JP5272998B2 - Packing method in plate reactor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for uniformly charging a granular filler into the clearances between heat transfer plates of a plate type reactor. <P>SOLUTION: In the charging of the granular filler into the clearances between the heat transfer plates of the plate type reactor, when the repose angle of the filler is expressed by &theta;(&deg;C), the distance from a charging position of the filler in the axial direction of the heat transfer plate to the end of filling zone is expressed by B (m) and !0% (m) of the designed value of the height of the maximum point of a filler layer is expressed by E, the filler is charged from a charging position where B is equal to or below E/tan &theta;. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に、粒子状の触媒や不活性粒子等の充填物を充填する方法に関する。   The present invention relates to a method of filling a gap between heat transfer plates in a plate reactor with a packing material such as a particulate catalyst or inert particles.

粒子状の触媒の存在下においてガス状の原料物質から気相接触反応によって反応生成物を得るための反応器としては、多管式反応器やプレート式反応器が知られている。このうち、プレート式反応器としては、例えば、ガス状の原料を反応させるための反応容器と、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートとを有し、前記伝熱プレートは、断面形状の周縁又は端縁で連結している複数の伝熱管を含み、前記伝熱管が鉛直方向に連結するように前記反応容器に設けられるプレート式反応器が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As a reactor for obtaining a reaction product by a gas phase catalytic reaction from a gaseous raw material in the presence of a particulate catalyst, a multitubular reactor or a plate reactor is known. Among these, as the plate reactor, for example, it has a reaction vessel for reacting gaseous raw materials, and a plurality of heat transfer plates provided side by side in the reaction vessel, the heat transfer plate, A plate-type reactor is known that includes a plurality of heat transfer tubes connected at the peripheral edge or edge of a cross-sectional shape, and is provided in the reaction vessel so that the heat transfer tubes are connected in the vertical direction (for example, Patent Documents). 1).

前記多管式反応器では、反応管に粒子状の触媒が充填される。多管式反応器では比較的細い管に触媒を充填するため、触媒はその流動性に関わらず反応管内に十分均一に充填されやすい。   In the multitubular reactor, the reaction tube is filled with a particulate catalyst. In a multi-tubular reactor, a catalyst is filled in a relatively thin tube, so that the catalyst is easily and sufficiently packed in the reaction tube regardless of its fluidity.

一方、前記プレート式反応器では、隣り合う伝熱プレート間の隙間に粒子状の触媒が充填される。プレート式反応器では、伝熱プレート間の隙間に触媒が充填されることから、充填の際に触媒が伝熱管の軸方向に流動する。このため、伝熱プレート間の隙間において、伝熱管の軸方向における複数の位置から触媒を投入すると、投入位置の間隔によっては、伝熱プレート間の隙間に触媒が均一に充填されず、一つの隙間における充填層の頂面の位置のばらつきが大きくなることがある。このようなばらつきは、プレート式反応器を気相接触反応に用いたときの反応の制御に影響を及ぼすことが懸念される。   On the other hand, in the plate reactor, a particulate catalyst is filled in a gap between adjacent heat transfer plates. In the plate reactor, since the catalyst is filled in the gap between the heat transfer plates, the catalyst flows in the axial direction of the heat transfer tube during filling. For this reason, when the catalyst is introduced from a plurality of positions in the axial direction of the heat transfer tube in the gap between the heat transfer plates, the catalyst is not uniformly filled in the gap between the heat transfer plates depending on the interval between the input positions. Variation in the position of the top surface of the packed bed in the gap may become large. It is feared that such a variation affects the control of the reaction when the plate reactor is used for the gas phase catalytic reaction.

特開2004−202430号公報JP 2004-202430 A

本発明は、プレート式反応器に粒子状の充填物を充填する際に、伝熱プレート間の隙間に充填物を均一に充填することができる方法を提供する。   The present invention provides a method that can uniformly fill the gaps between the heat transfer plates when the plate-type reactor is filled with the particulate packing.

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行い、充填する粒子状の充填物の安息角と、伝熱管の軸方向における充填物の投入位置の間隔との関係に着目し、本発明を完成させるに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies, paying attention to the relationship between the angle of repose of the particulate filler to be filled and the interval between the filling positions in the axial direction of the heat transfer tube. The invention has been completed.

より詳しくは、プレート式反応器の伝熱プレート間の隙間への充填物の投入位置の間隔は、充填する充填物の流動性による。充填物の流動性を充填物の安息角で規定すると、充填物の投入位置の間隔は、充填する充填物の安息角に関係する。   More specifically, the interval of the charging position of the packing material into the gap between the heat transfer plates of the plate reactor depends on the fluidity of the packing material to be packed. When the fluidity of the packing is defined by the angle of repose of the packing, the interval between the charging positions of the packing is related to the angle of repose of the packing to be filled.

例えば図1に示すように、安息角が小さい充填物を適当な間隔で伝熱プレート間の隙間に投入すると、充填物は均一に充填される。また図2に示すように、安息角が大きい充填物を比較的狭い間隔で伝熱プレート間の隙間に投入すると、やはり充填物は均一に充填される。一方で、安息角が小さくとも、充填物の投入位置の間隔を広くしすぎると、図3に
示すように、充填物は不均一に充填される。また図4に示すように、充填物の安息角が大きい場合では、充填物の投入位置の間隔をさほど広くしなくても、充填物は不均一に充填される。なお、図1〜図4中の矢印は前記隙間への充填物の投入位置を表す。
For example, as shown in FIG. 1, when a filling material having a small angle of repose is introduced into the gap between the heat transfer plates at an appropriate interval, the filling material is uniformly filled. In addition, as shown in FIG. 2, when a filling material having a large angle of repose is introduced into the gap between the heat transfer plates at a relatively narrow interval, the filling material is also uniformly filled. On the other hand, even if the angle of repose is small, if the interval between the charging positions of the packing is too wide, the packing is filled unevenly as shown in FIG. As shown in FIG. 4, when the angle of repose of the filling is large, the filling is unevenly filled even if the interval between the filling positions is not so wide. In addition, the arrow in FIGS. 1-4 represents the injection | throwing-in position of the filling material to the said clearance gap.

そこで、本発明では、プレート式反応器の伝熱プレート間の隙間への充填物の充填において、安息角で規定される充填物の流動性に基づき、前記隙間に投入されて流動する充填物によって十分に均一な充填層が形成される特定の位置から前記隙間へ充填物を投入する。   Therefore, in the present invention, in the filling of the packing into the gap between the heat transfer plates of the plate reactor, based on the flowability of the packing specified by the angle of repose, the packing is charged into the gap and flows. The filler is put into the gap from a specific position where a sufficiently uniform packed layer is formed.

すなわち本発明は、原料を反応させるための反応容器と、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートとを有し、前記伝熱プレートは、断面形状の周縁又は端縁で連結している複数の伝熱管を含み、前記伝熱管が鉛直方向に連結するように前記反応容器に設けられ、隣り合う伝熱プレート間の隙間に粒子状の充填物を投入して前記隙間に充填層を形成する、プレート式反応器における充填物の充填方法であって、一箇所の投入位置から前記隙間へ前記充填物を充填したときに前記隙間において充填層が形成される区画を充填区画とし、前記充填物の安息角をθ(°)、前記伝熱管の軸方向における前記充填物の投入位置から前記充填区画の端までの距離をB(m)、前記充填層の最高点の高さの設定値の10%をE(m)としたときに、下記式(1)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入する、プレート式反応器における充填物の充填方法を提供する。
B≦E/tanθ (1)
That is, the present invention has a reaction vessel for reacting raw materials and a plurality of heat transfer plates provided side by side in the reaction vessel, and the heat transfer plates are connected by a peripheral edge or an edge of a cross-sectional shape. A plurality of heat transfer tubes that are provided in the reaction vessel so that the heat transfer tubes are connected in a vertical direction, and a particulate filler is introduced into a gap between adjacent heat transfer plates, and a packed bed is formed in the gap. Forming a packing in a plate-type reactor, a section where a packed bed is formed in the gap when the packing is filled into the gap from a single charging position, The repose angle of the packing is θ (°), the distance from the charging position to the end of the packing section in the axial direction of the heat transfer tube is B (m), and the height of the highest point of the packed bed is When 10% of the set value is E (m) In addition, the present invention provides a packing method in a plate reactor in which the packing is introduced into the gap so as to satisfy the following formula (1).
B ≦ E / tan θ (1)

また本発明は、前記伝熱管の軸方向における複数の位置から一つの前記充填区画に前記充填物を充填する方法であって、隣り合う前記投入位置間の距離をA(m)としたときに、さらに下記式(2)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入する、前記充填方法を提供する。
A≦2×E/tanθ (2)
Further, the present invention is a method of filling the filling material into a single filling section from a plurality of positions in the axial direction of the heat transfer tube, wherein the distance between adjacent charging positions is A (m). Furthermore, the filling method is provided in which the filler is introduced into the gap so as to satisfy the following formula (2).
A ≦ 2 × E / tan θ (2)

また本発明は、前記プレート式反応器が、前記隙間に鉛直方向に沿って配置されて前記隙間を鉛直方向に区切る仕切りをさらに有し、前記充填区画が前記仕切りによって形成される区画である前記充填方法を提供する。   In the present invention, the plate reactor further includes a partition that is disposed in the gap along the vertical direction and divides the gap in the vertical direction, and the filling section is a section formed by the partition. A filling method is provided.

また本発明は、前記伝熱管の軸方向における前記充填区画の長さが0.05m〜2mである前記充填方法を提供する。   Moreover, this invention provides the said filling method whose length of the said filling division in the axial direction of the said heat exchanger tube is 0.05m-2m.

また本発明は、前記充填物が粒子状の触媒及び不活性粒子の一方又は両方である前記充填方法を提供する。   In addition, the present invention provides the filling method, wherein the packing is one or both of a particulate catalyst and inert particles.

また本発明は、原料を反応させるための反応容器に並んで設けられる複数の伝熱プレートを有し、前記伝熱プレートが断面形状の周縁又は端縁で鉛直方向に連結している複数の伝熱管を含むプレート式反応器を用いて、原料から接触反応によって反応生成物を製造する方法であって、隣り合う伝熱プレート間の隙間に触媒を落下させることによって形成される触媒層に前記原料を通す工程と、前記伝熱管に所望の温度の熱媒を供給する工程とを含み、前記原料が、エチレン;炭素数3及び4の炭化水素、並びにターシャリーブタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種、又は炭素数3及び4の不飽和脂肪族アルデヒドからなる群から選ばれる少なくとも1種;炭素数4以上の脂肪族炭化水素;o−キシレン;オレフィン;カルボニル化合物;クメンハイドロパーオキサイド;ブテン;又はエチルベンゼン;であり、得られる前記反応生成物が、酸化エチレン;炭素数3及び4の不飽和脂肪族アルデヒド及び炭素数3及び4の不飽和脂肪酸の少なくとも一方;マレイン酸;フタル酸;パラフィン;アルコール;アセトン及びフェノール;ブタジエン;又はスチレン;である方法において、前記プレート式反応器に、前記の本発明の充填方法を用いる生
成物の製造方法を提供する。
The present invention also includes a plurality of heat transfer plates provided side by side in a reaction vessel for reacting raw materials, and the heat transfer plates are connected in the vertical direction at the periphery or edge of the cross-sectional shape. A method for producing a reaction product from a raw material by a catalytic reaction using a plate reactor including a heat pipe, wherein the raw material is formed on a catalyst layer formed by dropping the catalyst into a gap between adjacent heat transfer plates At least one selected from the group consisting of ethylene, hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms, and tertiary butanol, and a step of supplying a heat medium having a desired temperature to the heat transfer tube. Or at least one selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms; aliphatic hydrocarbons having 4 or more carbon atoms; o-xylene; olefins; Cumene hydroperoxide; butene; or ethylbenzene; and the reaction product obtained is ethylene oxide; at least one of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3 and 4 carbon atoms Maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; butadiene; or styrene; wherein the plate reactor is provided with a method for producing a product using the packing method of the present invention.

また本発明は、前記原料がプロピレン又はイソブチレンであり、分子状酸素含有ガスを用いてプロピレン又はイソブチレンを酸化し、(メタ)アクロレイン及び(メタ)アクリル酸の一方又は両方を製造する前記反応生成物の製造方法を提供する。   Further, the present invention provides the reaction product, wherein the raw material is propylene or isobutylene, and one or both of (meth) acrolein and (meth) acrylic acid is produced by oxidizing propylene or isobutylene using a molecular oxygen-containing gas. A manufacturing method is provided.

本発明は、前記式(1)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入することから、プレート式反応器に充填物を充填する際に、伝熱プレート間の隙間に充填物を均一に充填することができる。   In the present invention, since the packing is introduced into the gap so as to satisfy the formula (1), the packing is uniformly distributed in the gap between the heat transfer plates when filling the plate reactor. Can be filled.

また本発明は、前記伝熱管の軸方向における複数の位置から一つの前記充填区画に前記充填物を充填する場合に、前記式(2)をさらに満たすように前記充填物を前記隙間に投入することから、一充填区画に複数の投入位置から充填物を充填するプレート式反応器に充填物を充填する場合でも、伝熱プレート間の隙間に充填物を均一に充填することができる。   Further, according to the present invention, when the filling material is filled into one filling section from a plurality of positions in the axial direction of the heat transfer tube, the filling material is poured into the gap so as to further satisfy the formula (2). Therefore, even when the packing is filled in the plate reactor in which the packing is filled from a plurality of charging positions in one filling section, the packing can be uniformly filled in the gaps between the heat transfer plates.

