JP4103416B2 - How to start up the reactor - Google Patents

How to start up the reactor Download PDF

Info

Publication number
JP4103416B2
JP4103416B2 JP2002069820A JP2002069820A JP4103416B2 JP 4103416 B2 JP4103416 B2 JP 4103416B2 JP 2002069820 A JP2002069820 A JP 2002069820A JP 2002069820 A JP2002069820 A JP 2002069820A JP 4103416 B2 JP4103416 B2 JP 4103416B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactor
temperature
tube
heat medium
reaction tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002069820A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2003265948A (en
Inventor
修平 矢田
公克 神野
寧之 小川
芳郎 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2002069820A priority Critical patent/JP4103416B2/en
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to EP03700524.6A priority patent/EP1471046B1/en
Priority to AU2003201861A priority patent/AU2003201861A1/en
Priority to ES11160182.9T priority patent/ES2547074T3/en
Priority to CNA2004100749312A priority patent/CN1597080A/en
Priority to EP11160182.9A priority patent/EP2361899B1/en
Priority to CNA2004100749331A priority patent/CN1597081A/en
Priority to PCT/JP2003/000160 priority patent/WO2003059857A1/en
Priority to ES03700524T priority patent/ES2719089T3/en
Priority to BRPI0306797A priority patent/BRPI0306797B1/en
Priority to CNB038021722A priority patent/CN1277790C/en
Publication of JP2003265948A publication Critical patent/JP2003265948A/en
Priority to US10/887,868 priority patent/US7144557B2/en
Priority to US11/049,106 priority patent/US7297814B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4103416B2 publication Critical patent/JP4103416B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応器のスタートアップ方法に関し、詳しくは、例えば、接触気相酸化反応により(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクロレインを製造する際の酸化反応器に好適に使用される反応器のスタートアップ方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
常温で固体状の熱媒を循環させる方式のシェル−チューブ式反応器においては、反応器内で熱媒を循環させるために熱媒を凝固点以上の温度に維持して流動性を確保する必要がある。
【0003】
特開2001−310123号公報には、反応管と反応管内で発生した熱を除去するための反応管外側流体の導入口および導出口とを有する多管式反応器において、反応管側に温度100〜400℃のガスを導入して昇温し、次いで、加温した上記の熱媒を反応管外側に循環させることを特徴とする反応器のスタートアップ方法が提供されている。そして、上記の反応管側に導入されるガスとしては、反応管に内蔵した触媒や原料ガスと混合しても影響を与えないガス(例えば空気など)が選ばれることになっている。
【0004】
しかしながら、上記の様な方法では、反応管側に高温度のガスが大量に導入されるため、触媒の酸化状態が変化する。そのため、触媒の活性および選択率に影響を与え、結果として収率の低下や触媒のライフの低下を招くことがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、常温で固体状の熱媒を循環させる方式のシェル−チューブ式反応器において、触媒の活性に悪影響を与えることなく、効率的に反応器をスタートアップさせる方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、常温で固体状の熱媒を循環させる方式のシェル−チューブ式反応器であって、反応管と反応管内で発生した熱を除去するための反応管外側流体の導入口および導出口とを有するシェル−チューブ式反応器において、反応管外側に温度100〜400℃のガスを導入して昇温し、次いで、加温した上記の熱媒を反応管外側に循環させることを特徴とする反応器のスタートアップ方法に存する。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて説明する。図1は、本発明に係る反応器のスタートアップ方法の好ましい態様の一例を示すプロセス説明図である。
【0008】
