고, H1은 제1 사다리꼴의 높이(단위는 mm)이고, 그리고/또는 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 20-150mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 20-150mm이다.
16. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재에 있어서, 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 상부 배플 판의 2개의 측변의 그 중심 중에 대한 회전에 의해 형성되고, 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 하부 배플 판의 2개의 측변의 그 중심 중에 대한 회전에 의해 형성되고 그리고/또는 상부 배플 판의 곡면의 개방률은 10-50%이며, 하부 배플 판의 곡면의 개방률은 3-30%이고,
또는
상부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 하부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 그리고/또는 상부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 10-50%이고, 하부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 3-30%이며, 그리고/또는 길이 방향을 따른 상부 배플 판의 크기는 30-250mm이고, 길이 방향을 따른 하부 배플 판의 크기는 30-250mm이다.
17. 쉘, 가스 분배기 및 상기 쉘의 내벽 및 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정된 내부 챔버를 포함하는 유동화 장치(특히 유동층 반응기)로서, 상기 내부 챔버에는 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재가 배치된다.
18. 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스로서, 반응 원료로서 니트로 화합물(특히 니트로벤젠)과 수소 가스를 수소화 촉매와 접촉시켜 반응 생성물(예를 들어, 아미노 화합물, 특히 아닐린)을 얻는 단계를 포함하며, 수소화 반응 단계는 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 유동층 반응기에서 실행된다.
19. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 수소화 반응 프로세스로서, 수소화 반응 단계의 반응 조건은, 표면 기체 속도가 0.2-0.8m/s이고, 수소 기체 대 반응 원료(예를 들어, 니트로벤젠)의 몰비가 6-21이며, 반응 온도가 220-280℃이고, 반응 압력이 0.05-1 MPa(게이지 압력)이며, 수소화 촉매가 구리 기반 장입된 촉매, 니켈 기반 장입된 촉매 및 귀금속 기반 장입된 촉매 중 적어도 하나로부터 선택되며, 그리고/또는 수소화 촉매의 벌크 밀도가 300-1200kg/㎥이고 그리고/또는 수소화 촉매의 평균 입경이 30-800μm(바람직하게는 40-500μm 또는 50-600μm)이며 그리고 80μm 미만의 입경을 갖는 촉매 입자가 모든 촉매 입자의 질량%로 2wt%(바람직하게는 5-15wt%) 이상을 포함하고 그리고/또는 니트로 화합물은 하기 식(1)으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나로부터 선택되며;
R-NO2 (1)
구조 식(1)에서, R은 임의로 치환된 C2-20 직쇄, 분지형 또는 사이클릭 하이드로카르빌(바람직하게는 임의로 치환된 C4-20 사이클릭 하이드로 카르빌, 특히 임의로 치환된 C6-20 아릴, 더욱 특히 임의로 치환된 페닐)인 것을 포함한다.
다른 한편으로, 본 발명은 하기 양태에 관한 것이다:
1. 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치로서, 유동층 반응기(3), 가스 분배기(2), 스퍼터링 분리 구조 부재(6), 사이클론 분리기(9) 및 열교환 파이프(11)를 포함하며, 가스 분배기(2), 스퍼터링 분리 구조 부재(6), 사이클론 분리기(9) 및 열교환 파이프(11)는 모두 유동층 반응기(3)에 배치되며, 유동층 반응기(3)는 하부 섹션에 위치된 조밀상 반응 존(4), 중간 섹션에 위치된 입자 스퍼터링 전이 존(5) 및 상부 섹션(7)에 위치된 희석상 존을 포함한다.
2. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 입자 스퍼터링 전이 존(5)이 스퍼터링 분리 구조 부재(6)에 배치되고, 스퍼터링 분리 구조 부재(6)는 중심 구역에 위치된 얇은 통로 존 및 주변에 배치되고 얇은 통로 구역을 둘러싸는 조밀한 통로 존을 포함한다.
3. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 조밀한 통과 존의 통로의 크기 대 얇은 통과 존의 통로의 면적의 비율은 1/10-1/2이고, 바람직한 면적 비율은 1/5-1/2이다.
4. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 조밀한 통과 존의 통로의 등가 직경은 0.005-0.08m이고, 바람직하게는 0.005-0.03m이다.
5. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 조밀한 통과 존과 얇은 통과 존 둘 모두는 균일하게 분포된 구멍을 갖는 원판, 간격을 두고 분포된 복수의 동심 환형판, 또는 간격을 두고 평행하게 배치되고, 수직 또는 특정 각도로 경사진 복수의 직선판으로 구성된다.
6. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 조밀한 통과 존은 원의 형태이며, 얇은 통과 존은 원형 링의 형태이고, 그리고 조밀한 통로 존의 직경 대 얇은 통로 존의 폭의 비율은 2/1-9/1이고, 바람직하게는 직경 대 폭의 비율은 2/1-5/1이다.
7. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 스퍼터링 분리 구조 부재(6)가 적어도 하나의 수량으로, 유동층 반응기(3)의 축 방향을 따라 분포된다.
8. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 반응 장치에 있어서, 저부에서 가스 분배기(2)로부터 멀어지는 스퍼터링 분리 구조 부재(6)의 축 방향 높이는 조밀상 반응 존(4)의 축 방향 높이의 1.05-1.5배, 바람직하게는 1.05-1.2배이다.
9. 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 반응 프로세스로서, 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 장치를 사용하며, 상기 반응 프로세스는,
(a). 기화된 니트로벤젠과 수소 가스는 원료로 가스 챔버에 도입되고 다음 가스 분배기(2)를 통해 유동층 반응기(3)로 도입되어 반응기에 촉매를 밀어 넣어 유동화한 다음 조밀상 반응 존(4)에서 반응하여 아닐린 생성물을 생산하며;
(b). 기상의 일부는 기포를 형성하고, 입자 스퍼터링은 입자 스퍼터링 전이 존(5)을 형성하기 위해 조밀상 반응 존(4)의 최상부에서 발생하며, 스퍼터링된 입자는 스퍼터링 분리 구조 부재(6)에 의해 효율적으로 차단되고 조밀상 반응 존(4)으로 되돌아가 촉매 작용을 진행하고;
(c). 차단되지 않은 입자의 작은 부분이 스퍼터링 분리 구조 부재(6)의 통로를 통과하고 그리고 희석상 존(7)으로 들어가 사이클론 분리기(9)로 분리되고, 입자는 조밀상 반응 존(4)으로 되돌아가며, 크루드 생성물 가스(crude product gas)(8)는 유동층 반응기(3)에서 흘러 나와 후속 분리 섹션으로 보내진다.
10. 상기 언급된 양태 또는 후술하는 양태 중 어느 하나에 따른 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 반응 프로세스로서, 촉매는 활성 성분으로서 구리를 갖는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 알루미나 또는 실리카이며, 촉매는 50-600μm의 평균 입경을 가지며; 80μm 미만의 촉매 입자 함량은 2wt% 이상이고; 반응 조건은, 유동층 반응기(3)의 표면 가스 속도가 0.2-0.8m/s이고, 수소 가스 대 니트로벤젠의 몰비가 6-21이고, 조밀상 반응 존(4)의 평균 반응 온도가 220-280℃로 제어되고, 가스 분배기(2) 주변 온도가 320℃ 이하로 제어되며, 조밀상 반응 존(4)의 반응 압력이 0.05-1 Mpa인 것을 포함한다.
본 발명의 유동화 장치에 따르면, 촉매 손실이 효과적으로 감소된다(예를 들어, 30% 이상 감소).
본 발명의 유동화 장치에 따르면, 기체-고체 접촉 효과가 양호하고, 큰 기포의 성장을 억제할 수 있으며, 그리고 보편적으로 사용되는 유동 안내 내부 구조 부재 아래에서 발생하는 "에어 쿠션(air cushion)"이 극복된다. 종래 기술에 비해, 유동층의 유동화 품질이 현저하게 향상되고 있다.
도 1은 니트로벤젠의 수소화에 의한 아닐린 생산을 위한 유동층 반응기를 예로서 취한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유동화 장치의 개략도이다.
도 1에서, 1: 기화된 니트로벤젠과 수소 가스의 원료; 2: 가스 분배기; 3: 유동층 반응기; 4: 조밀상 존; 5: 입자 스퍼터링 전이 존; 6: 다공판; 7: 희석상 존; 8: 크루드 생성물 가스; 9: 사이클론 분리기; 10: 디플렉; 11: 열교환 파이프; H는 유동층 반응기의 저부와 최상부 사이의 수직 거리를 나타낸다. 다공판(6)의 주변 가장자리는 입자 스퍼터링 전이 존(5)의 쉘의 내벽과 기밀하게 결합된다.