また本発明では、前記プレート式反応器が、前記隙間に鉛直方向に沿って配置されて前記隙間を鉛直方向に区切る仕切りをさらに有し、前記充填区画が前記仕切りによって形成される区画であることが、伝熱プレート間の隙間に充填物を均一かつ容易に充填する観点からより効果的である。   In the present invention, the plate reactor further includes a partition that is disposed in the gap along the vertical direction and divides the gap in the vertical direction, and the filling section is a section formed by the partition. However, it is more effective from the viewpoint of filling the gap between the heat transfer plates uniformly and easily.

また本発明では、前記伝熱管の軸方向における前記充填区画の長さが0.05m〜2mであることが、伝熱プレート間の隙間に充填物を均一かつ容易に充填する観点からより効果的である。   In the present invention, the length of the filling section in the axial direction of the heat transfer tube is 0.05 m to 2 m, which is more effective from the viewpoint of filling the gap between the heat transfer plates uniformly and easily. It is.

また本発明では、前記充填物が粒子状の触媒及び不活性粒子の一方又は両方であることが、均一な充填層による気相接触反応を行う観点からより効果的である。   Moreover, in this invention, it is more effective from the viewpoint of performing the gas phase contact reaction by a uniform packed bed that the said packing is one or both of a particulate catalyst and an inert particle.

プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に適当な間隔で充填物が充填されてなる充填層の一例を伝熱プレート側から見たときの概略図である。It is the schematic when an example of the packed bed by which a packing is filled with the suitable space | interval in the clearance gap between the heat exchanger plates in a plate type reactor is seen from the heat exchanger plate side. プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に適当な間隔で充填物が充填されてなる充填層の他の例を伝熱プレート側から見たときの概略図である。It is the schematic when the other example of the packed bed by which a packing is filled with the suitable space | interval in the clearance gap between the heat exchanger plates in a plate type reactor is seen from the heat exchanger plate side. プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に不適当な間隔で充填物が充填されてなる充填層の一例を伝熱プレート側から見たときの概略図である。It is the schematic when an example of the packed bed by which a packing is filled with the gap | interval in the space | interval between heat-transfer plates in a plate-type reactor at an unsuitable space | interval is seen from the heat-transfer plate side. プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に不適当な間隔で充填物が充填されてなる充填層の他の例を伝熱プレート側から見たときの概略図である。It is the schematic when the other example of the packed bed by which a packing is filled with the gap | interval in the space | interval between heat exchanger plates in a plate type reactor at an unsuitable space | interval is seen from the heat exchanger plate side. 本発明のプレート式反応器の一例の要部を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the principal part of an example of the plate type reactor of this invention. 図5のプレート式反応器における伝熱プレートの間隔及び伝熱管の管径を説明する図である。It is a figure explaining the space | interval of the heat exchanger plate and the pipe diameter of a heat exchanger tube in the plate type reactor of FIG. 本発明のプレート式反応器の一実施の形態における構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure in one Embodiment of the plate-type reactor of this invention. 図7のプレート式反応器をA−A’線に沿って切断したときの断面を示す図である。It is a figure which shows a cross section when the plate type reactor of FIG. 7 is cut | disconnected along A-A 'line. 図7のプレート式反応器をB−B’線に沿って切断したときの断面を示す図である。It is a figure which shows a cross section when the plate type reactor of FIG. 7 is cut | disconnected along B-B 'line. 図7のプレート式反応器における熱媒混合装置の構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the structure of the heat medium mixing apparatus in the plate type reactor of FIG. 図7のプレート式反応器における仕切り7を示す図である。It is a figure which shows the partition 7 in the plate type reactor of FIG. 図7のプレート式反応器における通気栓8の斜視図である。It is a perspective view of the vent plug 8 in the plate type reactor of FIG. 仕切り7への通気栓8の係止状態を示す図である。It is a figure which shows the latching state of the vent plug 8 to the partition 7. FIG. 本発明に用いられる充填用器具の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the instrument for filling used for this invention. 本発明に用いられる充填用器具の他の例を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the other example of the filling instrument used for this invention. 本発明に用いられる充填用装置の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the apparatus for filling used for this invention. 本発明に用いられる充填用装置の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the apparatus for filling used for this invention. 複数の投入位置から伝熱プレート間の隙間に充填物が投入されてなる充填層の頂部を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the top part of the packed bed formed by the filling material being thrown into the clearance gap between heat-transfer plates from several injection | throwing-in positions. 本発明に用いられる分配装置の一例を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly an example of the distribution apparatus used for this invention.

本発明のプレート式反応器における充填物の充填方法は、一箇所の投入位置から前記隙間へ前記充填物を充填したときに前記隙間において充填層が形成される区画を充填区画とし、前記充填物の安息角をθ(°)、前記伝熱管の軸方向における前記充填物の投入位置から前記充填区画の端までの距離をB(m)、前記充填層の最高点の高さの設定値の10%をE(m)としたときに、下記式(1)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入する方法である。
B≦E/tanθ (1)
The packing method of the packing material in the plate reactor according to the present invention is a packing space in which a packing layer is formed in the gap when the packing material is charged into the gap from one charging position. The repose angle of θ (°), the distance from the filling position in the axial direction of the heat transfer tube to the end of the filling section is B (m), and the height of the highest point of the packed bed is set to In this method, when 10% is E (m), the filler is put into the gap so as to satisfy the following formula (1).
B ≦ E / tan θ (1)

前記投入位置は、前記隙間に投入される前記充填物の流れにおける前記端部側の側縁である。前記充填物の流れの幅が0.05m以下である場合は前記充填物の流れの中心としてもよい。前記充填物の流れの幅は、狭いと充填物の投入作業が容易になりやすく、広いと充填された充填物の均一性を高め易い。前記充填物の流れの幅は、投入作業の作業性の観点から、0.05m以下であることが好ましい。また、前記充填物の流れの幅は、充填された充填物の均一性の向上の観点から、0.1m以上であることが好ましく、0.15m以上であることがより好ましい。   The charging position is a side edge on the end side in the flow of the filling material charged into the gap. When the width of the flow of the packing is 0.05 m or less, the center of the flow of the packing may be used. If the width of the flow of the packing is narrow, the charging operation becomes easy, and if it is wide, the uniformity of the packed packing is easy to improve. The flow width of the packing is preferably 0.05 m or less from the viewpoint of workability of the charging operation. In addition, the width of the flow of the packing is preferably 0.1 m or more, and more preferably 0.15 m or more, from the viewpoint of improving the uniformity of the packed packing.

前記充填層の最高点とは、一充填区画に充填物が充填されたときの天面のうち最も高い位置である。一充填区画当たりにおける充填物の投入位置が一箇所である場合では、前記充填層の最高点の高さは投入位置における充填層の高さであり、一充填区画当たりにおける充填物の投入位置が複数である場合では、前記充填層の最高点の高さは、投入位置における充填層の高さのうちの最大値である。本発明では、充填層の高さの設定値は充填層の最高点の高さで設定する。例えば本発明において、充填層の高さの設定値を1.7mとすることは、充填層の最高点の高さを1.7mに設定していることを意味する。本発明では、充填物の充填は、充填層の最高点の高さの設定値と充填層の最高点の高さの実測値との差が、充填層の最高点の高さの設定値の5%以下となるように行われることが好ましく、3%以下となるように行われることがより好ましい。   The highest point of the packed bed is the highest position on the top surface when one filled section is filled with the filler. In the case where there is only one filling position per filling section, the highest height of the packed bed is the height of the filling layer at the filling position, and the filling position per filling section is In the case of a plurality, the height of the highest point of the packed bed is the maximum value of the height of the packed bed at the charging position. In the present invention, the set value of the height of the packed bed is set at the height of the highest point of the packed bed. For example, in the present invention, setting the height of the packed bed to 1.7 m means that the height of the highest point of the packed bed is set to 1.7 m. In the present invention, the filling of the packing is the difference between the set value of the highest point of the packed bed and the measured value of the highest point of the packed bed, which is the set value of the highest point of the packed bed. It is preferably performed so as to be 5% or less, and more preferably performed so as to be 3% or less.

前記Eは、前記充填層の最高点の高さの設定値の10%である。本発明におけるプレート式反応器は、例えば気相接触反応に好ましく用いられ、充填物には、通常、粒子状の触媒、又は粒子の触媒と不活性粒子との混合物が用いられる。前記の用途及び充填物においては、前記充填層の最高点の高さの設定値と充填層の高さの実測値との差は、充填物のさらなる均一な充填による使用時の圧力の均一化及び触媒性能の低下の抑制の観点から、前記設定値の5%以下の値であることが好ましく、3%以下の値であることがより好ましい。なお、前記Eが10%より大きくなると、前記の用途において、反応時の触媒層の圧力が不均一になり、局所的な反応物の吹き抜けが起こって反応物の転化率が低下し、目的物の収率が低下することがある。   The E is 10% of the set value of the height of the highest point of the packed bed. The plate reactor in the present invention is preferably used for, for example, a gas phase catalytic reaction, and a particulate catalyst or a mixture of particles and inert particles is usually used as the packing. In the above-mentioned use and packing, the difference between the set value of the height of the highest point of the packed bed and the measured value of the packed bed height is equalization of the pressure during use by further uniform packing of the packing. And from a viewpoint of suppression of the fall of catalyst performance, it is preferable that it is a value of 5% or less of the said setting value, and it is more preferable that it is a value of 3% or less. When E is larger than 10%, the pressure of the catalyst layer at the time of the reaction becomes non-uniform in the above-mentioned use, the local reactant blows out, and the conversion rate of the reactant is lowered. The yield of can be reduced.

前記Bは、E/tanθよりも大きいと、充填層の高さの実測値が前記Eよりも大きくなるおそれがある。前記BはE/tanθ以下であればよいが、Bが小さいと、充填され
た充填物の均一性の向上の観点から好ましいが、前記投入位置の数が多くなり、充填物の投入作業が煩雑になることがある。前記Bは、充填物の投入作業の作業性の観点から、0.5×E/tanθ以上であることが好ましく、0.75×E/tanθ以上であることがより好ましい。
If B is larger than E / tan θ, the measured value of the height of the packed bed may be larger than E. The B may be equal to or less than E / tan θ, but a small B is preferable from the viewpoint of improving the uniformity of the filled material, but the number of the charging positions increases, and the charging operation of the packing material is complicated. May be. B is preferably 0.5 × E / tan θ or more, and more preferably 0.75 × E / tan θ or more, from the viewpoint of workability of the charging operation.

前記充填区画への充填物の投入は、前記設定値の充填層を得るように行うことができる。このような充填区画への充填物の投入は、一充填区画において前記投入位置から充填物を投入したときに、前記投入位置において前記設定値の高さとなる充填物の投入量を求め、求められた投入量の充填物を前記投入位置から投入することによって行うことができる。前記投入量は、例えば前記充填区画の容積、触媒の空間密度、触媒の安息角、及び一充填区画における投入位置の数から求めることができる。   The filling material can be charged into the filling section so as to obtain a packed bed having the set value. The charging of the filling material into such a filling section is obtained by obtaining the amount of filling material having the set value height at the charging position when the filling material is charged from the charging position in one filling section. It is possible to carry out by charging a filling amount of the filling material from the charging position. The input amount can be obtained from, for example, the volume of the filling section, the spatial density of the catalyst, the angle of repose of the catalyst, and the number of input positions in one filling section.

又は、前記充填区画への充填物の投入は、実際の充填層の最高点の高さが前記設定値の高さになるまで充填物を前記投入位置から投入することによって行うことができる。このような充填区画への充填物の投入の終点は、伝熱プレートにおいて、前記設定値の高さとなる位置に印をつけ、伝熱プレートの上方から目視で、又は前記隙間へカメラを挿入して充填中の充填層の高さを観察することによって、又は充填物の投入に伴い上昇する充填層の天面の位置を検出する接触式のセンサを用いて、又は上方から棒状のものを充填層の天面に接触させて天面の位置を測定することで決定することができる。   Alternatively, the filling material can be charged into the filling section by charging the filling material from the charging position until the height of the highest point of the actual packed bed reaches the set value. The end point of charging of the filling material into such a filling section is marked on the heat transfer plate at the position where the set value is reached, and the camera is inserted into the gap visually from above the heat transfer plate. Fill the rod-shaped object by observing the height of the packed bed during filling, using a contact-type sensor that detects the position of the top surface of the packed bed that rises as the packing is charged, or from above It can be determined by measuring the position of the top surface in contact with the top surface of the layer.

形成された充填層の良否は、前記設定値と実測値との比較や、各充填区画内での充填物の充填高さの比較によって評価することができる。例えば形成された充填層は、充填層の最高点の高さの設定値に対する実測値の誤差が0〜10%以内であればよく、0〜5%以内であることがより好ましい。   The quality of the formed packed bed can be evaluated by comparing the set value with the actually measured value or by comparing the filling height of the filling material in each filling section. For example, the formed packed layer may have an error of an actually measured value with respect to a set value of the height of the highest point of the packed layer within 0 to 10%, and more preferably within 0 to 5%.

前記充填物を前記充填区画に投入する方法は、特に限定されない。このような方法としては、例えば、作業員による投入位置からの充填物の投入、及び、充填用の器具や装置を用いる投入位置からの充填物の投入が挙げられる。充填用の器具や装置には、多管式反応器の反応管への充填物の充填に用いられる器具や装置をそのまま、又は改良して用いることができる場合もある。   The method for putting the filler into the filling section is not particularly limited. As such a method, for example, charging of a filling material from a charging position by an operator and charging of a packing material from a charging position using a filling tool or apparatus can be cited. In some cases, the filling device or apparatus may be the same as or modified from the device or apparatus used to fill the reaction tube of the multi-tube reactor.

