JP3214320B2 - 化学反応方法 - Google Patents
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- B01D3/14—Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
- B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
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- B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
- B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
- B01J2219/1943—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped cylindrical
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、多段式多孔板気泡
塔を用いる化学反応方法に関し、より詳しくは孔が不均
一に分布する多孔板を組み込んだ多段式多孔板気泡塔を
用いる化学反応方法に関するものである。
塔を用いる化学反応方法に関し、より詳しくは孔が不均
一に分布する多孔板を組み込んだ多段式多孔板気泡塔を
用いる化学反応方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】多段式多孔板気泡塔は、内部に多孔板を
組み込んだ気泡塔の下方より気体と、液体又は液体及び
固体とを気体と並流或いは向流で供給して、気液系或い
は気液固多相系を連続的に混合又は反応させる装置とし
て使用されている。例えば、「工業反応装置」（昭和５
９年２月２５日発行、培風館）の２６４頁図６．１
（Ｃ）及び２６６頁には、気泡塔内に多孔板を多段に組
み込んだ多段式気泡塔が逐次的に副反応が起こるオレフ
ィンの液相酸化反応や微生物反応の連続運転に用いられ
ていること等が記載されている。そして、従来の多段式
気泡塔に組み込まれていた多孔板は、例えば図６に示す
ように、多孔板全体に亘って孔が均一に分布しているも
のであった。
組み込んだ気泡塔の下方より気体と、液体又は液体及び
固体とを気体と並流或いは向流で供給して、気液系或い
は気液固多相系を連続的に混合又は反応させる装置とし
て使用されている。例えば、「工業反応装置」（昭和５
９年２月２５日発行、培風館）の２６４頁図６．１
（Ｃ）及び２６６頁には、気泡塔内に多孔板を多段に組
み込んだ多段式気泡塔が逐次的に副反応が起こるオレフ
ィンの液相酸化反応や微生物反応の連続運転に用いられ
ていること等が記載されている。そして、従来の多段式
気泡塔に組み込まれていた多孔板は、例えば図６に示す
ように、多孔板全体に亘って孔が均一に分布しているも
のであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、孔が均
一に分布する多孔板を組み込んだ従来の多段式気泡塔で
は、気液系或いは気液固多相系の各段間における逆混合
（例えば、上段の液体又は液体及び固体が孔板の孔から
下段に逆流して、上段の流体と下段の流体が混合される
こと）が生じやすく、反応効率等が良好でないという課
題があった。
一に分布する多孔板を組み込んだ従来の多段式気泡塔で
は、気液系或いは気液固多相系の各段間における逆混合
（例えば、上段の液体又は液体及び固体が孔板の孔から
下段に逆流して、上段の流体と下段の流体が混合される
こと）が生じやすく、反応効率等が良好でないという課
題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決して、反応効率等のよい多段式多孔板気泡塔を用い
る化学反応方法を提供すべく鋭意検討した結果、特に、
多孔板の孔が不均一に分布し、且つ、各多孔板の気泡塔
断面積に対する全孔面積の比が１５％以下である場合に
逆混合が抑制され、混合効率、反応効率等が著しく向上
することを見出して本発明を完成した。即ち、本発明は
内部に円状多孔板を３個以上組み込んだ気泡塔を用いる
化学反応方法であって、（ｉ）孔が不均一に分布する多
孔板が各々、塔内壁に対して密着され、且つ、各多孔板
の気泡塔断面積に対する全孔面積の比が最大１５％であ
り、（ｉｉ）孔が円状多孔板の中心部側に偏在している
ときは、孔の偏在している範囲が気泡塔の断面積の１０
％以上、６５％以下であり、そして、（ｉｉｉ-ａ）各
多孔板の孔径及び全孔面積が同じであり、且つ、（ｉｉ
ｉ-ｂ）気泡塔内における気相及び液相の線速度が、下
式（Ｉ） ＲｅＬｄ／ＲｅＧｄ＞０．１ （Ｉ） 但し、ＲｅＬｄ＝（ｗＬｄ・ｄ・σＬ）／ηＬ、 ＲｅＧｄ＝（ｗＧｄ・ｄ・σＧ）／ηＧ （式中、ＲｅＬｄは多孔板の孔における液相のレイノル
ズ数であり、ＲｅＧｄは多孔板の孔における気相のレイ