기화된 니트로벤젠과 수소 가스는 원료로 가스 챔버에 도입되고 다음 가스 분배기(2)를 통해 유동층 반응기(3)로 도입되어 반응기에 촉매를 밀어 넣어 유동화한 다음 조밀상 존(4)에서 반응하여 아닐린 생성물을 생산하며, 기상의 일부는 기포를 형성하고, 입자 스퍼터링은 입자 스퍼터링 전이 존(5)을 형성하기 위해 조밀상 존(4)의 최상부에서 발생하며, 스퍼터링된 입자는 다공판(6)에 의해 효율적으로 차단되고 그리고 조밀상 존(4)으로 되돌아가 촉매 작용을 진행하며; 차단되지 않은 입자의 작은 부분이 다공판(6)의 개구(들)를 통과하고 희석상 존(7)으로 들어가 사이클론 분리기(9)로 분리되고, 입자는 조밀상 존(4)으로 되돌아가며, 크루드 생성물 가스(8)는 유동층 반응기(3)에서 흘러 나와 후속 분리 섹션으로 보내진다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다공판의 3 차원 개략도이다.
도 2에서, 21은 외측 가장자리 구역의 지지체(수평면에 대해 기울어짐)이고, 23은 외측 가장자리 구역의 개구(수평면에 대해 기울어짐)이며, 22는 중심 구역의 지지체(수평면에 대해 기울어짐)이고, 24는 중심 구역의 개구(수평면에 대해 기울어짐)이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다공판의 3 차원 개략도이다.
도 3에서, 31은 외측 가장자리 구역의 지지체(수평면에 대해 수직)이고, 33은 외측 가장자리 구역의 개구(수평면에 대해 수직)이며, 32는 중심 구역의 지지체(수평면에 대해 수직)이고, 34는 중심 구역의 개구(수평면에 대해 수직)이다.
도 4는 니트로벤젠의 수소화에 의한 아닐린 생산을 위한 유동층 반응기를 예로서 취한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유동화 장치의 개략도이다.
도 4에서, 1: 기화된 니트로벤젠과 수소 가스의 원료; 2: 가스 분배기; 3: 유동층 반응기; 4: 조밀상 존; 5: 입자 스퍼터링 전이 존; 6: 다공판; 7: 희석상 존; 8: 크루드 생성물 가스; 9: 사이클론 분리기; 10: 디플렉; 11: 열교환 파이프; 13: 이중 사다리꼴 구조 부재(도면에서 4개 층); H는 유동층 반응기의 저부와 최상부 사이의 수직 거리를 나타낸다. 다공판(6)의 주변 가장자리는 입자 스퍼터링 전이 존(5)의 쉘의 내벽과 기밀하게 결합된다.
기화된 니트로벤젠과 수소 가스는 원료로 가스 챔버에 도입되고 다음 가스 분배기(2)를 통해 유동층 반응기(3)로 도입되어 유동화될 반응기에 촉매를 밀어넣고, 이중 사다리꼴 구조 부재(13)를 통해 유동할 때, 이중 사다리꼴 구조 부재(13)의 작용하에, 촉매에 의해 형성된 응집체 및 점차적으로 성장하는 기포가 효과적으로 파괴되고, 파괴된 가스 및 촉매 입자는 이중 사다리꼴 구조 부재(13)의 구멍/슬릿에서 분출되며, 유동층 반응기(3)의 조밀상 존(4)에 있는 가스 및 고체는 균일한 온도 분포로 균일하게 혼합된 다음, 조밀상 존(4)에서 반응하여 아닐린 생성물을 생성하고; 기상의 일부는 기포를 형성하고, 입자 스퍼터링은 입자 스퍼터링 전이 존(5)을 형성하기 위해 조밀상 존(4)의 최상부에서 발생하며, 스퍼터링된 입자는 다공판(6)에 의해 효율적으로 차단되고 조밀상 존(4)으로 되돌아가 촉매 작용을 진행하며; 차단되지 않은 입자의 작은 부분이 다공판(6)의 개구(들)를 통과하고 희석상 존(7)으로 들어가 사이클론 분리기(9)로 분리되고, 입자는 조밀상 존(4)으로 되돌아가며, 크루드 생성물 가스(8)는 유동층 반응기(3)에서 흘러 나와 후속 분리 섹션으로 보내진다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재의 3 차원 개략도이다.
도 5에서, 41: 상부 배플 판, 42: 하부 배플 판, 하부 배플 판의 상부 베이스의 개방된 입구가 상부 배플 판의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩됨, 45: 상부 배플 판의 개구(예를 들어, 구멍 또는 슬릿), 46: 하부 배플 판의 개구(예를 들어, 구멍 또는 슬릿), X는 이중 사다리꼴 구조 부재의 중심 축을 나타내고, L은 이중 사다리꼴 구조 부재의 양방향 길이 방향(또한, 주축으로 공지됨)을 나타낸다. 연결 부품은 도면에 도시되지 않는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재의 종단면의 개략도이다.
도 6에서, 41: 상부 배플 판, 42: 하부 배플 판, 하부 배플 판의 상부 베이스의 개방된 입구가 상부 배플 판의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩됨, α: 상부 배플 판(41)의 2개의 측변의 끼인각, β: : 배플 판(42)의 2개의 측변의 끼인각, X는 2개의 배플(중첩)의 중심 축을 나타내고, H1은 제1 사다리꼴의 높이이고, H2는 제2 사다리꼴의 높이이다. 연결 부품은 도면에 도시되지 않는다.
도 7은 본 발명에 따른 복수의 이중 사다리꼴 구조 부재의 위치 관계의 개략도이다.
도 7에서, γ는 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 임의의 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 길이 방향의 끼인각이고; L은 각각의 이중 사다리꼴 구조 부재의 양방향 주축을 나타내고; H3은 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수직 거리를 나타내고; H4는 동일한 수평면에 배치되고 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수평 거리를 나타낸다. 연결 부품은 도면에 도시되지 않는다.
이제, 본 발명의 본 실시예를 상세히 참조할 것이지만, 본 발명의 범위는 실시예에 의해 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구 범위에 의해 정의된다는 것이 이해되어야 한다.
본 명세서에 언급된 모든 공보들, 특허 출원들, 특허들 및 기타 참고문헌들은 그 전체가 인용에 의해 포함된다. 달리 규정되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 충돌이 있는 경우, 규정들을 포함하는 본 명세서가 제어할 것이다.
명세서가 재료, 물질, 프로세스, 단계, 디바이스, 요소 등을 "통상의 기술자", "종래 기술" 또는 비정규 용어와 같은 표현으로 도출할 때, 도출된 청구 대상은 본 출원을 제출할 때 당 업계에서 통상적으로 사용되었던 청구 대상을 포함하지만, 현재로서는 그렇게 일반적으로 사용되지 않을 수도 있지만 당 업계에서 유사한 목적에 적합하게 될 것을 포함하도록 의도된다. 본 명세서의 맥락에서, 용어 "실질적으로(substantially)"는 통상의 기술자가 수용할 수 있거나 통상의 기술자에 의해 합리적이라고 간주되는 편차의 존재의 허용, 예를 들어, ± 10% 이내, ± 5% 이내, ± 1% 이내, ± 0.5% 이내 또는 ± 0.1% 이내의 편차인 것을 의미한다.