本発明は、常温で固体状の熱媒を循環させる方式のシェル−チューブ式反応器であって、反応管と反応管内で発生した熱を除去するための反応管外側流体の導入口および導出口とを有するシェル−チューブ式反応器のスタートアップ方法である。
【0009】
先ず、本発明で使用するシェル−チューブ式反応器について説明する。シェル−チューブ式反応器としては、反応管と反応管内で発生した熱を除去するための反応管外側流体の導入口および導出口とを有する限り、公知の何れの反応器であってもよい。中でも、多管式反応器は反応器の容積当たりの反応効率が高いので好ましい。本発明で使用することが出来る多管式反応器は一般的には次の様な構造を有する。なわち、反応器シェルの上下に管板を設け、当該管板に両端を拘持させて複数の反応管を内蔵すると共に、反応管内で発生した熱を除去するため、反応器シェルの反応管外流体の導入口および導出口を有する。本発明においては、更に、反応器シェル内部を複数のチャンバーに仕切るための遮断版を内蔵してもよい。
【0010】
次に、本発明において反応管外流体として使用する熱媒について説明する。熱媒の凝固点は、通常50〜250℃、好ましくは130〜180℃である。斯かる熱媒としては、代表的にはナイターがある。ナイターは、化学反応の温度コントロールに使用される熱媒のうちで熱安定性に優れ、特に温度350〜550℃の高温における熱交換に最も優れた安定性を有する点で特に好ましい。ナイターは、いわゆる溶融塩であり、種々の組成を構成して凝固点も異なる。本発明において、何れの組成のナイターであっても、上記の凝固点を有する限り、好適に使用することが出来る。斯かるナイターに使用される化合物としては、硝酸ナトリウム、亜硝酸ナトリウム、硝酸カリウムがあり、これらを単独で又は2種以上を混合して使用することが出来る。
【0011】
次に、本発明に係る反応器のスタートアップ方法の特徴について説明する。本発明においては、反応器内の温度を予め熱媒体の凝固点以上にするため、反応管外側に温度100〜400℃のガスを導入して昇温する。すなわち、前記の公開公報に記載の方法の場合、反応器の昇温用ガスは、触媒が充填された反応管側に導入されるが、本発明の場合は反応管外側に導入される。この点に本発明の特徴があり、本発明に係る反応器のスタートアップ方法によれば、触媒に悪影響を与えることがない。上記の昇温用ガスとしては好適に空気が使用される。
【0012】
次に、図1に示すプロセスについて上記の昇温方法について説明する。図1において、符号(50)で示される反応器(リアクター)は、第1チャンバーと第2チャンバーとを有し、図示した例においては、プロセスガスはダウンフローで熱媒はアップフローで供給される。ライン(L1)、(L2)、(L3)、(L4)はプロセスラインを構成し、ライン(L6)、(L7)、(L8)、(L9)、(L10)、(L12)、(L13)、(L14)は熱媒ラインを構成し、ライン(L15)と(L16)は昇温の際に使用する放出ラインである。なお、図中、記号○●−及び●○−は、スペクタクルブラインド(SB)、いわゆる仕切板を表し、配管中にSBを挿入し、流路の開閉が行なわれる。上記の前者の記号は開状態、後者の記号は閉状態を表す。
【0013】
先ず、ライン(L3)にSB(61)を挿入し(即ち流路を閉状態とし)、通常運転時に使用される、反応器(50)の反応管側(触媒層)への供給ラインを閉とし、ライン(L5)のSB(62)及びSB(63)を外し(即ち流路を開状態とし)、ライン(L1)→ブロワー(10)→ライン(L2)→ライン(L5)→ライン(L6)→ヒーター(21)→ライン(L7)及びライン(L8)→タンク(30)→ライン(L9)から成る反応器(50)のシェル側のラインを確立する。なお、この際、ライン(L5)のバルブ(71)は閉状態とされている。また、ライン(L15)のSB(64)及びライン(L16)のバルブ(72)を開状態として導入したガスを放出する。
【0014】
次に、ブロワー(10)を起動し、ヒーター(21)により温度100〜400℃に加熱されたガスを反応器(50)の反応管外側に導入する。このガスにより、反応器(50)が昇温される。反応器(50)内の温度は、以降に循環される熱媒の凝固点以上になっていることが好ましく、使用する熱媒によって適宜選択できる。一般には、反応器(50)のシェル側が150〜250℃になるまで昇温すればよい。何故ならば、シェル側の温度が上記範囲内であれば、その後に熱媒を供給しても、熱媒の凝固点が50〜250℃であるため、熱媒の再凝固が生じることがないからである。この際、反応管側(触媒側)は空気雰囲気に保つことが好ましい。
【0015】
次に、ブロワー(10)を停止し、ライン(L5)のSB(62)、ライン(L15)のSB(63)を閉状態とし、ライン(L16)のバルブ(72)を開状態とし、ポンプ(41)及び(42)を起動し、反応器(50)の第1チャンバー(51)及び第2チャンバー(52)にそれぞれ熱媒を導入し、各チャンバー内で付属するポンプ(43)を使用して熱媒を循環させ、各チャンバー内の温度を上昇させる。
【0016】
上記の各操作は素早く行うことが好ましい。好ましくは1時間以内に行う。時間が掛かり過ぎる場合は、放熱によりシェル側の温度が下がってしまうため、熱媒を導入する際に熱媒が再凝固する恐れがある。
【0017】
常温で固体の熱媒を使用して熱交換を行う場合には、反応器(50)の使用後に熱媒をタンク(30)に全量回収することが多く、斯かる場合、熱媒は、反応器(50)内には残存せずにタンク(30)に収納されている。従って、タンク(30)内の熱媒が流動性を確保できる程度にヒーター(22)及び(23)で加温し、次いで、反応器(50)へ導入される。
【0018】
反応器(50)への熱媒の導入は次の様な2つのルートを通して行なわれる。すなわち、熱媒は、タンク(30)の熱媒ポンプ(41)により、ライン(L13)、(L14)、(L6)、(L7)を経て第1チャンバー(51)に供給され、また、タンク(30)の熱媒ポンプ(42)により、ライン(L12)及び(L10)を経て第2チャンバー(52)に供給される。
【0019】
次いで、反応器(50)に導入された熱媒は、付属するポンプ(43)によって各チャンバー内を循環させる。何故ならば、当初に加温した熱媒を導入し且つ循環させるだけでは反応器(50)内の温度を目的温度に昇温することが出来ない場合がある。そのため、熱媒を循環させ、ヒーター(21)で加温した後に再度反応器(50)に導入する。例えば、チャンバー1(51)及びライン(L8)から熱媒を導出させ、ポンプ(41)により、ヒーター(21)経由でライン(L7)を経て反応器(50)に導入する。
