JP2011136996A - 流体分配器及び流体回収器を有する固定床反応器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アセトンとフェノールからビスフェノールAを製造するアップフロー反応器10は、容器14と、容器内に配置された触媒床12と、反応体分配/生成物回収システムとを備える。反応体分配/生成物回収システムは、反応器10の下端に設けられた孔あき分配器20を含む。アセトンとフェノールを含有する反応混合物を分配器20に導入し、反応混合物を触媒床12を通して上向きに流し、反応済みのアセトンとフェノールをビスフェノールAとして、他の異性体及び未反応種と共に回収する工程を含む。アップフロー反応器内で床12からの触媒ビーズのキャリーオーバーを回避する方法は、アップフロー反応器10の生成物を、反応器の上端に配置された回収器40に適切なスリット寸法のスクリーン47を介して取り入れる工程を含む。
【選択図】図1
Description
反応混合物中のアセトンとフェノールとの反応からビスフェノールAを製造する製造実験を、図6〜図10を参照して説明する。生成物ビスフェノールAを製造する、200で示した試験反応器システム(以下「システム200」という)は、1つの試験反応器と触媒ビーズのキャリーオーバーを回収する1つの安全容器を有する。各容器は直径50cm(19.7インチ)であった。反応器は高さ5m(16.4フィート)であった。図6に210で示す第1容器は、反応体をアップフロー方式で受けとる形状とされ、図1〜5に関連して説明した反応器10と実質的に同じ構造であった。システム200の第1実験では、第1容器210に分配器/回収器システムを設けなかった。しかし、第1容器210は、反応器の底部にスクリーンを設けた。スクリーンメッシュは、スクリーンの開口の寸法が100μm(触媒粒子の最小粒径の約1/3)未満となるようなものとした。第2容器211は、その上端でジャンパーライン215を介して、第1容器210の出口と直列流体連通関係に配置した。第2容器211にはサンド層217をスクリーン上に配置した。第1容器210に約1m3(35.3ft3)の湿潤触媒を仕込んで床212を形成した。床212の高さを直視測定すると、容器210に液体が全く流れていない状態で2.96m(9.71フィート)であった。
図6に関連して上述したものと同様の分配器/回収器システムを第1反応器内に作動可能に装着して、システム200の第2実験を行った。図8を参照すると、システム200の第2実験の温度プロファイルのグラフを226で示す。曲線278で示す、約250kg/hr(550lb/hr)の実質的に一定な反応体流量にて、温度を第1実験と同じ位置でモニターした。第2実験で、床の高さはやはり2.96m(9.71フィート)と測定された。床とその上の蒸気空間との界面は第3温度プローブと第4温度プローブとの中間に位置する。グラフデータから分かるように、下の方3個の温度プローブがモニターした温度は実験全体にわたって一定な温度読み取り値(曲線280、282及び284)を与え、一方上の方3個の温度プローブの温度読み取り値(曲線286、288及び290)は、ゆらぎが第1実験の温度ゆらぎより大幅に改良されている。第2実験では温度ゆらぎの量が少ないので、また、触媒床の表面が平坦であると観察されるので、分配器/回収器システムによりシステム200内のチャネリング量が著しく減少すると結論される。空間速度約1.6〜約1.7の場合、標準偏差は第1プローブ近くで約0.7℃で、第3プローブ近くで約0.4℃である。
12 触媒床
14 容器
17 第1スクリーン
18 入口
20 分配器
24 ジャケット
28 マニホールド
32 孔あきアーム
34 孔
40 回収器
42 マニホールド
44 孔あきアーム
46 孔
47 第2スクリーン
Claims (28)
- ジヒドロキシ化合物を製造するアップフロー反応器であって、
当該アップフロー反応器が、容器(14)と、容器(14)内に配置された触媒床(12)と、容器(14)内に配置された反応体分配/生成物回収システムとを備えており、
反応体分配/生成物回収システムが、容器(14)の下端に配置された分配器(20)と、容器(14)の上端に配置された回収器(40)とを備えていて、
分配器(20)が入口(18)と流体連通していて、入口(18)を通して反応体が分配器(20)に導入され、分配器(20)が分配器(20)に設けられた孔(34)と分配器(20)の孔(34)に設けられた第1スクリーン(17)とを備えており、
回収器(40)を通してジヒドロキシ化合物生成物が取り出され、回収器(40)が回収器(40)に設けられた孔(46)と回収器(40)の孔(46)に設けられた第2スクリーン(47)とを備える、アップフロー反応器。 - さらに、容器(14)の下端に配置されて触媒床(12)を支持する凝集体層(16)を備える、請求項1記載のアップフロー反応器。
- 凝集体層(16)が珪砂、珪藻土、セラミックボール又はこれらの組合せを含む、請求項2記載のアップフロー反応器。