본 명세서의 맥락에서, 표현 "임의로 치환된(optionally substituted)"은 할로겐, 히드록시, 메르캅토, 아미노, 아미노카르보닐, 니트로, 옥소, 티오, 시아노로부터 선택된 하나 이상의(예를 들어, 1-5, 1-4, 1-3, 1-2 또는 1) 치환기, C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C3-20 시클로알킬, C3-20 시클로알칸(옥시, 티오, 아미노)기, C3-20 시클로알킬 C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C3-20 시클로알킬 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C3-20 시클로알킬 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C3-20 시클로알케닐, C3-20 시클로알켄(옥시, 티오, 아미노)기, C3-20 시클로알케닐 C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C3-20 시클로알케닐 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C3-20 시클로알케닐 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C6-20 아릴, C6-20 아렌(옥시, 티오, 아미노)기, C6-20 아릴 C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C6-20 아릴 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C6-20 아릴 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C4-20 헤테로아릴, C4-20 헤테로아렌(옥시, 티오, 아미노)기, C4-20 헤테로아릴 C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C4-20 헤테로아릴 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C4-20 헤테로아릴 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C2-20 헤테로사이클릴, C2-20 헤테로사이클(옥시, 티오, 아미노)기, C2-20 헤테로사이클릴 C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기, C2-20 헤테로사이클릴 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기 및 C2-20 헤테로사이클릴 C2-6 선형 또는 분지형(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기에 의해 선택적으로 치환된 것을 지칭한다. 이들 치환기가 복수 존재하는 경우, 인접한 2개의 치환기(예를 들어, 2개의 치환기의 분자 쇄 말단)는 서로 결합하여 2 가의 치환기 구조를 형성할 수 있다. 예를 들어, 2개의 인접한 C1-6 선형 또는 분지형 알킬기가 서로 결합하여 상응하는 알킬렌 구조를 형성할 수 있다. 또는, 2개의 인접한 C1-6 선형 또는 분지형 알킬옥시기는 예를 들어, 상응하는 알킬렌디옥시기 구조를 형성할 수 있고, 2개의 인접한 C1-6 선형 또는 분지형 알킬아미노기는 예를 들어, 상응하는 알킬렌디아미노 구조, 2개의 인접한 C1-5 선형 또는 분지형 알킬티오기 예를 들어, 상응하는 알킬렌디티오 구조 등을 형성할 수 있다. 바람직한 치환기로서, 예를 들어, 할로겐, 히드록시, 메르캅토, 아미노, 티오, 옥소 또는 C1-6 선형 또는 분지형(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기 및 기타가 열거될 수 있다. 여기에서 표현 "(할로) 알칸(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)("(halo) alkane (oxy, thio, amino, carbonyl) group)"은, 알킬, 할로알킬, 알킬옥시, 알킬티오, 알킬아미노, 알킬카르보닐, 할로알킬옥시, 할로알킬티오, 할로알킬아미노 또는 할로알킬카르보닐을 의미하고, 표현 "(할로) 알켄(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기((halo) alkene (oxy, thio, amino, carbonyl) group)"는, 알케닐, 할로알케닐, 알케닐옥시, 알케닐티오, 알케닐아미노, 알케닐카르보닐, 할로알케닐옥시, 할로알케닐티오, 할로알케닐아미노 또는 할로알케닐카르보닐을 의미하고, 표현"(할로) 알킨(옥시, 티오, 아미노, 카르보닐)기((halo) alkyne (oxy, thio, amino, carbonyl) group)"는, 알키닐, 할로알키닐, 알키닐옥시, 알키닐티오, 알키닐아미노, 알키닐카르보닐, 할로알키닐옥시, 할로알키닐티오, 할로알키닐아미노 또는 할로알키닐카르보닐을 의미하고, 표현 "(옥시, 티오, 아미노)기((oxy, thio, amino) group)"는 옥시, 티오 또는 아미노를 의미한다. 여기서, "할로(halo)"라는 표현은 모노할로, 디할로, 트리할로 또는 퍼할로 등을 포함한다.
본 명세서 내에서 지칭된 모든 백분율, 부분, 비율 등은 중량 기준이며, 압력은 명시적으로 명시되지 않는 한 게이지 압력이다.
본 명세서의 맥락에서, 본 발명의 임의의 2개 이상의 실시예는 임의의 조합으로 조합될 수 있으며, 그리고 결과적인 기술적 해법은 본 명세서의 원래 개시내용의 일부이며, 본 발명의 범위 내에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이는 유동화 장치에 관한 것이다. 유동화 장치로서, 유동층 반응기가 특히 열거될 수 있으며, 그리고 심지어 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 특히 열거될 수 있다.
본 발명의 유동화 장치에 따르면, 니트로벤젠의 수소화에 의한 아닐린 생산에 사용하면, 촉매 손실 및 소비가 30% 이상 줄어들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동화 장치는 쉘, 가스 분배기, 및 상기 쉘의 내벽 및 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정된 내부 챔버를 포함하고, 상기 내부 챔버는 저부 및 최상부를 갖는다. 여기서, 저부는 상기 가스 분배기의 상부 표면에 대응한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따라, 저부와 최상부 사이의 수직 거리를 H(단위는 m)라고 가정하면, 저부로부터 상방으로 0.1H, 0.2H, 0.3H, 0.4H, 0.5H, 0.6H, 0.7H 또는 0.8H까지의 내부 챔버의 구역은 하부 구역이고, 최상부로부터 하방으로 0.1H, 0.2H, 0.3H, 0.4H, 0.5H, 0.6H, 0.7H 또는 0.8H까지의 내부 챔버의 구역은 상부 구역이며, 그리고 하부 구역과 상부 구역 사이의 내부 챔버의 구역은 중간 구역이며, 중간 구역에는 다공판이 배치된다. 여기서, 다공판으로서는, 예를 들어, 핀칭된 판(punched-plate), 스크린 메쉬 및 그리드, 특히 그리드로부터 선택된 적어도 하나가 언급될 수 있다. 예를 들어, H는 일반적으로 5-60m이며, 바람직하게는 10-30m이지만 때때로 이에 제한되지는 않는다. 게다가, 하부 구역은 일반적으로 0.5-12m, 바람직하게는 1-8m의 직경을 갖지만, 때로는 이에 제한되지는 않는다. 또는, 중간 구역은 일반적으로 0.5-16m, 바람직하게는 1-10m의 직경을 갖지만, 때로는 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따른 중간 구역의 높이는 일반적으로 0.005H-0.2H, 0.005H-0.05H 또는 0.005H-0.02H이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 구역은 유동화 장치의 희석상 존에 해당하고, 하부 구역은 유동화 장치의 조밀상 존에 해당하고, 중간 구역은 유동화 장치의 입자 스퍼터링 전이 존에 해당한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판은 외측 가장자리 구역 및 중심 구역을 포함한다. 구체적으로 말하면, 다공판의 주변 가장자리에 있는 임의의 지점과 다공판의 중심점 사이의 직선 거리를 R이라고 가정하면, 다공판에 있는 모든 점으로 둘러싸여 있고 r의 직선 거리만큼 중심 지점에서 멀어지는 구역은 중심 구역으로 지칭되며, 중심 구역과 주변 가장자리 사이의 구역은 외측 가장자리 구역으로 지칭되면, r/R = 0.2-0.99(바람직하게는 0.5-0.9, 더 바람직하게는 0.7-0.85) 또는 R/r = 2/1-9/1, 바람직하게는 2/1-5/1이다. 여기서, 다공판이 원형 디스크인 경우, R은 다공판 또는 원형 디스크의 반경인 한편, r은 중심 구역의 반경이다. 바람직하게는, 외측 가장자리 구역 및 중심 구역은 유동화 장치의 중심 축과 동축이다. 이 지점에서, 외측 가장자리 구역은 폭이 R-r인 링 형상이고, 중심 구역은 반경이 r인 외측 가장자리 구역으로 둘러싸여 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측 가장자리 구역의 개방률을 A1(단위는 %)로 가정하고, 중심 구역의 개방률을 A2(단위는 %)로 가정하면, A1/A2 = 0-0.95, 바람직하게는 0.1-0.5이다. 여기서, 소위 "개방률(opening rate)"은 다공판의 모든 개구의 전체 면적(단위는 ㎡) 대 다공판의 면적(단위는 ㎡)의 비율을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측 가장자리 구역의 전체 개구 면적(단위는 ㎡) 대 중심 구역의 전체 개구 면적(단위는 ㎡)의 비율은 1/10-1/2 또는 1/5-1/2이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 분배기의 상부 표면으로부터 다공판의 축 방향 높이(단위는 m)는 조밀상 존의 축 방향 높이(단위는 m)의 1.05-1.5배 또는 1.05-1.2배이다. 본 발명의 맥락에서, 달리 명시되지 않는 한, 소위 "축 방향(axial direction)"은 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판의 개수는 하나 이상, 예를 들어, 1-5개, 특히 1-3 또는 1개이다. 게다가, 다공판의 개수가 2개 이상인 경우, 상기 유동 장치의 중심 축 방향을 따라 인접한 다공판중 임의의 2개 사이의 수직 거리(단위는 m)는 일반적으로 0.001H-0.05H이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 중심 구역의 개구(들)(중심 개구(들)로 지칭됨)의 개수는 일반적으로 중심 구역당 1-650/평방 미터, 바람직하게는 중심 구역당 5-150/평방 미터, 보다 바람직하게는 중심 구역당 15-150/평방 미터이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측 가장자리 구역의 개구(들)(외측 가장자리 개구(들)로 지칭됨)의 개수는 가장자리 구역당 0-4000/평방 미터, 바람직하게는 외측 가장자리 구역당 100-600/평방 미터, 보다 바람직하게는 외측 가장자리 구역당 200-500/평방 미터이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 중앙 개구가 존재하는 경우, 복수의 중앙 개구에 대한 등가 직경은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0.04-1m, 0.04-0.5m, 또는 0.04-0.1m이다. 게다가, 복수의 외측 가장자리 개구가 존재하는 경우, 복수의 외측 가장자리 개구에 대한 등가 직경은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0.005-0.2m, 0.005-0.08m 또는 0.005-0.03m이다. 여기서, 소위 "등가 직경(equivalent diameter)"은 등가 원 직경을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 외측 가장자리 구역의 개방률은 일반적으로 2-40%, 바람직하게는 8-20%이다. 게다가, 중심 구역의 개방률은 일반적으로 30-100%, 바람직하게는 40-80%이다. 여기서, 소위 "개방률"은 구역의 모든 개구의 전체 면적(단위는 ㎡) 대 구역의 면적(단위는 ㎡)의 비율을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판은 기본적으로 원 형상을 가지며, 원의 직경은 일반적으로 1-10m, 바람직하게는 2-5m이다. 바람직하게는, 다공판의 주변 가장자리는 중간 구역의 쉘의 내벽의 형상과 일치하고, 상기 쉘의 내벽에 고정되거나 연결된다. 보다 바람직하게는, 다공판의 주변 가장자리는 중간 구역의 쉘의 내벽과 기밀하게 결합된다. 여기서, 소위 "기밀하게 결합된(airtightly combined with)"은 다공판의 전체 주변 가장자리 및 중심 구역의 대응하는 전체 쉘의 내벽이 함께 결합되고, 그리고 둘 사이의 결합 부분이 가스(분명히 고체 입자도 포함)가 결합 부품을 통과하기 위한 기공 또는 갭이 실질적으로 없는 것을 지칭한다. 