JP2002128706A - 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 - Google Patents
気相酸化反応システムの制御方法および制御装置Info
- Publication number
- JP2002128706A JP2002128706A JP2000321739A JP2000321739A JP2002128706A JP 2002128706 A JP2002128706 A JP 2002128706A JP 2000321739 A JP2000321739 A JP 2000321739A JP 2000321739 A JP2000321739 A JP 2000321739A JP 2002128706 A JP2002128706 A JP 2002128706A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- phase oxidation
- gas phase
- reaction
- oxidation reaction
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の存在下、炭化水素と酸素含有ガスとを
反応させる気相酸化反応システムの反応装置内の温度分
布の変動に追従して、反応温度の安定制御を可能にする
簡単で、オペレータの操作負担の少ない温度制御手段を
提供する。 【解決手段】 気相酸化反応処理を行う反応装置と、反
応装置から排出された反応生成物、副生成物、不要成分
を分離あるいは除去する分離装置とを有する気相酸化反
応システムの制御方法であって、反応装置内の複数の測
定点の温度を検出し、検出した複数の測定点の温度から
所定の演算により代表温度を算出し、算出した代表温度
に基づいて反応装置内の反応温度を所望値に制御するこ
とを特徴とする気相酸化反応システムの制御方法。
反応させる気相酸化反応システムの反応装置内の温度分
布の変動に追従して、反応温度の安定制御を可能にする
簡単で、オペレータの操作負担の少ない温度制御手段を
提供する。 【解決手段】 気相酸化反応処理を行う反応装置と、反
応装置から排出された反応生成物、副生成物、不要成分
を分離あるいは除去する分離装置とを有する気相酸化反
応システムの制御方法であって、反応装置内の複数の測
定点の温度を検出し、検出した複数の測定点の温度から
所定の演算により代表温度を算出し、算出した代表温度
に基づいて反応装置内の反応温度を所望値に制御するこ
とを特徴とする気相酸化反応システムの制御方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相酸化反応シス
テムの制御方法及び制御装置に関するものであり、触媒
の存在下で、炭化水素と酸素含有ガスとを反応させる気
相酸化反応システムを安定に運転可能にする制御技術を
提供する。
テムの制御方法及び制御装置に関するものであり、触媒
の存在下で、炭化水素と酸素含有ガスとを反応させる気
相酸化反応システムを安定に運転可能にする制御技術を
提供する。
【０００２】
【従来の技術】触媒の存在下で、炭化水素及び酸素含有
ガスを反応させる気相酸化反応としては、例えば炭化水
素の接触酸化方法があり、炭素数４の炭化水素の酸化に
よる無水マレイン酸の製造や、炭素数３の炭化水素のア
ンモ酸化によるアクリロニトリルの製造、エチレンのオ
キシクロリネーションによる二塩化エチレンの製造など
が広く知られている。
ガスを反応させる気相酸化反応としては、例えば炭化水
素の接触酸化方法があり、炭素数４の炭化水素の酸化に
よる無水マレイン酸の製造や、炭素数３の炭化水素のア
ンモ酸化によるアクリロニトリルの製造、エチレンのオ
キシクロリネーションによる二塩化エチレンの製造など
が広く知られている。
【０００３】近年、これらの気相酸化反応において、目
的とする生成物を効率的に生産するために、反応装置で
の炭化水素の転化率を低く抑えることで生成物への選択
率を向上させる一方で、未反応の炭化水素を回収して反
応装置に循環させるリサイクル法が提案されている。こ
のような気相酸化反応システムの従来例の概略構成を図
３に示す。
的とする生成物を効率的に生産するために、反応装置で
の炭化水素の転化率を低く抑えることで生成物への選択
率を向上させる一方で、未反応の炭化水素を回収して反
応装置に循環させるリサイクル法が提案されている。こ
のような気相酸化反応システムの従来例の概略構成を図
３に示す。
【０００４】図３の従来例システムは、少なくとも一つ
の反応装置１と、一つ又はそれ以上の分離装置２−Ａ〜
２−Ｎと、リサイクルループ３とを有する。反応装置１
に供給される炭化水素、酸素、空気あるいは不活性ガス
及びその他の気相原料の新規供給分は、それぞれ流量指
示調整器４、５、６、７により、流量Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３、Ｆ４に調整される。また図示省略されているが、反
応装置１には触媒を存在させている。
の反応装置１と、一つ又はそれ以上の分離装置２−Ａ〜
２−Ｎと、リサイクルループ３とを有する。反応装置１
に供給される炭化水素、酸素、空気あるいは不活性ガス
及びその他の気相原料の新規供給分は、それぞれ流量指
示調整器４、５、６、７により、流量Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３、Ｆ４に調整される。また図示省略されているが、反
応装置１には触媒を存在させている。
【０００５】反応装置１からの反応生成物や副生成物、
