JP2022505350A - ガス置換プロセス、ガス置換装置およびニトロ化合物の水素化反応プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
1.ガス置換(例えば、揮散または脱気)プロセスであって、
第1の置換ガス(例えば、ガスまたは蒸気または水蒸気)の存在下で置換されるストリーム(例えば、液体ストリームまたはとりわけ固体粒子の固体ストリーム)のガス置換のための第1の工程(第1のガス置換工程と呼ばれる)と、
第2の置換ガス(例えば、ガスまたは蒸気または水蒸気)の存在下でのガス置換のための第2の工程(第2のガス置換工程と呼ばれる)と、を少なくとも含み、
前記第1の置換ガスの空塔速度(絶対値、単位はm/s)をV1とし、および前記第2の置換ガスの空塔速度(絶対値、単位はm/s)をV2とすると、V2/V1≧1.5、100≧V2/V1≧2、20≧V2/V1≧2.5または15≧V2/V1≧5である、ガス置換プロセス。
前記第1のガス置換工程において、前記第1の置換ガスの空塔速度(絶対値)V1が0.05~0.6m/s(好ましくは0.1~0.3m/s)であり、および前記置換されるストリームの空塔速度(絶対値)が0.02~0.2m/s(好ましくは0.05~0.1m/s)であり、および/または、
前記第2のガス置換工程が0~700℃(好ましくは80~400℃)の動作温度、および0~3MPaG(好ましくは0.01~1MPaG)の動作圧力を有し、および/または、
前記第2のガス置換工程において、第2の置換ガスの空塔速度(絶対値)V2が0.8~10m/s(好ましくは1~3m/s)であり、および置換されるストリームの空塔速度(絶対値)が0.4~6m/s(好ましくは0.6~2.4m/s)である、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換プロセス。
前記第1のガス置換工程の動作圧力および前記第2のガス置換工程の動作圧力が基本的に同一である、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換プロセス。
第1のガス置換領域(とりわけ、第1の垂直ガス置換領域)および第2のガス置換領域(とりわけ、第2の垂直ガス置換領域)(例えば、連続してまたは系列をなして連絡される)を少なくとも備える、
前記第1のガス置換領域の置換されるストリームのための入口が前記第1のガス置換領域の上部に位置し、および前記第2のガス置換領域の置換されたストリームのための排気口が第2のガス置換領域の上部に位置し;
および、第1のガス置換領域の中央部分の断面積(単位はm2)をA1とし、および第2のガス置換領域の中央部分の断面積(単位はm2)をA2とすると、100≧A2/A1≧1.5、50≧A2/A1≧2.5、または15≧A2/A1≧5である、ガス置換装置。
前記第1のガス置換領域の置換されたストリームのための前記排気口が前記第1のガス置換領域の下部または底部(例えば、底部)に位置し、前記第2のガス置換領域の置換されるストリームのための入口(前のガス置換領域からの置換されたストリーム、例えば、前記第1のガス置換領域からの置換されたストリーム)は前記第2のガス置換領域の下部または底部(例えば、底部)に位置し、および/または、
前記第1のガス置換領域の気相のための排気口が前記第1のガス置換領域の頂部に位置し、前記第2のガス置換領域の気相のための排気口は前記第2のガス置換領域の頂部に位置する、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置。
前記少なくとも1つの通路は、前記第1のガス置換領域のヘッドスペース気相が前記第2のガス置換領域のヘッドスペースに入るように構成されている、および/または前記第2のガス置換領域のヘッドスペース気相が前記第1のガス置換領域のヘッドスペースに入るように構成されており、より好ましくは前記第1のガス置換領域および前記第2のガス置換領域がヘッドスペースを共有している)、および/または、
前記第1のガス置換領域の置換されたストリームのための排気口が前記第2のガス置換領域の置換されるストリームのための入口と連絡している(好ましくは前記第1のガス置換領域の置換されたストリームの排気口が前記第2のガス置換領域の置換されるストリームのための入口と直接連絡しており、より好ましくは前記第1のガス置換領域と前記第2のガス置換領域との間に少なくとも1つの通路が存在しており、および、
前記少なくとも1つの通路は、前記第1のガス置換領域の置換されたストリームが置換されるストリームとして前記第2のガス置換領域に入るように構成されている)、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置。
前記第1のガス置換領域および前記第2のガス置換領域が1つの同じ容器内に一緒に配置され、および、前記第1のガス置換領域と前記第2のガス置換領域との間に少なくとも1つの仕切構造部材(例えば、板状またはリング状の仕切構造部材)が存在する、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置。