이 경우에, 다공판의 직경은 일반적으로 중간 구역의 직경과 동일하며, 이에 의해 다공판의 주변 가장자리와 중간 지역의 쉘의 내벽 사이의 결합 부분을 통해 고체 입자 또는 가스가 실질적으로 통과할 수 없다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판의 두께는 일반적으로 5-40mm, 바람직하게는 10-35mm이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판이 수평으로 배치될 때, 인접한 임의의 2개의 개구를 분리하는 지지체를 수직 방향으로 절단함으로써 형성되는 단면의 형상은, 정사각형, 삼각형, 마름모, 직사각형, 원, 타원, 링, 및 이러한 형상의 조합으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판이 수평으로 배치될 때, 인접한 임의의 2개의 개구를 분리하는 지지체를 수직 방향으로 절단함으로써 형성되는 단면의 형상은, 실질적으로 고체 입자가 지지체의 상부 구역을 향하는 표면에 축적되지 않도록 그리고/또는 지지체의 하부 구역을 향하는 표면과 접촉하는 고체 입자가 실질적으로 차단되도록 되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다공판이 수평으로 배치될 때, 인접한 임의의 2개 개구를 분리하는 지지체는 곡면판형 또는 평판형이며, 바람직하게는 수직으로 배열되거나 수직 방향에서 하부 구역을 향해 경사지게 배열된다. 여기서, 예를 들어, 수평면에 수직인 방향에 대해 0.1-60°, 5-30° 또는 10-20°로 기울어지게 배열되는 것을 언급할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동화 장치는 상부 구역에 배치된 기체-고체 분리 장치(예를 들어, 사이클론 분리기) 및 하부 구역에 배치된 열교환 장치(예를 들어, 열교환 파이프)를 더 포함한다. 이들 기체-고체 분리 장치 및 열교환 장치 등은 유동화 장치, 특히 유동층 반응기에서 일반적으로 사용되는 종래의 구조 부재이며 여기서 반복되지 않을 것이다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 유동층 반응기가 보다 상세히 설명될 것이다. 유동층 반응기는 유동층 반응기(3), 가스 분배기(2), 다공판(6), 사이클론 분리기(9) 및 열교환 파이프(11)를 포함하며, 가스 분배기(2), 다공판(6), 사이클론 분리기(9) 및 열교환 파이프(11)는 모두 유동층 반응기(3)에 배치되고; 유동층 반응기(3)에는 하부 섹션에 위치된 조밀상 존(4), 중간 섹션에 위치된 입자 스퍼터링 전이 존(5) 및 상부 섹션에 위치된 희석상 존(7)이 포함된다. 입자 스퍼터링 전이 존(5)에는 다공판(6)이 배치된다.
본 발명의 유동층 반응기에 따르면, 기화된 니트로벤젠과 수소 가스는 원료로 가스 챔버에 도입되고 다음 가스 분배기(2)를 통해 유동층 반응기(3)로 도입되어 반응기에 촉매를 밀어 넣어 유동화한 다음 조밀상 존(4)에서 반응하여 아닐린 생성물을 생산하며, 기상의 일부는 기포를 형성하고, 입자 스퍼터링은 입자 스퍼터링 전이 존(5)을 형성하기 위해 조밀상 존(4)의 최상부에서 발생하며, 스퍼터링된 입자는 다공판(6)에 의해 효율적으로 차단되고 그리고 조밀상 존(4)으로 되돌아가 촉매 작용을 진행하며; 차단되지 않은 입자의 작은 부분이 다공판(6)의 통로를 통과하고 희석상 존(7)으로 들어가 사이클론 분리기(9)로 분리되고, 입자는 조밀상 존(4)으로 되돌아가며, 크루드 생성물 가스(8)는 유동층 반응기(3)에서 흘러 나와 후속 분리 섹션으로 보내진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유동화 장치는 하부 구역의 유동화 상태를 조절하고 유동화 품질을 향상시키기 위해 하부 구역에 배치된 이중 사다리꼴 구조 부재를 더 포함한다. 여기서, 이중 사다리꼴 구조 부재는 상부 배플 판, 하부 배플 판, 및 상부 배플 판과 하부 배플 판을 상대적으로 고정하기 위한 연결 편을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연결편으로서, 상부 배플 판과 하부 배플 판이 특별한 제한 없이 상대적으로 고정될 수 있는 한 어떠한 구조적 스타일도 채택될 수 있지만, 예를 들어, 금속 스트립, 금속봉, 금속 와이어 및 금속판이 구체적으로 열거될 수 있다. 게다가, 이중 사다리꼴 구조 부재를 하부 구역에 대해 고정 또는 연결하기 위한 연결편으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 유동층의 유동 정류기를 고정 또는 설치하기 위한 임의의 구조적 형태의 구조 부재는 특별한 제한없이 바로 적용될 수 있지만, 예를 들어, 금속 스트립, 금속봉, 금속 와이어, 금속판 등이 구체적으로 열거될 수 있 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제1 사다리꼴로 지칭됨)이며, 제1 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 긴 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 짧은 베이스)는 입구가 개방되어 있으며, 2개의 측변(레그)이 상호 서로 끼인각을 형성하며, 하부 배플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제2 사다리꼴로 지칭됨)이며, 제2 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 짧은 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 긴 베이스)는 입구가 개방되어 있으며, 2개의 측변(레그)이 상호 서로 끼인각을 형성하고, 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구와 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 서로 중첩된다. 바람직하게는, 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 중심 축은 하부 배플 판의 중심 축과 동축이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(α)은 0-120°(바람직하게는 0-60°)의 범위에 있고, 하부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(β)은 0-120°(바람직하게는 45-90°)의 범위에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이 대 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이의 비율은 1보다 크고, 바람직하게는 1.1-3이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스와 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스 사이의 수직 거리(단위는 mm)는 0 내지 H1 미만, 바람직하게는 0.01H1 내지 0.5H1이다. 여기서, H1은 제1 사다리꼴의 높이(단위는 mm)이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 일반적으로 20-150mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 일반적으로 20-150mm이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측변의 그의 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성되고, 하부 배플 판의 2개의 측변의 그의 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 곡면의 개방률은 10-50%이고, 하부 배플 판의 곡면의 개방률은 3-30%이다. 여기서, 소위 "개방률"은 곡면의 모든 개구(예를 들어, 하나 이상의 기공 및/또는 슬릿이 존재함)의 전체 면적(단위는 ㎡) 대 곡면 면적(단위는 ㎡)의 비율을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측변은 그의 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 하부 배플 판의 2개의 측변은 그의 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성한다. 본 발명의 맥락에서, 달리 명시되지 않는 한, 소위 "길이 방향(length direction)"은 사다리꼴 평면에 수직인(마찬가지로 중심 축에 수직인) 방향을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 10-50%이고, 하부 배플 판의 2개 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 3-30%이다. 여기서, 소위 "개방률"은 측면의 모든 개구(예를 들어, 하나 이상의 기공 및/또는 슬릿이 존재함)의 전체 면적(단위는 ㎡) 대 측면 면적(단위는 ㎡)의 비율을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 그의 길이 방향을 따른 상부 배플 판의 크기는 일반적으로 30-250mm이고, 그의 길이 방향을 따른 하부 배플 판의 크기는 일반적으로 30-250mm이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이중 사다리꼴 구조 부재(들)의 개수가 2개 이상(예를 들어, 4-240개, 바람직하게는 10-120개)인 경우, 복수의 이중 사다리꼴 구조 부재는 모두 동일한 수평면에 위치되거나, 각각이 상이한 수평면에 위치되거나 또는 이들의 임의의 조합으로 위치된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향의 끼인각(γ)은 30-90°이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수직 거리(H3)는 100mm 이상이다. 여기서, H3는 상이한 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 상대적으로 긴 베이스 사이의 수직 거리를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일한 수평면에 배치되고 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수평 거리(H4)는 80mm 이상이다. 여기서, H4는 상이한 이중 사다리꼴 구조 부재의 중심 축 사이의 수직 거리를 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판, 하부 배플 판, 및 상부 배플 판과 하부 배플 판을 상대적으로 고정하기 위한 연결편을 포함하는 이중 사다리꼴 구조 부재에 관한 것이다. 여기서, 연결편으로서, 상부 배플 판과 하부 배플 판이 특별한 제한 없이 상대적으로 고정될 수 있는 한 어떠한 구조적 스타일도 채택될 수 있지만, 예를 들어, 금속 스트립, 금속봉, 금속 와이어 및 금속판이 구체적으로 열거될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제1 사다리꼴로 지칭됨)이며, 제1 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 긴 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 짧은 베이스)는 입구가 개방되어 있으며, 2개의 측변(레그)이 상호 서로 끼인각을 형성하며, 하부 배플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제2 사다리꼴로 지칭됨)이며, 제2 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 짧은 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 긴 베이스)는 입구가 개방되어 있으며, 2개의 측변(레그)이 상호 서로 끼인각을 형성하고, 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구와 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 서로 중첩된다. 바람직하게는, 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 중심 축은 하부 배플 판의 중심 축과 동축이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(α)은 0-120°(바람직하게는 0-60°)의 범위에 있고, 하부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(β)은 0-120°(바람직하게는 45-90°)의 범위에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이 대 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이의 비율은 1보다 크고, 바람직하게는 1.1-3이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스와 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스 사이의 수직 거리(단위는 mm)는 0 내지 H1 미만, 바람직하게는 0.01H1 내지 0.5H1이며, 여기서, H1은 제1 사다리꼴의 높이(단위는 mm)이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 일반적으로 20-150mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 일반적으로 20-150mm이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측변의 그의 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성되고, 하부 배플 판의 2개의 측변의 그의 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 곡면의 개방률은 10-50%이고, 하부 배플 판의 곡면의 개방률은 3-30%이다. 