JP3403476B2 - Method for producing ethylene oxide - Google Patents

Method for producing ethylene oxide

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JP3403476B2
JP3403476B2 JP33815393A JP33815393A JP3403476B2 JP 3403476 B2 JP3403476 B2 JP 3403476B2 JP 33815393 A JP33815393 A JP 33815393A JP 33815393 A JP33815393 A JP 33815393A JP 3403476 B2 JP3403476 B2 JP 3403476B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、エチレンオキシドの製
造方法に関するものである。詳しく述べると、エチレン
を分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化してエチレン
オキシドを製造するに際し、反応生成ガス流帯域に存在
するガス滞留部に不活性ガスを混合することよりなる異
常反応を防止する安全なエチレンオキシドの製造方法に
関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing ethylene oxide. More specifically, when ethylene is produced by catalytic gas-phase oxidation of ethylene with a gas containing molecular oxygen, an abnormal reaction is prevented by mixing an inert gas with the gas retention part existing in the reaction product gas flow zone. The present invention relates to a safe method for producing ethylene oxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】エチレンの接触気相酸化反応、例えばエ
チレンを銀触媒の存在下に分子状酸素により接触気相酸
化してエチレンオキシドを製造するプロセスにおいて
は、エチレンの他にメタン、エタン等の飽和炭化水素、
窒素、二酸化炭素、アルゴン、酸素等を含有する炭化水
素含有ガスと空気、酸素を富化した空気または純酸素か
らなる分子状酸素含有ガスとが所定の比率で混合された
のち、銀触媒を充填した反応器に導入された接触気相反
応が行なわれる。その際エチレンを銀触媒の存在下に分
子状酸素により反応させると、
2. Description of the Related Art In the catalytic gas phase oxidation reaction of ethylene, for example, in the process of producing ethylene oxide by catalytic gas phase oxidation of ethylene with molecular oxygen in the presence of a silver catalyst, in addition to ethylene, saturation of methane, ethane, etc. hydrocarbon,
A hydrocarbon-containing gas containing nitrogen, carbon dioxide, argon, oxygen, etc. and a molecular oxygen-containing gas consisting of air, oxygen-enriched air or pure oxygen are mixed at a predetermined ratio, and then a silver catalyst is filled. The catalytic gas phase reaction introduced into the reactor is carried out. At that time, when ethylene is reacted with molecular oxygen in the presence of a silver catalyst,

【0003】[0003]

【化1】 [Chemical 1]

【0004】[0004]

【化2】 [Chemical 2]

【0005】で示される発熱反応を起す。An exothermic reaction represented by

【0006】このような発熱反応のうちで、エチレンオ
キシドの収率の向上を図るためには、反応式(1)で示
される反応が進む割合を大きくするべきで、銀触媒や反
応方法などについて検討されている。しかしながら、現
在のところ反応式(2)、すなわち反応熱が大きいエチ
レンの完全酸化反応が同時に起るのを避けることはでき
ない。
Of these exothermic reactions, in order to improve the yield of ethylene oxide, the rate at which the reaction represented by the reaction formula (1) proceeds should be increased, and the silver catalyst and the reaction method should be examined. Has been done. However, at present, it is unavoidable that the reaction formula (2), that is, the complete oxidation reaction of ethylene, which has a large reaction heat, simultaneously occurs.

【0007】また、前記反応式(1)および反応式
(2)以外に、エチレンオキシドの収率に影響を及ぼす
反応がある。それは生成したエチレンオキシドのつぎの
反応式(3)で示す反応式で進行するアセトアルデヒド
への異性化反応である。
In addition to the above reaction formulas (1) and (2), there are reactions that affect the yield of ethylene oxide. It is an isomerization reaction of the produced ethylene oxide to acetaldehyde, which proceeds according to the following reaction formula (3).

【0008】[0008]

【化3】 [Chemical 3]

【0009】したがって、エチレンのエチレンオキシド
への選択率がいくら高くても、生成したエチレンオキシ
ドのアセトアルデヒドへの異性化反応が多ければ、エチ
レンオキシドの収率低下を招く。
Therefore, no matter how high the selectivity of ethylene to ethylene oxide is, if the isomerization reaction of the produced ethylene oxide to acetaldehyde is large, the yield of ethylene oxide is lowered.

【0010】また、つぎの反応式(4)で示す反応式で
進行する一酸化炭素、炭化水素(メタン、エタン、エチ
レン等)、水素および水への異常反応がある。反応器の
反応管出口より下流の反応生成ガス流帯域は高温度であ
るために、異常反応をなくすことが、エチレンオキシド
製造における大きな課題の一つである。
Further, there is an abnormal reaction to carbon monoxide, hydrocarbons (methane, ethane, ethylene, etc.), hydrogen and water which proceed according to the reaction formula shown in the following reaction formula (4). Since the reaction product gas flow zone downstream of the reaction tube outlet of the reactor has a high temperature, eliminating an abnormal reaction is one of the major problems in ethylene oxide production.

