CN109999733A - 流化床反应器及使用其的腈化合物的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明防止触媒堆积于反应器的内壁的凹部，而防止装置的劣化或对反应的不良影响。进而，防止堆积于反应器的内壁的凹部的催化剂因接触外部空气而急遽发热。此外，防止催化剂颗粒堆积于反应器内部的突出部，而防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。进而，防止堆积于反应器的突出部的催化剂颗粒因接触外部空气而急遽发热。

Description

流化床反应器及使用其的腈化合物的制造方法
本申请是中国专利申请《流化床反应器及使用其的腈化合物的制造方法》的分案申请，原申请的申请号为201580019487.0，申请日为2015年04月17日。
技术领域
本发明是有关于一种流化床反应器，详细而言是有关于一种防止在其内部催化剂粒子的堆积的流化床反应器及使用其的腈化合物的制造方法。
背景技术
流化床反应器用于各种工业反应。例如丙烯腈等腈化合物是利用丙烯等烃的氨氧化法(ammoxidation)工业性制造。作为腈化合物的制造方法，通常已知有在金属氧化物催化剂的存在下进行气相氧化反应的方法。有记载该气相氧化反应是将作为原料的烃、氨、及空气等含氧气体导入至反应器，在所述金属氧化物催化剂的存在下进行氨氧化反应而制造腈化合物(专利文献1、专利文献2)。专利文献1、专利文献2中所使用的反应器为流化床反应器，在反应器的内部填充有所述催化剂，且在反应器的内壁通常具有人孔(manhole)或温度计插入孔等各种尺寸大小的凹部，该人孔用于检查，该温度计插入孔用于将热电偶温度计插入反应器内。此外，在专利文献1、专利文献2中所使用的反应器等流化床反应器的内部填充有所述催化剂，且通常具有梁、支柱(support)或旋风分离器(cyclone)的上部等反应器内部的突出部。
在流化床反应器的所述凹部及所述突出部，容易堆积所述金属氧化物催化剂。
若在反应器的内部，催化剂堆积于凹部、突出部等，有如下情况：无法顺利进行排热，而在反应器内产生热点(hotspot)，导致催化剂粒子的堆积部的反应器的材质劣化、喷嘴(nozzle)等的材质腐蚀。而且，有如下情况：因催化剂粒子堆积而导致催化剂颗粒还原劣化，使目标反应产量下降等，对气相氧化反应产生不良影响。此外，当停止本反应并将人孔等所述凹部等打开时，有堆积的催化剂颗粒接触外部空气后产生急遽的氧化反应而发热的情况。
作为消除所述凹部等工业装置的死空间(dead space)的一般方法，例如提出有在丙烯腈的工业制造工艺(process)中，向脱氢氰酸脱水塔的死空间(人孔)插入芯子(专利文献3)。记载有利用专利文献3中所使用的芯子，可防止丙烯腈及氢氰酸长时间滞留于所述死空间而产生聚合的情况。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本公开专利公报“日本专利特开2005-193172号公报”
[专利文献2]日本公开专利公报“日本专利特开2006-247452号公报”
[专利文献3]日本公开专利公报“日本专利特开2007-39403号公报”
发明内容
[发明所欲解决之课题]
然而，专利文献3的方法中，关于从装置内壁侧安装于脱氢氰酸脱水塔的人孔的芯子优选使用何种芯子、如何设置可更好地消除死空间，并无具体公开，亦无通用方面的启发。因此，需求如下对策：用于防止催化剂堆积于流化床反应器的内壁的凹部，而防止装置的劣化或对反应的不良影响。
另外，需求如下对策：用于防止催化剂颗粒堆积于流化床反应器的内部的突出部，而防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。
因此，本发明的目的在于解决所述以往的问题点，防止催化剂堆积于反应器的内壁的凹部，而防止装置的劣化或对反应的不良影响。进而，目的在于防止堆积于反应器的内壁的凹部的催化剂因接触外部空气而急遽发热。此外，本发明的目的在于防止催化剂颗粒堆积于反应器内部的突出部，而防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。进而，目的在于防止堆积于反应器的突出部的催化剂颗粒因接触外部空气而急遽发热。
[解决课题之手段]