前記充填物を前記充填区画に投入する方法は、前記充填区画への充填物の供給速度を制御することができる方法であることが好ましく、また前記充填区画への充填物の供給量を制御することができる方法であることが好ましい。これらの観点から、ホッパのような容器とベルトコンベアのような速度を自在に調整することができる搬送装置とを有する充填用装置を用いて前記充填物を充填区画に投入することが好ましい。   It is preferable that the method of introducing the filling material into the filling compartment is a method capable of controlling the supply speed of the filling material into the filling compartment, and the supply amount of the filling material into the filling compartment is controlled. It is preferable that the method be able to. From these viewpoints, it is preferable to use a filling device having a container such as a hopper and a conveying device such as a belt conveyor that can freely adjust the speed, and the filling material is put into the filling section.

本発明において、一つの前記充填区画に複数の投入位置から前記充填物を充填する場合では、前記の式(1)に加えて以下の式(2)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入する。ここで下記式(2)中、Aは隣り合う前記投入位置間の距離(m)であり、隣り合う前記充填物の流れにおける隣り合う側縁間の距離を表す。
A≦2×E/tanθ (2)
In the present invention, when filling the filling material into a single filling section from a plurality of charging positions, the filling material is placed in the gap so as to satisfy the following equation (2) in addition to the equation (1). throw into. Here, in the following formula (2), A is a distance (m) between the adjacent charging positions, and represents a distance between adjacent side edges in the flow of the adjacent packing.
A ≦ 2 × E / tan θ (2)

前記Aが2×E/tanθよりも大きいと、充填層の高さの実測値が前記Eよりも大きくなるおそれがある。前記Aは2×E/tanθ以下であればよいが、Aが小さいと、Bと同様に、充填された充填物の均一性の向上の観点から好ましいが、前記投入位置の数が多くなり、充填物の投入作業が煩雑になることがある。前記Aは、充填物の投入作業の作業性の観点から、1×E/tanθ以上であることが好ましく、1.5×E/tanθ以上であることがより好ましい。   If A is larger than 2 × E / tan θ, the measured value of the height of the packed bed may be larger than E. The A may be 2 × E / tan θ or less, but if A is small, like B, it is preferable from the viewpoint of improving the uniformity of the filled material, but the number of charging positions increases, The filling operation may be complicated. A is preferably 1 × E / tan θ or more, and more preferably 1.5 × E / tan θ or more, from the viewpoint of workability of the charging operation.

本発明において、一つの充填区画に複数の投入位置から充填物を充填する場合では、充填物は一つの充填区画へ同時に投入される。ここで同時に投入とは、各投入位置において、同じ量の充填物が同じ速度で同時に投入され始めることを言う。各投入位置における充填物の投入量及び投入速度は、実質的に同じであればよく、例えば投入量は各投入位置における投入量の平均値に対して±10%以内であればよく、投入速度は、最も早く投入が終了した投入位置における投入時間に対して、最も遅く投入が終了した投入位置における投入時間が+10%以内であればよい。   In the present invention, when filling one filling section with a plurality of filling positions, the filling materials are simultaneously charged into one filling section. Here, simultaneous charging means that the same amount of filling material starts to be simultaneously charged at the same speed at each charging position. The charging amount and charging speed of the filling material at each charging position may be substantially the same. For example, the charging volume may be within ± 10% with respect to the average value of the charging volume at each charging position. May be within the range of + 10% of the loading time at the loading position at which the latest loading is completed with respect to the loading time at the loading position at which the loading is completed earliest.

前記充填区画は、前記伝熱プレート間の隙間における前記充填物を収容し得る一室である。前記充填区画は、前記隙間を鉛直方向に仕切る仕切りが前記隙間に設けられていない場合には前記隙間であり、前記仕切りが前記隙間に設けられている場合では、前記仕切りによって形成される一区画である。前記充填区画は、前記仕切りを前記隙間に設けることによって、伝熱管の軸方向における長さを調整することができる。伝熱管の軸方向における充填区画の長さは、短いと、充填物の投入位置を少なくしやすく、また容易に充填物を均一に充填しやすい。このように、伝熱管の軸方向における前記充填区画の長さは、充填物の均一な充填の作業性の観点から、0.05m〜2mであることが好ましく、0.1〜1mであることがより好ましく、0.2〜0.5mであることがさらに好ましい。   The filling section is a chamber that can accommodate the filling in a gap between the heat transfer plates. The filling section is the gap when a partition that partitions the gap in the vertical direction is not provided in the gap, and one section formed by the partition when the partition is provided in the gap. It is. The filling section can be adjusted in length in the axial direction of the heat transfer tube by providing the partition in the gap. When the length of the filling section in the axial direction of the heat transfer tube is short, it is easy to reduce the charging position of the packing material and to easily uniformly fill the packing material. As described above, the length of the filling section in the axial direction of the heat transfer tube is preferably 0.05 m to 2 m, and preferably 0.1 to 1 m from the viewpoint of workability of uniform filling of the packing. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 0.2-0.5 m.

伝熱プレートと仕切りによる充填区画の容積は、隙間への充填物の充填を区画単位で行い、充填物の正確かつ容易な充填を行う観点から、1〜100Lが好ましく、1.5〜30Lであることがより好ましく、2〜15Lであることが特に好ましい。   The volume of the filling section by the heat transfer plate and the partition is preferably 1 to 100 L, and preferably 1.5 to 30 L, from the viewpoint of performing filling of the filling into the gap in units of sections and performing accurate and easy filling of the packing. More preferably, it is particularly preferably 2 to 15 L.

前記充填物には、粒子状の充填物が用いられる。充填物は一種でも二種以上でもよい。二種以上の場合は混合もしくは積層して充填することができる。充填物は、プレート式反応器の用途に応じて選ばれる。充填物としては、例えば、一般に気相接触反応に用いられる粒子状の触媒及び不活性粒子が挙げられる。前記触媒としては、例えば特開2005−336142号公報に記載されているような、Mo−Bi系複合酸化物触媒、及びMo−V系複合酸化物触媒が挙げられる。また、前記不活性粒子としては、例えば、ムライト、アルミナ、シリコンカーバイド、シリカ、酸化ジルコニア、酸化チタン等の、プレート式反応器の使用条件において不活性な物質による粒子が挙げられる。   As the filler, a particulate filler is used. One kind or two or more kinds of fillers may be used. In the case of two or more kinds, they can be mixed or stacked and filled. The packing is selected according to the application of the plate reactor. Examples of the packing include particulate catalysts and inert particles that are generally used in gas phase catalytic reactions. Examples of the catalyst include a Mo-Bi composite oxide catalyst and a Mo-V composite oxide catalyst as described in JP-A-2005-336142. Examples of the inert particles include particles made of a substance that is inert under the use conditions of the plate reactor, such as mullite, alumina, silicon carbide, silica, zirconia oxide, and titanium oxide.

前記充填物の形状及び大きさは、前記伝熱プレートの隙間に充填可能な範囲から適宜に選ばれる。充填物の形状としては、例えば、球状、円柱状、円筒状、星型状、リング状、小片状、網状、及び不定形が挙げられる。充填物の大きさは、例えば充填物が触媒又は不活性粒子である場合では、最大粒径で1〜20mmであることが好ましく、3〜10mmであることがより好ましく、4〜8mmであることがさらに好ましい。   The shape and size of the filler are appropriately selected from a range that can be filled in the gaps of the heat transfer plates. Examples of the shape of the filler include a spherical shape, a columnar shape, a cylindrical shape, a star shape, a ring shape, a small piece shape, a net shape, and an indeterminate shape. For example, when the packing is a catalyst or an inert particle, the size of the packing is preferably 1 to 20 mm, more preferably 3 to 10 mm, and more preferably 4 to 8 mm. Is more preferable.

安息角とは、充填物の流動性の指標のひとつで、流動した又は流動直前の充填物の表面の水平面に対する角度によって表される。安息角が小さいほど充填物の流動性が高く、充填区画において充填物を均一に充填する観点から好ましい。このような観点から、充填物の安息角は60°以下であることが好ましく、55°以下であることがより好ましい。   The angle of repose is one of the indicators of the fluidity of the packing, and is represented by the angle of the surface of the packing that has flowed or just before flowing with respect to the horizontal plane. The smaller the angle of repose, the higher the fluidity of the filling, which is preferable from the viewpoint of uniformly filling the filling in the filling section. From such a point of view, the repose angle of the filler is preferably 60 ° or less, and more preferably 55 ° or less.

充填物の安息角は、流動性の異なる粒子の混合によって調整することができる。例えば充填物が粒子状の触媒や不活性粒子である場合では、流動性に優れるムライトボールのような不活性粒子を混合することによって充填物の流動性を高めることができる。   The angle of repose of the packing can be adjusted by mixing particles having different fluidity. For example, when the filler is a particulate catalyst or inert particles, the fluidity of the filler can be increased by mixing inert particles such as mullite balls having excellent fluidity.

充填物の安息角は、例えば十分量の充填物が収容された円筒状の容器を、適当な速度で転がした後に容器の回転を止めて、円筒内における充填物の一群の表面が水平面に対して形成する角度を安息角として求める、いわゆる傾斜法によって測定することができる。   The angle of repose of the packing is determined by, for example, rolling a cylindrical container containing a sufficient amount of packing at an appropriate speed and then stopping the rotation of the container so that the surface of the group of packings in the cylinder is flat relative to the horizontal plane. The angle formed can be measured by a so-called tilt method in which the angle of repose is obtained.

本発明の充填方法によって充填物が充填されたプレート式反応器は、粒子状の触媒を含む充填層を通過する流動性を有する原料を前記触媒の存在下で反応させる接触反応に用いることができる。原料としては、例えば液体や気体が挙げられる。またこのような接触反応は、使用する触媒や原料、及び反応条件に係る公知の技術に基づいて行うことができる。   The plate reactor filled with the packing by the packing method of the present invention can be used in a catalytic reaction in which a fluid raw material that passes through a packed bed containing a particulate catalyst is reacted in the presence of the catalyst. . Examples of the raw material include liquid and gas. Moreover, such a contact reaction can be performed based on a known technique relating to a catalyst and a raw material to be used and reaction conditions.

本発明によるプレート式反応器は、特に、原料が液である場合に比べて除熱のしにくいガスである場合に好適に用いることができる。また、本発明は、粒子状の触媒の存在下であって、伝熱管を流れる熱媒によって制御することができる、発熱を伴う気相接触反応又は吸熱を伴う気相接触反応によって生成物を生成する方法に適用することができる。   The plate reactor according to the present invention can be suitably used particularly when the raw material is a gas that is difficult to remove heat compared to the case where the raw material is a liquid. Further, the present invention produces a product by a gas phase catalytic reaction with heat generation or a gas phase catalytic reaction with endotherm, which can be controlled by a heat medium flowing in a heat transfer tube in the presence of a particulate catalyst. It can be applied to the method.

前記発熱を伴う気相接触反応としては、例えば、不飽和炭化水素及びそれに対応する不飽和アルデヒドの一方又は両方から前記不飽和アルデヒド及びそれに対応する不飽和カルボン酸の一方又は両方を生成する気相接触酸化反応が挙げられ、さら具体的には、例えば、プロピレン又はイソブチレンからアクロレイン及びアクリル酸又はメタクロレイン及びメタクリル酸を生成する気相接触酸化反応、及びアクロレイン又はメタクロレインからアクリル酸又はメタクリル酸を生成する気相接触酸化反応が挙げられる。   Examples of the gas phase catalytic reaction with exotherm include, for example, a gas phase that generates one or both of the unsaturated aldehyde and the corresponding unsaturated carboxylic acid from one or both of the unsaturated hydrocarbon and the corresponding unsaturated aldehyde. More specifically, for example, gas phase catalytic oxidation reaction that produces acrolein and acrylic acid or methacrolein and methacrylic acid from propylene or isobutylene, and acrylic acid or methacrylic acid from acrolein or methacrolein. Examples of the gas-phase catalytic oxidation reaction to be generated include.

また前記発熱を伴う接触反応で気相接触反応としては、例えば、炭素数3及び4の炭化水素、並びにターシャリーブタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種、又は、炭素数3及び4の不飽和脂肪族アルデヒドからなる群から選ばれる少なくとも1種と酸素から、炭素数3及び4の不飽和脂肪族アルデヒド及び炭素数3及び4の不飽和脂肪酸の少なくとも一方を生成する反応。炭素数4以上の脂肪族炭化水素と酸素からマレイン酸を生成する反応、o−キシレンと酸素からフタル酸を生成する反応、オレフィンの水素化によりパラフィンを生成する反応、ブテンの酸化脱水素によってブタジエンの生成する反応、エチレンと酸素から酸化エチレンを生成する反応、及び、カルボニル化合物の水素化によりアルコールを生成する反応が挙げられ、液相接触反応としてはクメンハイドロパーオキサイドの酸分解によりアセトンとフェノールを生成する反応、が挙げられる。   In addition, as the gas phase contact reaction in the contact reaction accompanied by heat generation, for example, at least one selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, or unsaturated compounds having 3 and 4 carbon atoms A reaction for producing at least one of an unsaturated aliphatic aldehyde having 3 and 4 carbon atoms and an unsaturated fatty acid having 3 and 4 carbon atoms from at least one selected from the group consisting of aliphatic aldehydes and oxygen. Reactions that produce maleic acid from aliphatic hydrocarbons with 4 or more carbon atoms and oxygen, reactions that produce phthalic acid from o-xylene and oxygen, reactions that produce paraffins by hydrogenation of olefins, butadiene by oxidative dehydrogenation of butene Reaction of producing ethylene oxide from ethylene and oxygen, and reaction of producing alcohol by hydrogenation of carbonyl compounds. Liquid phase contact reaction includes acetone and phenol by acid decomposition of cumene hydroperoxide. Reaction for producing.