前記フローじょう乱構造部材が、少なくとも1つ(例えば、1~1000または4~100)のフロー整流器(例えば、流線形フロー整流器、ダイヤモンド形フロー整流器、および傾斜バッフル斜流型フロー整流器のうちの少なくとも1つから選択される)と、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)に対して、および/または互いに対して(複数のフロー整流器が存在する場合)、前記少なくとも1つのフロー整流器を固定するための接続部品と、を備える、上記または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置。
前記ダイヤモンド形フロー整流器は2つの角錐の組み合わせ、2つの角錐台の組み合わせ、および1つの角錐と1つの角錐台との組み合わせのうちの少なくとも1つから選択され、好ましくは2つの角錐の組み合わせであり、および/または、
前記傾斜バッフル斜流型フロー整流器は水平面に対して傾斜したバッフルである(例えば、水平面に対する傾斜角度は0~60°、好ましくは10~40°)、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置。
前記フロー整流器のうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの貫通流通路(例えば、貫通孔)(好ましくは対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に沿って配置される)を有し、好ましくは貫通流路の断面積(複数の前記貫通流路が存在する場合、複数の前記貫通流路の断面積の合計であり、単位はm2)の、対応するフロー整流器の最大断面積(単位はm2)に対する比率は1~30:100または3~15:100であり、および/または、
それぞれのフローじょう乱構造部材において、フロー整流器の最大断面積(複数の前記フロー整流器が存在する場合、複数の前記フロー整流器の最大断面積の合計であり、単位はm2)の、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の対応する断面積(単位はm2)に対する比率は20~90:100(好ましくは45~65:100)であり、および/または、
それぞれのフローじょう乱構造部材において、複数の前記フロー整流器が存在する場合、前記複数のフロー整流器は、互いに対して所定の様式で配置され(例えば、無作為、三角形、正方形、長方形、円形、または環状の様式で配置される)、および/または、
1つ以上(例えば、2~20、または4~10)の前記フローじょう乱構造部材が、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に沿って配置され、および/または、
対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に沿った任意の2つの隣接するフローじょう乱構造部材の互いに対する垂直距離(単位はm)は2%H~20%Hであり、
ここで、Hは対応するガス置換領域(例えば、第1のガス置換領域または第2のガス置換領域)の高さ(単位はm)であり、および/または第1のガス置換領域の高さ(単位はm)をH1とし、第2のガス置換領域の高さ(単位はm)をH2とすると、H2/H1≧1または2≧H2/H1≧1である、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置。
少なくとも1つの反応器(好ましくは流動床反応器、特に触媒粒子の流動床を有する反応器)と、前記少なくとも1つの反応器(例えば、前記少なくとも1つの反応器からの流出物を受け取るように構成され、特に前記少なくとも1つの反応器からの使用済み触媒粒子を受け取るように構成された)と連絡する(例えば、下流に連絡する)少なくとも1つの(例えば、1~3または2)ガス置換装置と、を備え、
前記ガス置換装置のうちの少なくとも1つは、上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換プロセスのガス置換装置を実施するように構成されるか、または上述または後述の態様のいずれかに従ったガス置換装置である、反応系。
反応原料としてのニトロ化合物(特にニトロベンゼン)を水素ガスおよび水素化触媒と接触させて、反応生成物(例えばアミノ化合物、特にアニリン)および使用済み触媒(水素化反応工程と呼ばれる)を得る工程と、
置換ガスの存在下で使用済み触媒をガス置換(例えば脱気)に供する工程(ガス置換工程と呼ばれる)と、を少なくとも含み、
前記ガス置換工程は、上述または後述の態様のいずれかに従い進行するか、または上述または後述の態様のいずれかに従いガス置換装置において進行する、ニトロ化合物の水素化反応プロセス。
構造式(1)において、Rは任意に置換されるC2-20直鎖、分岐または環状ヒドロカルビル(好ましくは任意に置換されるC4-20環状ヒドロカルビル、特に任意に置換されるC6-20アリール、特に任意に置換されるフェニル)である。
1.ニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造するための反応装置であって、流動層反応器(3)と、使用済み触媒用の脱気槽(12)と、再生器(13)と、活性化される触媒用の脱気槽(16)と、活性化器(19)と、上昇パイプ(21)とを含み、下部に位置する濃密相反応域(4)と、中間部に位置する粒子スパッタリング遷移域(5)と、上部に位置する希薄相域(7)とが流動層反応器(3)に含まれ、使用済み触媒用の脱気槽(12)が流動層反応器(3)と再生器(13)とにそれぞれ通じ、活性化される触媒用の脱気槽(16)が再生器(13)と活性化器(19)と、にそれぞれ通じ、上昇パイプ(21)が活性化器(19)と流動層反応器(3)とにそれぞれ通じる反応装置。