【0020】
上記の様にして、熱媒の循環により反応器(50)が必要な温度を確保できた場合は、原料ガスを反応管側(触媒側)に供給し、目的生成物の製造をスタートすることが出来る。
【0021】
本発明に係る反応器のスタートアップ方法は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクロレイン、メタアクロレインの製造に使用する反応器のスタートアップ方法として特に好ましい。その理由は次の通りである。すなわち、アクリル酸などは大量に生産され且つ使用される化合物であり、反応器もこれに応じて大型化する。従って、特に反応器を昇温することが困難だからである。本発明によれば、大型反応器を使用する際の反応器のスタートアップ時の昇温に特に適する。
【0022】
アクリル酸は、酸化触媒を充填させた公知の反応器に、プロピレン、プロパン、アクロレイン等を原料ガスとして供給し、接触気相酸化反応させて製造する。一般には、原料ガスに分子状酸素含有ガスと不活性ガスを所定量共存させて接触気相酸化反応を行う。例えば、原料ガスにプロピレンを使用した場合はアクロレインが生成され、次いで、これを更に接触気相酸化することによりアクリル酸が得られる。
【0023】
上記の二段接触気相酸化反応における前段および後段触媒としては公知の酸化触媒を使用することが出来る。また、触媒の形状についても特に限定されず、球場、円柱状、円筒状などとすることが出来る。また、充填の際に、固体不活性材料で触媒を希釈して充填してもよい。固体不活性材料としては、α−アルミナ、アランダム、ムライト、カーボランダム、ステンレススチール、銅、アルミニウム、セラミック等が挙げられる。
【0024】
【実施例】
以下、本発明を実施例により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、以下の実施例に限定されるものではない。
【0025】
実施例1
図1に示すプロセスを使用し、亜硝酸ナトリウム40重量%、硝酸ナトリウム7重量%、硝酸カリウム53重量%から成る組成のナイターを熱媒とし、反応管外側に導入する昇温用ガスとして空気を使用し、多管式反応器のスタートアップを行った。なお、ナイターはスタートアップ前にタンクに収納され反応器内には残存していない。また、使用した多管式反応器は、内径が4500mmの酸化反応器で、長さが4000mmの反応管13000本が上部管板と下部管板で支持された構造である。更に、下部300mmの位置に反応器内部を二つのチャンバーに仕切る遮断版が設けられている。
【0026】
先ず、ライン(L3)及び(L5)の各SB(61)及び(62)を切り替え、ブロワー(10)から反応器(50)へ導入されるラインを、ブロワー(10)からヒーター(21)へ送られるラインに切り替えた。そして、ブロワー(10)を起動し、空気を6t/hrの割合でヒーター(21)に供給して250℃まで予熱し、ライン(L7)及び/又はライン(L8)からタンク(30)及びライン(L9)を経由して酸化反応器(50)へ供給した。
【0027】
反応器(50)の温度が230℃になったところで、ブロワー(10)を停止し、上記の各SBを切り替えた。そして、予め、ヒーター(22)及び(23)で温度200℃に加熱しておいた熱媒をポンプ(41)及び(42)でタンク(30)より供給した。第1チャンバー(51)には、ポンプ(41)より、ライン(L13)、(L14)、(L6)、(L7)を経由して熱媒を供給し、第2チャンバー(52)には、ポンプ(42)より、ライン(L12)及び(L10)を経由して熱媒を供給した。
【0028】
次いで、反応器(50)に熱媒が導入された後に、ポンプ(43)を起動し、第1チャンバー(51)内の熱媒を循環させた。第1チャンバー(51)の温度調節は、反応器(50)からの熱媒をライン(L8)、(L13)、(L14)、(L6)を経由してヒーター(21)に供給し、ライン(L7)を経由して反応器(50)に循環することにより行なった。、第2チャンバー(52)の温度調節は、タンク(30)に付属したヒーター(23)で行なった。
【0029】
第1チャンバー(51)熱媒温度が330℃、第2チャンバー(52)の熱媒温度が230℃となり、所定の反応温度に達したため、ヒーター(21)の稼働を停止し、スタートアップを終了した。スタートアップに要した時間は40時間であった。
【0030】
実施例2
シェル−チューブ式反応器として次の構造のものを使用した。すなわち、ステンレススチール製の二重管構造であり、内管の内径が24mm、長さが3.5mの反応管であって、内管に触媒としてMo(12)Bi(5)Ni(3)Co(2)Fe(0.4)Na(0.2)B(0.4)K(0.1)Si(24)O(x)の組成の触媒を充填し(酸素の組成xは各金属の酸化状態によって定まる値である)、内管外管の間は熱媒体としてナイターを満たして撹拌によって均一温度を保ちうる様になされている。
【0031】
計装空気を1NL/hrの割合で反応管に供給し、シェル側の温度を250℃として、40時間保持した後、330℃のナイターを循環させ、原料としてプロピレンを9容量%含む原料ガスを供給した。プロピレン転化率は97%であり、アクロレインとアクリル酸の合計収率は92%であった。
【0032】
比較例1
実施例2において、内管(触媒層)に250℃に加温した窒素を20L/hrの割合で40時間供給した以外は、実施例2と同様の条件で反応を行った。この場合、プロピレン転化率を97%にするためには、ナイターの温度を340℃まで上げなければならなかった。
【0033】
比較例2
実施例2において、内管(触媒層)に250℃に加温した空気を20NL/hrの割合で40時間供給した以外は、実施例2と同様の条件で反応を行った。この場合、触媒の活性が変わり、暴走反応が起き、反応を停止しなければならなかった。
【0034】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、常温で固体状の熱媒を循環させる方式のシェル−チューブ式反応器において、触媒の活性に悪影響を与えることなく、効率的に反応器をスタートアップさせる方法が提供され、本発明の工業的価値は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る反応器のスタートアップ方法の好ましい態様の一例を示すプロセス説明図