また前記吸熱を伴う気相接触反応としては、例えば、エチルベンゼンの脱水素によりスチレンを生成する反応、が挙げられる。   Examples of the gas phase contact reaction with endotherm include a reaction for producing styrene by dehydrogenation of ethylbenzene.

本発明における反応生成物の製造方法は、前述した気相接触反応において本発明のプレート式反応器を用い、粒子状の触媒の存在下における気相接触反応によってメタクロレイン、アクロレイン、メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、フタル酸、スチレン、n−ブテン、イソブテン、n−ブタン、イソブタン、ブタジエン又は酸化エチレンを製造する。   The method for producing a reaction product in the present invention uses methacrolein, acrolein, methacrylic acid, acrylic resin by the gas phase catalytic reaction in the presence of a particulate catalyst using the plate reactor of the present invention in the above gas phase catalytic reaction. Acid, maleic acid, phthalic acid, styrene, n-butene, isobutene, n-butane, isobutane, butadiene or ethylene oxide are produced.

特に、気相接触反応であり、発熱が大きく除熱が重要であり、触媒の割れ・粉化等による差圧上昇によって反応収率の低下が著しい、プロピレン又はイソブチレンからアクロレイン及びアクリル酸又はメタクロレイン及びメタクリル酸を生成する気相接触酸化反応、及びアクロレイン又はメタクロレインからアクリル酸又はメタクリル酸を生成する気相接触酸化反応に、本発明によるプレート式反応器を用いることが好ましい。   In particular, it is a gas phase contact reaction, and it is very exothermic and heat removal is important, and the reaction yield decreases significantly due to the increase in differential pressure due to cracking and pulverization of the catalyst. It is preferable to use the plate reactor according to the present invention for the gas phase catalytic oxidation reaction for producing methacrylic acid and the gas phase catalytic oxidation reaction for producing acrylic acid or methacrylic acid from acrolein or methacrolein.

前記プレート式反応器には、ガス状の原料を反応させるための反応容器と、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートとを有し、前記伝熱プレートは、断面形状の周縁又は端縁で連結している複数の伝熱管を含み、前記伝熱管が鉛直方向に連結するように前記反応容器に設けられ、隣り合う伝熱プレート間の隙間に粒子状の充填物が投入されることによって前記隙間に充填層が形成されるプレート式反応器を用いることができる。   The plate reactor has a reaction vessel for reacting a gaseous raw material, and a plurality of heat transfer plates provided side by side in the reaction vessel, and the heat transfer plate has a cross-sectional periphery. Or a plurality of heat transfer tubes connected at the edges, provided in the reaction vessel so that the heat transfer tubes are connected in the vertical direction, and a particulate filler is introduced into the gap between adjacent heat transfer plates Accordingly, a plate reactor in which a packed bed is formed in the gap can be used.

前記プレート式反応器は、例えば図5に示す構造を有する。すなわち前記プレート式反応器は、対向して並ぶ伝熱プレート1を有する。伝熱プレート1は、伝熱プレート1の軸が鉛直方向に沿うように配置され、一方の伝熱プレート1の表面における凸縁が、他方の伝熱プレート1の表面における凹縁に対向するように配置されている。伝熱プレート1間の隙間には、触媒又は触媒及び不活性粒子の混合物が充填されることによって触媒層2が形成される。触媒層2には、上方から下方に向けて原料ガスが供給される。よって、対向する伝熱プレート1間の隙間の上端がガス入り口3であり、前記隙間の下端がガス出口4である。   The plate reactor has a structure shown in FIG. 5, for example. That is, the plate reactor has the heat transfer plates 1 arranged in opposition. The heat transfer plate 1 is arranged so that the axis of the heat transfer plate 1 is along the vertical direction, and the convex edge on the surface of one heat transfer plate 1 faces the concave edge on the surface of the other heat transfer plate 1. Is arranged. A catalyst layer 2 is formed by filling a gap between the heat transfer plates 1 with a catalyst or a mixture of a catalyst and inert particles. A raw material gas is supplied to the catalyst layer 2 from above to below. Therefore, the upper end of the gap between the opposed heat transfer plates 1 is the gas inlet 3, and the lower end of the gap is the gas outlet 4.

伝熱プレート1は、複数の伝熱管がその断面形状の周縁で連結する形状に形成されている。前記伝熱管には、水平方向の半径が異なる三種の伝熱管5−1〜5−3が用いられている。伝熱プレート1の軸方向において、前記半径が最も大きな伝熱管5−1は伝熱プレート1の上部に配置され、前記半径が二番目に大きな伝熱管5−2は伝熱プレート1の中部に配置され、前記半径が最も小さな伝熱管5−3は伝熱プレート1の下部に配置されている。   The heat transfer plate 1 is formed in a shape in which a plurality of heat transfer tubes are connected at the periphery of the cross-sectional shape. Three types of heat transfer tubes 5-1 to 5-3 having different radii in the horizontal direction are used for the heat transfer tubes. In the axial direction of the heat transfer plate 1, the heat transfer tube 5-1 having the largest radius is disposed at the top of the heat transfer plate 1, and the heat transfer tube 5-2 having the second largest radius is disposed in the middle of the heat transfer plate 1. The heat transfer tube 5-3 that is disposed and has the smallest radius is disposed below the heat transfer plate 1.

そして、触媒層2には、伝熱管5−1で挟まれ、幅が最も狭く、供給された原料ガスが最初に到達する第一反応帯域と、伝熱管5−2で挟まれ、幅が二番目に狭く、第一反応帯域を通ったガスが到達する第二反応帯域と、伝熱管5−3で挟まれ、幅が最も広く、第二反応帯域を通ったガスが到達する第三反応帯域とが形成される。   The catalyst layer 2 is sandwiched between the heat transfer tubes 5-1 and has the narrowest width. The first reaction zone where the supplied raw material gas reaches first and the heat transfer tubes 5-2 are sandwiched between the two layers. The second reaction zone where the gas that has passed through the first reaction zone reaches the second narrowest, and the third reaction zone that is sandwiched between the heat transfer tubes 5-3 and that has the widest width and that reaches the gas that has passed through the second reaction zone And are formed.

図5において、対向する伝熱プレート1はそれぞれ同じ構造である。また伝熱プレート1について、図6に示すように、Pは伝熱プレートの軸間の距離を表し、Hは伝熱管の水平方向における直径(波形に成形された板の貼り合わせによって形成されている伝熱管では波形の高さ)を表し、Lは伝熱管の鉛直方向における直径(波形に成形された板の貼り合わせによって形成されている伝熱管では波形の周期長)を表している。   In FIG. 5, the opposing heat transfer plates 1 have the same structure. As for the heat transfer plate 1, as shown in FIG. 6, P represents the distance between the axes of the heat transfer plate, and H is the diameter in the horizontal direction of the heat transfer tube (formed by laminating plates formed in a waveform. L represents the diameter in the vertical direction of the heat transfer tube (in the case of a heat transfer tube formed by laminating plates formed in a waveform, the waveform length).

前記反応容器には、ガス状の原料(原料ガス)が供給され、生成ガスが排出され、かつ複数の伝熱プレートが並んで収容される容器を用いることができる。プレート式反応器は一般に加圧条件下の雰囲気での反応に用いられることから、前記反応容器は常圧から3MPa(メガパスカル)、好ましくは常圧から1,000kPa(キロパスカル)、より好ましくは常圧から300kPaの内圧に耐えられる耐圧性の容器であることが好ましい。このような反応容器としては、例えば円筒又は円筒の一部を組み合わせてなるシェル、複数の伝熱プレートが収容されるように板部材によって内部が区切られたシェル、及び、複数の伝熱プレートが収容されるように平面の内面を構成する部材によって囲まれてなる筐体状の内部を有する容器等が挙げられる。   As the reaction vessel, a vessel in which a gaseous raw material (raw material gas) is supplied, a generated gas is discharged, and a plurality of heat transfer plates are accommodated side by side can be used. Since the plate reactor is generally used for the reaction in an atmosphere under a pressurized condition, the reaction vessel is from atmospheric pressure to 3 MPa (megapascal), preferably from atmospheric pressure to 1,000 kPa (kilopascal), more preferably A pressure-resistant container that can withstand an internal pressure from normal pressure to 300 kPa is preferable. As such a reaction container, for example, a shell formed of a cylinder or a part of a cylinder, a shell whose interior is divided by a plate member so as to accommodate a plurality of heat transfer plates, and a plurality of heat transfer plates Examples thereof include a container having a housing-like interior surrounded by a member constituting a flat inner surface so as to be accommodated.

伝熱プレートの枚数は、反応に用いられる触媒量によって決めることができ、反応生成物の工業的な製造の観点から、10〜300枚であることが好ましい。また対向する伝熱プレートの間隔は、充填物の大きさやプレート式反応器の用途に基づいて決めることができる。例えば伝熱プレートの間隔は、プレート式反応器が気相接触反応に用いられる場合では、気相接触反応に用いられる粒子状の触媒の一般的な大きさを考慮すると、伝熱プレート間の距離で10〜50mmであることが好ましく、20〜35mmであることがより好ましい。ここで、伝熱プレートの軸とは、伝熱プレートにおいて全ての伝熱管が一鉛直線上で連結している場合はこの鉛直線を言い、全ての伝熱管の連結部が一鉛直線上にない場合は、それらの水平方向における中点を通る鉛直線を言う。   The number of heat transfer plates can be determined by the amount of catalyst used in the reaction, and is preferably 10 to 300 from the viewpoint of industrial production of the reaction product. Moreover, the space | interval of the opposing heat exchanger plate can be determined based on the magnitude | size of a packing, and the use of a plate type reactor. For example, when the plate reactor is used for a gas phase catalytic reaction, the distance between the heat transfer plates is determined by considering the general size of the particulate catalyst used for the gas phase catalytic reaction. Is preferably 10 to 50 mm, and more preferably 20 to 35 mm. Here, the axis of the heat transfer plate means this vertical line when all the heat transfer tubes are connected on one vertical line in the heat transfer plate, and the connection part of all the heat transfer tubes is not on one vertical line Refers to the vertical line through the midpoint in their horizontal direction.

前記伝熱プレートは、断面形状の周縁又は端縁で連結している複数の伝熱管を含む。このように伝熱プレートは、並列する複数の伝熱管を含む板状体である。伝熱プレートにおいて、伝熱管は直接連結されていてもよいし、プレートやヒンジ等の適当な部材を介して
間接的に連結されていてもよい。伝熱プレートは、伝熱管の断面形状を二分割した形状が直接又は間接的に連結してなる形状に、プレス成形やロール成形によって二枚の鋼板を成形し、それぞれの鋼板を接合することによって形成されることが、高い精度で安価に伝熱プレートを得る観点から好ましい。また伝熱プレートは、単一の種類の伝熱管のみを含んでいてもよいし、断面形状が異なる複数種の伝熱管を含んでいてもよい。
The heat transfer plate includes a plurality of heat transfer tubes connected at a peripheral edge or an edge of a cross-sectional shape. Thus, the heat transfer plate is a plate-like body including a plurality of heat transfer tubes arranged in parallel. In the heat transfer plate, the heat transfer tubes may be directly connected or indirectly connected through an appropriate member such as a plate or a hinge. The heat transfer plate is formed by forming two steel plates by press forming or roll forming into a shape formed by directly or indirectly connecting the two divided shapes of the heat transfer tube, and joining the respective steel plates. Forming is preferable from the viewpoint of obtaining a heat transfer plate with high accuracy and low cost. The heat transfer plate may include only a single type of heat transfer tube, or may include a plurality of types of heat transfer tubes having different cross-sectional shapes.

前記伝熱プレートは、前記伝熱管が鉛直方向に連結するように前記反応容器に設けられる。前記伝熱プレートにおいて、前記伝熱管の軸と鉛直方向とが形成する角度は、気相接触反応に用いたときの伝熱プレート間の隙間における反応状態を揃える観点から、120〜60°であることが好ましく、100〜80°であることがより好ましく、90°であることがさらに好ましい。   The heat transfer plate is provided in the reaction vessel so that the heat transfer tubes are connected in the vertical direction. In the heat transfer plate, the angle formed by the axis of the heat transfer tube and the vertical direction is 120 to 60 ° from the viewpoint of aligning the reaction state in the gaps between the heat transfer plates when used in the gas phase contact reaction. It is preferably 100 to 80 °, more preferably 90 °.

伝熱プレート間の隙間を流れるガスと伝熱管との間の熱伝達は、伝熱管による伝熱プレートの表面の凹凸がガスの流れの乱れの原因となり促進する。前記角度は、熱伝達の観点から90°付近であることが最も好ましい。しかし、流れるガスの圧力損失は、前記角度が90°のときに最も大きくなる。ガスの圧力損失を低く抑えたいときには、前記角度を90°以外の角度とすることが好ましい。この場合、隣り合った伝熱プレートで角度を反転させることが、ガスの流れや充填時の触媒を均等化する観点から好ましい。   Heat transfer between the gas flowing through the gap between the heat transfer plates and the heat transfer tube is promoted by the irregularities on the surface of the heat transfer plate caused by the heat transfer tubes causing disturbance of the gas flow. The angle is most preferably around 90 ° from the viewpoint of heat transfer. However, the pressure loss of the flowing gas is greatest when the angle is 90 °. When it is desired to keep the gas pressure loss low, the angle is preferably set to an angle other than 90 °. In this case, it is preferable to reverse the angle between the adjacent heat transfer plates from the viewpoint of equalizing the gas flow and the catalyst during filling.

