JP2015098455A - Method for producing unsaturated nitrile - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing unsaturated nitrile, in which clogging of a heat exchanger arranged on an outlet line of a reactor and clogging of a quick cooling tower arranged in the downstream of the heat exchanger can be prevented.SOLUTION: The method for producing unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction comprises the steps of: feeding a gaseous raw material containing at least one selected from the group consisting of alkane, olefin and alcohol to a catalyst-packed reactor to advance the ammoxidation reaction in the reactor; introducing the reaction product gas produced by the ammoxidation reaction into a heat exchanger to cool the introduced reaction product gas; and introducing the reaction product gas cooled in the heat exchanger into a quick cooling tower to cool the introduced reaction product gas. A liquid or a gas of 110°C or higher temperature is used as a cooling medium for cooling the reaction product gas in the heat exchanger. The quick cooling tower is an empty tower having no packed layer, or has a packed layer having 1.5 m or less height or 90% or higher void volume.

Description

本発明は、不飽和ニトリルを製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an unsaturated nitrile.

従来、炭化水素化合物の不飽和ニトリルを製造する方法として、プロピレン、イソブテン又は第3級ブタノールのアンモ酸化反応により、α,β−不飽和ニトリルを製造する方法がよく知られている。また、近年、プロパン、イソブタン等の飽和炭化水素をアンモ酸化に供することにより、同じ炭素数を有するα,β−不飽和ニトリルを製造する方法が実用化されている。それらのアンモ酸化反応においては、一般的に流動層反応器が用いられる。また、オレフィンを原料とする場合、触媒としてモリブデン及び/又はアンチモンの複合酸化物が用いられる。また、パラフィンを原料とする場合、触媒としてモリブデン・バナジウムの複合酸化物が一般的に用いられる。   Conventionally, as a method for producing an unsaturated nitrile of a hydrocarbon compound, a method for producing an α, β-unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction of propylene, isobutene or tertiary butanol is well known. In recent years, a method for producing an α, β-unsaturated nitrile having the same carbon number by subjecting a saturated hydrocarbon such as propane or isobutane to ammoxidation has been put into practical use. In these ammoxidation reactions, a fluidized bed reactor is generally used. When olefin is used as a raw material, molybdenum and / or antimony composite oxide is used as a catalyst. When paraffin is used as a raw material, a molybdenum / vanadium composite oxide is generally used as a catalyst.

流動層反応器を用いたアンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造する際、その反応により生成する高温の反応生成ガスを冷却するため、その反応器出口ラインには熱交換器が設置されている。さらに、その熱交換器で冷却された生成ガスは、急冷塔に導入される。   When an unsaturated nitrile is produced by an ammoxidation reaction using a fluidized bed reactor, a heat exchanger is installed in the reactor outlet line in order to cool a high-temperature reaction product gas produced by the reaction. Further, the product gas cooled by the heat exchanger is introduced into the quenching tower.

この方法に用いられる急冷塔として多段急冷塔を用いる方法が、特許文献1に開示されている。特許文献1に記載された方法によれば、急冷塔は上下2段区画に分割され、反応生成ガスはまず急冷塔下段区画へ導かれ、ここで硫酸を含んだ第1冷却水で冷却及び洗浄され、反応生成ガス中の未反応アンモニアの中和、高沸点副生成物、重合物、及び飛散触媒等の分離除去が行われる。続いて、反応生成ガスは急冷塔の上段区画へ導かれ、再度硫酸を含んだ第2冷却水で冷却されると共に、反応生成ガスから未反応アンモニアが分離される。この方法によれば、第1、第2の両冷却水の循環ラインには冷却器が設置されている。   Patent Document 1 discloses a method using a multistage quenching tower as the quenching tower used in this method. According to the method described in Patent Document 1, the quenching tower is divided into two upper and lower sections, and the reaction product gas is first guided to the lower section of the quenching tower, where it is cooled and washed with the first cooling water containing sulfuric acid. Then, neutralization of unreacted ammonia in the reaction product gas, separation and removal of high boiling point by-products, polymer, and flying catalyst are performed. Subsequently, the reaction product gas is guided to the upper section of the quenching tower and is cooled again with the second cooling water containing sulfuric acid, and unreacted ammonia is separated from the reaction product gas. According to this method, the cooler is installed in both the first and second cooling water circulation lines.

米国特許第3649179号明細書US Pat. No. 3,649,179

アンモ酸化反応により生成する反応生成ガス中には、反応によって生成する有用成分と水以外に、高沸点副生成物が存在する。アンモ酸化反応は高温で進行するが、反応器の出口ラインには、生成した高温(典型的には400〜500℃)の反応生成ガスが持つ熱を回収するために、熱交換器が設置されている。アンモ酸化反応によって生成する高沸点副生成物は、その熱交換器の伝熱部材付近(例えば、管式熱交換器の場合は側管路付近)で凝縮・凝集し、熱交換器の伝熱部材表面に付着して、生成ガス流路の詰まりを引き起こす原因となる。その結果、反応器内の圧力が上昇し、反応器の運転を長期にわたって安定に継続することが困難になるという技術的な課題を有している。   In the reaction product gas produced by the ammoxidation reaction, there are high-boiling by-products in addition to useful components and water produced by the reaction. Although the ammoxidation reaction proceeds at a high temperature, a heat exchanger is installed at the outlet line of the reactor in order to recover the heat of the generated high-temperature reaction gas (typically 400 to 500 ° C.). ing. The high boiling point by-product generated by the ammoxidation reaction condenses and aggregates near the heat transfer member of the heat exchanger (for example, near the side pipe in the case of a tube heat exchanger), and heat transfer of the heat exchanger It adheres to the member surface and causes clogging of the product gas flow path. As a result, there is a technical problem that the pressure in the reactor rises and it becomes difficult to keep the operation of the reactor stably for a long time.

また、仮に反応器出口ラインに設置された熱交換器において、反応生成ガス流路の詰まりを防げたとしても、その熱交換器を通過した高沸点副生成物は、急冷塔に設けられる液循環ラインの汚れ及び詰まりの原因となる。また、液循環ラインに冷却器が設けられる場合は、その冷却器の汚れ及び詰まりにより、冷却器の洗浄頻度が増大することになる。さらには、急冷塔内に充填物を充填した充填層があり、その充填層の汚れ及び詰まりにより、急冷塔が所望のとおりに機能しなくなると、反応器を含めた不飽和ニトリル製造装置全体の運転を停止して、急冷塔のメンテナンスを行う必要が生じるため、装置の運転を長期にわたって継続することが困難となる。   In addition, even if the reaction product gas flow path can be prevented from clogging in the heat exchanger installed in the reactor outlet line, the high-boiling by-product that has passed through the heat exchanger is liquid circulation provided in the quenching tower. This may cause line contamination and clogging. Further, when a cooler is provided in the liquid circulation line, the frequency of cleaning the cooler increases due to contamination and clogging of the cooler. Furthermore, if there is a packed bed filled with packing in the quenching tower and the quenching tower does not function as desired due to contamination and clogging of the packed bed, the entire unsaturated nitrile production apparatus including the reactor is Since it becomes necessary to stop the operation and perform maintenance of the quenching tower, it becomes difficult to continue the operation of the apparatus for a long time.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、反応器出口ラインに設置された熱交換器及びその下流の急冷塔の詰まり、特に塔内部の詰まりを防止することのできる不飽和ニトリルの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to prevent unsaturated nitriles that can prevent clogging of the heat exchanger installed in the reactor outlet line and the quenching tower downstream thereof, particularly clogging inside the tower. An object is to provide a manufacturing method.