【0011】[0011]

【化4】 [Chemical 4]

【0012】エチレンオキシドの需要が近年増大してい
ることから、またエチレンオキシドの製造コストの低減
を図るため、エチレンオキシド製造プラントの大型化が
進められている。そのため、エチレンオキシド製造プラ
ントをいかに安全に操作するかはエチレンを分子状酸素
により接触気相酸化してエチレンオキシドを製造するに
あたって安全上、経済上大きな問題がある。
Since the demand for ethylene oxide is increasing in recent years, and in order to reduce the production cost of ethylene oxide, the ethylene oxide production plant is being enlarged. Therefore, how to safely operate the ethylene oxide production plant poses a serious safety and economic problem in producing ethylene oxide by catalytic gas phase oxidation of ethylene with molecular oxygen.

【0013】一般に、炭化水素の分子状酸素による接触
気相酸化法において、異常反応および副反応抑制のため
に、反応生成ガスを充填物を充填した冷却域に通すとい
う方法は公知である(特公昭39−17254号)。ま
た、このような方法を、エチレンの分子状酸素による接
触気相酸化法によりエチレンオキシドを製造する方法に
適用することも公知である。たとえば特開昭51−41
01号によれば、反応域に隣接したあるいは隣接しない
でかつ不活性材料を含有したあるいは含有しない冷却域
に反応域で得られる反応生成物を通過させている。ま
た、特開昭53−2409号によれば、反応生成物を
0.1m2 /g以下の表面積を有する不活性耐火粒状物
を充填した冷却域に通過させている。
Generally, in the catalytic gas phase oxidation of hydrocarbons with molecular oxygen, a method is known in which a reaction product gas is passed through a cooling zone filled with a filler in order to suppress abnormal reactions and side reactions (special feature: Kosho 39-17254). It is also known to apply such a method to a method for producing ethylene oxide by a catalytic gas phase oxidation method of ethylene with molecular oxygen. For example, JP-A-51-41
According to No. 01, the reaction product obtained in the reaction zone is passed through a cooling zone which may or may not be adjacent to the reaction zone and may or may not contain an inert material. Further, according to Japanese Patent Laid-Open No. 53-2409, the reaction product is passed through a cooling zone filled with inert refractory particles having a surface area of 0.1 m 2 / g or less.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来、エチレンと分子
状酸素により接触気相酸化してエチレンオキシドを製造
する際の使用されている反応器の多管式熱交換型反応器
は、安全性、作業性用のマンホール(特開昭54−32
408号記載の図面、特開昭63−190881号記載
の図面)、異常圧力上昇防止の安全弁および破裂板、圧
力計、温度計、配管部の熱応力による破壊防止のための
エクスパンションジョイントなどがあり、ガス滞留部が
存在する。しかるに、これらのガス滞留部で異常燃焼反
応が起るという問題があった。
The multitubular heat exchange type reactor, which has been conventionally used for producing ethylene oxide by catalytic gas phase oxidation with ethylene and molecular oxygen, has a safety and workability. Sex manhole (Japanese Patent Laid-Open No. 54-32)
No. 408, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-190881), a safety valve for preventing abnormal pressure rise and a rupture plate, a pressure gauge, a thermometer, and an expansion joint for preventing destruction of piping due to thermal stress. , There is a gas retention section. However, there is a problem that an abnormal combustion reaction occurs in these gas retention parts.

【0015】本発明は、前記したエチレンと分子状酸素
により接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する際
の反応器の反応管出口より下流の200〜300℃の反
応生成ガス流帯域に存在するガス滞留部において異常燃
焼反応を防ぐエチレンオキシドの製造方法を提供するこ
とにある。
In the present invention, the gas existing in the reaction product gas flow zone at 200 to 300 ° C. downstream of the reaction tube outlet of the reactor in the case of producing ethylene oxide by catalytic gas phase oxidation with ethylene and molecular oxygen described above. An object of the present invention is to provide a method for producing ethylene oxide that prevents abnormal combustion reaction in the retention part.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、エチレンを分
子状酸素含有ガスにより反応圧力0.59〜4.02M
Paで接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する際
に使用する反応器の反応管出口より下流でかつ冷却器ま
での間の反応生成ガス流帯域に存在する作業用マンホー
ル、安全弁、破裂板、圧力計、温度計およびエクスパン
ションジョイントより群から選ばれた少なくとも一つの
ガス滞留部に不活性ガスを供給することにより生成す
るエチレンオキシドのアセトアルデヒドへの異性化反応
を抑制することを特徴とするエチレンオキシドの製造方
法。
In the present invention, ethylene is reacted with a molecular oxygen-containing gas at a reaction pressure of 0.59 to 4.02 M.
Working manhoe existing in the reaction product gas flow zone downstream from the reaction tube outlet of the reactor used to produce ethylene oxide by catalytic gas phase oxidation at Pa and up to the cooler.
, Safety valve, rupture disc, pressure gauge, thermometer and expander
At least one <br/> gas residence portion selected from the group from the Deployment joint, the method of manufacturing ethylene oxide which comprises suppressing the isomerization reaction to ethylene oxide of acetaldehyde generation by supplying an inert gas .