本发明者发现，对于在流化床反应器的催化剂会接触的反应器的内壁所设有的凹部，藉由设置催化剂防堆积部件，可防止催化剂堆积于反应器的内壁的凹部，而防止装置的劣化或对反应的不良影响。而且发现，若设置催化剂防堆积部件，可防止堆积于反应器的内壁的凹部的催化剂因接触外部空气而急遽发热，从而解决所述课题。进而发现，藉由不在反应器的内壁形成凹部，亦可同样地解决所述课题。
另外，本发明者发现，对于在流化床反应器的催化剂颗粒会接触的反应器内部的突出部或反应器内部的附带装置的水平部，藉由设置催化剂颗粒的防堆积部件，可防止催化剂颗粒堆积于反应器内部的突出部或反应器内部的附带装置的水平部，而防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。进而发现，可防止堆积于反应器内部的突出部或反应器内部的附带装置的水平部的催化剂颗粒因接触外部空气而急遽发热，从而解决所述课题。
即，本发明是一种流化床反应器，是容纳流化床的催化剂颗粒的反应器，且在所述反应器内的与催化剂颗粒接触的反应器的内壁上不设有凹部，或者在设有的凹部上设置有防堆积部件。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述防堆积部件包含填充于所述凹部内的封入材料。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述防堆积部件包含：内盖，其材质与所述反应器的内壁相同；隔热材料，其填充于所述内盖与所述反应器之间；以及封入材料，其包含水泥(cement)且填充所述凹部的剩余间隙。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述内盖为碳钢(carbon steel)或者不锈钢(stainless steel)。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中调整成在设于所述凹部的防堆积部件与反应器内壁面之间无高低差。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述防堆积部件为对所述凹部吹入气体的气体吹入口。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述防堆积部件是以向上凸的倾斜结构或者向上凸的曲面结构构成所述突出部的上部。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中构成突出部的上部的材质与所述反应器的内壁相同。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述防堆积部件是对所述突出部吹送气体的部件。
另外，本发明如所述流化床反应器，其中所述突出部为碳钢或者不锈钢。
此外，本发明是一种腈化合物的制造方法，使用所述流化床反应器，一面防止催化剂颗粒堆积于反应器内存在的、所述反应器内的与催化剂颗粒接触的突出部或者凹部，一面进行氨氧化反应。
[发明的效果]
若使用本发明的流化床反应器进行氧化反应，催化剂不会堆积于凹部，因此，可防止装置的劣化或对反应的不良影响。
进而，在用于氨氧化反应的含有钼的金属氧化物催化剂等的情况下，当停止反应并打开反应器时，存在与反应器接触且还原劣化的堆积催化剂接触外部空气而被氧化，发热至150℃左右的情况，但藉由设置所述防堆积部件或者不设有凹部，可防止催化剂的高温发热。
另外，若使用本发明的流化床反应器进行气相氧化反应，催化剂颗粒不会堆积于反应器内的突出部或反应器内部的附带装置的水平部，因此，可防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。
进而，在使用含有钼的金属氧化物催化剂进行氨氧化反应的情况下，当停止反应并打开反应器时，存在与反应器接触且还原劣化的堆积催化剂接触外部空气而被急遽氧化，发热至150℃左右的情况，但藉由设置所述防堆积部件，可防止催化剂的高温发热。
附图说明
图1是本发明的流化床反应器的实施方式例的示意图。
图2是表示本发明的设置防堆积部件的凹部的一例的剖面图。
图3是表示本发明的设置防堆积部件的凹部的其他例的剖面图。
图4是本发明的流化床反应器的其他实施方式例的示意图。
图5是本发明的设置防堆积部件的部分的示意图。
符号说明
a、a'：空气
b、b'：混合气体
c、c'：反应气体
d、d'：冷媒
f：气体
11、111：反应器本体
12、112：空气导入管
13、113：吹出口
14、114：催化剂
15、115：原料导入管
16、116：冷却盘管
17、117：制品抽出管
18、118：热交换器
