JP2005306734A - 塩素製造用反応器および塩素の製造方法 - Google Patents
塩素製造用反応器および塩素の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005306734A JP2005306734A JP2005181607A JP2005181607A JP2005306734A JP 2005306734 A JP2005306734 A JP 2005306734A JP 2005181607 A JP2005181607 A JP 2005181607A JP 2005181607 A JP2005181607 A JP 2005181607A JP 2005306734 A JP2005306734 A JP 2005306734A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- hydrogen chloride
- temperature
- catalyst
- chlorine
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 title 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 82
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 75
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 70
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 69
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 69
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 86
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 27
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 17
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical group O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 14
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 11
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 9
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 8
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 6
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 description 4
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 description 4
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 4
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K ruthenium(iii) chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Ru+3] YBCAZPLXEGKKFM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 2
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 description 2
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical class C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 2
- -1 isocyanate compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GDPISEKNRFFKMM-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylpropan-2-ylbenzene Chemical class C=1C=CC=CC=1CC(C=1C=CC=CC=1)CC1=CC=CC=C1 GDPISEKNRFFKMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 1,4-dichlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=C(Cl)C=C1 OCJBOOLMMGQPQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001692 EU approved anti-caking agent Substances 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012327 Ruthenium complex Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005204 bell stage Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229940117389 dichlorobenzene Drugs 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N hydrate;hydrochloride Chemical compound O.Cl DKAGJZJALZXOOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- ACXCKRZOISAYHH-UHFFFAOYSA-N molecular chlorine hydrate Chemical compound O.ClCl ACXCKRZOISAYHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 150000003464 sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/01—Chlorine; Hydrogen chloride