ノルズ数であり、ｗＬｄは多孔板の孔における液相の線
速度であり、ｗＧｄは多孔板の孔における気相の線速度
であり、ｄは多孔板の孔径であり、σＬは液相の密度で
あり、σＧは気相の密度であり、ηＬは液相の粘度であ
り、ηＧは気相の粘度である。）の条件を満たすことを
特徴とする気−液系化学反応方法或いは気−液−固系化
学反応方法 を提供するものである。以下、本発明を詳細
に説明する。
解決して、反応効率等のよい多段式多孔板気泡塔を用い
る化学反応方法を提供すべく鋭意検討した結果、特に、
多孔板の孔が不均一に分布し、且つ、各多孔板の気泡塔
断面積に対する全孔面積の比が１５％以下である場合に
逆混合が抑制され、混合効率、反応効率等が著しく向上
することを見出して本発明を完成した。即ち、本発明は
内部に円状多孔板を３個以上組み込んだ気泡塔を用いる
化学反応方法であって、（ｉ）孔が不均一に分布する多
孔板が各々、塔内壁に対して密着され、且つ、各多孔板
の気泡塔断面積に対する全孔面積の比が最大１５％であ
り、（ｉｉ）孔が円状多孔板の中心部側に偏在している
ときは、孔の偏在している範囲が気泡塔の断面積の１０
％以上、６５％以下であり、そして、（ｉｉｉ-ａ）各
多孔板の孔径及び全孔面積が同じであり、且つ、（ｉｉ
ｉ-ｂ）気泡塔内における気相及び液相の線速度が、下
式（Ｉ） ＲｅＬｄ／ＲｅＧｄ＞０．１ （Ｉ） 但し、ＲｅＬｄ＝（ｗＬｄ・ｄ・σＬ）／ηＬ、 ＲｅＧｄ＝（ｗＧｄ・ｄ・σＧ）／ηＧ （式中、ＲｅＬｄは多孔板の孔における液相のレイノル
ズ数であり、ＲｅＧｄは多孔板の孔における気相のレイ
ノルズ数であり、ｗＬｄは多孔板の孔における液相の線
速度であり、ｗＧｄは多孔板の孔における気相の線速度
であり、ｄは多孔板の孔径であり、σＬは液相の密度で
あり、σＧは気相の密度であり、ηＬは液相の粘度であ
り、ηＧは気相の粘度である。）の条件を満たすことを
特徴とする気−液系化学反応方法或いは気−液−固系化
学反応方法 を提供するものである。以下、本発明を詳細
に説明する。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の方法が適用される気液系
或いは気液固多相系とは、少なくとも１種の気体と、少
なくとも１種の液体又は少なくとも１種の液体及び少な
くとも１種の固体とを含む系であるが、例えば２種以上
の液体と少なくとも１種の気体からなる気液二相系でも
よく、又、例えば１種以上の気体と１種以上の液体と１
種以上の固体からなる気液固三相系でもよい。本発明に
おいて、各多孔板は必ずしも等間隔である必要はなく、
例えばオレフィンの液相酸化反応のような逐次反応で気
体と液体とを並流で供給する場合には、例えば気泡塔下
部の各多孔板の間隔を比較的大きくし、一方、気泡塔上
部の各多孔板の間隔を比較的小さくしてもよい。しかし
ながら、通常、各多孔板は等間隔である方が好ましい場
合が多い。孔の径及び形状は同一である。又、孔の径は
通常０．５〜４０ｍｍ程度である。気泡塔断面積に対す
る各多孔板の全孔面積の比は、反応効率等の観点から、
最大１５％であり、好ましくは最大１０％、特に好まし
くは最大５％である。多孔板は塔内壁に対して密着され
ている、即ち塔壁の内径と孔板の直径とが略同一である
ことが必要であり、又、各多孔板の孔が不均一に分布す
ることが必要である。ここで、不均一に分布するとは、
例えば、孔が多孔板全体でみると規則的に分布していな
い場合や、孔が多孔板全体に亘って分布していない場合
等が挙げられる。前者の条件を満たす多孔板としては、
例えば図４のようなものが挙げられる。又、後者の条件
を満たす多孔板としては、例えば図２、図３、図５及び
図７のようなものが挙げられる。これらの多孔板は、例
えば、円板に孔を開けることにより、或いは孔が均一に
分布した既設の多孔板の一部の孔を例えばボルト及びナ
ット等を用いて塞ぐことにより、製造することができ
る。ここで、例えば図２の如く円板の円周部側に孔が偏
在している場合は、孔の偏在している範囲が気泡塔の断
面積の３５％以上９０％以下になるように製造すること
が好ましい。又、例えば図３及び図５の如く円板の中心
部側に孔が偏在している場合は、孔の偏在している範囲
が気泡塔の断面積の１０％以上６５％以下になるように
製造する。又、例えば図４のような孔が多孔板全体でみ
ると不規則に存在する多孔板を製造するには、円板から
多数の適当な形状（例えば楕円形又は矩形状）の板を切
り取って数個の穴を開けた後、これらの板を上記の切り
取られた円板に嵌め込んでもよい。又、例えば図７の如
く、孔が扇状に交互に開いている多孔板では、孔の偏在
している範囲が気泡塔の断面積の概ね５０％程度になる
ように製造することが好ましい。
或いは気液固多相系とは、少なくとも１種の気体と、少
なくとも１種の液体又は少なくとも１種の液体及び少な
くとも１種の固体とを含む系であるが、例えば２種以上
の液体と少なくとも１種の気体からなる気液二相系でも
よく、又、例えば１種以上の気体と１種以上の液体と１
