JPH0724757B2 - 発熱反応の過程における冷却方法および発熱反応を行なうための反応器、特に撹拌反応器 - Google Patents
発熱反応の過程における冷却方法および発熱反応を行なうための反応器、特に撹拌反応器Info
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- JPH0724757B2 JPH0724757B2 JP62191531A JP19153187A JPH0724757B2 JP H0724757 B2 JPH0724757 B2 JP H0724757B2 JP 62191531 A JP62191531 A JP 62191531A JP 19153187 A JP19153187 A JP 19153187A JP H0724757 B2 JPH0724757 B2 JP H0724757B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、冷却液を下方が閉鎖された垂直な加熱チユー
ブに上方から供給しかつ生成した蒸気を冷却液に対し向
流として上方へ排出する特に撹拌反応器における発熱反
応の過程での冷却方法、並びに発熱反応を行なうための
反応器、特に撹拌反応器に関するものである。
ブに上方から供給しかつ生成した蒸気を冷却液に対し向
流として上方へ排出する特に撹拌反応器における発熱反
応の過程での冷却方法、並びに発熱反応を行なうための
反応器、特に撹拌反応器に関するものである。
この種の公知の反応器（ドイツ特許第952435号）におい
ては、加熱チユーブは、いわゆる「フイールドチユー
ブ」として形成され、すなわちこれは二重壁部を備えて
両側が開放した内側チユーブに冷却液を下方向に供給す
ると共に両チユーブ間から発生した蒸気を抽気して、こ
れを中間ベースを介して反応空間から分離された凝縮空
間に接続するよう構成されている。
ては、加熱チユーブは、いわゆる「フイールドチユー
ブ」として形成され、すなわちこれは二重壁部を備えて
両側が開放した内側チユーブに冷却液を下方向に供給す
ると共に両チユーブ間から発生した蒸気を抽気して、こ
れを中間ベースを介して反応空間から分離された凝縮空
間に接続するよう構成されている。
この反応器およびここで用いられる冷却法は、発生する
熱量が少ない場合にのみ適している。何故なら、熱交換
度が充分には大きくないからである。冷却チユーブの二
重壁部のため、内側チユーブを外側チユーブに支持しな
ければならないので、構造上の無駄が顕著である。
熱量が少ない場合にのみ適している。何故なら、熱交換
度が充分には大きくないからである。冷却チユーブの二
重壁部のため、内側チユーブを外側チユーブに支持しな
ければならないので、構造上の無駄が顕著である。
他方、化学反応の温度経過を、回収チユーブに対し垂直
なチユーブを配置してこれらに水銀を部分的に充填する
ことにより調節することも知られている（英国特許第14
4 614号）。この水銀は化学反応の熱発生に際し蒸発し
て、その蒸気がチユーブの上方に充填された部分にて再
び沈着する。したがつて、冷却回路はチユーブの内側に
存在する。蒸気は横方向に伸びる回収チユーブまで到達
してはならない。何故なら、冷却チユーブが不均一に充
填されかつ殆んど充填されていないチユーブが発生する
という危険が生ずるからである。対応する熱量を取出す
には、このチユーブを極めて長くせねばならず、このこ
とはさらにその安定性に影響を及ぼす。
なチユーブを配置してこれらに水銀を部分的に充填する
ことにより調節することも知られている（英国特許第14
4 614号）。この水銀は化学反応の熱発生に際し蒸発し
て、その蒸気がチユーブの上方に充填された部分にて再
び沈着する。したがつて、冷却回路はチユーブの内側に
存在する。蒸気は横方向に伸びる回収チユーブまで到達
してはならない。何故なら、冷却チユーブが不均一に充
填されかつ殆んど充填されていないチユーブが発生する
という危険が生ずるからである。対応する熱量を取出す
には、このチユーブを極めて長くせねばならず、このこ
とはさらにその安定性に影響を及ぼす。
本発明の目的は、より大きい熱移動を達成することがで
きかつ冷却系の構成が簡単となるような冷却法および反
応器を提供するにある。
きかつ冷却系の構成が簡単となるような冷却法および反
応器を提供するにある。
この目的は、本発明によれば、 （ａ）蒸気を加熱チユーブにて冷却液に対し向流として
直接接触させ、 （ｂ）加熱チユーブの開口部に冷却液を溢出させ、かつ （ｃ）加熱チユーブから流出する蒸気を前記溢出冷却液
中に流過させる ことによって達成される。
直接接触させ、 （ｂ）加熱チユーブの開口部に冷却液を溢出させ、かつ （ｃ）加熱チユーブから流出する蒸気を前記溢出冷却液
中に流過させる ことによって達成される。
これにより多量の熱量を単位時間当りに抜取ることがで
き、全加熱チユーブが常に冷却液と充分に接触すること
が確保される。加熱チユーブの壁部における温度低下は
極めて低く、たとえば約10℃程度に保つことができる。
これにより達成される全体的に均一な熱移動により、加
熱チユーブの長使用寿命が確保される。加熱チユーブの
開口部全体に存在する冷却液相を蒸気が貫通せねばなら
ないことも、驚くことに欠点とならない。勿論、冷却液
は減圧下もしくは加圧下で使用することもできる。
き、全加熱チユーブが常に冷却液と充分に接触すること
が確保される。加熱チユーブの壁部における温度低下は
極めて低く、たとえば約10℃程度に保つことができる。
これにより達成される全体的に均一な熱移動により、加
熱チユーブの長使用寿命が確保される。加熱チユーブの
開口部全体に存在する冷却液相を蒸気が貫通せねばなら
ないことも、驚くことに欠点とならない。勿論、冷却液
は減圧下もしくは加圧下で使用することもできる。
好ましくは、蒸気中に含まれる熱量を回収する。このよ
うな蒸気エネルギの利用は、この方法を特に経済的にす
る。
うな蒸気エネルギの利用は、この方法を特に経済的にす
る。
その際、好ましくは熱回収に際して生じた凝縮液を冷却
液として加熱チユーブに再び供給する。
液として加熱チユーブに再び供給する。
熱回収並びにこの種の冷却回路自身は公知であつて、経
済性に寄与する。
済性に寄与する。
特に一般的には、水を冷却液として使用する場合、加熱
チユーブから流出する際の水蒸気の速度を0.2〜15m/s、
好ましくは0.2〜8m/sとすれば好適である。
チユーブから流出する際の水蒸気の速度を0.2〜15m/s、
好ましくは0.2〜8m/sとすれば好適である。
この蒸気速度の範囲内で操作すれば、冷却に関する障害
のない工程経過が期待される。しかしながら、たとえば
常圧にて40〜250℃の沸点温度を有する有機溶剤も使用
することができる。反応空間の容積は、発生する蒸気の
圧力と同様に大して重要でない。反応空間の容積は一般
に２〜100m3であり、かつ０〜30バールの過剰圧力の蒸
気が発生する。
のない工程経過が期待される。しかしながら、たとえば
常圧にて40〜250℃の沸点温度を有する有機溶剤も使用
することができる。反応空間の容積は、発生する蒸気の
圧力と同様に大して重要でない。反応空間の容積は一般
に２〜100m3であり、かつ０〜30バールの過剰圧力の蒸
気が発生する。
発熱反応を行なうための新規な反応器、特に撹拌反応器
は密閉容器から出発し、この容器に中間ベースを設け、
ここに下方向へ突出するその下端部が閉鎖された加熱チ
ユーブを固定すると共に、中間ベースの下方には入口お
よび出口を設けた反応空間を存在させかつ中間ベースの
上方には凝縮液回収空間を配置する。
は密閉容器から出発し、この容器に中間ベースを設け、
ここに下方向へ突出するその下端部が閉鎖された加熱チ
ユーブを固定すると共に、中間ベースの下方には入口お
よび出口を設けた反応空間を存在させかつ中間ベースの
上方には凝縮液回収空間を配置する。
この新規性は、 （ａ） 加熱チユーブが簡単な壁部を備え、 （ｂ） 凝縮液回収空間を冷却液分配空間として同時に
形成し、ここに （ｃ） 冷却液供給導管を開口せ、かつ （ｄ） 蒸気導管をそこから導出し、さらに （ｅ） 冷却液分配空間には供給導管に配置された弁に
対し作用する充填調整器を付設することにある。
形成し、ここに （ｃ） 冷却液供給導管を開口せ、かつ （ｄ） 蒸気導管をそこから導出し、さらに （ｅ） 冷却液分配空間には供給導管に配置された弁に
対し作用する充填調整器を付設することにある。
加熱チユーブの簡単な壁部は、反応器の冷却部分の構造
を一層無駄なくすると共に冷却効果を向上させる。冷却
液分配空間としての凝縮液回収室の形状は、蒸気と共に
導入された液滴が加熱チユーブに再び直接供給されると
いう利点を有する。冷却液供給導管に対する冷却液の供
給並びに蒸気排出導管に対する蒸気の排出は、充填調整
器によつて供給導管における弁が加熱チユーブ全体に常
に充分高い冷却液の相を存在させるべく作動することを
可能にする。
を一層無駄なくすると共に冷却効果を向上させる。冷却
液分配空間としての凝縮液回収室の形状は、蒸気と共に
導入された液滴が加熱チユーブに再び直接供給されると
いう利点を有する。冷却液供給導管に対する冷却液の供
給並びに蒸気排出導管に対する蒸気の排出は、充填調整
器によつて供給導管における弁が加熱チユーブ全体に常
に充分高い冷却液の相を存在させるべく作動することを
可能にする。
好ましくは、加熱チユーブの冷却面と反応空間の容積と
の比は40〜400m2/m3である。
の比は40〜400m2/m3である。
この範囲の比において、加熱チユーブの阻害なしに高い
熱移動が保証される。
熱移動が保証される。
好ましくは冷却液分配空間はリング状に形成されると共
に、容器の中心軸線には撹拌機を配置する。
に、容器の中心軸線には撹拌機を配置する。
この撹拌機の中心配置並びにその周囲に配置されたリン
グ状の加熱チユーブにより、反応空間における良好な流
動比が得られ、これにより熱移動もしくは熱放出が好適
となる。
グ状の加熱チユーブにより、反応空間における良好な流
動比が得られ、これにより熱移動もしくは熱放出が好適
となる。
特に好適な実施例によれば、容器には蓋体を設け、この
蓋体を同心蓋体と中心蓋体とに分割し、その際外側蓋体
がリング状冷却分配空間を覆うと共に、内側蓋体には撹
拌機を支承する。
蓋体を同心蓋体と中心蓋体とに分割し、その際外側蓋体
がリング状冷却分配空間を覆うと共に、内側蓋体には撹
拌機を支承する。
反応空間における発熱化学反応の方式は重要でない。こ
の新規な反応器は特に、懸濁された固体の水添触媒によ
る芳香族アミンの水素化に適している。これには、200
〜10,000本の加熱チユーブを備えた容器を使用すること
ができる。
の新規な反応器は特に、懸濁された固体の水添触媒によ
る芳香族アミンの水素化に適している。これには、200
〜10,000本の加熱チユーブを備えた容器を使用すること
ができる。
以下、添付図面を参照して本発明をさらに説明する。
撹拌反応器は容器１で構成され、この容器は容器下部２
と付設部材３とに分割される。容器下部２には下方が開
口した供給接続部４を配置して反応用の物質を導入す
る。11.2m3の容積を有する反応空間を参照符号５で示
す。反応空間５のほぼ2/3の高さには、反応生成物用の
排出接続部６を配置する。容器下部２の上縁部にはフラ
ンジ７を設けて、これに付設部材３の下部フランジ８を
螺着する。この付設部材３にはリング状の中間ベース９
を熔接する。
と付設部材３とに分割される。容器下部２には下方が開
口した供給接続部４を配置して反応用の物質を導入す
る。11.2m3の容積を有する反応空間を参照符号５で示
す。反応空間５のほぼ2/3の高さには、反応生成物用の
排出接続部６を配置する。容器下部２の上縁部にはフラ
ンジ７を設けて、これに付設部材３の下部フランジ８を
螺着する。この付設部材３にはリング状の中間ベース９
を熔接する。
この中間ベース９には2600本の加熱チユーブ10を熔接す
ると共に、これらを反応空間５に突入させかつ簡単な壁
部のみを存在させる。これらは肉厚3mmにて25mmの外径
を有する。閉鎖された下端部には、その状態にて連結片
11により安定化されている。中間ベース９の内縁部から
壁部12が上方向へ垂直に突出すると共に、リングフラン
ジ13で終端する。このリングフランジ13には同心蓋体1
4,15を螺着し、その際外側蓋体14はさらに付設部材３の
フランジ16にも固定される。
ると共に、これらを反応空間５に突入させかつ簡単な壁
部のみを存在させる。これらは肉厚3mmにて25mmの外径
を有する。閉鎖された下端部には、その状態にて連結片
11により安定化されている。中間ベース９の内縁部から
壁部12が上方向へ垂直に突出すると共に、リングフラン
ジ13で終端する。このリングフランジ13には同心蓋体1
4,15を螺着し、その際外側蓋体14はさらに付設部材３の
フランジ16にも固定される。
このようにして、中間ベース９と壁部12と蓋体14とは付
設部材３の壁部17と共にリング状の分配−かつ凝縮液分
離空間18を形成する。この分配−かつ凝縮液分離空間18
には冷媒用の入口19と発生した蒸気の出口20とを設け
る。さらに、充填調整器21を設けて、これを供給導管23
における遮断部材22に対し作用させる。蓋体15には撹拌
装置24を中心支承する。反応空間５においては、3,569k
g/hの原料を240kg/hの水素と水添触媒の存在下で反応さ
せる。分配−かつ分離空間18においては、80℃の温度を
有する8000kg/hの水を供給し、８バールの絶対圧力化で
蒸発させる。反応器における生成物の温度は182℃であ
る。反応空間18におけるレベルは、中間ベース９の100
〜600nm下に設定される。
設部材３の壁部17と共にリング状の分配−かつ凝縮液分
離空間18を形成する。この分配−かつ凝縮液分離空間18
には冷媒用の入口19と発生した蒸気の出口20とを設け
る。さらに、充填調整器21を設けて、これを供給導管23
における遮断部材22に対し作用させる。蓋体15には撹拌
装置24を中心支承する。反応空間５においては、3,569k
g/hの原料を240kg/hの水素と水添触媒の存在下で反応さ
せる。分配−かつ分離空間18においては、80℃の温度を
有する8000kg/hの水を供給し、８バールの絶対圧力化で
蒸発させる。反応器における生成物の温度は182℃であ
る。反応空間18におけるレベルは、中間ベース９の100
〜600nm下に設定される。
図面は、本発明を実施するための撹拌反応器の略図であ
る。 １……容器、５……反応空間、９……中間ベース、10…
…加熱チユーブ。
る。 １……容器、５……反応空間、９……中間ベース、10…
…加熱チユーブ。
Claims (8)
- 【請求項１】冷却液を下方が閉鎖された垂直な加熱チユ
