JP2002507474A - ガス流から無水フタル酸蒸気を分離する方法 - Google Patents

ガス流から無水フタル酸蒸気を分離する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ガス流から無水フタル酸を高効率的に分離する。 【解決手段】冷却のためには、無水フタル酸(PSA)蒸気を含有したガス流が下位領域に垂直管を持つ冷却器に導かれる。管及びそれの上位開口端は、20〜90℃の温度範囲にあり下方から流動化ガスが供給される間接冷却の流動床を囲む。その時、流動床での懸濁密度が300〜700kg/mの範囲にあり、垂直管内に流動床を形成しない。PSA蒸気を含有したガス流は、垂直管内を上方に冷却器に流れ、その際流動床の粒子群が流動床から垂直管の開口端を経由するガス流に連続的に接触され、管より上に及び冷却器の流動床上方に配置された補整室に運ばれる。その時、PSA蒸気が冷却及び凝固される。凝固されたPSAは、少なくとも部分的に補整室から流動床に落下し、PSAを含有した粒子群が流動床から流出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PSAを含有した粒子群からなる流動床が含まれる冷却器内でガス
流の冷却及びPSAの凝固により流動床が間接的に冷却される、ガス流内に蒸気
状に含有された無水フタル酸(PSA)を分離する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような方法は、GB−A−98 8084号から公知である。この方法で
は、PSA含有ガス流が冷却流動床の下位領域に導入される。しかしながら同時
に、ガスが大規模な気泡の形態で流動床に強制的に導かれ、その際気泡が非常に
安定に振る舞う。気泡は、気泡内に含有されたPSA蒸気及び流動床のかなり冷
却された固形粒子間の強力な伝熱を防止する。それ故PSA蒸気の冷却は、不完
全になり、経験によれば、多くても50%のPSA蒸気が流動床で凝縮されるこ
とのみが達成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、PSAがガス流から高効率で分離されるように、間接的に冷却され
た流動床の手段によってPSA蒸気を含有したガス流を強力に冷却する基礎とな
す課題にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、課題は、PSA蒸気を含有したガス流が冷却器の下位領域に
配置された垂直管を通って上方に導入され、垂直管が上位開口端を持ち、垂直管
及びそれの開口端が20〜90℃の温度範囲にあり、下方から流動化ガスが供給
される間接的に冷却された流動床によって形成され、その際流動床での懸濁密度
が300〜700kg/mの範囲にあり、垂直管内に流動床を持たず、流動床
の粒子群が流動床から垂直管の開口端を経由するPSA蒸気を含有したガス流に
連続的に接触されて、ガス流から管より上及び冷却器の流動床上方に配置された
補整室に運ばれ、その際ガス流内に含有されたPSA蒸気が冷却及び凝固され、
その際凝固されたPSAが少なくとも部分的に補整室から流動床に落下し、ガス
が補整室及び冷却器から導出され、PSAを含有した粒子群が流動床から流出さ
れることによって達成される。
【0005】 本発明に従う方法によって、冷却器内で90%以上の初期PSA蒸気が冷却及
び凝固される。通常、垂直管の開口端近傍の流動床から1Nmガス当たり10
〜50kgの固形物がPSAを含有したガス流に導入される。補整室及び垂直管
の開口端より直上の領域も流動床から独立している。これらの領域には、流動床
内では回避できないが、気泡が発生できない程度のかなり少量の固形物のみがそ
こに配置されている。
【0006】 流動床は、補助粒子群なしで動作させる場合、少なくとも80重量%の粒子群
が1mm以下の粒径からなる時に有利である。かなり微粒状の粒子群は、良好な
流動性を持ち、高い伝熱係数を有する流動床内で間接的に冷却することができる
【0007】 流動床の流動化のためには、種々のガスを使用することができる。最適には、
冷却器から流出された、少なくとも部分的に脱塵されたガス又は空気又はこれら
両ガスの混合物が使用される。
【0008】 PSA蒸気を含有したガス流は、通常空気を有するオルトキシレン又はナフタ
リンからなるPSAの触媒的発生のための反応器から来る。この公知な方法で発
生されるPSA蒸気を含有したガス流は、最終冷却のために垂直管に導入する前
に、最初廃熱ボイラー内で一段又は多段式で間接的に冷却することができる。凝
縮なしの及び固体PSAの発生なしの前冷却は、最終冷却での熱汚染を減少させ
たい時に、有利にできる。
【0009】 この技術の冷却器は、本発明による方法によってPSA蒸気の凝固のために使
用されるように、EP−B−0467441号に記述される。この冷却器は、特
に鉛鉱の製錬からの排ガスの冷却のために形成され、その際ガス浄化が環境保護
の上記全ての要件に適合される。今、基本的に公知な冷却器は、蒸気状に供給さ
れるかなり大量のPSAを凝固させることが発見された。
【0010】 垂直管を囲む冷却器内の流動床の構成のためには、補助粒子群なしで動作でき
、又はこのような補助粒子群例えば約0.05〜1mmの粒子を有する砂と共に
動作させることができる。冷却された流動床において、PSAが補助粒子群上に