種以上の固体からなる気液固三相系でもよい。本発明に
おいて、各多孔板は必ずしも等間隔である必要はなく、
例えばオレフィンの液相酸化反応のような逐次反応で気
体と液体とを並流で供給する場合には、例えば気泡塔下
部の各多孔板の間隔を比較的大きくし、一方、気泡塔上
部の各多孔板の間隔を比較的小さくしてもよい。しかし
ながら、通常、各多孔板は等間隔である方が好ましい場
合が多い。孔の径及び形状は同一である。又、孔の径は
通常０．５〜４０ｍｍ程度である。気泡塔断面積に対す
る各多孔板の全孔面積の比は、反応効率等の観点から、
最大１５％であり、好ましくは最大１０％、特に好まし
くは最大５％である。多孔板は塔内壁に対して密着され
ている、即ち塔壁の内径と孔板の直径とが略同一である
ことが必要であり、又、各多孔板の孔が不均一に分布す
ることが必要である。ここで、不均一に分布するとは、
例えば、孔が多孔板全体でみると規則的に分布していな
い場合や、孔が多孔板全体に亘って分布していない場合
等が挙げられる。前者の条件を満たす多孔板としては、
例えば図４のようなものが挙げられる。又、後者の条件
を満たす多孔板としては、例えば図２、図３、図５及び
図７のようなものが挙げられる。これらの多孔板は、例
えば、円板に孔を開けることにより、或いは孔が均一に
分布した既設の多孔板の一部の孔を例えばボルト及びナ
ット等を用いて塞ぐことにより、製造することができ
る。ここで、例えば図２の如く円板の円周部側に孔が偏
在している場合は、孔の偏在している範囲が気泡塔の断
面積の３５％以上９０％以下になるように製造すること
が好ましい。又、例えば図３及び図５の如く円板の中心
部側に孔が偏在している場合は、孔の偏在している範囲
が気泡塔の断面積の１０％以上６５％以下になるように
製造する。又、例えば図４のような孔が多孔板全体でみ
ると不規則に存在する多孔板を製造するには、円板から
多数の適当な形状（例えば楕円形又は矩形状）の板を切
り取って数個の穴を開けた後、これらの板を上記の切り
取られた円板に嵌め込んでもよい。又、例えば図７の如
く、孔が扇状に交互に開いている多孔板では、孔の偏在
している範囲が気泡塔の断面積の概ね５０％程度になる
ように製造することが好ましい。
【０００６】本発明の方法において、多孔板の組合せ
は、孔の分布が同じものを用いてもよいし、孔の分布が
異なるものを用いてもよい。本発明の方法における好ま
しい態様としては、孔が不均一に分布する多孔板を組み
込んだときに、例えば、隣接する多孔板の孔の位置が一
部又は全部異なるようにしたものが挙げられる。従っ
て、孔の分布が同じ多孔板を隣接して用いる場合には、
多孔板を互いに角度をずらして組み込むのが好ましい。
特に好ましい態様としては、孔の分布が異なる多孔板を
隣接して用い、多孔板の孔の位置が一部又は全部異なる
ようにしたものが挙げられる。孔の分布が異なる多孔板
を用いる例としては例えば、互いに隣接する３枚の多孔
板の上部及び下部の多孔板として孔が気泡塔の中心部側
に偏在するものを用い、且つ、中央部の多孔板として孔
が気泡塔の円周部側に偏在するものを用いて、下部の多
孔板を通過した気相が中央部の多孔板を通過する際に気
泡塔の円周部側に偏流するようにし、更に、この気相の
偏流が上部の多孔板を通過する際に気泡塔の中心部側に
偏流するようにした多段式多孔板気泡塔、或いはこれと
は逆に、上部及び下部の多孔板をそれらの孔が気泡塔の
円周部側に偏在するものを用い、且つ、中央部の多孔板
をその孔が気泡塔の中心部側に偏在するものを用いて、
下部の多孔板を通過した気相が中央部の多孔板を通過す
る際に気泡塔の中心部側に偏流するようにし、更に、こ
の気相の偏流が上部の多孔板を通過する際に気泡塔の円
周部側に偏流するようにした多段式多孔板気泡塔等が挙
げられる。この場合、例えば図２及び図３（又は図５）
のような多孔板の組合せを用いて、隣接する２枚の多孔
板の孔の位置が全部異なるようにした多段式多孔板気泡
塔が殊に好ましい。又、孔の分布が異なる多孔板の組合
せを用いる他の例としては、例えば、図２、図３及び図
４のような３種の多孔板を組み込んだ多段式多孔板気泡
塔が挙げられ、具体的には例えば、互いに隣接する３枚
の多孔板の上部に図２の多孔板を、中央部に図３の多孔
板を、下部に図４の多孔板を各々組み込んだものや、上
部に図３の多孔板を、中央部に図４の多孔板を、下部に
図２の多孔板を各々組み込んだもの等が挙げられる。一
方、孔の分布が同じ多孔板の組合せを用いる他の例とし
ては、例えば図７に示すような多孔板を用いて、例えば
上部及び／又は下部の多孔板の孔の位置と中央部の多孔
板の孔の位置とが互いに重ならないように、角度を４５
°ずらして組み込んで、下部の多孔板を通過した気相が
中央部の多孔板を通過する際に４５°ずれて偏流するよ
うにし、且つ、この気相の偏流が上部の多孔板を通過す
る際に、再び４５°ずれて偏流するようにした多段式多
孔板気泡塔が挙げられる。
は、孔の分布が同じものを用いてもよいし、孔の分布が