本発明者らは、反応器出口ラインに設置された熱交換器の詰まりを防止すると共に、その熱交換器の下流に設置された急冷塔の詰まり、特に塔内部の詰まりをも防止する方法について、鋭意検討を重ねた。その結果、熱交換器に用いられる冷媒として所定の温度の冷媒を用い、かつ、急冷塔における充填層を所定のものにすることにより、それら熱交換器及び急冷塔の詰まりを一挙に解決ができることを見出し、本発明を完成するに至った。   The present inventors provide a method for preventing clogging of a heat exchanger installed in a reactor outlet line and also preventing clogging of a quenching tower installed downstream of the heat exchanger, particularly clogging inside the tower. , Earnestly studied. As a result, it is possible to solve clogging of the heat exchanger and the quenching tower at once by using a refrigerant having a predetermined temperature as the refrigerant used in the heat exchanger and making the packed bed in the quenching tower a predetermined one. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は下記のとおりである。
[1]アンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造する方法であって、触媒を充填した反応器にアルカン、オレフィン、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む原料ガスを供給し、前記反応器においてアンモ酸化反応を進行させる第1の工程と、前記アンモ酸化反応により生成した反応生成ガスを、熱交換器に導入して冷却する第2の工程と、前記熱交換器において冷却された前記反応生成ガスを急冷塔に導入して冷却する第3の工程と、を有し、前記熱交換器において前記反応生成ガスを冷却する冷媒として、110℃以上の液体又は気体を用い、かつ、前記急冷塔が、充填層を有しない空塔であるか、又は、高さが1.5m以下若しくは空隙率が90%以上の充填層を有する、不飽和ニトリルの製造方法。
[2]前記冷媒の温度が140〜260℃である、上記不飽和ニトリルの製造方法。
[3]前記第3の工程において、前記反応生成ガスを65〜95℃の冷却水により冷却する、上記不飽和ニトリルの製造方法
[4]前記急冷塔の底部から抜き出される液の温度が75〜98℃である、上記不飽和ニトリルの製造方法。
[5]前記急冷塔から流出するガスの温度が65〜95℃であり、かつ前記ガスは飽和水蒸気圧の水蒸気を含む、上記不飽和ニトリルの製造方法。
[6]前記急冷塔の底部から抜き出される液の比重が、1.10〜1.20である、上記不飽和ニトリルの製造方法。
[7]前記原料ガスが、プロピレン、イソブテン、第3級ブタノール、プロパン及びイソブタンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、上記不飽和ニトリルの製造方法。
That is, the present invention is as follows.
[1] A method for producing an unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction, wherein a raw material gas containing at least one selected from the group consisting of an alkane, an olefin, and an alcohol is supplied to a reactor filled with a catalyst, A first step of advancing the ammoxidation reaction in the reactor, a second step of introducing and cooling the reaction product gas generated by the ammoxidation reaction into a heat exchanger, and cooling in the heat exchanger A third step of introducing the reaction product gas into a quenching tower and cooling it, and using a liquid or gas at 110 ° C. or higher as a refrigerant for cooling the reaction product gas in the heat exchanger, and The method for producing an unsaturated nitrile, wherein the quenching tower is an empty tower having no packed bed, or has a packed bed having a height of 1.5 m or less or a porosity of 90% or more.
[2] The method for producing the unsaturated nitrile, wherein the temperature of the refrigerant is 140 to 260 ° C.
[3] In the third step, the reaction product gas is cooled with 65 to 95 ° C. cooling water. [4] The temperature of the liquid extracted from the bottom of the quenching tower is 75. The manufacturing method of the said unsaturated nitrile which is -98 degreeC.
[5] The method for producing the unsaturated nitrile, wherein the temperature of the gas flowing out from the quenching tower is 65 to 95 ° C., and the gas contains water vapor having a saturated water vapor pressure.
[6] The method for producing the unsaturated nitrile, wherein the specific gravity of the liquid extracted from the bottom of the quenching tower is 1.10 to 1.20.
[7] The method for producing an unsaturated nitrile, wherein the source gas includes at least one selected from the group consisting of propylene, isobutene, tertiary butanol, propane, and isobutane.

本発明によれば、反応器出口ラインに設置された熱交換器及びその下流の急冷塔の詰まりを防止することのできる不飽和ニトリルの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the unsaturated nitrile which can prevent clogging of the heat exchanger installed in the reactor exit line and the quenching tower of the downstream can be provided.

本発明の不飽和ニトリルの製造方法に用いられる装置の一例を模式的に示すフロー図である。It is a flowchart which shows typically an example of the apparatus used for the manufacturing method of the unsaturated nitrile of this invention.

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明は下記本実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。   Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail with reference to the drawings as necessary. However, the present invention is limited to the following embodiment. It is not a thing. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the positional relationship such as up, down, left and right is based on the positional relationship shown in the drawings unless otherwise specified. Further, the dimensional ratios in the drawings are not limited to the illustrated ratios.

本実施形態の不飽和ニトリルの製造方法は、アンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造する方法であって、触媒を充填した反応器にアルカン、オレフィン、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む原料ガスを供給し、反応器においてアンモ酸化反応を進行させる第1の工程と、アンモ酸化反応により生成した反応生成ガス(以下、単に「生成ガス」ともいう。)を、熱交換器に導入して冷却する第2の工程と、熱交換器において冷却された反応生成ガスを急冷塔に導入して冷却する第3の工程とを有し、熱交換器において反応生成ガスを冷却する冷媒として、110℃以上の液体又は気体を用い、かつ、急冷塔が、充填層を備えない空塔であるか、又は、高さが1.5m以下若しくは空隙率が90%以上100%未満の充填層を有するものである。かかる製造方法によると、反応器出口ラインに設置された熱交換器の詰まり防止と、熱交換器の下流に設置された急冷塔の特に塔内部の詰まり防止とを同時に解決することができる。   The method for producing an unsaturated nitrile according to the present embodiment is a method for producing an unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction, and at least one selected from the group consisting of an alkane, an olefin, and an alcohol in a reactor filled with a catalyst. And a reaction product gas generated by the ammoxidation reaction (hereinafter also referred to simply as “product gas”) to the heat exchanger. A refrigerant that has a second step of introducing and cooling and a third step of introducing and cooling the reaction product gas cooled in the heat exchanger into the quenching tower, and cooling the reaction product gas in the heat exchanger As above, a liquid or gas at 110 ° C. or higher is used, and the quenching tower is an empty tower without a packed bed, or the height is 1.5 m or less or the porosity is 90% or more and not 100%. Those having a packed bed. According to such a production method, it is possible to solve simultaneously the prevention of clogging of the heat exchanger installed in the outlet line of the reactor and the prevention of clogging of the quenching tower installed downstream of the heat exchanger, particularly inside the tower.

(1)第1の工程(反応工程)
第1の工程は、触媒を充填した反応器にアルカン、オレフィン、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む原料ガスを供給し、反応器においてアンモ酸化反応を進行させる反応工程である。原料ガスは、プロピレン、イソブテン、第3級ブタノール、プロパン及びイソブタンからなる群より選択される少なくとも1種を含むものであることが好ましい。また、反応器における反応方式は、流動層反応であってもよく、固定層反応であってもよい。流動層反応は、気相アンモ酸化反応、例えばプロパン又はプロピレンと、アンモニアと酸素とを原料とする気相アンモ酸化反応によるアクリロニトリルの製造、イソブテン、第3級ブタノール又はイソブタンとアンモニアと酸素とを原料とする気相アンモ酸化反応によるメタアクリロニトリルの製造等を工業的規模で行う際に多く用いられる。本実施形態においても、このような流動層反応が好ましい。
(1) First step (reaction step)
The first step is a reaction step in which a raw material gas containing at least one selected from the group consisting of alkanes, olefins, and alcohols is supplied to a reactor filled with a catalyst, and an ammoxidation reaction proceeds in the reactor. . The source gas preferably contains at least one selected from the group consisting of propylene, isobutene, tertiary butanol, propane and isobutane. The reaction system in the reactor may be a fluidized bed reaction or a fixed bed reaction. The fluidized bed reaction is a gas phase ammoxidation reaction, for example, production of acrylonitrile by a gas phase ammoxidation reaction using propane or propylene, ammonia and oxygen as raw materials, isobutene, tertiary butanol or isobutane, ammonia and oxygen as raw materials. It is often used when the production of methacrylonitrile by the gas phase ammoxidation reaction is carried out on an industrial scale. Also in this embodiment, such a fluidized bed reaction is preferable.

流動層反応器では、触媒粒子が流動状態を保持されていることが必要である。触媒としては、従来、上記原料ガスからアンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造する際に用いられる触媒として知られているものであってもよい。例えば、オレフィンのアンモ酸化反応では、モリブデン及び/又はアンチモンを主成分とする複合酸化物であってもよい。また、パラフィンのアンモ酸化反応に用いられる触媒としては、例えば、モリブデン又はバナジウムを主成分とする複合酸化物が挙げられる。流動層反応器での反応圧力は、特に限定されず、例えば1.5kg/cm2G以下であってもよい。反応温度としては、原料が気相状態で反応する限り特に制限はなく、400〜500℃であってもよい。 In the fluidized bed reactor, it is necessary that the catalyst particles are maintained in a fluidized state. The catalyst may be a catalyst conventionally known as a catalyst used when an unsaturated nitrile is produced from the raw material gas by an ammoxidation reaction. For example, in the ammoxidation reaction of olefin, a composite oxide mainly composed of molybdenum and / or antimony may be used. Moreover, as a catalyst used for the ammoxidation reaction of paraffin, the composite oxide which has molybdenum or vanadium as a main component is mentioned, for example. The reaction pressure in the fluidized bed reactor is not particularly limited, and may be, for example, 1.5 kg / cm 2 G or less. The reaction temperature is not particularly limited as long as the raw materials react in a gas phase, and may be 400 to 500 ° C.

(2)第2の工程(熱交換器による生成ガスの冷却工程)
第2の工程は、アンモ酸化反応により生成した反応生成ガスを熱交換器に導入して、冷媒により冷却する冷却工程である。好ましくは流動層反応によって生成した生成ガスは、反応器から流出し、反応器出口ラインに設置された熱交換器に流入して冷却される。熱交換器は、適当な冷却能力を有するものであれば、その方式や構造に特に制限はない。ただし、熱交換器での冷却効率の観点から、好ましくはシェル/チューブ式の熱交換器である。この熱交換器の伝熱部材であるチューブ側(チューブ内)には、反応器からの生成ガスが導入され、シェル側(チューブ外部)には冷媒が導入されて、それらの間の熱交換により、生成ガスが持つ熱が回収される。
(2) Second step (Production gas cooling step by heat exchanger)
The second step is a cooling step in which the reaction product gas generated by the ammoxidation reaction is introduced into the heat exchanger and cooled by the refrigerant. Preferably, the product gas produced by the fluidized bed reaction flows out of the reactor, and flows into a heat exchanger installed in the reactor outlet line to be cooled. The heat exchanger is not particularly limited in its method and structure as long as it has an appropriate cooling capacity. However, from the viewpoint of cooling efficiency in the heat exchanger, a shell / tube heat exchanger is preferable. The product gas from the reactor is introduced to the tube side (inside the tube) which is the heat transfer member of this heat exchanger, and the refrigerant is introduced to the shell side (outside the tube), and heat exchange between them The heat of the product gas is recovered.