- C01B7/03—Preparation from chlorides
- C01B7/04—Preparation of chlorine from hydrogen chloride
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/46—Ruthenium, rhodium, osmium or iridium
- B01J23/462—Ruthenium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/19—Catalysts containing parts with different compositions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
- F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
- F28D7/0091—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/063—Titanium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
- B01J2208/00053—Temperature measurement of the heat exchange medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00026—Controlling or regulating the heat exchange system
- B01J2208/00035—Controlling or regulating the heat exchange system involving measured parameters
- B01J2208/00044—Temperature measurement
- B01J2208/00061—Temperature measurement of the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
- B01J2208/00221—Plates; Jackets; Cylinders comprising baffles for guiding the flow of the heat exchange medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00256—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles in a heat exchanger for the heat exchange medium separate from the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/0053—Controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
- B01J2208/023—Details
- B01J2208/024—Particulate material
- B01J2208/025—Two or more types of catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00191—Control algorithm
- B01J2219/00193—Sensing a parameter
- B01J2219/00195—Sensing a parameter of the reaction system
- B01J2219/002—Sensing a parameter of the reaction system inside the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00191—Control algorithm
- B01J2219/00193—Sensing a parameter
- B01J2219/00204—Sensing a parameter of the heat exchange system
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00191—Control algorithm
- B01J2219/00211—Control algorithm comparing a sensed parameter with a pre-set value
- B01J2219/0022—Control algorithm comparing a sensed parameter with a pre-set value calculating difference
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00191—Control algorithm
- B01J2219/00222—Control algorithm taking actions
- B01J2219/00227—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions
- B01J2219/00238—Control algorithm taking actions modifying the operating conditions of the heat exchange system
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/0009—Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明の塩素製造用反応器は、塩化水素を酸素で酸化して塩素を製造する際に使用する多管式熱交換型反応器であって、反応器のシェル内が管軸方向に仕切り板で複数の領域に分割され、それぞれの領域を循環する熱媒のうちの少なくとも一つの熱媒の温度制御手段を備えていることを特徴とし、本発明の塩素の製造方法は、この塩素製造用反応器に、塩化水素を含有するガスおよび酸素を含有するガスを供給し、圧力が0.1〜1MPa、温度が200〜500℃で塩化水素を酸素で酸化することを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