前記反応容器に設けられたときの伝熱プレートの鉛直方向における長さ(原料の通過する方向)は、プレート式反応器の用途に応じて決めることができ、例えば気相接触反応に用いる場合では、反応生成物の生成に十分な長さとする観点から、一般に0.5〜10mであることが好ましく、0.5〜5mであることがより好ましく、0.5〜3mであることがさらに好ましい。通常入手できる薄板鋼板のサイズから、1.5m以上の時は2枚のプレートを接合するか、組み合わせて用いることもできる。   The length in the vertical direction of the heat transfer plate when provided in the reaction vessel (the direction in which the raw material passes) can be determined according to the use of the plate reactor, for example, when used for a gas phase catalytic reaction From the viewpoint of making the reaction product sufficiently long, it is generally preferably 0.5 to 10 m, more preferably 0.5 to 5 m, and even more preferably 0.5 to 3 m. . From the size of a normally available thin steel plate, two plates can be joined or combined when the length is 1.5 m or more.

前記伝熱プレートの幅(すなわち伝熱管の長さ)は、気相接触反応における反応条件に基づいて決めることができる。例えば伝熱プレートの幅は、伝熱管を流れる熱媒による反応温度の制御の観点から、0.5〜20mであることが好ましく、3〜15mであることがより好ましく、6〜10mであることがさらに好ましい。   The width of the heat transfer plate (that is, the length of the heat transfer tube) can be determined based on the reaction conditions in the gas phase catalytic reaction. For example, the width of the heat transfer plate is preferably 0.5 to 20 m, more preferably 3 to 15 m, and more preferably 6 to 10 m from the viewpoint of controlling the reaction temperature by the heat medium flowing through the heat transfer tube. Is more preferable.

伝熱プレートは、伝熱性を有する材料で形成される。このような材料としては、例えばステンレス及びカーボンスチール、ハステロイ、チタン、アルミニウム、エンジニアリングプラスチック及び銅が挙げられる。好ましくはステンレスが用いられる。ステンレスでは、304、304L、316、及び316Lが好ましい。   The heat transfer plate is formed of a material having heat transfer properties. Examples of such materials include stainless steel and carbon steel, hastelloy, titanium, aluminum, engineering plastic, and copper. Stainless steel is preferably used. For stainless steel, 304, 304L, 316, and 316L are preferred.

伝熱プレートを構成する薄板の板厚は、2mm以下が好ましく、1mm以下がより好ましい。   The plate thickness of the thin plate constituting the heat transfer plate is preferably 2 mm or less, and more preferably 1 mm or less.

前記伝熱管は、熱媒が流通することができ、伝熱性を有する管である。伝熱管の断面形状は特に限定されないが、伝熱管の断面形状としては、例えば、円形、楕円形やラグビーボール型等の略円形、円弧を対称に接続してなる葉形、及び矩形等の多角形が挙げられる。伝熱管の断面形状における周縁とは、円形における周縁を意味し、伝熱管の断面形状における端縁とは、略円形における長軸端の縁や、多角形における一角の縁を意味する。   The heat transfer tube is a tube having a heat transfer property through which a heat medium can flow. The cross-sectional shape of the heat transfer tube is not particularly limited. Examples of the cross-sectional shape of the heat transfer tube include a circular shape, a substantially circular shape such as an elliptical shape and a rugby ball shape, a leaf shape formed by symmetrically connecting arcs, and a rectangular shape. An example is a square. The peripheral edge in the cross-sectional shape of the heat transfer tube means a peripheral edge in a circular shape, and the end edge in the cross-sectional shape of the heat transfer tube means an edge of a major axis end in a substantially circular shape or a single edge in a polygon.

伝熱管の管径は、伝熱管と充填物との接触性の観点から決めることができる。伝熱管の管径は、例えば、気相接触反応に用いられる粒子状の触媒の一般的な粒径を考慮すると、伝熱管の管径は5〜100mmであることが好ましく、伝熱管の短径は5〜50mmであることが好ましく、10〜30mmであることがより好ましい。伝熱管の長径は10〜100mmであることが好ましく、20〜50mmであることがより好ましい。   The tube diameter of the heat transfer tube can be determined from the viewpoint of contact between the heat transfer tube and the filler. The tube diameter of the heat transfer tube is preferably 5 to 100 mm, considering the general particle size of the particulate catalyst used in the gas phase contact reaction, for example, and the short diameter of the heat transfer tube Is preferably 5 to 50 mm, and more preferably 10 to 30 mm. The major axis of the heat transfer tube is preferably 10 to 100 mm, and more preferably 20 to 50 mm.

このような伝熱プレートを用いたプレート式反応器としては、円弧、楕円弧、矩形又は多角形の一部に賦形された波板の2枚を対面させ、当該両波板の凸面部を互いに接合して複数の熱媒体流路を形成した伝熱プレートを、複数配列してなりかつ隣り合った伝熱プレートの波板凸面部と波板凹面部とが対面して所定間隔の触媒層を形成した反応器が好適に例示できる。   As a plate type reactor using such a heat transfer plate, two corrugated plates shaped like arcs, elliptical arcs, rectangles or polygons face each other, and the convex portions of the corrugated plates are mutually connected. A plurality of heat transfer plates joined together to form a plurality of heat medium flow paths are arranged, and the corrugated convex surface portion and the corrugated concave surface portion of the adjacent heat transfer plates face each other to form a catalyst layer at a predetermined interval. The formed reactor can be suitably exemplified.

本発明のプレート式反応器は、前述した構成要素以外の他の構成要素をさらに有していてもよい。このような他の構成要素としては、例えば、伝熱管に熱媒を供給するための熱媒供給装置、前記隙間に鉛直方向に沿って配置されて前記隙間を鉛直方向に区切る仕切り、及び、通気性を有し、前記区画の端部を着脱自在に塞ぐ通気栓が挙げられる。   The plate reactor of the present invention may further have other components other than the components described above. Such other components include, for example, a heat medium supply device for supplying a heat medium to the heat transfer tube, a partition that is arranged in the gap in the vertical direction and divides the gap in the vertical direction, and ventilation And a vent plug that detachably closes the end of the compartment.

前記熱媒供給装置は、前記反応容器に収容された伝熱プレートの伝熱管に、所望の温度の熱媒を供給するための装置である。熱媒供給装置は、気相接触反応を精密に制御する観点から好ましい。このような熱媒供給装置としては、例えば伝熱管とその外部との間で熱媒を循環させる循環流路と、この循環流路中の熱媒の温度を調整する温度調整装置とを有する装置が挙げられる。温度調整装置としては、例えば、熱交換器、及び前記循環流路中の熱媒に異なる温度の熱媒を混合するための熱媒混合装置が挙げられる。   The heat medium supply device is a device for supplying a heat medium having a desired temperature to a heat transfer tube of a heat transfer plate accommodated in the reaction vessel. The heat medium supply device is preferable from the viewpoint of precisely controlling the gas phase contact reaction. As such a heat medium supply device, for example, a device having a circulation channel for circulating the heat medium between the heat transfer tube and the outside thereof, and a temperature adjusting device for adjusting the temperature of the heat medium in the circulation channel Is mentioned. Examples of the temperature adjusting device include a heat exchanger and a heat medium mixing device for mixing a heat medium having a different temperature with the heat medium in the circulation flow path.

前記仕切りは、伝熱プレート間の隙間に鉛直方向に沿って設けられ、仕切りによって形成される区画からの充填物の漏れを防止するための部材である。仕切りは、区画毎に充填物を均一に充填することによって前記隙間に充填物を均一かつ容易に充填する観点から好ましい。仕切りは、充填物が区画に充填されたときに形状が保たれる程度の剛性をさらに有すると、伝熱プレート間の距離を保つスペーサとして用いることができる。前記仕切りとしては、例えば、ステンレス、カーボンスチール、ハステロイ、チタン、アルミニウム、エンジニアリングプラスチック及び銅製の板、角棒、丸棒、網;グラスウール;及びセラミック板;が挙げられる。   The partition is a member that is provided in the gap between the heat transfer plates along the vertical direction and prevents the leakage of the filling material from the partition formed by the partition. The partition is preferable from the viewpoint of uniformly and easily filling the gaps with the filler by uniformly filling the filler for each section. The partition can be used as a spacer that maintains the distance between the heat transfer plates if it has rigidity enough to maintain its shape when the filling is filled in the compartment. Examples of the partition include stainless steel, carbon steel, hastelloy, titanium, aluminum, engineering plastic and copper plates, square bars, round bars, nets; glass wool; and ceramic plates.

前記通気栓は、前記区画の鉛直方向における端部を前記区画毎に自在に開閉するための部材である。通気栓は、区画毎に充填物を容易に抜き出す観点から好ましい。前記通気栓としては、例えば、前記区画の端部を覆う通気板と、この通気板に設けられ、伝熱プレート又は仕切りに着脱自在に係止し、前記区画の上方又は下方からこの係止を解除することができる係止部材とを有する部材が挙げられる。   The vent plug is a member for freely opening and closing an end portion in the vertical direction of the section for each section. The vent plug is preferable from the viewpoint of easily extracting the filling for each section. As the vent plug, for example, a vent plate that covers the end of the partition, and a vent plate that is provided on the vent plate, is detachably locked to a heat transfer plate or partition, and the latch is secured from above or below the partition. And a member having a locking member that can be released.

前記プレート式反応器としては、例えば図7〜9に示すように、矩形のケーシング6と、伝熱管5を有し、ケーシング6内に対向して並んで設けられる複数の伝熱プレート1と、伝熱管5に熱媒を供給するための熱媒供給装置と、隣り合う伝熱プレート1間の隙間をケーシング6内の通気方向に沿って、充填物が充填され保持される複数の区画に仕切る複数の仕切り7と、通気性を有し各区画の下端部を塞ぐ複数の通気栓8と、伝熱プレート1の上部に設けられる穴あき板9とを有するプレート式反応器が挙げられる。   As the plate reactor, for example, as shown in FIGS. 7 to 9, a plurality of heat transfer plates 1 having a rectangular casing 6 and a heat transfer tube 5 and arranged in parallel facing each other in the casing 6, A gap between the heat transfer device 1 for supplying the heat transfer tube 5 and the adjacent heat transfer plate 1 and the adjacent heat transfer plate 1 is divided into a plurality of compartments filled and held with the filler along the ventilation direction in the casing 6. A plate reactor having a plurality of partitions 7, a plurality of vent plugs 8 having air permeability and closing the lower end portions of the respective sections, and a perforated plate 9 provided on the upper portion of the heat transfer plate 1 can be mentioned.

ケーシング6は、断面形状が矩形の通気路を形成しており、前記反応容器に相当する。ケーシング6は、ケーシング6の上端及び下端に、対向する一対の通気口10、10’を有しており、通気口10を含むケーシング端部11と、通気口10’を含むケーシング端部11’と、伝熱プレート1が収容されるケーシング本体とから構成されている。ケーシング端部11、11’は、ケーシング本体に対して着脱自在にそれぞれ接続されている。   The casing 6 forms an air passage having a rectangular cross section, and corresponds to the reaction vessel. The casing 6 has a pair of opposed vents 10 and 10 ′ at the upper and lower ends of the casing 6. The casing end 11 including the vent 10 and the casing end 11 ′ including the vent 10 ′. And a casing body in which the heat transfer plate 1 is accommodated. The casing end portions 11 and 11 'are detachably connected to the casing body.

伝熱プレート1は前述した伝熱プレートである。伝熱管5も前述した伝熱管であり、二つの円弧が対称に両端で接続してなる葉形の断面形状と伝熱性を有する管である。伝熱管5には、前述したように、三種の伝熱管5−1〜5−3が用いられている。   The heat transfer plate 1 is the heat transfer plate described above. The heat transfer tube 5 is also the heat transfer tube described above, and is a tube having a leaf-like cross-sectional shape in which two arcs are symmetrically connected at both ends and a heat transfer property. As described above, three types of heat transfer tubes 5-1 to 5-3 are used for the heat transfer tubes 5.

前記熱媒供給装置は、ケーシング6の対向する一対の壁に設けられている。この壁には各伝熱管5に熱媒を供給するための供給口が形成されている。熱媒供給装置は、例えば図7に示すように、一対のジャケット12と、一方のジャケット12の内外で熱媒を循環させる循環流路13と、循環流路13に設けられるポンプ14と、循環流路13中の熱媒の温度を調整するための熱交換器15と、ジャケット4中の熱媒にさらに熱媒を混合するための熱媒混合装置とから構成される。ジャケット12は、例えば反応容器全体において、熱媒が伝熱管5を介してジャケット12間を蛇行するように、所定の高さにおいて複数に区切られている。   The heat medium supply device is provided on a pair of opposing walls of the casing 6. A supply port for supplying a heat medium to each heat transfer tube 5 is formed in this wall. For example, as shown in FIG. 7, the heating medium supply device includes a pair of jackets 12, a circulation channel 13 for circulating the heating medium inside and outside one jacket 12, a pump 14 provided in the circulation channel 13, and circulation. A heat exchanger 15 for adjusting the temperature of the heat medium in the flow path 13 and a heat medium mixing device for further mixing the heat medium with the heat medium in the jacket 4 are configured. For example, in the entire reaction vessel, the jacket 12 is divided into a plurality at a predetermined height so that the heat medium meanders between the jackets 12 via the heat transfer tubes 5.