熱交換器に導入される冷媒の温度は110℃以上であり、予めその温度に加熱されたものを用いればよい。110℃以上に加熱された冷媒を用いることにより、生成ガス中の高沸点副生成物の温度より高く維持し、反応器出口ラインの熱交換器における高沸点副生成物の凝縮による閉塞を防止することができる。   The temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger is 110 ° C. or higher, and what is previously heated to that temperature may be used. By using a refrigerant heated to 110 ° C. or higher, the temperature is kept higher than the temperature of the high-boiling by-product in the product gas, and blockage due to condensation of the high-boiling by-product in the heat exchanger of the reactor outlet line is prevented. be able to.

反応工程で用いられる触媒は、例えば平均粒径が50μm前後の微小な粒子であり、生成ガス中にはその触媒粒子が含まれている。そのような触媒粒子が熱交換器内に堆積することをより有効に防止する観点から、シェル/チューブ式の熱交換器を用いる場合、管(チューブ)は直管であることが好ましく、その管内を生成ガスが1パスで通過する構造が好ましい。   The catalyst used in the reaction step is, for example, fine particles having an average particle size of around 50 μm, and the catalyst particles are contained in the product gas. From the viewpoint of more effectively preventing such catalyst particles from accumulating in the heat exchanger, when a shell / tube type heat exchanger is used, the tube is preferably a straight tube. A structure in which the product gas passes through the gas in one pass is preferable.

熱交換器の生成ガス流路の壁面に高沸点副生成物が付着することをより有効かつ確実に防止する観点から、熱交換器に導入する冷媒の温度をモニタリングして温度制御することが好ましい。生成ガス流路のガス温度は下流ほど低くなり高沸点副生成物が付着しやすくなる。そこで、冷媒を、生成ガス流路の下流側から導入する方式、すなわち、対向流式にして、冷媒の熱交換器への入口温度(供給温度)を制御すると、生成ガスの下流側の温度も管理しやすくなるので好ましい。また、同様の観点から、生成ガスの熱交換器出口の温度をモニタリングして、その温度が一定温度以上になるように、熱交換器に導入する冷媒の温度及び/又は流量を制御することも好ましい。ただし、必ずしも生成ガスの熱交換器出口の温度を正確に計測する必要はなく、生成ガスの熱交換器出口の温度と熱交換器に導入する冷媒の温度との間に一定の関係があることが把握されていれば、熱交換器に導入する冷媒の温度をモニタリングして、その冷媒の温度及び/又は流量を制御してもよい。   From the viewpoint of more effectively and reliably preventing the high-boiling by-product from adhering to the wall surface of the product gas flow path of the heat exchanger, it is preferable to control the temperature by monitoring the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger. . The gas temperature in the product gas flow path becomes lower as it goes downstream, and high-boiling byproducts are likely to adhere. Therefore, when the refrigerant is introduced from the downstream side of the product gas flow path, that is, the counterflow type, and the inlet temperature (supply temperature) of the refrigerant to the heat exchanger is controlled, the temperature on the downstream side of the product gas is also increased. This is preferable because it is easy to manage. From the same point of view, the temperature and / or flow rate of the refrigerant introduced into the heat exchanger can be controlled by monitoring the temperature of the product gas at the outlet of the heat exchanger so that the temperature becomes a certain temperature or higher. preferable. However, it is not always necessary to accurately measure the temperature of the product gas heat exchanger outlet, and there is a certain relationship between the temperature of the product gas heat exchanger outlet and the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger. May be monitored, the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger may be monitored to control the temperature and / or flow rate of the refrigerant.

熱交換器に導入する冷媒は液体であっても気体であってもよい。冷媒として用いられる液体としては水が好ましく、例えば、純水、工業用水、海水及びそれらのうち2種以上の混合物が挙げられる。このような冷媒は、ボイラーで加圧・加温し、110℃以上の温度に調整すればよい。冷媒として用いられる気体としては、例えば、水蒸気、空気、窒素、二酸化炭素、又はそれらのうち2種以上の混合物が挙げられる。このような冷媒を、ボイラーなどで加温して、110℃以上に調整すればよい。生成ガスに含まれる高沸点副生成物が熱交換器の内壁(例えば伝熱部材の表面)に付着するのをより有効かつ確実に抑制する観点から、熱交換器に導入する冷媒の温度は、好ましくは140〜260℃であり、より好ましくは170〜240℃である。冷媒の温度を所望の温度に制御するためには、熱交換器へ供給される予熱された冷媒の量及び温度を調整すればよい。なお、反応器から流出する生成ガスの温度は、反応温度とほぼ同等の温度であるので、一般に400〜500℃である。よって、冷媒の温度が上述の範囲であっても、生成ガスの冷却は何ら問題なく行うことができる。   The refrigerant introduced into the heat exchanger may be liquid or gas. The liquid used as the refrigerant is preferably water, and examples thereof include pure water, industrial water, seawater, and a mixture of two or more thereof. Such a refrigerant may be pressurized and heated by a boiler and adjusted to a temperature of 110 ° C. or higher. Examples of the gas used as the refrigerant include water vapor, air, nitrogen, carbon dioxide, or a mixture of two or more thereof. What is necessary is just to heat such a refrigerant | coolant with a boiler etc. and to adjust to 110 degreeC or more. From the viewpoint of more effectively and reliably suppressing the high boiling point by-product contained in the product gas from adhering to the inner wall of the heat exchanger (for example, the surface of the heat transfer member), the temperature of the refrigerant introduced into the heat exchanger is: Preferably it is 140-260 degreeC, More preferably, it is 170-240 degreeC. In order to control the temperature of the refrigerant to a desired temperature, the amount and temperature of the preheated refrigerant supplied to the heat exchanger may be adjusted. The temperature of the product gas flowing out of the reactor is generally the same as the reaction temperature, and is generally 400 to 500 ° C. Therefore, even if the temperature of the refrigerant is in the above range, the product gas can be cooled without any problem.

(3)第3の工程(急冷塔での生成ガス冷却工程)
第3の工程は、生成ガスを75〜95℃の冷却水により冷却する冷却工程である。まず、反応器出口ラインの熱交換器で冷却された生成ガスは、急冷塔に導入される。急冷塔においては、目的生成物に加えて、第1の工程においてアンモ酸化反応で副次的に生成した高沸点副生成物、未反応アンモニア、及び反応器から飛散した触媒等を含む生成ガスが、冷却水により冷却されると共に洗浄される。冷却水は、水以外に酸を含むことが好ましい。これにより、生成ガスに含まれ得る未反応アンモニアは酸により中和されて、アンモニウム塩が生成する。
(3) Third step (product gas cooling step in the quenching tower)
The third step is a cooling step of cooling the product gas with 75 to 95 ° C. cooling water. First, the product gas cooled by the heat exchanger in the reactor outlet line is introduced into the quenching tower. In the quenching tower, in addition to the target product, a product gas containing a high-boiling by-product that is secondaryly generated by an ammoxidation reaction in the first step, unreacted ammonia, a catalyst scattered from the reactor, and the like. Cooled with cooling water and washed. The cooling water preferably contains an acid in addition to water. Thereby, the unreacted ammonia that can be contained in the product gas is neutralized by the acid to produce an ammonium salt.

また、冷却水は、急冷塔において少なくとも一部が循環されることが好ましい。すなわち、冷却水は、生成ガスを冷却して急冷塔から流出した後に、再び急冷塔に流入することが好ましい。この場合、冷却水は、急冷塔から流出した後に少なくとも一部が冷却されて、再び急冷塔に流入することがより好ましい。例えば、急冷塔に冷却水の循環ラインを設け、その循環ラインに急冷塔から流出した冷却水を冷却するための熱交換器が設置されてもよい。これにより、冷却水を循環する場合であっても、冷却水の温度を容易に制御することができる。急冷塔での冷却水の循環は、例えば、循環ラインに設けられたポンプを用いて行われる。その循環量は、特に限定されないが、例えば、生成ガスに含まれる不飽和ニトリル1t当たり40〜60tである。   Moreover, it is preferable that at least a part of the cooling water is circulated in the quenching tower. That is, it is preferable that the cooling water flows into the quenching tower again after cooling the product gas and flowing out of the quenching tower. In this case, it is more preferable that the cooling water is at least partially cooled after flowing out of the quenching tower and flows into the quenching tower again. For example, a cooling water circulation line may be provided in the quenching tower, and a heat exchanger for cooling the cooling water flowing out of the quenching tower may be installed in the circulation line. Thereby, even if it is a case where cooling water is circulated, the temperature of cooling water can be controlled easily. The cooling water is circulated in the quenching tower using, for example, a pump provided in the circulation line. The circulation amount is not particularly limited, but is, for example, 40 to 60 t per 1 t of unsaturated nitrile contained in the product gas.