凝縮され、これらと共に流出される。流動床の外側には、生のPSAが補助粒子
群から、例えば溶解によって分離され、補助粒子群が再び流動床に環流すること
ができる。補助粒子群なしで動作させる時には、この剥離ステップが省略される
【0011】
【発明の実施の形態】
本方法の実施例は、図面を参照して説明される。図面は本方法の概略フロー図
を示す。
【0012】 本来公知な方法では、導管(2)内に供給されるナフタリン又はオルトキシレ
ン及び空気の混合物からなる管状反応器(1)内で、PSAが約300〜500
℃の温度で触媒的に発生される。PSA蒸気を含有したガス流は、反応器1内の
反応生成物として出現し、導管(3)を経て第1の冷却が実行される廃熱ボイラ
ー(4)に流れる。その時、PSAがまだ凝縮されていない。その後PSA含有
ガス流は、通常150〜250℃の温度で導管(5)及び(5b)を通り、開口
された弁(6)及び導管(7)を通って最終冷却器(9)に流れる。この方法の
変形例では、弁(8)が閉じている。
【0013】 冷却器(9)は、中央下位領域に垂直管(10)、その脇にガス分配器(11
)及びその下に流動化ガス用の分配室(12)を持っている。管(10)を囲ん
だリング状の隙間には、冷却流体が熱除去のために貫流する冷却要素(14)が
形成される。冷却流体として例えば水又は油が好適である。冷却器(9)におい
て、ガス分配器(11)上方のリング状の隙間にPSA含有粒子群からなる流動
床(13)が配置され、その際流動床がほんの僅か管(10)の上位開口端(1
0a)を通って外に漏れる。流動床の少なくとも80重量%の粒子群は、多くと
も1mm(即ち1mm以下の)の粒径範囲を持つ。ガス分配器(11)を通って
上方に流れる流動化ガスは、以前に導管(16)を通って分配室(12)に導か
れる。この流動化ガスには、導管(17)からの帰還されたガス又は送風機(1
9)を通って吸引される導管(18)からの空気或いは空気及び帰還されたガス
の混合物いずれかを取り扱うことができる。
【0014】 最終冷却器(9)において、流動床(13)内の流動化ガスの無負荷速度が通
常0.1〜0.6m/秒の範囲にある。管(10)内のガス速度が約20〜50
m/秒の範囲にあり、開口端(10a)より上に配置される補整室(9a)にお
いて、有効ガス速度が約2〜3m/秒である。流動化ガスの容量は、導管(7)
のガス流の容量の10〜30%及び大抵15〜25%に達する。流動床(13)
内での懸濁密度は、300〜700kg/m及び大抵350〜600kg/m の範囲にある。流動床(13)は、管(10)の開口端(10a)の直ぐ上で
終端する。流動床は補整室(9a)に配置されない。この方法においては、管(
10)内を上方に流れる1Nmガス当たり10〜50kgの固形物がガス流に
導入されることを保証する。流動床(13)内で冷却された粒子群は、この方法
で管(10)を離れたガス流と混合され、ここから上方に補整室(9a)に運ば
れ、これによってガス及び蒸気状PSAの迅速な強力な冷却を保証する。補整室
(9a)内には、ガス−固形物−懸濁液が吹き込まれ、その際ガス速度がガス噴
射部の拡大部を通って急速に低下する。同時に、固形物は、速度が減少し再び流
動床(13)に舞い落ちる。最適には、簡略化のため図面に考慮されなかったが
、冷却器(9)の内壁、補整室(9a)の領域以上にも冷却要素を形成すること
ができる。
【0015】 十分に冷却された粒子群を流動床(13)に用意するためには、温度がそこで
通常20〜90℃好ましくは50〜80℃に保持される。生成物として、導管(
30)を通ってPSA粒子群が冷却器(9)から流出される。これら粒子群は、
その後例えばDE−C−3538911号に記述されるように、通常本来公知な
微細浄化器に供給される。補助粒子群例えば砂と共に動作させる時には、冷却さ
れた流動床内のこれら粒子が付着したPSAによって拡大される。この粒子群は
、導管(30)に流出され、PSAが補助粒子群から、例えば溶解によって分離
される。
【0016】 固形物の確かな量を運ぶガスは、冷却器(9)の上位端部からチャンネル(2
0)を通って分流され、最初分離サイクロン(21)に導かれる。分離された固
形物は、緩衝容器(22)に達し、そこから導管(23)及び計測機関(24)
を通って冷却器(9)に戻る。分離器(21)を離れたガスは、導管(25)を
通って濾過器(26)に流れ、その際分離された固形物が導管(27)を通って
緩衝容器(22)に送られる。濾過器(26)は、例えば管状又は電気集塵器で
ある。脱塵されたガスは、導管(28)に流出され、全部又は部分的に後燃え器
(図示略)に導くことができる。通常、脱塵されたガスの分流が導管(15)に
分岐され、送風機(29)及び導管(17)を通って流動化ガスとして冷却器(
9)に環流される。
【0017】 本方法の変形例は、廃熱ボイラー(4)から来るPSA含有ガスが閉塞した弁
(6)及び開口した弁(8)によって冷却器(31)を通って導かれ、そこでP
SAの部分が凝縮されて液体で導管(32)から流出されることにある。残差の
PSA含有ガスは、その後導管(7a)及び(7)を通って最終冷却器(9)に
導かれる。
【0018】 実施例1 図1に対応する手順によって動作し、その際弁(6)が閉塞され弁(8)が開
口されている。最終冷却器(9)は、10mの全高、3mの流動床(13)近傍