【0017】本発明において反応器のガス出口部のガス
滞留部は、エチレンと分子状酸素により接触気相酸化し
てエチレンオキシドを製造する際の使用されている反応
器、例えば多管式熱交換型反応器の反応管出口に設置さ
れる通路用のマンホール、安全弁、破裂板、圧力計、温
度計および配管部の熱応力による破壊防止のためのエク
スパンションジョイントなどがある。このようなガス滞
留部の温度は、200〜300℃、好ましくは210〜
280℃である。
In the present invention, the gas retention portion at the gas outlet of the reactor is a reactor used for producing ethylene oxide by catalytic gas-phase oxidation with ethylene and molecular oxygen, for example, a tubular heat exchange type. There are a manhole for a passage installed at the reaction tube outlet of the reactor, a safety valve, a rupture plate, a pressure gauge, a thermometer, and an expansion joint for preventing destruction of piping due to thermal stress. The temperature of such a gas retention part is 200 to 300 ° C., preferably 210 to 300 ° C.
280 ° C.

【0018】本発明で使用する不活性ガスとしてはたと
えば窒素、炭酸ガス、メタン、アルゴンなど挙げられ、
好ましくは窒素である。不活性ガスの供給量は、前記反
応生成ガスの滞留部に下記の式で定義するガス滞留時間
が12時間以内、好ましくは1〜10時間、さらに好ま
しくは3〜8時間となるように供給することができる。
Examples of the inert gas used in the present invention include nitrogen, carbon dioxide, methane and argon.
Preferred is nitrogen. The inert gas is supplied to the reaction product gas so that the gas retention time defined by the following formula is 12 hours or less, preferably 1 to 10 hours, more preferably 3 to 8 hours. be able to.

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】本発明の反応器の予熱部と不活性物質充填
部に充填する不活性充填物としては、不活性耐火性物で
あればよく、球、半球、ペレット、リングおよび無定形
を問わずいずれも使用できるが、好ましくは銀触媒用の
担体として通常使用されるアルミナ、シリカーアルミ
ナ、ジルコニア、マグネシア、炭化ケイ素等が好まし
く、特にステンレス、α−アルミナおよびジルコニアが
好ましい。これらの不活性耐火性担体の形状、寸法、
孔、比表面積、見かけの気孔率等は反応管に充填した際
の圧力損失、機械的強度を考慮して適当に選ぶことがで
きる。平均粒径は通常1/16〜1/2インチ、好まし
くは3/16〜1/2インチであり、球ないしリング状
物が好ましい。また、上記不活性耐火性担体にナトリウ
ム、カリウム、ルビジウム、セシウム、リチウム、カル
シウム、ストロンチウム、バリウムおよびタリウムから
選ばれた少なくとも1種を析出させたものが好適に使用
でき、特にナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ムおよびタリウムが好ましい。これらは特に、不活性物
質充填部の反応管に充填することが好ましい。
The inert filling material to be filled in the preheating portion and the inert material filling portion of the reactor of the present invention may be an inert refractory material, and may be spheres, hemispheres, pellets, rings or amorphous shapes. Any of them can be used, but alumina, silica-alumina, zirconia, magnesia, silicon carbide and the like which are usually used as a carrier for silver catalysts are preferable, and stainless steel, α-alumina and zirconia are particularly preferable. The shape, dimensions of these inert refractory carriers,
The pores, specific surface area, apparent porosity, etc. can be appropriately selected in consideration of pressure loss and mechanical strength when the reaction tube is filled. The average particle size is usually 1/16 to 1/2 inch, preferably 3/16 to 1/2 inch, and spherical or ring-shaped material is preferable. Further, those obtained by precipitating at least one selected from sodium, potassium, rubidium, cesium, lithium, calcium, strontium, barium and thallium on the above inert refractory carrier can be preferably used, and particularly sodium, potassium and rubidium. , Cesium and thallium are preferred. It is particularly preferable to fill these in the reaction tube of the inert material filling section.