なお、冷却水は、上述のとおり循環して再利用されるものであってもよいが、少なくとも一部は新たに急冷塔に供給されるもの(補給水)であってもよい。補給水についての詳細は後述する。   The cooling water may be circulated and reused as described above, but at least a part of it may be newly supplied to the quenching tower (make-up water). Details of the makeup water will be described later.

生成ガス冷却工程では、急冷塔に導入される生成ガスを冷却すると同時に、生成ガスと冷却水が直接接触するため、反応によって生じた生成ガス中の水分を凝縮させることができる。また、生成ガスは急冷塔に導入されると、冷却水の蒸発によって増湿冷却される。   In the product gas cooling step, the product gas introduced into the quenching tower is cooled, and at the same time, the product gas and the cooling water are in direct contact with each other, so that moisture in the product gas generated by the reaction can be condensed. Further, when the product gas is introduced into the quenching tower, it is cooled by increasing the humidity by evaporation of the cooling water.

冷却水は、急冷塔内部に設置されたスプレーノズルより噴霧されることが好ましい。これにより、生成ガスと冷却水との接触が更に促進される。   The cooling water is preferably sprayed from a spray nozzle installed inside the quenching tower. This further promotes contact between the product gas and the cooling water.

また、急冷塔での冷却水による冷却を目的として、急冷塔内部には生成ガスと冷却水とを効率よく接触させるための充填物が充填されてもよい。ただし、反応器出口ラインに設置された熱交換器を通過した生成ガスに含まれる高沸点副生成物は、急冷塔において汚れや詰まり(閉塞)の原因となるが、この汚れや詰まりは、急冷塔が充填物を備えるとより顕著になる。そこで、詰まりを引き起こす原因となる充填物を減らすことにより、急冷塔の塔内部の詰まりをより有効かつ確実に抑制することができる。具体的には、充填層の空隙率を90%以上とすること、又は、充填層の高さを1.5m以下とすることである。ここで「充填層」とは、充填物が存在する空間のことであり、充填物間の隙間や充填物の孔部などは充填層の一部とみなす。   Further, for the purpose of cooling with cooling water in the quenching tower, the quenching tower may be filled with a packing for efficiently bringing the product gas and cooling water into contact with each other. However, high-boiling by-products contained in the product gas that has passed through the heat exchanger installed in the reactor outlet line cause dirt and clogging (clogging) in the quenching tower. It becomes more pronounced when the tower is equipped with packing. Accordingly, by reducing the packing that causes clogging, clogging inside the tower of the quenching tower can be more effectively and reliably suppressed. Specifically, the porosity of the packed bed is 90% or more, or the height of the packed bed is 1.5 m or less. Here, the “filled layer” is a space in which the filler is present, and a gap between the fillers, a hole portion of the filler, and the like are regarded as a part of the packed layer.

充填層の空隙率を指標とする場合、充填層の空隙率は90%以上であり、92%以上であることが好ましい。充填層の空隙率が90%以上であることにより、汚れによる閉塞をより抑制することができる。なお、明細書中、充填層の「空隙率」とは、充填層全体の体積(容積)に対して充填物間の隙間や充填物の孔部が占める割合とする。充填層の空隙率は、充填層に充填される充填物の形状に依存するので、空隙率を調整するには、空隙率が上記の範囲になるような形状を有する充填物を用いればよい。そのような範囲に空隙率を調整できる充填物としては、例えば、ポールリングタイプ及びラシヒ(登録商標)リングタイプの充填物が挙げられる。充填層の空隙率の測定方法は、下記のとおりである。すなわち、充填物を容積既知の容器に充填し、容器の縁の高さまで水を張り、その水の容積を測定する。容器に水を張る際、気泡があると正確な値が算出できないため、気泡は除去しておく。容器の容積をA、水の容積をBとしたとき、B/A×100で算出される値を充填層の空隙率(%)とする。   When the porosity of the packed bed is used as an index, the porosity of the packed bed is 90% or more, preferably 92% or more. When the porosity of the packed bed is 90% or more, blockage due to dirt can be further suppressed. In the specification, the “porosity” of the packed bed is the ratio of the gaps between the packings and the pores of the packing to the volume (volume) of the whole packed bed. Since the porosity of the packed bed depends on the shape of the packing filled in the packed bed, a filler having a shape that allows the porosity to be in the above range may be used to adjust the porosity. Examples of the filler capable of adjusting the porosity within such a range include a pole ring type and a Raschig (registered trademark) ring type filler. The method for measuring the porosity of the packed bed is as follows. That is, a container with a known volume is filled with the filling, water is filled up to the height of the edge of the container, and the volume of the water is measured. When filling the container with water, the bubbles cannot be calculated accurately if they are present. When the volume of the container is A and the volume of water is B, the value calculated by B / A × 100 is the porosity (%) of the packed bed.

充填層の高さを指標とする場合、充填層の高さは1.5m以下であり、1.0m以下であることがより好ましい。生成ガスは、急冷塔内の充填層を少なくとも高さ方向に移動するため、充填層の高さが1.5m以下であることにより、生成ガスの移動方向の距離が短くなり、急冷塔の詰まりは発生し難くなる。   When the height of the packed bed is used as an index, the height of the packed bed is 1.5 m or less, and more preferably 1.0 m or less. Since the product gas moves at least in the height direction of the packed bed in the quenching tower, the height of the packed bed is 1.5 m or less, which shortens the distance in the moving direction of the product gas and clogs the quenching tower. Is less likely to occur.

さらに急冷塔の詰まりを一層抑制する観点から、上述した充填層の空隙率及び充填層の高さの条件を同時に満たすことが好ましい。具体的には、充填層の空隙率が90%以上であり、かつ、充填層の高さが1.5m以下であることが好ましく、充填層の空隙率が92%以上であり、かつ、充填層の高さが1.0m以下であることがより好ましく、空塔であることが特に好ましい。なお、ここでいう空塔とは、急冷塔が充填層を有しないことを意味する。   Furthermore, from the viewpoint of further suppressing clogging of the quenching tower, it is preferable to satisfy the above-described conditions of the porosity of the packed bed and the height of the packed bed at the same time. Specifically, the porosity of the packed bed is preferably 90% or more, the height of the packed bed is preferably 1.5 m or less, the porosity of the packed bed is 92% or more, and The height of the layer is more preferably 1.0 m or less, and an empty tower is particularly preferable. In addition, an empty tower here means that a quenching tower does not have a packed bed.

なお、不飽和ニトリルの工業的生産において、生産能力によらず、急冷塔の高さは通常5〜7mである。一方、急冷塔の直径は、不飽和二トリルの生産能力に合わせて異なるのが一般的である。   In industrial production of unsaturated nitriles, the height of the quenching tower is usually 5 to 7 m regardless of the production capacity. On the other hand, the diameter of the quenching tower is generally different according to the production capacity of unsaturated nitrile.

充填層の空隙率が90%以上である場合、又は充填層の高さが1.5m以下である場合、生成ガスと冷却水との接触効率が低下する傾向にある。そこで、急冷塔内部にスプレーノズルを設けることによって、生成ガスと冷却水との接触の増大を図ることが望ましい。この場合、急冷塔の内部にスプレーノズルが設置される場合、急冷塔に導入された生成ガスの冷却のために、そのスプレーノズルから冷却水が均一に噴霧される。生成ガスに対し冷却水がより均一に噴霧されるよう、スプレーノズルの数、設置密度、及び型式などが適宜調整される。より十分に生成ガスを冷却するため、スプレーノズルは、急冷塔の高さ方向に多段に設置されることが望ましい。使用するスプレーノズルの型式は例えばホローコーン(空円錐)タイプ及びフルコーン(充円錐)タイプが挙げられ、好ましくはホローコーンタイプである。スプレーノズルの設置密度は、好ましくは急冷塔の断面積(高さに対して垂直に切断した場合の断面積)に対し、2〜5個/m2である。 When the porosity of the packed bed is 90% or more, or when the height of the packed bed is 1.5 m or less, the contact efficiency between the product gas and the cooling water tends to decrease. Therefore, it is desirable to increase the contact between the product gas and the cooling water by providing a spray nozzle inside the quenching tower. In this case, when a spray nozzle is installed inside the quenching tower, cooling water is uniformly sprayed from the spray nozzle in order to cool the generated gas introduced into the quenching tower. The number of spray nozzles, the installation density, the model, and the like are appropriately adjusted so that the cooling water is sprayed more uniformly on the generated gas. In order to cool the product gas more sufficiently, it is desirable that the spray nozzles are installed in multiple stages in the height direction of the quenching tower. Examples of the type of spray nozzle to be used include a hollow cone type and a full cone type, preferably a hollow cone type. The installation density of the spray nozzles is preferably 2 to 5 / m 2 with respect to the cross-sectional area of the quenching tower (cross-sectional area when cut perpendicular to the height).