異なるものを用いてもよい。本発明の方法における好ま
しい態様としては、孔が不均一に分布する多孔板を組み
込んだときに、例えば、隣接する多孔板の孔の位置が一
部又は全部異なるようにしたものが挙げられる。従っ
て、孔の分布が同じ多孔板を隣接して用いる場合には、
多孔板を互いに角度をずらして組み込むのが好ましい。
特に好ましい態様としては、孔の分布が異なる多孔板を
隣接して用い、多孔板の孔の位置が一部又は全部異なる
ようにしたものが挙げられる。孔の分布が異なる多孔板
を用いる例としては例えば、互いに隣接する３枚の多孔
板の上部及び下部の多孔板として孔が気泡塔の中心部側
に偏在するものを用い、且つ、中央部の多孔板として孔
が気泡塔の円周部側に偏在するものを用いて、下部の多
孔板を通過した気相が中央部の多孔板を通過する際に気
泡塔の円周部側に偏流するようにし、更に、この気相の
偏流が上部の多孔板を通過する際に気泡塔の中心部側に
偏流するようにした多段式多孔板気泡塔、或いはこれと
は逆に、上部及び下部の多孔板をそれらの孔が気泡塔の
円周部側に偏在するものを用い、且つ、中央部の多孔板
をその孔が気泡塔の中心部側に偏在するものを用いて、
下部の多孔板を通過した気相が中央部の多孔板を通過す
る際に気泡塔の中心部側に偏流するようにし、更に、こ
の気相の偏流が上部の多孔板を通過する際に気泡塔の円
周部側に偏流するようにした多段式多孔板気泡塔等が挙
げられる。この場合、例えば図２及び図３（又は図５）
のような多孔板の組合せを用いて、隣接する２枚の多孔
板の孔の位置が全部異なるようにした多段式多孔板気泡
塔が殊に好ましい。又、孔の分布が異なる多孔板の組合
せを用いる他の例としては、例えば、図２、図３及び図
４のような３種の多孔板を組み込んだ多段式多孔板気泡
塔が挙げられ、具体的には例えば、互いに隣接する３枚
の多孔板の上部に図２の多孔板を、中央部に図３の多孔
板を、下部に図４の多孔板を各々組み込んだものや、上
部に図３の多孔板を、中央部に図４の多孔板を、下部に
図２の多孔板を各々組み込んだもの等が挙げられる。一
方、孔の分布が同じ多孔板の組合せを用いる他の例とし
ては、例えば図７に示すような多孔板を用いて、例えば
上部及び／又は下部の多孔板の孔の位置と中央部の多孔
板の孔の位置とが互いに重ならないように、角度を４５
°ずらして組み込んで、下部の多孔板を通過した気相が
中央部の多孔板を通過する際に４５°ずれて偏流するよ
うにし、且つ、この気相の偏流が上部の多孔板を通過す
る際に、再び４５°ずれて偏流するようにした多段式多
孔板気泡塔が挙げられる。
【０００７】本発明の方法により、気体と液体又は液体
及び固体とを含む系を連続的に混合又は反応させる場
合、通常は気体の供給速度は０．３〜３０ｃｍ／ｓｅｃ
であり、液体の供給速度は並流の場合で０．０２〜１ｃ
ｍ／ｓｅｃ（いずれも空塔速度）である。本発明により
反応又は混合を行う場合、多孔板の孔を通過する際の気
相の線速度を４ｍ／ｓｅｃ未満、特に３．５ｍ／ｓｅｃ
未満にすることが好ましい。
及び固体とを含む系を連続的に混合又は反応させる場
合、通常は気体の供給速度は０．３〜３０ｃｍ／ｓｅｃ
であり、液体の供給速度は並流の場合で０．０２〜１ｃ
ｍ／ｓｅｃ（いずれも空塔速度）である。本発明により
反応又は混合を行う場合、多孔板の孔を通過する際の気
相の線速度を４ｍ／ｓｅｃ未満、特に３．５ｍ／ｓｅｃ
未満にすることが好ましい。
【０００８】多孔板の厚みは多段式多孔板気泡塔の強度
を確保できる程度の厚さであればよく、多孔板の間隔は
通常２００〜５０００ｍｍ程度である。多孔板等の材質
は、本発明で用いる多段式多孔板気泡塔が適用される反
応原料の種類等により適宜設定されるが、通常は耐腐食
性のものが用いられる。
を確保できる程度の厚さであればよく、多孔板の間隔は
通常２００〜５０００ｍｍ程度である。多孔板等の材質
は、本発明で用いる多段式多孔板気泡塔が適用される反
応原料の種類等により適宜設定されるが、通常は耐腐食
性のものが用いられる。
【０００９】本発明が適用される反応としては、例えば
オレフィンの空気酸化（例えばエチレンから酸化エチレ
ンやアセトアルデヒドを製造する反応）、アルデヒドの
空気酸化（例えばアセトアルデヒドから酢酸を製造する
反応）、芳香族炭化水素の空気酸化（例えばキシレン、
キュメンの酸化反応）、フェノール類のアルキル化（例
えばフェノールのブチル化反応）及び排水の湿式酸化等
の気体と液体の気液二相系の反応や、例えば石炭の液化
反応（石炭を分解して得た液化油を固体触媒を用いて更
に水素化分解する反応）、オレフィンの重合反応（低圧
法にポリエチレンを得る反応）、シクロヘキサンからシ
クロヘキサノンへの酸化反応、炭化水素の水素添加反応
（例えばベンゼンからシクロヘキサンを製造する反応）
及び排水処理のための反応等の気体と液体と固体とを用
いる気液固多相系の反応が挙げられる。
オレフィンの空気酸化（例えばエチレンから酸化エチレ
ンやアセトアルデヒドを製造する反応）、アルデヒドの
