JP2001310123A - 反応器のスタートアップ方法および反応器システム - Google Patents
反応器のスタートアップ方法および反応器システムInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】反応器の迅速なスタートアップ方法および反応
器システムを提供する。 【解決手段】 管外流体に凝固点５０〜２５０℃の熱媒
を循環させる多管式反応器において、反応管側に温度１
００〜４００℃のガスを導入して昇温を開始し、次いで
加温した熱媒を管外流体側に循環させることを特徴とす
る。予め反応管に昇温ガスを導入することで、熱媒循環
後の熱媒の再凝固を防止し、迅速にスタートアップ達成
できる。
器システムを提供する。 【解決手段】 管外流体に凝固点５０〜２５０℃の熱媒
を循環させる多管式反応器において、反応管側に温度１
００〜４００℃のガスを導入して昇温を開始し、次いで
加温した熱媒を管外流体側に循環させることを特徴とす
る。予め反応管に昇温ガスを導入することで、熱媒循環
後の熱媒の再凝固を防止し、迅速にスタートアップ達成
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反応器のスタート
アップ方法および反応器システムに関し、より詳細に
は、接触気相酸化反応により（メタ）アクリル酸および
／または（メタ）アクロレインを製造する際の反応器の
スタートアップ方法および反応器システムに関する。
アップ方法および反応器システムに関し、より詳細に
は、接触気相酸化反応により（メタ）アクリル酸および
／または（メタ）アクロレインを製造する際の反応器の
スタートアップ方法および反応器システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】アクリル酸は、アクリル繊維共重合体
用、あるいはエマルションとして粘接着剤に用いられる
他、塗料、繊維加工、皮革、建築用材等として用いら
れ、その需要は拡大している。このため、安価な原料を
使用して大型化を可能とし、しかも環境汚染の少ないプ
ロセスの開発が求められており、プロピレン等の接触気
相酸化反応によって製造されることが一般的である。
用、あるいはエマルションとして粘接着剤に用いられる
他、塗料、繊維加工、皮革、建築用材等として用いら
れ、その需要は拡大している。このため、安価な原料を
使用して大型化を可能とし、しかも環境汚染の少ないプ
ロセスの開発が求められており、プロピレン等の接触気
相酸化反応によって製造されることが一般的である。
【０００３】このようなアクリル酸等の接触気相酸化反
応は発熱反応であり、発熱反応を一定温度に維持するた
め、通常は熱媒をポンプによって循環させて反応管を冷
却し、次いで循環路に接続させた冷却器で該熱媒を冷却
する。
応は発熱反応であり、発熱反応を一定温度に維持するた
め、通常は熱媒をポンプによって循環させて反応管を冷
却し、次いで循環路に接続させた冷却器で該熱媒を冷却
する。
【０００４】しかしながら、このような反応器による接
触気相酸化反応のスタートアップ時には、原料ガス供給
前に、反応を促進させるのに適する温度にするために、
あらかじめ反応器を予熱する必要がある。従って、この
ようなスタートアップ時のみの加熱手段として、いわゆ
る多管式反応器において、反応器の外側に付加的に加熱
装置を設けて反応管管束の端部の範囲でこの反応器と接
続させ、この接続箇所に複合閉鎖−調整機構を設けた反
応器が、特公昭５１−２８０６８号公報に開示されてい
る。
触気相酸化反応のスタートアップ時には、原料ガス供給
前に、反応を促進させるのに適する温度にするために、
あらかじめ反応器を予熱する必要がある。従って、この
ようなスタートアップ時のみの加熱手段として、いわゆ
る多管式反応器において、反応器の外側に付加的に加熱
装置を設けて反応管管束の端部の範囲でこの反応器と接
続させ、この接続箇所に複合閉鎖−調整機構を設けた反
応器が、特公昭５１−２８０６８号公報に開示されてい
る。
【０００５】一方、この様な反応器に使用される熱媒に
は、有機熱媒体、溶融塩、溶融金属などがある。有機熱
媒体が広く使用されているが、熱安定性の観点から３５
０℃以上の高温での使用には問題があるため、一般には
３５０〜５５０℃の温度範囲で使用する熱媒として、溶
融塩（通称、ナイター）が多用されている。
は、有機熱媒体、溶融塩、溶融金属などがある。有機熱
媒体が広く使用されているが、熱安定性の観点から３５
０℃以上の高温での使用には問題があるため、一般には
３５０〜５５０℃の温度範囲で使用する熱媒として、溶
融塩（通称、ナイター）が多用されている。
【０００６】このナイターの組成には、亜硝酸ナトリウ
ム４３％、硝酸ナトリウム７％、硝酸カリウム５３％の
混合物や、亜硝酸ナトリウム５０％、硝酸カリウム５０
％の混合物等があり、前者の凝固点は１４２℃である。
ナイターは、混合比が変化すると凝固点が上昇し、また
はナイターの使用中に亜硝酸が分解や酸化によって硝酸
ナトリウムに変化してもその凝固点が上昇することが知
られている。このため、一般にこのようなナイターを熱
媒として使用する反応器は、熱媒の凝固温度を１８０℃
と想定して設計されることが多い。
ム４３％、硝酸ナトリウム７％、硝酸カリウム５３％の
混合物や、亜硝酸ナトリウム５０％、硝酸カリウム５０
％の混合物等があり、前者の凝固点は１４２℃である。
ナイターは、混合比が変化すると凝固点が上昇し、また
はナイターの使用中に亜硝酸が分解や酸化によって硝酸
ナトリウムに変化してもその凝固点が上昇することが知
られている。このため、一般にこのようなナイターを熱
媒として使用する反応器は、熱媒の凝固温度を１８０℃
と想定して設計されることが多い。
【０００７】例えば、プロピレンなどを接触気相酸化触
媒によって酸化反応させる場合は、反応温度が熱媒の凝
固点より高く、発熱反応であるため常温で固体のナイタ
ーが溶解状態を維持し、反応器内を容易に循環できる。
しかしながらスタートアップ時の反応器は、熱媒の凝固
温度よりも低いため、反応器を昇温して反応器内の熱媒
を溶融状態にする必要がある。
媒によって酸化反応させる場合は、反応温度が熱媒の凝
固点より高く、発熱反応であるため常温で固体のナイタ
ーが溶解状態を維持し、反応器内を容易に循環できる。
しかしながらスタートアップ時の反応器は、熱媒の凝固
温度よりも低いため、反応器を昇温して反応器内の熱媒
を溶融状態にする必要がある。
【０００８】ここに図１に無水フタル酸、無水マレイン
酸、アクリル酸、メタクリル酸などを行う大型の反応装
置と熱媒の循環経路の模式図を示す。この反応装置を用
いてアクリル酸を製造する場合のスタートアップ時の熱
媒の流れは、以下の様に説明できる。なお、１０１は反
応器、１０２軸流ポンプ、１０３は蒸気発生器、１０
３’はボイラ用水、１０３”はスチーム、１０４、１０
６はヒーター、１０５は熱媒タンク、１０７はポンプで
ある。また、熱媒としてナイターを使用する場合には、
ナイターが常温で固体であるため反応器使用後にナイタ
ーを反応器から排出させて熱媒タンクに収納させる場合
が多く、このような場合のスタートアップ方法を説明す
る。
酸、アクリル酸、メタクリル酸などを行う大型の反応装
置と熱媒の循環経路の模式図を示す。この反応装置を用
いてアクリル酸を製造する場合のスタートアップ時の熱
媒の流れは、以下の様に説明できる。なお、１０１は反
応器、１０２軸流ポンプ、１０３は蒸気発生器、１０
３’はボイラ用水、１０３”はスチーム、１０４、１０
６はヒーター、１０５は熱媒タンク、１０７はポンプで
ある。また、熱媒としてナイターを使用する場合には、
ナイターが常温で固体であるため反応器使用後にナイタ
ーを反応器から排出させて熱媒タンクに収納させる場合
が多く、このような場合のスタートアップ方法を説明す
る。
【０００９】まず、熱媒タンク１０５に収納された熱媒
をスチームを導通させたヒーター１０４によって加熱し
熱媒を融解させる。ポンプ１０７によって反応器１０１
に熱媒を供給し、軸流ポンプ１０２で反応器の管外流体
側に循環させ、その後、電気ヒーター１０６で熱媒の昇
温を開始する。蒸気発生器１０３は、熱媒を昇温しすぎ
た場合の冷却や、原料ガス投入後の反応熱の除熱に用い
る。
をスチームを導通させたヒーター１０４によって加熱し
熱媒を融解させる。ポンプ１０７によって反応器１０１
に熱媒を供給し、軸流ポンプ１０２で反応器の管外流体
側に循環させ、その後、電気ヒーター１０６で熱媒の昇
温を開始する。蒸気発生器１０３は、熱媒を昇温しすぎ
た場合の冷却や、原料ガス投入後の反応熱の除熱に用い
る。
【００１０】なお、反応器のスタートアップ時に熱媒と
してナイターを使用する場合には、図１のように電気ヒ
ーター１０６で反応器１０１自体を昇温してもよいし、
上記のように電気ヒーターで昇温した熱媒を反応器１０
１に供給してもよい。
してナイターを使用する場合には、図１のように電気ヒ
ーター１０６で反応器１０１自体を昇温してもよいし、
上記のように電気ヒーターで昇温した熱媒を反応器１０
１に供給してもよい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特公昭５
１−２８０６８号公報記載の様に、単に外づけの加熱器
を用いて熱媒を循環させても伝熱管内部は十分に昇温さ
れない。このため、特に接触気相酸化反応のスタートア
ップ時には熱媒の循環に長時間を必要とし、反応を通常
状態に移行させるのに長時間が必要となる。
１−２８０６８号公報記載の様に、単に外づけの加熱器
を用いて熱媒を循環させても伝熱管内部は十分に昇温さ
れない。このため、特に接触気相酸化反応のスタートア
ップ時には熱媒の循環に長時間を必要とし、反応を通常
状態に移行させるのに長時間が必要となる。
【００１２】また、熱媒は温度によって密度が異なるた
め、反応率やこれに基づく反応熱の発生量の変化に応じ
てその全容積が変動する。しかしながら、従来は熱媒の
密度変化に応じた容積量の変化を緩和できる手段は何等
施されておらず、むしろ耐圧性の装置を使用するにとど
まっていた。
め、反応率やこれに基づく反応熱の発生量の変化に応じ
てその全容積が変動する。しかしながら、従来は熱媒の
密度変化に応じた容積量の変化を緩和できる手段は何等
施されておらず、むしろ耐圧性の装置を使用するにとど
まっていた。
【００１３】特に、製造目的化合物がアクリル酸である
場合には、プロピレンを原料としてアクロレインを得
て、次いでアクロレインからアクリル酸を得るなど、２
段の反応を行わせる場合がある。このような場合には、
プロピレンからアクロレインを製造する第１反応を第１
の反応器で、アクロレインからアクリル酸を製造する第
２の反応を第２の反応器を使用して行わせる他に、遮蔽
板によって第１チャンバーと第２チャンバーとに分けた
反応器を用いて、第１のチャンバーで第１反応を、第２