ディーコン触媒や酸化クロム触媒を用いる方法は、比較的高い温度で行われるために触媒寿命が十分でなく、また酸化クロム触媒は有害なクロムを取り扱う問題も有している。
酸化ルテニウム触媒を使用する方法は、上記触媒を使用する場合より低い温度で行うことも可能で、触媒寿命も長く、優れた方法であるが、更に、触媒を有効に活用し、効率的に塩素を製造する工業的に改良された方法が望まれている。
本発明の塩素の製造方法は、塩化水素を酸素で酸化して塩素を製造する際に使用する多管式熱交換型反応器であって、反応器のシェル内が管軸方向に仕切り板で複数の領域に分割され、それぞれの領域を循環する熱媒のうちの少なくとも一つの熱媒の温度制御手段を備えている塩素製造用反応器に、塩化水素を含有するガスおよび酸素を含有するガスを供給し、圧力が0.1〜1MPaG、温度が200〜500℃で塩化水素を酸素で酸化することを特徴とする。
以下、図面で本発明の塩素製造用反応器で説明する。
反応器シェル(3)は、管軸方向に仕切り板で4段の領域(31〜34)に分割されている。領域数は4段に限られるものではなく、通常、2〜10段、好ましくは3〜8段、さらに好ましくは4〜6段である。3段以上、さらには4段以上に分割されている時には、各領域あたりの発熱量が比較的少なくなって、本発明の反応器(1)の効果を発揮し易いため、好ましく適用される。
温度制御手段によって、領域における反応温度を制御するため、循環する熱媒の温度が制御される。分割された領域に備えられる温度制御手段は、冷却器および/または加熱器からなる。
更に、反応器(1)では、流量調整弁(U1〜U4)と分割された各領域(31〜34)との間の配管の途中に、循環する熱媒(C1〜C4)を加熱するための加熱器(41〜44)がそれぞれ設けられている。これにより、全ての領域の熱媒(C1〜C4)について、それぞれ他の領域の熱媒から独立して加熱することができる。
反応器(1)では、各領域(31〜34)に予め冷却された熱媒(C0)を加えることにより、各領域の熱媒(C1〜C4)を冷却している。すなわち、この反応器(1)では、各領域(31〜34)ごとに循環ポンプ(61〜64)および循環タンク(51〜54)を設け、循環ポンプ(61〜64)により、各領域(31〜34)と循環タンク(51〜54)との間で熱媒(C1〜C4)をそれぞれ循環させている。これと共に、各循環タンク(51〜54)には、熱媒タンク(7)から予め冷却された熱媒(C0)を分配して加えており、これにより、各領域(31〜34)の熱媒(C1〜C4)を冷却している。各領域における熱媒(C1〜C4)の温度は、循環タンク(51〜54)および/または各領域(31〜34)に設置された温度計により測定することができ、この温度が所定値となるように、熱媒タンク(7)と各循環タンク(51〜54)との間に設けられた流量調整弁(V1〜V4)により熱媒(C0)の供給量を調整する方法などにより、各領域(31〜34)ごとに調整することができる。
また、反応器は、反応管等のプロセスガスと接触する部分はニッケルまたはニッケルライニングで構成される。
また、例えば原料化合物(A)を十分に予熱しないまま反応管(2)に供給した場合には、反応管(2)の入口付近では反応温度が低くなるが、図1および図2に示すように、反応管(2)の入口付近の領域(31)の熱媒(C1)を加熱する加熱器(41)を備える場合には、他の領域(32〜34)の熱媒(C2〜C4)を加熱することなく、この領域(31)の熱媒(C1)だけを加熱することができるので、他の領域(32〜34)を所定の反応温度に維持したまま、この領域(31)を所定の反応温度に維持することが容易である。
反応器シェルの分割された領域に対応する反応管の部分毎に、触媒活性が異なるように触媒が充填されるが、必ずしもこれに限られるものではなく、一つの領域に対応する反応管部分に触媒活性の異なる複数の触媒を充填してもよいし、また連続する複数の領域に対応する反応管部分に同じ触媒活性の触媒を充填してもよい。すなわち、分割されたシェルと異なる触媒の領域は一致していなくても良い。
これら酸化ルテニウム触媒は、特開平9−67103号公報、特開2000−281314号公報に記載の方法によって調製されたものが好ましく使用される。
本発明において特に好適な触媒として、具体的には、酸化ルテニウムの含有量が、1〜20重量%であり、酸化ルテニウムの中心径が1.0〜10.0nmである担持酸化ルテニウム触媒または酸化ルテニウム複合酸化物型触媒を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
不純物を除去する方法として、例えば、硫化カルボニル等の水に溶解し難いものを塩化水素ガスが含む場合は、水に吸収させて塩酸として不純物を除去し、得られる塩酸を加熱して塩化水素ガスを発生させて供給する。有機化合物は活性炭等で吸着して除去し供給する。塩化水素がガスの場合、直接、活性炭等に吸着させても良いが、加圧、冷却して有機物を凝縮除去した後、活性炭等に吸着除去しても良い。不純物として、ベンゼン、トルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ニトロベンゼン等の芳香族化合物が含まれることがあるが、これらの芳香族化合物は、気相においても液相においても活性炭に吸着し易く、活性炭で容易に除去することができる。有機物が吸着した活性炭は、加熱した窒素や空気等のガスを通気して有機物を脱離させる等の公知の方法で再生し、再使用することができる。また、エタン、プロパン、ジクロロエタン、クロロホルム等の低沸点有機化合物は活性炭への吸着容量が小さく、これら有機化合物が含まれる場合は、発生する塩化水素ガスを水に吸収することで該有機化合物の大部分を除去し、得られた塩酸を加熱して塩化水素ガスを発生させて用いても良い。
塩化水素濃度が高い塩酸ほど塩化水素を発生させる際の加熱に要するスチームは少なくてすむが、塔底から抜出される温度の高い塩酸と供給する塩酸と熱交換して加熱スチームを低減するのが好ましい。放散塔の材質には、タンタル、炭素、フッ素樹脂ライニング等が適用できる。特に特開2003−63591号公報に記載のフッ素樹脂シートが二重に調設され、シート間が外部と連通しているフッ素樹脂ライニングが好ましく用いられる。
酸素の濃度が80体積%よりも小さい場合には、精製工程で得られる未反応酸素を主成分とするガス中の酸素濃度が低くなり、循環工程で反応工程へ供給する該ガスの量を少なくしなければならないことがある。酸素濃度が80体積%以上の酸素を含むガスは、空気の圧力スイング法や深冷分離などの通常の工業的な方法によって得ることができる。
