Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3732080B2 - Catalytic gas phase oxidation reactor - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3732080B2 - Catalytic gas phase oxidation reactor - Google Patents

Catalytic gas phase oxidation reactor Download PDF

Info

Publication number
JP3732080B2
JP3732080B2 JP2000264571A JP2000264571A JP3732080B2 JP 3732080 B2 JP3732080 B2 JP 3732080B2 JP 2000264571 A JP2000264571 A JP 2000264571A JP 2000264571 A JP2000264571 A JP 2000264571A JP 3732080 B2 JP3732080 B2 JP 3732080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
heat medium
reaction
reaction tube
type baffle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000264571A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001137689A (en
Inventor
行弘 松本
正勝 森
正次 北浦
治 百々
道雄 谷本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Shokubai Co Ltd
Original Assignee
Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Shokubai Co Ltd filed Critical Nippon Shokubai Co Ltd
Priority to JP2000264571A priority Critical patent/JP3732080B2/en
Publication of JP2001137689A publication Critical patent/JP2001137689A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3732080B2 publication Critical patent/JP3732080B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067Heating or cooling the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212Plates; Jackets; Cylinders
    • B01J2208/0023Plates; Jackets; Cylinders with some catalyst tubes being empty, e.g. dummy tubes or flow-adjusting rods