【符号の説明】
10:ブロワー
21、22、23:ヒーター
30:タンク
41、42、43:ポンプ
50:反応器
51:第1チャンバー
52:第2チャンバー
L1、L2、L3、L4:プロセスライン
L6、L7、L8、L9、L10、L12、L13、L14:熱媒ライン
L15、L16:昇温の際に使用する放出ライン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reactor start-up method, and more specifically, for example, a reactor suitably used as an oxidation reactor when producing (meth) acrylic acid and / or (meth) acrolein by a catalytic gas phase oxidation reaction. Is related to the startup method.
[0002]
[Prior art]
In a shell-tube reactor that circulates a solid heat medium at room temperature, it is necessary to maintain fluidity by maintaining the heat medium at a temperature above the freezing point in order to circulate the heat medium in the reactor. is there.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-310123 discloses a multi-tube reactor having a reaction tube and an inlet and an outlet for a fluid outside the reaction tube for removing heat generated in the reaction tube. There is provided a reactor start-up method characterized by introducing a gas at ˜400 ° C. to raise the temperature, and then circulating the heated heat medium outside the reaction tube. As the gas introduced to the reaction tube side, a gas (for example, air) that is not affected even when mixed with a catalyst or a raw material gas built in the reaction tube is selected.
[0004]
However, in the method as described above, since a large amount of high temperature gas is introduced into the reaction tube side, the oxidation state of the catalyst changes. Therefore, the activity and selectivity of the catalyst are affected, and as a result, the yield and catalyst life may be reduced.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to efficiently perform a shell-tube reactor in which a solid heat medium is circulated at room temperature without adversely affecting the activity of the catalyst. Is to provide a way to start up the reactor.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the gist of the present invention is a shell-tube reactor that circulates a solid heat medium at room temperature, and introduces a reaction tube and a reaction tube outer fluid for removing heat generated in the reaction tube. In a shell-tube reactor having a mouth and an outlet, a gas having a temperature of 100 to 400 ° C. is introduced to the outside of the reaction tube to raise the temperature, and then the heated heating medium is circulated to the outside of the reaction tube. Reactor start-up method characterized by this.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a process explanatory diagram showing an example of a preferred embodiment of a reactor start-up method according to the present invention.