【0021】本発明方法を適用し得るプロセスおよび反
応条件は、従来この分野で公知のプロセスおよび反応条
件のいずれも適用できる。たとえば、エチレンを分子状
酸素で接触気相酸化してエチレンオキシドを製造するプ
ロセスは、酸素源として空気を用いる空気酸化法と純酸
素を用いる酸素酸化法とがあるが、本発明方法はいずれ
の場合にも有効に適用できる。特に触媒層1回通過当り
の反応量を大きくすることができ、エチレンオキシド濃
度を高くすることができる酸素酸化法が有効に適用でき
る。
As the process and reaction conditions to which the method of the present invention can be applied, any of the process and reaction conditions conventionally known in this field can be applied. For example, a process for producing ethylene oxide by catalytic vapor-phase oxidation of ethylene with molecular oxygen includes an air oxidation method using air as an oxygen source and an oxygen oxidation method using pure oxygen. Can be effectively applied to. In particular, the oxygen oxidation method, which can increase the reaction amount per one pass of the catalyst layer and increase the ethylene oxide concentration, can be effectively applied.

【0022】操作条件は、原料ガス混合物はエチレン、
酸素、炭酸ガス、窒素、アルゴン、メタン、エタンおよ
び二塩化エタン等の反応抑制剤等からなっており、エチ
レン濃度は高いほど有利であるが、40容量%以下、特
に15〜35容量%である。炭酸ガスは10容量%以
下、特に4〜8容量%である。また、メタンまたはエタ
ンをガス中に存在させた場合、メタンは爆発範囲を安全
側にずらし、爆発範囲を狭くする作用があるので、反応
ガス希釈剤としてかなり高濃度で存在することが有効で
ある。
The operating conditions are that the source gas mixture is ethylene,
It is composed of reaction inhibitors such as oxygen, carbon dioxide, nitrogen, argon, methane, ethane and ethane dichloride, and the higher the ethylene concentration is, the more advantageous it is, but 40% by volume or less, particularly 15 to 35% by volume. . Carbon dioxide is 10% by volume or less, particularly 4 to 8% by volume. Also, when methane or ethane is present in the gas, methane has the effect of shifting the explosion range to the safe side and narrowing the explosion range, so it is effective to be present in a considerably high concentration as a reaction gas diluent. .

【0023】反応圧力は0.59〜4.02MPa、好
ましくは1.08〜3.04MPaである。反応温度は
150〜300℃、好ましくは180〜280℃であ
る。空間速度は1000〜10000hr-1、好ましく
は2000〜8000hr-1である。
The reaction pressure is 0.59 to 4.02 MPa, preferably 1.08 to 3.04 MPa. The reaction temperature is 150 to 300 ° C, preferably 180 to 280 ° C. The space velocity is 1000 to 10000 hr -1 , preferably 2000 to 8000 hr -1 .

【0024】反応部に充填される触媒は、従来公知の銀
触媒のいずれも使用できるが、比表面積20m2 /g以
下、好ましくは0.01〜10m2 /g、見かけの気孔
率20容量%以上、好ましくは30〜70容量%の不活
性耐火性担体に微量の金属銀を析出担持したものがよ
く、また反応促進剤としてセシウム、カリウムおよびル
ビジウムから選ばれる少なくとも一種のアルカリ金属、
アルカリ土類金属、タリウム、アンチモン、スズ等から
選ばれる少なくとも1種を添加したものが好ましい。担
体材料としてアルミナ、シリカ−アルミナ、シリコンカ
ーバイド、ジルコニア、マグネシア等の不活性耐火性担
体が使用でき、特にα−アルミナを主成分とする不活性
耐火性担体が好ましい。担体の形状は球、半球、リン
グ、ペレット等があるが球ないし、リングが好ましい。
また、その平均粒径は1/16〜1/2インチが好まし
く、特に3/16〜5/16インチが好ましい。担持さ
れる銀の量は触媒中に1〜20重量%でよく、特に5〜
15重量%の範囲が実質的に経済的である。
As the catalyst to be filled in the reaction part, any conventionally known silver catalyst can be used, but the specific surface area is 20 m 2 / g or less, preferably 0.01 to 10 m 2 / g, and the apparent porosity is 20% by volume. As mentioned above, it is preferable to deposit and support a trace amount of metallic silver on an inert refractory carrier of preferably 30 to 70% by volume, and at least one alkali metal selected from cesium, potassium and rubidium as a reaction accelerator,
It is preferable to add at least one selected from alkaline earth metals, thallium, antimony, tin and the like. As the carrier material, an inert refractory carrier such as alumina, silica-alumina, silicon carbide, zirconia or magnesia can be used, and an inert refractory carrier containing α-alumina as a main component is particularly preferable. The shape of the carrier includes spheres, hemispheres, rings, pellets and the like, but spheres or rings are preferred.
The average particle size is preferably 1/16 to 1/2 inch, and particularly preferably 3/16 to 5/16 inch. The amount of silver supported may be 1 to 20% by weight in the catalyst, especially 5 to
The range of 15% by weight is practically economical.