通常、初めに約260〜280℃の熱媒をそれぞれ分割された領域に循環する。充填されている触媒活性によって、触媒層内の温度が変わる。分割された領域部分の反応管内の触媒層(反応ゾーン)の最高温度と熱媒温度との差(△Tmax)が所定の範囲内になるように熱媒の温度調節を行う。各反応ゾーンの△Tmaxは、例えば、シェルが5分割され、5個の反応ゾーンを有する反応器の場合、反応器入口側から第1ゾーンは15〜40℃、好ましくは20〜35℃、第2ゾーンは10〜30℃、好ましくは15〜25℃、第3ゾーンは10〜25℃、好ましくは10〜20℃、第4、第5ゾーンは0〜15℃、好ましくは5〜10℃とする。△Tmaxが40℃を越えると温度暴走し、温度制御不能となる恐れがあるので好ましくない。ΔTmaxは反応管の中心部に管軸方向に取り付けられた温度センサーにより測定することができる。通常、複数の反応管と温度センサーを用いて、反応管一本につき温度センサー一本を、複数の反応管で温度検出部の管軸方向の位置が異なるように配置し、各反応ゾーンのΔTmaxを同時に測定する。しかしながら原料ガス中に触媒毒成分が混入する場合等は、触媒活性が入口側から低下し、ΔTmaxが下流側に移動することがあり、ΔTmaxを正確に測定するために、温度センサーの検出位置を移動させる必要がある。そこで、1本の温度センサーに複数の温度計測部が取り付けられた多点式温度計を用いれば、容易にΔTmaxを検出することができるため好ましい。
このような温度管理をすることにより、各ゾーン出口の塩化水素の転化率は、それぞれ約15〜25%、約35〜45%、約50〜60%、約65〜75%、約80〜90%になる。最終出口の転化率以外は、各ゾーン毎に実験を行って想定したものであり、具体的には最終転化率を約80〜90%にすることを目標にする。
これらの吸収塔はタンタル、フッ素樹脂ライニング、塩化ビニル樹脂ライニング、炭素等、から構成される。タンタルや、特開2003−63591号公報に記載のフッ素樹脂シートが二重に調設され、シート間が外部と連通しているフッ素樹脂ライニングが好ましく用いられる。
未反応塩化水素を吸収して得られる塩酸は、充填塔等の放散塔で加熱して塩化水素ガスを発生させて反応原料として再使用したり、また、溶存する塩素を充填塔等を用いて空気等の不活性ガスと接触させて除き、塩素を含まない塩酸とし、必要に応じて濃度調整して製品化したりすることもできる。
通常、低濃度の塩酸は、塩化水素の発生プラントにリサイクルして塩化水素の吸収に使用したり、その濃度で用途があれば、それに使用したりするのが好ましい。また特開2001−139305号公報に記載の圧力の異なる2段蒸留により、1段目の蒸留で前記塩酸から塩化水素を得て反応系にリサイクルすると同時に、2段目の蒸留により系内から水のみを分離することで、塩素収率を高めることも可能である。どのような処理をするかは、塩酸バランスやエネルギーの使用を勘案して適宜選択される。
反応生成ガスの乾燥は、上記塩化水素の吸収除去と同様に、充填塔等の乾燥塔に硫酸を循環して行われ、水分を10ppm(容量)以下にする。通常、特開2004−217455号公報に記載されているような泡鐘段と充填部を設けた乾燥塔が好適に使用される。充填塔を多段に配置し、最後段で濃硫酸を循環させ、より前段にその後段の循環硫酸を供給して循環して水分を除去することも可能である。通常、98重量%の硫酸を供給して70〜80重量%の硫酸として回収される。
70〜80重量%の硫酸は、溶存する塩素を充填塔等を用いて空気等の不活性ガスと接触させて除き、中和用途に使用したり、中和して廃棄したりする。
これらの乾燥塔はハステロイ、フッ素樹脂ライニング、塩化ビニル樹脂ライニング等から構成される。
凝縮した塩素は液体塩素として貯蔵され、蒸発させて種々の塩素化反応に使用される。またはコンテナーまたはボンベに充填して出荷される。
単に反応生成ガスを圧縮し、冷却して塩素を凝縮させると、塩素中の酸素濃度が高いので、冷却し、凝縮させて得られた液体塩素および非凝縮ガスを充填塔等の蒸留塔に供給し、塔頂ガスを凝縮し、凝縮液を蒸留塔に還流し、非凝縮ガスである酸素含有ガスを分離回収し、塔底から液体塩素を取り出すことによって、酸素含有量の少ない液体塩素が得られる。また、圧縮したガスをそのまま蒸留塔に供給し、塔頂ガスを凝縮し、凝縮液を蒸留塔に還流し、非凝縮ガスである酸素含有ガスを分離回収し、塔底から液体塩素を取り出してもよい。
また、例えば、圧縮した反応生成ガスを冷却する際に、塩素ガスにするための液体塩素と熱交換し、液体塩素の潜熱を利用して、反応生成ガスを冷却すると共に液体塩素を塩素ガスにする等、冷却するものと加熱するものとを熱交換して、エネルギーを節減するのが好ましい。
これらの洗浄塔はフッ素樹脂ライニング、塩化ビニル樹脂ライニング、チタン、炭素等で構成される。
分離された塩素を同伴する酸素含有ガスには、不純物として含まれた有機物が反応で酸化され生成した二酸化炭素、圧縮機から漏れこんだ窒素等が含まれ、リサイクルすることによって蓄積するので、通常、その一部は除害して廃棄される。
(1)触媒1:
酸化チタンとα−アルミナとを、質量比が34:66(酸化チタン:アルミナ)で混合し、次いで純水を加えて混練した。この混合物を直径1.5mmφの円柱状に押出し、乾燥した後、長さ2〜4mm程度に破砕した。得られた成型体を空気中、約600℃で3時間焼成し、酸化チタンとα−アルミナの混合物からなる担体を得た。
この担体に、塩化ルテニウムの水溶液を含浸し、乾燥した後、空気中、250℃で2時間焼成することにより、酸化ルテニウムが1質量%の担持率で上記担体に担持されてなるの担持酸化ルテニウムを得た。
(2)触媒2:
酸化チタンとα−アルミナとを、質量費が34:66(酸化チタン:アルミナ)で混合し、次いで純水を加えて混練した。この混合物を直径1.5mmφの円柱状に押出し、乾燥した後、長さ2〜4mm程度に破砕した。得られた成型体を空気中、700〜730℃で3時間焼成し、酸化チタンとα−アルミナの混合物からなる担体を得た。
この担体に、塩化ルテニウムの水溶液を含浸し、乾燥した後、空気中、250℃で2時間焼成することにより、酸化ルテニウムが2質量%の担持率で上記担体に担持されてなる担持酸化ルテニウムを得た。
(3)触媒3:
酸化チタンとα−アルミナとを、質量費が50:50(酸化チタン:アルミナ)で混合し、次いで酸化チタンとα−アルミナの混合物100に対し12.8の質量比の酸化チタンゾル(堺化学(株)製のCSB、酸化チタン39%含有)を純水で希釈し、混練した。この混合物を直径1.5mmφの円柱状に押出し、乾燥した後、長さ2〜4mm程度に破砕した。得られた成型体を空気中、650〜680℃で3時間焼成し、酸化チタンとα−アルミナの混合物からなる担体を得た。