[0008]
The present invention is a shell-tube reactor of a system in which a solid heat medium is circulated at room temperature, and is an inlet and outlet for a reaction tube and a fluid outside the reaction tube for removing heat generated in the reaction tube. Is a start-up method of a shell-tube reactor having
[0009]
First, the shell-tube reactor used in the present invention will be described. As the shell-tube type reactor, any known reactor may be used as long as it has a reaction tube and an introduction port and a discharge port for fluid outside the reaction tube for removing heat generated in the reaction tube. Among these, a multi-tube reactor is preferable because of high reaction efficiency per volume of the reactor. The multitubular reactor that can be used in the present invention generally has the following structure. That is, a tube plate is provided above and below the reactor shell, and both ends are held by the tube plate, and a plurality of reaction tubes are built in, and the reaction tube of the reactor shell is used to remove heat generated in the reaction tube. It has an inlet and outlet for external fluid. In the present invention, a blocking plate for partitioning the inside of the reactor shell into a plurality of chambers may be further incorporated.
[0010]
Next, the heat medium used as the fluid outside the reaction tube in the present invention will be described. The freezing point of the heat medium is usually 50 to 250 ° C, preferably 130 to 180 ° C. As such a heat medium, there is typically a nighter. The nighter is particularly preferable in that it has excellent thermal stability among the heating media used for temperature control of chemical reaction, and particularly has the most excellent stability for heat exchange at a high temperature of 350 to 550 ° C. The nighter is a so-called molten salt, which has various compositions and different freezing points. In the present invention, any type of nighter can be suitably used as long as it has the above freezing point. As compounds used in such nighters, there are sodium nitrate, sodium nitrite, and potassium nitrate, and these can be used alone or in admixture of two or more.
[0011]
Next, features of the reactor start-up method according to the present invention will be described. In the present invention, in order to make the temperature in the reactor higher than the freezing point of the heat medium in advance, the temperature is raised by introducing a gas having a temperature of 100 to 400 ° C. outside the reaction tube. That is, in the case of the method described in the above-mentioned publication, the temperature raising gas of the reactor is introduced to the reaction tube side filled with the catalyst, but in the present invention, it is introduced to the outside of the reaction tube. This is a feature of the present invention, and the reactor start-up method according to the present invention does not adversely affect the catalyst. Air is preferably used as the temperature raising gas.
[0012]
Next, the above temperature raising method for the process shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, a reactor (reactor) denoted by reference numeral (50) has a first chamber and a second chamber. In the illustrated example, the process gas is supplied by down flow and the heat medium is supplied by up flow. The Lines (L1), (L2), (L3), and (L4) constitute a process line, and lines (L6), (L7), (L8), (L9), (L10), (L12), (L13) ) And (L14) constitute a heating medium line, and lines (L15) and (L16) are discharge lines used for raising the temperature. In the figure, symbols ●-and ○-represent spectacle blinds (SB), so-called partition plates, in which SB is inserted into the piping to open and close the flow paths. The former symbol represents an open state, and the latter symbol represents a closed state.
[0013]
First, SB (61) is inserted into the line (L3) (that is, the flow path is closed), and the supply line to the reaction tube side (catalyst layer) of the reactor (50) used during normal operation is closed. SB (62) and SB (63) of line (L5) are removed (that is, the flow path is opened), line (L1) → blower (10) → line (L2) → line (L5) → line ( Establish a shell-side line of reactor (50) consisting of L6) → heater (21) → line (L7) and line (L8) → tank (30) → line (L9). At this time, the valve (71) of the line (L5) is closed. Further, the introduced gas is released by opening the SB (64) of the line (L15) and the valve (72) of the line (L16).
[0014]
Next, the blower (10) is started, and the gas heated to a temperature of 100 to 400 ° C. by the heater (21) is introduced outside the reaction tube of the reactor (50). This gas raises the temperature of the reactor (50). The temperature in the reactor (50) is preferably equal to or higher than the freezing point of the heat medium circulated thereafter, and can be appropriately selected depending on the heat medium used. Generally, the temperature may be increased until the shell side of the reactor (50) reaches 150 to 250 ° C. This is because, if the temperature on the shell side is within the above range, even if a heating medium is supplied thereafter, the freezing point of the heating medium does not occur because the freezing point of the heating medium is 50 to 250 ° C. It is. At this time, the reaction tube side (catalyst side) is preferably maintained in an air atmosphere.
[0015]
Next, the blower (10) is stopped, the SB (62) of the line (L5), the SB (63) of the line (L15) are closed, the valve (72) of the line (L16) is opened, and the pump (41) and (42) are started, a heating medium is introduced into each of the first chamber (51) and the second chamber (52) of the reactor (50), and the attached pump (43) is used in each chamber. Then, the heat medium is circulated to increase the temperature in each chamber.
[0016]
Each of the above operations is preferably performed quickly. Preferably it is performed within 1 hour. If it takes too much time, the temperature on the shell side decreases due to heat dissipation, and thus the heat medium may be solidified again when the heat medium is introduced.