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管を有する多管式反応器、および該反応器を用いる(メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレインの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
多管式反応器を使用する接触気相酸化反応は、該反応によって生じた熱を効率よく除去するために一般に使用される手段である。反応器シェル内に複数の反応管を内蔵する多管式反応器を用い、該反応管内には触媒を充填させて反応原料ガスを供給して接触気相酸化反応を行う一方、反応管シェル内に反応熱を吸収する熱媒を循環させて、生じた反応熱を除去させる。
【0003】
しかしながら、このような多管式反応器を使用する接触気相酸化反応においては、原料入口側にホットスポットを生じやすく、過度の発熱反応による触媒の劣化や目的生成物の選択率の低下が問題となる。
【0004】
この様な問題を解決するため、例えば、特公昭52−15272号公報には、熱交換媒体の循環装置を備える多管式反応装置であって、反応器シェル内に邪魔板を配置した反応装置が開示されている。該邪魔板の存在により、一区域の中の横の流れの速さがほとんど一定に保たれ、これにより1つの区域の中の熱移行も一定にされる旨が開示されている。具体的には、該公報に示される反応器は、環状に配置された直立した反応管が反応器シェル内に内蔵され、反応管の上下端が管板に密封して取りつけられたものであって、反応管には横方向に間隔をおいて複数の水平な穴あき円板型邪魔板と円板型邪魔板とが交互に中央および外方の縁に通過断面を作っている。なお、反応器シェルの中央には円板型邪魔板を取りつけるためのタイロッドおよびスペーサーが設けられている。
【0005】
ここに、従来の穴あき円板型邪魔板と円板型邪魔板とを内蔵する多管式反応管の概略を図1に示すが、通常、反応器シェル1の中央には、円板型邪魔板3を連結するためのタイロッドおよびスペーサー7が配置されている。これに他のタイロッドおよびスペーサーを介して穴あき円板型邪魔板2が接続され、各邪魔板に設けられた貫通口に反応管4が接続され、この邪魔板に接続した反応管が反応器シェル1内に内蔵されている。また、図に示さない軸流ポンプなどにより熱媒10が環状導管11aを介して反応器シェル1内に導入される。導入された熱媒10は、穴あき円板型邪魔板2と円板型邪魔板3とによって方向を変更しつつ、反応器シェル1内を移動する。すなわち、熱媒10の移動は反応管を除熱するためのものであり、熱媒10の流路を確保するために邪魔板が必要とされ、これにより反応管が均一に除熱される。この場合、全ての反応管4は穴あき円板型邪魔板2によって必ずフルサポートされている。フルサポートしない場合、即ち、例えば穴あき円板型邪魔板2の穴部に配置され、該邪魔板によって支持されない反応管4は、穴あき円板型邪魔板2の中央穴部から熱媒10の昇降流が発生するため、このような反応管4では均一的な熱除去が不充分となるからである。しかしながら、熱媒の横移動が多いことは、熱媒の圧力損失の増大を招き、過大な動力エネルギーが必要となる。
【0006】
一方、反応器シェルに導入される熱媒は、反応管の除熱後に反応器シェル外に排出され、熱交換器などで冷却されて反応器シェルに循環使用される。例えば、特開平8−92147号公報には、多管式反応器を用いて特定の選択率と変換率を維持しつつプロペンをアクロレインへと接触気相酸化する方法において、熱交換剤を並流で導通すると共に反応容器内に邪魔板を配置し、反応器中の熱媒の温度上昇が2〜10℃となるよう熱交換剤の流速を調整する接触気相酸化方法が開示されている。該公報に記載の方法によれば、ホットスポット温度を減少しつつ多管式反応器中で温められた温度で触媒活性の複合金属酸化物を用いてプロペンを接触気相酸化してアクロレインが得られる旨が開示されている。
【0007】
しかしながら、熱収率は反応によって発生する熱量と冷却による消費熱量の収支によって算出される。しかも、ホットスポット温度は、多数の反応管のなかで最も高い熱量となる箇所が律速となる。したがって、反応熱を除去するために反応器シェル側に熱媒を導入しても、反応熱の除去が反応管の全体にわたって均一に行われなければ反応管の過度の温度上昇が起こり、副反応が増加し収率の低下、触媒の劣化加速、さらに暴走反応の危険性を否定できない。この点、特開平8−92147号公報に記載される実施例でも明らかなように、発生熱量が同一の条件では、熱媒を反応器シェル内で向流で流しても並流で流しても、該熱媒の温度上昇を1℃に制限するために必要なポンプ動力は、全く同じ結果となる。したがって、各反応管のホットスポット温度を均一に減少させるための効率的な手段が求められる。
【0008】
更に、反応器シェルへの熱媒の導入に伴いガスが反応器シェル内に導入される場合がある。熱媒は、反応管の除熱に伴う加熱と、その後の冷却など多大の温度変化を蒙るため、膨張と収縮にともないガスを内在させやすく、これが反応器シェルに溜まるのである。一般に、反応器使用開始時に熱媒を反応器シェルに導入する場合には、ガス抜き口を開口させて熱媒の導入を容易にするが、反応器使用時にはこれを閉じて使用するためガスが反応器上部に溜まる。このため、ガス溜まりには熱媒が存在せず、反応管の除熱が十分に行えない。また、ガスによって反応管が腐食する場合もある。
【0009】
このように、従来の多管式反応器は、反応管の熱除去を行うために邪魔板の配置、特定流速の熱媒の循環使用などを行っているが、反応管の除熱は十分なものとはいえない。また、このような多管式反応器を使用して工業的に目的物を生産する場合には、目的たる生成物の収率と消費電力とを調和させることも重大な課題である。特に、多管式反応器による熱除去を効率よく行うために循環させる熱媒量を増大させれば、最終的に熱媒を循環させる動力エネルギーの増大につながり不利である。また、反応管を細管化して伝熱面積を大きくすれば、反応管本数の増大を招き反応装置を高価なものとする。
【0010】
従って、目的生成物の選択率を維持しつつ、熱の均一な除去を行いホットスポット温度を減少させ、かつ動力エネルギーの低減が達成できる反応器の開発が求められる。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、反応器内の熱媒の移動を詳細に検討した結果、穴あき円板型邪魔板の内側にも反応管を配設した場合に、反応器を小型化することができ、かつ目的生成物の収率も従来と相違ないことを見出し、本発明を完成させた。
【0012】
即ち、上記課題は、以下の(1)〜(10)によって達成される。
【0013】
(1) 熱媒を半径方向に導入または導出する複数の環状導管が外周に配置されかつ原料供給口と生成物排出口とを有する円筒状反応器シェルと、
該複数の環状導管を互いに接続する循環装置と、
該反応器を複数の管板によって拘持される複数の反応管と、
該反応器シェルに導入された熱媒の方向を変更するための穴あき円板型邪魔板と円板型邪魔板とを該反応管の長手方向に有する多管式反応器において、
該反応管が、該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で拘持され、反応器シェル中央に反応管を配列しない空間部を有し、かつ穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管を有することを特徴とする接触気相酸化反応用反応器。
【0014】
(2) 更に、該円板型邪魔板が支持しない反応管を有することを特徴とする上記(1)に記載の反応器。
【0015】
(3) 該空間部の断面積が、該反応器シェル断面積の0.5〜5%、該円板型邪魔板の断面積が該反応器断面積の50〜95%、かつ該穴あき円板型邪魔板の穴断面積が該反応器断面積の2〜25%であることを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の反応器。
【0016】
(4)更に、反応器シェルに配置された該環状導管または循環装置の熱媒循環口に冷却後の熱媒を反応器に循環させるための熱媒導入口を有することを特徴とする、上記(1)〜(3)記載の反応器。
【0017】
(5) 更に、反応器シェル内に熱媒とともに導入されて溜まるガスを反応器シェル外に排出するためのガス排出導管を配設することを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の反応器。
【0018】
(6) 更に、該環状導管は、熱媒が貫通する複数の開口列を有し、開口幅は該中心間隔の5〜50%、さらに開口長/開口幅の値は0.2〜20の範囲であることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の反応器。
【0019】
(7) 該開口列の少なくとも1列は、2以上の開口を有することを特徴とする、上記(6)に記載の反応器。
【0020】
(8) 該反応器シェル内を反応管の長さ方向に対して2個以上の閉空間に仕切る一枚以上の遮蔽板を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の反応器。
【0021】
(9) (メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレイン製造用である、上記(1)〜(8)のいずれかに記載の反応器。
【0022】
(10) 上記(1)〜(9)のいずれかに記載の反応器を用いた、(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクロレインの製造方法。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明は、熱媒を半径方向に導入または導出する複数の環状導管が外周に配置されかつ原料供給口と生成物排出口とを有する円筒状反応器シェルと、該複数の環状導管を互いに接続する循環装置と、該反応器を複数の管板によって拘持される複数の反応管と、該反応器シェルに導入された熱媒の方向を変更するための穴あき円板型邪魔板と円板型邪魔板とを該反応管の長手方向に有する多管式反応器において、該反応管が、該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で拘持され、反応器シェル中央に反応管を配列しない空間部を有し、かつ穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管を有することを特徴とする接触気相酸化反応用反応器である。
【0024】
従来は、邪魔板は熱媒の流路を確保するものであり、全ての反応管を邪魔板によってフルサポートしないと、例えば穴あき型邪魔板の穴部に存在して該邪魔板によって支持されない反応管は、邪魔板の面方向に流れる熱媒流と接することが無く、かつ穴部の外周から生ずる昇降流のみでは十分な熱交換がなされず熱効率が低下するため、全ての反応管は穴あき円板型邪魔板の該円板部にフルサポートされていた。しかしながら、穴あき円板型邪魔板の内側にも反応管を配設したところ、予期できぬことであったが反応管を反応管外径の特定範囲の中心間隔で拘持したところ目的生成物の収率、目的生成物の選択率を維持でき、しかも熱媒を流動させる動力エネルギーを低減させ、このような効果によって収納反応管に対する反応器の断面積を小型化することができたのである。以下、本発明の態様を図2を用いながら説明する。
【0025】
本発明は、熱媒を半径方向に導入または導出する複数の環状導管11a、11bが外周に配置されかつ原料供給口50と生成物排出口51とを有する円筒状反応器シェル1と、該反応器シェル1の原料供給口50と生成物排出口51とを仕切る2枚の管板6a、6bによって拘持される複数の反応管4と、該反応器シェル1に導入された熱媒の方向を変更するための穴あき円板型邪魔板2と円板型邪魔板3とを該反応管の長手方向に有する多管式反応器である。
【0026】
該穴あき円板型邪魔板2と円板型邪魔板3とは、反応管4の長手方向に交互に配置されるが、穴あき円板型邪魔板2と円板型邪魔板3との間隔は特に限定されない。従って、反応管のホットスポットが反応させる接触気相酸化反応によって異なる場合に、ホットスポットの位置やホットスポットの温度変化等に応じて適宜選択することができる。
【0027】
一方、該反応管4は、該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で配置されることが必要であり、より好ましくは1.25〜1.35倍、特に好ましくは1.25〜1.30倍である。反応管外径の1.2倍を下回ると反応管の間隔が狭くなり、反応器の小型化には有用であるが中心付近の反応管における熱除去効率が低下するため、ホットスポット温度を減少することが困難となるからである。その一方、1.4倍を越えると反応器が大型化するとともに、シェル内の線速が低下し、および熱媒の偏流をきたし、熱除去効率が低下するからである。ただし、内蔵する反応管自体の内径および外径さらに反応管長について、特に制限はない。したがって、公知の接触酸化反応に使用される反応管のサイズを選択することができる。本発明では、反応管は、熱除去効率の点から内径15〜50mmであることが好ましく、より好ましくは20〜40mm、特に好ましくは20〜30mmである。
【0028】
また、本発明では、反応器シェルの中央部に空間部を有すると共に、穴あき円板型邪魔板2に支持されない反応管4aを有する点に特徴がある。従来は、反応器シェル中央にタイロッドおよびスペーサーを有する場合があり、かつ上記のごとく穴あき円板型邪魔板2によって全ての反応管4が支持されるものであったが、穴あき円板型邪魔板2の内側にも、図2に示す反応管4aを少なくとも1列以上配置することで、同一の反応器シェル径の反応管収納数を増大させることができ、同時に熱媒の動力エネルギーを低減でき、しかも従来と相違ない熱除去効率を確保することができたのである。この理由の詳細は不明であるが、中央部の空間部と穴あき円板型邪魔板2に支持されない反応管の配設とによって熱媒の圧力損失を減少させ、これが動力エネルギーの低減につながり、かつ線速が向上したために熱交換率が向上し、従来と相違ないホットスポット温度の減少、選択率の確保が可能となったと考えられる。
【0029】
この空間部断面積は、反応器シェル断面積に対して0.5〜5%であることが好ましく、より好ましくは1〜4%、特に好ましくは1〜2%である。0.5%を下回ると中心部まわりの熱媒の流動が悪く、反応管の除熱が不十分となり、ホットスポット温度を減少できない。その一方、5%を越えると反応器シェル径が大きくなるとともに、線速の減少により熱効率が低下するからである。なお、反応器シェル1の中央部等のタイロッドに代えて、穴あき円板型邪魔板2や円板型邪魔板3を固定するためのタイロッドおよびスペーサーを、穴あき円板型邪魔板2を貫通するように他に複数設けることもできる。
【0030】
また、該円板型邪魔板3の断面積は、該反応器シェル1内の断面積の50〜95%であることが好ましく、より好ましくは60〜90%、特に好ましくは70〜85%である。50%を下回ると、反応器シェル壁面付近の熱媒流動が悪く熱効率が低下し、95%をこえると動力エネルギーが増大すると共に円板型邪魔板付近の熱媒の流動が悪くなり熱効率が低下するからである。
【0031】
また、該穴あき円板型邪魔板2の穴断面積は、該反応器シェル内の断面積の2〜25%であることが好ましく、より好ましくは4〜20%であり、特に好ましくは6〜18%である。2%を下回ると、熱媒の圧力損失を増大させ、25%を上回ると均一な熱除去が困難となるからである。
【0032】
本発明は、該穴あき円板型邪魔板2が支持しない反応管4aを有するものであるが、図2に示すように同時に該円板型邪魔板が支持しない反応管4bを有していてもよい。このような反応管4bを配設することで反応器シェル1内に配設される反応管数を増大させることができる。しかも、特定割合の該中央部の空間部、該穴あき円板型邪魔板の穴面積、該円板型邪魔板面積の選択と相俟って、ホットスポット温度の低減、目的生成物の収率の確保が可能となったのである。
【0033】
なお、これらの邪魔板は、ホットスポットの位置と重ならないように配設することが好ましく、より好ましくは100mm以上、特に好ましくは200mm以上離して配設する。反応管のホットスポット位置と邪魔板支持部とが重なると熱媒による熱除去の効率が低下し、ホットスポット温度の減少が困難となるからである。このようなホットスポット位置は、予め触媒を充填した反応管に原料ガスなどを供給して反応管各所の温度を測定することで、ホットスポット位置を知ることができる。なお、反応の進行に伴いホットスポット位置が変更する場合には、その変更域を考慮して邪魔板を配設すればよい。
【0034】
本発明の反応器においては、熱媒10の全部または一部は、環状導管11aまたは11bに設けられた熱媒排出口から反応器シェル1外に排出され、環状導管11aと11bとの間に設けられた循環装置を介して、他の環状導管11bまたは11aから反応器シェル1内に循環される。このような循環装置を有する場合、穴空き円板型邪魔板2と円板型邪魔板3とによって流路を確保された熱媒10が反応器下部から上部に向けてアップフローで導入される場合の該反応装置の熱媒10の流れについて図3を用いて説明する。
【0035】
まず、環状導管11aから導入され、環状導管11bから排出された熱媒10の内、反応器シェル1および循環装置30外に取り出されずに直ちに循環装置30の熱媒排出口34に向かう熱媒(これを熱媒10aとする)は、環状導管11bに設けられた熱媒循環口31から循環装置30に導入され、熱媒排出口34を経て環状導管11aに導入され、反応器シェル1内に循環される。
【0036】
一方、熱媒10の一部は、環状導管11bに設けられた熱媒取り出し口12から反応器シェル1外に取り出され、図示しない熱交換器で冷却され、循環装置30の熱媒循環口31と対峙して設けられた熱媒導入口32から導入される。熱媒10の反応器シェル外への排出は、環状導管11bを介するにと止まらず、例えば、図4に示すごとく、環状導管11bから熱媒循環口31をへて循環装置30に入った後に、循環装置30の上部に設けられた熱媒取り出し口12から反応器シェル1外に取り出され、図示しない熱交換器で冷却された後、環状導管11bに設けられた熱媒導入口32から導入させてもよい。この様に、反応器シェル外に取り出し、冷却後に環状導管11bまたは循環装置30の熱媒循環口31近傍に冷却後の熱媒10bを循環させると、循環装置30内の熱媒10aと熱媒10bとの供給部とが隣接するため両者の混合が容易となる。また、図4に示す熱媒取り出し口12から取り出した熱媒を、例えば環状導管11bを介して反応器シェル内に循環させることもできる。この場合には、環状導管11b内で混合させるための滞留時間を十分にとる必要があり、環状導管11bの部分でも、熱媒循環口31と対峙した位置に熱媒導入口32’を設けることが好ましい。環状導管11bに冷却後の熱媒10bを導入する場合の熱媒導入口32を32’として図4に示す。なお、この場合には図4に示す熱媒導入口32は存在しない。この様に、本発明の反応器は、冷却後の熱媒10bを反応器シェル1または循環装置30に導入するための熱媒導入口32を、環状導管11bまたは循環装置30の熱媒循環口31近傍に有することが好ましい。循環装置30の熱媒排出口34近傍に冷却後の熱媒10bを循環させると、熱媒の10aと10bとの混合が不十分となり、反応器シェル1内に循環される熱媒10の温度分布が不均一で、反応管4の局所的な異常高温が発生し易かった。本発明によれば、上記のごとく循環装置30の内で、熱媒循環口31に冷却後の熱媒(熱媒10b)を供給すること、または環状導管11bの一部に熱媒導入口32を設けることで、熱媒10aと熱媒10bとが極めて効率的に混合される。しかも、循環装置30内を移動する間に行われる吸熱量は極わずかであって、十分に熱媒として反応熱の除去を行うことが出来る。加えて、温度分布が均一な熱媒10を使用することで、ホットスポットの異常高温を均一に防止することができ、循環熱媒量も減少することができる。
【0037】
なお、本発明における冷却後の熱媒10bを導入する熱媒導入口32を循環装置30内に設ける場合には、図3に示すように熱媒循環口31と対峙させた位置が例示できるが、後述する図4の態様に示すように、循環装置30の上部に熱媒取り出し口12を有する場合には、熱媒循環口31と対峙させた位置から熱媒10bを導入すると、冷却した熱媒10bの一部が熱媒取り出し口12から反応器外に出ていくため熱効率の点で不利である。この様な場合には、循環装置30内の熱媒循環口31と最も近い位置であって、かつ循環装置から熱媒を反応器シェルに排出するための熱媒の出口である熱媒排出口34と最も遠い位置が例示できる。また、循環装置内に複数の熱媒循環口31を有する場合には、その何れの近傍に熱媒10bを導入させてもよい。何れにおいても、熱媒10bと熱媒10aとの混合が効率よく行われるからである。
【0038】
また、本発明においては、循環装置の熱媒循環口と接続する反応器出口側環状導管の一部に熱媒導入口32を設けることもできる。この様にすれば、循環装置30に導入される際に既に熱媒10aと10bとが混合され、循環装置30内での熱分布の均一な熱媒10の調製が容易だからである。かかる場合、熱媒導入口32の位置は、環状導管内での混合後の滞留時間を十分にとれるように、循環装置30と対峙させた位置であることが好ましい。
【0039】
なお、図4に示すように熱媒をアップフローで循環させる場合には、ポンプ33を使用して循環装置30の上部に設けた熱媒取り出し口12から取り出すことができる。この場合、その下部に設けた熱媒導入口32から導入される熱媒10bと混合しないように、仕切板37を設けることが好ましい。
【0040】
本発明の反応器は、循環装置30内には熱媒10aと熱媒10bとを効率よく混合するためポンプ33の代わりに又は撹拌翼を有していてもよく、また配設してもよい。これにより更に効率よく均一な熱分布の熱媒が得られるからである。このようにして均一な熱分布となった熱媒10(熱媒10a+熱媒10b)は、循環装置30の熱媒排出口34を経て、再度環状導管11aから反応器シェル1に導入される。尚、図中で熱媒10(10a+10b)、熱媒10a、熱媒10bの流れを、その流路を示す矢印の上に各記号を付記して示した。
【0041】
本発明では、反応器シェル1外に取り出された熱媒10bは、該熱交換の前後のいずれかにおいて気液分離することが好ましい。気泡が含まれる熱媒10bを使用すると、反応器シェル内で上部管板部にガス溜まりを生じ易く、かつ熱媒10aと熱媒10bとの均一な混和は、脱気後の熱媒を使用することで容易に熱分布を均一にすることができるからである。この様な気液分離方法としては、速度の減少や液高さの確保によりガスの巻き込みを防止する方法が代表的であり、その他の方法でもよい。
【0042】
本発明の反応器は、環状導管11a、11bを有する。全周に亘り間欠的に連通した開口部のある環状導管11a、11bを介して反応器の全周方向から均等に熱媒が供給または排出されることで、均一に熱媒を供給しホットスポット温度の効率的な減少を行うことができるからである。この際、該環状導管には、熱媒が貫通する開口列を複数有することが好ましい。これを図5を用いて説明すると、例えば環状導管11aには複数の開口列A1、A2等があり、各開口列において最も近傍の開口列の開口と開口との中心距離である中心間隔Aは、各列毎に同一でも異なっていてもよく、50〜500mm、より好ましくは100〜400mm、特に好ましくは200〜300mmである。該中心間隔Aが50mmを下回ると、製作が困難となり、その一方500mmを越えると反応管外に均一に熱媒を送り込むことが困難となるからである。また、各開口列における開口数は、少なくとも1以上であり、図5では列A1は、開口数1個を示し、列A2は2個、列Anは4個の場合を示す。この様に各開口列に存在する開口数が異なるために、図5に示すように、隣接する開口と開口との間隔は上記中心間隔Aと一致しなくてもよい。また、開口幅Bは、上記中心間隔Aの平均値である平均中心間隔の5〜50%、より好ましくは10〜40%、特に好ましくは20〜30%とする。開口幅が5%を下回ると環状導管高さが高く大きくなり、その一方、50%を越えると開口部高さが低く管の広域に亘り熱媒を送り込むことが困難となるからである。さらに、開口長C/開口幅Bの値は0.2〜20の範囲が好ましい。なお、中心間隔Aは、環状導管の全てにおいて同一である必要はなく、同様に、開口幅Bも環状導管の全てにおいて同一である必要はない。複数の開口を設けることでより均一な熱媒10の排出入が可能となるからである。このため、本発明における開口幅Bの算出に際しては、上記平均中心間隔を用いて算出するものとする。開口部の形状は、特に制限されず、例えば円、長円、楕円、矩形などを例示できる。
【0043】
なお、上記図3や図4に示す態様は、原料供給をアップフローで行うかダウンフローで行うかを問わず、熱媒10をアップフローで行う態様を示したが、本発明の反応器は接触気相酸化反応を行うに当たり、反応管4に導入される原料ガスは、アップフローでもダウンフローでも、特に制限なく使用できる。また、熱媒10も原料供給に対して並流でも向流でも特に制限なく導入することができる。
【0044】
また、本発明の反応器は、反応器シェル1の上部に溜まるガスを排出するためのガス排出口を反応器シェル内の管板に密着させて配管することが好ましい。一般に、熱媒10の導入に際して反応器シェル1にガスが持ち込まれ、反応器シェル1の上部に熱媒が存在しない空間が生じやすいが、このようなガス溜まりには熱媒が存在しないために局部的に十分な除熱ができず、異常昇温が発生しやすい。したがって、該ガス排出口を設けることによってこのガスを除去し、熱媒で液満させて反応管の局所的な異常昇温を防止し、反応条件を安定化することができる。
【0045】
次いで、本発明の反応器であって、熱媒の導入をダウンフローで行う場合について図6を用いて説明する。図6においても、穴あき円板型邪魔板2が支持しない反応管4aが反応器シェルの中央部に配設されている。また、循環装置30に冷却後の熱媒10bが熱媒導入口32から導入される。この場合、環状導管11aに設けた熱媒取り出し口12から排出された熱媒は、例えば、反応器シェル1の上方管板6bの上方に配設された熱媒排出ポット13まで押し上げられた後にノズル14から系外に排出される。この場合、熱媒排出ポット13により系外に排出された熱媒10bと同量の冷熱媒を、熱媒導入口32より供給する。これにより、反応器シェル1での熱媒10の満液状態を確保することができる。なお、上記反応器シェル外に取り出され、冷却した後に循環使用される熱媒10bと、熱媒循環口31から循環装置30に導入された熱媒10a(反応器シェル外に取り出されず直ちに循環使用される熱媒)とは、軸流ポンプまたは渦巻きポンプ等のポンプ33により混合されて上方に汲み上げられ、熱媒排出口34から反応器シェル1に環状導管11bをへて導入することができる。上記熱媒の導入量は、前記循環熱媒量の範囲で調整すればよい。
【0046】
尚、本発明の反応器は、何れの態様においても、熱媒の反応シェル1側への供給およびシェル側からの排出は、反応器の上方及び下方の外周部に各々配置された環状導管11a、11bを介して行うことができる。この場合、熱媒10の排出入は、環状導管11a、11bの複数箇所で行ってもよく、このために2以上の循環装置を配設してもよい。単にポンプを増加しても温度分布の均一な熱媒を調整することは困難であるが、本発明によれば循環装置内で均一な温度分布を有する熱媒が供給されるために、複数の循環装置の配設によって、更に効率的な熱除去が達成できるからである。
【0047】