この担体に、塩化ルテニウムの水溶液を含浸し、乾燥した後、空気中、250℃で2時間焼成することにより、酸化ルテニウムが4質量%の担持率で上記担体に担持されてなる担持酸化ルテニウムを得た。
塩素製造用反応器として、図2に示す反応器と同様の反応器を用いた。なお、加熱器(41)は、分割された領域の全て(31〜34)に備えられている。
長さ4200mm、内径18mm、肉厚1.7mmのNi製反応管158本、反応管ピッチ27mmの正三角形配列、シェル内径450mmの多管式熱交換型反応器である。シェルの中心と外側との略中間で、略等間隔の位置の5本の反応管に温度センサーを挿入した。
管板及びチャンネルカバーの母材は炭素鋼であり、プロセスガスとの接触面にはNiの薄板を爆着法にて内張りしたものを用いた。反応器シェル側は4分割され、管板の上端から745〜805mm部は肉厚60mmの中間管板、入口から1505〜1511mm部は肉厚6mmの仕切り板、入口から2805〜2865mm部には肉厚60mmの中間管板を設置されている。中間管板と反応管は肌付け拡管法にて接合し、仕切り板と反応管の間には約0.2mmの隙間を設けられている。また、中間管板で仕切られた各層の反応器シェル壁には、伸縮継手が設置されている。
全ての反応管には、上記の担持酸化ルテニウム触媒を充填した。反応器入口から227〜736mm部には触媒1を30kg、817〜2158mm部には触媒2を80kg、2176〜4180部には触媒3を114kg充填した。その他の領域にはα-アルミナ球を充填した。この充填により、反応器入口から0〜18%部には全ルテニウムの4.7%、18〜54%には全ルテニウムの24.6%、54〜100%部には全ルテニウムの70.7%を配置したことになる。
熱媒タンク内で220℃のスチームを用いて間接加熱にて融解した熱媒は、熱媒タンクに設置した縦型遠心渦巻きポンプを用いて、電気ヒーター加熱器を経由した循環ループにより260〜280℃に加熱し、4分割した反応器のそれぞれの領域に供給した。それぞれの領域には単独の循環ループが設置されており、縦型遠心渦巻きポンプを用いて約20m3/hの流量で循環させた。
原料となる塩化水素ガスは、35wt%塩酸約650kg/hを充填塔からなる放散塔に供給し、塔底で約146℃に加熱することにより放散塔の塔頂から得た。得られた塩化水素の流量は約90Nm3/h、温度は約75℃、塩化水素濃度は約98.6wt%であり、その他は水分であった。塔内の圧力は約251KPaGであった。また塔底からはほぼ共沸組成の塩酸水を得た。
前記塩化水素を含むガスと、後述する回収酸素ガス(酸素:71.5wt%、塩素:21.8wt%、その他)約26Nm3/hを混合した。混合後のガスはタンタル製の熱交換器にて、スチームを熱源として、約170℃まで加熱し、その後、予熱した酸素(純度:99.7vol%、その他;アルゴン及び窒素)約19Nm3/hと混合した。この混合後のガスをニッケル製の熱交換器にて、スチームを熱源として、約200℃まで加熱し、前記の反応器に導入して塩化水素の酸化反応を行った。
吸収塔の塔頂からのガスは引き続き乾燥塔に導入し、98wt%の濃硫酸3kg/hと接触させることにより、水分を約10volppm以下まで乾燥した。
乾燥したガスはブリンク式フィルターに導入して硫酸ミストを分離後、往復式圧縮機に導入し、870KPaGまで昇圧した。圧縮後のガスは蒸留塔に導入した。蒸留塔の塔頂にはケトル式熱交換器を2基設置して凝縮器とし、チューブ側を直列に連結して蒸留塔の塔頂ガスを導入し冷却した。1段目凝縮器のシェル側には後述する液体塩素を導入して蒸発させ、その蒸発潜熱により約−10℃まで冷却した。また2段目のシェル側ではフッ素化炭化水素(R−22)を蒸発させ約−30℃まで冷却した。ここで凝縮した液を還流液とした。2段目凝縮器のチューブ側を通過した未凝縮ガスのうち約26Nm3/hは、硫酸ミストを除去するために水洗した後、前述の回収酸素として反応系に導入した。また前記蒸留塔の圧力を約850KPaGに維持するために、前記未凝縮ガスの一部をパージした。パージガス量は約0.5〜1Nm3/hであった。
蒸留塔の底部には外部循環式のリボイラーを設置して、60℃の温水を熱源にして塔底液の温度を約30℃に加熱することで蒸留を行い、塔底から精留された液体塩素を得た。液体塩素は、前記塔頂の1段目凝縮器のシェル側に導入して気化後、さらに加熱して塩素ガス約125kg/hを得た。塩素の純度は99.7vol%であった。
2:反応管
3:反応器シェル
7:熱媒タンク
8:冷却器
9:予熱器
10:上管板
11:仕切板
12:下管板
13:邪魔板
31〜34:分割された領域
41〜44:加熱器
51〜54:循環タンク
61〜64:循環ポンプ
81〜84:冷却器
A:原料化合物
B:生成物
C0〜C4:熱媒
U1〜U4:流量調整弁
V1〜V4:流量調整弁
Claims (15)
- 塩化水素を酸素で酸化して塩素を製造する際に使用する多管式熱交換型反応器であって、反応器のシェル内が管軸方向に仕切り板で複数の領域に分割され、それぞれの領域を循環する熱媒のうちの少なくとも一つの熱媒の温度制御手段を備えていることを特徴とする塩素製造用反応器。
- 反応器シェル内が2〜10段の領域に分割されていることを特徴とする請求項1記載の塩素製造用反応器。
- 温度制御手段が、冷却器および/または加熱器からなることを特徴とする請求項1〜2記載の塩素製造用反応器。
- 反応器の反応管の入口から出口方向に、触媒活性の異なる触媒が層状に充填されていることを特徴とする請求項1〜3記載の塩素製造用反応器。
- 反応器の反応管の入口から出口方向に、触媒活性が高くなるように触媒が充填されていることを特徴とする請求項1〜3記載の塩素製造用反応器。
- 反応器の反応管に充填した触媒層の入口部及び/又は出口部及び/又は触媒層間に不活性物質を充填することを特徴とする請求項1〜5記載の塩素製造用反応器。
- 触媒が酸化ルテニウム触媒であることを特徴とする請求項4〜6記載の塩素製造用反応器。
- 反応管の入口から50%未満の領域に全ルテニウムの40%以下が充填され、50〜100%の領域に全ルテニウムの60%以上が充填されていることを特徴とする請求項7記載の塩素製造用反応器。
- 塩化水素を含有するガスおよび酸素を含有するガスを請求項1〜8記載の塩素製造用反応器に供給し、圧力が0.1〜1MPaG、温度が200〜500℃で塩化水素を酸素で酸化することを特徴とする塩素の製造方法。
- 触媒充填量当りの塩化水素の供給量(GHSV)を標準状態で100〜2000/hrで行うことを特徴とする請求項9記載の塩素の製造方法。
- 塩化水素に対する酸素のモル比を0.25〜2で行うことを特徴とする請求項9〜10記載の塩素の製造方法。
- 未反応の塩化水素および/または酸素を回収して反応器に供給することを特徴とする請求項9記載の塩素の製造方法。