なお、従来の一般的なアクリロニトリルの製造プロセスの場合、急冷塔における気液接触の効率を向上させる観点から、充填層の空隙率は概ね80%以下であり、充填層の高さは2m以上である。   In the case of the conventional general acrylonitrile manufacturing process, from the viewpoint of improving the efficiency of gas-liquid contact in the quenching tower, the porosity of the packed bed is approximately 80% or less, and the height of the packed bed is 2 m or more. is there.

急冷塔の塔底部には、高沸点副生成物及び硫安(硫酸アンモニウム)などが滞留して濃縮するため、塔底部に存在する液(以下、「塔底液」という。)を連続式又はバッチ式で急冷塔から抜き出すことが好ましい。塔底液の量は、塔底液中の高沸点副生成物や硫安が過度に濃縮されないような量、例えば、不飽和ニトリル1tに対して0.1〜0.3tであってもよい。塔底液の抜き出し量は、後述するように、塔底液の比重(濃縮度)を確認しながら調整することが好ましい。   Since a high-boiling by-product and ammonium sulfate (ammonium sulfate) stay at the bottom of the quenching tower and concentrate, the liquid existing in the bottom of the tower (hereinafter referred to as “column bottom liquid”) is continuously or batch-type. It is preferable to withdraw from the quenching tower. The amount of the bottom liquid may be such that the high-boiling by-product and ammonium sulfate in the bottom liquid are not excessively concentrated, for example, 0.1 to 0.3 t with respect to 1 t of unsaturated nitrile. As will be described later, it is preferable to adjust the extraction amount of the column bottom liquid while confirming the specific gravity (concentration) of the column bottom liquid.

塔底液の過濃縮を防止するため、塔底液の抜き出し量は、その比重に基づいて管理することが好ましい。塔底液の比重の目安としては、好ましくは1.10〜1.20である。ただし、塔底液の比重はこの数値範囲に限定されるものではなく、配管の詰まりを抑制し、ポンプによる塔底液の送液が可能な程度の濃縮度であれば問題はない。塔底液の比重は、急冷塔に新たに供給する補給水の量によっても調整することができる。なお、塔底液の抜き出し配管の詰まりを更に抑制する観点から、塔底液の温度は75〜98℃であることが好ましく、80〜95℃であることがより好ましい。   In order to prevent overconcentration of the column bottom liquid, the amount of the column bottom liquid extracted is preferably managed based on its specific gravity. A standard for the specific gravity of the bottom liquid is preferably 1.10 to 1.20. However, the specific gravity of the column bottom liquid is not limited to this numerical range, and there is no problem as long as the degree of concentration is such that clogging of pipes is suppressed and the column bottom liquid can be sent by a pump. The specific gravity of the tower bottom liquid can also be adjusted by the amount of makeup water newly supplied to the quenching tower. In addition, it is preferable that the temperature of tower bottom liquid is 75-98 degreeC, and it is more preferable that it is 80-95 degreeC from a viewpoint of further suppressing clogging of the extraction pipe of tower bottom liquid.

また、急冷塔には、水バランスを調整する、すなわち系内の水の量を一定範囲に維持するために、補給水を供給することが好ましい。反応や触媒の種類によっても異なるが、例えば、オレフィンのアンモ酸化の場合、反応器出口ラインに設置した熱交換器で冷却された生成ガスは、200〜300℃の乾きガスであり、飽和湿度には達していない。急冷塔から流出する生成ガスに同伴される水分も存在するため、補給水量の目安としては不飽和ニトリル1t当たり0.1〜0.5tであると好ましい。なお、この水バランスを調整するのに好ましい冷却水の温度、及び急冷塔(好ましくは急冷塔の塔頂)から流出するガス(以下、「急冷塔出口ガス」ともいう。)の温度は、65〜95℃であり、より好ましくは75〜95℃である。好ましい急冷塔出口ガスの温度は、反応器からの反応生成物の組成及び反応圧力によって多少変化し得るものの、その影響は限定的である。ただし、急冷塔出口ガス温度は、冷却水の温度より高くなってもよく、冷却水の温度より10℃以下の範囲で高くなってもよい。   The quenching tower is preferably supplied with makeup water in order to adjust the water balance, that is, to maintain the amount of water in the system within a certain range. For example, in the case of ammoxidation of olefins, the product gas cooled by the heat exchanger installed in the reactor outlet line is a dry gas of 200 to 300 ° C., and is saturated with humidity. Has not reached. Since water accompanying the product gas flowing out from the quenching tower is also present, the amount of makeup water is preferably 0.1 to 0.5 t per 1 t of unsaturated nitrile. In addition, the temperature of the cooling water preferable for adjusting the water balance and the temperature of the gas flowing out from the quenching tower (preferably the top of the quenching tower) (hereinafter also referred to as “quenching tower outlet gas”) are 65. It is -95 degreeC, More preferably, it is 75-95 degreeC. The preferred quench tower outlet gas temperature may vary somewhat depending on the composition of the reaction product from the reactor and the reaction pressure, but the effect is limited. However, the quenching tower outlet gas temperature may be higher than the temperature of the cooling water, or may be higher in the range of 10 ° C. or less than the temperature of the cooling water.

循環する冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度は、冷却水の循環ラインに冷却器を設置し、その冷却器により制御することができる。冷却器は、熱交換器であってもよい。また、循環ラインが閉塞した場合に備えて、バイパスラインを設置してもよい。なお、急冷塔の循環ラインに、循環する冷却水の冷却用に熱交換器を設置しなければ、上段冷却水温度、塔底液温度、及び急冷塔出口ガスの温度は、ほぼ同じ温度になる。   The temperature of the circulating cooling water, the temperature of the tower bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas can be controlled by installing a cooler in the cooling water circulation line. The cooler may be a heat exchanger. In addition, a bypass line may be installed in case the circulation line is blocked. If the heat exchanger is not installed in the quenching tower circulation line for cooling the circulating cooling water, the upper cooling water temperature, the bottom liquid temperature, and the quenching tower outlet gas temperature are substantially the same. .

補給水としては、不飽和ニトリルの製造方法の他工程において生じた排水、又は急冷塔出口ガスの冷却により生じた凝縮水などを利用できる。通常、排水はその中に含まれる水以外の成分を濃縮されるものであり、そのために加熱される場合もある。排水を急冷塔の補給水として利用することで、生成ガスの持つ熱を効率的に利用し、濃縮に必要な熱量を削減することができる。濃縮を効率的に進める観点から、急冷塔出口ガスの湿度又は水蒸気圧は高い方が好ましく、湿度が100%すなわち飽和水蒸気圧であることが最も好ましい。急冷塔出口ガスの湿度を高めるため、生成ガスの滞留時間を十分に取ることが望ましい。   As the make-up water, waste water generated in other steps of the production method of unsaturated nitrile, condensed water generated by cooling the quenching tower outlet gas, or the like can be used. In general, wastewater is a component in which components other than water contained therein are concentrated and may be heated for that purpose. By using the waste water as makeup water for the quenching tower, the heat of the generated gas can be used efficiently and the amount of heat required for concentration can be reduced. From the standpoint of efficiently concentrating, the quench tower outlet gas preferably has a higher humidity or water vapor pressure, and most preferably has a humidity of 100%, that is, a saturated water vapor pressure. In order to increase the humidity of the exit gas from the quenching tower, it is desirable to take sufficient residence time of the product gas.

急冷塔内での生成ガスの平均滞留時間は、未反応アンモニアの中和、高沸点副生成物、重合物、及び飛散触媒等の分離除去の観点から、2秒以上であると好ましく、より好ましくは3秒以上である。急冷塔内での生成ガスの平均滞留時間は、急冷塔に流入する生成ガスの標準状態(0℃、1気圧)での容量を、急冷塔入口での生成ガスの実際の温度、圧力(運転条件によって異なるが、例示すれば300℃、0.7kg/cm2G)で換算した実際のガスの容量、及び急冷塔の容積から求めることができる。 The average residence time of the product gas in the quenching tower is preferably 2 seconds or more, more preferably from the viewpoint of neutralization of unreacted ammonia, separation and removal of high-boiling byproducts, polymers, and flying catalysts. Is 3 seconds or more. The average residence time of the product gas in the quenching tower is the capacity of the product gas flowing into the quenching tower in the standard state (0 ° C., 1 atm), and the actual temperature and pressure of the product gas at the quenching tower inlet (operation) Although it depends on the conditions, for example, it can be determined from the actual gas capacity converted at 300 ° C. and 0.7 kg / cm 2 G) and the volume of the quenching tower.

(その他の工程及び装置)
本実施形態の不飽和ニトリルの製造方法及びそれに用いられる装置において、急冷塔のガス出口に、ミストセパレーター、液体サイクロン等の装置を設けて、ガスに含まれるミスト(水分)を除去するための装置が設置されてもよい。
(Other processes and equipment)
An apparatus for removing mist (water) contained in a gas by providing an apparatus such as a mist separator and a liquid cyclone at a gas outlet of a quenching tower in the method for producing an unsaturated nitrile of the present embodiment and the apparatus used therefor May be installed.