あるいは不要成分は、分離装置２−Ａ〜２−Ｎのそれぞ
れから任意に取り出されあるいは除去される。Ｒ点は反
応装置１からの排出流、Ａ点は第一番目の分離装置２−
Ａからの排出流、…、Ｎ点は第Ｎ番目の分離装置２−Ｎ
からの排出流を示す。最終又は第Ｎ番目の分離装置２−
Ｎからの排出流は、供給流の一部としてリサイクルルー
プ３を介して反応装置１にリサイクルされる。このリサ
イクル流量はＦ５で表わされる。これにより、反応装置
１の入口の合計流量は、（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ
５）で与えられる。
あるいは不要成分は、分離装置２−Ａ〜２−Ｎのそれぞ
れから任意に取り出されあるいは除去される。Ｒ点は反
応装置１からの排出流、Ａ点は第一番目の分離装置２−
Ａからの排出流、…、Ｎ点は第Ｎ番目の分離装置２−Ｎ
からの排出流を示す。最終又は第Ｎ番目の分離装置２−
Ｎからの排出流は、供給流の一部としてリサイクルルー
プ３を介して反応装置１にリサイクルされる。このリサ
イクル流量はＦ５で表わされる。これにより、反応装置
１の入口の合計流量は、（Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＋Ｆ
５）で与えられる。
【０００６】従来、このような気相酸化反応システムを
安定に運転するために、反応装置内の温度や反応装置も
しくは分離装置からの排出流の組成を監視しつつ運転条
件を手動で微調整しながら運転する方法が多くとられて
いた。しかしながら、反応温度を一定に制御するだけで
は、原料ガスの流量、反応圧力、触媒の反応活性等の変
化に伴って、原料ガスの転化率や製品の収率が変化する
ため、長期間の安定運転には十分ではない。一方、反応
装置や分離装置の排出流の組成を連続的に監視し、この
組成を一定に保つように反応条件、例えば反応温度、を
制御することが有用であることは従来から知られていた
が、実際には上記したような変動があった時には反応温
度だけではなく、反応装置内の温度分布もまた変化する
ために、ある一点の温度を制御する方法では十分ではな
かった。実際に、反応装置内のある点の温度は低下して
いるにも関わらず、他の点の温度が上昇することもあ
り、ある一点の温度と反応量の間には一定の相関関係が
得られないこともあった。
安定に運転するために、反応装置内の温度や反応装置も
しくは分離装置からの排出流の組成を監視しつつ運転条
件を手動で微調整しながら運転する方法が多くとられて
いた。しかしながら、反応温度を一定に制御するだけで
は、原料ガスの流量、反応圧力、触媒の反応活性等の変
化に伴って、原料ガスの転化率や製品の収率が変化する
ため、長期間の安定運転には十分ではない。一方、反応
装置や分離装置の排出流の組成を連続的に監視し、この
組成を一定に保つように反応条件、例えば反応温度、を
制御することが有用であることは従来から知られていた
が、実際には上記したような変動があった時には反応温
度だけではなく、反応装置内の温度分布もまた変化する
ために、ある一点の温度を制御する方法では十分ではな
かった。実際に、反応装置内のある点の温度は低下して
いるにも関わらず、他の点の温度が上昇することもあ
り、ある一点の温度と反応量の間には一定の相関関係が
得られないこともあった。
【０００７】一方、反応装置への供給流量や組成を変化
させる場合には、反応装置内の温度分布の変化が起こり
やすいために、反応装置出口の組成を監視しながら、手
動で反応温度を調整する必要があった。また、反応装置
で反応しなかった原料を回収して反応装置に戻して再使
用するリサイクルシステムでは、反応装置での反応の変
動がリサイクル流を通じて反応装置に戻ってくるため
に、反応装置入口の流量や組成の変動が起こり、これに
より反応装置内の温度分布が変化し、更には反応装置や
分離装置の排出流の組成や流量も変動するため、この組
成を一定に保つように反応温度を制御することは困難で
あると同時にリサイクルシステム全体を一定の条件で運
転することにつながらない、という問題があった。
させる場合には、反応装置内の温度分布の変化が起こり
やすいために、反応装置出口の組成を監視しながら、手
動で反応温度を調整する必要があった。また、反応装置
で反応しなかった原料を回収して反応装置に戻して再使
用するリサイクルシステムでは、反応装置での反応の変
動がリサイクル流を通じて反応装置に戻ってくるため
に、反応装置入口の流量や組成の変動が起こり、これに
より反応装置内の温度分布が変化し、更には反応装置や
分離装置の排出流の組成や流量も変動するため、この組
成を一定に保つように反応温度を制御することは困難で
あると同時にリサイクルシステム全体を一定の条件で運
転することにつながらない、という問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、気相
酸化反応システムの反応装置内の温度分布の変動に追従
して、反応温度の安定制御を可能にする簡単でオペレー
タの操作負担の少ない温度制御手段を提供することにあ
り、特に、気相酸化反応システムがリサイクルシステム
を含むものである場合にも有効な温度制御手段を提供す
ることにある。
酸化反応システムの反応装置内の温度分布の変動に追従
して、反応温度の安定制御を可能にする簡単でオペレー
タの操作負担の少ない温度制御手段を提供することにあ
り、特に、気相酸化反応システムがリサイクルシステム
を含むものである場合にも有効な温度制御手段を提供す
ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するために、反応装置内の温度を複数の測定点で