前記熱媒混合装置は、例えば図8に示すように、ジャケット12内外を連通するノズル16と、ジャケット12内部においてノズル16に連結し、ジャケット12内の熱媒の流れ方向に対して直交する方向に延出する分配管17とを有する。分配管17は、先端が塞がれており、分配管の長手方向の全体にわたって複数の孔が設けられている管である。   For example, as shown in FIG. 8, the heating medium mixing apparatus includes a nozzle 16 communicating with the inside and outside of the jacket 12, a nozzle 16 connected to the inside of the jacket 12, and a direction orthogonal to the flow direction of the heating medium within the jacket 12. And a distribution pipe 17 extending to the center. The distribution pipe 17 is a pipe having a closed end and provided with a plurality of holes over the entire length of the distribution pipe.

仕切り7は、図11に示すように、伝熱プレート1の表面の凹凸に密着する側縁を有する形状のステンレス製の板であり、下端部に横長の矩形の窓18を有している。仕切り7は、対向する伝熱プレート1間の隙間に鉛直方向に沿って設けられている。仕切り7は、所定の容積の区画を前記隙間に形成するように等間隔で設けられている。   As shown in FIG. 11, the partition 7 is a stainless steel plate having a side edge that is in close contact with the irregularities on the surface of the heat transfer plate 1, and has a horizontally long rectangular window 18 at the lower end. The partition 7 is provided along the vertical direction in the gap between the opposed heat transfer plates 1. The partitions 7 are provided at equal intervals so as to form a predetermined volume section in the gap.

通気栓8は、図12に示すように、各区画の断面形状の同じ矩形の通気板19と、通気板19の短辺から下方に垂設される第一のスカート部20と、通気板19の長辺から下方に垂設される第二のスカート部21とを有している。第一のスカート部20には、矩形の係止窓22と、その隣に併設される係止爪23とが形成されている。   As shown in FIG. 12, the vent plug 8 includes a rectangular vent plate 19 having the same cross-sectional shape in each section, a first skirt portion 20 suspended downward from the short side of the vent plate 19, and the vent plate 19. And a second skirt portion 21 that hangs downward from the long side. The first skirt portion 20 is formed with a rectangular locking window 22 and a locking claw 23 provided adjacent thereto.

通気板19は例えば2mmの円形の孔が開口率30%で形成された板である。係止窓22は、係止爪23を収容する幅と高さを有する大きさで形成されている。また係止爪23は、第一のスカート部20の下端縁からの平行な二本の切り込みを外側に凸に折り曲げて形成されている。対向する一対の第一のスカート部20において、一方の係止窓22と他方の係止爪23とが対向し、一方の係止爪23と他方の係止窓22とが対向している。仕切り7の窓18は、係止窓22と係止爪23とが同時に含まれる幅及び高さを有する大きさで形成されている。   The ventilation plate 19 is a plate in which, for example, circular holes of 2 mm are formed with an opening ratio of 30%. The locking window 22 is formed in a size having a width and a height for accommodating the locking claw 23. The locking claw 23 is formed by bending two parallel cuts from the lower end edge of the first skirt portion 20 so as to protrude outward. In the pair of first skirt portions 20 facing each other, one locking window 22 and the other locking claw 23 face each other, and one locking claw 23 and the other locking window 22 face each other. The window 18 of the partition 7 is formed in a size having a width and a height that include the locking window 22 and the locking claw 23 at the same time.

通気栓8は、各区画の下端から通気板19を上に各区画に挿入されている。通気栓8の挿入時において、係止爪23は、外側への付勢に抗して仕切り7に押さえられるが、窓18に到達したときに、図13に示すように、仕切り7の押さえ付けから開放されて窓18に向けて進出し、窓18に係止する。   The vent plug 8 is inserted into each section from the lower end of each section with the ventilation plate 19 up. When the vent plug 8 is inserted, the locking claw 23 is pressed against the partition 7 against the outward bias, but when it reaches the window 18, as shown in FIG. Is released and is advanced toward the window 18 and is locked to the window 18.

穴あき板9は、例えば、充填される充填物の最長径に対して0.3〜0.8倍の径を有する孔が20〜40%の開口率で設けられている板である。穴あき板9は、最も外側に配置される伝熱プレート1とケーシング6の壁との間の隙間への通気を防止するために、図7に示すように、最も外側に配置されている伝熱プレート1の端縁からケーシング6の壁までの隙間を塞ぐように形成されている。   The perforated plate 9 is, for example, a plate in which holes having a diameter of 0.3 to 0.8 times the longest diameter of the filled material are provided with an opening ratio of 20 to 40%. The perforated plate 9 is disposed on the outermost side as shown in FIG. 7 in order to prevent air from flowing into the gap between the outermost heat transfer plate 1 and the wall of the casing 6. It is formed so as to close the gap from the edge of the heat plate 1 to the wall of the casing 6.

このプレート式反応器において、伝熱プレート1間の隙間への充填物の充填は、伝熱プレート1の上方から各区画へ充填することによって行われる。この充填物の充填は、鉛直方向に対する区画の端部からの距離に応じた所望の位置である投入位置から行われる。この充填物の充填において、区画の容積とその区画への充填物の投入位置の数とに応じた量の充填物が区画に投入される。   In this plate-type reactor, filling of the packing into the gaps between the heat transfer plates 1 is performed by filling each compartment from above the heat transfer plate 1. The filling is performed from the charging position, which is a desired position according to the distance from the end of the section in the vertical direction. In the filling of the packing, an amount of packing corresponding to the volume of the section and the number of positions where the packing is charged into the section is charged into the section.

前記充填物には、例えばプロパン及びプロピレン等の炭化水素の気相接触酸化反応によってアクロレインやアクリル酸を製造するためのMo−Bi系複合酸化物触媒、Mo−V系複合酸化物触媒や、ムライト、アルミナ、シリコンカーバイド、シリカ、酸化ジルコニア、酸化チタン等の不活性粒子が用いられる。触媒と不活性粒子を用いる場合は触媒と不活性物質を混合もしくは積層して使用される。この混合もしくは積層における不活性粒子の含有量は、例えば前記触媒100質量部に対して1〜400質量部である。また例えば触媒の形状は球状、円柱状、リング状、星形等であり、不活性粒子の形状は球状、円柱状、リング状、星形等である。   Examples of the packing include a Mo-Bi composite oxide catalyst, a Mo-V composite oxide catalyst for producing acrolein and acrylic acid by a gas phase catalytic oxidation reaction of hydrocarbons such as propane and propylene, and mullite. Inactive particles such as alumina, silicon carbide, silica, zirconia oxide, and titanium oxide are used. When a catalyst and inert particles are used, the catalyst and the inert substance are mixed or laminated. The content of the inert particles in the mixing or lamination is, for example, 1 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the catalyst. For example, the catalyst has a spherical shape, a cylindrical shape, a ring shape, a star shape, and the like, and the inert particles have a spherical shape, a cylindrical shape, a ring shape, a star shape, and the like.

伝熱管5の軸方向(水平方向)における充填物の投入位置から区画の端までの距離をB(m)とし、充填物の安息角をθ(°)とし、区画に形成される充填層の高さの基準値(触媒層の最高点の高さの設定値)の10%をE(m)とすると、区画の幅が2B以下、すなわち2×tanθ/E以下である場合は、投入位置は、水平方向における区画のそれぞれの端からの距離がtanθ/E以下となる任意の一箇所に決めることができる。   In the axial direction (horizontal direction) of the heat transfer tube 5, the distance from the charging position of the packing to the end of the section is B (m), the repose angle of the packing is θ (°), and the packed bed formed in the section When 10% of the reference value of height (set value of the height of the highest point of the catalyst layer) is E (m), when the width of the section is 2B or less, that is, 2 × tan θ / E or less, the charging position Can be determined at any one location where the distance from each end of the partition in the horizontal direction is tan θ / E or less.

このように一充填区画に対して投入位置が一箇所である場合は、充填区画の容積に応じた量の充填物を充填区画ごとに充填することができる。例えばこのような充填物の充填では、ビーカー等の容器から50〜5,000mL/minの適当な速度で充填物を充填することができる。   Thus, when there is one input position with respect to one filling section, the filling material of the quantity according to the volume of the filling section can be filled for every filling section. For example, in the filling of such a filling material, the filling material can be filled from a container such as a beaker at an appropriate rate of 50 to 5,000 mL / min.

又は、このような充填物の充填は、例えば図14に示すように、矩形の板31と、この板31の三辺からそれぞれ起立する枠32と、前記三辺の中央の辺の枠32に設けられる取っ手33とを有する充填用器具を用いて行うことができる。この充填用器具の材料としては、例えばステンレスが挙げられる。   Alternatively, for example, as shown in FIG. 14, the filling of the filling material is performed on a rectangular plate 31, a frame 32 erected from each of the three sides of the plate 31, and a frame 32 at the center of the three sides. This can be done using a filling instrument having a handle 33 provided. Examples of the material for the filling device include stainless steel.

前記充填用器具は、図15に示すように、前記中央の辺から、対向する、枠を有さない辺に向けて充填物を案内するための、充填物の最大粒径よりも低い高さのガイド板34をさらに有していてもよい。ガイド板34は一枚でもよいし二枚以上でもよい。このようなガイド板34を有する充填用器具は、充填区画に投入される充填物の流れの幅を、この器具の開口部(枠を有さない辺)の幅とする観点から、図14に示す充填用器具よりも好ましい。   As shown in FIG. 15, the filling device has a height lower than the maximum particle size of the filling material for guiding the filling material from the central side toward the opposite side having no frame. The guide plate 34 may be further included. One guide plate 34 or two or more guide plates 34 may be used. The filling instrument having such a guide plate 34 is shown in FIG. 14 from the viewpoint of setting the width of the flow of the filler to be charged into the filling section as the width of the opening (side having no frame) of the instrument. More preferred than the filling device shown.

これら充填用器具を用いて充填物を充填する場合は、板31の上に充填物を乗せた後に、取っ手33を持って左右に振って乗せた充填物を均して上下に重なりなく分散し、次いで、前記開口部の幅一杯から充填物が上下方向に重なり合わないようにして、50〜5,000mL/minの適当な速度で充填物を充填区画へ投入することができる。   When filling the filling material using these filling tools, after the filling material is placed on the plate 31, the holding material 33 is shaken to the left and right and the filling material is leveled and dispersed without overlapping vertically. Then, the filling material can be put into the filling section at an appropriate speed of 50 to 5,000 mL / min so that the filling material does not overlap vertically from the full width of the opening.

又は、このような充填物の充填は、例えば図16に示すように、充填物を収容するためのホッパ35と、ホッパ35から充填物が供給される矩形の搬送面36と、搬送面36の三辺からそれぞれ起立するように設けられる枠37と、搬送面36上で搬送される充填物の高さを所望の高さに規制する規制部材38と、搬送面36上の充填物を搬送面36の開口部(搬送面36における枠を有さない辺)に向けて搬送する搬送装置とを有する充填用装置を用いて行うことができる。   Alternatively, for example, as shown in FIG. 16, the filling of the filling material includes a hopper 35 for containing the filling material, a rectangular conveyance surface 36 to which the filling material is supplied from the hopper 35, and the conveyance surface 36. A frame 37 provided so as to stand up from the three sides, a regulating member 38 for regulating the height of the filling material conveyed on the conveying surface 36 to a desired height, and a filling material on the conveying surface 36 It can carry out using the filling apparatus which has the conveying apparatus which conveys toward 36 opening parts (side which does not have a frame in the conveyance surface 36).

前記搬送装置には、図16に示すような、搬送面36を構成し、かつホッパ35が設けられている前記三辺のうちの中央の辺から前記開口部に向けて駆動するベルトコンベア39や、図17に示すように、ホッパ35から開口部に向けて傾斜する滑らかな搬送面36を構成する板に振動を与えるバイブレータ40が挙げられる。   As shown in FIG. 16, the transport device includes a belt conveyor 39 that forms a transport surface 36 and is driven from the central side of the three sides provided with the hopper 35 toward the opening. As shown in FIG. 17, there is a vibrator 40 that vibrates a plate constituting a smooth conveying surface 36 inclined from the hopper 35 toward the opening.

前記充填用装置は、図16に示すように、充填物の搬送方向に沿って搬送面36を仕切
る仕切り板41をさらに有していてもよい。このような仕切り板41は、搬送面36上で充填物を前記開口部の幅方向に均す観点から好ましい。
As shown in FIG. 16, the filling device may further include a partition plate 41 that partitions the transport surface 36 along the transport direction of the filler. Such a partition plate 41 is preferable from the viewpoint of leveling the filling material on the conveying surface 36 in the width direction of the opening.

前記充填用装置において、搬送面36上を開口部に向けて搬送される充填物は、重なり合っている場合では規制部材38によって規制されて前記開口部の幅方向に均され、開口部と同じ幅で開口部から充填区画に投入される。図16に示す充填用装置は、ベルトコンベアによって充填物を搬送することから、搬送による充填物の割れや粉化等の損壊を防止する観点から好ましい。また図17に示す充填用装置は、バイブレータによって充填物を搬送することから、充填用装置の構成がより簡略となり、プレート式反応器内における充填物の充填作業の作業性の観点から好ましい。   In the filling apparatus, the filling material conveyed toward the opening on the conveying surface 36 is regulated by the regulating member 38 and overlapped in the width direction of the opening when overlapping, and has the same width as the opening. Into the filling section through the opening. The filling apparatus shown in FIG. 16 is preferable from the viewpoint of preventing breakage such as cracking and pulverization of the filler due to conveyance because the filler is conveyed by a belt conveyor. Moreover, since the packing apparatus shown in FIG. 17 conveys a packing by a vibrator, the structure of the packing apparatus becomes simpler, and is preferable from the viewpoint of workability of packing the packing in the plate reactor.