のチャンバーで第２反応を行わせる場合がある。いずれ
にしても、複数の反応形式を組み合わせる製造工程にお
いては、至適な反応器の温度条件を確保するために、別
個の熱媒加熱器を付属させる必要があり、設備設計上不
経済であると共に、作業環境も複雑なものとなりやす
い。その一方、通常状態で発熱反応を行わせる場合に
は、熱媒は反応器外で冷却して循環使用させるため、ス
タートアップ時以外には使用されない加熱器は、過剰設
備となる。
場合には、プロピレンを原料としてアクロレインを得
て、次いでアクロレインからアクリル酸を得るなど、２
段の反応を行わせる場合がある。このような場合には、
プロピレンからアクロレインを製造する第１反応を第１
の反応器で、アクロレインからアクリル酸を製造する第
２の反応を第２の反応器を使用して行わせる他に、遮蔽
板によって第１チャンバーと第２チャンバーとに分けた
反応器を用いて、第１のチャンバーで第１反応を、第２
のチャンバーで第２反応を行わせる場合がある。いずれ
にしても、複数の反応形式を組み合わせる製造工程にお
いては、至適な反応器の温度条件を確保するために、別
個の熱媒加熱器を付属させる必要があり、設備設計上不
経済であると共に、作業環境も複雑なものとなりやす
い。その一方、通常状態で発熱反応を行わせる場合に
は、熱媒は反応器外で冷却して循環使用させるため、ス
タートアップ時以外には使用されない加熱器は、過剰設
備となる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、接触気相酸
化反応に使用する反応器のスタートアップ方法を詳細に
検討した結果、昇温したガスを反応管側から供給すると
共に加熱した熱媒を反応器に供給すると、極めて効率的
に反応器を接触気相酸化反応に至適の温度条件とするこ
ができ、およびそのような反応器システムとして、特定
の熱媒収納手段と加熱手段とを特定に配管することで、
１の加熱器で極めて効率的に反応器を昇温することがで
きることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、上
記課題は、以下の（１）〜（１３）によって達成され
る。
化反応に使用する反応器のスタートアップ方法を詳細に
検討した結果、昇温したガスを反応管側から供給すると
共に加熱した熱媒を反応器に供給すると、極めて効率的
に反応器を接触気相酸化反応に至適の温度条件とするこ
ができ、およびそのような反応器システムとして、特定
の熱媒収納手段と加熱手段とを特定に配管することで、
１の加熱器で極めて効率的に反応器を昇温することがで
きることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、上
記課題は、以下の（１）〜（１３）によって達成され
る。
【００１５】（１） 管外流体に凝固点５０〜２５０℃
の熱媒を循環させる多管式反応器において、反応管側に
温度１００〜４００℃のガスを導入して昇温を開始し、
次いで加温した熱媒を管外流体側に循環させることを特
徴とする、反応器のスタートアップ方法。
の熱媒を循環させる多管式反応器において、反応管側に
温度１００〜４００℃のガスを導入して昇温を開始し、
次いで加温した熱媒を管外流体側に循環させることを特
徴とする、反応器のスタートアップ方法。
【００１６】（２） 該ガスの反応器出口ガス温度が１
５０〜２５０℃に到達した後に該熱媒を循環させること
を特徴とする、上記（１）記載の方法。
５０〜２５０℃に到達した後に該熱媒を循環させること
を特徴とする、上記（１）記載の方法。
【００１７】（３） 該多管式反応器が遮断板で仕切ら
れた複数のチャンバーを形成するものである、上記
（１）または（２）記載のスタートアップ方法。
れた複数のチャンバーを形成するものである、上記
（１）または（２）記載のスタートアップ方法。
【００１８】（４） 反応管側に温度１００〜４００℃
のガスを導入して昇温を開始し、次いで全てのチャンバ
ーに熱媒を管外流体側に循環させて昇温するものであ
る、上記（３）記載のスタートアップ方法。
のガスを導入して昇温を開始し、次いで全てのチャンバ
ーに熱媒を管外流体側に循環させて昇温するものであ
る、上記（３）記載のスタートアップ方法。
【００１９】（５） 反応管側に温度１００〜４００℃
のガスを導入して昇温を開始し、次いで全てのチャンバ
ーに熱媒を管外流体側に循環させ、かつ少なくとも１つ
のチャンバーにさらに加温した熱媒を管外流体側に循環
させて反応器を昇温するものである、上記（３）記載の
スタートアップ方法。
のガスを導入して昇温を開始し、次いで全てのチャンバ
ーに熱媒を管外流体側に循環させ、かつ少なくとも１つ
のチャンバーにさらに加温した熱媒を管外流体側に循環
させて反応器を昇温するものである、上記（３）記載の
スタートアップ方法。
【００２０】（６） 該加熱した熱媒を循環させるチャ
ンバーが、該ガスの導入口に隣接するものである、上記
（５）記載のスタートアップ方法。
ンバーが、該ガスの導入口に隣接するものである、上記
（５）記載のスタートアップ方法。
【００２１】（７） 熱媒がナイターである、上記
（１）〜（６）のいずれかに記載のスタートアップ方
法。
（１）〜（６）のいずれかに記載のスタートアップ方
法。
【００２２】（８） 上記（１）〜（７）記載のスター
トアップ方法の後に、原料ガスを該反応器に供給するこ
とを特徴とする、（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。
トアップ方法の後に、原料ガスを該反応器に供給するこ
とを特徴とする、（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】（９） 遮断板で仕切られた複数のチャン
バーを形成する反応器と、該チャンバーから導出された
熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出された熱媒
を加熱する加熱手段、および加熱手段によって昇温した
熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する反応器シ
ステムであって、該収納手段が各チャンバーの熱媒の少
なくとも一部を収納できる１のタンクであり、該タンク
の容量が各チャンバー内を循環する熱媒量よりも小さい
ことを特徴とする、反応器システム。
バーを形成する反応器と、該チャンバーから導出された
熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出された熱媒
を加熱する加熱手段、および加熱手段によって昇温した
熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する反応器シ
ステムであって、該収納手段が各チャンバーの熱媒の少
なくとも一部を収納できる１のタンクであり、該タンク
の容量が各チャンバー内を循環する熱媒量よりも小さい
ことを特徴とする、反応器システム。
【００２４】（１０） 該反応器が、反応管側へ導入す
るガスに加熱手段を有することを特徴とする、上記
（９）記載の反応器システム。
るガスに加熱手段を有することを特徴とする、上記
（９）記載の反応器システム。
【００２５】（１１） 更に、更に、反応器に導入する
熱媒配管が反応器の上部環状導管またはこれより上部か
ら接続することを特徴とする、上記（９）または（１
０）記載の反応器システム。
熱媒配管が反応器の上部環状導管またはこれより上部か
ら接続することを特徴とする、上記（９）または（１
０）記載の反応器システム。
【００２６】（１２） 反応器と、該チャンバーから導
出された熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出さ
れた熱媒を加熱する加熱手段、および加熱手段によって
昇温した熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する
反応器システムであって、該収納手段が各チャンバーの
熱媒の少なくとも一部を収納できる１のタンクであり、
該タンクの容量が各チャンバー内を循環する熱媒量より
も小さく、かつ、反応器に導入する熱媒配管が反応器の
上部環状導管またはこれより上部から接続されることを
特徴とする、反応器システム。
出された熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出さ
れた熱媒を加熱する加熱手段、および加熱手段によって
昇温した熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する
反応器システムであって、該収納手段が各チャンバーの
熱媒の少なくとも一部を収納できる１のタンクであり、
該タンクの容量が各チャンバー内を循環する熱媒量より
も小さく、かつ、反応器に導入する熱媒配管が反応器の
上部環状導管またはこれより上部から接続されることを
特徴とする、反応器システム。
【００２７】（１３） （メタ）アクリル酸および／ま
たは（メタ）アクロレインを製造するための上記（９）
〜（１２）のいずれかに記載の反応器システム。
たは（メタ）アクロレインを製造するための上記（９）
〜（１２）のいずれかに記載の反応器システム。
【００２８】
【発明の実施のための形態】本発明の第一は、管外流体
に凝固点５０〜２５０℃の熱媒を循環させる多管式反応
器において、反応管側に温度１００〜４００℃のガスを
導入して昇温を開始し、次いで加温した熱媒を管外流体
側に循環させることを特徴とする、反応器のスタートア
ップ方法である。
に凝固点５０〜２５０℃の熱媒を循環させる多管式反応
器において、反応管側に温度１００〜４００℃のガスを
導入して昇温を開始し、次いで加温した熱媒を管外流体
側に循環させることを特徴とする、反応器のスタートア
ップ方法である。
【００２９】熱媒を反応器内で循環させるためには、熱
媒を凝固点以上の温度に維持して流動性を確保する必要
があり、従来は反応器外で加熱した熱媒を反応器に循環
させていた。しかしながら加熱した熱媒を循環させるの
みでは反応器の昇温に長時間を要し、熱媒の一部が冷却
するために凝固物を発生させる場合もあった。本発明で
は、反応器に熱媒を供給するに先立ち、昇温したガスを
反応管に供給して予め反応器内の温度を凝固点以上に確
保した後に熱媒を循環させることで、熱媒の再凝固を防
止し、反応器の昇温時間を短縮させる、スタートアップ
方法を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明
する。
媒を凝固点以上の温度に維持して流動性を確保する必要
があり、従来は反応器外で加熱した熱媒を反応器に循環
させていた。しかしながら加熱した熱媒を循環させるの
みでは反応器の昇温に長時間を要し、熱媒の一部が冷却
するために凝固物を発生させる場合もあった。本発明で