- 分割された領域部分の反応管内の触媒層の温度を、各領域の触媒層毎に温度センサーを用いて測定し、その最高温度と熱媒温度との差(△Tmax)が所定の範囲内になるように熱媒温度を制御することを特徴とする請求項9記載の塩素の製造方法。
- △Tmaxを0〜40℃とすることを特徴とする請求項13記載の塩素の製造方法。
- 温度センサーが、1本のセンサーに複数の測定点が埋め込まれた多点式温度計であることを特徴とする請求項13記載の塩素の製造方法。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005181607A JP4341591B2 (ja) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | 塩素製造用反応器および塩素の製造方法 |
BRPI0611992-1A BRPI0611992A2 (pt) | 2005-06-22 | 2006-06-22 | reator para a produção de cloro e processo para a produção de cloro |
CN2006800224491A CN101223104B (zh) | 2005-06-22 | 2006-06-22 | 氯制备用反应器和氯的制备方法 |
KR1020077029849A KR101299903B1 (ko) | 2005-06-22 | 2006-06-22 | 염소 제조용 반응기 및 염소의 제조 방법 |
PCT/JP2006/312938 WO2006137583A1 (ja) | 2005-06-22 | 2006-06-22 | 塩素製造用反応器および塩素の製造方法 |
EP06767555A EP1894885A4 (en) | 2005-06-22 | 2006-06-22 | REACTOR FOR THE MANUFACTURE OF CHLORINE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE |
US11/993,045 US20100296998A1 (en) | 2005-06-22 | 2006-06-22 | Reactor for producing chlorine and process for producing chlorine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005181607A JP4341591B2 (ja) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | 塩素製造用反応器および塩素の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005306734A true JP2005306734A (ja) | 2005-11-04 |
JP4341591B2 JP4341591B2 (ja) | 2009-10-07 |
Family
ID=35435900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005181607A Active JP4341591B2 (ja) | 2005-06-22 | 2005-06-22 | 塩素製造用反応器および塩素の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1894885A4 (ja) |
JP (1) | JP4341591B2 (ja) |
KR (1) | KR101299903B1 (ja) |
CN (1) | CN101223104B (ja) |
BR (1) | BRPI0611992A2 (ja) |
WO (1) | WO2006137583A1 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006117528A (ja) * | 2005-12-08 | 2006-05-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 塩素の製造方法 |
WO2007097408A1 (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 塩化水素酸化反応装置および塩化水素酸化反応方法 |
US20100015034A1 (en) * | 2007-02-28 | 2010-01-21 | Albemarle Corporation | Processes for oxidizing hydrogen bromide to produce elemental bromine |
JP2010030831A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 塩素の製造方法 |
JP2010524829A (ja) * | 2007-04-26 | 2010-07-22 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 塩化水素含有ガスストリームから有機成分を取り除くための凝縮−吸着方法 |
WO2010090800A3 (en) * | 2009-02-06 | 2010-10-28 | Uop Llc | Utilization of baffles in chlorination zone for continuous catalyst regeneration |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007016973A1 (de) | 2007-04-10 | 2008-10-16 | Bayer Materialscience Ag | Regenerativer Adsorptionsprozess zur Entfernung organischer Komponenten aus einem Gasstrom |
JP5130155B2 (ja) | 2008-08-28 | 2013-01-30 | 住友化学株式会社 | 塩素の製造方法 |
JP2010138002A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 塩素の製造方法 |
JP5315578B2 (ja) * | 2008-12-22 | 2013-10-16 | 住友化学株式会社 | 塩素の製造方法 |
JP5636601B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2014-12-10 | 住友化学株式会社 | 固定床反応器による塩素の製造方法 |