なお、図14〜図17における開口部について、開口部から投入される充填物の流れの幅は、通常は開口部の幅である。このように、充填物の流れの幅は、充填方法や、前記開口部の幅の調整によって変えることができる。充填物の流れの幅が0.05m以下である場合は、伝熱管の軸方向における充填物の流れの幅の中心が前記投入位置であり、充填物の流れの幅が0.05mを超える場合は、伝熱管の軸方向における充填物の流れの側縁のうち、対象となる充填区画の端又は隣り合う充填物の流れ側の側縁の位置が投入位置である。   In addition, about the opening part in FIGS. 14-17, the width | variety of the flow of the filler thrown in from an opening part is a width | variety of an opening part normally. Thus, the width of the flow of the packing can be changed by the filling method and the adjustment of the width of the opening. When the packing flow width is 0.05 m or less, the center of the packing flow width in the axial direction of the heat transfer tube is the charging position, and the packing flow width exceeds 0.05 m. Among the side edges of the packing material flow in the axial direction of the heat transfer tube, the position of the end of the target packing section or the side edge of the adjacent packing material flow side is the charging position.

区画の幅が区画の幅が2B以上、すなわち2×tanθ/E以上である場合は、投入位置は、水平方向における区画のそれぞれの端からの距離がtanθ/E以下となり、かつ、隣り合う前記投入位置間の距離をA(m)としたときに、Aが2×E/tanθ以下となる二以上の任意の箇所に決めることができる。   When the width of the section is 2B or more, that is, 2 × tan θ / E or more, the loading position is tan θ / E or less from each end of the section in the horizontal direction, and the adjacent positions When the distance between the input positions is A (m), it can be determined as two or more arbitrary locations where A is 2 × E / tan θ or less.

例えば、図18に示すように、投入位置の間隔をA、充填物の安息角をθ、形成される充填層の天面に形成される高低差をdとすると、dはA/2×tanθで表される。ここで、充填層の最高点の高さの設定値をLとし、充填層の最高点の高さに対して10%以下の高低差を許容するならば、dは0.1×L以下である。したがってAは0.1×L×2/tanθ以下である。例えば充填層の最高点の高さの設定値を1.7mとすると、θが40°のときはAは0.41m以下となり、θが50°のときはAは0.29m以下となる。そして、区画の端から最も近い投入位置と区画の端との距離BはA/2以下とする。   For example, as shown in FIG. 18, assuming that the interval between the input positions is A, the angle of repose of the packing is θ, and the height difference formed on the top surface of the formed packed bed is d, d is A / 2 × tan θ. It is represented by Here, if the set value of the height of the highest point of the packed bed is L and a height difference of 10% or less is allowed with respect to the height of the highest point of the packed bed, d is 0.1 × L or lower. is there. Therefore, A is 0.1 × L × 2 / tan θ or less. For example, when the setting value of the height of the highest point of the packed bed is 1.7 m, A is 0.41 m or less when θ is 40 °, and A is 0.29 m or less when θ is 50 °. The distance B between the input position closest to the end of the section and the end of the section is set to A / 2 or less.

一充填区画に対して投入位置が二以上である場合は、各投入位置から同時に充填物が充填される。このような充填において、充填物は、充填区画の容積が一定である場合では充填区画の容積を投入位置の数で除した量の充填物を各投入位置から同時に充填区画に投入することができるし、又は、50〜5,000mL/minの適当な任意の速度で各投入位置から同時に充填区画に投入することもできる。   When there are two or more charging positions for one filling section, the filling material is filled simultaneously from each charging position. In such a filling, when the volume of the filling section is constant, the amount of the filling obtained by dividing the volume of the filling section by the number of charging positions can be simultaneously charged into the filling section from each charging position. Alternatively, the filling sections can be simultaneously charged from each charging position at an appropriate arbitrary speed of 50 to 5,000 mL / min.

このような充填物の充填は、例えば図16や図17で示した充填用装置に、図19に示すような分配装置を併用することによって行うことができる。この分配装置は、搬送面36の開口部を幅方向に均等に分割する複数の分割板42と、分割板42で分割された充填物が供給される複数の漏斗43と、分割された充填物を各漏斗43から所望の充填区画の所望の投入位置まで供給するための複数の供給管44とを有する。供給管44は、エルボ45の使用によって水平方向に自在に回転することができ、さらに伸縮管の使用や継ぎ手による適当な長さの管の連結によって長さを自在に設定することができる。   Such filling can be performed by using, for example, a dispensing apparatus shown in FIG. 19 in combination with the filling apparatus shown in FIGS. This distribution device includes a plurality of dividing plates 42 that equally divide the opening of the conveying surface 36 in the width direction, a plurality of funnels 43 to which the packing divided by the dividing plates 42 is supplied, and the divided packing. And a plurality of supply pipes 44 for supplying the water from each funnel 43 to a desired charging position of a desired filling section. The supply pipe 44 can be freely rotated in the horizontal direction by using the elbow 45, and the length can be freely set by using an expansion / contraction pipe or connecting an appropriate length pipe by a joint.

このような充填物の充填によれば、充填層の天面の高さが、充填層の最高点の高さの実測値の90〜100%の範囲に全て含まれる均一な充填層を容易に形成することができる。   According to such filling of the packing material, it is easy to obtain a uniform packing layer in which the height of the top surface of the packing layer is entirely included in the range of 90 to 100% of the measured value of the height of the highest point of the packing layer. Can be formed.

なお、充填層の設定値を、充填層の最低点や最低点と最高点との中点のような、充填層における最高点以外の任意の高さに設定し、この異なる設定値に基づいて前述した(1)式や(2)式を変換した式に基づいて充填物を充填した場合でも、上記のような、充填層の天面の高さが、充填層の最高点の高さの実測値の90〜100%の範囲に全て含まれる均一な充填層を容易に形成することが可能である。   Set the setting value of the packed bed to an arbitrary height other than the highest point in the packed bed, such as the lowest point of the packed bed or the midpoint between the lowest point and the highest point, and based on this different set value Even when the filling material is filled based on the above-described equations (1) and (2), the height of the top surface of the packed bed is the height of the highest point of the packed bed. It is possible to easily form a uniform packed layer that is entirely included in the range of 90 to 100% of the actually measured value.

また、前述した充填物の充填によれば、一充填区画に対して投入位置が二以上である場合に各区画において、充填物の天面の位置が許容範囲内となる充填層が形成されるように、充填物を均一に充填することができる。なお、前記分配装置は、一充填区画に対して一投入箇所である場合の複数の充填区画への充填物の投入にも用いることができる。   Further, according to the filling of the packing described above, when there are two or more charging positions with respect to one filling section, a packed bed in which the position of the top surface of the packing is within an allowable range is formed in each section. Thus, the filling can be filled uniformly. In addition, the said distribution apparatus can be used also for the injection | throwing-in of the filling material to several filling divisions in the case of one injection | pouring location with respect to one filling division.

また、前記プレート式反応器は仕切り7を有することから、この仕切り7によって形成される各区画の容積は前記隙間に比べて十分に小さいので、容易に充填物を均等に充填しやすく、その結果、全隙間に充填物を容易かつ均等に充填する観点からより効果的である。   Further, since the plate type reactor has the partition 7, the volume of each section formed by the partition 7 is sufficiently smaller than the gap, so that the packing can be easily and evenly charged. This is more effective from the viewpoint of easily and evenly filling the entire gap with the filler.

なお、図示したプレート式反応器は、仕切り7を有しているが、仕切り7を有さないプレート式反応器では、伝熱プレート1間の一隙間を一充填区画として、前述のプレート式反応器の区画への充填物の充填と同様に、充填物を充填区画に投入することができる。   In addition, although the illustrated plate type reactor has the partition 7, in the plate type reactor which does not have the partition 7, the above-mentioned plate type reaction is made with one gap between the heat transfer plates 1 as one filling section. As with the filling of the vessel compartment, the filling can be charged into the filling compartment.

充填物は、通気栓8を前記隙間から外すことによって区画毎に抜き出すことができる。通気栓8は、隣の区画の下端から係止爪23を押して、係止爪23の窓18への係止を解除することによって外される。このように、充填物の充填は区画毎に容易にやり直すことができ、充填物を均等かつ容易に充填する観点からより一層効果的である。   The filler can be extracted for each section by removing the vent plug 8 from the gap. The vent plug 8 is removed by pushing the locking claw 23 from the lower end of the adjacent section to release the locking claw 23 from being locked to the window 18. Thus, the filling of the filling can be easily performed for each section, and is more effective from the viewpoint of filling the filling equally and easily.

充填物が充填されたプレート式反応器では、例えば前記隙間に上方から下方へ原料ガスが供給され、伝熱管5に熱媒が供給されることによって、反応生成物が製造される。例えば、プロピレン、空気、及び水蒸気からなる原料ガスを通気口10から供給し、300〜350℃の熱媒を熱媒供給装置から伝熱管5へ、例えば下から上に向けて供給することによって、アクロレイン及びアクリル酸が生成し、生成したアクロレイン及びアクリル酸は通気口10’から排出される。反応時におけるプレート式反応器の内圧は例えば150〜200kPa(キロパスカル)である。酸化に伴う発熱は伝熱管5内を流れる熱媒に吸収される。   In a plate reactor filled with a packing material, for example, a raw material gas is supplied from above to below in the gap, and a heat medium is supplied to the heat transfer tube 5 to produce a reaction product. For example, by supplying a raw material gas composed of propylene, air, and water vapor from the vent 10 and supplying a heat medium of 300 to 350 ° C. from the heat medium supply device to the heat transfer tube 5, for example, from bottom to top, Acrolein and acrylic acid are generated, and the generated acrolein and acrylic acid are discharged from the vent 10 '. The internal pressure of the plate reactor during the reaction is, for example, 150 to 200 kPa (kilopascal). Heat generated by the oxidation is absorbed by the heat medium flowing in the heat transfer tube 5.

アクロレイン及びアクリル酸の製造において、熱媒の温度は、伝熱管5に熱媒が順次通ることによって、また熱交換器15によって、さらに前記熱媒混合装置からジャケット12内の熱媒に所定の温度の熱媒を混合することによって調節され、反応原料が、プロピレンの場合は、複数の反応帯域に供給される熱媒体の温度が250〜400℃であることが好ましく、320〜400℃であることがより好ましい。一方、該反応原料がアクロレインの場合は、複数の反応帯域に供給される熱媒体の温度が200〜350℃であることが好ましく、250〜320℃であることがより好ましい。   In the production of acrolein and acrylic acid, the temperature of the heat medium is set to a predetermined temperature by passing the heat medium through the heat transfer tube 5 in sequence, by the heat exchanger 15 and further from the heat medium mixing device to the heat medium in the jacket 12. When the reaction raw material is propylene, the temperature of the heat medium supplied to the plurality of reaction zones is preferably 250 to 400 ° C, and preferably 320 to 400 ° C. Is more preferable. On the other hand, when the reaction raw material is acrolein, the temperature of the heat medium supplied to the plurality of reaction zones is preferably 200 to 350 ° C, and more preferably 250 to 320 ° C.

前記プレート式反応器では、前記隙間において、充填物が均一に充填されてなる充填層が形成されることから、充填層における圧力損失の発生や充填層の部分的な通気量の偏り等の、触媒層2における充填物の充填状態の粗密に起因する現象が抑制され、アクロレイン及びアクリル酸の製造を所期の高い効率で長期間安定して行うことができる。   In the plate reactor, a packed bed is formed in which the packing is uniformly filled in the gap, such as generation of pressure loss in the packed bed and partial aeration of the packed bed, etc. The phenomenon resulting from the density of the packing state in the catalyst layer 2 is suppressed, and the production of acrolein and acrylic acid can be stably performed for a long period of time with high efficiency.

[プレート式反応器の製作]
プレート式反応器には図5に示す構造を有する反応器を用いた。伝熱プレートについて
は、伝熱プレートが配置されたときに原料ガスの流れる方向に沿って、上流側から第一、第二、及び第三反応帯域を形成する三種の波形を有するように厚さ1mmのステンレスプレートを成形し、得られた波型形状のステンレスプレートを2枚接合して、反応温度調節用の熱媒体流路となる伝熱管が複数連なってなる伝熱プレートを形成した。伝熱プレートにおける、図6に示す波形の周期長(L)、高さ(H)及び波の数を表1に示す。
[Production of plate reactor]
As the plate reactor, a reactor having the structure shown in FIG. 5 was used. About the heat transfer plate, it has a thickness so as to have three types of corrugations that form the first, second, and third reaction zones from the upstream side along the flow direction of the source gas when the heat transfer plate is arranged. A 1 mm stainless steel plate was formed, and two obtained corrugated stainless steel plates were joined to form a heat transfer plate in which a plurality of heat transfer tubes serving as heat medium flow paths for reaction temperature adjustment were connected. Table 1 shows the period length (L), height (H), and number of waves of the waveform shown in FIG. 6 in the heat transfer plate.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

表1に示した伝熱プレートの一対を、図5及び図6に示すように、一方の伝熱プレートの凸縁と他方の伝熱プレートの凹縁とが対向するように互いに平行に、かつ26mmの間隔(図6に示すP)で配置し、反応器を製作した。伝熱プレートの幅(伝熱管の長さ)は1,000mmであった。   As shown in FIGS. 5 and 6, the pair of heat transfer plates shown in Table 1 are parallel to each other so that the convex edge of one heat transfer plate faces the concave edge of the other heat transfer plate, and The reactors were manufactured with a spacing of 26 mm (P shown in FIG. 6). The width of the heat transfer plate (the length of the heat transfer tube) was 1,000 mm.