は、反応器に熱媒を供給するに先立ち、昇温したガスを
反応管に供給して予め反応器内の温度を凝固点以上に確
保した後に熱媒を循環させることで、熱媒の再凝固を防
止し、反応器の昇温時間を短縮させる、スタートアップ
方法を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明
する。
【００３０】本発明で使用する多管式反応器としては特
に制限はなく、公知のいずれの反応器をも使用すること
ができる。一般的には、反応器シェルの上下に管板を設
け、該管板に両端を拘持させた複数の反応管を内蔵する
と共に、反応管内で発生した熱を除去するために、反応
器シェルに管外流体の導入口および導出口とを有するも
のである。また、本発明では、さらに反応器シェル内部
を複数のチャンバーに仕切る遮断板を内蔵してもよい。
に制限はなく、公知のいずれの反応器をも使用すること
ができる。一般的には、反応器シェルの上下に管板を設
け、該管板に両端を拘持させた複数の反応管を内蔵する
と共に、反応管内で発生した熱を除去するために、反応
器シェルに管外流体の導入口および導出口とを有するも
のである。また、本発明では、さらに反応器シェル内部
を複数のチャンバーに仕切る遮断板を内蔵してもよい。
【００３１】管外流体として使用する熱媒は凝固点５０
〜２５０℃のものであれば特に制限はない。一般には、
凝固点５０〜２５０℃、より好ましくは１００〜２００
℃、特に好ましくは１３０〜１８０℃である。本発明
は、常温で固体状の熱媒を循環使用する場合の、スター
トアップとして好ましいからである。
〜２５０℃のものであれば特に制限はない。一般には、
凝固点５０〜２５０℃、より好ましくは１００〜２００
℃、特に好ましくは１３０〜１８０℃である。本発明
は、常温で固体状の熱媒を循環使用する場合の、スター
トアップとして好ましいからである。
【００３２】このような凝固点を有する熱媒としてはナ
イターがある。化学反応の温度コントロールに使用され
る熱媒のうちで熱安定性に優れ、特に温度３５０〜５５
０℃の高温における熱交換に最も優れた安定性を有する
点で特に好ましい。
イターがある。化学反応の温度コントロールに使用され
る熱媒のうちで熱安定性に優れ、特に温度３５０〜５５
０℃の高温における熱交換に最も優れた安定性を有する
点で特に好ましい。
【００３３】ナイターはいわゆる溶融塩であり、種々の
組成を構成し凝固点も異なる。本発明ではいずれの組成
であっても、上記凝固点を有するものであれば好適に使
用できる。このようなナイターに使用される化合物とし
ては、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ムがあり、これらを単独でまたは２種以上を混合して使
用することができる。
組成を構成し凝固点も異なる。本発明ではいずれの組成
であっても、上記凝固点を有するものであれば好適に使
用できる。このようなナイターに使用される化合物とし
ては、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ムがあり、これらを単独でまたは２種以上を混合して使
用することができる。
【００３４】また、反応管側に導入するガスとしては、
反応管に内蔵した触媒や原料ガスと混合しても影響を与
えないものであれば特に制限はない。従って、反応管に
充填する触媒や供給する原料ガスの種類によっても異な
るが、一般には空気や二酸化炭素、窒素ガス、アルゴン
ガス等の不活性ガスを好適に使用できる。
反応管に内蔵した触媒や原料ガスと混合しても影響を与
えないものであれば特に制限はない。従って、反応管に
充填する触媒や供給する原料ガスの種類によっても異な
るが、一般には空気や二酸化炭素、窒素ガス、アルゴン
ガス等の不活性ガスを好適に使用できる。
【００３５】本発明のスタートアップ方法の好ましい態
様を図２を用いて説明する。図２において、１０はブロ
ワー、２１、２２、２３はヒーター、３１，３２はタン
ク、４１，４２，４３，４４はポンプ、５０は反応器、
５１は第１チャンバー、５２は第２チャンバー、L１、L
２、L３、L４、L５、L６、Ｌ７、L１１、Ｌ１２、L１
３、L２０、L２１、L２３、Ｌ３０、L３１は各熱媒ライ
ンである。タンク３１は、反応器使用後の熱媒を回収す
るタンク（熱媒回収タンク）であり、タンク３２は、熱
媒を一時的に収納しかつ循環させるための循環タンクで
ある。以下において、反応器５０はシングルリアクター
（第１チャンバーと第２チャンバーとを有する反応器）
であり、昇温ガスと熱媒とは共にアップフローで供給す
る場合について説明する。
様を図２を用いて説明する。図２において、１０はブロ
ワー、２１、２２、２３はヒーター、３１，３２はタン
ク、４１，４２，４３，４４はポンプ、５０は反応器、
５１は第１チャンバー、５２は第２チャンバー、L１、L
２、L３、L４、L５、L６、Ｌ７、L１１、Ｌ１２、L１
３、L２０、L２１、L２３、Ｌ３０、L３１は各熱媒ライ
ンである。タンク３１は、反応器使用後の熱媒を回収す
るタンク（熱媒回収タンク）であり、タンク３２は、熱
媒を一時的に収納しかつ循環させるための循環タンクで
ある。以下において、反応器５０はシングルリアクター
（第１チャンバーと第２チャンバーとを有する反応器）
であり、昇温ガスと熱媒とは共にアップフローで供給す
る場合について説明する。
【００３６】まず、必要な触媒を充填した反応管を内蔵
する反応器５０に、ヒーター２１で温度１００〜４００
℃に加熱したガスをブロワー１０によって導入する。該
ガスは、反応器５０の上部管板を経て反応器外に導出さ
せるが、該ガスの導入によって反応器５０内部が反応管
側から昇温される。反応器内の温度は以降に循環させる
熱媒の凝固点以上となっていることが好ましく、使用す
る熱媒によって適宜選択できる。一般には、反応器出口
ガス温度を１５０〜２５０℃、より好ましくは１６０〜
２４０℃、特に好ましくは１７０〜２２０℃まで昇温す
る。使用する熱媒の凝固点が５０〜２５０℃であるた
め、反応器出口温度が上記範囲であれば、その後に熱媒
を供給しても、熱媒の再凝固を生ずることがないからで
ある。なお、供給するガス、熱媒は反応器に対してアッ
プフローに限られずダウンフローで供給してもよい。
する反応器５０に、ヒーター２１で温度１００〜４００
℃に加熱したガスをブロワー１０によって導入する。該
ガスは、反応器５０の上部管板を経て反応器外に導出さ
せるが、該ガスの導入によって反応器５０内部が反応管
側から昇温される。反応器内の温度は以降に循環させる
熱媒の凝固点以上となっていることが好ましく、使用す
る熱媒によって適宜選択できる。一般には、反応器出口
ガス温度を１５０〜２５０℃、より好ましくは１６０〜
２４０℃、特に好ましくは１７０〜２２０℃まで昇温す
る。使用する熱媒の凝固点が５０〜２５０℃であるた
め、反応器出口温度が上記範囲であれば、その後に熱媒
を供給しても、熱媒の再凝固を生ずることがないからで
ある。なお、供給するガス、熱媒は反応器に対してアッ
プフローに限られずダウンフローで供給してもよい。
【００３７】次いで、反応器５０の第１チャンバー５１
および第２チャンバー５２にそれぞれ熱媒を導入し、各
チャンバー内で付属するポンプ４３、４４を用いて熱媒
を循環させて、各チャンバー内の温度を上昇させる。こ
のように、第１チャンバー５１または第２チャンバー５
２に加温した熱媒を供給すると、該熱媒温度によって反
応器５０が反応管の管外流体側から昇温され、先の昇温
ガスの供給とあいまって、迅速な反応器の昇温が達成で
きる。
および第２チャンバー５２にそれぞれ熱媒を導入し、各
チャンバー内で付属するポンプ４３、４４を用いて熱媒
を循環させて、各チャンバー内の温度を上昇させる。こ
のように、第１チャンバー５１または第２チャンバー５
２に加温した熱媒を供給すると、該熱媒温度によって反
応器５０が反応管の管外流体側から昇温され、先の昇温
ガスの供給とあいまって、迅速な反応器の昇温が達成で
きる。
【００３８】具体的には、常温で固体の熱媒を使用して
熱交換を行う場合には、反応器５０使用後に熱媒を回収
タンク（例えばタンク３１）に回収することが多く、こ
のような場合には、反応器内には熱媒が残存せずに、熱
媒収納タンク３１内に熱媒が収納されている。従って、
タンク３１内の熱媒が流動性を確保できる程度にヒータ
ー２３で加温し、次いで反応器５０に導入する。
熱交換を行う場合には、反応器５０使用後に熱媒を回収
タンク（例えばタンク３１）に回収することが多く、こ
のような場合には、反応器内には熱媒が残存せずに、熱
媒収納タンク３１内に熱媒が収納されている。従って、
タンク３１内の熱媒が流動性を確保できる程度にヒータ
ー２３で加温し、次いで反応器５０に導入する。
【００３９】反応器５０への熱媒の導入は、タンク３１
の熱媒をポンプ４１を用いてＬ１を経てタンク３２に導
入し、次いでタンク３２からポンプ４２を用いて、第１
チャンバーにはＬ２０（またはＬ３０）、Ｌ２１、Ｌ２
３、Ｌ４を経て供給し、第２チャンバーには、Ｌ２０
（またはＬ３０）、Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ１２を経て熱媒
を供給する。
の熱媒をポンプ４１を用いてＬ１を経てタンク３２に導
入し、次いでタンク３２からポンプ４２を用いて、第１
チャンバーにはＬ２０（またはＬ３０）、Ｌ２１、Ｌ２
３、Ｌ４を経て供給し、第２チャンバーには、Ｌ２０
（またはＬ３０）、Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ１２を経て熱媒
を供給する。
【００４０】なお、タンク３１の熱媒をタンク３２を経
ずに、反応器５０に直接導入してもよい。第１チャンバ
ー５１に熱媒を導入するには、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
を経る。また、第２チャンバー５２に熱媒を導入するに
は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２を経る。タンク３２は
熱媒を循環させるために設けられたものであり、反応器
使用後の熱媒を回収する熱媒収納タンク３１より容積が
小さく設定してある。このため、タンク３１の熱媒をタ
ンク３２に導入し、次いでこれを各チャンバーに導入さ
せると、タンク３２の液面を観察しタンク３１から熱媒
を導入しつつ、各チャンバーに熱媒を導出する必要があ
り、タンク３２の液面の管理が煩雑である。このため、
反応器のスタートアップ時に各チャンバーに熱媒を初め
て導入する場合には、タンク３２を経ずに直接タンク３
１から各チャンバーに導入することが簡便である。
ずに、反応器５０に直接導入してもよい。第１チャンバ
ー５１に熱媒を導入するには、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