空気酸化（例えばアセトアルデヒドから酢酸を製造する
反応）、芳香族炭化水素の空気酸化（例えばキシレン、
キュメンの酸化反応）、フェノール類のアルキル化（例
えばフェノールのブチル化反応）及び排水の湿式酸化等
の気体と液体の気液二相系の反応や、例えば石炭の液化
反応（石炭を分解して得た液化油を固体触媒を用いて更
に水素化分解する反応）、オレフィンの重合反応（低圧
法にポリエチレンを得る反応）、シクロヘキサンからシ
クロヘキサノンへの酸化反応、炭化水素の水素添加反応
（例えばベンゼンからシクロヘキサンを製造する反応）
及び排水処理のための反応等の気体と液体と固体とを用
いる気液固多相系の反応が挙げられる。
【００１０】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。
する。
【００１１】実施例１ 図１に示す多段式多孔板気泡塔（直径１ｍφ、多孔板の
間隔が各々５０９ｍｍ）に、図２に示した多孔板を設置
し、塔の下部に設けられた気体入口及び液体入口より空
気と水を空塔速度が各々２．１２ｃｍ／ｓｅｃ及び０．
０６３７ｃｍ／ｓｅｃになるように連続的に供給すると
共に、第２段（下から２枚目の多孔板と下から３枚目の
多孔板で仕切られた区域）の側壁中央から２７％の苛性
ソーダを連続的に供給した。苛性ソーダ液の供給口に対
して反対側の、第１段（下から１枚目の多孔板と下から
２枚目の多孔板で仕切られた区域）と第２段の側壁中央
部に各々設けられたサンプリング口から経時的にサンプ
リングして苛性ソーダ濃度を測定した。苛性ソーダの濃
度が定常状態に達した後の逆流比αを下式により算出し
て、表１に示した。（尚、αは、その値が小さい程逆混
合が起こりにくいことを示している。）
間隔が各々５０９ｍｍ）に、図２に示した多孔板を設置
し、塔の下部に設けられた気体入口及び液体入口より空
気と水を空塔速度が各々２．１２ｃｍ／ｓｅｃ及び０．
０６３７ｃｍ／ｓｅｃになるように連続的に供給すると
共に、第２段（下から２枚目の多孔板と下から３枚目の
多孔板で仕切られた区域）の側壁中央から２７％の苛性
ソーダを連続的に供給した。苛性ソーダ液の供給口に対
して反対側の、第１段（下から１枚目の多孔板と下から
２枚目の多孔板で仕切られた区域）と第２段の側壁中央
部に各々設けられたサンプリング口から経時的にサンプ
リングして苛性ソーダ濃度を測定した。苛性ソーダの濃
度が定常状態に達した後の逆流比αを下式により算出し
て、表１に示した。（尚、αは、その値が小さい程逆混
合が起こりにくいことを示している。）
【００１２】α＝（第１段の苛性ソーダ濃度）／（第２
段の苛性ソーダ濃度−第１段の苛性ソーダ濃度）
段の苛性ソーダ濃度−第１段の苛性ソーダ濃度）
【００１３】表１ No． 比較例１ 実施例１ 同２ 同３ 同４ 同５ 孔径ｍｍ １０ 同左 同左 同左 同左 同左 開孔率％*1 １．０ 同左 同左 同左 同左 同左 多孔板*2最下部 図６ 図２ 図３ 図４ 図３ 図５ 多孔板中央部 図６ 図２ 図３ 図４ 図２ 図２ 多孔板最上部 図６ 図２ 図３ 図４ 図３ 図５ 逆流比α 0.87 0.57 0.41 0.38 0.17 0.15
【００１４】*1・・気泡塔断面積に対する各多孔板の全
孔面積の比 *2・・各多孔板の孔の分布は図面の各図に記載されてい
るとおりであり、実施例１〜３において互いに隣接する
３枚の多孔板は孔の位置が全て同じになるように設置し
た。又、図６の多孔板は孔の中心間距離（ピッチ）が２
６ｍｍである。
孔面積の比 *2・・各多孔板の孔の分布は図面の各図に記載されてい
るとおりであり、実施例１〜３において互いに隣接する
３枚の多孔板は孔の位置が全て同じになるように設置し
た。又、図６の多孔板は孔の中心間距離（ピッチ）が２
６ｍｍである。
【００１５】実施例２〜５及び比較例１ 表１に示す多孔板に変える以外は、実施例１に準拠して
実施した。尚、実施例１〜５ではいずれの場合も、ガス
クッションの形成は認められなかった。又、空気の供給
速度を３．２ｃｍ／ｓｅｃ（空塔速度）に変えても、同
様にガスクッションの形成は認められなかった。
実施した。尚、実施例１〜５ではいずれの場合も、ガス
クッションの形成は認められなかった。又、空気の供給
速度を３．２ｃｍ／ｓｅｃ（空塔速度）に変えても、同
様にガスクッションの形成は認められなかった。
【００１６】比較例１、実施例１及び実施例２で得た各
々の逆流比αから、多孔板を等間隔とし且つ気泡塔の段
数を５としたときの、逆混合が起こらず且つ各段で完全
混合された理想系での各々の段数を求めると、図６の多
孔板を組み込んだ従来の方法の場合には２．４段であ
り、図２の多孔板を組み込んだ本発明の場合には２．８
段であり、図３の多孔板を組み込んだ本発明の場合には
３．１段であった。このことから、本発明の方法、例え
ば実施例１及び２の方法は、比較例１の方法に比べて、
理想系での段数（換言すると混合効率）において各々２
割及び３割程度優れていることが判る。又、本発明の他