(a).原料として気化したニトロベンゼンと水素ガスとをガスチャンバーに導入し、次に気体分配装置(2)を通して流動床反応器(3)内へ触媒を押し込み流動化させ、続いて濃密相反応域(4)で反応させ、アニリン生成物を生成させる。粒子スパッタリングは濃密相反応域(4)の頂部で起こり、粒子スパッタリング遷移域(5)を形成し、スパッタリングされた粒子はスパッタリング分離構造部材(6)によって効率的に遮断され、濃密相反応域(4)に戻り、触媒作用を進行させる。非遮断粒子の小部分はスパッタリング分離構造部材の通過を経て、希薄相域(7)に入り、サイクロン分離器(9)で分離され、粒子は濃密相反応域(4)に戻り、粗生成物ガス(8)が流動床反応器(3)から流出し、その後の分離セクションに送られ;
(b).触媒が反応中に部分的にコークス化された後、コークス化された触媒は、使用済み触媒用の脱気槽(12)中で脱気され、酸素が導入される再生器(13)中に導入され、触媒は炭素燃焼によって再生され;
(c).再生された触媒は次に、活性化される触媒用の脱気槽(16)に導入され、脱気され、次に、水素ガスが導入される活性化器(19)に導入され、触媒が活性化され、活性化された触媒が上昇パイプ(21)に導入され、リフトアップされて流動層反応器(3)に戻され、触媒作用を進行させる。
以下、本発明の実施形態を詳細に言及する。しかし、本発明の範囲は、実施形態によって限定されず、添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。
本発明の一実施形態によれば、構造式(1)において、Rは任意に置換されているC2-20直鎖、分岐鎖または環状ヒドロカルビル、好ましくは任意に置換されているC4-20環状ヒドロカルビル、特に任意に置換されているC6-20アリール、特に任意に置換されているフェニルまたはフェニルである。
〔実施例〕
以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従って脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は流線形フロー整流器であった。
<実施例2>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従って脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器はダイヤモンド形フロー整流器である。
<実施例3>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、傾斜バッフル斜流型フロー整流器であった。
<実施例4>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例5>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例6>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例7>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例8>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例9>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例10>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示すように脱気工程に従い脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は、流線形フロー整流器であった。
<実施例11>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例12>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例13>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例14>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例15>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例16>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例17>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例18>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例19>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例20>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例21>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例22>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例23>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