(4)具体的態様
本実施形態の不飽和ニトリルの製造方法について、好ましい1つの実施態様を、プロピレンを原料とする気相アンモ酸化反応を用いた製造方法を例にとって説明する。ただし、本実施形態の製造方法はこれに限定されない。図1に示す装置は、この製造方法に用いられる装置であり、流動層反応器である反応器1、反応器1で生成した生成ガスを冷却するための熱交換器2、生成ガスを洗浄、冷却する急冷塔3を備える。
(4) Specific Aspect A preferred embodiment of the method for producing an unsaturated nitrile of the present embodiment will be described by taking a production method using a gas phase ammoxidation reaction using propylene as an example. However, the manufacturing method of this embodiment is not limited to this. The apparatus shown in FIG. 1 is an apparatus used for this production method, a reactor 1 that is a fluidized bed reactor, a heat exchanger 2 for cooling the product gas generated in the reactor 1, a cleaning of the product gas, A quenching tower 3 for cooling is provided.

反応器1には、モリブデン及び/又はアンチモンを含有する触媒が収容されており、原料ガスであるプロピレン及びアンモニアガスと空気とがライン13A、13Bから供給されて、アンモ酸化反応によりアクリロニトリルを含む生成ガスが生成する。反応温度は400〜500℃に維持される。生成ガスはライン6、熱交換器2を経由し、ライン7を経て、生成ガスを洗浄及び冷却するための急冷塔3に導入される。熱交換器2はシェル/チューブ式の熱交換器であり、シェル側(チューブ外部)にはボイラー水が導入され、それにより、熱交換器2のチューブ側(チューブ内)を流れる生成ガスが冷却される。熱交換器2での生成ガス中の高沸点副生成物の凝縮を防止するために、シェル側に注水するボイラー水の温度を140〜260℃となるように制御する。   The reactor 1 contains a catalyst containing molybdenum and / or antimony, and propylene, ammonia gas and air, which are raw material gases, are supplied from lines 13A and 13B, and a product containing acrylonitrile by an ammoxidation reaction. Gas is generated. The reaction temperature is maintained at 400-500 ° C. The product gas passes through the line 6 and the heat exchanger 2 and is introduced into the quenching tower 3 for cleaning and cooling the product gas through the line 7. The heat exchanger 2 is a shell / tube heat exchanger, and boiler water is introduced to the shell side (external to the tube), thereby cooling the generated gas flowing on the tube side (in the tube) of the heat exchanger 2. Is done. In order to prevent condensation of the high boiling point by-product in the product gas in the heat exchanger 2, the temperature of the boiler water poured into the shell side is controlled to be 140 to 260 ° C.

急冷塔3の循環ライン11には冷却用の熱交換器9が設置されているが、本実施形態の製造方法では必須ではない。急冷塔3内部には、充填層8、冷却水を噴霧するスプレーノズル12が設置されている。ライン7から急冷塔3に導入された生成ガスは、スプレーノズル12から噴霧される冷却水によって冷却及び洗浄され、特に充填層8内では冷却水との接触がより効率的に行われるため、更に十分に冷却及び洗浄される。また、急冷塔3には、必要に応じてライン5から補給水が供給される。その補給水と生成ガスの冷却に用いられた冷却水とを含む塔底液は、その一部がライン10を経由して系外に排出され、他の一部は循環ライン11を経由して熱交換器9により冷却されて急冷塔3に供給される。   Although the cooling heat exchanger 9 is installed in the circulation line 11 of the quenching tower 3, it is not essential in the manufacturing method of this embodiment. Inside the quenching tower 3, a packed bed 8 and a spray nozzle 12 for spraying cooling water are installed. The product gas introduced into the quenching tower 3 from the line 7 is cooled and washed by the cooling water sprayed from the spray nozzle 12, and particularly in the packed bed 8, the contact with the cooling water is more efficiently performed. Thoroughly cooled and washed. The quenching tower 3 is supplied with makeup water from the line 5 as necessary. A part of the tower bottom liquid containing the makeup water and the cooling water used for cooling the generated gas is discharged out of the system via the line 10, and the other part is passed through the circulation line 11. It is cooled by the heat exchanger 9 and supplied to the quenching tower 3.

急冷塔3を通過した生成ガスは、ライン4を経由して、ここでは図示されていないが、更なる生成ガス冷却塔を経て吸収塔に導入される。その後、吸収塔で水に吸収されたアクリロニトリル等の有用成分は、通常のプロセス、すなわち、回収塔、精製塔の順に精製され、製品であるアクリロニトリルが得られる。   The product gas that has passed through the quenching tower 3 is introduced into the absorption tower via the line 4 via a further product gas cooling tower (not shown). Thereafter, useful components such as acrylonitrile absorbed in water by the absorption tower are purified in the order of a normal process, that is, a recovery tower and a purification tower, to obtain a product acrylonitrile.

本実施形態の不飽和ニトリルの製造方法によると、反応器、特に流動層反応器を用いたアンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造するに際し、熱交換器及び急冷塔での閉塞を抑制し、長期的に安定した運転が可能となる。   According to the method for producing an unsaturated nitrile of this embodiment, when producing an unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction using a reactor, particularly a fluidized bed reactor, the blockage in the heat exchanger and the quenching tower is suppressed, Stable operation is possible.

以下、プロピレンを原料とする気相アンモ酸化反応によるアクリロニトリルの製造方法及びターシャリーブチルアルコールを原料とする気相アンモ酸化反応によるメタクリロニトリルの実施例により、本発明の流動層反応方法を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、下記の実施例に限定されるものではない。なお、反応器出口ラインに設置した熱交換器及び急冷塔の詰まりが抑制されたことは、生成ガス流量が同一の場合に、それらの熱交換器及び急冷塔の圧力損失の上昇速度がなくなる又は緩やかになることをもって確認した。熱交換器の圧力損失は、その熱交換器の生成ガス入口ライン及び出口ラインに圧力タップを設置し、水中マノメーターで測定した。また、熱交換器へ供給される予熱された冷媒の温度は、その熱交換器の冷媒入口ラインに設置された温度計によって測定した。各実施例における反応器出口ラインに設置された熱交換器及び急冷塔の運転条件を表1に、その運転結果を表2に示す。   Hereinafter, the fluidized bed reaction method of the present invention will be described in more detail with reference to a method for producing acrylonitrile by a gas phase ammoxidation reaction using propylene as a raw material and a methacrylonitrile by a gas phase ammoxidation reaction using tertiary butyl alcohol as a raw material. However, the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. In addition, the clogging of the heat exchanger and the quenching tower installed in the reactor outlet line is suppressed, when the product gas flow rate is the same, the rate of increase in pressure loss of the heat exchanger and the quenching tower disappears or I confirmed that it was slow. The pressure loss of the heat exchanger was measured with an underwater manometer by installing pressure taps on the product gas inlet line and outlet line of the heat exchanger. Moreover, the temperature of the preheated refrigerant | coolant supplied to a heat exchanger was measured with the thermometer installed in the refrigerant | coolant inlet line of the heat exchanger. Table 1 shows the operating conditions of the heat exchanger and quenching tower installed in the reactor outlet line in each example, and Table 2 shows the operating results.

[実施例1]
図1に示すのと同様の構成を含む装置にプロピレン、アンモニアガス及び空気を供給して、アクリロニトリルを製造した。反応器として直径5.3mのものを用い、触媒として、粒径10〜100μm、平均粒径50μmであるモリブデン−ビスマス−鉄系のシリカ担持触媒を用いた。反応器出口ラインに設置した熱交換器として、直径1.4m、長さ5.0m、チュ−ブ内径/外径36.0mm/43.2mm、チューブ本数531本の管側1パスのチューブ/シェル式熱交換器を用いた。冷媒にはボイラー水を用いた。反応圧力は0.7kg/cm2G、反応生成ガス量は38000Nm3/hr、熱交換器への生成ガス入口温度は420℃であり、その熱交換器の冷媒(ボイラー水)の入口温度を235℃に設定して、連続運転を行った。
[Example 1]
Propylene, ammonia gas and air were supplied to an apparatus including the same configuration as shown in FIG. 1 to produce acrylonitrile. A reactor having a diameter of 5.3 m was used, and a molybdenum-bismuth-iron-based silica-supported catalyst having a particle diameter of 10 to 100 μm and an average particle diameter of 50 μm was used as the catalyst. As a heat exchanger installed in the outlet line of the reactor, a tube with a diameter of 1.4 m, a length of 5.0 m, a tube inner diameter / outer diameter of 36.0 mm / 43.2 mm, and 531 tubes, one pass tube / A shell type heat exchanger was used. Boiler water was used as the refrigerant. The reaction pressure is 0.7 kg / cm 2 G, the reaction product gas amount is 38000 Nm 3 / hr, the product gas inlet temperature to the heat exchanger is 420 ° C., and the inlet temperature of the refrigerant (boiler water) of the heat exchanger is Set to 235 ° C., continuous operation was performed.

急冷塔として、内径3.7m、高さ7mであり、内部には充填層の上下にスプレーノズルを設置したものを用いた。スプレーノズルはホローコーンタイプのものを用い、そのスプレーノズルを急冷塔の断面積に対し4個/m2設置し、生成ガスの洗浄及び冷却を確実に行うようにした。 A quenching tower having an inner diameter of 3.7 m and a height of 7 m and having spray nozzles installed above and below the packed bed was used. The spray nozzle was of a hollow cone type, and the spray nozzle was installed at 4 pieces / m 2 with respect to the cross-sectional area of the quenching tower to ensure the cleaning and cooling of the generated gas.