【0025】本発明をさらに詳しく説明するために、図
面により説明する。図面は銀触媒の存在下、エチレンを
分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化する際の実施態
様および使用される装置の一を示すもので、本発明を拘
束するものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the drawings. The drawings show one embodiment of the catalytic vapor phase oxidation of ethylene with a molecular oxygen-containing gas in the presence of a silver catalyst and one of the apparatuses used, and the present invention is not restricted thereto.

【0026】図1において、多数の反応管で構成され、
かつ反応管の入口部に不活性物質を充填した充填した予
熱部4、反応管の入口部と出口部の間に銀触媒を充填し
た反応部5、または反応管の出口部に不活性充填物を充
填した不活性充填物充填部6を設けた縦型多管式熱交換
型反応器2の反応管3に、エチレン、酸素、炭酸ガス、
窒素およびアルゴン、メタン、エタン、二塩化エタン等
の反応抑制剤等を含む温度100〜200℃、好ましく
は150〜190℃の原料ガスは原料ガス供給導管1よ
り導入され、予熱部4、反応部5および不活性充填物充
填部6を経て、反応生成ガス導管7を通して200〜3
00℃、好ましくは210〜280℃の反応生成ガスが
冷却のための冷却器11に送られる。
In FIG. 1, a large number of reaction tubes are provided,
In addition, the preheating section 4 filled with an inert substance at the inlet of the reaction tube, the reaction section 5 filled with a silver catalyst between the inlet and the outlet of the reaction tube, or the inert filler at the outlet of the reaction tube In the reaction tube 3 of the vertical multitubular heat exchange reactor 2 provided with the inert packing material filling section 6 filled with ethylene, oxygen, carbon dioxide gas,
A raw material gas containing nitrogen and a reaction inhibitor such as argon, methane, ethane, ethane dichloride and the like at a temperature of 100 to 200 ° C., preferably 150 to 190 ° C. is introduced from a raw material gas supply conduit 1, a preheating part 4, a reaction part. 200 to 3 through the reaction product gas conduit 7 via
The reaction product gas at 00 ° C., preferably 210 to 280 ° C., is sent to the cooler 11 for cooling.

【0027】本発明は多数の反応管3で構成され、かつ
反応管の入口部に不活性物質を充填した充填した予熱部
4、反応管の入口部と出口部の間に銀触媒を充填した反
応部5、または反応管の出口部に不活性充填物を充填し
た不活性充填物充填部6を設けた縦型多管式熱交換型反
応器2の銀触媒を充填した反応部5に隣接せずに離れた
ところに反応生成ガスを冷却するための冷却器11を設
置したプロセスまたは縦型多管式熱交換型反応器2の銀
触媒を充填した不活性充填物充填部6に隣接せずに離れ
たところに反応生成ガスを冷却するための冷却器を設置
したプロセスに有効である。冷却器11は、熱回収のた
めのボイラー、反応器に供給する原料ガスと反応生成ガ
スとを熱交換するための熱交換器、水および空気等によ
る冷却器等がある。
The present invention is composed of a large number of reaction tubes 3, and a preheating section 4 in which the inlet of the reaction tube is filled with an inert substance, and a silver catalyst is filled between the inlet and the outlet of the reaction tube. Adjacent to the reaction section 5 or the reaction section 5 of the vertical multitubular heat exchange reactor 2 provided with the inert packing filling section 6 filled with the inert packing at the exit of the reaction tube Without adjoining it, a process in which a cooler 11 for cooling the reaction product gas is installed in a separate place, or adjacent to the inert packing filling part 6 filled with the silver catalyst in the vertical multitubular heat exchange type reactor 2. Instead, it is effective for a process in which a cooler for cooling the reaction product gas is installed at a remote place. The cooler 11 includes a boiler for recovering heat, a heat exchanger for exchanging heat between the raw material gas supplied to the reactor and the reaction product gas, a cooler using water, air, or the like.