更に、本発明の反応器には、熱媒10bの熱媒取り出し口の前後に背圧付き手段を配設して反応管を流下する熱媒10に十分な背圧を付与して、満液状態を確保することができる。熱媒10bを反応器シェル1外部へ抜き取るに際し、反応器シェル1内部での熱媒10による満液状態が確保できることが好ましいが、背圧付き手段を配設することで、反応管を流下する熱媒に十分な背圧を付与して、満液状態を確保することができるからである。このような背圧付手段としては、抵抗オリフィス、弁、熱交換器等が例示できる。したがって、本発明の反応器にさらにこのような背圧付与手段を配置することができる。
【0048】
また、図6の態様においても、反応器シェル1の上部に熱媒の供給時に同伴して導入されたガスが反応器シェル側内部に溜まる場合には、反応器シェル1の上部から反応器外周に施した配管15及び中央部まで差し込んだ配管16を介して熱媒排出ポット13や熱媒循環装置30の上方空間部に抜き出してもよい。この様なガス抜き出し用の導管により、反応器内での除熱を不均一にして異常反応を引き起こす要因となる反応器シェル1内のガス溜まり生成を防止することができるからである。例えば、図6に示すように、反応器シェル1の上部に配設したガス排出用導管16を反応器上管板面の上部に位置する熱媒排出ポット13の気相部に連通しガス排出口17より排出するか、反応器シェル1内のガス排出用導管15を、ガス排出用のノズル36を有した循環装置30の上方空間部に排出することができる。
【0049】
図7は、ガス排出用導管の配設例を示したものであり、反応器の外周に溜まるガスに関して、例えば、ガス排出用導管15の様に上部管板6bに流路を形成して反応器シェル1外に導通させてもよく、反応器シェル1の中央部に溜まるガスに関しては、上部管板6bの直下にガス排出用導管16を配設すればよい。
【0050】
以下に、本発明の反応器によるプロピレンまたはイソブチレン含有ガスの接触気相酸化反応によて(メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレインを生成する方法について図2を用いて説明する。
【0051】
本発明の接触気相酸化反応は、反応管4内に充填した触媒5に原料ガスを供給して行うが、反応原料と空気等を混合した原料ガスは、原料ガス供給口50より反応器シェル1内の触媒5の充填された反応管4内に供給され、反応管内で酸化されて反応生成物となった後、生成ガス排出口51より排出される。
【0052】
本発明でプロピレン含有ガスを二段接触気相酸化反応してアクリル酸を製造するには、例えば前段触媒として、プロピレンを含有する原料ガスを気相酸化反応してアクロレインを製造するに一般的に使用される酸化触媒を使用することができる。同様に、後段触媒についても特に制限はなく、二段階接触気相酸化法により前段によって得られる主としてアクロレインを含む反応ガスを気相酸化してアクリル酸を製造するに一般的に用いられている酸化触媒を用いることができる。
【0053】
前段触媒としては、一般式Moa−Bib−Fec−Ad−Be−Cf−Dg−Ox(Mo、Bi、Feはそれぞれモリブデン,ビスマスおよび鉄を表し、Aはニッケルおよびコバルトから選ばれる少なくも一種の元素を表し、Bはアルカリ金属およびタリウムから選ばれる少なくとも1種の元素を表し、Cはリン、ニオブ、マンガン、セリウム、テルル、タングステン、アンチモンおよび鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Dはケイ素、アルミニウム、ジルコニウムおよびチタニウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素、Oは酸素を表し、a、b、c、d、e、f、gおよびxは、それぞれMo、Bi、Fe、A、B、C、DおよびOの原子比を表し、a=12としたとき、b=0.1〜10、c=0.1〜10、d=2〜20、e=0.001〜5、f=0〜5、g=0〜30であり、xは各元素の酸化状態により定まる値である)で示されるものが例示できる。
【0054】
また、後段触媒としては、一般式Moa−Vb−Wc−Cud−Ae−Bf−Cg−Ox(Moはモリブデン、Vはバナジウム、Wはタングステン、Cuは銅、Aはアンチモン、ビスマス、スズ、ニオブ、コバルト、鉄、ニッケルおよびクロムから選ばれる少なくも一種の元素を表し、Bはアルカリ金属、アルカリ土類金属およびタリウムから選ばれる少なくとも1種の元素を表し、Cはケイ素、アルミニウム、ジルコニウムおよびセリウムから選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Oは酸素を表し、a、b、c、d、e、f、gおよびxは、それぞれMo、V、W、Cu、A、B、CおよびOの原子比を表し、a=12としたとき、b=2〜14、c=0〜12、d=0.1〜5、e=0〜5、f=0〜5、g=0〜20であり、xは各元素の酸化状態により定まる値である)で示されるものが例示できる。
【0055】
本発明でイソブチレン、t−ブタノール、メチル−t−ブチルエーテルを二段接触気相酸化反応でメタクリル酸を得る場合に使用する触媒としては、例えば前段触媒としてイソブチレン等を含有する原料ガスを気相酸化反応してメタクロレインを製造するに一般的に使用される酸化触媒を使用することができる。同様に、後段触媒についても特に制限はなく、二段階接触気相酸化法により前段によって得られる主としてメタクロレインを含む反応ガスを気相酸化してメタクリル酸を製造するに一般的に用いられている酸化触媒を用いることができる。
【0056】
具体的には、前段触媒として、一般式Moa−Wb−Bic−Fed−Ae−Bf−Cg−Dh−Oxで表されるものが好ましい(Mo、W、Biはそれぞれモリブデン,タングステンおよびビスマスを表し、Feは鉄を表し、Aはニッケルおよび/またはコバルトを表し、Bはアルカリ金属、アルカリ土類金属およびタリウムから選ばれる少なくとも1種の元素を表し、Cはリン、テルル、アンチモン、スズ、セリウム、鉛、ニオブ、マンガンおよび亜鉛からなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Dはシリコン、アルミニウム、チタニウムおよびジルコニウムからなる群より選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Oは酸素を表す。また、a、b、c、d,e、f,g,hおよびxは、それぞれMo,W、Bi,Fe,A、B、C、DおよびOの原子数を表し、a=12としたとき、b=0〜10、c=0.1〜10、d=0.1〜20、e=2〜20、f=0.001〜10、g=0〜4、h=0〜30、およびxは各々の元素の酸化状態によって定まる数値をとる。)
また、後段触媒は、モリブデンおよびリンを主成分として含有する1種または2種以上の酸化物触媒であれば、特に限定はされないが、たとえば、リンモリブデン酸系ヘテロポリ酸あるいはその金属塩が好ましく、一般式Moa−Pb−Ac−Bd−Ce−Df−Oxで表されるものが好ましい。(式中、Moはモリブデンを表し、Pはリンを表し、Aはヒ素、アンチモン、ゲルマニウム、ビスマス、ジルコニウムおよびセレンからなる群の中から選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Bは銅、鉄、クロム、ニッケル、マンガン、コバルト、スズ、銀、亜鉛、パラジウム、ロジウムおよびテルルからなる群の中から選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Cはバナジウム、タングステンおよびニオブからなる群の中から選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Dはアルカリ金属、アルカリ土類金属およびタリウムからなる群の中から選ばれた少なくとも1種の元素を表し、Oは酸素を表す。また、a、b、c、d、e、fおよびxはそれぞれMo、P、A、B、C、DおよびOの原子比を表し、a=12と固定した時、b=0.5〜4、c=0〜5、d=0〜3、e=0〜4、f=0.01〜4およびxは各々の元素の酸化状態により定まる数値である。)
触媒の形状についても特に限定されず、球状、円柱状、円筒状などとすることができ、成形方法も担持成形、押し出し成形、打錠成形などを用いることができ、更に耐火用担体にこれらの触媒物質を担持させた形態のものも有用である。
【0057】
プロピレンやイソブチレンの分子状酸素による気相接触酸化反応の条件は、従来公知の方法で行うことができる。例えばプロピレンを例にとれば、原料ガス中のプロピレン濃度は3〜15体積%、プロピレンに対する分子状酸素の比は1〜3であり、残りは窒素、水蒸気、酸化炭素、プロパンなどである。
【0058】
分子状酸素の供給源としては空気が有利に用いられるが、必要により酸素富化空気、純酸素を用いることもでき、ワンパス法あるいはリサイクル法が用いられる。反応温度は250℃〜450℃、反応圧力は常圧から500kPa、空間速度500〜3000h-1(STP)の範囲で行うことが好ましい。
【0059】
また、イソブチレンの気相接触酸化反応の場合には、原料ガス中のイソブチレン濃度は1〜10体積%、イソブチレンに対する分子状酸素の濃度は3〜20体積%であり、水蒸気を0〜60体積%、残りは窒素、水蒸気、酸化炭素などである。分子状酸素の供給源としては空気が有利に用いられるが、必要により酸素富化空気、純酸素を用いることもできる。反応温度は、250〜450℃、反応圧力は常圧から500kPa気圧、空間速度300〜5000h-1(STP)の範囲で行うことが好ましい。
【0060】
次いで、アクリル酸を生成させるために上記酸化物触媒(後段触媒)をシェル内の管束部の各管に充填した熱交換型多管式第2反応器内に、前記の前段反応で得られたアクロレイン含有ガスに必要に応じて2次空気、2次酸素または水蒸気を追加してなる混合ガスを、反応温度(反応器熱媒温度)100〜380℃、好ましくは150〜350℃および空間速度300〜5,000hr-1(STP)で供給し、後段反応させて、アクリル酸を得るようにする。
【0061】
また、メタクリル酸を生成させるためにモリブデンおよびリンを含有する酸化物触媒(後段触媒)をシェル内の管束部の各管に充填した熱交換型多管式第2反応器内に、前記の前段反応で得られたメタクロレイン含有ガスに必要に応じて2次空気、2次酸素または水蒸気を追加してなる混合ガスを、反応温度(反応器熱媒温度)100〜380℃、好ましくは150〜350℃および空間速度300〜5,000hr-1(STP)で供給し、後段反応させて、メタクリル酸を得るようにする。
【0062】
本発明は、中間管板により上下のチャンバーを形成する形式の反応器にも適用することができる。
【0063】
次ぎに、図8を用いて中間管板により上下のチャンバーを形成する形式の反応器への適用について説明する。図8は、本発明の反応器の縦断面の一例を示す説明図であって、反応器は二つのチャンバーA,Bを有する。横断面形状が円形の反応器シェル1の内部に多数の反応管4が装填されており、各反応管はそれらの下端で下部管板6aに、それらの上端で上部管板6bに、拡管法または溶接などの公知の方法で固着されている。また、反応器シェル1の中央部においては反応管4を配設せずに熱媒の下から上への通路を設けて中央部においても熱媒の移動を効率的に行うことが好ましい。さらに、反応器シェル1のシェル側は、反応管4の上端および下端のほぼ中間位置にある中間管板8で上下に仕切られ、二つのチャンバーA,Bが構成されている。
【0064】
図8のチャンバーA,Bには、それぞれ熱媒を横方向に分散させて横方向の温度分布を低減させるため、図に示すように複数の穴あき円板型邪魔板2と複数の円板型邪魔板3が交互に設けられている。本発明においては、各チャンバーに配置される穴あき円板型邪魔板2や円板型邪魔板3によって支持されない反応管4が存在することは言うまでもない。また、該反応管は、該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で拘持される。穴あき円板型邪魔板2に支持されない反応管を4aで、円板型邪魔板3で支持されない反応管を4bで示す。
【0065】
図9は、反応管と中間管板との密着部の断面の拡大説明図である。反応管4と中間管板8とは、加熱、冷却による伸び縮みを考慮すると、鋼鉄などの同一材料で構成することが好ましい。
【0066】
反応管4には、触媒を固定床として利用し、反応目的に応じて触媒を充填してよく、例えば、プロピレン含有ガスを二段接触気相酸化反応してアクリル酸を製造するには、上流側触媒として、プロピレンを含有する原料ガスを気相酸化反応してアクロレインを製造するために一般的に使用される酸化触媒を使用することができる。同様に、下流側触媒についても特に制限はなく、二段階接触気相酸化法により上流側で得られる主としてアクロレインを含む反応ガスを気相酸化してアクリル酸を製造するために一般的に用いられている酸化触媒を用いることができる。
【0067】
上流側触媒としては前記アクリル酸製造用の前段触媒を、下流側触媒としては前記アクリル酸製造用の後段触媒を用いることができる。
【0068】
なお、上流側触媒層および下流側触媒層を構成する触媒は、それぞれ単一な触媒である必要はなく、例えば活性の異なる複数種の触媒を用いて順に充填し、または必要により触媒の一部を不活性担体などの不活性材料で希釈してもよい。下記に述べるその他の触媒についても同様である。
【0069】
また、触媒の形状についても特に限定されず、ラシヒリング状、球状、円柱状、リング状などとすることができ、成形方法も担持成形、押し出し成形、打錠成形などを用いることができ、更に耐火用担体にこれらの触媒物質を担持させた形態のものも有用である。
【0070】
ここで、中間管板により上下のチャンバーを形成する反応器における触媒の充填方法および充填形態について説明する。
【0071】
まず、触媒を充填する前に、反応管4の下端に触媒の落下防止用に金網や受器14を設置する。触媒の充填前に必要により反応に不活性な耐火物22を充填し、上流側触媒21を反応管4に充填する。次に、下流側触媒23を充填する。上流側触媒21と下流側触媒23との間には、反応に不活性な耐火物22を充填することもできる。
【0072】
図8では、触媒の充填は図面を見やすくするために省略したが、図9において1本の反応管に関する触媒の充填例の一例を示す。図9に示すように、Bチンバー領域の下部に不活性耐火物22を充填し、次いで上流側触媒21を充填し、更にその上部から中間管板8を経由するようにAチャンバー領域まで不活性耐火物22を充填し、残りのAチャンバー領域に下流側触媒23を充填する。Bチャンバーの温度がAチャンバーよりも高い場合には、原料ガスが上流側触媒21で部分酸化され、次いで不活性耐火物22の部位で冷却され、その後、下流側触媒23の部位で冷却された温度を維持しつつさらに部分酸化して目的生成物を生成する。従って、Aチャンバー領域においては、不活性耐火物22の部位が冷却層に、下流側触媒23が反応層に相当する。
【0073】
不活性耐火物としては、α−アルミナ、アランダム、ムライト、カーボランダム、ステンレススチール、炭化珪素、ステアタイト、陶器、磁器、鉄および各種セラミックなどを挙げることができる。
【0074】
不活性耐火物は、例えば粒状であり、不活性耐火物層全体にわたり必ずしも均一に充填されている必要はないが、反応ガスの効果的な冷却のためには、不活性耐火物層全体にわたり、実質的に均一に充填することが好ましい。粒状以外の形状の不活性耐火物の場合も同様である。
【0075】
不活性耐火物層の作用機能の一つは、Aチャンバー温度がBチャンバー温度より低い場合、上流側触媒からの生成物含有ガスを急冷して下流側触媒層における酸化反応に好適な温度範囲までに反応ガスの温度を調整させる点にある。このため、不活性耐火物層は、上記のような作用機能を十分に発揮できる程度の長さを有するように設ける必要がある。
【0076】
したがって、本発明においては、中央管板近傍の不活性耐火物層は、上流側触媒層からの反応ガスを下流側触媒層に適した温度まで冷却するに十分な長さとし、しかも上流側触媒層の出口部の触媒および下流側触媒層の入口部の触媒がともに中間管板からの熱影響を実質的に受けないように配置することが好ましい。この点、本発明では、チャンバー間の熱媒移動が緩和され熱影響が少なくできるため、不活性耐火物層の長さを短縮することもできる。したがって、触媒層を充填した反応管の長さ、すなわち反応器の高さを短縮し、簡易な装置とすることもできる。
【0077】
具体的には、不活性耐火物層の長さを、不活性耐火物層から下流側触媒層に入る反応ガスの温度、すなわち下流側触媒層入口部における反応ガスの温度が、(熱媒を原料または生成ガスと並流で流す場合に、熱媒入口温度+15℃)以下となるように冷却するに十分な長さとすればよい。
【0078】
不活性耐火物層の他の作用機能は、上流側反応層からの反応ガスが通過する際に、反応ガス中に含まれる不純物、例えばアクリル酸の製造の場合、上流側触媒から昇華したモリブデン成分、副生成物としてのテレフタル酸などの高沸点物などの付着による圧力損失の防止のほかに、これら不純物が直接下流側触媒層に入り、その触媒性能を劣化させるのを防止する点にある。この作用機能のみのためには、不活性耐火物の空隙率を低くすればよいが、あまり低くすると圧力損失が大きくなって好ましくない。したがって、本発明においては、不活性耐火物層の空隙率を、通常、40〜99.5%、好ましくは45〜99%とする。なお、「空隙率」とは、下記式により定義される:
空隙率(%)={(X−Y)/X}×100
ここで、
X:不活性耐火物層の容積
Y:不活性耐火物の実容積(実容積とは、例えばリングの場合には、その中央空間部を除いた実体容積を意味する)。
【0079】
上記空隙率が40%未満の場合には圧力損失が大きくなり、一方、99.5%を越えると不純物の捕捉機能の低下とともに反応ガスの冷却機能も低下して好ましくない。
【0080】
不活性耐火物は、原料ガスの予熱のため、上流側触媒の入口部に挿入すれば、生成物の収率の向上につながることから好ましい。
【0081】
なお、このような反応管内の触媒の充填は、各反応管が円板型邪魔板や穴あき円板型邪魔板によって支持されるかを問わない。従って、反応器シェル1内のいずれに配置される反応管であっても、同様に触媒を充填したものを使用することができる。
【0082】
次ぎに図8を用いて、中間管板により上下のチャンバーを形成する反応器を用いてアクリル酸を製造する場合における熱媒の流れについて説明する。チャンバーBに供給する原料ガスや不活性ガス、充填する触媒、反応温度などは、プロピレンからアクロレインを得る場合の公知の条件を適用することができ、また、チャンバーAに供給する原料ガスや不活性ガス、充填する触媒、反応温度などは、アクロレインからアクリル酸を得る場合の公知の条件を適用することができる。このため、特に特徴となる各チャンバーに導入される熱媒の流れについてここで説明する。なお、図8において原料ガスは、反応器下部から供給し、触媒に接触させ生成物を得て、生成物は反応器上部から排出し、各チャンバーAおよびBにおける熱媒は、アップフローで流す場合を示す。
【0083】
まず、第一段階の反応が行われるチャンバーBでは、ポンプ35の熱媒排出口34から反応器シェル1の外周に設けられた下部管状導管11aを経てチャンバーBに導入される。熱媒は、管状導管11aによって反応器の内周部のほぼ全周からシェル1内に入り、その後反応管4と接触して触媒反応によって発生した反応熱を吸収しつつ、穴あき円板型邪魔板2、円板型邪魔板3によって流路を変更しながら反応器の上部に向かう。この際、穴あき円板型邪魔板2の穴あき部で熱媒は上昇するが、該反応管が該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で拘持される結果、各穴あき円板型邪魔板によって支持されない反応管4aにおいても十分な熱交換がなされる。次いで、該熱媒は、該円板型邪魔板3に沿ってほぼ水平に、反応管4と接触しながら反応熱を吸収し反応器内周部のほぼ全域に向かって進むが、上記のごとく、該反応管が該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で拘持される結果、円板型邪魔板3によって支持されない反応管4bにおいても十分な熱交換をおこないつつ、円板型邪魔板3の外周部から昇する。そして反応器シェル1の上部に達した熱媒は、チャンバーB内の上部管状導管11aの熱媒循環口31から排出され、ついで熱交換器24により冷却される。冷却された熱媒は渦巻きポンプ、軸流ポンプなどの公知のポンプ35を利用して、ポンプの熱媒排出口34から下部管状導管11aを経て反応器シェル1内に入り上記循環を繰り返す。穴あき円板型邪魔板2と反応器シェル1との間には隙間があってもよいが、反応器内の熱媒の温度分布を低減する目的からは隙間をなくすることが好ましい。また、反応ガスの供給方法は、触媒の充填順序を変更することで、反応器の上部から供給することも可能である。なお、チャンバーAにおいても、チャンバーBと同様に熱媒を循環させる。また、熱媒の循環方法は、必要により、ABのいずれか又は双方を逆方向で循環させることもできる。しかしながら、ポンプ35を保護する点から、熱媒が熱交換器24を経て相対的に低温になった後に、ポンプ35を通過することが好ましい。
【0084】
なお、本発明により、ベンゼンまたはブタンを原料ガスとして公知の触媒及び反応系によって無水マレイン酸を、キシレンおよび/またはナフタレンを原料ガスとして公知の触媒及び反応系によって無水フタル酸を製造することもできる。
【0085】
反応器シェル1に循環させる熱媒としては、従来公知の何れをも使用することができ、例えば溶融塩、ナイター、ダウサム系の有機熱媒であるフェニルエーテル系熱媒を使用することができる。
【0086】
本発明によれば、反応器シェル中央部の空間と、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管を配置することで、動力エネルギーを低減することができ、しかも目的生成物の選択率や収率をいじすることができる。しかも、反応管のホットスポットを均一に減少することができるため、触媒の劣化を効率よく防止でき、触媒寿命の延長を達成出来る。
【0087】
【実施例】
以下、本発明の実施例により具体的に説明する。
【0088】
(触媒の製造例1)
純水150リットルを加熱撹拌しながらモリブデン酸アンモニウム100kgおよびパラタングステン酸アンモニウム6.3kgおよび硝酸ニッケル27.5kgを溶解した。この液に別に硝酸コバルト68.7kgを100リットルの純水に、硝酸第二鉄19kgを30リットルの純水に、硝酸ビスマス22.9kgを濃硝酸6リットルを加えた純水30リットルに溶解させた後、混合して調製した硝酸塩水溶液を滴下した。引き続き20質量%シリカゾル溶液14.2kgおよび硝酸カリウム0.38kgを15リットルの純水に溶解した溶液を加えた。このようにして得られた懸濁液を加熱撹拌して蒸発乾固した後、乾燥粉砕した。得られた粉体を直径5mmの円柱状に成形し、460℃で6時間空気流通下焼成して触媒を得た。該触媒のモル組成は、Mo 12、Bi 1.0,Fe 1.0、Co 5、Ni 2.0、W 0.5、Si 1.0、K 0.08であった。
【0089】
(触媒の製造例2)
純水500リットルを加熱、撹拌しながらモリブデン酸アンモニウム100kg、パラタングステン酸アンモニウム19.1kgおよびメタバナジン酸アンモニウム30.4kgを添加・溶解させた。この液に、別に硝酸銅20.5kgおよび三酸化アンチモン3.4kgを純水50リットルに添加した液を加えた。更に、この混合液に平均粒径5mmのシリカ−アルミナ担体350kgを加え、蒸発乾固させて触媒成分を担体に担持させた後、400℃で6時間焼成し触媒とした。これを繰り返すことで所定の触媒量を得た。該触媒のモル組成は、Mo 12、V 5.5、W 1.5、Cu 1.8、Sb 0.5であった。
【0090】
(実施例1)
図3に示す反応器を用いて、上記触媒製造例1で得た反応管にプロピレンから主としてアクロレインを生成させる触媒を5.6m3充填し、プロピレン7vol%、酸素12.6vol%、水蒸気10vol%、窒素等70.4vol%の原料ガスを触媒接触時間が2秒となるように投入した。熱媒として硝酸カリウム50質量%、亜硝酸ナトリウム50質量%からなる熱媒を入口温度315℃で2900m3/hの軸流ポンプで循環させた。該反応器内において、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管と、円板型邪魔板が支持しない反応管とが存在する。
【0091】
反応器生成物排出口からの生成物を実測すると、プロピレン反応率は97.0%、アクロレイン選択率は84.8%であった。また、シミュレーションにより推定すると、プロピレン反応率は97.1%、アクロレイン選択率は84.7%であり、ほぼトレースできた。
【0092】
(比較例1)
実施例1において、穴あき円板型邪魔板の穴径を表1に示す径とした以外は、実施例1と同様にしてプロピレン反応率、アクロレイン選択率をシュミレーションした。結果を表1に示す。この結果、選択率、収率に変化なく、軸流ポンプ電力が5.4倍に増加した。なお、該反応器内において、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管は存在せず、円板型邪魔板が支持しない反応管は存在する。
【0093】
(比較例2)
穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管を有しない反応器として、表1に示す中空径、穴あき円板型邪魔板の穴径を変更して、実施例1と同様に操作してアクロレインを得た。結果を表1に示す。なお、該反応器内において、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管は存在せず、円板型邪魔板が支持しない反応管は存在する。この結果、選択率、収率に変化なく、軸流ポンプ電力が1.8倍に増加した。
【0094】
(実施例2)
穴あき円板型邪魔板径、中央空間部径を実施例1と同一とし、円板型邪魔板径、反応器シェル径を表1に示す値とした以外は、実施例1と同様にしてアクロレインを得た。結果を表1に示す。なお、該反応器内において、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管は存在するが、円板型邪魔板が支持しない反応管は存在しない。この結果、軸流ポンプ電力比は、0.97であった。
【0095】
(比較例3)
穴あき円板型邪魔板の穴径を表1に示す値に変更した以外は、実施例2と同一の条件で操作してアクロレインを得た。結果を表1に示す。なお、該反応器内において、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管と、円板型邪魔板が支持しない反応管とは存在しない。
【0096】
(実施例3)
図8に示す反応器を用いて、1本の反応管の長さが7m、内径25mm、外径29mmの鋼鉄製の反応管4100本を有し,中間管板を有し、かつ前段触媒として触媒の製造例1の触媒を、後段触媒として触媒の製造例2の触媒を使用した以外以外は、反応器胴径、中央空間部径、円板型邪魔板径、穴あき円板型邪魔板穴径、中空面積/胴面積、円板面積/胴面積、穴あき面積/胴面積を実施例1と同一にしたシングルリアクターを使用して、反応器を稼動した。結果を表1に示す。
【0097】
(比較例4)
反応器胴径、円板型邪魔板径、穴あき円板型邪魔板の穴径を表1に示す値に変更した以外は、実施例3と同一の条件で操作した。結果を表1に示す。なお、該反応器内において、穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管と、円板型邪魔板が支持しない反応管とは存在しない。
【0098】
【表1】