急冷塔の循環ラインには冷却器を設置した。冷却器として、直径0.85m、長さ4.66m、チュ−ブ内径/外径17.7mm/21.7mm、チューブ本数558本の管側1パスのチューブ/シェル式熱交換器を用いた。上段スプレーノズルの下方には、金属製であって、長さ及び直径が3インチであるポールリングタイプの充填物を、充填層の高さが1.5mになるように不規則に充填した。充填物は、充填層の空隙率が96%になるものを選択した。補給水は急冷塔の下段のスプレーノズルよりも下方であって、塔底液の液面よりも上方の位置から、1.3t/hrの量で供給した。冷却水の循環量は上段/下段それぞれ420/250t/hrとし、塔底液の比重が1.15になるように塔底液の抜き出し量を調整したところ、1.3t/hrであった。上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度は、冷却水の循環ラインに設置した冷却器を用いて、表1に示す温度になるよう制御した。   A cooler was installed in the circulation line of the quenching tower. As the cooler, a tube / shell type heat exchanger having a diameter of 0.85 m, a length of 4.66 m, a tube inner diameter / outer diameter of 17.7 mm / 21.7 mm, and 558 tubes and one pass on the tube side was used. . Below the upper spray nozzle, a pole ring type filler made of metal and having a length and a diameter of 3 inches was irregularly filled so that the height of the packed bed was 1.5 m. The packing was selected so that the porosity of the packed bed was 96%. The makeup water was supplied at an amount of 1.3 t / hr from a position below the spray nozzle at the lower stage of the quenching tower and above the liquid level of the bottom liquid. The circulation rate of the cooling water was 420/250 t / hr for each of the upper and lower stages, and the amount of the bottom liquid extracted was adjusted so that the specific gravity of the bottom liquid was 1.15, and it was 1.3 t / hr. The temperature of the upper cooling water, the temperature of the tower bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas were controlled to the temperatures shown in Table 1 using a cooler installed in the cooling water circulation line.

[実施例2]
熱交換器のボイラー水の入口温度を205℃に変更し、急冷塔の充填層の高さを1.2mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例1と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 2]
The boiler water inlet temperature of the heat exchanger is changed to 205 ° C., the height of the packed bed of the quenching tower is changed to 1.2 m, the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the quenching tower outlet gas Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was changed to the temperature shown in Table 1.

[実施例3]
熱交換器のボイラー水の入口温度を150℃に変更し、急冷塔の充填層の高さを0.8mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例1と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 3]
The boiler water inlet temperature of the heat exchanger is changed to 150 ° C, the height of the packed bed of the quenching tower is changed to 0.8 m, the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the quenching tower outlet gas Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was changed to the temperature shown in Table 1.

[実施例4]
熱交換器のボイラー水の入口温度を135℃に変更し、急冷塔の充填層の高さを0.5mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例1と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 4]
Change the boiler water inlet temperature of the heat exchanger to 135 ° C, change the height of the packed bed of the quenching tower to 0.5m, the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the quenching tower outlet gas Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 1 except that the temperature was changed to the temperature shown in Table 1.

[実施例5]
急冷塔の充填物を、金属製であって、長さ及び直径が3インチであるポールリングタイプの充填物(充填層の空隙率が92%になるもの)に変更し、充填層の高さを0.5mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 5]
The quenching tower packing was changed to a pole ring type packing made of metal and having a length and diameter of 3 inches (with a porosity of 92% in the packed bed), and the height of the packed bed Is changed to 0.5 m, and the temperature of the upper cooling water, the temperature of the tower bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas are changed to the temperatures shown in Table 1 under the same conditions as in Example 2. Acrylonitrile was produced.

[実施例6]
急冷塔を、充填物を充填しない空塔に変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 6]
Except for changing the quenching tower to an empty tower not filled with packing, and changing the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas to the temperatures shown in Table 1, Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 2.

[実施例7、8]
急冷塔の充填層の高さを0.8mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Examples 7 and 8]
Except for changing the height of the packed bed of the quenching tower to 0.8 m and changing the temperature of the upper cooling water, the temperature of the tower bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas to the temperatures shown in Table 1. Under the same conditions as in Example 2, acrylonitrile was produced.

[実施例9]
急冷塔の塔底液の比重が1.21〜1.25になるように補給水の供給量を変更し、充填層の高さを0.5mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 9]
The supply amount of makeup water is changed so that the specific gravity of the bottom liquid of the quenching tower becomes 1.21 to 1.25, the height of the packed bed is changed to 0.5 m, the temperature of the upper cooling water, the tower Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 2 except that the temperature of the bottom liquid and the temperature of the quenching tower outlet gas were changed to the temperatures shown in Table 1.

[実施例10]
急冷塔の塔底液の比重が0.95〜1.0になるように補給水の供給量を変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更したこと以外は、実施例9と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 10]
The supply amount of makeup water is changed so that the specific gravity of the bottom liquid of the quenching tower is 0.95 to 1.0, and the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas are changed. Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 9 except that the temperature was changed to the temperature shown in Table 1.

[実施例11]
急冷塔の充填物を、金属製であって、長さ及び直径が3インチであるラシヒ(登録商標)リングタイプの充填物(充填層の空隙率が89%になるもの)に変更し、充填層の高さを0.8mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Example 11]
Change the packing of the quenching tower to metal and use a Raschig (R) ring type packing (with a porosity of 89% packed bed) that is 3 inches in length and diameter. Example 2 except that the height of the layer was changed to 0.8 m, and the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas were changed to the temperatures shown in Table 1. Under the same conditions, acrylonitrile was produced.

[実施例12]
図1に示すのと同様の構成を含む装置にターシャリーブチルアルコール、アンモニアガス及び空気を供給して、メタクリロニトリルを製造した。反応器として直径5.3mのものを用い、触媒として、粒径10〜100μm、平均粒径50μmであるモリブデン−ビスマス−鉄系のシリカ担持触媒を用いた。反応器出口ラインに設置した熱交換器として、直径1.27m、長さ4.65m、チュ−ブ内径/外径34.0mm/40.8mm、チューブ本数733本の管側1パスのチューブ/シェル式熱交換器を用いた。冷媒にはボイラー水を用いた。反応圧力は0.78kg/cm2G、反応生成ガス量は36500Nm3/hr、熱交換器への生成ガス入口温度は440℃であり、その熱交換器の冷媒(ボイラー水)の入口温度を245℃に設定して、連続運転を行った。
[Example 12]
Tertiary butyl alcohol, ammonia gas, and air were supplied to an apparatus including the same configuration as shown in FIG. 1 to produce methacrylonitrile. A reactor having a diameter of 5.3 m was used, and a molybdenum-bismuth-iron-based silica-supported catalyst having a particle diameter of 10 to 100 μm and an average particle diameter of 50 μm was used as the catalyst. As a heat exchanger installed in the outlet line of the reactor, a tube having a diameter of 1.27 m, a length of 4.65 m, a tube inner diameter / outer diameter of 34.0 mm / 40.8 mm, and 733 tubes, one-pass tube / A shell type heat exchanger was used. Boiler water was used as the refrigerant. The reaction pressure is 0.78 kg / cm 2 G, the reaction product gas amount is 36500 Nm 3 / hr, the product gas inlet temperature to the heat exchanger is 440 ° C., and the inlet temperature of the refrigerant (boiler water) of the heat exchanger is A continuous operation was performed at 245 ° C.

急冷塔として、内径3.7m、高さ12.3mであり、内部には充填層の上下にスプレーノズルを設置したものを用いた。スプレーノズルはホローコーンタイプのものを用い、そのスプレーノズルを急冷塔の断面積に対し4個/m2設置し、生成ガスの洗浄及び冷却を確実に行うようにした。 A quenching tower having an inner diameter of 3.7 m and a height of 12.3 m, and having spray nozzles installed above and below the packed bed was used. The spray nozzle was of a hollow cone type, and the spray nozzle was installed at 4 pieces / m 2 with respect to the cross-sectional area of the quenching tower to ensure the cleaning and cooling of the generated gas.