19、119：旋风分离器
20、121：凹部(人孔)
21、122：外盖
22：凹部周壁
23：凹部周缘
31：内盖
32：隔热材料
33：封入材料
41：气体吹入口
120：水平的突出部
131：突出部(梁)
132：三角材料
133：宽度狭窄的突出部(梁)
134：三角材料
135：支柱(支柱部)
136：宽度狭窄的突出部(梁)
137：气体的吹送喷嘴
138：突出部(梁)
139：圆筒状构件
具体实施方式
＜本发明的流化床反应器1＞
以下，对本发明的流化床反应器之一进行详细说明。本发明之一关于一种流化床反应器，其为容纳流化床的催化剂颗粒的反应器，且在所述反应器内的与催化剂颗粒接触的反应器的内壁不设有凹部，或者在所设有的凹部设置有防堆积部件。
作为本发明的气相氧化反应，例如可列举：利用氨氧化法由丙烯及/或丙烷、氨以及空气等含氧气体而制造丙烯腈的反应；或利用丙烯的气相氧化法而制造丙烯酸等烷烃及/或烯烃的氧化反应。使用表示实施方式的例的图1与图2，对其中用于氨氧化反应的流化床反应器的概貌进行说明。
本发明的氨氧化反应中，作为催化剂的代表例，可优选适宜使用含有钼的金属氧化物催化剂、或含有铁、锑的金属氧化物催化剂等。自下方的空气导入管12对气相反应装置的反应器本体11导入空气a，且自吹出口13吹出，藉此使催化剂14流动化。自原料导入管15导入丙烯与氨的混合气体b作为反应原料，使丙烯、氨及空气接触，藉此，利用空气中的氧进行氧化反应，使每1当量的丙烯生成1当量的丙烯腈与3当量的水。为了将该氨氧化反应保持在适当且固定的反应温度，利用通入有冷媒d的冷却盘管(coil)16使反应器本体11内部的反应气体冷却，从而一面进行温度控制一面进行氨氧化反应。反应中生成的含有丙烯腈的反应气体利用旋风分离器19而将催化剂分离，成为含有未反应的氨及作为副产物生成的丙烯酸等杂质的反应气体c而自制品抽出管17被抽出。利用热交换器18使该反应气体c冷却之后，依次送入氨的吸收分离塔、丙烯腈的纯化塔进行纯化，藉此获得制品的丙烯腈。
气相反应装置的反应器由于在开放检查等时人要进入，故而通常安装有作为相对较大的凹部的人孔20。所述人孔20在反应时由外盖21堵住，但孔的部分在反应器内壁形成有凹部。此外，也存在检查孔或在形成反应器的周壁时因焊接等的情况而产生的凹部，且作为相对较小的凹部，存在用于将热电偶温度计插入反应器内的温度计插入孔等各种尺寸大小的凹部的情况。
在如人孔20或检查孔的相对较大的凹部的情况下，就凹部的大小而言，凹部在侧主体部的直径为0.5m～2m左右，凹部在侧主体部的深度为10cm～80cm左右。在如用于将热电偶温度计插入反应器内的温度计插入孔般相对较小的凹部的情况下，就凹部的大小而言，凹部在侧主体部的直径为2cm～50cm左右，凹部在侧主体部的深度为2cm～30cm左右。
本发明的流化床反应器中，在如上所述般各式各样的种类、大小的凹部设置防堆积部件。例如可列举填埋所述凹部的防堆积部件。所谓填埋，即指以在凹部的内部不产生间隙的方式，利用所述防堆积部件填充凹部的内部。此外，作为所述防堆积部件，可列举利用气体进行冲洗以使催化剂不进入凹部内的部件。藉由设置该些防堆积部件，可使催化剂14的微细颗粒不进入凹部的内部而防止催化剂堆积于凹部。
当利用所述防堆积部件填埋凹部时，优选使用在填埋后可固化的水泥等封入材料33。而且，若在所述凹部的与反应器内壁侧接触的部位预安装材质与流化床反应器的内壁相同的内盖31，凹部的内面也可不利用水泥等封入材料进行固定，故而优选。此外，若预先在内盖31的更靠外侧安装隔热材料32，热不易自凹部逸散，故而优选。若将所述内盖与隔热材料一并利用所述封入材料33包围而填埋所述凹部的剩余间隙，催化剂不易堆积于所述凹部，故而更为优选。
作为所述封入材料33，理想的是具有如下流动性且在涂敷后可固化的材料，所述流动性为能够以填埋凹部的孔或间隙的方式进行涂敷的程度。由于气相氧化反应为发热性，故而就耐热性的观点而言，所述封入材料33优选为无机物，例如可列举通常的波特兰水泥(Portland cement)或耐火水泥等。
若在与反应气体直接接触的所述凹部的内面侧，安装材质与反应器的内壁相同的内盖31作为所述防堆积部件的一部分，水泥等所述封入材料与反应气体不会直接接触，而可抑制对气相氧化反应的不良影响。而且，即便当横向安装于反应器的侧主体部的凹部为人孔时，亦可进行水泥的施工。当凹部为圆柱状或者圆锥台时，内盖31的大小优选为覆盖所述凹部的内面侧即整个底面。