Figure 0003732080
【0099】
【発明の効果】
穴あき円板型邪魔板面積が支持しない反応管を配置したところ、軸流ポンプ電力を1/5.4に低減できた。しかも、選択率や目的生成物の収率を変化させずに軸流ポンプ電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の多管式反応器を示す概略説明図である。
【図2】 本発明の反応器の穴あき円板型邪魔板、円板型邪魔板、反応管および空間部を示す図である。
【図3】 循環装置を有する反応器の熱媒の循環経路を示す図である。
【図4】 循環装置の一部から熱媒を取り出し、かつ循環装置に冷却後の熱媒を導入する反応器の概略図である。
【図5】 環状導管の開口列を示す図である。
【図6】 熱媒をダウンフローで流す場合の反応器の熱媒の流れを示す図である。
【図7】 上部管板部のガス排出口の配置を示す図である。
【図8】 本発明の2チャンバー式接触気相酸化反応器の縦断面の一例の説明図である。
【図9】 図8において、反応管内触媒層と中間管板との断面の拡大説明図である。
【符号の説明】
1…反応器シェル
2…穴あき円板型邪魔板
3…円板型邪魔板
4…反応管
4a…穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管
4b…円板型邪魔板が支持しない反応管
5,21,23…触媒
6a…下部管板
6b…上部管板
7…タイロッド
8…中央管板
10,10a、10b…熱媒
11a、11b…環状導管
12…熱媒取り出し口
13…熱媒排出ポット
14…ノズル
15、16…ガス排出用導管
17…ノズル
18…受器
22…不活性耐火物
24…熱交換器
30…循環装置
31…熱媒循環口
32、32’…熱媒導入口
33…撹拌翼
34…熱媒排出口
35…ポンプ
36…ノズル
37…仕切板
50…原料供給口
51…生成物排出口
φ1…穴あき円板型邪魔板穴径
φ2…円板型邪魔板径
φ3…反応器シェル内径
φ4…空間部径[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multitubular reactor having a reaction tube that is not supported by a perforated disk-type baffle, and a method for producing (meth) acrylic acid or (meth) acrolein using the reactor.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
The catalytic gas phase oxidation reaction using a multi-tubular reactor is a commonly used means for efficiently removing heat generated by the reaction. A multi-tubular reactor having a plurality of reaction tubes built in the reactor shell is used. The reaction tube is filled with a catalyst and a reaction raw material gas is supplied to perform a catalytic gas phase oxidation reaction. A heat medium that absorbs the heat of reaction is circulated to remove the generated heat of reaction.
[0003]
However, in the catalytic gas phase oxidation reaction using such a multi-tubular reactor, hot spots are likely to be generated on the raw material inlet side, and problems such as catalyst deterioration due to excessive exothermic reaction and reduction of the target product selectivity are problematic. It becomes.
[0004]
In order to solve such a problem, for example, Japanese Patent Publication No. 52-15272 discloses a multi-tubular reactor having a heat exchange medium circulating device, in which a baffle plate is arranged in a reactor shell. Is disclosed. It is disclosed that the presence of the baffle plate keeps the speed of the lateral flow in an area almost constant, which also keeps the heat transfer in one area constant. Specifically, the reactor shown in the publication has an upright reaction tube arranged in an annular shape in a reactor shell, and the upper and lower ends of the reaction tube are sealed and attached to a tube plate. In the reaction tube, a plurality of horizontal perforated disc-type baffles and disc-type baffles are alternately formed at the central and outer edges at intervals in the lateral direction. A tie rod and a spacer for attaching a disk-type baffle plate are provided in the center of the reactor shell.
[0005]
Here, FIG. 1 shows an outline of a conventional multi-tubular reaction tube containing a perforated disk-type baffle plate and a disk-type baffle plate. Tie rods and spacers 7 for connecting the baffle plates 3 are arranged. A perforated disc-type baffle plate 2 is connected to this via another tie rod and a spacer, and a reaction tube 4 is connected to a through-hole provided in each baffle plate, and the reaction tube connected to this baffle plate is a reactor. Built in the shell 1. Further, the heat medium 10 is introduced into the reactor shell 1 through the annular conduit 11a by an axial flow pump not shown in the drawing. The introduced heating medium 10 moves in the reactor shell 1 while changing the direction by the perforated disk-type baffle 2 and the disk-type baffle 3. In other words, the movement of the heat medium 10 is for removing heat from the reaction tube, and a baffle plate is required to secure the flow path of the heat medium 10, thereby uniformly removing heat from the reaction tube. In this case, all the reaction tubes 4 are always fully supported by the perforated disc type baffle plate 2. When the full support is not provided, that is, for example, the reaction tube 4 that is disposed in the hole portion of the perforated disc baffle plate 2 and is not supported by the baffle plate is connected to the heat medium 10 from the central hole portion of the perforated disc type baffle plate 2. This is because, in such a reaction tube 4, uniform heat removal is insufficient. However, a large amount of lateral movement of the heat medium causes an increase in pressure loss of the heat medium, and excessive motive energy is required.
[0006]
On the other hand, the heat medium introduced into the reactor shell is discharged out of the reactor shell after heat removal from the reaction tube, cooled by a heat exchanger or the like, and circulated and used in the reactor shell. For example, JP-A-8-92147 discloses a method in which a heat exchange agent is co-flowed in a method of catalytic vapor phase oxidation of propene to acrolein while maintaining a specific selectivity and conversion rate using a multi-tubular reactor. And a baffle plate is disposed in the reaction vessel, and a catalytic vapor phase oxidation method is disclosed in which the flow rate of the heat exchange agent is adjusted so that the temperature rise of the heat medium in the reactor is 2 to 10 ° C. According to the method described in this publication, acrolein is obtained by catalytic vapor phase oxidation of propene using a catalytically active composite metal oxide at a temperature warmed in a multi-tubular reactor while reducing the hot spot temperature. Is disclosed.
[0007]
However, the heat yield is calculated by the balance between the amount of heat generated by the reaction and the amount of heat consumed by cooling. In addition, the hot spot temperature is rate-controlled at the place where the highest amount of heat is obtained among the many reaction tubes. Therefore, even if a heat medium is introduced to the reactor shell side in order to remove the reaction heat, if the reaction heat is not uniformly removed throughout the reaction tube, an excessive temperature rise of the reaction tube occurs, and a side reaction occurs. This increases the yield, accelerates the deterioration of the catalyst, and can not deny the danger of runaway reaction. In this respect, as is clear from the example described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-92147, under the same heat generation conditions, the heat medium can be flown countercurrently or in parallel flow in the reactor shell. The pump power required to limit the temperature rise of the heat medium to 1 ° C. has exactly the same result. Therefore, an efficient means for uniformly reducing the hot spot temperature of each reaction tube is required.
[0008]
Furthermore, gas may be introduced into the reactor shell as the heat medium is introduced into the reactor shell. Since the heat medium undergoes a large temperature change such as heating accompanying heat removal of the reaction tube and subsequent cooling, gas tends to be contained along with expansion and contraction, and this is accumulated in the reactor shell. Generally, when introducing a heat medium into the reactor shell at the start of use of the reactor, the gas vent is opened to facilitate the introduction of the heat medium. Accumulate on top of reactor. For this reason, there is no heat medium in the gas reservoir, and the heat removal from the reaction tube cannot be sufficiently performed. Moreover, the reaction tube may be corroded by the gas.
[0009]
As described above, in the conventional multi-tubular reactor, the baffle plate is disposed in order to remove the heat from the reaction tube, and the heat medium is circulated and used at a specific flow rate. However, the heat removal from the reaction tube is sufficient. Not a thing. In addition, when producing a target product industrially using such a multi-tubular reactor, it is also a serious problem to harmonize the yield of the target product with the power consumption. In particular, if the amount of the heat medium to be circulated is increased in order to efficiently remove the heat by the multitubular reactor, the motive energy for circulating the heat medium is finally increased, which is disadvantageous. Further, if the reaction tube is thinned to increase the heat transfer area, the number of reaction tubes is increased and the reaction apparatus becomes expensive.
[0010]
Accordingly, there is a need for the development of a reactor capable of achieving uniform reduction of heat, reducing the hot spot temperature, and achieving reduction in kinetic energy while maintaining the selectivity of the target product.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of examining the movement of the heat medium in the reactor in detail, the present inventor can downsize the reactor when the reaction tube is also arranged inside the perforated disk-type baffle plate, In addition, the inventors have found that the yield of the target product is not different from the conventional product and completed the present invention.
[0012]
That is, the said subject is achieved by the following (1)-(10).
[0013]
(1) a cylindrical reactor shell in which a plurality of annular conduits for introducing or deriving a heat medium in the radial direction are arranged on the outer periphery and having a raw material supply port and a product discharge port;
A circulation device connecting the plurality of annular conduits to each other;
A plurality of reaction tubes in which the reactor is held by a plurality of tube plates;
In a multi-tubular reactor having a perforated disc-type baffle plate and a disc-type baffle plate in the longitudinal direction of the reaction tube for changing the direction of the heat medium introduced into the reactor shell,
The reaction tube is held at a center interval of 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube, has a space portion in which the reaction tubes are not arranged at the center of the reactor shell, and has a perforated disk type baffle A reactor for catalytic gas phase oxidation reaction, comprising a reaction tube not supported by a plate.
[0014]
(2) The reactor according to (1), further comprising a reaction tube that is not supported by the disk-type baffle.
[0015]
(3) The cross-sectional area of the space portion is 0.5 to 5% of the cross-sectional area of the reactor shell, the cross-sectional area of the disc-shaped baffle plate is 50 to 95% of the cross-sectional area of the reactor, and The reactor according to (1) or (2) above, wherein the hole cross-sectional area of the disc-shaped baffle is 2 to 25% of the reactor cross-sectional area.
[0016]
(4) Furthermore, the reactor shell Placed in At the circulation conduit of the annular conduit or circulation device , After cooling To circulate the heating medium to the reactor The reactor according to any one of (1) to (3) above, which has a heat medium inlet.
[0017]
(5) Further, a gas discharge conduit for discharging the gas introduced into the reactor shell together with the heat medium and collecting out of the reactor shell is disposed, (1) to (4) above A reactor according to any one of the above.
[0018]
(6) Further, the annular conduit has a plurality of opening rows through which the heat medium passes, the opening width being 5 to 50% of the center interval, and the opening length / opening width value being 0.2 to 20. The reactor according to any one of (1) to (5) above, which is in a range.
[0019]
(7) The reactor according to (6) above, wherein at least one of the opening rows has two or more openings.
[0020]
(8) One or more shielding plates which partition the inside of the reactor shell into two or more closed spaces with respect to the length direction of the reaction tube are provided. The reactor described.
[0021]
(9) The reactor according to any one of (1) to (8), which is for producing (meth) acrylic acid or (meth) acrolein.
[0022]
(10) A process for producing (meth) acrylic acid and / or (meth) acrolein using the reactor according to any one of (1) to (9) above.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylindrical reactor shell having a plurality of annular conduits for introducing or discharging a heat medium in a radial direction arranged on the outer periphery and having a raw material supply port and a product discharge port, and the plurality of annular conduits connected to each other A circulating device, a plurality of reaction tubes holding the reactor by a plurality of tube plates, a perforated disc-type baffle plate and a circle for changing the direction of the heat medium introduced into the reactor shell In a multi-tube reactor having a plate-type baffle plate in the longitudinal direction of the reaction tube, the reaction tube is held at a center interval of 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube, It is a reactor for catalytic gas phase oxidation reaction which has a space part which does not arrange a reaction tube in the center of a shell, and has a reaction tube which a perforated disk type baffle plate does not support.
[0024]
Conventionally, the baffle plate secures the flow path of the heat medium. Unless all reaction tubes are fully supported by the baffle plate, for example, they exist in the holes of the perforated baffle plate and are not supported by the baffle plate. Since the reaction tubes do not come into contact with the heat medium flow flowing in the surface direction of the baffle plate, and only the up-down flow generated from the outer periphery of the hole portion does not perform sufficient heat exchange, the thermal efficiency is lowered. The disk part of the perforated disk type baffle was fully supported. However, when the reaction tube was also arranged inside the perforated disc type baffle plate, it was unexpected, but when the reaction tube was held at the center interval of the specific range of the outer diameter of the reaction tube, the target product The yield and the selectivity of the target product can be maintained, and the kinetic energy for flowing the heating medium can be reduced, and the cross-sectional area of the reactor with respect to the storage reaction tube can be reduced by this effect. . Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
[0025]
The present invention includes a cylindrical reactor shell 1 in which a plurality of annular conduits 11a and 11b for introducing or deriving a heat medium in a radial direction are arranged on the outer periphery and having a raw material supply port 50 and a product discharge port 51, and the reaction A plurality of reaction tubes 4 held by two tube plates 6a and 6b separating the raw material supply port 50 and the product discharge port 51 of the reactor shell 1, and the direction of the heat medium introduced into the reactor shell 1 Is a multi-tubular reactor having a perforated disc-type baffle plate 2 and a disc-type baffle plate 3 in the longitudinal direction of the reaction tube.
[0026]
The perforated disc type baffle plate 2 and the disc type baffle plate 3 are alternately arranged in the longitudinal direction of the reaction tube 4, but the perforated disc type baffle plate 2 and the disc type baffle plate 3 The interval is not particularly limited. Accordingly, when the hot spot of the reaction tube varies depending on the catalytic gas phase oxidation reaction to be reacted, the hot spot can be appropriately selected according to the position of the hot spot, the temperature change of the hot spot, and the like.
[0027]
On the other hand, the reaction tube 4 needs to be arranged at a center interval of 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube, more preferably 1.25 to 1.35 times, particularly preferably. 1.25 to 1.30 times. If it is less than 1.2 times the outer diameter of the reaction tube, the interval between the reaction tubes becomes narrow, which is useful for downsizing the reactor, but the heat removal efficiency in the reaction tube near the center decreases, so the hot spot temperature is reduced. It is difficult to do. On the other hand, if it exceeds 1.4 times, the reactor becomes larger, the linear velocity in the shell decreases, the heat medium drifts, and the heat removal efficiency decreases. However, the inner and outer diameters of the built-in reaction tube itself and the reaction tube length are not particularly limited. Therefore, the size of the reaction tube used for the known catalytic oxidation reaction can be selected. In the present invention, the reaction tube preferably has an inner diameter of 15 to 50 mm, more preferably 20 to 40 mm, and particularly preferably 20 to 30 mm from the viewpoint of heat removal efficiency.
[0028]
In addition, the present invention is characterized by having a reaction tube 4a that is not supported by the perforated disk-type baffle plate 2 while having a space portion at the center of the reactor shell. Conventionally, the reactor shell may have a tie rod and a spacer at the center and all the reaction tubes 4 are supported by the perforated disc-type baffle 2 as described above. By arranging at least one or more rows of reaction tubes 4a shown in FIG. 2 inside the baffle plate 2, the number of reaction tubes accommodated in the same reactor shell diameter can be increased, and at the same time, the kinetic energy of the heat medium can be reduced. In addition, the heat removal efficiency that is different from the conventional one can be ensured. Although the details of this reason are unknown, the pressure loss of the heat medium is reduced by the central space and the arrangement of the reaction tube not supported by the perforated disk-type baffle 2, which leads to a reduction in power energy. In addition, since the linear velocity has been improved, the heat exchange rate has been improved, and it is considered possible to reduce the hot spot temperature and ensure the selectivity, which is different from the conventional one.
[0029]
The space cross-sectional area is preferably 0.5 to 5% with respect to the reactor shell cross-sectional area, more preferably 1 to 4%, and particularly preferably 1 to 2%. If it is less than 0.5%, the flow of the heat medium around the center is poor, the heat removal of the reaction tube becomes insufficient, and the hot spot temperature cannot be reduced. On the other hand, if it exceeds 5%, the reactor shell diameter increases, and the thermal efficiency decreases due to a decrease in linear velocity. In place of the tie rod at the center of the reactor shell 1 or the like, a tie rod and spacer for fixing the perforated disc type baffle plate 2 or the disc type baffle plate 3 are replaced with a perforated disc type baffle plate 2. A plurality of others can be provided so as to penetrate.
[0030]
Further, the cross-sectional area of the disc-shaped baffle plate 3 is preferably 50 to 95%, more preferably 60 to 90%, particularly preferably 70 to 85% of the cross-sectional area in the reactor shell 1. is there. If it is less than 50%, the flow of the heat medium near the reactor shell wall surface is poor and the thermal efficiency is lowered, and if it exceeds 95%, the power energy increases and the flow of the heat medium near the disk-type baffle plate is deteriorated and the heat efficiency is lowered. Because it does.
[0031]
Further, the hole cross-sectional area of the perforated disc type baffle 2 is preferably 2 to 25%, more preferably 4 to 20%, particularly preferably 6 of the cross-sectional area in the reactor shell. ~ 18%. This is because the pressure loss of the heat medium is increased when the content is less than 2%, and uniform heat removal becomes difficult when the content exceeds 25%.
[0032]
The present invention has a reaction tube 4a that is not supported by the perforated disk-type baffle plate 2, but simultaneously has a reaction tube 4b that is not supported by the disk-type baffle plate as shown in FIG. Also good. By disposing such a reaction tube 4b, the number of reaction tubes disposed in the reactor shell 1 can be increased. Moreover, in combination with the selection of the space portion of the central portion, the hole area of the perforated disc-type baffle plate, and the disc-type baffle plate area at a specific ratio, the hot spot temperature can be reduced and the target product can be collected. The rate can be secured.
[0033]
These baffle plates are preferably arranged so as not to overlap the hot spot position, more preferably 100 mm or more, particularly preferably 200 mm or more. This is because if the hot spot position of the reaction tube overlaps with the baffle plate support, the efficiency of heat removal by the heat medium is lowered, and it is difficult to reduce the hot spot temperature. Such a hot spot position can be known by supplying a raw material gas or the like to a reaction tube filled with a catalyst in advance and measuring the temperature of each part of the reaction tube. In addition, what is necessary is just to arrange | position a baffle plate in consideration of the change area, when a hot spot position changes with progress of reaction.
[0034]
In the reactor of the present invention, all or part of the heat medium 10 is discharged out of the reactor shell 1 from the heat medium outlet provided in the annular conduit 11a or 11b, and between the annular conduits 11a and 11b. It is circulated into the reactor shell 1 from the other annular conduit 11b or 11a via the circulation device provided. In the case of having such a circulation device, the heat medium 10 whose flow path is secured by the perforated disc-type baffle plate 2 and the disc-type baffle plate 3 is introduced in an upward flow from the bottom of the reactor toward the top. The flow of the heat medium 10 of the reaction apparatus in this case will be described with reference to FIG.
[0035]
First, among the heat medium 10 introduced from the annular conduit 11a and discharged from the annular conduit 11b, the heat medium (not immediately taken out of the reactor shell 1 and the circulation device 30 and directed toward the heat medium outlet 34 of the circulation device 30 ( The heat medium 10a) is introduced into the circulation device 30 from the heat medium circulation port 31 provided in the annular conduit 11b, and is introduced into the annular conduit 11a through the heat medium discharge port 34, and enters the reactor shell 1 Circulated.
[0036]