測定していったんは温度分布を求め、次に演算により、
その温度分布を制御上で温度分布を適切に代表しうる単
一の温度（代表温度という）に変換し、変換した単一の
温度（代表温度）を用いて、以後温度分布の状態を意識
する必要なしに、反応温度を簡単かつ安定に制御できる
ようにしたものである。
を解決するために、反応装置内の温度を複数の測定点で
測定していったんは温度分布を求め、次に演算により、
その温度分布を制御上で温度分布を適切に代表しうる単
一の温度（代表温度という）に変換し、変換した単一の
温度（代表温度）を用いて、以後温度分布の状態を意識
する必要なしに、反応温度を簡単かつ安定に制御できる
ようにしたものである。
【００１０】これにより、本発明による気相酸化反応シ
ステムの制御方法および制御装置は、以下のように構成
される。 （１）気相酸化反応処理を行う反応装置と、反応装置か
ら排出された反応生成物、副生成物、不要成分を分離あ
るいは除去する分離装置とを有する気相酸化反応システ
ムの制御方法であって、反応装置内の複数の測定点の温
度を検出し、検出した複数の測定点の温度から所定の演
算により代表温度を算出し、算出した代表温度に基づい
て反応装置内の反応温度を所望値に制御することを特徴
とする気相酸化反応システムの制御方法。
ステムの制御方法および制御装置は、以下のように構成
される。 （１）気相酸化反応処理を行う反応装置と、反応装置か
ら排出された反応生成物、副生成物、不要成分を分離あ
るいは除去する分離装置とを有する気相酸化反応システ
ムの制御方法であって、反応装置内の複数の測定点の温
度を検出し、検出した複数の測定点の温度から所定の演
算により代表温度を算出し、算出した代表温度に基づい
て反応装置内の反応温度を所望値に制御することを特徴
とする気相酸化反応システムの制御方法。
【００１１】（２）前項（１）において、反応装置内の
反応温度の制御は、反応装置内の除熱管に流す冷媒の流
量を制御するものであることを特徴とする気相酸化反応
システムの制御方法。 （３）前項（１）において、代表温度は、複数の測定点
の温度を累和あるいは相加平均する演算により算出する
ことを特徴とする気相酸化反応システムの制御方法。
反応温度の制御は、反応装置内の除熱管に流す冷媒の流
量を制御するものであることを特徴とする気相酸化反応
システムの制御方法。 （３）前項（１）において、代表温度は、複数の測定点
の温度を累和あるいは相加平均する演算により算出する
ことを特徴とする気相酸化反応システムの制御方法。
【００１２】（４）前項（１）において、代表温度は、
複数の測定点の温度を加重和あるいは加重平均する演算
により算出することを特徴とする気相酸化反応システム
の制御方法。 （５）前項（１）において、代表温度は、ｎを２以上の
整数として、ｎ個の測定点の温度を加重累積してｎ乗根
をとる相乗平均演算により算出することを特徴とする気
相酸化反応システムの制御方法。
複数の測定点の温度を加重和あるいは加重平均する演算
により算出することを特徴とする気相酸化反応システム
の制御方法。 （５）前項（１）において、代表温度は、ｎを２以上の
整数として、ｎ個の測定点の温度を加重累積してｎ乗根
をとる相乗平均演算により算出することを特徴とする気
相酸化反応システムの制御方法。
【００１３】（６）前項（１）ないし（５）のいずれか
において、気相酸化反応システムは、リサイクル流を有
するものであることを特徴とする気相酸化反応システム
の制御方法。 （７）気相酸化反応処理を行う反応装置と、反応装置か
ら排出された反応生成物、副生成物、不要成分を分離あ
るいは除去する分離装置とを有する気相酸化反応システ
ムの制御装置であって、反応装置内の複数の測定点の温
度を検出する反応温度検出部と、検出された複数の測定
点の温度に基づいて所定の演算により代表温度を算出す
る代表温度演算部と、算出された代表温度に基づいて反
応装置内の反応温度を所望値に制御する反応温度制御部
と、を備えていることを特徴とする気相酸化反応システ
ムの制御装置。
において、気相酸化反応システムは、リサイクル流を有
するものであることを特徴とする気相酸化反応システム
の制御方法。 （７）気相酸化反応処理を行う反応装置と、反応装置か
ら排出された反応生成物、副生成物、不要成分を分離あ
るいは除去する分離装置とを有する気相酸化反応システ
ムの制御装置であって、反応装置内の複数の測定点の温
度を検出する反応温度検出部と、検出された複数の測定
点の温度に基づいて所定の演算により代表温度を算出す
る代表温度演算部と、算出された代表温度に基づいて反
応装置内の反応温度を所望値に制御する反応温度制御部
と、を備えていることを特徴とする気相酸化反応システ
ムの制御装置。
【００１４】（８）前項（７）において、反応温度制御
部は、反応装置内の除熱管に流す冷媒の流量を制御する
ものであることを特徴とする気相酸化反応システムの制
御装置。 （９）前項（７）において、代表温度演算部は、複数の
測定点の温度を累和あるいは相加平均する演算により代
表温度を算出することを特徴とする気相酸化反応システ
ムの制御装置。
部は、反応装置内の除熱管に流す冷媒の流量を制御する
ものであることを特徴とする気相酸化反応システムの制
御装置。 （９）前項（７）において、代表温度演算部は、複数の
測定点の温度を累和あるいは相加平均する演算により代
表温度を算出することを特徴とする気相酸化反応システ
ムの制御装置。
【００１５】（１０）前項（７）において、代表温度演
算部は、複数の測定点の温度を加重和あるいは加重平均
する演算により代表温度を算出することを特徴とする気