【0028】本発明の不活性ガスの供給は、縦型多管式
熱交換型反応器2の反応管出口より下流の熱交換器11
の間の200〜300℃の反応生成ガス流帯域に設置さ
れる作業用のマンホール、安全弁、破裂板、圧力計、温
度計および配管部の熱応力による破壊防止のためのエク
スパンションジョイントなどの反応生成ガスの滞留部に
不活性ガスを供給することができる。図1においては、
エクスパンションジョイント8のガス滞留部9に不活性
ガス供給導管より不活性ガスを供給するものである。
The inert gas is supplied to the heat exchanger 11 downstream of the reaction tube outlet of the vertical multitubular heat exchange reactor 2 according to the present invention.
Between the reaction product gas flow zone of 200-300 ° C between the working space, the safety valve, the rupture plate, the pressure gauge, the thermometer and the expansion joint for preventing the destruction of the piping due to the thermal stress An inert gas can be supplied to the gas retention part. In FIG.
The inert gas is supplied to the gas retention portion 9 of the expansion joint 8 from the inert gas supply conduit.

【0029】本発明の反応器の反応管出口より下流20
0〜300℃の反応生成ガス流帯域に存在するガス滞留
部には網、ポールリング、ラシヒリング、サドル形状の
不活性物質を充填することができる。
Downstream from the reaction tube outlet of the reactor of the present invention 20
The gas retention portion existing in the reaction product gas flow zone of 0 to 300 ° C. can be filled with a net, pole ring, Raschig ring, or saddle-shaped inert substance.

【0030】図2は、本発明の他の実施態様を示すもの
で、反応器2の下部のマンホール14にガス滞留部12
が形成され、不活性ガス供給導管13より不活性ガスが
ガス滞留部に供給される。なお、同図において、図1と
同一の符号は同一部材を表わす。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which the gas retention part 12 is provided in the manhole 14 at the bottom of the reactor 2.
Is formed, and the inert gas is supplied to the gas retention portion from the inert gas supply conduit 13. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same members.

【0031】[0031]

【作用】本発明は、前記したエチレンと分子状酸素によ
り接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する際の反
応器の反応管出口部より下部でかつ熱交換器までの間の
反応生成ガス流帯域に存在するに存在するガス滞留部に
おいて異常燃焼反応の発生を解消するとともに、熱効率
の安定を図り、不純物であるアセトアルデヒドへの異性
化反応を抑制する効果を増大させることができる作用を
提供するものである。
According to the present invention, the reaction product gas flow zone below the outlet of the reaction tube of the reactor and up to the heat exchanger at the time of producing ethylene oxide by catalytic gas-phase oxidation with ethylene and molecular oxygen described above. Presenting the effect of eliminating the occurrence of abnormal combustion reaction in the gas retention portion existing in, and stabilizing the thermal efficiency and increasing the effect of suppressing the isomerization reaction to acetaldehyde which is an impurity Is.

【0032】[0032]

【実施例】以下、実施例により、この発明をさらに詳し
く説明する。しかし、この実施例は発明の一態様であっ
て、この発明を規制するものではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, this embodiment is one aspect of the invention and does not limit the invention.

【0033】実施例1 図1において、エチレン20容量%、分子状酸素8容量
%および二酸化炭素6容量%を含む温度180℃に予熱
された2.36MPaの原料ガスは原料ガス供給導管1
を通して縦型多管式熱交換型反応器2の反応管3に空間
速度5000hr-1の割合で導入し、不活性物質を充填
した予熱部4、銀触媒を充填した反応部5および不活性
物質充填部6を経て、生成エチレンオキシド2容量%を
含む242℃の反応生成ガスを反応生成ガス導管7を通
して冷却器11に送った。
Example 1 In FIG. 1, a source gas of 2.36 MPa preheated to a temperature of 180 ° C. containing 20% by volume of ethylene, 8% by volume of molecular oxygen and 6% by volume of carbon dioxide is a source gas supply conduit 1
Through the reaction tube 3 of the vertical multitubular heat exchange reactor 2 at a space velocity of 5000 hr −1 , a preheating part 4 filled with an inert substance, a reaction part 5 filled with a silver catalyst and an inert substance. The reaction product gas at 242 ° C. containing 2% by volume of produced ethylene oxide was sent to the cooler 11 through the reaction product gas conduit 7 via the filling section 6.

【0034】一方、多管式熱交換型反応器2の反応管出
口の反応生成ガス導管7と反応生成ガス導管10の間に
設置される配管熱応力防止用エクスパンションジョイン
ト部8のガス滞留部9(φ650mm×660mm、
0.22m3 )(温度242℃)に不活性ガス供給導管
10を通して窒素ガスを供給した。1000時間運転
後、配管熱応力防止用エクスパンションジョイント8の
下流側の反応生成ガス導管7で分析をした結果、一酸化
炭素0.05容量ppm、アルデヒド2容量ppmであ
った。またガス滞留部7を解放点検した結果、炭化物の
付着生成はなかった。結果は表1に示す。
On the other hand, the gas retention part 9 of the expansion joint part 8 for preventing thermal stress in the pipe installed between the reaction product gas conduit 7 and the reaction product gas conduit 10 at the reaction tube outlet of the multitubular heat exchange type reactor 2. (Φ650mm × 660mm,
0.22 m 3 ) (temperature 242 ° C.) was supplied with nitrogen gas through the inert gas supply conduit 10. After 1000 hours of operation, analysis was conducted in the reaction product gas conduit 7 on the downstream side of the expansion joint 8 for preventing thermal stress on pipes. As a result, carbon monoxide was 0.05 ppm by volume and aldehyde was 2 ppm by volume. Further, as a result of open inspection of the gas retention part 7, no adhesion formation of carbide was found. The results are shown in Table 1.