急冷塔の循環ラインには冷却器を設置した。冷却器として、直径0.75m、長さ6.05m、チュ−ブ内径/外径17.7mm/21.7mm、チューブ本数332本の管側1パスのチューブ/シェル式熱交換器を用いた。上段スプレーノズルの下方には、金属製であって、長さ及び直径が3インチであるラシヒ(登録商標)リングタイプの充填物を、充填層の高さが1.5mになるように不規則に充填した。充填物は、充填層の空隙率が95%になるものを選択した。補給水は急冷塔の下段のスプレーノズルよりも下方であって、塔底液の液面よりも上方の位置から、3.0t/hrの量で供給した。冷却水の循環量は上段/下段それぞれ470/400t/hrとし、塔底液の比重が1.13になるように塔底液の抜き出し量を調整したところ、3.5t/hrであった。上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度は、冷却水の循環ラインに設置した冷却器を用いて、表1に示す温度になるよう制御した。   A cooler was installed in the circulation line of the quenching tower. As a cooler, a tube / shell type heat exchanger having a diameter of 0.75 m, a length of 6.05 m, a tube inner diameter / outer diameter of 17.7 mm / 21.7 mm, and 332 tubes on one side of the tube was used. . Below the upper spray nozzle, a Raschig® ring-type packing made of metal and having a length and diameter of 3 inches is irregular so that the height of the packed bed is 1.5 m. Filled. The filler was selected so that the porosity of the packed bed was 95%. The make-up water was supplied in an amount of 3.0 t / hr from a position below the spray nozzle at the lower stage of the quenching tower and above the liquid level of the bottom liquid. The circulating amount of the cooling water was 470/400 t / hr for each of the upper stage and the lower stage, and the amount of the bottom liquid extracted was adjusted so that the specific gravity of the bottom liquid was 1.13, which was 3.5 t / hr. The temperature of the upper cooling water, the temperature of the tower bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas were controlled to the temperatures shown in Table 1 using a cooler installed in the cooling water circulation line.

[実施例13]
反応器出口ラインに設置した熱交換器として、直径1.27m、長さ8.41m、チュ−ブ内径/外径34.0mm/40.8mm、チューブ本数733本の管側1パスのチューブ/シェル式熱交換器を2基並列に設置し、冷媒を加熱空気に変更したこと以外は、実施例12と同様の条件で、メタクリロニトリルを製造した。
[Example 13]
As a heat exchanger installed in the outlet line of the reactor, a tube having a diameter of 1.27 m, a length of 8.41 m, a tube inner diameter / outer diameter of 34.0 mm / 40.8 mm, and 733 tubes, one-pass tube / Methacrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 12 except that two shell-type heat exchangers were installed in parallel and the refrigerant was changed to heated air.

[比較例1]
急冷塔の充填物を、セラミック製であって、長さ及び直径が3インチであるポールリングタイプの充填物(充填層の空隙率が79%になるもの)に変更し、充填層の高さを1.6mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Comparative Example 1]
The quenching tower packing was changed to a pole ring type packing made of ceramic and having a length and diameter of 3 inches (with a porosity of 79% in the packed bed), and the height of the packed bed Was changed to 1.6 m, and under the same conditions as in Example 2 except that the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas were changed to the temperatures shown in Table 1. Acrylonitrile was produced.

[比較例2]
熱交換器のボイラー水の入口温度を108℃に変更し、急冷塔の充填層の高さを1.5mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Comparative Example 2]
The boiler water inlet temperature of the heat exchanger is changed to 108 ° C., the height of the packed bed of the quenching tower is changed to 1.5 m, the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the quenching tower outlet gas The acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 2 except that the temperature was changed to the temperature shown in Table 1.

[比較例3]
急冷塔の充填物を実施例11で用いたもの(充填層の空隙率が89%になるもの)に変更し、充填層の高さを1.7mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例2と同様の条件で、アクリロニトリルを製造した。
[Comparative Example 3]
The quenching tower packing was changed to that used in Example 11 (the porosity of the packed bed was 89%), the height of the packed bed was changed to 1.7 m, the temperature of the upper cooling water, Acrylonitrile was produced under the same conditions as in Example 2 except that the temperature of the column bottom liquid and the temperature of the quenching tower outlet gas were changed to the temperatures shown in Table 1.

[比較例4]
急冷塔の充填物を、磁製であって、長さ及び直径が3インチであるラシヒ(登録商標)リングタイプの充填物(充填層の空隙率が75%になるもの)に変更し、充填層の高さを1.7mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例12と同様の条件で、メタクリロニトリルを製造した。
[Comparative Example 4]
The quenching tower packing is changed to a Rashihi (registered trademark) ring type packing (with a porosity of 75% in the packed bed) made of porcelain and having a length and diameter of 3 inches. Example 12 except that the height of the layer was changed to 1.7 m, and the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas were changed to the temperatures shown in Table 1. Under the same conditions, methacrylonitrile was produced.

[比較例5]
急冷塔の充填物を、磁製であって、長さ及び直径が3インチであるラシヒ(登録商標)リングタイプの充填物(充填層の空隙率が75%になるもの)に変更し、充填層の高さを1.7mに変更し、上段の冷却水の温度、塔底液の温度、及び急冷塔出口ガスの温度を表1に示す温度になるよう変更した以外は、実施例13と同様の条件で、メタクリロニトリルを製造した。
[Comparative Example 5]
The quenching tower packing is changed to a Rashihi (registered trademark) ring type packing (with a porosity of 75% in the packed bed) made of porcelain and having a length and diameter of 3 inches. Example 13 and Example 13 except that the height of the layer was changed to 1.7 m and the temperature of the upper cooling water, the temperature of the bottom liquid, and the temperature of the quenching tower outlet gas were changed to the temperatures shown in Table 1. Under the same conditions, methacrylonitrile was produced.

Figure 2015098455
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本発明は、反応器出口ラインに設置された熱交換器及びその下流の急冷塔の詰まりを防止することのできる不飽和ニトリルの製造方法を提供することができるため、オレフィン、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む原料ガスから、アンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造するのに、産業上の利用可能性がある。   The present invention can provide a method for producing an unsaturated nitrile capable of preventing clogging of a heat exchanger installed in a reactor outlet line and a quenching tower downstream thereof, and therefore the group consisting of an olefin and an alcohol. There is an industrial applicability to produce an unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction from a source gas containing at least one selected from the above.

1…流動層反応器、2…熱交換器、3…急冷塔、4、5、6、7、10、11、13A、13B…ライン(配管)、8…充填層、9…冷却器、12…スプレーノズル。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluidized bed reactor, 2 ... Heat exchanger, 3 ... Quench tower, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 13A, 13B ... Line (pipe), 8 ... Packed bed, 9 ... Cooler, 12 …spray nozzle.

Claims (7)

アンモ酸化反応により不飽和ニトリルを製造する方法であって、
触媒を充填した反応器にアルカン、オレフィン、及びアルコールからなる群より選択される少なくとも1種を含む原料ガスを供給し、前記反応器においてアンモ酸化反応を進行させる第1の工程と、
前記アンモ酸化反応により生成した反応生成ガスを、熱交換器に導入して冷却する第2の工程と、
前記熱交換器において冷却された前記反応生成ガスを急冷塔に導入して冷却する第3の工程と、
を有し、
前記熱交換器において前記反応生成ガスを冷却する冷媒として、110℃以上の液体又は気体を用い、かつ、
前記急冷塔が、充填層を有しない空塔であるか、又は、高さが1.5m以下若しくは空隙率が90%以上の充填層を有する、不飽和ニトリルの製造方法。
A method for producing an unsaturated nitrile by an ammoxidation reaction,
Supplying a source gas containing at least one selected from the group consisting of alkanes, olefins, and alcohols to a reactor filled with a catalyst, and advancing an ammoxidation reaction in the reactor;
A second step of introducing and cooling the reaction product gas generated by the ammoxidation reaction into a heat exchanger;
A third step of introducing the reaction product gas cooled in the heat exchanger into a quenching tower and cooling it;
Have
As a refrigerant for cooling the reaction product gas in the heat exchanger, a liquid or gas of 110 ° C. or higher is used, and
The method for producing an unsaturated nitrile, wherein the quenching tower is an empty tower having no packed bed, or has a packed bed having a height of 1.5 m or less or a porosity of 90% or more.
前記冷媒の温度が140〜260℃である、請求項1記載の不飽和ニトリルの製造方法。   The manufacturing method of the unsaturated nitrile of Claim 1 whose temperature of the said refrigerant | coolant is 140-260 degreeC. 前記第3の工程において、前記反応生成ガスを65〜95℃の冷却水により冷却する、請求項1又は2に記載の不飽和ニトリルの製造方法   The method for producing an unsaturated nitrile according to claim 1 or 2, wherein, in the third step, the reaction product gas is cooled with 65 to 95 ° C cooling water. 前記急冷塔の底部から抜き出される液の温度が75〜98℃である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の不飽和ニトリルの製造方法。   The manufacturing method of the unsaturated nitrile of any one of Claims 1-3 whose temperature of the liquid extracted from the bottom part of the said quenching tower is 75-98 degreeC. 前記急冷塔から流出するガスの温度が65〜95℃であり、かつ前記ガスは飽和水蒸気圧の水蒸気を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の不飽和ニトリルの製造方法。   The method for producing an unsaturated nitrile according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature of the gas flowing out of the quenching tower is 65 to 95 ° C, and the gas contains water vapor having a saturated water vapor pressure. 前記急冷塔の底部から抜き出される液の比重が、1.10〜1.20である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の不飽和ニトリルの製造方法。   The method for producing an unsaturated nitrile according to any one of claims 1 to 5, wherein the specific gravity of the liquid extracted from the bottom of the quenching tower is 1.10 to 1.20. 前記原料ガスが、プロピレン、イソブテン、第3級ブタノール、プロパン及びイソブタンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の不飽和ニトリルの製造方法。   The method for producing an unsaturated nitrile according to any one of claims 1 to 6, wherein the source gas contains at least one selected from the group consisting of propylene, isobutene, tertiary butanol, propane, and isobutane.
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