所述外盖21、内盖31、及反应器的内壁的材质只要为可耐受气相氧化反应的金属材质，便无特别限定，可采用碳钢、不锈钢等。作为碳钢，并无特别限定，可优选地列举S45C、S55C、S65C等。作为不锈钢，并无特别限定，可优选地列举SUS27、SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L等。就材质的腐蚀劣化与耐热性的观点而言，更优选为不锈钢。
所述金属材质的部分视需要亦可藉由喷镀或镀敷处理等而实施表面处理。作为构成藉由喷镀或镀敷处理等而形成的金属皮膜的金属，例如可列举：钼、铜、银、钛、铝、铬、镍等金属、或INCONEL(注册商标，称作“因科镍”)等含有镍-铬-钼-铁的合金、INCOLOY(注册商标，称作“因科洛依合金”)等含有铝-铬-铁的合金、HASTELLOY(注册商标，称作“哈司特镍合金”)等含有镍-钼-钨的合金、MONEL(注册商标，称作“蒙乃尔合金”)等含有镍-铜的合金、STELLITE(注册商标，称作“司太立特合金”)等含有钴-铬-钨的合金、SUS304等包含镍-铬-铁的不锈钢合金、金属陶瓷(cermet)、碳化铬(chromium carbide)、氧化钛等，可将该些金属单独使用或者复合而使用。
另外，若预先在内盖31与外盖21之间安装隔热材料32作为所述防堆积部件的一部分，可防止热自人孔等凹部逸散，从而保温性提高，易于维持气相氧化反应的条件，而可使反应产量提高。作为该隔热材料32，例如可列举硅酸钙等无机多孔质、或对黏土进行素烧而成的耐火砖(fire brick)、向高炉矿渣(blast furnace slag)及玄武岩(basalt)、其他天然岩石中添加石灰等而成的岩棉(rock wool)等。若形状为砖状或块状，则易于设置且易于利用封入材料33进行固定。
关于由所述防堆积部件形成的内盖31的反应器内壁侧的面，优选为调整成在与所述凹部周边的反应器内壁面之间产生的高低差为不受所述催化剂堆积的影响而可忽视的程度，即，实质上与凹部的周边的面无高低差。所述高低差的大小通常优选为5.0mm以下，更优选为1.0mm以下，进而优选为0.05mm以下。藉此，可防止催化剂堆积于防堆积部件的周边。
若当将所述内盖31及隔热材料32安装于凹部时，以将它们整体固定且包埋的方式涂敷封入材料33，预先填埋与凹部周壁22之间的间隙或隔热材料32与内盖31的间隙、及隔热材料32彼此的间隙等，可更确实地抑制催化剂堆积于凹部，故而优选。当填充该封入材料33时，优选为使内盖31的反应器内壁侧的面与反应器本体11的凹部周缘23的高度一致而调整成实质上无高低差。若封入材料33自凹部周缘23与内盖31的间隙突出，虽催化剂不易堆积于凹部20的内部，但在封入材料33的周边产生的高低差成为堆积坑而有少量催化剂堆积于此处的担忧。即，若凹部周缘23与内盖31有高低差，催化剂会堆积于高低差的部分，而对所述气相氧化反应产生所述不良影响。
另外，作为所述防堆积部件的其他实施方式，可如图3所示般在凹部设置气体的吹入口41以吹入气体f，而防止催化剂堆积于凹部。作为自吹入口吹入的气体，可列举空气、非活性气体、蒸气(steam)等。
此外，作为所述防堆积部件的其他实施方式，可藉由在反应器本体11的内壁不设有凹部，而防止催化剂堆积于凹部。此处，所谓在反应器本体11的内部不设有凹部，是指自设计时间起设为不具有凹部的构造。
藉由利用本发明的防堆积部件来防止催化剂堆积于凹部20及其周边，可防止催化剂的多余的堆积，因此，可防止装置的劣化或对反应的不良影响。另外，藉由设为在反应器内部不设有凹部的构造，可获得同样的效果。进而，利用本发明，当凹部为人孔等可打开的部位时，可防止堆积的还原劣化的催化剂在人孔打开时突然氧化发热的情况。
＜本发明的流化床反应器2＞
以下，对本发明的其他流化床反应器进行详细说明。本发明的流化床反应器之一是如下的流化床反应器，是收纳流化床催化剂颗粒的反应器，且在存在于反应器内的突出部设置有防所述催化剂颗粒的堆积的部件。
作为本发明的气相氧化反应，例如可列举：利用氨氧化法由丙烯及/或丙烷、氨及空气等含氧气体而制造丙烯腈的反应；或利用丙烯的气相氧化法而制造丙烯酸的反应等烷烃及/或烯烃的氧化反应。使用图4与图5对其中用于氨氧化反应的流化床反应器的概貌进行说明。