【0035】比較例1 実施例1において、配管熱応力防止用エクスパンション
ジョイント部8のガス滞留部9に不活性ガス供給導管1
0を通して窒素ガスを供給しない以外は実施例1と同様
に行なった。13時間運転後、突然反応生成ガスの温度
が316℃まで上昇したため緊急運転停止した。配管熱
応力防止用エクスパンションジョイント8の下流側の反
応生成ガス導管7で分析した結果、一酸化炭素5000
容量ppm、アルデヒド(アセトアルデヒドとして)1
000容量ppmであった。またガス滞留部9を解放点
検した結果、炭化物の付着生成が見られた。結果は表1
に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 In Example 1, the inert gas supply conduit 1 was installed in the gas retention portion 9 of the expansion joint portion 8 for preventing thermal stress on piping.
Example 1 was repeated except that the nitrogen gas was not supplied through 0. After operating for 13 hours, the temperature of the reaction product gas suddenly rose to 316 ° C., and the emergency operation was stopped. As a result of analysis in the reaction product gas conduit 7 on the downstream side of the expansion joint 8 for preventing thermal stress in the pipe, carbon monoxide 5000
Volume ppm, aldehyde (as acetaldehyde) 1
It was 000 ppm by volume. Further, as a result of open inspection of the gas retention section 9, adhesion formation of carbide was observed. The results are shown in Table 1.
Shown in.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】実施例2 図2において、エチレン20容量%、分子状酸素8容量
%および二酸化炭素6容量%を含む温度180℃に予熱
された2.36MPaの原料ガスは原料ガス供給導管1
を通して縦型多管式熱交換型反応器2の反応管3に空間
速度5000hr-1の割合で導入し、不活性物質を充填
した予熱部4、銀触媒を充填した反応部5を経て、生成
エチレンオキシド2容量%を含む244℃の反応生成ガ
スを反応生成ガス導管7を通して冷却器(図示してな
い)に送った。
Example 2 In FIG. 2, a source gas of 2.36 MPa preheated to a temperature of 180 ° C. containing 20% by volume of ethylene, 8% by volume of molecular oxygen and 6% by volume of carbon dioxide is a source gas supply conduit 1.
Is introduced into the reaction tube 3 of the vertical multitubular heat exchange reactor 2 at a space velocity of 5000 hr −1 , and is produced through a preheating section 4 filled with an inert substance and a reaction section 5 filled with a silver catalyst. A 244 ° C. reaction product gas containing 2% by volume of ethylene oxide was sent through a reaction product gas conduit 7 to a cooler (not shown).

【0038】一方、多管式熱交換型反応器2の反応管出
口と反応生成ガス導管7の間に設置されるマンホール1
4のガス滞留部12(φ600mm×600mm、0.
17m3 )に不活性ガス供給導管13を通して炭酸ガス
を供給した。1200時間運転後、マンホール8の下流
側の反応生成ガス導管7で分析をした結果、一酸化炭素
0.05容量ppm以下、アルデヒド2容量ppmであ
った。またガス滞留部12を解放点検した結果、炭化物
の付着生成はなかった。結果は表2に示す。
On the other hand, the manhole 1 installed between the reaction tube outlet of the multi-tube heat exchange reactor 2 and the reaction product gas conduit 7.
4 gas retention section 12 (φ600 mm × 600 mm, 0.
Carbon dioxide gas was supplied to 17 m 3 ) through an inert gas supply conduit 13. After running for 1200 hours, the reaction product gas conduit 7 on the downstream side of the manhole 8 analyzed the results and found that carbon monoxide was 0.05 ppm by volume or less and aldehyde was 2 ppm by volume. In addition, as a result of open inspection of the gas retention section 12, no adhesion formation of carbide was found. The results are shown in Table 2.