[0017]
When heat exchange is performed using a solid heat medium at room temperature, the heat medium is often recovered in the tank (30) after the use of the reactor (50). It does not remain in the vessel (50) but is stored in the tank (30). Accordingly, the heating medium in the tank (30) is heated by the heaters (22) and (23) to such an extent that fluidity can be secured, and then introduced into the reactor (50).
[0018]
The introduction of the heat medium into the reactor (50) is performed through the following two routes. That is, the heat medium is supplied to the first chamber (51) via the lines (L13), (L14), (L6), and (L7) by the heat medium pump (41) of the tank (30). The heat medium pump (42) of (30) supplies the second chamber (52) via the lines (L12) and (L10).
[0019]
Next, the heat medium introduced into the reactor (50) is circulated in each chamber by an attached pump (43). This is because it may not be possible to raise the temperature in the reactor (50) to the target temperature simply by introducing and circulating the heat medium initially heated. Therefore, the heating medium is circulated, heated by the heater (21), and then introduced again into the reactor (50). For example, the heat medium is led out from the chamber 1 (51) and the line (L8), and introduced into the reactor (50) via the heater (21) and the line (L7) by the pump (41).
[0020]
As described above, when the required temperature of the reactor (50) can be secured by circulating the heat medium, the raw material gas is supplied to the reaction tube side (catalyst side) and the production of the target product is started. I can do it.
[0021]
The reactor start-up method according to the present invention is particularly preferable as a reactor start-up method used for production of, for example, acrylic acid, methacrylic acid, acrolein, and methacrolein. The reason is as follows. That is, acrylic acid or the like is a compound that is produced and used in large quantities, and the reactor size is increased accordingly. Therefore, it is particularly difficult to raise the temperature of the reactor. According to the present invention, it is particularly suitable for raising the temperature at the start-up of the reactor when using a large reactor.
[0022]
Acrylic acid is produced by supplying propylene, propane, acrolein or the like as a raw material gas to a known reactor filled with an oxidation catalyst, and performing a catalytic gas phase oxidation reaction. In general, the catalytic gas phase oxidation reaction is carried out in the presence of a predetermined amount of molecular oxygen-containing gas and inert gas in the raw material gas. For example, when propylene is used as the raw material gas, acrolein is produced, and then acrylic acid is obtained by further catalytic vapor phase oxidation.
[0023]
A publicly known oxidation catalyst can be used as the pre-stage and post-stage catalyst in the above two-stage catalytic gas phase oxidation reaction. Further, the shape of the catalyst is not particularly limited, and may be a ball field, a columnar shape, a cylindrical shape, or the like. Further, at the time of filling, the catalyst may be diluted and filled with a solid inert material. Examples of the solid inert material include α-alumina, alundum, mullite, carborundum, stainless steel, copper, aluminum, ceramic and the like.
[0024]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
[0025]
Example 1
Using the process shown in FIG. 1, a nighter having a composition of 40% by weight of sodium nitrite, 7% by weight of sodium nitrate and 53% by weight of potassium nitrate is used as a heating medium, and air is used as a temperature raising gas introduced outside the reaction tube. The multi-tube reactor was started up. The nighter is stored in the tank before startup and does not remain in the reactor. The used multitubular reactor is an oxidation reactor having an inner diameter of 4500 mm, and has a structure in which 13,000 reaction tubes having a length of 4000 mm are supported by an upper tube plate and a lower tube plate. Further, a blocking plate for partitioning the inside of the reactor into two chambers is provided at a position 300 mm below.
[0026]
First, the SBs (61) and (62) of the lines (L3) and (L5) are switched, and the line introduced from the blower (10) to the reactor (50) is changed from the blower (10) to the heater (21). Switched to the line to be sent. Then, the blower (10) is started, air is supplied to the heater (21) at a rate of 6 t / hr to preheat up to 250 ° C., and the tank (30) and the line from the line (L7) and / or the line (L8) It was supplied to the oxidation reactor (50) via (L9).
[0027]
When the temperature of the reactor (50) reached 230 ° C., the blower (10) was stopped and the above SBs were switched. And the heat medium heated beforehand at the temperature of 200 degreeC with the heaters (22) and (23) was supplied from the tank (30) with the pumps (41) and (42). A heat medium is supplied to the first chamber (51) from the pump (41) via the lines (L13), (L14), (L6), and (L7), and the second chamber (52) The heat medium was supplied from the pump (42) via the lines (L12) and (L10).