On the other hand, a part of the heat medium 10 is taken out of the reactor shell 1 from a heat medium outlet 12 provided in the annular conduit 11b, cooled by a heat exchanger (not shown), and a heat medium circulation port 31 of the circulation device 30. It is introduced from a heat medium introduction port 32 provided opposite to. The discharge of the heat medium 10 to the outside of the reactor shell does not stop through the annular conduit 11b. For example, as shown in FIG. 4, after the heat medium 10 enters the circulation device 30 through the heat medium circulation port 31 from the annular conduit 11b. Then, after being taken out of the reactor shell 1 from the heat medium outlet 12 provided in the upper part of the circulation device 30 and cooled by a heat exchanger (not shown), it is introduced from the heat medium inlet 32 provided in the annular conduit 11b. You may let them. In this way, when the heat medium 10b after cooling is circulated in the vicinity of the annular conduit 11b or the heat medium circulation port 31 of the circulation device 30 after being taken out of the reactor shell and cooled, the heat medium 10a and the heat medium in the circulation device 30 are circulated. Since the supply part with 10b adjoins, both become easy to mix. Further, the heat medium taken out from the heat medium outlet 12 shown in FIG. 4 can be circulated in the reactor shell through, for example, the annular conduit 11b. In this case, it is necessary to take sufficient residence time for mixing in the annular conduit 11b, and the heating medium introduction port 32 ′ is provided at a position facing the heating medium circulation port 31 also in the portion of the annular conduit 11b. Is preferred. FIG. 4 shows the heat medium introduction port 32 when introducing the cooled heat medium 10b into the annular conduit 11b as 32 '. In this case, the heat medium inlet 32 shown in FIG. 4 does not exist. As described above, the reactor of the present invention has the heat medium inlet 32 for introducing the cooled heat medium 10b into the reactor shell 1 or the circulation device 30, and the heat medium circulation port of the annular conduit 11b or the circulation device 30. 31 is preferable. When the heat medium 10b after cooling is circulated in the vicinity of the heat medium outlet 34 of the circulation device 30, the mixing of the heat medium 10a and 10b becomes insufficient, and the temperature of the heat medium 10 circulated in the reactor shell 1 The distribution was uneven and local abnormally high temperatures in the reaction tube 4 were likely to occur. According to the present invention, as described above, in the circulation device 30, the cooled heat medium (heat medium 10b) is supplied to the heat medium circulation port 31, or the heat medium introduction port 32 is provided in a part of the annular conduit 11b. By providing, the heat medium 10a and the heat medium 10b are mixed very efficiently. In addition, the amount of heat absorbed while moving in the circulation device 30 is extremely small, and the reaction heat can be sufficiently removed as a heat medium. In addition, by using the heating medium 10 having a uniform temperature distribution, an abnormally high temperature of the hot spot can be prevented uniformly, and the amount of circulating heating medium can also be reduced.
[0037]
In addition, when providing the heat medium introduction port 32 which introduces the heat medium 10b after cooling in this invention in the circulation apparatus 30, the position facing the heat medium circulation port 31 can be illustrated as shown in FIG. As shown in the embodiment of FIG. 4 to be described later, when the heat medium outlet 12 is provided at the upper part of the circulation device 30, when the heat medium 10 b is introduced from a position opposed to the heat medium circulation port 31, A part of the medium 10b goes out of the reactor from the heat medium outlet 12, which is disadvantageous in terms of thermal efficiency. In such a case, the heat medium outlet that is the closest to the heat medium circulation port 31 in the circulation device 30 and that is the outlet of the heat medium for discharging the heat medium from the circulation device to the reactor shell. 34 is the farthest position. Further, in the case where a plurality of heat medium circulation ports 31 are provided in the circulation device, the heat medium 10b may be introduced in any vicinity thereof. In any case, the mixing of the heat medium 10b and the heat medium 10a is performed efficiently.
[0038]
In the present invention, the heat medium introduction port 32 may be provided in a part of the reactor outlet-side annular conduit connected to the heat medium circulation port of the circulation device. This is because the heat medium 10a and 10b are already mixed when introduced into the circulation device 30 and the heat medium 10 having a uniform heat distribution in the circulation device 30 can be easily prepared. In such a case, it is preferable that the position of the heat medium introduction port 32 is a position facing the circulation device 30 so that the residence time after mixing in the annular conduit can be sufficiently taken.
[0039]
When the heat medium is circulated by upflow as shown in FIG. 4, it can be taken out from the heat medium outlet 12 provided at the upper part of the circulation device 30 using the pump 33. In this case, it is preferable to provide the partition plate 37 so as not to mix with the heat medium 10b introduced from the heat medium introduction port 32 provided in the lower part.
[0040]
The reactor of the present invention may have or be provided with a stirring blade instead of the pump 33 in order to efficiently mix the heat medium 10a and the heat medium 10b in the circulation device 30. . This is because a heat medium having a uniform heat distribution can be obtained more efficiently. The heat medium 10 (heat medium 10a + heat medium 10b) having a uniform heat distribution in this way is again introduced into the reactor shell 1 from the annular conduit 11a via the heat medium outlet 34 of the circulation device 30. In the figure, the flow of the heat medium 10 (10a + 10b), the heat medium 10a, and the heat medium 10b is shown with symbols attached to the arrows indicating the flow paths.
[0041]
In the present invention, the heat medium 10b taken out of the reactor shell 1 is preferably gas-liquid separated either before or after the heat exchange. When the heating medium 10b containing bubbles is used, gas pooling is likely to occur in the upper tube plate portion within the reactor shell, and uniform mixing of the heating medium 10a and the heating medium 10b uses the degassing heating medium. This is because the heat distribution can be made uniform easily. As such a gas-liquid separation method, a method of preventing gas entrainment by reducing the speed or securing the liquid height is representative, and other methods may be used.
[0042]
The reactor of the present invention has annular conduits 11a and 11b. By supplying or discharging the heat medium uniformly from the whole circumference direction of the reactor via the annular conduits 11a and 11b having the openings intermittently communicating with the entire circumference, the heat medium is uniformly supplied and discharged. This is because the temperature can be efficiently reduced. At this time, the annular conduit preferably has a plurality of opening rows through which the heat medium passes. Referring to FIG. 5, for example, the annular conduit 11a has a plurality of opening rows A1, A2, etc., and the center interval A, which is the center distance between the openings of the nearest opening rows in each opening row, is as follows. Each row may be the same or different and is 50 to 500 mm, more preferably 100 to 400 mm, and particularly preferably 200 to 300 mm. This is because if the center distance A is less than 50 mm, the manufacture becomes difficult, and if it exceeds 500 mm, it is difficult to uniformly feed the heat medium outside the reaction tube. Further, the numerical aperture in each aperture row is at least 1 or more. In FIG. 5, the column A1 indicates one numerical aperture, the column A2 indicates two, and the column An indicates four. As described above, since the number of apertures existing in each aperture row is different, the interval between adjacent apertures does not have to coincide with the center interval A as shown in FIG. The opening width B is 5 to 50%, more preferably 10 to 40%, and particularly preferably 20 to 30% of the average center distance, which is an average value of the center distance A. This is because if the opening width is less than 5%, the annular conduit height becomes high and large, while if it exceeds 50%, the opening height is low and it becomes difficult to feed the heat medium over a wide area of the pipe. Furthermore, the value of opening length C / opening width B is preferably in the range of 0.2-20. Note that the center interval A does not have to be the same in all the annular conduits, and similarly, the opening width B does not have to be the same in all the annular conduits. This is because providing a plurality of openings makes it possible to discharge and input the heating medium 10 more uniformly. For this reason, when calculating the opening width B in the present invention, it is calculated using the average center interval. The shape of the opening is not particularly limited, and examples thereof include a circle, an ellipse, an ellipse, and a rectangle.
[0043]
In addition, although the aspect shown to the said FIG.3 and FIG.4 showed the aspect which performs the heating medium 10 by an upflow irrespective of whether a raw material supply is performed by an upflow or a downflow, the reactor of this invention is In carrying out the catalytic gas phase oxidation reaction, the raw material gas introduced into the reaction tube 4 can be used without any limitation, whether upflow or downflow. Further, the heat medium 10 can be introduced with no particular limitation in parallel flow or counter flow with respect to the raw material supply.
[0044]
In addition, the reactor of the present invention is preferably piped with a gas outlet for exhausting the gas accumulated in the upper part of the reactor shell 1 being in close contact with the tube plate in the reactor shell. In general, gas is brought into the reactor shell 1 when the heat medium 10 is introduced, and a space in which no heat medium exists is likely to be formed in the upper part of the reactor shell 1, but there is no heat medium in such a gas reservoir. Sufficient heat removal cannot be performed locally, and abnormal temperature rise tends to occur. Therefore, by providing the gas discharge port, this gas can be removed and filled with a heat medium to prevent local abnormal temperature rise in the reaction tube, and the reaction conditions can be stabilized.
[0045]
Next, the case of introducing the heat medium in the down flow in the reactor of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6 as well, a reaction tube 4a that is not supported by the perforated disk-type baffle plate 2 is disposed at the center of the reactor shell. In addition, the cooled heat medium 10 b is introduced into the circulation device 30 from the heat medium introduction port 32. In this case, after the heat medium discharged from the heat medium outlet 12 provided in the annular conduit 11a is pushed up to the heat medium discharge pot 13 disposed above the upper tube plate 6b of the reactor shell 1, for example. It is discharged out of the system from the nozzle 14. In this case, the same amount of the cooling medium as the heating medium 10 b discharged from the system by the heating medium discharge pot 13 is supplied from the heating medium inlet 32. Thereby, the full liquid state of the heating medium 10 in the reactor shell 1 can be ensured. The heat medium 10b taken out from the reactor shell and circulated after cooling, and the heat medium 10a introduced into the circulation device 30 from the heat medium circulation port 31 (removed immediately without being taken out from the reactor shell) The heating medium) is mixed by a pump 33 such as an axial flow pump or a vortex pump, pumped upward, and introduced into the reactor shell 1 from the heating medium discharge port 34 through the annular conduit 11b. The introduction amount of the heat medium may be adjusted within the range of the circulation heat medium amount.
[0046]
In any of the embodiments of the reactor of the present invention, the supply of the heat medium to the reaction shell 1 side and the discharge from the shell side are annular conduits 11a disposed on the upper and lower outer peripheral portions of the reactor, respectively. , 11b. In this case, the heat medium 10 may be discharged and input at a plurality of locations of the annular conduits 11a and 11b. For this purpose, two or more circulation devices may be provided. Even if the number of pumps is simply increased, it is difficult to adjust a heat medium having a uniform temperature distribution. However, according to the present invention, since a heat medium having a uniform temperature distribution is supplied in the circulation device, a plurality of heat mediums are supplied. This is because more efficient heat removal can be achieved by arranging the circulation device.
[0047]
Furthermore, the reactor of the present invention is provided with back pressure means before and after the heat medium outlet of the heat medium 10b so that a sufficient back pressure is applied to the heat medium 10 flowing down the reaction tube. A state can be secured. When extracting the heat medium 10b to the outside of the reactor shell 1, it is preferable that a full liquid state by the heat medium 10 inside the reactor shell 1 can be secured. However, by providing a means with back pressure, the reaction tube flows down. This is because a sufficient back pressure can be applied to the heat medium to ensure a full liquid state. Examples of such back pressure applying means include a resistance orifice, a valve, and a heat exchanger. Therefore, such back pressure applying means can be further arranged in the reactor of the present invention.
[0048]
Also in the embodiment of FIG. 6, when the gas introduced along with the supply of the heat medium to the upper part of the reactor shell 1 is accumulated inside the reactor shell side, the reactor outer periphery is formed from the upper part of the reactor shell 1. Alternatively, the heat medium discharge pot 13 and the heat medium circulation device 30 may be extracted to the upper space through the pipe 15 and the pipe 16 inserted to the center. This is because such a gas extraction conduit can prevent the generation of gas pools in the reactor shell 1 which causes non-uniform heat removal in the reactor and causes abnormal reactions. For example, as shown in FIG. 6, a gas discharge conduit 16 disposed at the upper portion of the reactor shell 1 is communicated with a gas phase portion of a heat medium discharge pot 13 positioned at the upper portion of the reactor upper tube plate surface. The gas can be discharged from the outlet 17 or the gas discharge conduit 15 in the reactor shell 1 can be discharged to the upper space of the circulation device 30 having the gas discharge nozzle 36.
[0049]
FIG. 7 shows an example of the arrangement of the gas discharge conduit. For the gas accumulated on the outer periphery of the reactor, for example, a flow path is formed in the upper tube sheet 6b like the gas discharge conduit 15 to form the reactor. The gas may be connected to the outside of the shell 1, and with respect to the gas accumulated in the center of the reactor shell 1, a gas discharge conduit 16 may be disposed immediately below the upper tube sheet 6 b.
[0050]
Hereinafter, a method for producing (meth) acrylic acid or (meth) acrolein by a catalytic gas phase oxidation reaction of propylene or isobutylene-containing gas in the reactor of the present invention will be described with reference to FIG.
[0051]
The catalytic gas phase oxidation reaction of the present invention is performed by supplying a raw material gas to the catalyst 5 filled in the reaction tube 4, and the raw material gas mixed with the reaction raw material and air is supplied from the raw material gas supply port 50 to the reactor shell. 1 is supplied into the reaction tube 4 filled with the catalyst 5 in 1, is oxidized in the reaction tube to become a reaction product, and is then discharged from the product gas outlet 51.
[0052]
In order to produce acrylic acid by carrying out a two-stage contact gas phase oxidation reaction of propylene-containing gas in the present invention, for example, as a pre-stage catalyst, it is generally used to produce acrolein by gas phase oxidation reaction of a propylene-containing raw material gas. The oxidation catalyst used can be used. Similarly, the latter catalyst is not particularly limited, and is an oxidation generally used for producing acrylic acid by gas phase oxidation of a reaction gas mainly containing acrolein obtained by the former stage by a two-stage catalytic gas phase oxidation method. A catalyst can be used.
[0053]
As the pre-stage catalyst, the general formula Mo a -Bi b -Fe c -A d -B e -C f -D g -O x (Mo, Bi and Fe represent molybdenum, bismuth and iron, respectively, A represents at least one element selected from nickel and cobalt, B represents at least one element selected from alkali metal and thallium, C Represents at least one element selected from the group consisting of phosphorus, niobium, manganese, cerium, tellurium, tungsten, antimony and lead, and D represents at least one element selected from the group consisting of silicon, aluminum, zirconium and titanium O represents oxygen, a, b, c, d, e, f, g and x represent the atomic ratio of Mo, Bi, Fe, A, B, C, D and O, respectively, a = 12, b = 0.1-10, c = 0.1-10, d = 2-20, e = 0.001-5, f = 0-5, g = 0-30, x The materials can be exemplified that represented by a) a value determined by the oxidation state of each element.
[0054]
Further, as the latter stage catalyst, the general formula Mo a -V b -W c -Cu d -A e -B f -C g -O x (Mo represents molybdenum, V represents vanadium, W represents tungsten, Cu represents copper, A represents at least one element selected from antimony, bismuth, tin, niobium, cobalt, iron, nickel and chromium, B represents an alkali metal, Represents at least one element selected from alkaline earth metals and thallium, C represents at least one element selected from silicon, aluminum, zirconium and cerium, O represents oxygen, a, b, c, d, e, f, g, and x represent the atomic ratios of Mo, V, W, Cu, A, B, C, and O, respectively, and when a = 12, b = 2-14, c = 0 12, d = 0.1-5, e = 0-5, f = 0-5, g = 0-20, and x is a value determined by the oxidation state of each element). .
[0055]
As a catalyst used in the present invention for obtaining methacrylic acid by isobutylene, t-butanol, methyl-t-butyl ether by a two-stage catalytic gas phase oxidation reaction, for example, a raw material gas containing isobutylene or the like as a first stage catalyst is gas phase oxidized An oxidation catalyst generally used for reacting to produce methacrolein can be used. Similarly, the latter catalyst is not particularly limited, and is generally used to produce methacrylic acid by gas phase oxidation of a reaction gas mainly containing methacrolein obtained by the former stage by a two-stage catalytic gas phase oxidation method. An oxidation catalyst can be used.
[0056]
Specifically, as the pre-stage catalyst, the general formula Mo a -W b -Bi c -Fe d -A e -B f -C g -D h -O x (Mo, W, and Bi represent molybdenum, tungsten, and bismuth, Fe represents iron, A represents nickel and / or cobalt, and B represents alkali metal, alkaline earth metal, and thallium, respectively. C represents at least one element selected from the group consisting of phosphorus, tellurium, antimony, tin, cerium, lead, niobium, manganese and zinc, and D represents silicon and aluminum. Represents at least one element selected from the group consisting of titanium and zirconium, O represents oxygen, and a, b, c, d, e, f, g, h and x represent Mo, W, respectively. , Bi, Fe, A, B, C, D and O, where a = 12, b = 0-10, c = 0.10, d = 0. ~20, e = 2~20, f = 0.001~10, g = 0~4, h = 0~30, and x is a numerical value determined by the oxidation state of each element.)
The latter catalyst is not particularly limited as long as it is one or more oxide catalysts containing molybdenum and phosphorus as main components. For example, a phosphomolybdic acid heteropolyacid or a metal salt thereof is preferable. General formula Mo a -P b -A c -B d -C e -D f -O x The thing represented by these is preferable. (Wherein Mo represents molybdenum, P represents phosphorus, A represents at least one element selected from the group consisting of arsenic, antimony, germanium, bismuth, zirconium and selenium, B represents copper, Represents at least one element selected from the group consisting of iron, chromium, nickel, manganese, cobalt, tin, silver, zinc, palladium, rhodium and tellurium, and C represents a group consisting of vanadium, tungsten and niobium. D represents at least one element selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals and thallium, O represents oxygen, a, b, c, d, e, f and x represent the atomic ratios of Mo, P, A, B, C, D and O, respectively, and when a = 12 is fixed, b = 0.5-4 c = 0~5, d = 0~3, e = 0~4, f = 0.01~4 and x is a numerical value determined by the oxidation state of each element.)
The shape of the catalyst is not particularly limited, and it can be spherical, columnar, cylindrical, etc., and the molding method can be support molding, extrusion molding, tableting molding, etc. A form in which a catalyst material is supported is also useful.
[0057]
The conditions for the gas phase catalytic oxidation reaction of propylene and isobutylene with molecular oxygen can be performed by a conventionally known method. For example, taking propylene as an example, the concentration of propylene in the raw material gas is 3 to 15% by volume, the ratio of molecular oxygen to propylene is 1 to 3, and the rest is nitrogen, water vapor, carbon oxide, propane, and the like.
[0058]
Air is advantageously used as the supply source of molecular oxygen, but oxygen-enriched air or pure oxygen can be used if necessary, and a one-pass method or a recycling method is used. The reaction temperature is 250 ° C. to 450 ° C., the reaction pressure is from normal pressure to 500 kPa, and the space velocity is 500 to 3000 h. -1 It is preferable to carry out within the range of (STP).
[0059]
In the case of the gas phase catalytic oxidation reaction of isobutylene, the concentration of isobutylene in the raw material gas is 1 to 10% by volume, the concentration of molecular oxygen with respect to isobutylene is 3 to 20% by volume, and water vapor is 0 to 60% by volume. The rest is nitrogen, water vapor, carbon oxide and the like. Air is advantageously used as the molecular oxygen supply source, but oxygen-enriched air or pure oxygen can be used if necessary. The reaction temperature is 250 to 450 ° C., the reaction pressure is normal to 500 kPa atmospheric pressure, and the space velocity is 300 to 5000 h. -1 It is preferable to carry out within the range of (STP).
[0060]
Next, in the heat exchange type multi-tubular second reactor in which each tube of the tube bundle portion in the shell was filled with the above-described oxide catalyst (second-stage catalyst) to produce acrylic acid, the obtained reaction was obtained in the preceding stage reaction. A mixed gas obtained by adding secondary air, secondary oxygen or water vapor to the acrolein-containing gas as necessary is used at a reaction temperature (reactor heat medium temperature) of 100 to 380 ° C., preferably 150 to 350 ° C. and a space velocity of 300. ~ 5,000hr -1 (STP) is supplied and the subsequent reaction is performed to obtain acrylic acid.
[0061]
Further, in the heat exchange type multi-tubular second reactor in which each tube of the tube bundle portion in the shell is filled with an oxide catalyst containing molybdenum and phosphorus (second-stage catalyst) for generating methacrylic acid, A mixed gas obtained by adding secondary air, secondary oxygen or water vapor to the methacrolein-containing gas obtained by the reaction, if necessary, is reacted at a reaction temperature (reactor heat medium temperature) of 100 to 380 ° C., preferably 150 to 350 ° C. and space velocity 300 to 5,000 hr -1 (STP) is supplied, and the latter reaction is performed to obtain methacrylic acid.