相酸化反応システムの制御装置。 （１１）前項（７）において、代表温度演算部は、ｎを
２以上の整数として、ｎ個の測定点の温度を加重累積し
てｎ乗根をとる相乗平均演算により代表温度を算出する
ことを特徴とする気相酸化反応システムの制御装置。
算部は、複数の測定点の温度を加重和あるいは加重平均
する演算により代表温度を算出することを特徴とする気
相酸化反応システムの制御装置。 （１１）前項（７）において、代表温度演算部は、ｎを
２以上の整数として、ｎ個の測定点の温度を加重累積し
てｎ乗根をとる相乗平均演算により代表温度を算出する
ことを特徴とする気相酸化反応システムの制御装置。
【００１６】（１２）前項（７）ないし（１１）のいず
れかにおいて、気相酸化反応システムは、リサイクル流
を有するものであることを特徴とする気相酸化反応シス
テムの制御装置。図１に示す１具体例を用いて、本発明
の原理を説明する。図１において、１は反応装置であ
り、炭化水素や、酸素、空気または不活性ガス、その他
の原料を供給される。反応装置１内にはその反応に適当
な触媒を存在させ、気相酸化反応処理を行う。
れかにおいて、気相酸化反応システムは、リサイクル流
を有するものであることを特徴とする気相酸化反応シス
テムの制御装置。図１に示す１具体例を用いて、本発明
の原理を説明する。図１において、１は反応装置であ
り、炭化水素や、酸素、空気または不活性ガス、その他
の原料を供給される。反応装置１内にはその反応に適当
な触媒を存在させ、気相酸化反応処理を行う。
【００１７】２は反応温度検出部であり、反応装置１内
の複数の測定点（ｎ点とする）での温度を検出する。３
は代表温度演算部であり、反応温度検出部２で検出され
た反応装置１内のｎ点の温度について、予め定められた
演算を実行し、ｎ点の温度が示している温度分布に対応
した一つの代表温度を算出する。
の複数の測定点（ｎ点とする）での温度を検出する。３
は代表温度演算部であり、反応温度検出部２で検出され
た反応装置１内のｎ点の温度について、予め定められた
演算を実行し、ｎ点の温度が示している温度分布に対応
した一つの代表温度を算出する。
【００１８】４は除熱管であり、管内を流れる冷媒によ
り反応装置内部を冷却する。５は調節弁であり、温度制
御時に除熱管４に流す冷媒の流量を調節するために操作
される。６は反応温度制御部であり、代表温度演算部３
で算出された代表温度と設定されている目標温度とを比
較して制御偏差を求め、それに基づき調節弁５を操作し
て、除熱管４を流れる冷媒の流量を変更する。
り反応装置内部を冷却する。５は調節弁であり、温度制
御時に除熱管４に流す冷媒の流量を調節するために操作
される。６は反応温度制御部であり、代表温度演算部３
で算出された代表温度と設定されている目標温度とを比
較して制御偏差を求め、それに基づき調節弁５を操作し
て、除熱管４を流れる冷媒の流量を変更する。
【００１９】これらの反応温度検出部２、代表温度演算
部３、反応温度制御部６、調節弁５は単一の制御ループ
を形成している。反応装置１内の温度分布を示すｎ点の
測定点の温度をＴi （ｉ＝１，２，３，……，ｎ）、代
表温度をＴd で表わすと、反応温度検出部２で検出され
たｎ個の温度Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，……，Ｔn は、代表温
度演算部３に入力されて、所定の演算式 Ｔd ＝ｆ（Ｔ1 ,Ｔ2 ，Ｔ3 ，……，Ｔn ） を用いて単一の代表温度Ｔd に変換される。この演算式
は、ｎ個の測定点温度Ｔ 1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，……，Ｔn の
各値をそれぞれ単一の代表温度Ｔd に反映可能にするも
のである。しかし、たとえば反応装置１内の測定点の位
置により反応温度が異なることや、温度制御時の除熱管
４による冷却効果が各測定点に及ぼす作用に量的、時間
的違いが生じることなどから、測定点温度Ｔ1 ，Ｔ2 ，
Ｔ3 ，……，Ｔn の各値を代表温度Ｔd に反映させる度
合いを、測定点ごとに異ならせることが望ましい場合が
ある。このようなときには、各測定点の温度に適切な重
み付けをして、演算を行う必要がある。
部３、反応温度制御部６、調節弁５は単一の制御ループ
を形成している。反応装置１内の温度分布を示すｎ点の
測定点の温度をＴi （ｉ＝１，２，３，……，ｎ）、代
表温度をＴd で表わすと、反応温度検出部２で検出され
たｎ個の温度Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，……，Ｔn は、代表温
度演算部３に入力されて、所定の演算式 Ｔd ＝ｆ（Ｔ1 ,Ｔ2 ，Ｔ3 ，……，Ｔn ） を用いて単一の代表温度Ｔd に変換される。この演算式
は、ｎ個の測定点温度Ｔ 1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，……，Ｔn の
各値をそれぞれ単一の代表温度Ｔd に反映可能にするも
のである。しかし、たとえば反応装置１内の測定点の位
置により反応温度が異なることや、温度制御時の除熱管
４による冷却効果が各測定点に及ぼす作用に量的、時間
的違いが生じることなどから、測定点温度Ｔ1 ，Ｔ2 ，
Ｔ3 ，……，Ｔn の各値を代表温度Ｔd に反映させる度
合いを、測定点ごとに異ならせることが望ましい場合が
ある。このようなときには、各測定点の温度に適切な重
み付けをして、演算を行う必要がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】図２に、本発明の１実施形態によ