US11401220B2 (en) | 2016-02-26 | 2022-08-02 | Shell Usa, Inc. | Alkane oxidative dehydrogenation (ODH) |
KR102235559B1 (ko) * | 2019-03-22 | 2021-04-02 | (주)제이엘씨 | 촉매반응장치 |
KR102246681B1 (ko) * | 2019-03-22 | 2021-04-30 | (주)제이엘씨 | 촉매반응장치 |
CN111450787A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-28 | 无锡银燕化工装备科技有限公司 | 一种用于连续洗涤的反应器 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3807963A (en) | 1972-03-09 | 1974-04-30 | J Smith | Reaction apparatus |
ES2035663T3 (es) * | 1989-02-17 | 1993-04-16 | Jgc Corporation | Aparato del tipo de envoltura y tubos, que tienen una placa intermedia de tubos. |
CA2176541A1 (en) | 1995-05-18 | 1996-11-19 | Takuo Hibi | Process for producing chlorine |
JP3284879B2 (ja) | 1995-05-18 | 2002-05-20 | 住友化学工業株式会社 | 塩素の製造方法 |
JP3870596B2 (ja) | 1998-02-16 | 2007-01-17 | 住友化学株式会社 | 塩素の製造方法 |
JP3606147B2 (ja) * | 1999-01-22 | 2005-01-05 | 住友化学株式会社 | 塩素の製造方法 |
US6977066B1 (en) * | 1999-01-22 | 2005-12-20 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Method for producing chlorine |
ZA200004211B (en) * | 1999-08-31 | 2001-02-14 | Nippon Catalytic Chem Ind | Method for catalytic gas phase oxidation. |
JP4182608B2 (ja) | 1999-11-10 | 2008-11-19 | 住友化学株式会社 | 塩化水素と水の分離回収方法 |
JP3570322B2 (ja) * | 2000-01-13 | 2004-09-29 | 住友化学工業株式会社 | 塩素の製造方法 |
BRPI0008181B8 (pt) * | 2000-01-19 | 2017-03-21 | Sumitomo Chemical Co | processo de preparação de cloro. |
JP4002080B2 (ja) | 2000-08-21 | 2007-10-31 | 住友化学株式会社 | 硫酸ミスト除去装置 |
JP2003083833A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-03-19 | Sumitomo Chem Co Ltd | 熱交換プロセスの異常検知方法 |
JP2003063591A (ja) | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Nippon Valqua Ind Ltd | 耐薬品性シートライニングタンク |
DE10258180A1 (de) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Gasphasenoxidation von Chlorwasserstoff |
JP2004217455A (ja) | 2003-01-14 | 2004-08-05 | Sumitomo Chem Co Ltd | 塩素ガスの乾燥装置 |
CN1988950B (zh) * | 2004-05-28 | 2012-09-05 | 住友化学株式会社 | 热交换型反应器 |
-
2005
- 2005-06-22 JP JP2005181607A patent/JP4341591B2/ja active Active
-
2006
- 2006-06-22 WO PCT/JP2006/312938 patent/WO2006137583A1/ja active Application Filing
- 2006-06-22 CN CN2006800224491A patent/CN101223104B/zh active Active
- 2006-06-22 KR KR1020077029849A patent/KR101299903B1/ko active IP Right Grant
- 2006-06-22 BR BRPI0611992-1A patent/BRPI0611992A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2006-06-22 EP EP06767555A patent/EP1894885A4/en not_active Withdrawn
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006117528A (ja) * | 2005-12-08 | 2006-05-11 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 塩素の製造方法 |
WO2007066810A1 (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 塩素の製造方法 |
KR101361993B1 (ko) * | 2005-12-08 | 2014-02-11 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | 염소의 제조 방법 |
WO2007097408A1 (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 塩化水素酸化反応装置および塩化水素酸化反応方法 |