[0028]
Next, after the heat medium was introduced into the reactor (50), the pump (43) was started to circulate the heat medium in the first chamber (51). The temperature of the first chamber (51) is adjusted by supplying the heating medium from the reactor (50) to the heater (21) via the lines (L8), (L13), (L14), and (L6). This was done by circulating to reactor (50) via (L7). The temperature of the second chamber (52) was adjusted with the heater (23) attached to the tank (30).
[0029]
Since the heat medium temperature of the first chamber (51) was 330 ° C. and the heat medium temperature of the second chamber (52) was 230 ° C. and reached a predetermined reaction temperature, the operation of the heater (21) was stopped and the start-up was completed. . The startup took 40 hours.
[0030]
Example 2
A shell-tube reactor having the following structure was used. That is, it is a stainless steel double tube structure, an inner tube having an inner diameter of 24 mm and a length of 3.5 m, and Mo (12) Bi (5) Ni (3) as a catalyst in the inner tube. Packed with a catalyst of the composition Co (2) Fe (0.4) Na (0.2) B (0.4) K (0.1) Si (24) O (x) (the oxygen composition x is a value determined by the oxidation state of each metal. In other words, the inner tube and the outer tube are filled with a nighter as a heat medium so that a uniform temperature can be maintained by stirring.
[0031]
Instrument air is supplied to the reaction tube at a rate of 1 NL / hr, the temperature on the shell side is 250 ° C. and held for 40 hours, a night gas at 330 ° C. is circulated, and a raw material gas containing 9% by volume of propylene is used as a raw material. Supplied. The propylene conversion was 97%, and the total yield of acrolein and acrylic acid was 92%.
[0032]
Comparative Example 1
In Example 2, the reaction was performed under the same conditions as in Example 2 except that nitrogen heated to 250 ° C. was supplied to the inner tube (catalyst layer) at a rate of 20 L / hr for 40 hours. In this case, the temperature of the nighter had to be raised to 340 ° C. in order to achieve a propylene conversion of 97%.
[0033]
Comparative Example 2
In Example 2, the reaction was performed under the same conditions as in Example 2 except that air heated to 250 ° C. was supplied to the inner tube (catalyst layer) at a rate of 20 NL / hr for 40 hours. In this case, the activity of the catalyst changed, a runaway reaction occurred, and the reaction had to be stopped.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, there is provided a method for efficiently starting up a reactor without adversely affecting the activity of the catalyst in a shell-tube reactor that circulates a solid heat medium at room temperature. Therefore, the industrial value of the present invention is remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process explanatory diagram showing an example of a preferred embodiment of a reactor start-up method according to the present invention.
10: Blower 21, 22, 23: Heater 30: Tank 41, 42, 43: Pump 50: Reactor 51: First chamber 52: Second chamber L1, L2, L3, L4: Process lines L6, L7, L8, L9, L10, L12, L13, L14: Heat medium lines L15, L16: Release lines used for raising the temperature

Claims (3)

常温で固体状の熱媒を循環させる方式のシェル−チューブ式反応器であって、反応管と反応管内で発生した熱を除去するための反応管外側流体の導入口および導出口とを有するシェル−チューブ式反応器において、反応管外側に温度100〜400℃のガスを導入して昇温し、次いで、加温した上記の熱媒を反応管外側に循環させることを特徴とする反応器のスタートアップ方法。A shell-tube reactor that circulates a solid heat medium at room temperature, and has a reaction tube and an inlet and a discharge port for a fluid outside the reaction tube for removing heat generated in the reaction tube -In a tube reactor, a gas having a temperature of 100 to 400 ° C is introduced to the outside of the reaction tube to raise the temperature, and then the heated heating medium is circulated to the outside of the reaction tube. Startup method. 常温で固体状の熱媒が凝固点50〜250℃の熱媒である請求項1記載の方法。The method according to claim 1, wherein the heating medium solid at normal temperature is a heating medium having a freezing point of 50 to 250 ° C. シェル−チューブ式反応器が多管式反応器である請求項1又は2に記載の方法。The process according to claim 1 or 2, wherein the shell-tube reactor is a multi-tube reactor.