여기서, 소위 "개방률"은 곡면의 모든 개구(예를 들어, 하나 이상의 기공 및/또는 슬릿이 존재함)의 전체 면적(단위는 ㎡) 대 곡면 면적(단위는 ㎡)의 비율을 지칭한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측변은 그의 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 하부 배플 판의 2개의 측변은 그의 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 10-50%이고, 하부 배플 판의 2개 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 3-30%이다. 여기서, 소위 "개방률"은 측면의 모든 개구(예를 들어, 하나 이상의 기공 및/또는 슬릿이 존재함)의 전체 면적(단위는 ㎡) 대 측면 면적(단위는 ㎡)의 비율을 지칭한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상부 배플 판의 길이 방향을 따른 크기는 일반적으로 30-250mm이고, 하부 배플 판의 길이 방향을 따른 크기는 일반적으로 30-250mm이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이는 또한 유동화 장치, 특히 유동층 반응기에 관한 것이다. 여기서, 유동화 장치는 쉘, 가스 분배기 및 상기 쉘의 내벽 및 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정되는 내부 챔버를 포함하고, 상기 내부 챔버에는 흐름 정류기로서 본 발명에서 이전에 언급된 실시예중 임의의 실시예에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재가 배치된다. 유동층 반응기로서, 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 유동층 반응기가 특히 열거될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이는 또한 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스, 특히 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 반응 프로세스에 관한 것이다. 여기서, 수소화 반응 프로세스는 반응 원료인 니트로 화합물과 수소 가스를 수소화 촉매와 접촉시켜 반응 생성물을 얻는 단계(수소화 반응 단계로 지칭됨)를 포함하며, 수소화 반응 단계는 본 발명의 이전의 실시예 중 임의의 실시예에 따른 유동층 반응기에서 실행된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소화 반응 단계에서, 표면 기체 속도는 일반적으로 0.2-0.8m/s이고, 수소 가스 대 반응 원료(예를 들어, 니트로벤젠)의 몰비는 일반적으로 6-21이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소화 반응 단계에서, 반응 온도(일반적으로 조밀상 존의 평균 반응 온도를 지칭함)는 220-280℃이고, 반응 압력(일반적으로 조밀상 존에서의 압력을 지칭함))은 0.05-1 MPa(게이지 압력)이다. 게다가, 유동층 반응기의 가스 분배기 부근의 온도는 일반적으로 320 ℃ 이하로 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소화 촉매로, 니트로 화합물의 수소화 반응을 위해 당 업계에서 사용되는 임의의 촉매가 열거될 수 있으며, 그리고 구리계 장입된 촉매, 니켈계 장입된 촉매 및 귀금속계 장입된 촉매로부터 선택된 적어도 하나, 보다 특히, 구리계 장입된 촉매가 특히 열거될 수 있다. 여기서, 구리계 장입된 촉매의 경우, 구리가 일반적으로 주 활성 성분으로 사용되고 담체는 일반적으로 알루미나 또는 실리카이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수소화 촉매의 평균 입경은 일반적으로 30-800μm, 바람직하게는 40-500μm 또는 50-600μm이다. 바람직하게는, 수소화 촉매에서, 입경이 80㎛ 미만인 촉매 입자는 모든 촉매 입자의 2 중량% 이상, 바람직하게는 5-15 중량%를 포함한다. 예를 들어, 입자 크기 분석기로 샘플링된 고체 촉매 입자를 분석함으로써 평균 입경이 얻어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 니트로 화합물은 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물 중 적어도 하나, 특히 니트로벤젠으로부터 선택된다.
R-NO2 (1)
본 발명의 일 실시예에 따르면, 구조식(1)에서, R은 임의로 치환된 C2-20 직쇄, 분지형 또는 사이클릭 하이드로카르빌, 바람직하게는 임의로 치환된 C4-20 사이클릭 하이드로 카르빌, 특히 임의로 치환된 C6-20 아릴, 더욱 특히 임의로 치환된 페닐 또는 페닐이다.
예들
이하 실시예 및 비교예를 예로써, 본 발명이 보다 상세히 설명될 것이지만, 본 발명은 하기 예로 제한되지 않는다.
하기 예 및 비교예에서, 팽창 계수는 유동층 반응기의 조밀상 존의 높이 대 유동층 반응기의 정적 촉매층 높이의 비율이다. 조밀상 존의 높이는 유동층 반응기의 축방향 압력(게이지 압력)의 변화로 얻어질 수 있다.
이하의 예 및 비교예에서는, 베드의 측정 지점에서의 순간 압력(
Figure pct00001
)(단위는 Pa임)이 압력 센서에 의해 측정되며, 그리고 언제든지 순간 압력(
Figure pct00002
)이 평균값(
Figure pct00003
)과 변동 값(
Figure pct00004
)의 합으로 해석되며, 즉
Figure pct00005
이며, 임의의 측정 지점에서 표준 편차(Sd)는
Figure pct00006
이고, N은 샘플링된 데이터의 개수이다.
예 1
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 2에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.06kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 1에 자세히 나와 있다.
예 2
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.07kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 1에 자세히 나와 있다.
예 3
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/5이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.073kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 1에 자세히 나와 있다.
예 4
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/2이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.082kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 1에 자세히 나와 있다.
예 5
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.03이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.08kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 1에 자세히 나와 있다.
예 6
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.08이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.1kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 1에 자세히 나와 있다.
예 7
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 5이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.068kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 2에 자세히 나와 있다.
예 8
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 9이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.068kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 2에 자세히 나와 있다.
예 9
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 2개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.063kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 2에 자세히 나와 있다.
예 10
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 4개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.06kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 2에 자세히 나와 있다.
예 11
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.2배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.067kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 2에 자세히 나와 있다.
예 12
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.5배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.075kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 2에 자세히 나와 있다.
예 13
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 300μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.071kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.6mg/kg이며, 그 결과는 표 3에 자세히 나와 있다.
예 14
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 2%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.062kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 5mg/kg이며, 그 결과는 표 3에 자세히 나와 있다.
예 15
도 1에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개방률은 18%이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다.
사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 8%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 0.08kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.3mg/kg이며, 그 결과는 표 3에 자세히 나와 있다.
비교예 1
니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 종래 기술의 유동층 반응기 장치가 사용되고, 그리고 도 1과의 다른 점은 다공판이 없는 상태로 제공된다는 것이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 촉매 단위 소비량은 1.5kg/t 아닐린이고, 유동층 출구에서 크루드 아닐린의 니트로벤젠 함량은 4.8mg/kg이며, 그 결과는 표 3에 자세히 나와 있다.
예 16
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 그리고 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°의 범위에 있다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다.
모든 예에서, 상부 배플 판의 길이 및 하부 배플 판의 길이 둘 모두는 반응기 직경의 0.6 배이다. 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 25mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 30mm이다.
유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 800Pa이고 팽창 계수는 1.42이며 그 결과는 표 4에 자세히 나와 있다.