KR101377777B1 (ko) | 2006-02-20 | 2014-03-25 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | 염화 수소 산화 반응 장치 및 염화 수소 산화 반응 방법 |
US20100015034A1 (en) * | 2007-02-28 | 2010-01-21 | Albemarle Corporation | Processes for oxidizing hydrogen bromide to produce elemental bromine |
JP2010524829A (ja) * | 2007-04-26 | 2010-07-22 | バイエル・マテリアルサイエンス・アクチェンゲゼルシャフト | 塩化水素含有ガスストリームから有機成分を取り除くための凝縮−吸着方法 |
JP2010030831A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 塩素の製造方法 |
WO2010090800A3 (en) * | 2009-02-06 | 2010-10-28 | Uop Llc | Utilization of baffles in chlorination zone for continuous catalyst regeneration |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101223104B (zh) | 2011-04-13 |
WO2006137583A1 (ja) | 2006-12-28 |
EP1894885A1 (en) | 2008-03-05 |
BRPI0611992A2 (pt) | 2011-12-20 |
JP4341591B2 (ja) | 2009-10-07 |
EP1894885A4 (en) | 2011-06-22 |
KR101299903B1 (ko) | 2013-08-23 |
KR20080016874A (ko) | 2008-02-22 |
CN101223104A (zh) | 2008-07-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4341591B2 (ja) | 塩素製造用反応器および塩素の製造方法 | |
KR101418612B1 (ko) | 기체 상 산화에 의한 염소 제조 방법 | |
JP5177360B2 (ja) | 塩化水素の製造方法および塩素の製造方法 | |
EP1170250B1 (en) | Method for producing chlorine | |
KR101374952B1 (ko) | (클로로)탄화수소 및 포스겐을 포함하는 염화수소스트림으로부터 (클로로)탄화수소 무함유 염화수소 및포스겐 무함유 (클로로)탄화수소를 회수하는 방법 | |
WO2012063566A1 (ja) | トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンの製造方法 | |
KR20080087177A (ko) | 염소의 제조 방법 | |
JP2010533113A (ja) | 多段階断熱的気相酸化による塩素の製造方法 | |
WO2013161692A1 (ja) | トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペンと1,1,1,3,3-ペンタフルオロプロパンとの並産方法 | |
SA519400942B1 (ar) | نزع الهيدروجين بالأكسدة من الإيثان لتحويله إلى الإيثيلين | |
JP2005289800A (ja) | 塩素の製造方法 | |
JP4785515B2 (ja) | 塩素の製造方法 | |
JP2012046363A (ja) | 塩化水素の製造方法および塩素の製造方法 | |
JP2006219369A (ja) | 塩素の製造方法 | |
US20100296998A1 (en) | Reactor for producing chlorine and process for producing chlorine | |
WO2010067751A1 (ja) | 塩素の製造方法 | |
JP5183047B2 (ja) | 塩素の製造方法、塩素の製造装置および熱交換器 | |
JP2005306712A (ja) | 塩素および塩酸の製造方法 | |
JP2012184133A (ja) | 固定床反応器の停止方法 | |
JP2005306715A (ja) | 塩素の製造方法 | |
JP2008105862A (ja) | 塩素の製造方法 | |
JP2012180242A (ja) | 塩素の製造方法 | |
CN117693488A (zh) | 制备光气的方法 | |
CN117177940A (zh) | 光气的制备方法 | |
CN116764550A (zh) | 一种乙烯两步串联法氧化生产环氧乙烷设备及其工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050810 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060629 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20080131 |
|
RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20080514 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090525 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090616 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090629 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4341591 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120717 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130717 Year of fee payment: 4 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |