JP2010069344A - プレート式反応器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス状の原料を反応させるための反応容器と、伝熱管を有し、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートと、前記伝熱管に熱媒を供給する装置と、を有し、
前記反応容器は、供給されたガスが、隣り合う伝熱プレート間の隙間を通って排出される容器であり、
前記伝熱プレートは、複数の前記伝熱管及び前記伝熱管と連結する連結部を含み、前記伝熱管は断面形状の周縁又は端縁で前記連結部を介して連結することで、前記伝熱管と前記連結部が交互に配置され、
隣り合う伝熱プレート間の隙間に触媒が充填されるプレート式反応器において、
前記連結部は、隣り合う前記伝熱管間において熱媒が漏洩しないように構成され、かつ反応原料ガスの流れ方向の長さが0.05mm以上40mm未満であることを特徴とするプレート式反応器により、課題を解決する。
【選択図】図6
Description
び隣り合う伝熱プレート間の距離に着目し、一定の関係を保つことで伝熱管間の熱媒の漏れを防止し、高い効率で安定的に目的物を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
(1)ガス状の原料を反応させるための反応容器と、伝熱管を有し、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートと、前記伝熱管に熱媒を供給する装置と、を有し、
前記反応容器は、供給されたガスが、隣り合う伝熱プレート間の隙間を通って排出される容器であり、
前記伝熱プレートは、複数の前記伝熱管及び前記伝熱管と連結する連結部を含み、前記伝熱管は断面形状の周縁又は端縁で前記連結部を介して連結することで、前記伝熱管と前記連結部が交互に配置され、
隣り合う伝熱プレート間の隙間に触媒が充填されるプレート式反応器において、
前記連結部は、隣り合う前記伝熱管間において熱媒が漏洩しないように構成され、かつ反応原料ガスの流れ方向の長さが0.05mm以上40mm未満であることを特徴とするプレート式反応器。
30 > P−2T−(H/2) ・・・(1)
を満たすことを特徴とするプレート式反応器である。
とができる。
を収容することもできる。
0mであり、好ましくは0.5〜5m、さらに好ましくは0.5〜3mである。通常入手できる薄板鋼板のサイズから、1.5m以上の時は2枚のプレートを接合するか、組み合わせて用いることもできる。また、横(すなわち伝熱管の長さ)が0.1〜20mが用いられ、好ましくは通常3〜15mが用いられる。より好ましくは6〜10mである。
30 > P−2T−(H/2) ・・・(1)
を満たすことが好ましい。
上記連結部の反応原料ガスの流れの方向の長さZ、反応原料ガスの流れ方向と垂直方向における前記伝熱管の断面の最大長さをH、前記隣り合う伝熱プレート間の距離をPについて図1に示す。
ける一角の縁を意味する。
aと、他方の伝熱プレート3の表面の連結部3bとが対向するように並列している。また伝熱プレート3は、反応容器全体において異なる間隔で並列していてもよいが、図2のプレート式反応器では、同じ間隔で並列している。
実施例で使用した触媒は、特開昭63−54942号公報、特公平6−13096号公報、特公平6−38918号公報等に開示される方法により以下のように作成した。
パラモリブデン酸アンモン94重量部を純水400重量部に加熱溶解した。一方、硝酸
第二鉄7.2重量部、硝酸コバルト25重量部及び硝酸ニッケル38重量部を純水60重量部に加熱溶解させた。これらの溶液を十分に攪拌しながら混合し、スラリー状の溶液を得た。
次に、純水40重量部にホウ砂0.85重量部及び硝酸カリウム0.36重量部を加熱下で溶解させ、上記スラリーに加えた。次に粒状シリカ64重量部を加えて攪拌した。次に予めマグネシウムを0.8重量%複合した次炭酸ビスマス58重量部を加えて攪拌混合し、このスラリーを加熱乾燥した後、空気雰囲気下、300℃で1時間熱処理し、得られた粒状固体を、成型機を用いて直径4mm、高さ3mmの錠剤に打錠成型した。次に500℃、4時間の焼成を行って触媒を得た。
実施例で用いた反応器について、図6に記載の構造のものの反応域1(61)のみを用いた。反応器の伝熱プレートは、波板形状の薄いステンレスプレート(板厚T:1mm)を2枚接合して反応温度調節用の熱媒体流路を形成し、伝熱管を有する伝熱プレートを得た。該接合した伝熱プレートの一対を用いて触媒固定床を形成した。
1対の接合波板プレートは平行に位置し、隣り合う伝熱プレート間の距離(図1におけるP)は26mmで、プレート幅は114mm、プレートの高さは600mmであった。反応原料ガス流れ方向における伝熱管の断面の長さを40mm(図1におけるL)、反応原料ガス流れ方向と垂直方向における伝熱管の断面の長さを20mm(図1におけるH)とし、熱媒流路間の距離Zを可動パラメータとした。
上記の反応器に上記触媒を充填し、プロピレンの酸化反応に関するシミュレーション行った。熱媒流路間の距離は1mmとし、熱媒流路には熱媒体として硝酸塩類混合物溶融塩(ナイター)を用い、反応域1(61)に温度を調節した熱媒体を供給した(熱媒体温度:350℃)。熱媒体の供給量は熱媒体の流速が毎秒0.7m(メートル)以上となるようにした。
原料ガスとして、プロピレン濃度が9.5モル%、水濃度9.5モル%、酸素濃度14.2モル%、窒素66.8%である反応原料混合ガスを毎時3378リットル(標準状態)の割合で反応器中に流入させ、反応器入口の圧力は0.07MPaG(メガパスカルゲージ)として反応を行った。プレートの態様、プロピレン(PP)転化率、目的物であるアクロレイン(ACR)とアクリル酸(AA)の合計収率、触媒層の最大温度を表1に示す。
実施例1における反応器の熱媒流路間距離Zを4mmに変更したものを使用し、それ以外は実施例1と同様の条件にて反応を行った。プレートの態様、プロピレン(PP)転化率、目的物であるアクロレイン(ACR)とアクリル酸(AA)の合計収率、触媒層の最大温度を表1に示す。
実施例1における反応器の熱媒流路間距離Zを8mmに変更したものを使用し、それ以外は実施例1と同様の条件にて反応を実施した。プレートの態様、プロピレン(PP)転化率、目的物であるアクロレイン(ACR)とアクリル酸(AA)の合計収率、触媒層の最大温度を表1に示す。
実施例1における反応器の熱媒流路間距離Zを40mmに変更したものを使用し、それ以外は実施例1と同様の条件にて反応を実施した。プレートの態様、プロピレン(PP)転化率、目的物であるアクロレイン(ACR)とアクリル酸(AA)の合計収率、触媒層の最大温度を表1に示す。
触媒層最大温度が450℃以上となったため、反応を停止した。
2 伝熱管
3、3a、3b 伝熱プレート
4 熱媒収容部
6、7 穴あき板
8 ポンプ
9 温度調整装置
10、10’ 通気口
11、11’ 反応容器端部
61 反応域1
62 反応域2
63 反応域3
Claims (5)
- ガス状の原料を反応させるための反応容器と、伝熱管を有し、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートと、前記伝熱管に熱媒を供給する装置と、を有し、
前記反応容器は、供給されたガスが、隣り合う伝熱プレート間の隙間を通って排出される容器であり、
前記伝熱プレートは、複数の前記伝熱管及び前記伝熱管と連結する連結部を含み、前記伝熱管は断面形状の周縁又は端縁で前記連結部を介して連結することで、前記伝熱管と前記連結部が交互に配置され、
隣り合う伝熱プレート間の隙間に触媒が充填されるプレート式反応器において、
前記連結部は、隣り合う前記伝熱管間において熱媒が漏洩しないように構成され、かつ反応原料ガスの流れ方向の長さが0.05mm以上40mm未満であることを特徴とするプレート式反応器。 - 前記隣り合う伝熱プレートは、一方の伝熱プレートの表面の凸縁が他方の伝熱プレートの表面の連結部に対向するように並べられ、反応原料ガスの流れ方向と垂直方向における前記伝熱管の断面の最大長さをH(mm)、前記隣り合う伝熱プレート間の距離をP(mm)、伝熱プレートを形成する波板の板厚をT(mm)としたときに、下記式(1)
30 > P−2T−(H/2) ・・・(1)
を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のプレート式反応器。 - 前記伝熱管の断面形状が円、楕円、又は多角形に賦形されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のプレート式反応器。
- 前記熱媒がナイターあるいは高沸点有機物であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のプレート式反応器。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のプレート式反応器を用いたメタクロレイン、アクロレイン、メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、フタル酸、スチレン、n−ブテン、イソブテン、n−ブタン、イソブタン、ブタジエン又は酸化エチレンの製造方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103446956A (zh) * | 2013-09-11 | 2013-12-18 | 中石化上海工程有限公司 | 板式催化反应器 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH06180194A (ja) * | 1992-12-11 | 1994-06-28 | Nippondenso Co Ltd | 多管式熱交換器 |
JP2004202430A (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-22 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | プレート型触媒反応器 |
JP2006000707A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Mitsubishi Chemical Engineering Corp | 触媒反応器 |
JP2010532249A (ja) * | 2007-07-05 | 2010-10-07 | サウディ ベーシック インダストリーズ コーポレイション | 触媒プロセスのための反応装置パネル |
-
2008
- 2008-09-16 JP JP2008235836A patent/JP2010069344A/ja active Pending
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