ーブ（10）に上方から供給しかつ生成した蒸気を冷却液
に対し向流として上方へ排出する、特に撹拌反応器にお
ける発熱反応の過程での冷却方法において、 （ａ）蒸気を加熱チユーブ（10）にて冷却液に対し向流
として直接接触させ、 （ｂ）加熱チユーブ（10）の開口部に冷却液を溢出さ
せ、かつ （ｃ）加熱チユーブ（10）から流出する蒸気を前記溢出
冷却液中に流過させる ことを特徴とする冷却方法。 - 【請求項２】蒸気に含まれる熱エネルギを回収すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項３】熱回収の際に生じた凝縮液を冷却液として
加熱チユーブ（10）に再び供給することを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の方法。 - 【請求項４】冷却液として水を使用する際加熱チユーブ
から流出する蒸気の速度が0.2〜15m/s、好ましくは0.2
〜8m/sであることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜
第３項のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項５】密閉容器（１）を備え、この容器（１）が
中間ベース（９）を備えて、ここに下方へ突出しかつそ
の下端部が閉鎖された加熱チユーブ（10）を固定すると
共に、中間ベース（９）の下方には入口（４）と出口
（６）とを設けた反応空間（５）を存在させかつ中間ベ
ース（９）の上方には凝縮液回収空間（18）を配置して
なる発熱反応を行うための反応器、特に撹拌反応器にお
いて、 （ａ）加熱チユーブ（10）が簡単な壁部を備え、 （ｂ）凝縮液回収空間（18）を冷却液分配空間（18）と
して同時に形成し、ここに （ｃ）冷却液供給導管（19）を開口させ、かつ （ｄ）蒸気導管（20）をそこから導出し、 （ｅ）冷却液分配空間（18）には供給導管（23）に配置
された弁（22）に対して作用する充填調整器（21）を付
設したことを特徴とする発熱反応を行なうための反応
器。 - 【請求項６】加熱チューブ（10）の冷却面と反応空間
（５）の容積との比が40〜400m2/m3であることを特徴と
する特許請求の範囲第５項記載の反応器。 - 【請求項７】冷却液分配空間（18）をリング状に形成す
ると共に、容器（１）の中心軸線には撹拌装置（24）を
配置したことを特徴とする特許請求の範囲第５項または
第６項いずれか一項に記載の反応器。 - 【請求項８】容器（１）には蓋体（14,15）を設けてこ
れを同心蓋体（14）と中央蓋体（15）とに分割し、外側
蓋体（14）がリング状の液体分配空間（18）を覆うと共
に内側蓋体（15）にて撹拌装置（24）を支承することを
特徴とする特許請求の範囲第５項〜第７項のいずれか一
項に記載の反応器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19863635217 DE3635217A1 (de) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | Verfahren und ruehrreaktor fuer die durchfuehrung von exothermen reaktionen |
| DE3635217.9 | 1986-10-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63104645A JPS63104645A (ja) | 1988-05-10 |
| JPH0724757B2 true JPH0724757B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=6311836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62191531A Expired - Fee Related JPH0724757B2 (ja) | 1986-10-16 | 1987-08-01 | 発熱反応の過程における冷却方法および発熱反応を行なうための反応器、特に撹拌反応器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5387396A (ja) |
| EP (1) | EP0263935B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0724757B2 (ja) |
| BR (1) | BR8704098A (ja) |
| DE (2) | DE3635217A1 (ja) |
| ES (1) | ES2015559B3 (ja) |
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