を経る。また、第２チャンバー５２に熱媒を導入するに
は、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２を経る。タンク３２は
熱媒を循環させるために設けられたものであり、反応器
使用後の熱媒を回収する熱媒収納タンク３１より容積が
小さく設定してある。このため、タンク３１の熱媒をタ
ンク３２に導入し、次いでこれを各チャンバーに導入さ
せると、タンク３２の液面を観察しタンク３１から熱媒
を導入しつつ、各チャンバーに熱媒を導出する必要があ
り、タンク３２の液面の管理が煩雑である。このため、
反応器のスタートアップ時に各チャンバーに熱媒を初め
て導入する場合には、タンク３２を経ずに直接タンク３
１から各チャンバーに導入することが簡便である。
【００４１】次いで、反応器に導入された熱媒は、付属
するポンプ４３、４４によって各チャンバー内を循環さ
せるのであるが、当初に加温した熱媒を導入しかつ循環
させただけでは反応器内の温度を目的温度に昇温するこ
とができない場合がある。反応器自体に温度を奪われ、
通常は熱媒温度が低下するからである。このような場合
には、チャンバー内で循環する熱媒をチャンバーから導
出し加温した後に再度導入する。
するポンプ４３、４４によって各チャンバー内を循環さ
せるのであるが、当初に加温した熱媒を導入しかつ循環
させただけでは反応器内の温度を目的温度に昇温するこ
とができない場合がある。反応器自体に温度を奪われ、
通常は熱媒温度が低下するからである。このような場合
には、チャンバー内で循環する熱媒をチャンバーから導
出し加温した後に再度導入する。
【００４２】例えば、各チャンバー内の熱媒は、少なく
ともその一部がタンク３２に導入されるようにタンク３
２と接続させておき、これをヒーター２２で加熱した後
にチャバーに循環させる。例えば、第１チャンバーの熱
媒をタンク３２に循環させるには、Ｌ５、Ｌ１３を経れ
ばよい。また、第２チャンバーの熱媒をタンク３２に循
環させるには、Ｌ６を経て循環させる。タンク３１の熱
媒は、ポンプ４２を用いて、Ｌ２０を経てヒーター２２
で昇温すれば、Ｌ２１、Ｌ２３、Ｌ４またはＬ２１、Ｌ
３１、Ｌ１２を経て少なくとも１のチャンバーに循環さ
せることで反応器を昇温することができる。なお、タン
ク３２の熱媒をヒーター２２を経ずにＬ３０、Ｌ２１を
経てチャンバーに導入すれば加熱しない熱媒をチャンバ
ーに導入することができる。このような熱媒経路の選択
は、公知のいかなる方法によってもよい。なお、チャン
バー内を循環する熱媒はその全てをタンク３２を経て循
環させる必要はなく、例えば第２チャンバー５２内の熱
媒は、該チャンバー内のみを循環させてもよい。
ともその一部がタンク３２に導入されるようにタンク３
２と接続させておき、これをヒーター２２で加熱した後
にチャバーに循環させる。例えば、第１チャンバーの熱
媒をタンク３２に循環させるには、Ｌ５、Ｌ１３を経れ
ばよい。また、第２チャンバーの熱媒をタンク３２に循
環させるには、Ｌ６を経て循環させる。タンク３１の熱
媒は、ポンプ４２を用いて、Ｌ２０を経てヒーター２２
で昇温すれば、Ｌ２１、Ｌ２３、Ｌ４またはＬ２１、Ｌ
３１、Ｌ１２を経て少なくとも１のチャンバーに循環さ
せることで反応器を昇温することができる。なお、タン
ク３２の熱媒をヒーター２２を経ずにＬ３０、Ｌ２１を
経てチャンバーに導入すれば加熱しない熱媒をチャンバ
ーに導入することができる。このような熱媒経路の選択
は、公知のいかなる方法によってもよい。なお、チャン
バー内を循環する熱媒はその全てをタンク３２を経て循
環させる必要はなく、例えば第２チャンバー５２内の熱
媒は、該チャンバー内のみを循環させてもよい。
【００４３】また、タンク３２内の液面が上昇したとき
には、Ｌ７よりタンク３１にオーバーフローする。例え
ば、各チャンバーから熱媒が流れ込んできたときや、タ
ンク内の温度が上昇したとき、タンク３１から熱媒を送
る量が多いときにＬ７を用いる。
には、Ｌ７よりタンク３１にオーバーフローする。例え
ば、各チャンバーから熱媒が流れ込んできたときや、タ
ンク内の温度が上昇したとき、タンク３１から熱媒を送
る量が多いときにＬ７を用いる。
【００４４】本発明では熱媒を反応器内に残存させて固
化させた場合にも適用できる。すなわち、上記のごとく
高温ガスを反応器に導入する結果、反応管内に導入した
ガスの温度で反応器内に残存する熱媒が流動性を有する
ようになる。従って、さらに反応器外部に設置したヒー
ター２２で加熱した熱媒を循環させると、この熱量によ
って反応器５０を昇温することができるのである。ま
た、反応器５０に循環させる熱媒の温度は特に制限はな
く、触媒反応に至適の反応器温度を確保できる温度の熱
媒温度を選択することができる。なお、供給するガス、
熱媒は反応器に対してアップフローに限られずダウンフ
ローで供給してもよいが、好ましくは、ガスはダウンフ
ローで供給することが有効である。これによって、上部
から固化した熱媒が融解していくため、熱媒の流れに重
力が加算される結果、速やかに熱媒が溶融し、昇温され
る。
化させた場合にも適用できる。すなわち、上記のごとく
高温ガスを反応器に導入する結果、反応管内に導入した
ガスの温度で反応器内に残存する熱媒が流動性を有する
ようになる。従って、さらに反応器外部に設置したヒー
ター２２で加熱した熱媒を循環させると、この熱量によ
って反応器５０を昇温することができるのである。ま
た、反応器５０に循環させる熱媒の温度は特に制限はな
く、触媒反応に至適の反応器温度を確保できる温度の熱
媒温度を選択することができる。なお、供給するガス、
熱媒は反応器に対してアップフローに限られずダウンフ
ローで供給してもよいが、好ましくは、ガスはダウンフ
ローで供給することが有効である。これによって、上部
から固化した熱媒が融解していくため、熱媒の流れに重
力が加算される結果、速やかに熱媒が溶融し、昇温され
る。
【００４５】このようにして熱媒の循環によって反応器
が必要な温度を確保できた場合は、ヒーター２２を停止
してスタートアップを終了する。なお、熱媒をヒーター
２２で加熱した後に反応器５０に循環させる場合には熱
媒の再凝固のおそれが少ないため、反応管内への昇温ガ
スの供給を停止することもできる。
が必要な温度を確保できた場合は、ヒーター２２を停止
してスタートアップを終了する。なお、熱媒をヒーター
２２で加熱した後に反応器５０に循環させる場合には熱
媒の再凝固のおそれが少ないため、反応管内への昇温ガ
スの供給を停止することもできる。
【００４６】ここに、昇温ガスの温度と反応器５０に循
環させる熱媒の温度との関係を説明すると、例えば、反
応器５０に導入する昇温ガスが熱媒温度より低い場合
は、反応器５０の昇温の妨げとなるためガスの供給を停
止することが好ましい。その一方、ガス温度が高い場合
には、熱媒を循環させる際に昇温ガスを導入しつづけて
も問題ない。しかし反応器５０の使用目的以上の温度と
する必要はなくむしろ反応を阻害する場合もあるため、
至的な温度を選択する。
環させる熱媒の温度との関係を説明すると、例えば、反
応器５０に導入する昇温ガスが熱媒温度より低い場合
は、反応器５０の昇温の妨げとなるためガスの供給を停
止することが好ましい。その一方、ガス温度が高い場合
には、熱媒を循環させる際に昇温ガスを導入しつづけて
も問題ない。しかし反応器５０の使用目的以上の温度と
する必要はなくむしろ反応を阻害する場合もあるため、
至的な温度を選択する。
【００４７】例えば、アクリル酸をシングルリアクター
で製造する場合には、通常使用時において第２チャンバ
ーの反応温度が第１チャンバーよりも低いため、第１チ
ャンバーおよび第２チャンバーにそれぞれ至的な温度の
ガスを供給する必要がある。このような場合には低温側
のチャンバー温度に適合するような熱媒温度を各チャン
バーに導入し、より高温側のチャンバーのみに加熱した
熱媒を循環させれば、熱効率に優れるスタートアップが
達成できる。第１チャンバー５１が高温側であり、第１
チャンバー５１のみに、より加熱した熱媒を循環させる
場合には、タンク３２から導出する熱媒をヒーター２２
によって加熱し、第１チャンバー５１のみに循環させ
る。この場合、第２チャンバー５２に循環させる熱媒
は、上述のように、タンク３２を循環させずに第２チャ
ンバー５２内のみを循環させてもよい。この場合でも、
隣接および／または第１チャンバー内を循環する熱媒に
よって昇温されたガスによって第２チャンバー内の熱媒
温度も上昇する。従って、ガスの供給は、第１チャンバ
ー、第２チャンバーの熱媒温度の状況により停止する。
で製造する場合には、通常使用時において第２チャンバ
ーの反応温度が第１チャンバーよりも低いため、第１チ
ャンバーおよび第２チャンバーにそれぞれ至的な温度の
ガスを供給する必要がある。このような場合には低温側
のチャンバー温度に適合するような熱媒温度を各チャン
バーに導入し、より高温側のチャンバーのみに加熱した
熱媒を循環させれば、熱効率に優れるスタートアップが
達成できる。第１チャンバー５１が高温側であり、第１
チャンバー５１のみに、より加熱した熱媒を循環させる
場合には、タンク３２から導出する熱媒をヒーター２２
によって加熱し、第１チャンバー５１のみに循環させ
る。この場合、第２チャンバー５２に循環させる熱媒
は、上述のように、タンク３２を循環させずに第２チャ
ンバー５２内のみを循環させてもよい。この場合でも、
隣接および／または第１チャンバー内を循環する熱媒に
よって昇温されたガスによって第２チャンバー内の熱媒
温度も上昇する。従って、ガスの供給は、第１チャンバ
ー、第２チャンバーの熱媒温度の状況により停止する。
【００４８】本発明では、チャンバーを循環する熱媒を
更に加熱して循環させる場合には、この高温側のチャン
バーが、第１チャンバー５１であっても第２チャンバー
５２であってもよい。しかしながら、高温側が該ガスの
導入口に隣接するものであることが好ましい。該ガスの
第１チャンバーで高い反応温度を要求される場合が多い
からでである。このようにして、至適の反応器温度に達
した後にヒーター２２の稼動を停止してスタートアップ
を終了させる。
更に加熱して循環させる場合には、この高温側のチャン
バーが、第１チャンバー５１であっても第２チャンバー
５２であってもよい。しかしながら、高温側が該ガスの
導入口に隣接するものであることが好ましい。該ガスの
第１チャンバーで高い反応温度を要求される場合が多い
からでである。このようにして、至適の反応器温度に達
した後にヒーター２２の稼動を停止してスタートアップ
を終了させる。
【００４９】なお、スタートアップを終了した後は、原
料ガスを反応管内に供給して、目的の生成物を製造する
ことができる。
料ガスを反応管内に供給して、目的の生成物を製造する
ことができる。
【００５０】本発明のスタートアップ方法は、たとえば