예 17
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 0°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1050Pa이고 팽창 계수는 1.35이며 그 결과는 표 4에 자세히 나와 있다.
예 18
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 120°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1080Pa이고 팽창 계수는 1.33이며 그 결과는 표 4에 자세히 나와 있다.
예 19
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 0°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1170Pa이고 팽창 계수는 1.28이며 그 결과는 표 4에 자세히 나와 있다.
예 20
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 120°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1215Pa이고 팽창 계수는 1.21이며 그 결과는 표 4에 자세히 나와 있다.
예 21
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 50%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1030Pa이고 팽창 계수는 1.36이며 그 결과는 표 5에 자세히 나와 있다.
예 22
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 10%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 980Pa이고 팽창 계수는 1.35이며 그 결과는 표 5에 자세히 나와 있다.
예 23
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 3%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 975Pa이고 팽창 계수는 1.37이며 그 결과는 표 5에 자세히 나와 있다.
예 24
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 30%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1000Pa이고 팽창 계수는 1.33이며 그 결과는 표 5에 자세히 나와 있다.
예 25
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 하나의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1243Pa이고 팽창 계수는 1.18이며 그 결과는 표 5에 자세히 나와 있다.
예 26
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 150mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 880Pa이고 팽창 계수는 1.37이며 그 결과는 표 6에 자세히 나와 있다.
예 27
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 300mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1240Pa이고 팽창 계수는 1.19이며 그 결과는 표 6에 자세히 나와 있다.
예 28
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 30°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 910Pa이고 팽창 계수는 1.36이며 그 결과는 표 6에 자세히 나와 있다.
예 29
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 45°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 906Pa이고 팽창 계수는 1.37이며 그 결과는 표 6에 자세히 나와 있다.
예 30
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 60°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 910Pa이고 팽창 계수는 1.37이며 그 결과는 표 6에 자세히 나와 있다.
예 31
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 80mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 780Pa이고 팽창 계수는 1.41이며 그 결과는 표 7에 자세히 나와 있다.
예 32
도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하는 유동층 반응기가 사용된다. 반응기의 스퍼터링 전이 존에는 도 3에 도시된 바와 같은 다공판이 배치되고, 다공판은 중간 구역에 위치된 중심 구역과 주변에 배치되고 중심 구역을 둘러싸는 외측 가장자리 구역을 포함한다. 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구 크기의 비율은 1/10이다. 외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경은 0.005이다. 중심 구역에 대한 다공판의 반경 비율은 2/1이다. 다공판의 개수는 1개이고, 저부의 가스 분배기로부터 다공판의 축 방향 높이는 조밀상 존의 축 방향 높이의 1.05배이다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 300mm이다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1220Pa이고 팽창 계수는 1.20이며 그 결과는 표 7에 자세히 나와 있다.
예 33
다공판(들)없이 도 4에 도시된 바와 같이 니트로벤젠의 수소화에 의해 아닐린을 생산하기 위한 유동층 반응기가 사용된다. 사용된 촉매는 구리를 주 활성 성분으로 하는 금속 장입된 촉매이고, 담체는 실리카이고, 촉매는 400μm의 평균 입자 크기를 가지며, 그리고 80μm 미만의 입자 함량은 5%이다. 반응 조건은 다음과 같다; 유동층 반응기의 표면 기체 속도는 0.3m/s이고, 니트로벤젠에 대한 수소 기체의 몰비는 10이며, 조밀상 존의 평균 반응 온도는 260℃로 제어되고, 조밀상 존의 반응 압력은 0.1MPa이다.
이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(α)은 60°이고, 하부 배플 판의 2개의 측면의 끼인각(β)은 90°이다. 이중 사다리꼴 구조 부재의 상부 배플 판에는 2개의 측면에 개구 및/또는 슬릿이 제공되고, 그리고 20%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 가지며; 이중 사다리꼴 구조 부재의 하부 배플 판에는 2개의 측면에 개구(들) 및/또는 슬릿(들)이 제공되고, 8%의 개방률, 즉 측면 면적에 대한 개구(들) 및/또는 슬릿(들)의 총 개구 면적의 비율을 갖는다. 유동층 반응기의 조밀상 존에는, 4개의 이중 사다리꼴 구조 부재가 제공되고, 이는 2개의 층으로 분할된다. 각각의 층에 있는 2개의 이중 사다리꼴 구조 부재는 상호 평행하고 그리고 100mm의 수평 간격을 가지며, 이중 사다리꼴 구조 부재는 반응기에 엇갈림 방식으로 균일하게 분포되어 있으며, 상이한 수평면에 배치되고 그리고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각은 90°이고, 그리고 높이 방향으로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 사이의 수직 거리는 150mm이다.
유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 825Pa이고 팽창 계수는 1.39이며 그 결과는 표 7에 자세히 나와 있다.
비교예 4
유동층 반응기 장치에는 종래 기술에서 사용된 그리드 유동 정류기가 제공되고, 촉매의 평균 입경은 400μm이고, 다른 기술 조건은 변경되지 않았다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1680Pa이고 팽창 계수는 1.17이며 그 결과는 표 7에 자세히 나와 있다.
비교예 5
유동층 반응기 장치에는 종래 기술에서 사용된 대기공(large-pore) 유동 정류기가 제공되고, 촉매의 평균 입경은 400μm이고, 다른 기술 조건은 변경되지 않았다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1660Pa이고 팽창 계수는 1.18이며 그 결과는 표 7에 자세히 나와 있다.
비교예 6
유동층 반응기 장치에는 유동 정류기, 즉 자유 유동층이 제공되지 않았으며, 촉매의 평균 입경은 300μm이고, 다른 기술 조건은 변경되지 않았다. 유동층의 조밀상 존은 표준 편차가 1810Pa이고 팽창 계수는 1.05이며 그 결과는 표 7에 자세히 나와 있다.
명백히, 본 발명의 장치 및 프로세스는 더 큰 기술적 이점을 가지며 아닐린의 산업적 생산에 사용될 수 있다. 이들은 또한 다른 유동층 반응기, 특히 조대 입자에 적합한 유동층 반응기에 사용될 수 있다.
예 1 예 2 예 3 예 4 예 5 예 6
다공판의 배치여부 및 구조 부재의 형식 다공판이 배치되고 도 2에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식
다공판의 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구의 크기의 비율 1/10 1/10 1/5 1/2 1/10 1/10
외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경, m 0.005 0.005 0.005 0.005 0.03 0.08
다공판/중심 구역의 반경 비율 2 2 2 2 2 2
다공판의 개수 1 1 1 1 1 1
조밀상 구역의 축방향 높이에 대한 저부에서 가스 분배기로부터 다공판의 축방향 높이의 비율 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05
촉매의 평균 입경, μm 400 400 400 400 400 400
80 μm 미만의 입자의 함량 5 5 5 5 5 5
촉매 유닛 소비, ke/ton 아닐린 0.06 0.07 0.073 0.082 0.08 0.1
유동층 출구로부터 크루드 아닐린의 니트로벤젠의 함량, mg/kg 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8
예 7 예 8 예 9 예 10 예 11 예 12
다공판 배치 여부 및 구조 부재의 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식
다공판의 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구의 크기의 비율 1/10 1/10 1/10 1/10 1/10 1/10
외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경, m 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005
다공판/중심 구역의 반경 비율 5 9 2 2 2 2
다공판의 개수 1 1 2 4 1 1
조밀상 구역의 축방향 높이에 대한 저부에서 가스 분배기로부터 다공판의 축방향 높이의 비율 1.05 1.05 1.05 1.05 1.2 1.5