例24>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例25>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例26>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例27>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例28>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例29>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<実施例30>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図3に示すガス置換装置を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は、図2に示されるような脱気プロセスに従って脱気された。
<比較例1>
図1に示すようなニトロベンゼンの水素化によりアニリンを製造する反応系を用いた。使用済み触媒用の脱気槽および活性化される触媒用の脱気槽は図2に示されるような脱気工程に従って、脱気を行った。フローじょう乱構造部材のフロー整流器は流線形フロー整流器であった。
<比較例2>
再生器および活性化器を用いないで、ニトロベンゼンを水素化することによってアニリンを製造するための従来技術の反応系を使用した。使用した触媒は銅を主活性成分とする金属担持触媒であり、担体はシリカであり、触媒の平均粒径は400μmであり、80μm未満の粒子の含有量は6%であり、高速空間速度条件(0.9h-1)での反応時間を90分とした場合の炭素析出量は3.7%であり、その結果を表2に示した。
Claims (18)
- ガス置換(例えば、揮散または脱気)プロセスであって、
第1の置換ガス(例えば、ガスまたは蒸気または水蒸気)の存在下で置換されるストリーム(例えば、液体ストリームまたはとりわけ固体粒子の固体ストリーム)のガス置換のための第1の工程(第1のガス置換工程と呼ばれる)と、
第2の置換ガス(例えば、ガスまたは蒸気または水蒸気)の存在下でのガス置換のための第2の工程(第2のガス置換工程と呼ばれる)と、を少なくとも含み、
前記第1の置換ガスの空塔速度(絶対値、単位はm/s)をV1とし、および前記第2の置換ガスの空塔速度(絶対値、単位はm/s)をV2とすると、V2/V1≧1.5、100≧V2/V1≧2、20≧V2/V1≧2.5または15≧V2/V1≧5である、ガス置換プロセス。 - 前記第1のガス置換工程が0~700℃(好ましくは80~400℃)の動作温度、および0~3MPaG(好ましくは0.01~1MPaG)の動作圧力を有し、および/または、
前記第1のガス置換工程において、前記第1の置換ガスの空塔速度(絶対値)V1が0.05~0.6m/s(好ましくは0.1~0.3m/s)であり、および前記置換されるストリームの空塔速度(絶対値)が0.02~0.2m/s(好ましくは0.05~0.1m/s)であり、および/または、
前記第2のガス置換工程が0~700℃(好ましくは80~400℃)の動作温度、および0~3MPaG(好ましくは0.01~1MPaG)の動作圧力を有し、および/または、
前記第2のガス置換工程において、第2の置換ガスの空塔速度(絶対値)V2が0.8~10m/s(好ましくは1~3m/s)であり、および置換されるストリームの空塔速度(絶対値)が0.4~6m/s(好ましくは0.6~2.4m/s)である、請求項1に記載のガス置換プロセス。 - 前記第1のガス置換工程において、気体-固体流動化特性はバブリング流動化または乱流流動化であり、固形分率は0.25~0.6の範囲であり、および/または前記第2のガス置換工程において、前記気体-固体流動化特性は乱流流動化または高速流動化であり、固形分率は0.02~0.3の範囲である、請求項1に記載のガス置換プロセス。
- 前記第1の置換ガスと置換されるストリームとが向流接触または並流接触(好ましくは向流接触)し、前記第2の置換ガスと置換されるストリームとが向流接触または並流接触(好ましくは並流接触)する、請求項1に記載のガス置換プロセス。
- 前記第1のガス置換工程および前記第2のガス置換工程が(例えば、異なる域の)1つの同じ容器内で実行されるか、または異なる容器内でそれぞれ実行され、好ましくは(例えば、異なる域の)1つの同じ容器内で実行され、および/または前記第1のガス置換工程および前記第2のガス置換工程が気相連絡(特に、ヘッドスペース気相連絡)にあり、および/または、
前記第1のガス置換工程の動作圧力および前記第2のガス置換工程の動作圧力が基本的に同一である、請求項1に記載のガス置換プロセス。 - 前記第1のガス置換工程の前、前記第1のガス置換工程の後、および前記第2のガス置換工程の前、および/または前記第2のガス置換工程の後に実行される1つ以上のガス置換工程(追加のガス置換工程と呼ばれる)をさらに含む、請求項1に記載のガス置換プロセス。
- ガス置換装置(例えば、ストリッパまたは脱気槽)であって、
第1のガス置換領域(とりわけ、第1の垂直ガス置換領域)および第2のガス置換領域(とりわけ、第2の垂直ガス置換領域)(例えば、連続してまたは系列をなして連絡される)を少なくとも備える、