[0062]
The present invention can also be applied to a reactor in which upper and lower chambers are formed by an intermediate tube plate.
[0063]
Next, application to a reactor of a type in which upper and lower chambers are formed by an intermediate tube plate will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a longitudinal section of the reactor of the present invention, and the reactor has two chambers A and B. FIG. A large number of reaction tubes 4 are loaded inside a reactor shell 1 having a circular cross-sectional shape, and each reaction tube is expanded at its lower end to the lower tube sheet 6a and at its upper end to the upper tube sheet 6b. Alternatively, it is fixed by a known method such as welding. Further, it is preferable that a passage from the bottom to the top of the heat medium is provided in the central portion of the reactor shell 1 without providing the reaction tube 4 so that the heat medium is efficiently moved also in the central portion. Further, the shell side of the reactor shell 1 is partitioned up and down by an intermediate tube plate 8 located at a substantially intermediate position between the upper end and the lower end of the reaction tube 4 to constitute two chambers A and B.
[0064]
In the chambers A and B of FIG. 8, in order to reduce the temperature distribution in the lateral direction by dispersing the heat medium in the lateral direction, a plurality of perforated disc-type baffle plates 2 and a plurality of discs as shown in the figure. The mold baffle plates 3 are provided alternately. In the present invention, it goes without saying that there are reaction tubes 4 that are not supported by the perforated disc-type baffle plate 2 or the disc-type baffle plate 3 disposed in each chamber. The reaction tube is held at a center interval 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube. A reaction tube not supported by the perforated disk-type baffle plate 2 is indicated by 4a, and a reaction tube not supported by the disk-type baffle plate 3 is indicated by 4b.
[0065]
FIG. 9 is an enlarged explanatory view of a cross section of a close contact portion between the reaction tube and the intermediate tube plate. The reaction tube 4 and the intermediate tube plate 8 are preferably made of the same material such as steel in consideration of expansion and contraction due to heating and cooling.
[0066]
The reaction tube 4 may use a catalyst as a fixed bed and may be filled with a catalyst according to the purpose of the reaction. For example, in order to produce acrylic acid by a two-stage catalytic gas phase oxidation reaction of a propylene-containing gas, As a side catalyst, an oxidation catalyst generally used for producing acrolein by gas phase oxidation reaction of a raw material gas containing propylene can be used. Similarly, the downstream catalyst is not particularly limited, and is generally used for producing acrylic acid by vapor phase oxidation of a reaction gas mainly containing acrolein obtained upstream by a two-stage catalytic gas phase oxidation method. The oxidation catalyst can be used.
[0067]
The upstream catalyst for the production of acrylic acid can be used as the upstream catalyst, and the downstream catalyst for the production of acrylic acid can be used as the downstream catalyst.
[0068]
The catalyst constituting the upstream catalyst layer and the downstream catalyst layer does not need to be a single catalyst. For example, a plurality of types of catalysts having different activities are sequentially filled, or a part of the catalyst if necessary. May be diluted with an inert material such as an inert carrier. The same applies to the other catalysts described below.
[0069]
Also, the shape of the catalyst is not particularly limited, and it can be a Raschig ring shape, a spherical shape, a cylindrical shape, a ring shape, etc., and the molding method can be support molding, extrusion molding, tableting molding, etc. A form in which these catalyst substances are supported on a carrier is also useful.
[0070]
Here, a method and a packing form of the catalyst in the reactor in which the upper and lower chambers are formed by the intermediate tube plate will be described.
[0071]
First, before filling the catalyst, a wire mesh or a receiver 14 is installed at the lower end of the reaction tube 4 to prevent the catalyst from dropping. Before the catalyst is filled, if necessary, a refractory 22 that is inert to the reaction is filled, and the upstream catalyst 21 is filled in the reaction tube 4. Next, the downstream catalyst 23 is filled. Between the upstream catalyst 21 and the downstream catalyst 23, a refractory 22 that is inert to the reaction can be filled.
[0072]
In FIG. 8, the filling of the catalyst is omitted for the sake of clarity of the drawing, but FIG. 9 shows an example of the filling of the catalyst with respect to one reaction tube. As shown in FIG. 9, an inert refractory 22 is filled in the lower part of the B chin bar area, then the upstream catalyst 21 is filled, and further, the inert gas from the upper part to the A chamber area through the intermediate tube plate 8. The refractory 22 is filled, and the downstream catalyst 23 is filled in the remaining A chamber region. When the temperature of the B chamber was higher than that of the A chamber, the raw material gas was partially oxidized by the upstream catalyst 21, then cooled at the site of the inert refractory 22, and then cooled at the site of the downstream catalyst 23. The target product is produced by further partial oxidation while maintaining the temperature. Therefore, in the A chamber region, the portion of the inert refractory 22 corresponds to the cooling layer, and the downstream catalyst 23 corresponds to the reaction layer.
[0073]
Examples of the inert refractory include α-alumina, alundum, mullite, carborundum, stainless steel, silicon carbide, steatite, earthenware, porcelain, iron, and various ceramics.
[0074]
The inert refractory is, for example, granular and does not necessarily need to be uniformly filled throughout the inert refractory layer, but for effective cooling of the reaction gas, It is preferable to fill substantially uniformly. The same applies to an inert refractory having a shape other than granular.
[0075]
One of the functions of the inert refractory layer is that when the A chamber temperature is lower than the B chamber temperature, the product-containing gas from the upstream catalyst is quenched to a temperature range suitable for the oxidation reaction in the downstream catalyst layer. Is to adjust the temperature of the reaction gas. For this reason, it is necessary to provide the inert refractory layer so as to have a length that can sufficiently exhibit the above-described function.
[0076]
Therefore, in the present invention, the inert refractory layer in the vicinity of the central tube plate is long enough to cool the reaction gas from the upstream catalyst layer to a temperature suitable for the downstream catalyst layer, and the upstream catalyst layer. It is preferable that the catalyst at the outlet and the catalyst at the inlet of the downstream catalyst layer are both arranged so as not to be substantially affected by heat from the intermediate tube plate. In this respect, in the present invention, since the movement of the heat medium between the chambers is mitigated and the thermal influence can be reduced, the length of the inert refractory layer can also be shortened. Therefore, the length of the reaction tube filled with the catalyst layer, that is, the height of the reactor can be shortened, and a simple apparatus can be obtained.
[0077]
Specifically, the length of the inert refractory layer is defined as the temperature of the reaction gas entering the downstream catalyst layer from the inert refractory layer, that is, the temperature of the reaction gas at the downstream catalyst layer inlet (the heating medium is In the case of flowing in parallel with the raw material or the product gas, the length may be long enough to cool so as to be equal to or lower than the heating medium inlet temperature + 15 ° C.
[0078]
Another function of the inert refractory layer is that the molybdenum component sublimated from the upstream catalyst in the production of impurities contained in the reaction gas, for example acrylic acid, when the reaction gas from the upstream reaction layer passes through. In addition to preventing pressure loss due to adhesion of high-boiling substances such as terephthalic acid as a by-product, it is also possible to prevent these impurities from directly entering the downstream catalyst layer and degrading the catalyst performance. For this function only, the porosity of the inert refractory may be lowered, but if it is too low, the pressure loss increases, which is not preferable. Therefore, in the present invention, the porosity of the inert refractory layer is usually 40 to 99.5%, preferably 45 to 99%. The “porosity” is defined by the following formula:
Porosity (%) = {(X−Y) / X} × 100
here,
X: Volume of inert refractory layer
Y: The actual volume of the inert refractory (the actual volume means, for example, in the case of a ring, the actual volume excluding the central space).
[0079]
If the porosity is less than 40%, the pressure loss increases. On the other hand, if it exceeds 99.5%, the impurity trapping function is lowered and the reaction gas cooling function is also lowered.
[0080]
An inert refractory is preferable because it leads to an improvement in the yield of the product if it is inserted into the inlet of the upstream catalyst for preheating the raw material gas.
[0081]
In addition, the filling of the catalyst in such a reaction tube does not ask | require whether each reaction tube is supported by a disk type baffle plate or a perforated disk type baffle plate. Therefore, even if it is the reaction tube arrange | positioned in any place in the reactor shell 1, what was similarly filled with the catalyst can be used.
[0082]
Next, the flow of the heat medium in the case of producing acrylic acid using a reactor in which upper and lower chambers are formed by an intermediate tube plate will be described with reference to FIG. Known conditions for obtaining acrolein from propylene can be applied to the source gas and inert gas supplied to chamber B, the catalyst to be filled, the reaction temperature, etc. Also, the source gas and inert gas supplied to chamber A can be applied. Known conditions for obtaining acrylic acid from acrolein can be applied to the gas, the catalyst to be filled, the reaction temperature, and the like. For this reason, the flow of the heat medium introduced into each chamber, which is a particularly characteristic feature, will be described here. In FIG. 8, the raw material gas is supplied from the lower part of the reactor and is brought into contact with the catalyst to obtain a product. Show the case.
[0083]
First, in the chamber B in which the first stage reaction is performed, the heat is discharged from the heat medium outlet 34 of the pump 35 to the chamber B through the lower tubular conduit 11 a provided on the outer periphery of the reactor shell 1. The heat medium enters the shell 1 from almost the entire circumference of the inner periphery of the reactor by the tubular conduit 11a, and then contacts the reaction tube 4 to absorb the reaction heat generated by the catalytic reaction, and has a perforated disk shape. The flow path is changed by the baffle plate 2 and the disk-type baffle plate 3, and the head is directed to the upper part of the reactor. At this time, the heat medium rises at the perforated portion of the perforated disk-type baffle plate 2, but the reaction tube is held at a center interval of 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube. In the reaction tube 4a that is not supported by the perforated disk-type baffle, sufficient heat exchange is performed. Next, the heat medium absorbs the reaction heat while being in contact with the reaction tube 4 substantially horizontally along the disc-shaped baffle plate 3 and proceeds toward almost the entire area of the inner periphery of the reactor, as described above. As a result of the reaction tube being held at a center interval 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube, sufficient heat exchange is performed even in the reaction tube 4b not supported by the disc-shaped baffle plate 3. Ascending from the outer periphery of the disc-shaped baffle plate 3. The heat medium reaching the upper part of the reactor shell 1 is discharged from the heat medium circulation port 31 of the upper tubular conduit 11 a in the chamber B, and then cooled by the heat exchanger 24. The cooled heat medium enters the reactor shell 1 from the heat medium outlet 34 of the pump through the lower tubular conduit 11a by using a known pump 35 such as a spiral pump or an axial flow pump, and repeats the above circulation. Although there may be a gap between the perforated disk-type baffle plate 2 and the reactor shell 1, it is preferable to eliminate the gap for the purpose of reducing the temperature distribution of the heat medium in the reactor. The reaction gas can be supplied from the upper part of the reactor by changing the order of filling the catalyst. In the chamber A as well, the heat medium is circulated similarly to the chamber B. Moreover, the circulation method of a heat medium can also circulate either or both of AB in the reverse direction as needed. However, from the viewpoint of protecting the pump 35, it is preferable that the heat medium passes through the pump 35 after the heat medium becomes relatively low temperature through the heat exchanger 24.
[0084]
According to the present invention, it is also possible to produce maleic anhydride with a known catalyst and reaction system using benzene or butane as a raw material gas, and phthalic anhydride with a known catalyst and reaction system using xylene and / or naphthalene as a raw material gas. .
[0085]
As the heat medium to be circulated in the reactor shell 1, any conventionally known heat medium can be used. For example, a molten ether, a nighter, or a phenyl ether heat medium that is a dowsum organic heat medium can be used.
[0086]
According to the present invention, by disposing the space in the center of the reactor shell and the reaction tube that is not supported by the perforated disk-type baffle plate, the kinetic energy can be reduced, and the selectivity of the target product and Yield can be tampered with. In addition, since the hot spots in the reaction tube can be reduced uniformly, deterioration of the catalyst can be efficiently prevented and the life of the catalyst can be extended.
[0087]
【Example】
Hereinafter, examples of the present invention will be described in detail.
[0088]
(Catalyst Production Example 1)
While heating and stirring 150 liters of pure water, 100 kg of ammonium molybdate, 6.3 kg of ammonium paratungstate, and 27.5 kg of nickel nitrate were dissolved. Separately, 68.7 kg of cobalt nitrate is dissolved in 100 liters of pure water, 19 kg of ferric nitrate is dissolved in 30 liters of pure water, and 22.9 kg of bismuth nitrate is dissolved in 30 liters of pure water to which 6 liters of concentrated nitric acid is added. After that, a mixed nitrate aqueous solution was added dropwise. Subsequently, a solution prepared by dissolving 14.2 kg of a 20 mass% silica sol solution and 0.38 kg of potassium nitrate in 15 liters of pure water was added. The suspension thus obtained was heated and stirred to evaporate to dryness, and then dried and ground. The obtained powder was molded into a cylindrical shape with a diameter of 5 mm and calcined at 460 ° C. for 6 hours under air flow to obtain a catalyst. The molar composition of the catalyst was Mo 12, Bi 1.0, Fe 1.0, Co 5, Ni 2.0, W 0.5, Si 1.0, K 0.08.
[0089]
(Catalyst production example 2)
While heating and stirring 500 liters of pure water, 100 kg of ammonium molybdate, 19.1 kg of ammonium paratungstate and 30.4 kg of ammonium metavanadate were added and dissolved. Separately, 20.5 kg of copper nitrate and 3.4 kg of antimony trioxide were added to 50 liters of pure water. Further, 350 kg of a silica-alumina carrier having an average particle diameter of 5 mm was added to this mixed solution, and the catalyst component was supported on the carrier by evaporating to dryness. By repeating this, a predetermined amount of catalyst was obtained. The molar composition of the catalyst was Mo 12, V 5.5, W 1.5, Cu 1.8, Sb 0.5.
[0090]
Example 1
Using the reactor shown in FIG. 3, 5.6 m of a catalyst for mainly producing acrolein from propylene in the reaction tube obtained in Catalyst Production Example 1 above. Three The raw material gas of 7vol% of propylene, 12.6vol% of oxygen, 10vol% of water vapor, 70.4vol% such as nitrogen was charged so that the catalyst contact time was 2 seconds. As a heating medium, a heating medium consisting of 50% by mass of potassium nitrate and 50% by mass of sodium nitrite is 2900 m at an inlet temperature of 315 ° C. Three / H axial flow pump. In the reactor, there are a reaction tube that is not supported by the perforated disc baffle and a reaction tube that is not supported by the disc baffle.
[0091]
When the product from the reactor product outlet was measured, the propylene reaction rate was 97.0% and the acrolein selectivity was 84.8%. Further, when estimated by simulation, the propylene reaction rate was 97.1% and the acrolein selectivity was 84.7%, which was almost traceable.
[0092]
(Comparative Example 1)
In Example 1, the propylene reaction rate and acrolein selectivity were simulated in the same manner as in Example 1 except that the hole diameter of the perforated disk-type baffle was changed to the diameter shown in Table 1. The results are shown in Table 1. As a result, the axial pump power increased 5.4 times without any change in selectivity and yield. In the reactor, there are no reaction tubes that are not supported by the perforated disk-type baffle, and there are reaction tubes that are not supported by the disk-type baffle.
[0093]
(Comparative Example 2)
As a reactor that does not have a reaction tube that is not supported by the perforated disk-type baffle, the hollow diameter shown in Table 1 and the hole diameter of the perforated disk-type baffle are changed, and the same operation as in Example 1 is performed. I got acrolein. The results are shown in Table 1. In the reactor, there are no reaction tubes that are not supported by the perforated disk-type baffle, and there are reaction tubes that are not supported by the disk-type baffle. As a result, the axial pump power increased 1.8 times without changing the selectivity and yield.
[0094]
(Example 2)
Except that the diameter of the perforated disk-type baffle plate and the central space portion are the same as in Example 1, and the diameter of the disk-type baffle plate and the reactor shell diameter are the values shown in Table 1, the same as in Example 1. I got acrolein. The results are shown in Table 1. In the reactor, there are reaction tubes that are not supported by the perforated disk-type baffle, but there are no reaction tubes that are not supported by the disk-type baffle. As a result, the axial pump power ratio was 0.97.
[0095]
(Comparative Example 3)
Acrolein was obtained by operating under the same conditions as in Example 2 except that the hole diameter of the perforated disk type baffle plate was changed to the value shown in Table 1. The results are shown in Table 1. In the reactor, there is no reaction tube that is not supported by the perforated disk-type baffle and no reaction tube that is not supported by the disk-type baffle.
[0096]
Example 3
Using the reactor shown in FIG. 8, the length of one reaction tube is 7 m, the inner diameter is 25 mm, the outer diameter is 29 mm, 4100 steel reaction tubes, an intermediate tube plate, and a pre-stage catalyst. Except for using the catalyst of Catalyst Production Example 1 as the latter stage catalyst, the reactor body diameter, the central space diameter, the disk-type baffle diameter, the perforated disk-type baffle plate The reactor was operated using a single reactor having the same hole diameter, hollow area / body area, disc area / body area, and perforated area / body area as in Example 1. The results are shown in Table 1.
[0097]
(Comparative Example 4)
The reactor was operated under the same conditions as in Example 3 except that the diameter of the reactor barrel, the diameter of the disk-type baffle and the hole diameter of the perforated disk-type baffle were changed to the values shown in Table 1. The results are shown in Table 1. In the reactor, there is no reaction tube that is not supported by the perforated disk-type baffle and no reaction tube that is not supported by the disk-type baffle.
[0098]
[Table 1]
Figure 0003732080
[0099]
【The invention's effect】
When a reaction tube that does not support the holed disk type baffle area was placed, the axial pump power could be reduced to 1 / 5.4. Moreover, the axial pump power can be reduced without changing the selectivity and the yield of the target product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a conventional multitubular reactor.
FIG. 2 is a view showing a perforated disk-type baffle plate, a disk-type baffle plate, a reaction tube, and a space portion of the reactor of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a circulation path of a heat medium in a reactor having a circulation device.
FIG. 4 is a schematic view of a reactor in which a heat medium is taken out from a part of the circulation device and a cooled heat medium is introduced into the circulation device.
FIG. 5 shows an opening row of annular conduits.
FIG. 6 is a diagram showing the flow of the heat medium in the reactor when the heat medium is flowed in a down flow.
FIG. 7 is a view showing the arrangement of gas discharge ports in the upper tube sheet portion.
FIG. 8 is an explanatory view of an example of a longitudinal section of the two-chamber catalytic gas phase oxidation reactor of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged explanatory view of a cross section of a catalyst layer in a reaction tube and an intermediate tube plate in FIG.
[Explanation of symbols]
1 ... Reactor shell
2 ... Perforated disk type baffle
3 ... Disc type baffle
4 ... Reaction tube
4a ... Reaction tube not supported by a perforated disk-type baffle
4b ... Reaction tube not supported by disk-type baffle
5, 21, 23 ... Catalyst
6a ... Lower tube sheet
6b ... Upper tube sheet
7 ... Tie rod
8 ... Central tube sheet
10, 10a, 10b ... heating medium
11a, 11b ... annular conduit
12 ... Heat medium outlet
13 ... Heating medium discharge pot
14 ... Nozzle
15, 16 ... Gas discharge conduit
17 ... Nozzle
18 ... Receiver
22 ... Inert refractory
24 ... Heat exchanger
30 ... circulator
31 ... Heat medium circulation port
32, 32 '... Heat medium inlet
33 ... stirring blade
34 ... Heat medium outlet
35 ... Pump
36 ... Nozzle
37 ... Partition plate
50 ... Raw material supply port
51 ... Product outlet
φ1 ... perforated disk type baffle hole diameter
φ2 ... Disk type baffle diameter
φ3: Reactor shell inner diameter
φ4 ... Space part diameter