の方法、例えば実施例５のように、最下部及び最上部の
多孔板として図５のものを組み込み、且つ中央部の多孔
板として図２のものを組み込んだ方法は、従来の方法に
比べて逆流比αが非常に小さく、上記と同様に理想系で
の段数を求めたところ４．１段であり、段数において格
段に優れていることが判る。
々の逆流比αから、多孔板を等間隔とし且つ気泡塔の段
数を５としたときの、逆混合が起こらず且つ各段で完全
混合された理想系での各々の段数を求めると、図６の多
孔板を組み込んだ従来の方法の場合には２．４段であ
り、図２の多孔板を組み込んだ本発明の場合には２．８
段であり、図３の多孔板を組み込んだ本発明の場合には
３．１段であった。このことから、本発明の方法、例え
ば実施例１及び２の方法は、比較例１の方法に比べて、
理想系での段数（換言すると混合効率）において各々２
割及び３割程度優れていることが判る。又、本発明の他
の方法、例えば実施例５のように、最下部及び最上部の
多孔板として図５のものを組み込み、且つ中央部の多孔
板として図２のものを組み込んだ方法は、従来の方法に
比べて逆流比αが非常に小さく、上記と同様に理想系で
の段数を求めたところ４．１段であり、段数において格
段に優れていることが判る。
【００１７】
【発明の効果】本発明の方法は、従来の方法に比べて、
反応効率等において優れている。
反応効率等において優れている。
【００１８】従って、本発明の方法を用いれば、例えば
気体としてＳＯ3等の硫黄酸化物を含んだ排気ガス（例
えば煙道ガス）を用い、且つ液体として希薄な苛性ソー
ダ水溶液を排気ガスに対して向流で供給することによ
り、効率よく脱硫することができる。更に、例えば気体
として空気を用い、且つ液体として苛性ソーダ水溶液及
びイソプロピルベンゼン（又はイソプロピルトルエン）
を空気に対して並流で供給して例えば圧力約３ｋｇ／ｃ
ｍ2、約１００〜約１５０℃で反応させることにより
［苛性ソーダのイソプロピルベンゼン（又はイソプロピ
ルトルエン）に対するモル比は約０．０５］対応するハ
イドロパーオキサイドが効率よく得られ、これの分解を
経て、フェノール（又はクレゾール類）を工業的有利に
製造することもできる。
気体としてＳＯ3等の硫黄酸化物を含んだ排気ガス（例
えば煙道ガス）を用い、且つ液体として希薄な苛性ソー
ダ水溶液を排気ガスに対して向流で供給することによ
り、効率よく脱硫することができる。更に、例えば気体
として空気を用い、且つ液体として苛性ソーダ水溶液及
びイソプロピルベンゼン（又はイソプロピルトルエン）
を空気に対して並流で供給して例えば圧力約３ｋｇ／ｃ
ｍ2、約１００〜約１５０℃で反応させることにより
［苛性ソーダのイソプロピルベンゼン（又はイソプロピ
ルトルエン）に対するモル比は約０．０５］対応するハ
イドロパーオキサイドが効率よく得られ、これの分解を
経て、フェノール（又はクレゾール類）を工業的有利に
製造することもできる。
【図１】多段式多孔板気泡塔の縦断面図。
【図２】本発明に用いられる多孔板の一例の平面図。
【図３】本発明に用いられる多孔板の別の一例の平面
図。
図。
【図４】本発明に用いられる多孔板の別の例の平面図。
【図５】本発明に用いられる多孔板の他の例の平面図。
【図６】従来の方法に用いられていた多孔板の平面図。
【図７】本発明の方法に用いられる多孔板の他の一例の
平面図。
平面図。
１・・気体入口、２・・液体入口、３・・多孔板、４・
・液相出口、５・・気相出口、６・・多段式多孔板気泡
塔
・液相出口、５・・気相出口、６・・多段式多孔板気泡
塔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楢原 英夫 大分県大分市大字鶴崎2200番地 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 塚田 進 大分県大分市大字鶴崎2200番地 住友化 学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−104179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−63974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B01D 3/00 - 3/42 B01J 10/00 - 12/02 B01J 14/00 - 19/32
Claims (6)
- 【請求項１】内部に円状多孔板を３個以上組み込んだ気
泡塔を用いる化学反応方法であって、（ｉ）孔が不均一
に分布する多孔板が各々、塔内壁に対して密着され、且
つ、各多孔板の気泡塔断面積に対する全孔面積の比が最
大１５％であり、（ｉｉ）孔が円状多孔板の中心部側に
偏在しているときは、孔の偏在している範囲が気泡塔の
断面積の１０％以上、６５％以下であり、そして、（ｉ
ｉｉ-ａ）各多孔板の孔径及び全孔面積が同じであり、
且つ、（ｉｉｉ-ｂ）気泡塔内における気相及び液相の