JP2002069820A 2002-01-11 2002-03-14 How to start up the reactor Expired - Lifetime JP4103416B2 (en)

Priority Applications (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002069820A JP4103416B2 (en) 2002-03-14 2002-03-14 How to start up the reactor
CNB038021722A CN1277790C (en) 2002-01-11 2003-01-10 Multipipe reactor, vapor phase catalytic oxidation method using multipipe reactor, and start-up method applied to multipipe reactor
ES11160182.9T ES2547074T3 (en) 2002-01-11 2003-01-10 Steam phase catalytic oxidation method using a multitubular heat exchanger type reactor
CNA2004100749312A CN1597080A (en) 2002-01-11 2003-01-10 Vapor phase catalytic oxidation method using multipipe reactor
EP11160182.9A EP2361899B1 (en) 2002-01-11 2003-01-10 Vapor phase catalytic oxidation method using a multitube reactor of the heat-exchange type
CNA2004100749331A CN1597081A (en) 2002-01-11 2003-01-10 Start-up method applied to pipe reactor
EP03700524.6A EP1471046B1 (en) 2002-01-11 2003-01-10 Use of a multitube reactor for production of (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid
ES03700524T ES2719089T3 (en) 2002-01-11 2003-01-10 Use of a multitubular reactor for the production of (meth) acrolein and / or (meth) acrylic acid
BRPI0306797A BRPI0306797B1 (en) 2002-01-11 2003-01-10 multitubular reactor, and catalytic oxidation methods in vapor phase and for starting a shell-tube reactor
AU2003201861A AU2003201861A1 (en) 2002-01-11 2003-01-10 Multipipe reactor, vapor phase catalytic oxidation method using multipipe reactor, and start-up method applied to multipipe reactor
PCT/JP2003/000160 WO2003059857A1 (en) 2002-01-11 2003-01-10 Multipipe reactor, vapor phase catalytic oxidation method using multipipe reactor, and start-up method applied to multipipe reactor
US10/887,868 US7144557B2 (en) 2002-01-11 2004-07-12 Multitube reactor, vapor phase catalytic oxidation method using the multitube reactor, and start up method applied to the multitube reactor
US11/049,106 US7297814B2 (en) 2002-01-11 2005-02-03 Multitube reactor, vapor phase catalytic oxidation method using the multitube reactor, and start up method applied to the multitube reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002069820A JP4103416B2 (en) 2002-03-14 2002-03-14 How to start up the reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003265948A JP2003265948A (en) 2003-09-24
JP4103416B2 true JP4103416B2 (en) 2008-06-18

Family

ID=29200551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002069820A Expired - Lifetime JP4103416B2 (en) 2002-01-11 2002-03-14 How to start up the reactor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4103416B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005336085A (en) * 2004-05-26 2005-12-08 Mitsubishi Chemicals Corp Method for producing (meth)acrylic acid or (meth)acrolein
JP5107084B2 (en) * 2008-02-12 2012-12-26 三菱レイヨン株式会社 Method for producing methacrylic acid
JP2009262136A (en) * 2008-03-31 2009-11-12 Mitsubishi Chemicals Corp Start-up method of plate reactor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2003265948A (en) 2003-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5318795B2 (en) Reactor system
JP3948798B2 (en) Acrylic acid production method
US7144557B2 (en) Multitube reactor, vapor phase catalytic oxidation method using the multitube reactor, and start up method applied to the multitube reactor
CN1083421C (en) Catalytic gas-phase oxidation of acrolein to acrylic acid
WO2005115608A1 (en) Heat exchange reactor
JP3732080B2 (en) Catalytic gas phase oxidation reactor
JP4103416B2 (en) How to start up the reactor
JP3884967B2 (en) Method for producing methacrylic acid
US20080021238A1 (en) Apparatus For (Meth) Acrylic Acid Production And Process For Producing (Meth) Acrylic Acid
JP4163021B2 (en) Vapor phase catalytic oxidation method using multi-tube heat exchanger type reactor
JP2005330205A (en) Method for producing (meth)acrolein or (meth)acrylic acid
JP2010132584A (en) Method for operating vapor-phase oxidation reaction by using multitubular heat exchanger-type reactor
WO2005110591A1 (en) Pilot test method for multitubular reactor
TW201400450A (en) Process for producing alkyl methacrylate
US20080228001A1 (en) Process for Producing (Meth)Acrylic Acid or (Meth)Acrolein
JP5171031B2 (en) Reactor for catalytic gas phase oxidation and method for producing acrylic acid using the same
JP5614062B2 (en) Start-up method for gas phase catalytic oxidation reaction and method for producing (meth) acrylic acid using the same
CN109071393B (en) Process for producing unsaturated aldehyde and unsaturated carboxylic acid
CN108884006B (en) Restarting method
JP5107084B2 (en) Method for producing methacrylic acid
JP2008024644A (en) Fixed bed reaction apparatus and use thereof
JP5606692B2 (en) Method for producing (meth) acrylic acid
JP4163895B2 (en) Method for producing (meth) acrolein and (meth) acrylic acid
KR100992173B1 (en) Shell-and-tube heat exchanger type reactor and method of producing unsaturated aldehyde and/or unsaturated fatty acid using the same
JP2009183887A (en) Corrosion prevention method for multitubular reactor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040928

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4103416

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110404

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130404

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140404

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term