Claims (10)

熱媒を半径方向に導入または導出する複数の環状導管が外周に配置されかつ原料供給口と生成物排出口とを有する円筒状反応器シェルと、
該複数の環状導管を互いに接続する循環装置と、
該反応器を複数の管板によって拘持される複数の反応管と、
該反応器シェルに導入された熱媒の方向を変更するための穴あき円板型邪魔板と円板型邪魔板とを該反応管の長手方向に有する多管式反応器において、
該反応管が、該反応管外径の1.2〜1.4倍の中心間隔で拘持され、反応器シェル中央に反応管を配列しない空間部を有し、かつ穴あき円板型邪魔板が支持しない反応管を有することを特徴とする接触気相酸化反応用反応器。
A cylindrical reactor shell having a plurality of annular conduits for introducing or deriving a heat medium in a radial direction arranged on the outer periphery and having a raw material supply port and a product discharge port;
A circulation device connecting the plurality of annular conduits to each other;
A plurality of reaction tubes in which the reactor is held by a plurality of tube plates;
In a multi-tubular reactor having a perforated disc-type baffle plate and a disc-type baffle plate in the longitudinal direction of the reaction tube for changing the direction of the heat medium introduced into the reactor shell,
The reaction tube is held at a center interval of 1.2 to 1.4 times the outer diameter of the reaction tube, has a space portion in which the reaction tubes are not arranged at the center of the reactor shell, and has a perforated disk type baffle A reactor for catalytic gas phase oxidation reaction, comprising a reaction tube not supported by a plate.
更に、該円板型邪魔板が支持しない反応管を有することを特徴とする請求項1に記載の反応器。The reactor according to claim 1, further comprising a reaction tube which is not supported by the disk-type baffle plate. 該空間部の断面積が、該反応器シェル断面積の0.5〜5%、該円板型邪魔板の断面積が該反応器断面積の50〜95%、かつ該穴あき円板型邪魔板の穴断面積が該反応器断面積の2〜25%であることを特徴とする、請求項1または2に記載の反応器。The cross-sectional area of the space is 0.5 to 5% of the cross-sectional area of the reactor shell, the cross-sectional area of the disc-type baffle is 50 to 95% of the cross-sectional area of the reactor, and the perforated disk type The reactor according to claim 1 or 2, wherein the baffle plate has a hole cross-sectional area of 2 to 25% of the cross-sectional area of the reactor. 更に、反応器シェルに配置された該環状導管または循環装置の熱媒循環口に冷却後の熱媒を反応器に循環させるための熱媒導入口を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の反応器。Furthermore, the heating medium circulation port of the reactor shell arranged annular conduit or circulation apparatus, characterized by having a heating medium inlet for circulating the reactor heating medium after cooling, claim 1 The reactor in any one of -3. 更に、反応器シェル内に熱媒とともに導入されて溜まるガスを反応器シェル外に排出するためのガス排出導管を配設することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の反応器。The reaction according to any one of claims 1 to 4, further comprising a gas discharge conduit for discharging a gas introduced into the reactor shell together with the heat medium and accumulated outside the reactor shell. vessel. 更に、該環状導管は、熱媒が貫通する複数の開口列を有し、開口幅は該中心間隔の5〜50%、さらに開口長/開口幅の値は0.2〜20の範囲であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の反応器。Further, the annular conduit has a plurality of opening rows through which the heat medium passes, the opening width is 5 to 50% of the center interval, and the opening length / opening width value is in the range of 0.2 to 20. The reactor according to any one of claims 1 to 5, wherein 該開口列の少なくとも1列は、2以上の開口を有することを特徴とする、請求項6に記載の反応器。The reactor according to claim 6, wherein at least one of the openings has two or more openings. 該反応器シェル内を反応管の長さ方向に対して2個以上の閉空間に仕切る一枚以上の遮蔽板を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の反応器。The reaction according to any one of claims 1 to 7, further comprising one or more shielding plates for partitioning the inside of the reactor shell into two or more closed spaces with respect to the length direction of the reaction tube. vessel. (メタ)アクリル酸または(メタ)アクロレイン製造用である、請求項1〜8のいずれかに記載の反応器。The reactor according to any one of claims 1 to 8, which is used for producing (meth) acrylic acid or (meth) acrolein. 請求項1〜9のいずれかに記載の反応器を用いた、(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクロレインの製造方法。The manufacturing method of (meth) acrylic acid and / or (meth) acrolein using the reactor in any one of Claims 1-9.
JP2000264571A 1999-08-31 2000-08-31 Catalytic gas phase oxidation reactor Expired - Lifetime JP3732080B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000264571A JP3732080B2 (en) 1999-08-31 2000-08-31 Catalytic gas phase oxidation reactor