る気相酸化反応システムの温度制御フローを示す。図２
において、２１は、反応装置であり、炭化水素や、酸
素、空気または不活性ガス、その他の原料あるいはリサ
イクル流を供給されて、気相酸化反応処理を行う。な
お、図示省略されているが、反応装置１から排出される
反応生成物、副生成物、不要成分を分離あるいは除去す
るための任意数の分離装置が、図３の従来例システムに
示されているのと同様に結合されている。
る気相酸化反応システムの温度制御フローを示す。図２
において、２１は、反応装置であり、炭化水素や、酸
素、空気または不活性ガス、その他の原料あるいはリサ
イクル流を供給されて、気相酸化反応処理を行う。な
お、図示省略されているが、反応装置１から排出される
反応生成物、副生成物、不要成分を分離あるいは除去す
るための任意数の分離装置が、図３の従来例システムに
示されているのと同様に結合されている。
【００２１】２２−１，２２−２，２２−３，…，２２
−ｉ，…，２２−ｎは、ｎ個の温度指示器であり、それ
ぞれは反応装置２１内の複数の測定点（ｎ点とする）で
の反応温度Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，…，Ｔi , …，Ｔn を検
出する。なお本例では、温度指示器２２−ｉの測定点ｉ
が、除熱管２３における冷媒流量操作によって、反応装
置２１中で最も早く温度変化の応答が現れる位置とされ
る。
−ｉ，…，２２−ｎは、ｎ個の温度指示器であり、それ
ぞれは反応装置２１内の複数の測定点（ｎ点とする）で
の反応温度Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，…，Ｔi , …，Ｔn を検
出する。なお本例では、温度指示器２２−ｉの測定点ｉ
が、除熱管２３における冷媒流量操作によって、反応装
置２１中で最も早く温度変化の応答が現れる位置とされ
る。
【００２２】２３は、除熱管であり、管内に流される冷
媒により反応装置２１の内部が冷却される。２４は、調
節弁であり、温度制御時に除熱管２３に流す冷媒の流量
を調節するために操作される。２５は、代表温度演算部
であり、温度指示器２２−１，２２−２，２２−３，
…，２２−ｉ，…，２２−ｎで検出された反応装置２１
内のｎ点の温度Ｔ1 ，Ｔ 2 ，Ｔ3 ，…，Ｔi , …，Ｔn
について、予め定められた演算式により代表温度算出演
算を実行し、ｎ点の温度が示している温度分布に唯一対
応した一つの代表温度Ｔd を算出する。
媒により反応装置２１の内部が冷却される。２４は、調
節弁であり、温度制御時に除熱管２３に流す冷媒の流量
を調節するために操作される。２５は、代表温度演算部
であり、温度指示器２２−１，２２−２，２２−３，
…，２２−ｉ，…，２２−ｎで検出された反応装置２１
内のｎ点の温度Ｔ1 ，Ｔ 2 ，Ｔ3 ，…，Ｔi , …，Ｔn
について、予め定められた演算式により代表温度算出演
算を実行し、ｎ点の温度が示している温度分布に唯一対
応した一つの代表温度Ｔd を算出する。
【００２３】２６は、代表温度演算処理２５によって算
出された代表温度計算値Ｔd である。２７は、オペレー
タにより実際に設定されている代表温度目標設定値ＴS
である。２８は、温度操作量演算処理であり、代表温度
Ｔd と代表温度目標設定値ＴSとを比較して、温度目標
値を修正操作するための温度設定値操作量を算出する。
出された代表温度計算値Ｔd である。２７は、オペレー
タにより実際に設定されている代表温度目標設定値ＴS
である。２８は、温度操作量演算処理であり、代表温度
Ｔd と代表温度目標設定値ＴSとを比較して、温度目標
値を修正操作するための温度設定値操作量を算出する。
【００２４】２９は、算出された温度設定値操作量であ
る。３０は、温度設定値操作量を用いて修正操作された
結果の温度目標値Ｔr である。本実施形態においては、
反応装置２１内のｎ点の温度指示器のうち、冷媒流量操
作によって、最も早く温度変化の応答が現れる位置に設
置された温度指示器２２−ｉの測定温度Ｔi を温度目標
値Ｔr に一致させるように制御が行われる。この温度目
標値Ｔr が、温度制御ループにおける実際の目標値とな
る。
る。３０は、温度設定値操作量を用いて修正操作された
結果の温度目標値Ｔr である。本実施形態においては、
反応装置２１内のｎ点の温度指示器のうち、冷媒流量操
作によって、最も早く温度変化の応答が現れる位置に設
置された温度指示器２２−ｉの測定温度Ｔi を温度目標
値Ｔr に一致させるように制御が行われる。この温度目
標値Ｔr が、温度制御ループにおける実際の目標値とな
る。
【００２５】３１は、温度偏差演算処理であり、温度指
示器２２−ｉの測定温度Ｔi を目標値Ｔr と比較して温
度偏差ΔＴ＝Ｔr −Ｔi を算出する。３２は、冷媒操作
量演算処理であり、算出された温度偏差ΔＴから、この
ΔＴを０に近づけるのに必要な除熱管２３に流す冷媒の
流量操作量Ｐf を算出する。流量操作量Ｐf の値は、た
とえば調節弁２４の開度を表す。もしもΔＴ＝Ｔr −Ｔ
i ＞０であれば、Ｐf は冷媒の流量を増加させる大きな
開度値となり、またΔＴ＝Ｔr −Ｔi ＜０であれば、Ｐ
f は冷媒の流量を減少させる小さな開度値となる。
示器２２−ｉの測定温度Ｔi を目標値Ｔr と比較して温
度偏差ΔＴ＝Ｔr −Ｔi を算出する。３２は、冷媒操作
量演算処理であり、算出された温度偏差ΔＴから、この
ΔＴを０に近づけるのに必要な除熱管２３に流す冷媒の
流量操作量Ｐf を算出する。流量操作量Ｐf の値は、た
とえば調節弁２４の開度を表す。もしもΔＴ＝Ｔr −Ｔ