での直径及び2mの管(10)の分配器(11)及び上位開口(10a)間の高
さを持っている。0.7mの直径を持つ管(10)においては、ガス速度が40
m/秒に達し、リング状の隙間(13)内の流動化ガスの無負荷速度が0.3m
/秒に達する。流動床(13)は、450kg/mの懸濁密度を持ち、PSA
粒子群の粒径が1mm以下にあり、平均値d50が0.3mmに達する。この例
は、補助粒子群なしの冷却器(9)で動作される。
【0019】 1時間当たり、3900kgのオルトキシレンが管状反応器(1)内で516
00kgの空気と反応される。圧力は、1及び1.5バール間にあり、以下に提
供されたデータは、部分的に推定している。表に述べたガスでは、O、N
CO及びHOを含有した混合物を取り扱う。
【0020】
【表1】
【0021】 1時間当たり、導管(18)内に2000mの空気が供給され、導管(17
)内に6000mの100℃の水蒸気含有ガスが流れる。導管(28)を通っ
て、50300mの水蒸気含有ガスが本工程から除去される。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却器内でガス流内の90%以上のPSA蒸気が冷却及び凝
固されて回収される。流動床では、気泡も発生できない程度のかなり少ない固形
量が配置される。従って、気泡の発生による冷却効率の悪化を未然に防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本方法の概略フロー図を示す。
【符号の説明】
9 冷却器 10 垂直管 10a 開口端 13 流動床
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒルシュ,マルティーン ドイツ連邦共和国61381フリードリヒスド ルフ・アム・フォーゲルシュッツ5 (72)発明者 フランツ,フォルカー ドイツ連邦共和国60486フランクフルト・ アム・マイン・キースシュトラーセ29 Fターム(参考) 4C037 RC03 RC10 4D076 AA16 AA22 BD07 CB02 DA07 EA11Z EA20Z FA02 FA12 JA03

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無水フタル酸すなわちPSAを含有した粒子群からなる流動床を備えた冷却器
    内でガス流の冷却及び前記PSAの凝固により流動床が間接的に冷却される、ガ
    ス流内で蒸気状に含有したPSAを分離する方法において、 PSA蒸気を含有したガス流が冷却器の下位領域に配置された垂直管を通って
    上方に導入され、 この垂直管が上位開口端を持ち、これら垂直管及び開口端は、下方から流動化
    ガスが供給される20〜90℃の温度範囲の間接冷却流動床によって囲まれ、そ
    の際流動床での懸濁密度が300〜700kg/mの範囲にあり、前記垂直管
    内に流動床を形成せず、 流動床の粒子群は、流動床から垂直管の開口端を経由したPSA蒸気を含有し
    たガス流に連続的に接触されて、ガス流から垂直管より上及び冷却器の流動床上
    方に配置された補整室に運ばれ、その際ガス流内に含有されたPSA蒸気が冷却
    及び凝固され、凝固されたPSAが少なくとも部分的に補整室から流動床に落下
    し、 前記ガスが補整室及び冷却器から導出され、PSAを含有した粒子群が流動床
    から流出されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 前記垂直管の開口端近傍の流動床から1Nmガス当たり10〜50kgの固
    形物がPSAを含有したガス流に導入されることを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 前記PSA蒸気を含有したガス流は、冷却器の垂直管に導入する前に、一段又
    は多段式で間接的に冷却されることを特徴とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記冷却器から導出されたガスは、固形物の分離後少なくとも部分的に流動化
    ガスとして流動床に導かれることを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記流動床の少なくとも80重量%の粒子群は、1mm以下の粒径を持つこと
    を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記空気は流動化ガスとして流動床に導入されることを特徴とする請求項1〜
    5のいずれかに記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記PSA蒸気を含有したガス流は、冷却のために最初間接的な熱交換器を通
    って、その後冷却器の垂直管に導入され、その際間接的に熱交換器から流動的に
    PSAが流出されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記流動床に補助粒子群が含まれることを特徴とする請求項1〜7のいずれか
    に記載の方法。
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