촉매의 평균 입경, μm 400 400 400 400 400 400
80 μm 미만의 입자의 함량 5 5 5 5 5 5
촉매 유닛 소비, ke/ton 아닐린 0.068 0.068 0.063 0.06 0.067 0.075
유동층 출구로부터 크루드 아닐린의 니트로벤젠의 함량, mg/kg 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8 4.8
예 13 예 14 예 15 비교예 1
다공판 배치 여부 및 구조 부재의 형식 다공판이 배치되고 도 2에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판이 배치되고 도 3에 도시된 바와 같은 형식 다공판 없음
다공판의 중심 구역의 개구의 면적에 대한 외측 가장자리 구역의 개구의 크기의 비율 1/10 1/10 1/10
외측 가장자리 구역의 개구의 등가 직경, m 0.005 0.005 0.005
다공판/중심 구역의 반경 비율 2 2 2
다공판의 개수 1 1 1
조밀상 구역의 축방향 높이에 대한 저부에서 가스 분배기로부터 다공판의 축방향 높이의 비율 1.05 1.05 1.05
촉매의 평균 입경, μm 300 400 400 400
80 μm 미만의 입자의 함량 5 2 8 5
촉매 유닛 소비, ke/ton 아닐린 0.071 0.062 0.08 1.5
유동층 출구로부터 크루드 아닐린의 니트로벤젠의 함량, mg/kg 4.6 5 4.3 4.8
예 16 예 17 예 18 예 19 예 20
끼인각 α, ° 60 0 120 60 60
끼인각 β, ° 90 90 90 0 120
상부 배플판의 양측면의 개방률 20 20 20 20 20
하부 배플판의 양측면의 개방률 8 8 8 8 8
이중-사다리꼴 구조 부재의 개수 4 4 4 4 4
각각의 층에서의 이중-사다리꼴 구조 부재의 수평 간격, mm 100 100 100 100 100
끼인각 γ, ° 90 90 90 90 90
엘리베이션 방향으로 이중-사다리꼴 구조 부재의 수직 간격, mm 150 150 150 150 150
베드 압력에 대한 표준 편차, Pa 800 1050 1080 1170 1215
베드 팽창 계수 1.42 1.35 1.33 1.28 1.21
예 21 예 22 예 23 예 24 예 25
끼인각 α, ° 60 60 60 60 60
끼인각 β, ° 90 90 90 90 90
상부 배플판의 양측면의 개방률 50 10 20 20 20
하부 배플판의 양측면의 개방률 8 8 3 30 8
이중-사다리꼴 구조 부재의 개수 4 4 4 4 2
각각의 층에서의 이중-사다리꼴 구조 부재의 수평 간격, mm 100 100 100 100 100
끼인각 γ, ° 90 90 90 90 90
엘리베이션 방향으로 이중-사다리꼴 구조 부재의 수직 간격, mm 150 150 150 150 150
베드 압력에 대한 표준 편차, Pa 1030 980 975 1000 1243
베드 팽창 계수 1.36 1.35 1.37 1.33 1.18
예 26 예 27 예 28 예 29 예 30
끼인각 α, ° 60 60 60 60 60
끼인각 β, ° 90 90 90 90 90
상부 배플판의 양측면의 개방률 20 20 20 20 20
하부 배플판의 양측면의 개방률 8 8 8 8 8
이중-사다리꼴 구조 부재의 개수 4 4 4 4 4
각각의 층에서의 이중-사다리꼴 구조 부재의 수평 간격, mm 150 300 100 100 100
끼인각 γ, ° 90 90 30 45 60
엘리베이션 방향으로 이중-사다리꼴 구조 부재의 수직 간격, mm 150 150 150 150 150
베드 압력에 대한 표준 편차, Pa 880 1240 910 906 910
베드 팽창 계수 1.37 1.19 1.36 1.37 1.37
예 31 예 32 예 32 비교예 4 비교예 5 비교예 6
끼인각 α, ° 60 60 60 종래 기술의 그리드 형식 담지체 종래 기술의 마이크로포어 담지체 담지체 없음
끼인각 β, ° 90 90 90
상부 배플판의 양측면의 개방률 20 20 20
하부 배플판의 양측면의 개방률 8 8 8
이중-사다리꼴 구조 부재의 개수 4 4 4
각각의 층에서의 이중-사다리꼴 구조 부재의 수평 간격, mm 100 100 100
끼인각 γ, ° 90 90 90
엘리베이션 방향으로 이중-사다리꼴 구조 부재의 수직 간격, mm 80 300 150
베드 압력에 대한 표준 편차, Pa 780 1220 825 1680 1660 1810
베드 팽창 계수 1.41 1.20 1.39 1.17 1.18 1.05

Claims (19)

  1. 쉘(shell), 가스 분배기, 및 상기 쉘의 내벽과 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정된 내부 챔버를 포함하는, 유동화 장치(특히 유동층 반응기)로서,
    상기 내부 챔버는 저부(bottom)(상기 가스 분배기의 상부 표면에 대응) 및 최상부(top)를 가지며, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따라, 저부와 최상부 사이의 수직 거리를 H(단위는 m)로 가정하면, 저부로부터 상방으로 0.1H, 0.2H, 0.3H, 0.4H, 0.5H, 0.6H, 0.7H 또는 0.8H까지의 내부 챔버의 구역은 하부 구역이고, 최상부로부터 하방으로 0.1H, 0.2H, 0.3H, 0.4H, 0.5H, 0.6H, 0.7H 또는 0.8H까지의 내부 챔버의 구역은 상부 구역이며, 그리고 하부 구역과 상부 구역 사이의 내부 챔버의 구역은 중간 구역이며, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따른 중간 구역의 높이는 0.005H-0.2H, 0.005H-0.05H 또는 0.005H-0.02H이며, 중간 구역에는 다공판(perforated plate)(예를 들어, 펀칭된 판, 스크린 메쉬 및 그리드 중 적어도 하나로부터 선택됨, 특히 그리드)가 배치되며, 상기 다공판은 외측 가장자리 구역과 중심 구역을 포함하며, (1) 상기 외측 가장자리 구역의 개방률(opening rate)을 A1(단위는 %)으로 가정하고, 상기 중심 구역의 개방률을 A2(단위는 %)로 가정하면, A1/A2 = 0-0.95(바람직하게는 0.1-0.5)이며, 또는 외측 가장자리 구역의 전체 개방 면적(단위는 ㎡) 대 중심 구역의 전체 개방 면적(단위는 ㎡)의 비율이 1/10-1/2 또는 1/5-1/2인, 유동화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 구역은 희석상 존(dilute-phase zone)에 대응하고, 상기 하부 구역은 조밀상 존(dense-phase zone)에 대응하며, 상기 중간 구역은 입자 스퍼터링 전이 존(particle sputtering transition zone)에 대응하고, 그리고/또는 상기 가스 분배기의 상부 표면으로부터 상기 다공판의 축 방향 높이(단위는 m)는 조밀상 존의 축 방향 높이(단위는 m)의 1.05-1.5배 또는 1.05-1.2배인, 유동화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다공판의 개수는 하나 이상(예를 들어, 1-5개, 특히 1-3 또는 1개)이고, 그리고 둘 이상의 경우에, 상기 유동화 장치의 중심 축 방향을 따라 인접한 다공판중 임의의 2개 사이의 수직 거리(단위는 m)는 0.001H-0.05H인, 유동화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다공판의 주변 가장자리의 임의의 지점과 상기 다공판의 중심 지점 사이의 직선 거리는 R(특히 반경)이며, 상기 다공판에 있는 모든 점으로 둘러싸여 있고 r의 직선 거리만큼 중심 지점에서 멀어지는 구역은 중심 구역으로 지칭되며, 중심 구역과 주변 가장자리 사이의 구역은 외측 가장자리 구역으로 지칭되면, r/R = 0.2-0.99(바람직하게는 0.5-0.9, 더 바람직하게는 0.7-0.85) 또는 R/r = 2/1-9/1, 바람직하게는 2/1-5/1인, 유동화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중심 구역의 개구(들)(중앙 개구(들)로 지칭됨)의 개수는 중심 구역당 1-650(바람직하게는 5-150, 보다 바람직하게는 15-150)/평방 미터 및/또는 외측 가장자리 구역의 개구(들)(외측 가장자리 개구(들)로 지칭됨)의 개수는 외측 가장자리 구역당 0-4000(바람직하게는 100-600, 보다 바람직하게는 200-500)/평방 미터이고, 그리고/또는 둘 이상의 경우에, 복수의 중앙 개구에 대한 등가 직경은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0.04-1m, 0.04-0.5m, 또는 0.04-0.1m이며, 그리고/또는 둘 이상의 경우에, 복수의 외측 가장자리 개구에 대한 등가 직경은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 0.005-0.2m, 0.005-0.08m 또는 0.005-0.03m이고, 그리고/또는 상기 외측 가장자리 구역의 개방률은 2-40%(바람직하게는 8-20%)이고, 상기 중심 구역의 개방률은 30-100%(바람직하게는 40-80%)이고 그리고/또는 상기 다공판은 기본적으로 원의 형상이고, 원의 직경은 1-10m, 바람직하게는 2-5m이고, 그리고/또는 상기 다공판의 두께는 5-40mm, 바람직하게는 10-35mm인, 유동화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다공판이 수평으로 배치될 때, 임의의 2개의 인접한 개구를 분리하는 지지체를 수직 방향을 따라 절단함으로써 형성된 단면의 형상이, 정사각형, 삼각형, 마름모, 직사각형, 원형, 타원, 고리 및 이러한 형태의 임의의 조합으로부터 선택된 것이거나, 또는 임의의 2개의 인접한 개구를 분리하는 지지체를 수직 방향을 따라 절단함으로써 형성된 단면의 형상이, 실질적으로 어떠한 고체 입자도 지지체의 상부 구역을 향하는 표면에 축적되지 않도록 되어 있고 그리고/또는 지지체의 하부 구역을 향하는 표면과 접촉하는 고체 입자가 실질적으로 차단되도록 되어 있거나, 상기 지지체가 만곡된 판형상 또는 평평한 판형상(바람직하게는, 수직으로 배열되거나 수직 방향에서 하부 구역을 향해 경사지게 배열됨(특히 0.1-60°, 5-30° 또는 10-20°으로 경사짐))이 되도록 되어 있는, 유동화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외측 가장자리 구역 및 상기 중심 구역은 상기 유동화 장치의 중심 축과 동축이고, 그리고/또는 상기 다공판의 주변 가장자리는 상기 중간 구역의 쉘의 내벽의 형상에 맞추어져 있고, 그리고 상기 쉘의 내벽에 고정 또는 연결되고, 그리고/또는 상기 다공판의 주변 가장자리는 중간 구역의 쉘의 내벽과 기밀하게 결합되는, 유동화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    H는 5-60m(바람직하게는 10-30m)이고, 그리고/또는 상기 하부 구역의 직경은 0.5-12m(바람직하게는 1-8m)이고 그리고/또는 상기 중간 구역의 직경은 0.5-16m(바람직하게는 1-10m)인, 유동화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상부 구역에 배치된 기체-고체 분리 장치(예를 들어, 사이클론 분리기) 및 상기 하부 구역에 배치된 열교환 장치(예를 들어, 열 교환 파이프)를 더 포함하며, 선택적으로 상기 하부 구역에 배치된 이중 사다리꼴 구조 부재를 포함하는, 유동화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 이중 사다리꼴 구조 부재는, 상부 