アクリル酸、メタクリル酸、アクロレイン、メタクロレ
インの製造に使用する反応器のスタートアップ方法とし
て特に好ましく使用できる。アクリル酸などは、大量に
生産されかつ使用される化合物であり、反応器もこれに
応じて大型化する。従って、特に反応器を昇温すること
が困難だからである。本発明によれば、大型反応器を使
用する際の反応器のスタートアップ時の昇温に特に適す
る。
アクリル酸、メタクリル酸、アクロレイン、メタクロレ
インの製造に使用する反応器のスタートアップ方法とし
て特に好ましく使用できる。アクリル酸などは、大量に
生産されかつ使用される化合物であり、反応器もこれに
応じて大型化する。従って、特に反応器を昇温すること
が困難だからである。本発明によれば、大型反応器を使
用する際の反応器のスタートアップ時の昇温に特に適す
る。
【００５１】より具体的に、多管式反応器を用いてアク
リル酸を製造する場合のスタートアップ方法について図
２を用いて具体的に説明する。
リル酸を製造する場合のスタートアップ方法について図
２を用いて具体的に説明する。
【００５２】アクリル酸は、公知の反応器に、プロピレ
ン、プロパンまたはアクロレイン等を原料ガスとして供
給し、反応管内に酸化触媒を充填させて該原料ガスを反
応管内で接触気相酸化反応させて製造する。一般には、
原料ガスに分子状酸素含有ガス、不活性ガスを所定量供
給させて接触気相酸化反応を行うが、これによって、た
とえば原料ガスにプロピレンを使用するとアクロレイン
が生成され、次いで、これを更に接触気相酸化反応する
ことでアクリル酸が得られる。
ン、プロパンまたはアクロレイン等を原料ガスとして供
給し、反応管内に酸化触媒を充填させて該原料ガスを反
応管内で接触気相酸化反応させて製造する。一般には、
原料ガスに分子状酸素含有ガス、不活性ガスを所定量供
給させて接触気相酸化反応を行うが、これによって、た
とえば原料ガスにプロピレンを使用するとアクロレイン
が生成され、次いで、これを更に接触気相酸化反応する
ことでアクリル酸が得られる。
【００５３】該接触気相酸化反応では、反応管が反応熱
によって温度２５０〜４５０℃に達するため、一般に管
外流体として循環させる熱媒に凝固点１３０〜１８０℃
のナイターを使用する。このため、本発明のスタートア
ップ方法では、反応管に導入するガスとして、たとえ
ば、目的物製造時の原料ガスに混在させる不活性ガスや
分子状酸素含有ガス、たとえば空気などを使用すること
が好ましい。なお、反応器５０が図２に示すように、遮
断板によって第１チャンバー５１、第２チャンバー５２
とに仕切られる場合には、各チャンバーに収納する触媒
はそれぞれのチャンバーにおける反応に適する触媒が充
填され、異なるガス成分が反応管内を移動するものとな
る。このため、使用する昇温ガスは、いずれの触媒や成
分ガスに対しても安定なものを使用する。反応器昇温後
に原料ガス供給しても、原料ガスや反応触媒に与える影
響がないからである。
によって温度２５０〜４５０℃に達するため、一般に管
外流体として循環させる熱媒に凝固点１３０〜１８０℃
のナイターを使用する。このため、本発明のスタートア
ップ方法では、反応管に導入するガスとして、たとえ
ば、目的物製造時の原料ガスに混在させる不活性ガスや
分子状酸素含有ガス、たとえば空気などを使用すること
が好ましい。なお、反応器５０が図２に示すように、遮
断板によって第１チャンバー５１、第２チャンバー５２
とに仕切られる場合には、各チャンバーに収納する触媒
はそれぞれのチャンバーにおける反応に適する触媒が充
填され、異なるガス成分が反応管内を移動するものとな
る。このため、使用する昇温ガスは、いずれの触媒や成
分ガスに対しても安定なものを使用する。反応器昇温後
に原料ガス供給しても、原料ガスや反応触媒に与える影
響がないからである。
【００５４】このようなガスの温度としては、ナイター
の凝固点温度より高い温度に設定したものを反応管内に
供給することが好ましい。このようなガスの昇温方法と
しては、炉で燃料を用いて燃焼させたり、電気ヒーター
などで加熱してもよいが、供給する熱量が大量である場
合には、水蒸気を用いてガスを昇温させることが熱経済
上好ましい。そして反応器出口温度が、１００〜４００
℃、より好ましくは使用したナイターの凝固点温度と同
じかこれより高い温度とする。これによってその後に熱
媒を循環させる場合にも、熱媒が再凝固することなく、
昇温が迅速に行えると共に、凝固物による機器への影響
も少ないからである。本発明では、反応管へのガスの供
給は、熱媒の循環を円滑にすることを第一の目的とす
る。
の凝固点温度より高い温度に設定したものを反応管内に
供給することが好ましい。このようなガスの昇温方法と
しては、炉で燃料を用いて燃焼させたり、電気ヒーター
などで加熱してもよいが、供給する熱量が大量である場
合には、水蒸気を用いてガスを昇温させることが熱経済
上好ましい。そして反応器出口温度が、１００〜４００
℃、より好ましくは使用したナイターの凝固点温度と同
じかこれより高い温度とする。これによってその後に熱
媒を循環させる場合にも、熱媒が再凝固することなく、
昇温が迅速に行えると共に、凝固物による機器への影響
も少ないからである。本発明では、反応管へのガスの供
給は、熱媒の循環を円滑にすることを第一の目的とす
る。
【００５５】なお、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、前段触媒とし
てプロピレンを含有する原料ガスを接触気相酸化反応し
てアクロレインを製造するに一般的に使用される公知の
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
いる酸化触媒を用いることができる。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
ことができる。
酸化反応してアクリル酸を製造するには、前段触媒とし
てプロピレンを含有する原料ガスを接触気相酸化反応し
てアクロレインを製造するに一般的に使用される公知の
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
いる酸化触媒を用いることができる。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
ことができる。
【００５６】次いで、予め昇温された反応器に加温した
熱媒を供給して反応器内を昇温させ、これによって反応
管の内部および外部から反応器を昇温する。
熱媒を供給して反応器内を昇温させ、これによって反応
管の内部および外部から反応器を昇温する。
【００５７】熱媒は常温で固体であるため、反応器使用
後には熱媒を反応器５０から導出して、熱媒を回収する
タンク（熱媒回収タンク）３１に収納する場合が多い。
したがって、タンク３１内の熱媒を予めヒーター２３で
加熱して流動状態を確保した後に付属するポンプ４１の
圧によって反応器５０内に熱媒を導入する。熱媒の導入
経路は、上述のようにタンク３２を経てもよく、または
タンク３１から直接各チャンバーに導入してもよい。
後には熱媒を反応器５０から導出して、熱媒を回収する
タンク（熱媒回収タンク）３１に収納する場合が多い。
したがって、タンク３１内の熱媒を予めヒーター２３で
加熱して流動状態を確保した後に付属するポンプ４１の
圧によって反応器５０内に熱媒を導入する。熱媒の導入
経路は、上述のようにタンク３２を経てもよく、または
タンク３１から直接各チャンバーに導入してもよい。
【００５８】各チャンバーに導入された熱媒は、付属す
るポンプ４３，４４を使用して循環させるが、これらの
ポンプは軸流ポンプであることが好ましい。アクリル酸
などの反応器は大型であり、熱媒量も多いことから大容
量の熱媒を負担なく循環させるためである。なお、使用
する熱媒の温度は、熱媒の凝固点以上であって反応管に
充填した触媒の至適温度を確保できればよい。
るポンプ４３，４４を使用して循環させるが、これらの
ポンプは軸流ポンプであることが好ましい。アクリル酸
などの反応器は大型であり、熱媒量も多いことから大容
量の熱媒を負担なく循環させるためである。なお、使用
する熱媒の温度は、熱媒の凝固点以上であって反応管に
充填した触媒の至適温度を確保できればよい。
【００５９】次に、反応器５０に導入した熱媒は各チャ
ンバーとタンク３２とを連結させ、少なくとも各チャン
バーの熱媒の一部をタンク３２に導入させる。アクリル
酸などの反応器は大型であるため熱媒の温度上昇によっ
て変動する熱媒容積量も大きい。したがって、該増加し
てオーバーフローした熱媒をタンク３２に導出させれ
ば、容易に容積変化を緩和することができる。
ンバーとタンク３２とを連結させ、少なくとも各チャン
バーの熱媒の一部をタンク３２に導入させる。アクリル
酸などの反応器は大型であるため熱媒の温度上昇によっ
て変動する熱媒容積量も大きい。したがって、該増加し
てオーバーフローした熱媒をタンク３２に導出させれ
ば、容易に容積変化を緩和することができる。
【００６０】なお、アクリル酸が、プロピレンを原料ガ
スとしてアクロレインを製造し、次いでアクロレインを
さらに酸化してアクリル酸を製造する２段階反応による
場合にシングルリアクターを使用すると、各チャンバー
で使用する触媒が異なり、反応に至適な反応器内温度も
異なる。このような場合には、いずれかのチャンバーの
みに加温した熱媒を供給することでより簡便かつ経済的
に、反応器内を昇温することができる。特に、アクリル
酸の接触気相酸化反応では、原料ガスの下流側のチャン
バーの反応器温度は低くてもよい。その一方、上流側に
より高い温度の熱媒を循環させると、接触によって下流
側のチャンバー内の熱媒も昇温される。従って、熱経済
を考慮して第１チャンバーのみに加熱した熱媒を循環さ
せる。アクリル酸やメタクリル酸の製造用の反応器のス
タートアップ方法としては、このような反応温度の特性
から、昇温ガスの導入口に隣接するチャンバーに昇温し
た熱媒を循環させることが好ましい。
スとしてアクロレインを製造し、次いでアクロレインを
さらに酸化してアクリル酸を製造する２段階反応による
場合にシングルリアクターを使用すると、各チャンバー
で使用する触媒が異なり、反応に至適な反応器内温度も
異なる。このような場合には、いずれかのチャンバーの
みに加温した熱媒を供給することでより簡便かつ経済的
に、反応器内を昇温することができる。特に、アクリル
酸の接触気相酸化反応では、原料ガスの下流側のチャン
バーの反応器温度は低くてもよい。その一方、上流側に
より高い温度の熱媒を循環させると、接触によって下流
側のチャンバー内の熱媒も昇温される。従って、熱経済
を考慮して第１チャンバーのみに加熱した熱媒を循環さ
せる。アクリル酸やメタクリル酸の製造用の反応器のス
タートアップ方法としては、このような反応温度の特性
から、昇温ガスの導入口に隣接するチャンバーに昇温し
た熱媒を循環させることが好ましい。
【００６１】なお、アクリル酸などの反応器のスタート
アップにおいて、各チャンバーの熱媒温度を異なるよう
に循環させるには、第１のチャンバー５１に循環させる
熱媒のみをタンク３２に導入し、次いでヒーター２２で
熱媒を加温し、これを第１チャンバー５１のみに循環さ
せる。この場合、第２チャンバー５２の熱媒は、第２チ
ャンバー５２内を循環するのみとする。ただし温度上昇
による熱媒容積増加分のみは、タンク３２に接続させて
回収する。
アップにおいて、各チャンバーの熱媒温度を異なるよう
に循環させるには、第１のチャンバー５１に循環させる
熱媒のみをタンク３２に導入し、次いでヒーター２２で
熱媒を加温し、これを第１チャンバー５１のみに循環さ
せる。この場合、第２チャンバー５２の熱媒は、第２チ
ャンバー５２内を循環するのみとする。ただし温度上昇
による熱媒容積増加分のみは、タンク３２に接続させて
回収する。
【００６２】この熱媒の循環によって反応器内が目的の
温度に昇温できた場合には、ヒーターの稼動を停止し
て、スタートアップを終了させる。
温度に昇温できた場合には、ヒーターの稼動を停止し
て、スタートアップを終了させる。
【００６３】スタートアップ後、原料ガスを反応管に供
給し、公知の方法でアクリル酸を製造すると、昇温され
た反応器内で速やかな目的物の製造をおこなうことがで
きる。なお、原料ガスを変えることで同様にメタクリル
酸を製造することができる。
給し、公知の方法でアクリル酸を製造すると、昇温され
た反応器内で速やかな目的物の製造をおこなうことがで
きる。なお、原料ガスを変えることで同様にメタクリル
酸を製造することができる。
【００６４】本発明の第二は、遮断板で仕切られた複数
のチャンバーを形成する反応器と、該チャンバーから導
出された熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出さ
れた熱媒を加熱する加熱手段、および加熱手段によって
昇温した熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する
反応器システムであって、該収納手段が各チャンバーの
熱媒の少なくとも一部を収納できる１のタンクであり、
該タンクの容量が各チャンバー内を循環する熱媒量より
も小さいことを特徴とする、反応器システムである。
のチャンバーを形成する反応器と、該チャンバーから導
出された熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出さ
れた熱媒を加熱する加熱手段、および加熱手段によって
昇温した熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する
反応器システムであって、該収納手段が各チャンバーの
熱媒の少なくとも一部を収納できる１のタンクであり、
該タンクの容量が各チャンバー内を循環する熱媒量より
も小さいことを特徴とする、反応器システムである。
【００６５】本発明は、特に複数のチャンバーに異なる
温度の熱媒を導入し異なる温度のチャンバー内温度とし
て、異なる温度の熱媒を各チャンバーから導出させる場
合に適する反応器システムである。従って、異なる温度
の熱媒を循環させて異なる温度のチャンバー内温度に昇
温させる場合であれば、反応器の通常運転時に反応器を
昇温する目的で熱媒を循環させる場合や、反応器のスタ
ートアップ時に反応器を昇温する場合に限られず使用す
ることができる。このような昇温が必要なものとして、
吸熱反応のための反応器がある。
温度の熱媒を導入し異なる温度のチャンバー内温度とし
て、異なる温度の熱媒を各チャンバーから導出させる場
合に適する反応器システムである。従って、異なる温度
の熱媒を循環させて異なる温度のチャンバー内温度に昇
温させる場合であれば、反応器の通常運転時に反応器を
昇温する目的で熱媒を循環させる場合や、反応器のスタ
ートアップ時に反応器を昇温する場合に限られず使用す
ることができる。このような昇温が必要なものとして、
吸熱反応のための反応器がある。
【００６６】該反応器システムの特徴は、予め加熱して
流動性を確保した熱媒をさらに加熱して反応器に循環さ
せるに際して、１つの加熱手段によって複数のチャンバ
ーに加熱後の熱媒を循環させることができること、およ
び加熱によって増加した熱媒容積の変化を１のタンクに
よって緩和できることである。
流動性を確保した熱媒をさらに加熱して反応器に循環さ
せるに際して、１つの加熱手段によって複数のチャンバ
ーに加熱後の熱媒を循環させることができること、およ
び加熱によって増加した熱媒容積の変化を１のタンクに
よって緩和できることである。
【００６７】本発明の反応器システムの特徴について、
図２を用いて説明する。
図２を用いて説明する。
【００６８】まず、熱媒の温度上昇による容積変化は以
下のようにして回収できる。まず、上記のように、熱媒
を加熱するとその容積は増大する。この容積変化を回収
するために、反応器終了時に熱媒を回収するタンクのよ
うな大型のタンク（図２ではタンク３１で示す。）を使
用すると、タンク３１に付属させたポンプ４１を使用し
てタンクから熱媒を導出させることになり、タンク容量
に比してわずかの熱媒の変化を回収するために低い液面
になる。しかしながら、ポンプ４１の運転可能な範囲は
キャビテーションが生じない範囲であり、タンク容積に
対してわずかな量の熱媒を循環させる際には、キャビテ
ーションが生じやすいためいポンプに負担をかけること
になる。このため、タンク３１より容積の小さいタンク
３２を接続させ、ここで容積変化を回収するのである。
ここで、タンク３１は反応器内の熱媒の全量を回収し収
納するものであるため、各チャンバーの熱媒量の全量よ
りも大容量である。本発明の熱媒を収納する手段であっ
て、各チャンバーの熱媒の少なくとも一部を収納できる
１のタンクの容量としては、該タンクの容量が各チャン
バー内を循環する熱媒量よりも小さいものであることが
必要であり、好ましくは各チャンバー内を循環する熱媒
量の５〜８０容量％、より好ましくは１０〜５０容量％
である。
下のようにして回収できる。まず、上記のように、熱媒
を加熱するとその容積は増大する。この容積変化を回収
するために、反応器終了時に熱媒を回収するタンクのよ
うな大型のタンク（図２ではタンク３１で示す。）を使
用すると、タンク３１に付属させたポンプ４１を使用し
てタンクから熱媒を導出させることになり、タンク容量
に比してわずかの熱媒の変化を回収するために低い液面
になる。しかしながら、ポンプ４１の運転可能な範囲は
キャビテーションが生じない範囲であり、タンク容積に
対してわずかな量の熱媒を循環させる際には、キャビテ
ーションが生じやすいためいポンプに負担をかけること
になる。このため、タンク３１より容積の小さいタンク
３２を接続させ、ここで容積変化を回収するのである。
ここで、タンク３１は反応器内の熱媒の全量を回収し収
納するものであるため、各チャンバーの熱媒量の全量よ
りも大容量である。本発明の熱媒を収納する手段であっ
て、各チャンバーの熱媒の少なくとも一部を収納できる
１のタンクの容量としては、該タンクの容量が各チャン
バー内を循環する熱媒量よりも小さいものであることが
必要であり、好ましくは各チャンバー内を循環する熱媒
量の５〜８０容量％、より好ましくは１０〜５０容量％
である。
【００６９】なお、本発明におけるチャンバー内を循環
する熱媒量とは、反応器基数をＮ、反応器内径をＤ、反
応器管板合計厚みｔ（上管板＋中間管板＋下管板）、反
応管外径ｄ、反応管長さＬ、反応管本数ｎとして、（π
／４）（Ｄ2−ｄ2×ｎ）×（Ｌ−ｔ）×Ｎで定義され
る。
する熱媒量とは、反応器基数をＮ、反応器内径をＤ、反
応器管板合計厚みｔ（上管板＋中間管板＋下管板）、反
応管外径ｄ、反応管長さＬ、反応管本数ｎとして、（π
／４）（Ｄ2−ｄ2×ｎ）×（Ｌ−ｔ）×Ｎで定義され
る。
【００７０】しかも本発明では、このタンクは複数のチ
ャンバーに対して１つのタンクのみを接続させてあれば
よい。熱媒の温度変化を回収するために各チャンバー毎
にタンクを設けたのでは設備が複雑となり設計費も増す
が、１のタンクに各チャンバーの熱媒が導入できるよう
に接続することで配管設置や設備数を簡便にし、これに
よって熱効率を向上させ、かつ大型タンクに付属するポ
ンプの負担をなくすことができる。
ャンバーに対して１つのタンクのみを接続させてあれば
よい。熱媒の温度変化を回収するために各チャンバー毎
にタンクを設けたのでは設備が複雑となり設計費も増す
が、１のタンクに各チャンバーの熱媒が導入できるよう
に接続することで配管設置や設備数を簡便にし、これに
よって熱効率を向上させ、かつ大型タンクに付属するポ
ンプの負担をなくすことができる。
【００７１】また、このように１のタンク（タンク３
１）に各チャンバーの熱媒を導入することで、該タンク
の熱媒をヒーターで加熱し、次いで各チャンバーに供給
することができるため、ヒーターも１つにすることがで
きる。しかも、タンク３２とヒーター２２、およびタン
ク３２と各チャンバー５１、５２との間に熱媒循環の配
管を設けることによって、各チャンバーに異なる温度の
熱媒を供給することができる。
１）に各チャンバーの熱媒を導入することで、該タンク
の熱媒をヒーターで加熱し、次いで各チャンバーに供給
することができるため、ヒーターも１つにすることがで
きる。しかも、タンク３２とヒーター２２、およびタン
ク３２と各チャンバー５１、５２との間に熱媒循環の配
管を設けることによって、各チャンバーに異なる温度の
熱媒を供給することができる。
【００７２】また、該反応器システムに使用する反応器
は、反応管側へ導入するガスに加熱手段を有することが
好ましい。このような加熱手段によって本願第一の発明
を容易に実施することができるからである。
は、反応管側へ導入するガスに加熱手段を有することが
好ましい。このような加熱手段によって本願第一の発明
を容易に実施することができるからである。
【００７３】また本発明の反応器システムは、反応器が
第１チャンバーと第２チャンバーとを有する点で、（メ
タ）アクリル酸や（メタ）アクロレインを製造するため
に使用できる。上記のように、これらの化合物は異なる
チャンバー温度に設定して反応器を使用する場合が多
く、本願発明の反応器システムを使用すれば、各チャン
バーをそれぞれ至的な温度に昇温することが容易だから
である。また、本発明の反応器システムは、反応器に導
入する熱媒配管が反応器の上部環状導管またはこれより
上部から接続されることが好ましい。本発明において、
「反応器の上部環状導管またはこれより上部」とは、反
応器の上部環状導管（例えば、図２では６３、６４）に
加え、上部環状導管の下端を含みこれよりも上部の反応
器シェルや該反応器シェル内に熱媒を供給するための軸
流ポンプ、該軸流ポンプから該反応器シェルに熱媒を導
入する配管を含むものとする。
第１チャンバーと第２チャンバーとを有する点で、（メ
タ）アクリル酸や（メタ）アクロレインを製造するため
に使用できる。上記のように、これらの化合物は異なる
チャンバー温度に設定して反応器を使用する場合が多
く、本願発明の反応器システムを使用すれば、各チャン
バーをそれぞれ至的な温度に昇温することが容易だから
である。また、本発明の反応器システムは、反応器に導
入する熱媒配管が反応器の上部環状導管またはこれより
上部から接続されることが好ましい。本発明において、
「反応器の上部環状導管またはこれより上部」とは、反
応器の上部環状導管（例えば、図２では６３、６４）に
加え、上部環状導管の下端を含みこれよりも上部の反応
器シェルや該反応器シェル内に熱媒を供給するための軸
流ポンプ、該軸流ポンプから該反応器シェルに熱媒を導
入する配管を含むものとする。
【００７４】反応器の上部環状導管をへて熱媒を導入す
る場合には、反応器内を熱媒がダウンフローで流れる。
一方、付属する軸流ポンプから熱媒を導入する場合に
は、軸流ポンプ内をダウンフローで熱媒が流れ、次いで
軸流ポンプ下部から反応器内に熱媒がアップフローで流
れる。なお、一般には反応器が熱媒で満たされた後にも
熱媒を供給してオーバーフローさせる。反応器内に供給
される熱媒は反応器にいたる間の配管に加え、反応器お
よび軸流ポンプ自体によって熱を奪われ軸流ポンプや反
応器内で固化する場合がある。このため、配管を経て導
入される熱媒を軸流ポンプまたは反応器内に導入するに
際してダウンフローで供給すると、熱媒は重力によって
下降するため熱媒を循環させるポンプ（例えば、図２で
はポンプ３２）の負担を軽減することができるからであ
る。これをアップフローで流すと固形物が詰まりやすい
ために圧力が増大し、熱媒を循環させるポンプの負担が
増加する。
る場合には、反応器内を熱媒がダウンフローで流れる。
一方、付属する軸流ポンプから熱媒を導入する場合に
は、軸流ポンプ内をダウンフローで熱媒が流れ、次いで
軸流ポンプ下部から反応器内に熱媒がアップフローで流
れる。なお、一般には反応器が熱媒で満たされた後にも
熱媒を供給してオーバーフローさせる。反応器内に供給
される熱媒は反応器にいたる間の配管に加え、反応器お
よび軸流ポンプ自体によって熱を奪われ軸流ポンプや反
応器内で固化する場合がある。このため、配管を経て導
入される熱媒を軸流ポンプまたは反応器内に導入するに
際してダウンフローで供給すると、熱媒は重力によって
下降するため熱媒を循環させるポンプ（例えば、図２で
はポンプ３２）の負担を軽減することができるからであ
る。これをアップフローで流すと固形物が詰まりやすい
ために圧力が増大し、熱媒を循環させるポンプの負担が
増加する。
【００７５】なお、反応器の熱媒満液後に軸流ポンプ
（例えば、図２ではポンプ４３，４４）を稼動させる
が、予めこの軸流ポンプの反応器内の熱媒流れ方向をア
ップフローまたはダウンフローで流すべく設計しておけ
ば、満液後は該設計に基づく流れ方向を確保できる。
（例えば、図２ではポンプ４３，４４）を稼動させる
が、予めこの軸流ポンプの反応器内の熱媒流れ方向をア
ップフローまたはダウンフローで流すべく設計しておけ
ば、満液後は該設計に基づく流れ方向を確保できる。
【００７６】本発明の第三は、反応器と、該チャンバー
から導出された熱媒を収納する手段と、該収納手段から
導出された熱媒を加熱する加熱手段、および加熱手段に
よって昇温した熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供
給する反応器システムであって、該収納手段が各チャン
バーの熱媒の少なくとも一部を収納できる１のタンクで
あり、該タンクの容量が各チャンバー内を循環する熱媒
量よりも小さく、かつ、反応器に導入する熱媒配管が反
応器の上部環状導管またはこれより上部から接続される
ことを特徴とする、反応器システムである。
から導出された熱媒を収納する手段と、該収納手段から
導出された熱媒を加熱する加熱手段、および加熱手段に
よって昇温した熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供
給する反応器システムであって、該収納手段が各チャン
バーの熱媒の少なくとも一部を収納できる１のタンクで
あり、該タンクの容量が各チャンバー内を循環する熱媒
量よりも小さく、かつ、反応器に導入する熱媒配管が反
応器の上部環状導管またはこれより上部から接続される
ことを特徴とする、反応器システムである。
【００７７】上記のごとく、熱媒は温度変化に応じて容
積を変化させる。この容積変化を緩和する必要性は、シ
ングルリアクターに限られるものではない。従って、該
収納手段が各チャンバーの熱媒の少なくとも一部を収納
できる１のタンクであり、該タンクの容量が各チャンバ
ー内を循環する熱媒量よりも小さく設計することで、増
加した熱媒量を簡便に収納することができるのである。
しかも、反応器に導入する熱媒配管が反応器の上部環状
導管またはこれより上部から接続されることで、上記と
同様に熱媒固化によるポンプ負担を軽減させることがで
きるのである。なお、反応器の満液後、反応器内熱媒を
アップフローで流す場合には、軸流ポンプ（例えば、図
２ではポンプ４３または４４）をアップフローで流すべ
く設計しておけばよい。
積を変化させる。この容積変化を緩和する必要性は、シ
ングルリアクターに限られるものではない。従って、該
収納手段が各チャンバーの熱媒の少なくとも一部を収納
できる１のタンクであり、該タンクの容量が各チャンバ
ー内を循環する熱媒量よりも小さく設計することで、増
加した熱媒量を簡便に収納することができるのである。
しかも、反応器に導入する熱媒配管が反応器の上部環状
導管またはこれより上部から接続されることで、上記と
同様に熱媒固化によるポンプ負担を軽減させることがで
きるのである。なお、反応器の満液後、反応器内熱媒を
アップフローで流す場合には、軸流ポンプ（例えば、図
２ではポンプ４３または４４）をアップフローで流すべ
く設計しておけばよい。
【００７８】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。
説明する。
【００７９】（実施例）図２に示す装置を用いて、硝酸
カリウム５０質量％、亜硝酸ナトリウム５０質量％から
なる組成のナイターを熱媒とし、反応器に導入する昇温
ガスとして空気を用いて、多管式反応器のスタートアッ
プを行った。なお、ナイターはスタートアップ前にタン
ク３１に収納され、反応器内には残存していない。
カリウム５０質量％、亜硝酸ナトリウム５０質量％から
なる組成のナイターを熱媒とし、反応器に導入する昇温
ガスとして空気を用いて、多管式反応器のスタートアッ
プを行った。なお、ナイターはスタートアップ前にタン
ク３１に収納され、反応器内には残存していない。
【００８０】また、使用した多管式反応器は、内径４０
００ｍｍ、反応器シェルの上部および下部にそれぞれ管
板が設けられ、長さ６５００ｍｍの反応管９３００本が
上部管板と下部管板とによって支持されたのものであ
る。さらに下部管板から上部に向かって３２００ｍｍの
位置に反応器内部を２つのチャンバーに仕切る遮断板が
設けられている。また、反応器の上部チャンバー５２お
よび下部チャンバー５１にはそれぞれ環状導管が設けら
れ、各環状導管には軸流ポンプ４３、４４が付属してい
る。
００ｍｍ、反応器シェルの上部および下部にそれぞれ管
板が設けられ、長さ６５００ｍｍの反応管９３００本が
上部管板と下部管板とによって支持されたのものであ
る。さらに下部管板から上部に向かって３２００ｍｍの
位置に反応器内部を２つのチャンバーに仕切る遮断板が
設けられている。また、反応器の上部チャンバー５２お
よび下部チャンバー５１にはそれぞれ環状導管が設けら
れ、各環状導管には軸流ポンプ４３、４４が付属してい
る。
【００８１】まず、ゲージ圧４ＭＰａの水蒸気を用いて
予熱器２１で空気を温度２１０℃に予熱し、これをブロ
ワー１０を用いて反応器５０に１９０Ｎｍ3／ｍｉｎで
供給し、反応器出口（第２チャンバー出口）ガス温度を
２００℃とした（第１ステップ）。
予熱器２１で空気を温度２１０℃に予熱し、これをブロ
ワー１０を用いて反応器５０に１９０Ｎｍ3／ｍｉｎで
供給し、反応器出口（第２チャンバー出口）ガス温度を
２００℃とした（第１ステップ）。
【００８２】反応ガスの出口温度が２００℃になったこ
とを確認した後、予め付属するヒーター２３で温度２０
０℃に加熱した熱媒をポンプ４１を用いてタンク３１か
ら反応器５０に導入した。第１チャンバーには、タンク
３１から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を経て、第２チャン
バーには、タンク３１から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１
２を経て熱媒を導入した。次いで、反応器５０に熱媒が
導入された後に、各チャンバーに付属する軸流ポンプ４
３、４４を稼動させて、各チャンバー内の熱媒を各チャ
ンバー内で循環させた。なお、各チャンバー内の熱媒の
一部は、Ｌ５、Ｌ１３を経て第１チャンバーからタンク
３２へ、Ｌ６を経て第２チャンバーからタンク３２へ循
環できるように接続してある（第２ステップ）。
とを確認した後、予め付属するヒーター２３で温度２０
０℃に加熱した熱媒をポンプ４１を用いてタンク３１か
ら反応器５０に導入した。第１チャンバーには、タンク
３１から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を経て、第２チャン
バーには、タンク３１から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１
２を経て熱媒を導入した。次いで、反応器５０に熱媒が
導入された後に、各チャンバーに付属する軸流ポンプ４
３、４４を稼動させて、各チャンバー内の熱媒を各チャ
ンバー内で循環させた。なお、各チャンバー内の熱媒の
一部は、Ｌ５、Ｌ１３を経て第１チャンバーからタンク
３２へ、Ｌ６を経て第２チャンバーからタンク３２へ循
環できるように接続してある（第２ステップ）。
【００８３】次いで、ブロワー１０を停止すると共に、
タンク３２に付属するポンプ４２を稼動させ、タンク３
２内の熱媒を容量７００ｋＷの電気ヒーター２２に循環
させて昇温した。この昇温した熱媒は、Ｌ２１、Ｌ２
３、Ｌ４を経て第１チャンバー５１のみに供給した。こ
れによって、第２チャンバー５２は第１チャンバー５１
からの予熱で昇温された（第３ステップ）。
タンク３２に付属するポンプ４２を稼動させ、タンク３
２内の熱媒を容量７００ｋＷの電気ヒーター２２に循環
させて昇温した。この昇温した熱媒は、Ｌ２１、Ｌ２
３、Ｌ４を経て第１チャンバー５１のみに供給した。こ
れによって、第２チャンバー５２は第１チャンバー５１
からの予熱で昇温された（第３ステップ）。
【００８４】第１チャンバーの熱媒温度が３５０℃、第
２チャンバーの熱媒温度が２６０℃となり、所定の反応
温度に達したためヒーター２２を停止し、スタートアッ
プを終了した。スタートアップに要する時間は３６時間
であった。
２チャンバーの熱媒温度が２６０℃となり、所定の反応
温度に達したためヒーター２２を停止し、スタートアッ
プを終了した。スタートアップに要する時間は３６時間
であった。
【００８５】実施例におけるスタートアップ方法を行っ
た場合の、各チャンバーの温度変化を図３に示す。図３
において、はポンプ４３、４４の稼動開始時、はポ
ンプ４２およびヒーター２２の稼動開始時、はブロワ
ーの停止時を示す。
た場合の、各チャンバーの温度変化を図３に示す。図３
において、はポンプ４３、４４の稼動開始時、はポ
ンプ４２およびヒーター２２の稼動開始時、はブロワ
ーの停止時を示す。
【００８６】（比較例１）反応器５０への熱媒供給前に
昇温ガスを供給しなかったことを除いて、実施例と同じ
装置を使用してスタートアップを行った。
昇温ガスを供給しなかったことを除いて、実施例と同じ
装置を使用してスタートアップを行った。
【００８７】すなわち、付属するヒーター２３で温度２
００℃に加熱した熱媒をポンプ４１を用いて、第１チャ
ンバーには、タンク３１から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
を経て、第２チャンバーには、タンク３１から、Ｌ１、
Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２を経て熱媒を導入した。
００℃に加熱した熱媒をポンプ４１を用いて、第１チャ
ンバーには、タンク３１から、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
を経て、第２チャンバーには、タンク３１から、Ｌ１、
Ｌ２、Ｌ１１、Ｌ１２を経て熱媒を導入した。
【００８８】次いで、反応器５０に熱媒が導入された後
に、各チャンバーに付属する軸流ポンプ４３、４４を稼
動させて、各チャンバー内の熱媒を各チャンバー内で循
環させた。なお、各チャンバー内の熱媒の一部は、実施
例１と同様に、Ｌ５、Ｌ１３を経て第１チャンバーから
タンク３２へ、Ｌ６を経て第２チャンバーからタンク３
２へ循環できるように接続してある。
に、各チャンバーに付属する軸流ポンプ４３、４４を稼
動させて、各チャンバー内の熱媒を各チャンバー内で循
環させた。なお、各チャンバー内の熱媒の一部は、実施
例１と同様に、Ｌ５、Ｌ１３を経て第１チャンバーから
タンク３２へ、Ｌ６を経て第２チャンバーからタンク３
２へ循環できるように接続してある。
【００８９】これによって、反応器内の熱媒温度が１５
８℃まで低下したため、ポンプ４２を稼動させて容量７
００ｋＷの電気ヒーター２２に熱媒を循環させて昇温し
た。この昇温した熱媒は、実施例と同様にして第１チャ
ンバーにのみ供給した。なお、第２チャンバーは、第１
チャンバーからの予熱で昇温した。
８℃まで低下したため、ポンプ４２を稼動させて容量７
００ｋＷの電気ヒーター２２に熱媒を循環させて昇温し
た。この昇温した熱媒は、実施例と同様にして第１チャ
ンバーにのみ供給した。なお、第２チャンバーは、第１
チャンバーからの予熱で昇温した。
【００９０】第２チャンバーの熱媒温度が３５０℃、第
１チャンバーの熱媒温度が２６０℃となり、所定の反応
温度に達したためスタートアップを終了した。スタート
アップに要する時間は６２時間であった。
１チャンバーの熱媒温度が２６０℃となり、所定の反応
温度に達したためスタートアップを終了した。スタート
アップに要する時間は６２時間であった。
【００９１】
【発明の効果】本発明によれば、反応器の昇温時間を短
縮して、スタートアップ時間を短縮することができる。
特に、本発明のスタートアップ方法は、（メタ）アクリ
ル酸などの二段階接触気相酸化反応のように、異なる温
度範囲を有する反応器に循環させる熱媒を１基の電気ヒ
ーターを接続させるだけで効率よく昇温し、これによっ
て反応器のスタートアップ時間を短縮させることができ
る。
縮して、スタートアップ時間を短縮することができる。
特に、本発明のスタートアップ方法は、（メタ）アクリ
ル酸などの二段階接触気相酸化反応のように、異なる温
度範囲を有する反応器に循環させる熱媒を１基の電気ヒ
ーターを接続させるだけで効率よく昇温し、これによっ
て反応器のスタートアップ時間を短縮させることができ
る。
【図１】 従来の反応器システムおよび熱媒循環経路を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】 本発明の反応器スタートアップ方法の概略を
示す工程図である。
示す工程図である。
【図３】 実施例１のスタートアップ方法を行った場合
の、各チャンバーの温度変化を示す図である。
の、各チャンバーの温度変化を示す図である。
１０・・・ブロワー、 ２１、２２、２３・・・ヒーター、 ３１、３２、・・・タンク、 ４１、４２、４３、４４・・・ポンプ、 ５０、１０１・・・反応器、 ５１・・・第１チャンバー、 ５２・・・第２チャンバー、 ６１、６２・・・下部環状導管 ６３、６４・・・上部環状導管 １０２・・・軸流ポンプ、 １０３・・・蒸気発生器、 １０３’・・・ボイラー用水、 １０３”・・・スチーム、 １０４、１０６・・・ヒーター、 １０５・・・熱媒タンク、 １０７・・・ポンプ、 Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ１１、
Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ２３、Ｌ３０、Ｌ
３１・・・熱媒ライン。
Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ２３、Ｌ３０、Ｌ
３１・・・熱媒ライン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０７Ｃ 57/055 Ｃ０７Ｃ 57/055 Ｂ (72)発明者 曽我部 秀喜 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内 (72)発明者 坂本 一彦 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内 (72)発明者 百々 治 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内 Ｆターム(参考） 4G075 AA01 AA62 AA63 CA02 DA01 DA05 EA06 EB01 4H006 AA02 AA04 AC45 AC46 BA81 BB61 BC10 BC11 BD21 BE30
Claims (13)
- 【請求項１】 管外流体に凝固点５０〜２５０℃の熱媒
を循環させる多管式反応器において、反応管側に温度１
００〜４００℃のガスを導入して昇温を開始し、次いで
加温した熱媒を管外流体側に循環させることを特徴とす
る、反応器のスタートアップ方法。 - 【請求項２】 該ガスの反応器出口ガス温度が１５０〜
２５０℃に到達した後に該熱媒を循環させることを特徴
とする、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 該多管式反応器が遮断板で仕切られた複
数のチャンバーを形成するものである、請求項１または
２記載のスタートアップ方法。 - 【請求項４】 反応管側に温度１００〜４００℃のガス
を導入して昇温を開始し、次いで全てのチャンバーに熱
媒を管外流体側に循環させて昇温するものである、請求
項３記載のスタートアップ方法。 - 【請求項５】 反応管側に温度１００〜４００℃のガス
を導入して昇温を開始し、次いで全てのチャンバーに熱
媒を管外流体側に循環させ、かつ少なくとも１つのチャ
ンバーにさらに加温した熱媒を管外流体側に循環させて
反応器を昇温するものである、請求項３記載のスタート
アップ方法。 - 【請求項６】 該加熱した熱媒を循環させるチャンバー
が、該ガスの導入口に隣接するものである、請求項５記
載のスタートアップ方法。 - 【請求項７】 熱媒がナイターである、請求項１〜６の
いずれかに記載のスタートアップ方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７記載のスタートアップ方法
の後に、原料ガスを該反応器に供給することを特徴とす
る、（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。 - 【請求項９】 遮断板で仕切られた複数のチャンバーを
形成する反応器と、該チャンバーから導出された熱媒を
収納する手段と、該収納手段から導出された熱媒を加熱
する加熱手段、および加熱手段によって昇温した熱媒を
少なくとも１つのチャンバーに供給する反応器システム
であって、 該収納手段が各チャンバーの熱媒の少なくとも一部を収
納できる１のタンクであり、該タンクの容量が各チャン
バー内を循環する熱媒量よりも小さいことを特徴とす
る、反応器システム。 - 【請求項１０】 該反応器が、反応管側へ導入するガス
に加熱手段を有することを特徴とする、請求項９記載の
反応器システム。 - 【請求項１１】 更に、反応器に導入する熱媒配管が反
応器の上部環状導管またはこれより上部から接続するこ
とを特徴とする、請求項９または１０記載の反応器シス
テム。 - 【請求項１２】 反応器と、該チャンバーから導出され
た熱媒を収納する手段と、該収納手段から導出された熱
媒を加熱する加熱手段、および加熱手段によって昇温し
た熱媒を少なくとも１つのチャンバーに供給する反応器
システムであって、 該収納手段が各チャンバーの熱媒の少なくとも一部を収
納できる１のタンクであり、該タンクの容量が各チャン
バー内を循環する熱媒量よりも小さく、かつ、反応器に
導入する熱媒配管が反応器の上部環状導管またはこれよ
り上部から接続されることを特徴とする、反応器システ
ム。 - 【請求項１３】 （メタ）アクリル酸および／または
（メタ）アクロレインを製造するための請求項９〜１２
のいずれかに記載の反応器システム。
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| JP2000133577A JP4648515B2 (ja) | 2000-05-02 | 2000-05-02 | 反応器のスタートアップ方法 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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