本发明的氨氧化反应中，作为催化剂的代表例，可优选地使用含有钼的金属氧化物催化剂、或含有铁、锑的金属氧化物催化剂等。自下方的空气导入管112对气相反应装置的反应器本体111导入空气a'，且自吹出口113吹出，藉此使催化剂114流动化。自原料导入管115导入丙烯与氨的混合气体b'作为反应原料，使丙烯、氨及空气接触，藉此利用空气中的氧进行氧化反应，使每1当量的丙烯生成1当量的丙烯腈与3当量的水。为了将该氨氧化反应保持在适当且固定的反应温度，利用通入有冷媒d'的冷却盘管116使反应器本体111内部的反应气体冷却，从而一面进行温度控制一面进行氨氧化反应。反应中生成的含有丙烯腈的反应气体利用旋风分离器119而将催化剂分离，成为含有未反应的氨及作为副产物生成的的丙烯酸等杂质的反应气体c'而自制品抽出管117被抽出。利用热交换器118使该反应气体c'冷却之后，依次送入氨的吸收分离塔、丙烯腈的纯化塔进行纯化，藉此获得制品的丙烯腈。另外，设置有与本发明的流化床反应器1的人孔20同样的人孔121，该人孔121在反应时由外盖122堵住。关于人孔121的说明依照针对本发明的流化床反应器1进行的说明。
在气相反应装置的反应器的内部，为了对冷却管或旋风分离器进行设置或固定等，而安装有梁或支柱等突出部120。
反应器内的梁或支柱等突出部120的宽度为2cm～30cm左右，长度为30cm～8m左右。
本发明的流化床反应器藉由将突出部的上部设为向上凸的倾斜结构或者向上凸的曲面结构，可防止催化剂颗粒堆积于突出部。另外，藉由利用气体冲洗所述突出部，可防止催化剂颗粒堆积于突出部。藉由设置该些防催化剂颗粒的堆积部件，可防止催化剂114的微细颗粒堆积于突出部。
所述突出部120、反应器的内壁的材质只要为可耐受于气相氧化反应的金属材质，便无特别限定。其具体例依照针对本发明的流化床反应器1进行的说明。
所述金属材质视需要亦可藉由喷镀或镀敷处理等而实施表面处理。作为构成藉由施于所述金属材质的喷镀或镀敷处理等而形成的金属皮膜的金属的具体例，依照针对本发明的流化床反应器1进行的说明。
作为所述防堆积部件，藉由在反应器内的突出部，即梁131、梁133及梁138、或支柱部135或反应器内部的附带装置的水平部，即旋风分离器上部等，安装三角材料132或三角材料134、外周面为曲面状的圆筒状构件139作为向上凸的倾斜结构或者向上凸的曲面结构的构件，催化剂颗粒会自突出部的上部或反应器内部的附带装置的水平部的上部落下，因此，可防止催化剂颗粒堆积于突出部的上部或反应器内部的附带装置的水平部的上部。
作为所述倾斜构造或者曲面构造的构件，可优选地使用倾斜结构或者曲面结构的构件的相对于长度方向的垂直剖面形状为三角形状的所述三角材料、为半圆形状的所述圆筒状构件、为梯形形状的构件、为多边形形状的构件等。
作为将本发明的防堆积部件设于所述突出部的上部的方法，可列举将所述倾斜结构或者曲面结构的构件设置于突出部的上部的方法。另外，亦可列举将所述倾斜结构或者曲面结构的构件与所述突出部设为一体成型结构体的方法。
另外，作为所述防堆积部件，亦可设置对宽度狭窄的突出部(梁)136的气体吹送构件。例如，在反应器内的突出部或反应器内部的附带装置的水平部上设置气体的吹送喷嘴137以吹送气体，而可防止催化剂颗粒堆积于反应器内的突出部或反应器内部的附带装置的水平部。作为自气体的吹送喷嘴137吹送的气体，可列举空气、非活性气体、蒸气等。
利用本发明的防堆积部件，可防止催化剂颗粒堆积于突出部或反应器内部的附带装置的水平部及其周边，因此可防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。而且，利用本发明的防堆积部件，可防止堆积的还原劣化催化剂在人孔打开时急遽氧化发热的情况。
[实施例]
以下，利用实施例对本发明进行具体说明，但本发明只要不超出其主旨，则并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
在使用含有钼的金属氧化物催化剂，利用丙烯的氨氧化反应进行丙烯腈的制造的气相氧化反应用流化床反应器中，在该反应器本体的SUS27制的壁面安装的人孔上，将与人孔的内径一致的SUS27制的内盖(直径900mm×深度300mm)自反应器的内壁侧以凹部周缘与内盖的内壁侧的面不产生高低差的方式安装于人孔，且在内盖的外侧的凹部内部铺满硅酸钙制的隔热材料(230mm×110mm×65mm的砖状)之后，利用波特兰水泥填充包含隔热材料的周围的人孔内部的剩余间隙整体，以使凹部周缘的面不产生高低差，并进行干燥后，盖上SUS27制的外盖。
在设置所述防堆积部件的前后，在下述反应条件下跨及相同长度的期间，利用丙烯的氨氧化反应而制造丙烯腈。