【0039】比較例2 実施例2において、マンホール14のガス滞留部12に
不活性ガス供給導管13を通して炭酸ガスを供給しない
以外は実施例2と同様に行なった。20時間運転後、突
然反応生成ガスの温度が314℃まで上昇したため緊急
運転停止した。マンホール14のガス滞留部12の下流
側の反応生成ガス導管7で分析した結果、一酸化炭素6
000容量ppm、アルデヒド(アセトアルデヒドとし
て)1300容量ppmであった。またガス滞留部9を
解放点検した結果、炭化物の付着生成が見られた。結果
は表2に示す。
Comparative Example 2 The same procedure as in Example 2 was carried out except that carbon dioxide gas was not supplied to the gas retention portion 12 of the manhole 14 through the inert gas supply conduit 13. After 20 hours of operation, the temperature of the reaction product gas suddenly rose to 314 ° C., so the emergency operation was stopped. As a result of analysis in the reaction product gas conduit 7 on the downstream side of the gas retention section 12 of the manhole 14, carbon monoxide 6
000 volume ppm and aldehyde (as acetaldehyde) were 1300 volume ppm. Further, as a result of open inspection of the gas retention section 9, adhesion formation of carbide was observed. The results are shown in Table 2.

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は前記したエチレンと分子状酸素
により接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する際
の反応器の反応管出口部に存在する200〜300℃の
高温部より下流でかつ冷却器までの間の反応生成ガス流
帯域に存在するガス滞留部において異常燃焼反応の発生
を解消するとともに、熱効率の安定を図り、不純物であ
るアセトアルデヒドへの異性化反応を抑制する効果を増
大させることができる効果を有する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, the above-mentioned high temperature portion of 200 to 300 ° C., which is present at the outlet of the reaction tube of the reactor at the time of catalytic vapor phase oxidation with ethylene and molecular oxygen to produce ethylene oxide, is cooled and cooled. Eliminate the occurrence of abnormal combustion reaction in the gas retention area that exists in the reaction product gas flow zone up to the reactor, stabilize the thermal efficiency, and increase the effect of suppressing the isomerization reaction to acetaldehyde which is an impurity It has the effect that

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】は、本発明によるエチレンオキシド製造方法の
一実施態様を示した説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a method for producing ethylene oxide according to the present invention.

【図2】は、本発明によるエチレンオキシド製造方法の
他の実施態様を示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the method for producing ethylene oxide according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:原料ガス供給導管、 2:縦型多管式熱交換型反応器、 3:反応管、 4:予熱部、 5:反応部、 6:不活性物質充填部、 7:反応生成ガス導管、 8:配管熱応力防止用エクスパンションジョイント、 9,12:ガス滞留部、 10,13:不活性ガス供給導管、 11:冷却器、 14:マンホール。 1: raw material gas supply conduit, 2: Vertical multi-tube heat exchange reactor, 3: reaction tube, 4: Preheating section, 5: Reaction part, 6: Inert substance filling section, 7: reaction product gas conduit, 8: Expansion joint for preventing thermal stress in piping, 9, 12: gas retention section, 10, 13: inert gas supply conduit, 11: cooler, 14: Manhole.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−117217(JP,A) 欧州特許出願公開567273(EP,A 1) 米国特許4206128(US,A) 米国特許4879396(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 301/08 C07D 303/04 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) Reference JP-A-5-117217 (JP, A) European Patent Application Publication 567273 (EP, A 1) US Patent 4206128 (US, A) US Patent 4879396 (US, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C07D 301/08 C07D 303/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エチレンを分子状酸素含有ガスにより反
応圧力0.59〜4.02MPaで接触気相酸化してエ
チレンオキシドを製造する際に使用する反応器の反応管
出口より下流でかつ冷却器までの間の反応生成ガス流帯
域に存在する作業用マンホール、安全弁、破裂板、圧力
計、温度計およびエクスパンションジョイントより群か
ら選ばれた少なくとも一つのガス滞留部に不活性ガス
を供給することにより生成するエチレンオキシドのアセ
トアルデヒドへの異性化反応を抑制することを特徴とす
るエチレンオキシドの製造方法。
1. A reactor used for producing ethylene oxide by catalytic vapor phase oxidation of ethylene with a molecular oxygen-containing gas at a reaction pressure of 0.59 to 4.02 MPa, downstream of the reaction tube outlet of the reactor and to a cooler. Manholes, safety valves, rupture discs, pressures in the reaction product gas flow zone between
More than a meter, thermometer and expansion joint
At least one gas retention portion selected et method of ethylene oxide which comprises suppressing the isomerization reaction to ethylene oxide of acetaldehyde generation by supplying an inert gas.
【請求項2】 該ガス滞留部の温度が200〜300℃
である請求項1に記載の方法。
2. The temperature of the gas retention section is 200 to 300 ° C.
The method of claim 1, wherein
【請求項3】 該ガスの該滞留部における滞留時間が1
2時間以内である請求項1または2に記載の方法。
3. The residence time of the gas in the retention section is 1
The method according to claim 1 or 2 , which is within 2 hours.
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