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24605899 1999-08-31
JP11-246058 1999-08-31
JP2000264571A JP3732080B2 (en) 1999-08-31 2000-08-31 Catalytic gas phase oxidation reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001137689A JP2001137689A (en) 2001-05-22
JP3732080B2 true JP3732080B2 (en) 2006-01-05

Family

ID=26537550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000264571A Expired - Lifetime JP3732080B2 (en) 1999-08-31 2000-08-31 Catalytic gas phase oxidation reactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3732080B2 (en)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4092090B2 (en) 2001-06-26 2008-05-28 株式会社日本触媒 Solid particle packed reactor and catalytic gas phase oxidation method using the reactor
JP4028392B2 (en) * 2002-01-11 2007-12-26 三菱化学株式会社 Gas phase catalytic oxidation method
JP4145607B2 (en) 2002-08-23 2008-09-03 三菱化学株式会社 Vapor phase catalytic oxidation method using multitubular reactor
JP4212888B2 (en) 2002-12-26 2009-01-21 三菱化学エンジニアリング株式会社 Plate type catalytic reactor
JP4041420B2 (en) 2003-03-14 2008-01-30 株式会社日本触媒 Emergency stop method for gas phase reactor
TWI311131B (en) * 2003-03-25 2009-06-21 Basf Ag Heterogeneously catalyzed partial gas phase oxidation of propene to acrolein
EP1611077B1 (en) * 2003-03-25 2008-03-19 Basf Se Method for the heterogeneously catalysed partial gas phase oxidation of propene to form acrylic acid
ATE362909T1 (en) * 2003-03-25 2007-06-15 Basf Ag PROCESS OF HETEROGENEOUSLY CATALYSED PARTIAL GAS PHASE OXIDATION OF ACROLEIN TO ACRYLIC URE
RU2367646C2 (en) * 2003-07-24 2009-09-20 Басф Акциенгезелльшафт Method for preparation of methacrolein and/or methacrylic acid
KR100553825B1 (en) * 2003-09-01 2006-02-21 주식회사 엘지화학 Method of producing unsaturated aldehyde and unsaturated acid in fixed-bed catalytic partial oxidation reactor with enhanced heat control system
IN2006KN00738A (en) 2003-12-24 2007-08-03 Lg Chemical Ltd
US7265250B2 (en) 2003-12-26 2007-09-04 Lg Chem, Ltd. Method of producing unsaturated aldehyde and/or unsaturated fatty acid
TWI342877B (en) 2003-12-26 2011-06-01 Lg Chemical Ltd Method of producing unsaturated aldehyde and/or unsaturated acid
WO2005072859A1 (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Sumitomo Chemical Company, Limited Filler for vapor-phase reaction
JP4205035B2 (en) 2004-09-27 2009-01-07 住友化学株式会社 Multi-tube reactor for catalytic gas phase reaction
KR100850857B1 (en) * 2005-02-01 2008-08-06 주식회사 엘지화학 Method of producing unsaturated fatty acid
US7897813B2 (en) 2006-07-19 2011-03-01 Nippon Shokubai Co., Ltd. Reactor for gas phase catalytic oxidation and a process for producing acrylic acid using it
US20100130777A1 (en) * 2007-07-27 2010-05-27 Michio Tanimoto Process for producing acrylic acid by two-stage catalytic vapor-phase oxidation
JP5942391B2 (en) * 2011-11-15 2016-06-29 Jsr株式会社 Reaction tube, multitubular reactor and method for producing unsaturated compound using the same
JP2023012391A (en) * 2021-07-13 2023-01-25 三菱重工業株式会社 Isothermal reaction apparatus
CN114011343B (en) * 2021-12-01 2024-11-05 亳州聚识信息科技有限公司 A kind of methyl mercaptan preparation equipment
CN118527094B (en) * 2024-06-28 2025-04-08 中山致安化工科技有限公司 Reactor and reaction system comprising same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001137689A (en) 2001-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3732080B2 (en) Catalytic gas phase oxidation reactor
US6808689B1 (en) Reactor for catalytic gas phase oxidation
JP3646027B2 (en) Reactor for catalytic gas phase oxidation and method for producing (meth) acrylic acid using the same
US4203906A (en) Process for catalytic vapor phase oxidation
JP3631406B2 (en) Multitubular reactor for catalytic gas phase oxidation reactions.
JP3948798B2 (en) Acrylic acid production method
JP4092090B2 (en) Solid particle packed reactor and catalytic gas phase oxidation method using the reactor
US8673245B2 (en) Fixed-bed reactor and process for producing acrylic acid using the reactor
JP3559456B2 (en) Catalytic gas phase oxidation method and multitubular reactor
CN1083421C (en) Catalytic gas-phase oxidation of acrolein to acrylic acid
JP3895527B2 (en) Catalytic gas phase oxidation method
JPH0892147A (en) Catalytic oxidizing method for propene into acrolein in vapor phase
WO2004058389A1 (en) Plate type catalytic reaction oven
EP1080781B1 (en) Method for catalytic gas phase oxidation
JP4867129B2 (en) Method for producing (meth) acrylic acid or (meth) acrolein
JP2001137688A (en) Multi-tube reactor
JP4163021B2 (en) Vapor phase catalytic oxidation method using multi-tube heat exchanger type reactor
JP4108521B2 (en) Multi-tube reactor
WO2005110960A1 (en) Process for producing (meth)acrolein or (meth)acrylic acid
JP4163895B2 (en) Method for producing (meth) acrolein and (meth) acrylic acid
JP5171031B2 (en) Reactor for catalytic gas phase oxidation and method for producing acrylic acid using the same
JP4028392B2 (en) Gas phase catalytic oxidation method
RU2004124371A (en) MULTI-TUBE REACTOR, METHOD OF CATALYTIC OXIDATION IN STEAM PHASE USING MULTI-TUBE REACTOR AND METHOD OF STARTING MULTI-TUBE REACTOR

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040701

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20050422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050628

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051011

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3732080

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081021

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091021

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091021

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101021

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101021

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121021

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131021

Year of fee payment: 8

EXPY Cancellation because of completion of term