- 容器(14)が、実質的に円筒形、実質的に平行六面体、実質的に球形又はこれらの組合せである構造幾何形状の容器(14)である、請求項1記載のアップフロー反応器。
- 容器(14)がさらに、容器(14)の上面に配置されたジャケット(24)を備える、請求項1記載のアップフロー反応器。
- 触媒床(12)が架橋イオン交換樹脂触媒を含む、請求項1記載のアップフロー反応器。
- 分配器(20)がさらに、孔あきマニホールド(28)及びそこから横方向に延在する複数の孔あきアーム(32)を有する、請求項1記載のアップフロー反応器。
- マニホールド(28)の両端に設けられた孔あきアーム(32)が、マニホールド(28)の両端の中間に設けられた孔あきアーム(32)よりも短い、請求項7記載のアップフロー反応器。
- 回収器(40)はさらに、孔あきマニホールド(42)及びそこから横方向に延在する複数の孔あきアーム(44)を有する、請求項1記載のアップフロー反応器。
- マニホールド(42)の両端に設けられた孔あきアーム(44)が、マニホールド(42)の両端の中間に設けられた孔あきアーム(44)よりも短い、請求項9記載のアップフロー反応器。
- 前記ジヒドロキシ化合物がビスフェノールである、請求項1記載のアップフロー反応器。
- 前記ビスフェノールが2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンである、請求項11記載のアップフロー反応器。
- アップフロー反応器の下端に配置された、アップフロー反応器用の分配器(20)であって、
反応体が供給される入口(18)と流体連通しているマニホールド(28)と、
マニホールド(28)に設けられた孔(34)と、
孔(34)に設けられたスクリーン(17)とを備え、
スクリーン(17)及び孔(34)がそれらを通して反応体が流通できるように構成されている、分配器(20)。 - さらに、マニホールド(28)から延在する複数のアームを備える、請求項13記載の分配器(20)。
- さらに、アーム(32)に設けられた複数の孔(34)を備える、請求項14記載の分配器(20)。
- マニホールド(28)の両端近くに配置されたアーム(32)が、マニホールド(28)の両端の中間に配置されたアーム(32)よりも短い、請求項14記載の分配器(20)。
- アップフロー反応器の上端に配置された、アップフロー反応器用の回収器(40)であって、
マニホールド(42)と、
マニホールド(42)に設けられた孔(46)と、
孔(46)に設けられたスクリーン(47)とを備え、
スクリーン(47)及び孔(46)がそれらを通して生成物がマニホールド(42)に導入されるように構成されている、回収器(40)。 - さらに、マニホールド(42)と流体連通関係に配置された生成物取り出しライン(48)を備える、請求項17記載の回収器(40)。
- さらに、マニホールド(42)から延在する複数のアーム(44)を備える、請求項17記載の回収器(40)。
- マニホールド(42)の両端近くに配置されたアーム(44)が、マニホールド(42)の両端の中間に配置されたアーム(44)よりも短い、請求項19記載の回収器(40)。
- アップフロー反応器(10)でジヒドロキシ化合物を製造する方法であって、当該方法が、
アップフロー反応器(10)の下端に配置された分配器(20)であって、複数のスクリーンで覆われた孔(17,34)が設けられた分配器(20)に反応体を導入し、
上記反応体を分配器(20)から触媒床(12)を通して上向きに流し、
ジヒドロキシ化合物をアップフロー反応器(10)の上端から回収する
工程を含む方法。 - 前記ジヒドロキシ化合物を回収する工程が、アップフロー反応器の上端に配置された回収器(40)であって、複数のスクリーンで覆われた孔(17,34)が設けられた回収器(40)を通して化合物を受けとる工程を含む、請求項21記載の方法。
- 前記ジヒドロキシ化合物がビスフェノールである、請求項21記載の方法。
- 前記ビスフェノールがケトン化合物及びフェノール化合物から形成された2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパンである、請求項23記載の方法。
- アップフロー反応器(10)内で触媒ビーズの床(12)からの触媒ビーズのキャリーオーバー量を減少させる方法であって、当該方法が、アップフロー反応器(10)の生成物を、アップフロー反応器(10)の上端に配置された回収器(40)であって、複数の孔(34)とこれらの孔を覆うスクリーン(47)を有する回収器(40)に取り入れる工程を含む、方法。
- スクリーン(47)の開口の直径が、反応混合物中の触媒ビーズの最小直径の2/5〜1/4である、請求項25記載の方法。
- スクリーン(47)の開口の直径が、反応混合物中の触媒ビーズの最小直径の1/3である、請求項25記載の方法。
- 請求項1記載の装置で製造したジヒドロキシ化合物をホスゲン、ジフェニルカーボネート又はホスゲン及びジフェニルカーボネートの組合せと反応させる工程を含む、ポリカーボネートの製造方法。
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