i ＞０であれば、Ｐf は冷媒の流量を増加させる大きな
開度値となり、またΔＴ＝Ｔr −Ｔi ＜０であれば、Ｐ
f は冷媒の流量を減少させる小さな開度値となる。
【００２６】３３は、冷媒流量操作であり、算出された
流量操作量Ｐf に基づき調節弁２４の開度を操作し、除
熱管２３を流れる冷媒の流量を調節して、反応温度を制
御する。上記説明においては、温度制御ループは、演算
された代表温度をマスター、温度変化応答の最も早い温
度測定点の温度をスレーブとした、カスケード制御とし
ているが、本発明は上記カスケード制御に限定されるも
のではなく、代表温度目標値と代表温度演算値の偏差か
ら直接冷媒操作量を演算して制御する方法等、通常知ら
れているいかなる制御方法を採用しても構わない。
流量操作量Ｐf に基づき調節弁２４の開度を操作し、除
熱管２３を流れる冷媒の流量を調節して、反応温度を制
御する。上記説明においては、温度制御ループは、演算
された代表温度をマスター、温度変化応答の最も早い温
度測定点の温度をスレーブとした、カスケード制御とし
ているが、本発明は上記カスケード制御に限定されるも
のではなく、代表温度目標値と代表温度演算値の偏差か
ら直接冷媒操作量を演算して制御する方法等、通常知ら
れているいかなる制御方法を採用しても構わない。
【００２７】気相酸化反応には、固定床反応器、流動床
反応器、あるいは輸送床反応器等が用いられるが、本発
明の方法はそのどの反応器形式に対しても有効に適用す
ることができる。中でも流動床反応器に適用すると効果
的である。 制御変数と操作変数について 図２の実施の形態では、反応装置２１の反応温度を制御
する制御ループにおける制御変数は、反応装置内のｎ点
の測定点の温度Ｔi ,…，Ｔn から算出された代表温度
Ｔd であり、この代表温度Ｔd を目標温度Ｔr に一致さ
せるように、反応装置内で温度変更操作に最も敏感に応
答する測定点ｉの温度Ｔi を制御している。そしてこの
場合の制御ループの操作変数は、冷媒流量を調節する調
節弁２４の開度となっている。しかし、操作変数はこれ
に限られるものではなく、反応装置の温度を制御できる
任意の公知手段において適切な操作変数を自由に選択す
ることができる。ただし、気相酸化反応は発熱反応であ
るため、反応装置の温度制御は、冷却（除熱）制御に限
られる。この場合の温度制御手段には、冷媒の温度と流
量がある。冷媒を用いた冷却量の調節方法としては、従
来次のようなものが知られている。
反応器、あるいは輸送床反応器等が用いられるが、本発
明の方法はそのどの反応器形式に対しても有効に適用す
ることができる。中でも流動床反応器に適用すると効果
的である。 制御変数と操作変数について 図２の実施の形態では、反応装置２１の反応温度を制御
する制御ループにおける制御変数は、反応装置内のｎ点
の測定点の温度Ｔi ,…，Ｔn から算出された代表温度
Ｔd であり、この代表温度Ｔd を目標温度Ｔr に一致さ
せるように、反応装置内で温度変更操作に最も敏感に応
答する測定点ｉの温度Ｔi を制御している。そしてこの
場合の制御ループの操作変数は、冷媒流量を調節する調
節弁２４の開度となっている。しかし、操作変数はこれ
に限られるものではなく、反応装置の温度を制御できる
任意の公知手段において適切な操作変数を自由に選択す
ることができる。ただし、気相酸化反応は発熱反応であ
るため、反応装置の温度制御は、冷却（除熱）制御に限
られる。この場合の温度制御手段には、冷媒の温度と流
量がある。冷媒を用いた冷却量の調節方法としては、従
来次のようなものが知られている。
【００２８】冷媒の流量を一定とし、冷媒の温度を操
作することで、冷却量を調節 冷媒の温度を一定とし、冷媒の流量を操作すること
で、冷却量を調節 一定温度の冷媒を流し、除熱伝面の面積を調節するこ
とで、冷却量を調節 上記、、を任意に組み合わせて、冷却量を調節 また気相酸化反応処理に通常用いられる反応装置には、
固定床反応器、流動床反応器、輸送床反応器などがあ
り、それらの任意の反応器において、そこに設けられて
いる温度制御手段の操作変数を使用することができる。
それぞれの温度制御手段の操作変数の例を以下に示す。
作することで、冷却量を調節 冷媒の温度を一定とし、冷媒の流量を操作すること
で、冷却量を調節 一定温度の冷媒を流し、除熱伝面の面積を調節するこ
とで、冷却量を調節 上記、、を任意に組み合わせて、冷却量を調節 また気相酸化反応処理に通常用いられる反応装置には、
固定床反応器、流動床反応器、輸送床反応器などがあ
り、それらの任意の反応器において、そこに設けられて
いる温度制御手段の操作変数を使用することができる。
それぞれの温度制御手段の操作変数の例を以下に示す。
【００２９】［Ａ］温度制御手段が冷媒の温度の場合の
操作変数の例 ａ：冷媒が飽和液体の場合の圧力調節弁の開度 ｂ：冷媒温度を別の温度制御流体との熱交換で調節する
場合の温度制御流体の流量調節弁の開度 ｃ：冷媒温度を直接または間接に調節する温度制御装置
の出力等 ［Ｂ］温度制御手段が冷媒の流量の場合の操作変数の例 ａ：冷媒の流量調節弁の開度 ｂ：冷媒循環ポンプの出力等 代表温度演算について 図２の代表温度演算処理２５において、反応装置内の２
点以上の任意のｎ点の温度測定値から代表温度（Ｔd ）
を求めるための一般的な演算式を以下に示す。
操作変数の例 ａ：冷媒が飽和液体の場合の圧力調節弁の開度 ｂ：冷媒温度を別の温度制御流体との熱交換で調節する
場合の温度制御流体の流量調節弁の開度 ｃ：冷媒温度を直接または間接に調節する温度制御装置
の出力等 ［Ｂ］温度制御手段が冷媒の流量の場合の操作変数の例 ａ：冷媒の流量調節弁の開度 ｂ：冷媒循環ポンプの出力等 代表温度演算について 図２の代表温度演算処理２５において、反応装置内の２
点以上の任意のｎ点の温度測定値から代表温度（Ｔd ）
を求めるための一般的な演算式を以下に示す。
【００３０】
【数１】Ｔd ＝ｆ（α1 ，α2 ，…，αi ，…，αn ，
Ｔ1 ，Ｔ2 ，…，Ｔi ，…，Ｔ n ） ここで、αi ：任意の定数 Ｔi ：個々の温度測定値 具体的な演算式の例を下記に示すが、演算式の形式はこ
れに限定されるものではない。
Ｔ1 ，Ｔ2 ，…，Ｔi ，…，Ｔ n ） ここで、αi ：任意の定数 Ｔi ：個々の温度測定値 具体的な演算式の例を下記に示すが、演算式の形式はこ
れに限定されるものではない。
【００３１】
【数２】
【００３２】
【発明の効果】本発明により、一定の条件での長期間に
わたる運転においてはもちろん、運転条件（供給ガス
量、反応圧力、或いはガス線速等）を変更し、反応装置
内の温度分布が変化する際にも良好に反応状態を一定に
維持可能となる。特に、反応装置で反応しなかった原料
を回収して反応装置に供給するリサイクルシステムに於
いては従来と比べて極めて安定した運転が可能となる。
わたる運転においてはもちろん、運転条件（供給ガス
量、反応圧力、或いはガス線速等）を変更し、反応装置
内の温度分布が変化する際にも良好に反応状態を一定に
維持可能となる。特に、反応装置で反応しなかった原料
を回収して反応装置に供給するリサイクルシステムに於
いては従来と比べて極めて安定した運転が可能となる。
【図１】本発明の制御方法の一実施態様を示すフローを
示す図。
示す図。
【図２】本発明の一実施態様を示すシステムの温度制御
フローを示す図。
フローを示す図。
【図３】従来の気相酸化システムの概略構成図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 諏訪 秀男 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 (72)発明者 石村 泰則 岡山県倉敷市潮通三丁目10番地 三菱化学 株式会社水島事業所内 Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AA04 AC30 AC44 AC46 AC54 BC13 BE14 BE30
Claims (12)
- 【請求項１】 気相酸化反応処理を行う反応装置と、反
応装置から排出された反応生成物、副生成物、不要成分
を分離あるいは除去する分離装置とを有する気相酸化反
応システムの制御方法であって、 反応装置内の複数の測定点の温度を検出し、 検出した複数の測定点の温度から所定の演算により代表
温度を算出し、 算出した代表温度に基づいて反応装置内の反応温度を所
望値に制御することを特徴とする気相酸化反応システム
の制御方法。 - 【請求項２】 請求項１において、反応装置内の反応温
度の制御は、反応装置内の除熱管に流す冷媒の流量を制
御するものであることを特徴とする気相酸化反応システ
ムの制御方法。 - 【請求項３】 請求項１において、代表温度は、複数の
測定点の温度を累和あるいは相加平均する演算により算
出することを特徴とする気相酸化反応システムの制御方
法。 - 【請求項４】 請求項１において、代表温度は、複数の
測定点の温度を加重和あるいは加重平均する演算により
算出することを特徴とする気相酸化反応システムの制御
方法。 - 【請求項５】 請求項１において、代表温度は、ｎを２
以上の整数として、ｎ個の測定点の温度を加重累積して
ｎ乗根をとる相乗平均演算により算出することを特徴と
する気相酸化反応システムの制御方法。 - 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のいずれかにお
いて、気相酸化反応システムは、リサイクル流を有する
ものであることを特徴とする気相酸化反応システムの制
御方法。 - 【請求項７】 気相酸化反応処理を行う反応装置と、反
応装置から排出された反応生成物、副生成物、不要成分
を分離あるいは除去する分離装置とを有する気相酸化反
応システムの制御装置であって、 反応装置内の複数の測定点の温度を検出する反応温度検
出部と、 検出された複数の測定点の温度に基づいて所定の演算に
より代表温度を算出する代表温度演算部と、 算出された代表温度に基づいて反応装置内の反応温度を
所望値に制御する反応温度制御部と、を備えていること
を特徴とする気相酸化反応システムの制御装置。 - 【請求項８】 請求項７において、反応温度制御部は、
反応装置内の除熱管に流す冷媒の流量を制御するもので
あることを特徴とする気相酸化反応システムの制御装
置。 - 【請求項９】 請求項７において、代表温度演算部は、
複数の測定点の温度を累和あるいは相加平均する演算に
より代表温度を算出することを特徴とする気相酸化反応
システムの制御装置。 - 【請求項１０】 請求項７において、代表温度演算部
は、複数の測定点の温度を加重和あるいは加重平均する
演算により代表温度を算出することを特徴とする気相酸
化反応システムの制御装置。 - 【請求項１１】 請求項７において、代表温度演算部
は、ｎを２以上の整数として、ｎ個の測定点の温度を加
重累積してｎ乗根をとる相乗平均演算により代表温度を
算出することを特徴とする気相酸化反応システムの制御
装置。 - 【請求項１２】 請求項７ないし請求項１１のいずれか
において、気相酸化反応システムは、リサイクル流を有
するものであることを特徴とする気相酸化反応システム