向反应器内部，导入84kg的MoBi系催化剂(催化剂组成为Mo：Bi：Fe：Ce：Cr：Ni：Mg：Co：K：Rb：O：SiO2＝12：0.5：2：0.5：0.4：4：1.5：1：0.07：0.06：X：42)作为催化剂14。在冷却盘管16(传热面积：0.33m2)的内部，流通表压(gage pressure)为3kg/cm2的水蒸气作为冷却介质。然后，自原料导入管15向所述反应器的本体11，以流量7.8kg/h导入丙烯，以流量3.5kg/h导入氨，自空气导入管12向所述反应器的本体11以流量54kg/h导入空气，且在440℃的温度环境下进行氨氧化反应。
在设置防堆积部件之前，进行制造后的打开时，确认到堆积于人孔的凹部的催化剂，而在设置防堆积部件之后，进行制造后的打开时，未确认到堆积于人孔的凹部的催化剂。而且，在设置防堆积部件之前，因催化剂堆积所引起的异常加热而产生钢的石墨化现象，可见反应器的材质的劣化，相对于此，在设置防堆积部件之后，无催化剂堆积，因此未见反应器的材质的劣化。
在运转停止后将外盖打开时，在设置防堆积部件之前，人孔周边升温至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
(实施例2)
将硅酸钙制的隔热材料替换成耐火砖，将波特兰水泥替换成耐火水泥，除此以外，进行与实施例1同样的操作及该操作前后的比较，结果与实施例1同样地，相对于设置防堆积部件之前，在设置防堆积部件之后，无催化剂堆积，因此未见材质的劣化。
在运转停止后将外盖打开时，在设置防堆积部件之前，人孔周边升温至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
(实施例3)
将SUS27制替换成藉由镀镍进行过表面处理的SUS304制，除此以外，进行与实施例1同样的操作及该操作前后的比较，结果与实施例1同样地，相对于设置防堆积部件之前，在设置防堆积部件之后，无催化剂堆积，因此未见材质的劣化。
在运转停止后将外盖打开时，在设置防堆积部件之前，人孔周边升温至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
(实施例4)
在利用丙烯的氨氧化反应进行丙烯腈的制造的流化床反应器内部的SUS27制的梁的水平面的上部，安装与梁的宽度及长度一致的SUS27制的三角材料作为防堆积部件。
在设置所述防堆积部件的前后，在下述反应条件下跨及相同长度的期间，利用丙烯的氨氧化反应而制造丙烯腈。
向内壁为SUS27制的反应器内部，导入84kg的MoBi系催化剂(催化剂组成为Mo：Bi：Fe：Ce：Cr：Ni：Mg：Co：K：Rb：O：SiO2＝12：0.5：2：0.5：0.4：4：1.5：1：0.07：0.06：X：42)作为催化剂114。在冷却盘管116(传热面积：0.33m2)的内部，流通表压为3kg/cm2的水蒸气作为冷却介质。然后，自原料导入管115向所述反应器的本体111以流量7.8kg/h导入丙烯，以流量3.5kg/h导入氨，自空气导入管112向所述反应器的本体111以流量54kg/h导入空气，且在440℃的温度环境下进行氨氧化反应。
在设置防堆积部件之前，进行制造后的打开时，确认到堆积于水平的梁的催化剂颗粒，而在设置防堆积部件之后，进行制造后的打开时，未确认到堆积于水平的梁的催化剂颗粒。而且，在设置防堆积部件之前，因催化剂颗粒的堆积所引起的异常加热而产生钢的石墨化现象，可见反应器内部的水平的梁的材质的劣化，相对于此，在设置防堆积部件之后，无催化剂颗粒的堆积，因此未见反应器内部的水平的梁的材质的劣化。
在运转停止后将外盖开放时，在设置防堆积部件之前，水平的梁升温至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
(实施例5)
在反应器内的冷却用配管的支柱的水平面的上部，设置圆筒状构件139作为向上凸的曲面结构构件，且进行与实施例4同样的操作及该操作前后的比较，结果与实施例4同样地，相对于设置防堆积部件之前，在设置防堆积部件之后，无催化剂堆积，因此未见支柱的材质的劣化。
在运转停止后将外盖打开时，在设置防堆积部件之前，支柱及支柱周边升温至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
(实施例6)
将SUS27制替换成藉由镀镍进行过表面处理的SUS304制，除此以外，进行与实施例4同样的操作及该操作前后的比较，结果与实施例4同样地，相对于设置防堆积部件之前，在设置防堆积部件之后，无催化剂堆积，因此未见水平的梁的材质的劣化。
在运转停止后将外盖打开时，在设置防堆积部件之前，水平的梁升温至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