前記第1のガス置換領域の置換されるストリームのための入口が前記第1のガス置換領域の上部に位置し、および前記第2のガス置換領域の置換されたストリームのための排気口が第2のガス置換領域の上部に位置し;
および、第1のガス置換領域の中央部分の断面積(単位はm2)をA1とし、および第2のガス置換領域の中央部分の断面積(単位はm2)をA2とすると、100≧A2/A1≧1.5、50≧A2/A1≧2.5、または15≧A2/A1≧5である、ガス置換装置。 - 前記第1のガス置換領域の置換ガスのための前記入口は前記第1のガス置換領域の底部に位置し、および、前記第2のガス置換領域の置換ガスのための前記入口は前記第2のガス置換領域の底部に位置し、および/または、
前記第1のガス置換領域の置換されたストリームのための前記排気口が前記第1のガス置換領域の下部または底部(例えば、底部)に位置し、前記第2のガス置換領域の置換されるストリームのための入口(前のガス置換領域からの置換されたストリーム、例えば、前記第1のガス置換領域からの置換されたストリーム)は前記第2のガス置換領域の下部または底部(例えば、底部)に位置し、および/または、
前記第1のガス置換領域の気相のための排気口が前記第1のガス置換領域の頂部に位置し、前記第2のガス置換領域の気相のための排気口は前記第2のガス置換領域の頂部に位置する、請求項7に記載のガス置換装置。 - 前記第1のガス置換領域の気相のための排気口が前記第2のガス置換領域の気相のための排気口と連絡されている(好ましくは、前記第1のガス置換領域の気相のための排気口が前記第2のガス置換領域の気相のための排気口と直接連絡しており、より好ましくは前記第1のガス置換領域のヘッドスペースと前記第2のガス置換領域のヘッドスペースとの間に少なくとも1つの通路が存在しており、および、
前記少なくとも1つの通路は、前記第1のガス置換領域のヘッドスペース気相が前記第2のガス置換領域のヘッドスペースに入るように構成されている、および/または前記第2のガス置換領域のヘッドスペース気相が前記第1のガス置換領域のヘッドスペースに入るように構成されており、より好ましくは前記第1のガス置換領域および前記第2のガス置換領域がヘッドスペースを共有している)、および/または
前記第1のガス置換領域の置換されたストリームのための排気口が前記第2のガス置換領域の置換されるストリームのための入口と連絡している(好ましくは前記第1のガス置換領域の置換されたストリームの排気口が前記第2のガス置換領域の置換されるストリームのための入口と直接連絡しており、より好ましくは前記第1のガス置換領域と前記第2のガス置換領域との間に少なくとも1つの通路が存在しており、および、
前記少なくとも1つの通路は、前記第1のガス置換領域の置換されたストリームが置換されるストリームとして前記第2のガス置換領域に入るように構成されている)、請求項8に記載のガス置換装置。 - 前記第1のガス置換領域および前記第2のガス置換領域は異なる容器(例えば、異なるストリッパまたは脱気槽)内に分けられて配置されているか、または前記第1のガス置換領域および前記第2のガス置換領域は1つの同じ容器内に一緒に配置されており(例えば、1つの同じストリッパまたは脱気槽内に配置されている)、および/または、
前記第1のガス置換領域および前記第2のガス置換領域が1つの同じ容器内に一緒に配置され、および、前記第1のガス置換領域と前記第2のガス置換領域との間に少なくとも1つの仕切構造部材(例えば、板状またはリング状の仕切構造部材)が存在する、請求項7に記載のガス置換装置。 - 前記第1のガス置換領域の中心軸方向は前記第2のガス置換領域の中心軸方向に実質的に平行であり、および/または、水平面に垂直な方向において、前記第1のガス置換領域の置換ガスのための入口は前記第2のガス置換領域の置換ガスのための入口と実質的に同じ高さまたはその上方にあり、または前記第1のガス置換領域の底部は前記第2のガス置換領域の底部と実質的に同じ高さまたはその上方にある、請求項7に記載のガス置換装置。
- 前記第1のガス置換領域の前、前記第1のガス置換領域の後、および前記第2のガス置換領域の前、および/または前記第2のガス置換領域の後に、1つ以上のガス置換領域(追加のガス置換領域と呼ばれる)をさらに備える、請求項7に記載のガス置換装置。
- フローじょう乱構造部材が前記第1のガス置換領域および/または前記第2のガス置換領域および/または追加のガス置換領域内に配置され、
前記フローじょう乱構造部材が、少なくとも1つ(例えば、1~1000または4~100)のフロー整流器(例えば、流線形フロー整流器、ダイヤモンド形フロー整流器、および傾斜バッフル斜流型フロー整流器のうちの少なくとも1つから選択される)と、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)に対して、および/または互いに対して(複数のフロー整流器が存在する場合)、前記少なくとも1つのフロー整流器を固定するための接続部品と、を備える、請求項7に記載のガス置換装置。 - 前記流線形フロー整流器は、2つの半楕円体の組み合わせ、1つの半楕円体と1つの円錐との組み合わせ、1つの半楕円体と1つの円弧状流線形体との組み合わせ、および1つの半楕円体と1つの放物体との組み合わせのうちの少なくとも1つから選択され、好ましくは1つの半楕円体と1つの放物体との組み合わせであり、および/または、