線速度が、下式（Ｉ） ＲｅＬｄ／ＲｅＧｄ＞０．１ （Ｉ） 但し、ＲｅＬｄ＝（ｗＬｄ・ｄ・σＬ）／ηＬ、 ＲｅＧｄ＝（ｗＧｄ・ｄ・σＧ）／ηＧ （式中、ＲｅＬｄは多孔板の孔における液相のレイノル
ズ数であり、ＲｅＧｄは多孔板の孔における気相のレイ
ノルズ数であり、ｗＬｄは多孔板の孔における液相の線
速度であり、ｗＧｄは多孔板の孔における気相の線速度
であり、ｄは多孔板の孔径であり、σＬは液相の密度で
あり、σＧは気相の密度であり、ηＬは液相の粘度であ
り、ηＧは気相の粘度である。）の条件を満たす ことを
特徴とする気−液系化学反応方法或いは気−液−固系化
学反応方法。 - 【請求項２】隣接する多孔板が、孔の分布を異にするも
のである請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】隣接する多孔板が、互いに孔の分布が同じ
ものである請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】隣接する多孔板の孔の位置を一部又は全部
異なるものとした、請求項１〜３のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項５】各多孔板の気泡塔断面積に対する全孔面積
の比が、最大５％である請求項１〜４のいずれかに記載
の方法。 - 【請求項６】多孔板が等間隔に組み込まれている、請求
項１〜５のいずれかに記載の方法。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP29712795A JP3214320B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 化学反応方法 |
| GB9623644A GB2307191B (en) | 1995-11-15 | 1996-11-13 | Multistage bubble column with perforated plates |
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| FR9613959A FR2740990B1 (fr) | 1995-11-15 | 1996-11-15 | Colonne de barbotage a plusieurs etages, a plaques perforees |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29712795A JP3214320B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 化学反応方法 |
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|---|---|
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Family
ID=17842566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29712795A Expired - Fee Related JP3214320B2 (ja) | 1995-11-15 | 1995-11-15 | 化学反応方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| DE (1) | DE19647126A1 (ja) |
| FR (1) | FR2740990B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19843573A1 (de) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | Degussa | Blasensäule und deren Verwendung |
| FR2830775B1 (fr) * | 2001-10-12 | 2004-08-27 | Rhodia Polyamide Intermediates | Reacteur pour reaction d'oxydation d'un liquide avec un gaz |
| CN100427198C (zh) * | 2006-09-01 | 2008-10-22 | 清华大学 | 一种多级反应器 |
| CN101610976B (zh) | 2007-01-16 | 2012-12-05 | 巴斯夫欧洲公司 | 生产硫化氢的反应器和方法 |
| JP2011523947A (ja) * | 2008-05-27 | 2011-08-25 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 有機化合物を連続的に水素化する方法及び反応器 |