(实施例7)
不安装三角材料，一面自SUS27制的管(pipe)以流量5m3/h向SUS27制的梁的水平面的上部吹送空气，一面进行与实施例4同样的操作及该操作前后的比较，结果与实施例4同样地，相对于设置防堆积部件之前，在设置防堆积部件之后，无催化剂堆积，因此未见水平的梁的材质的劣化。
在运转停止后将外盖开放时，在设置防堆积部件之前，水平的梁加热至150℃，而在设置防堆积部件之后开放时，未成为妨碍作业的程度的高温。
[工业上的可利用性]
根据本发明，可广泛用作如下方法：用于防止催化剂颗粒堆积于流化床反应器的内部的凹部或突出部等，而防止装置的材质劣化或对反应的不良影响。

Claims (6)

1.一种流化床反应器，其为容纳流化床的催化剂颗粒的反应器，其中，在所述反应器内所设有的、所述反应器内的与催化剂颗粒接触的突出部上设置有防堆积部件，所述突出部为从用于固定冷却管而安装的梁和支柱部中选择的至少一个。
2.如权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述防堆积部件为以向上凸的倾斜结构构成所述突出部的上部。
3.如权利要求2所述的流化床反应器，其中，构成所述突出部的上部的材质与所述反应器的内壁相同。
4.如权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述防堆积部件为对所述突出部吹送气体的部件。
5.如权利要求1所述的流化床反应器，其中，所述突出部为碳钢或者不锈钢。
6.一种腈化合物的制造方法，使用如权利要求1至5中任一项所述的流化床反应器，一面防止催化剂颗粒堆积于所述流化床反应器内所设有的、所述流化床反应器内的与催化剂颗粒接触的突出部，一面进行氨氧化反应。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106622044B (zh) * 2017-01-22 2020-05-12 清华大学 一种氨氧化反应器及腈类化合物制备方法
CN110465253B (zh) * 2019-09-22 2021-06-22 太原理工大学 一种反应与分离一体化的防腐耐高温反应装置
KR102404282B1 (ko) * 2019-09-24 2022-05-30 주식회사 엘지화학 유동층 반응기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06106043A (ja) * 1992-09-29 1994-04-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd 遠心流動層の粒子かたより防止装置
JPH1019222A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流動層燃焼炉
CN1202393A (zh) * 1997-05-20 1998-12-23 三井化学株式会社 气相聚合装置
CN102794034A (zh) * 2012-08-27 2012-11-28 神华集团有限责任公司 一种高温高压分离器
CN203517778U (zh) * 2013-10-29 2014-04-02 冯长青 循环流化床锅炉下渣管防堵装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911550B1 (zh) * 1970-10-24 1974-03-18
JPS5743286U (zh) * 1980-08-20 1982-03-09
GB2134921A (en) * 1983-02-14 1984-08-22 Combustion Eng High temperature pyrolysis process
JPS6058999U (ja) * 1983-09-30 1985-04-24 株式会社日立製作所 カバ−の取付構造
JPS6438136A (en) * 1987-08-03 1989-02-08 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Three phase fluidized reaction device