前記ダイヤモンド形フロー整流器は2つの角錐の組み合わせ、2つの角錐台の組み合わせ、および1つの角錐と1つの角錐台との組み合わせのうちの少なくとも1つから選択され、好ましくは2つの角錐の組み合わせであり、および/または、
前記傾斜バッフル斜流型フロー整流器は水平面に対して傾斜したバッフルである(例えば、水平面に対する傾斜角度は0~60°、好ましくは10~40°)、請求項13に記載のガス置換装置。 - 前記少なくとも1つのフロー整流器の中心軸方向が、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に実質的に一致し、および/または、
前記フロー整流器のうちの少なくとも1つが、少なくとも1つの貫通流通路(例えば、貫通孔)(好ましくは対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に沿って配置される)を有し、好ましくは貫通流路の断面積(複数の前記貫通流路が存在する場合、複数の前記貫通流路の断面積の合計であり、単位はm2)の、対応するフロー整流器の最大断面積(単位はm2)に対する比率は1~30:100または3~15:100であり、および/または、
それぞれのフローじょう乱構造部材において、フロー整流器の最大断面積(複数の前記フロー整流器が存在する場合、複数の前記フロー整流器の最大断面積の合計であり、単位はm2)の、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の対応する断面積(単位はm2)に対する比率は20~90:100(好ましくは45~65:100)であり、および/または、
それぞれのフローじょう乱構造部材において、複数の前記フロー整流器が存在する場合、前記複数のフロー整流器は、互いに対して所定の様式で配置され(例えば、無作為、三角形、正方形、長方形、円形、または環状の様式で配置される)、および/または、
1つ以上(例えば、2~20、または4~10)の前記フローじょう乱構造部材が、対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に沿って配置され、および/または、
対応するガス置換領域(例えば、前記第1のガス置換領域または前記第2のガス置換領域)の中心軸方向に沿った任意の2つの隣接するフローじょう乱構造部材の互いに対する垂直距離(単位はm)は2%H~20%Hであり、
ここで、Hは対応するガス置換領域(例えば、第1のガス置換領域または第2のガス置換領域)の高さ(単位はm)であり、および/または第1のガス置換領域の高さ(単位はm)をH1とし、第2のガス置換領域の高さ(単位はm)をH2とすると、H2/H1≧1または2≧H2/H1≧1である、請求項13に記載のガス置換装置。 - 反応系(特にニトロ化合物の水素化反応系)であって、
少なくとも1つの反応器(好ましくは流動床反応器、特に触媒粒子の流動床を有する反応器)と、前記少なくとも1つの反応器(例えば、前記少なくとも1つの反応器からの流出物を受け取るように構成され、特に前記少なくとも1つの反応器からの使用済み触媒粒子を受け取るように構成された)と連絡する(例えば、下流に連絡する)少なくとも1つの(例えば、1~3または2)ガス置換装置と、を備え、
前記ガス置換装置のうちの少なくとも1つは、請求項1のガス置換プロセスのガス置換装置を実施するように構成されるか、または請求項7のガス置換装置である、反応系。 - ニトロ化合物の水素化プロセスであって、
反応原料としてのニトロ化合物(特にニトロベンゼン)を水素ガスおよび水素化触媒と接触させて、反応生成物(例えばアミノ化合物、特にアニリン)および使用済み触媒(水素化反応工程と呼ばれる)を得る工程と、
置換ガスの存在下で使用済み触媒をガス置換(例えば脱気)に供する工程(ガス置換工程と呼ばれる)と、を少なくとも含み、
前記ガス置換工程は、請求項1に記載のガス置換プロセスに従って進行するか、または請求項7に記載のガス置換装置において進行する、ニトロ化合物の水素化反応プロセス。 - 前記水素化反応工程の反応条件が、空塔ガス速度は0.2~0.8m/sであり、水素ガスの反応原料(例えばニトロベンゼン)に対するモル比が6~21であり、反応温度が220~280℃であり、反応圧力が0.05~1MPa(ゲージ圧)であり、前記水素化触媒が銅系担持触媒、ニッケル系担持触媒および貴金属系担持触媒のうちの少なくとも1つから選択され、および/または前記水素化触媒の嵩密度が300~1200kg/m3であり、および/または前記水素化触媒の平均粒径が30~800μm(好ましくは40~500μmまたは50~600μm)であり、および80μm未満の粒径を有する触媒粒子の触媒粒子全体に対する質量百分率が2重量%以上(好ましくは5~15重量%)であり、および/または置換ガスがガスまたは蒸気(特に、窒素ガス、水蒸気、二酸化炭素、メタン、酸素ガスおよびアルゴンガスの少なくとも1つから選択される)であり、および/またはニトロ化合物は、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1つから選択されることを含む、請求項17に記載の水素化反応プロセス。
R-NO2 (1)
構造式(1)において、Rは任意に置換されるC2-20直鎖、分岐または環状ヒドロカルビル(好ましくは任意に置換されるC4-20環状ヒドロカルビル、特に任意に置換されるC6-20アリール、特に任意に置換されるフェニル)である。
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