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000321739A JP2002128706A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000321739A JP2002128706A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002128706A true JP2002128706A (ja) | 2002-05-09 |
Family
ID=18799805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000321739A Pending JP2002128706A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002128706A (ja) |
-
2000
- 2000-10-20 JP JP2000321739A patent/JP2002128706A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0092924B1 (en) | Reactor temperature control systems and methods | |
| AU2002234884B2 (en) | Method for controlling reaction and controlling apparatus | |
| EP0094208B1 (en) | Reactor temperature control systems | |
| EP2331914B1 (en) | Temperature control method of a catalytic bed using probability distribution | |
| CN109476564B (zh) | 乙烷的氧化脱氢(odh) | |
| MXPA04007238A (es) | Control de procedimiento en la produccion de acido acetico utilizando la medicion de la densidad de la fase pesada. | |
| US3130187A (en) | Automatic process control method and apparatus | |
| WO2015200022A1 (en) | Control of ammonia and/or air feed into an ammoxidation reactor | |
| CA1222863A (en) | Control system for ethylene polymerization reactor | |
| EP3621726B1 (en) | Method and system for monitoring the operating conditions of a semibatch reactor | |
| EP0923524A1 (en) | Methods and devices for controlling the reaction by adjusting the oxidant consumption rate | |
| JP2002128706A (ja) | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 | |
| EP0109289A2 (en) | Determining the heat transfer effectiveness of reactors | |
| US11731929B2 (en) | Methods and systems of monitoring flammability of various streams during vinyl acetate production | |
| EP0111341A2 (en) | Process for producing a vinyl polymer | |
| JP2002128707A (ja) | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 | |
| JP2002248342A (ja) | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 | |
| JP2002248341A (ja) | 気相酸化反応システムの制御方法および制御装置 | |
| RU2184725C1 (ru) | Способ автоматического контроля и управления процессом получения винилацетата на основе этилена | |
| JPH05140230A (ja) | ポリオレフインを製造するための重合反応運転支援装置 | |
| JPS62250010A (ja) | ポリエチレンの製造方法 | |
| JP2001122805A (ja) | 気相酸化反応システムの制御方法及び制御装置 | |
| SU1775390A1 (ru) | Cпocoб упpabлehия пpoцeccom гидpoфopmилиpobahия пpoпилeha | |
| SU1213018A1 (ru) | Устройство дл автоматического управлени процессом дегидрировани изобутана | |
| JP3969769B2 (ja) | 筒型化学反応装置 |