FR2648550B1 (fr) * 1989-06-16 1995-01-27 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif de regulation ou controle du niveau thermique d'un solide pulverulent comportant un echangeur de chaleur a compartiments en lit fluidise ou mobile
JPH08219412A (ja) * 1995-02-10 1996-08-30 Abb Kk 加圧流動床燃焼プラントに於けるサイクロン灰の排出装置
CN1055916C (zh) * 1997-06-06 2000-08-30 中国石油化工总公司 烃类氨氧化流化床反应器
DE19851423A1 (de) * 1998-11-07 2000-05-11 Krupp Uhde Gmbh Vorrichtung zur Bereitstellung eines Blockflansches einer Mannlochöffnung o. dgl., insbesondere bei Wirbelschichtreaktoren
JP2000279751A (ja) * 1999-03-29 2000-10-10 Electric Power Dev Co Ltd 加圧流動床ボイラの脱硝方法及び脱硝装置
JP4741766B2 (ja) * 2001-09-28 2011-08-10 住友化学株式会社 蒸留塔のマンホール構造
US20040052690A1 (en) * 2002-09-12 2004-03-18 Eaton Gerald B. Polymerization reactant injection system
EP1628751A2 (en) * 2003-05-09 2006-03-01 Innovene USA LLC Fluidized bed reactor with gas cooler
JP2004346000A (ja) * 2003-05-21 2004-12-09 Taiyo Kogyo Corp ケミカルリサイクル方法
JP2005193172A (ja) 2004-01-08 2005-07-21 Daiyanitorikkusu Kk 流動反応方法およびアクリロニトリルの製造方法
JP2006247452A (ja) 2005-03-08 2006-09-21 Daiyanitorikkusu Kk 気相反応装置
JP4959158B2 (ja) * 2005-08-05 2012-06-20 旭化成ケミカルズ株式会社 アクリロニトリルの分離回収方法
JP5555026B2 (ja) * 2009-03-26 2014-07-23 三井化学株式会社 流動床反応器を用いて、塩化水素から塩素を製造する方法
WO2013125639A1 (ja) * 2012-02-22 2013-08-29 三菱レイヨン株式会社 気相反応装置
KR101788476B1 (ko) * 2016-12-09 2017-10-20 오씨아이 주식회사 내구성을 향상시킨 유동층 반응기

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06106043A (ja) * 1992-09-29 1994-04-19 Kawasaki Heavy Ind Ltd 遠心流動層の粒子かたより防止装置
JPH1019222A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 流動層燃焼炉
CN1202393A (zh) * 1997-05-20 1998-12-23 三井化学株式会社 气相聚合装置
CN102794034A (zh) * 2012-08-27 2012-11-28 神华集团有限责任公司 一种高温高压分离器
CN203517778U (zh) * 2013-10-29 2014-04-02 冯长青 循环流化床锅炉下渣管防堵装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
崔克清，陶刚: "《化工工艺及安全》", 31 March 2004, 化学工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
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