배플 판(upper baffle plate), 하부 배플 판(lower baffle plate), 및 상부 배플 판과 하부 배플 판을 상대적으로 고정하기 위한 연결 피스를 포함하고, 상부 배플 판의 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제1 사다리꼴으로 지칭됨)이고, 제1 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 긴 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 짧은 베이스)는 입구가 개방되며(mouth-opened), 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 하부 패플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제2 사다리꼴로 지칭됨)이고, 제2 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 짧은 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 긴 베이스)는 입구가 개방되며, 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 상기 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구와 상기 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 서로 중첩되는(바람직하게는, 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩됨), 유동화 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 상부 배플 판의 중심 축은 상기 하부 배플 판의 중심 축과 동축이고, 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(α)은 0-120°(바람직하게는 0-60°)의 범위에 있고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(β)은 0-120°(바람직하게는 45-90°)의 범위에 있으며 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이 대 상기 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이의 비율은 1보다 크고(바람직하게는 1.1-3) 그리고/또는 상기 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스와 상기 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스 사이의 수직 거리(단위는 mm)는 0 내지 H1 미만(바람직하게는 0.01H1 내지 0.5H1)이고, H1은 제1 사다리꼴의 높이(단위는 mm)이고, 그리고/또는 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 20-150mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 20-150mm인, 유동화 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 상부 배플 판의 2개의 측변의 그 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나(confined) 닫혀 있지 않지 않은(unconfined) 곡면이 형성되고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변의 그 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성되고 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 곡면의 개방률은 10-50%이며, 상기 하부 배플 판의 곡면의 개방률은 3-30%이고,
    또는
    상기 상부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 10-50%이고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 3-30%이며, 그리고/또는 길이 방향을 따른 상기 상부 배플 판의 크기는 30-250mm이고, 길이 방향을 따른 상기 하부 배플 판의 크기는 30-250mm인, 유동화 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 이중 사다리꼴 구조 부재(들)의 개수가 2개 이상(예를 들어, 4-240개, 바람직하게는 10-120개)인 경우, 복수의 이중 사다리꼴 구조 부재는 모두 동일한 수평면에 배치되거나 각각이 상이한 수평면에 배치되거나 또는 이들의 임의의 조합으로 배치될 수 있으며, 그리고/또는 서로 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 길이 방향으로 끼인각(γ)은 30-90°이고 그리고/또는 상이한 수평면에 배치되고 수직 방향으로 서로 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수직 거리(H3)는 100mm 이상이고, 그리고/또는 동일한 수평면에 배치되고 인접한 이중 사다리꼴 구조 부재 중 임의의 2개 사이의 수평 거리(H4)는 80mm 이상인, 유동화 장치.
  14. 이중 사다리꼴 구조 부재로서,
    상부 배플 판, 하부 배플 판, 및 상부 배플 판과 하부 배플 판을 상대적으로 고정하기 위한 연결 피스를 포함하고, 상부 배플 판의 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제1 사다리꼴으로 지칭됨)이고, 제1 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 긴 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 짧은 베이스)는 입구가 개방되며, 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 하부 패플 판의 그 중심 축에 따르는 종단면은 사다리꼴(제2 사다리꼴로 지칭됨)이고, 제2 사다리꼴의 상부 베이스(상대적으로 짧은 베이스) 및 하부 베이스(상대적으로 긴 베이스)는 입구가 개방되며, 2개의 측변(레그)은 서로 끼인각을 상호 형성하고, 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구와 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 서로 중첩되는(바람직하게는, 제2 사다리꼴의 상부 베이스의 개방된 입구는 제1 사다리꼴의 하부 베이스의 개방된 입구에 중첩됨), 이중 사다리꼴 구조 부재.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 상부 배플 판의 중심 축은 상기 하부 배플 판의 중심 축과 동축이고, 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(α)은 0-120°(바람직하게는 0-60°)의 범위에 있고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변의 끼인각(β)은 0-120°(바람직하게는 45-90°)의 범위에 있으며 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이 대 상기 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스의 길이의 비율은 1보다 크고(바람직하게는 1.1-3) 그리고/또는 상기 하부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스와 상기 상부 배플 판의 상대적으로 짧은 베이스 사이의 수직 거리(단위는 mm)는 0 내지 H1 미만(바람직하게는 0.01H1 내지 0.5H1)이고, H1은 제1 사다리꼴의 높이(단위는 mm)이고, 그리고/또는 제1 사다리꼴의 높이(H1)는 20-150mm이고, 제2 사다리꼴의 높이(H2)는 20-150mm인, 이중 사다리꼴 구조 부재.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 상부 배플 판의 2개의 측변의 그의 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성되고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변의 그의 중심 축에 대한 회전에 의해 닫혀 있거나 닫혀 있지 않은 곡면이 형성되고 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 곡면의 개방률은 10-50%이며, 상기 하부 배플 판의 곡면의 개방률은 3-30%이고,
    또는
    상기 상부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측변은 길이 방향을 따라 연장되어 2개의 측면을 형성하고, 그리고/또는 상기 상부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 10-50%이고, 상기 하부 배플 판의 2개의 측면 중 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 개방률은 3-30%이며, 그리고/또는 길이 방향을 따른 상부 배플 판의 크기는 30-250mm이고, 길이 방향을 따른 하부 배플 판의 크기는 30-250mm인, 이중 사다리꼴 구조 부재.
  17. 쉘, 가스 분배기 및 상기 쉘의 내벽 및 상기 가스 분배기의 상부 표면에 의해 규정된 내부 챔버를 포함하는 유동화 장치(특히 유동층 반응기)로서,
    상기 내부 챔버에는 제14항에 따른 이중 사다리꼴 구조 부재가 배치되는, 유동화 장치.
  18. 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스로서,
    반응 원료로서 니트로 화합물(특히 니트로벤젠)과 수소 가스를 수소화 촉매와 접촉시켜 반응 생성물(예를 들어, 아미노 화합물, 특히 아닐린)을 얻는 단계를 포함하며, 상기 수소화 반응 단계는 제1항 또는 제17항에 따른 유동층 반응기에서 실행되는, 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 수소화 반응 단계의 반응 조건은, 표면 기체 속도가 0.2-0.8m/s이고, 수소 기체 대 반응 원료(예를 들어, 니트로벤젠)의 몰비가 6-21이며, 반응 온도가 220-280℃이고, 반응 압력이 0.05-1 MPa(게이지 압력)이며, 수소화 촉매가 구리 기반 장입된 촉매, 니켈 기반 장입된 촉매 및 귀금속 기반 장입된 촉매 중 적어도 하나로부터 선택되며, 그리고/또는 수소화 촉매의 벌크 밀도가 300-1200kg/㎥이고 그리고/또는 수소화 촉매의 평균 입경이 30-800μm(바람직하게는 40-500μm 또는 50-600μm)이며 그리고 80μm 미만의 입경을 갖는 촉매 입자가 모든 촉매 입자의 질량%로 2wt%(바람직하게는 5-15wt%) 이상을 포함하고 그리고/또는 니트로 화합물이 하기 식(1)으로 표시되는 화합물 중 적어도 하나로부터 선택되며,
    R-NO2 (1)
    구조 식(1)에서, R은 임의로 치환된 C2-20 직쇄, 분지형 또는 사이클릭 하이드로카르빌(바람직하게는 임의로 치환된 C4-20 사이클릭 하이드로 카르빌, 특히 임의로 치환된 C6-20 아릴, 더욱 특히 임의로 치환된 페닐)인 것을 포함하는, 니트로 화합물 수소화 반응 프로세스.
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