| WO2010046993A1 (ja) * | 2008-10-24 | 2010-04-29 | 本多機工株式会社 | 気液混合用渦巻ポンプ及びこの気液混合用渦巻ポンプを使用したマイクロバブル発生装置 |
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| ITMI20131514A1 (it) | 2013-09-12 | 2015-03-13 | Innovation In Sciences & Technologi Es S R L | Method and system for fluid stream chemical compounds collection, deposition and separation |
| CN103877881B (zh) * | 2014-02-20 | 2015-10-28 | 杭州电子科技大学 | 一种气泡发生器及其使用方法 |
| CN105169924A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-23 | 武汉中电楚能环保工程有限公司 | 一种带提效栅板的湿法脱硫装置 |
| CN106622045A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 南京工业大学 | 一种利用微纳米气泡提高鼓泡塔反应效率的装置及方法 |
| CN110038725B (zh) * | 2019-05-22 | 2024-03-01 | 解标 | 一种w型净化装置 |
| CN110652943B (zh) * | 2019-10-29 | 2020-09-22 | 浙江新安化工集团股份有限公司 | 一种鼓泡塔反应器 |
| KR20220037214A (ko) * | 2020-09-17 | 2022-03-24 | 주식회사 엘지화학 | 스파저 및 이를 포함하는 반응기 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2973189A (en) * | 1956-02-28 | 1961-02-28 | Chu Ju Chin | Fractionating columns |
| US3143482A (en) * | 1961-01-09 | 1964-08-04 | Phillips Petroleum Co | Separation apparatus |
| US4051206A (en) * | 1976-05-10 | 1977-09-27 | Uop Inc. | Sieve-type fractionation trays |
| US4297329A (en) * | 1977-12-22 | 1981-10-27 | Union Carbide Corporation | Vapor-liquid contacting system |
| US4391675A (en) * | 1981-01-08 | 1983-07-05 | Bp Chemicals Limited | Sieve plates and distillation columns |
| US4597873A (en) * | 1983-06-30 | 1986-07-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Process of mass transfer and material separation using a microchannel plate |
| GB8416497D0 (en) * | 1984-06-28 | 1984-08-01 | Boc Group Plc | Distillation trays |
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- 1995-11-15 JP JP29712795A patent/JP3214320B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-11-13 GB GB9623644A patent/GB2307191B/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-11-14 DE DE1996147126 patent/DE19647126A1/de not_active Withdrawn
- 1996-11-15 FR FR9613959A patent/FR2740990B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| GB2307191A (en) | 1997-05-21 |
| FR2740990A1 (fr) | 1997-05-16 |
| DE19647126A1 (de) | 1997-05-22 |
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