[触媒の調製]
プロピレンを分子状酸素により接触気相酸化し、アクロレイン及びアクリル酸に転換するのに用いられる触媒として、Mo12BiCoNiFe0.4Na0.40.20.08Si24の組成の金属酸化物粉末を調製した。ここでOのxは各金属酸化物の酸化状態により決まる数である。得られた粉末を成形して外径4mm、高さ3mmの円柱状の成形品を得た。得られた成形品を空気存在下で510℃、4時間焼成を行い、複合酸化物触媒Aを得た。また前記粉末を成形して外径6mm、内径2mm、高さ6mmのリング形状の成形品を得た。得られた成形品を同様に焼成して触媒Bを得た。得られた触媒の安息角を以下に示す方法によって求めた。
[Preparation of catalyst]
Mo 12 Bi 5 Co 3 Ni 2 Fe 0.4 Na 0.4 B 0.2 K 0.08 as a catalyst used for catalytic vapor phase oxidation with molecular oxygen and conversion to acrolein and acrylic acid A metal oxide powder having a composition of Si 24 O x was prepared. Here, x of O x is a number determined by the oxidation state of each metal oxide. The obtained powder was molded to obtain a cylindrical molded product having an outer diameter of 4 mm and a height of 3 mm. The obtained molded product was calcined at 510 ° C. for 4 hours in the presence of air to obtain a composite oxide catalyst A. The powder was molded to obtain a ring-shaped molded product having an outer diameter of 6 mm, an inner diameter of 2 mm, and a height of 6 mm. The obtained molded product was fired in the same manner to obtain Catalyst B. The angle of repose of the obtained catalyst was determined by the method shown below.

[安息角の測定方法]
測定装置には、筒井理化学機械株式会社製 三輪式円筒回転形表面角測定装置GFL−68を用いた。500mLの容器に触媒250gを入れて台座に乗せ、円筒を10rpmで60秒回転させた後、2rpmに前記円筒の回転数を下げて10秒間回転させてスイッチを切り、円筒の軸方向を横断する断面における触媒の表面が水平方向に対して形成する角度を安息角として測定した。触媒Aの安息角は45°であった。また、触媒Bの安息角は52°であった。
[Measurement of repose angle]
As the measuring device, a three-wheeled cylindrical rotating surface angle measuring device GFL-68 manufactured by Tsutsui Rika Machinery Co., Ltd. was used. 250 g of catalyst is placed in a 500 mL container and placed on a pedestal. The cylinder is rotated at 10 rpm for 60 seconds, then the number of rotations of the cylinder is decreased to 2 rpm and rotated for 10 seconds, the switch is turned off, and the axial direction of the cylinder is traversed. The angle formed by the catalyst surface in the cross section with respect to the horizontal direction was measured as the angle of repose. The angle of repose of catalyst A was 45 °. Further, the repose angle of the catalyst B was 52 °.

[実施例1]
前記プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に触媒Aを充填した。伝熱プレートの端から伝熱管の軸方向に沿って0.17m、0.50m、0.83mの位置を投入位置とし(すなわち伝熱プレートの両端から最も近い投入位置までの距離を0.17m、それ以外の隣り合う投入位置同士の距離が0.33mとなるよう投入位置を設定し)、充填層の最高点の高さが1.73mとなるように、それぞれの投入位置から同時にビーカーを用いて毎分200mLで合計24.9Lの触媒を前記隙間に充填した。充填後、伝熱プレートの端から0m、0.17m、0.335m、0.50m、0.665m、0.83m、1mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Example 1]
Catalyst A was filled in the gap between the heat transfer plates in the plate reactor. Positions 0.17 m, 0.50 m, and 0.83 m along the axial direction of the heat transfer tube from the end of the heat transfer plate are set as input positions (that is, the distance from both ends of the heat transfer plate to the closest input position is 0.17 m) , Set the charging position so that the distance between other charging positions adjacent to each other is 0.33 m), and simultaneously beaker from each charging position so that the height of the highest point of the packed bed is 1.73 m Used to fill the gap with a total of 24.9 L of catalyst at 200 mL per minute. After filling, the height of the catalyst layer was measured at 0 m, 0.17 m, 0.335 m, 0.50 m, 0.665 m, 0.83 m, and 1 m from the end of the heat transfer plate.

測定された触媒層の高さのうち、0.5mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さを基準(最高点)として、0.50mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。なお触媒層の高さは、上方からステンレス棒を充填層の天面に接触させて天面の位置を測定することによって求めた。その結果を表2に示す。それぞれの測定位置において、0.50mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差は、0.50mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲に収まった。   Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.5 m was 1.73 m, which was the highest. Using the height of the catalyst layer as a reference (maximum point), the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.50 m was determined. The height of the catalyst layer was determined by measuring the position of the top surface by bringing a stainless steel rod into contact with the top surface of the packed bed from above. The results are shown in Table 2. At each measurement position, the difference in the height of the catalyst layer at the other measurement position with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.50 m is 10 times the height of the catalyst layer of 1.73 m at the measurement position of 0.50 m. It was within the range of 0.173 m which is within%.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[比較例1]
投入位置を伝熱プレートの一端から0.25m及び0.75mの位置に設定し(すなわち伝熱プレートの両端から最も近い投入位置までの距離を0.25m、それ以外の隣り合う投入位置同士の距離が0.50mとなるよう投入位置を設定し)た以外は、実施例1と同様に、それぞれの投入位置から同時にビーカーを用いて毎分200mLで合計24.1Lの触媒Aを前記隙間に充填した。充填後、伝熱プレートの端から0m、0.25m、0.50m、0.75m、1mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Comparative Example 1]
The charging position is set to 0.25 m and 0.75 m from one end of the heat transfer plate (that is, the distance from both ends of the heat transfer plate to the closest charging position is 0.25 m, and other adjacent charging positions Except that the charging position was set to 0.50 m), a total of 24.1 L of catalyst A was put into the gap at 200 mL / min using a beaker simultaneously from each charging position, as in Example 1. Filled. After filling, the height of the catalyst layer at positions 0 m, 0.25 m, 0.50 m, 0.75 m, and 1 m from the end of the heat transfer plate was measured.

測定された触媒層の高さのうち、0.25mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さを基準(最高点)として、0.25mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表3に示す。0m、0.50m、及び1mの測定位置において、0.25mの測定位置の触媒層の高さに対するこれらの測定位置の触媒層の高さの差は、0.25mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲には収まらなかった。   Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m was 1.73 m, which was the highest. Using the height of the catalyst layer as a reference (maximum point), the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m was obtained. The results are shown in Table 3. At the measurement positions of 0 m, 0.50 m, and 1 m, the difference in the height of the catalyst layer at these measurement positions relative to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m is the difference in the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m. It did not fall within the range of 0.173 m, which is within 10% of the height of 1.73 m.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[実施例2]
前記プレート式反応器の伝熱プレート間の隙間に、0.5mの間隔で仕切りを入れ、その仕切られた区画の一つに触媒Aを充填した。充填の際には投入位置を区画の端から0.17m、0.33mの位置に設定し、区画の両端から0.17m、投入位置同士の距離が0.16mとなるよう投入位置を設定した。それぞれの投入位置から同時にビーカーを用いて毎分200mLで合計12.4Lの触媒を前記区画に充填した。区画の端から0m、0.17m、0.25m、0.33m、0.50mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Example 2]
A partition was placed in the gap between the heat transfer plates of the plate reactor at an interval of 0.5 m, and catalyst A was packed in one of the partitioned sections. When filling, the charging position was set to 0.17 m and 0.33 m from the end of the compartment, and the charging position was set to 0.17 m from both ends of the compartment and the distance between the charging positions was 0.16 m. . A total of 12.4 L of catalyst was charged into the compartment at 200 mL per minute using a beaker simultaneously from each charging position. The height of the catalyst layer at positions 0 m, 0.17 m, 0.25 m, 0.33 m, and 0.50 m from the edge of the compartment was measured.

測定された触媒層の高さのうち、0.17mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さを基準(最高点)として、0.17mの測
定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表4に示す。それぞれの測定位置において、0.17mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差は、0.17mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲に収まった。
Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.17 m was 1.73 m, which was the highest. Using the height of the catalyst layer as a reference (maximum point), the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.17 m was obtained. The results are shown in Table 4. At each measurement position, the difference of the height of the catalyst layer at the other measurement position with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.17 m is 10 times the height of the catalyst layer of 1.73 m at the measurement position of 0.17 m. It was within the range of 0.173 m which is within%.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[比較例2]
前記プレート式反応器の伝熱プレート間の隙間に、0.5mの間隔で仕切りを入れ、その仕切られた区画の一つに触媒Aを充填した。充填の際には投入位置を前記区画の一端から0.25mの位置に設定し、投入位置を両端から0.25mとなるよう投入位置を設定し、この投入位置からビーカーを用いて毎分200mLで合計11.9Lの触媒を前記区画に充填した。区画の端から0m、0.25m、0.50mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Comparative Example 2]
A partition was placed in the gap between the heat transfer plates of the plate reactor at an interval of 0.5 m, and catalyst A was packed in one of the partitioned sections. At the time of filling, the charging position is set to a position of 0.25 m from one end of the section, the charging position is set to be 0.25 m from both ends, and 200 mL per minute from this charging position using a beaker. A total of 11.9 L of catalyst was charged into the compartment. The height of the catalyst layer was measured at 0 m, 0.25 m, and 0.50 m from the edge of the compartment.

前記測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、この触媒層の高さを基準(最高点)として、この測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表5に示す。0m、及び0.50mの測定位置において、0.25mの測定位置の触媒層の高さに対するこれらの測定位置の触媒層の高さの差は、0.25mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲には収まらなかった。   The height of the catalyst layer at the measurement position is 1.73 m, and the height of the catalyst layer at another measurement position with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position with reference to the height of the catalyst layer as a reference (maximum point). The difference was calculated. The results are shown in Table 5. At the measurement positions of 0 m and 0.50 m, the difference in the height of the catalyst layer at these measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m is the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m. It did not fall within the range of 0.173 m which is within 10% of 1.73 m.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[実施例3]
前記プレート式反応器の伝熱プレート間の隙間に、触媒Aを充填した。充填は、ビーカーに代えて、図15に示す、開口部の幅が0.10mである充填用器具を用いて行った。
[Example 3]
Catalyst A was filled in the gap between the heat transfer plates of the plate reactor. The filling was performed by using a filling device having a width of 0.10 m as shown in FIG. 15 instead of the beaker.

投入位置を、前記隙間の一端から0.116〜0.216m、0.450〜0.550m、0.784〜0.884mの位置に設定し、それぞれの投入位置から同時に毎分200mLで合計25.1Lの触媒を前記隙間に充填した。前記隙間の端から0m、0.166m、0.333m、0.500m、0.666m、0.834m、及び1mの位置の触媒層の高さを測定した。   The charging position is set to a position of 0.116 to 0.216 m, 0.450 to 0.550 m, and 0.784 to 0.884 m from one end of the gap, and a total of 25 at 200 mL / min from each charging position at the same time. 1 L of catalyst was filled into the gap. The heights of the catalyst layers at positions of 0 m, 0.166 m, 0.333 m, 0.500 m, 0.666 m, 0.834 m, and 1 m from the end of the gap were measured.

測定された触媒層の高さのうち、0.500mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さを基準(最高点)として、0.500mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表6に示す。それぞれの測定位置において、0.500mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差は、0.500mの測定位置における触媒層の高
さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲に収まった。
Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.500 m was 1.73 m, which was the highest. Using the height of the catalyst layer as a reference (maximum point), the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.500 m was determined. The results are shown in Table 6. At each measurement position, the difference in the height of the catalyst layer at the other measurement position with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.500 m is 10 times the height of the catalyst layer of 1.73 m at the measurement position of 0.500 m. It was within the range of 0.173 m which is within%.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[比較例3]
前記プレート式反応器の伝熱プレート間の隙間に、触媒Aを、実施例3と同様の充填用器具を用いて充填した。投入位置を、前記隙間の端から0.2〜0.3m及び0.7〜0.8mの位置に設定し、それぞれの投入位置から同時に毎分200mLで合計24.3Lの触媒を前記隙間に充填した。前記隙間の端から0m、0.25m、0.50m、0.75m、及び1mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Comparative Example 3]
Catalyst A was filled in the gap between the heat transfer plates of the plate reactor using the same filling equipment as in Example 3. The charging position is set to a position of 0.2 to 0.3 m and 0.7 to 0.8 m from the end of the gap, and a total of 24.3 L of catalyst is simultaneously added to the gap at 200 mL / min from each charging position. Filled. The heights of the catalyst layers at positions of 0 m, 0.25 m, 0.50 m, 0.75 m, and 1 m from the end of the gap were measured.

測定された触媒層の高さのうち、0.25mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さ(最高点)を基準として、0.25mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表7に示す。0m、0.50m、及び1mの測定位置において、0.25mの測定位置の触媒層の高さに対するこれらの測定位置の触媒層の高さの差は、0.25mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲には収まらなかった。   Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m was 1.73 m, which was the highest. Based on the height (maximum point) of this catalyst layer, the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m was determined. The results are shown in Table 7. At the measurement positions of 0 m, 0.50 m, and 1 m, the difference in the height of the catalyst layer at these measurement positions relative to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m is the difference in the catalyst layer at the measurement position of 0.25 m. It did not fall within the range of 0.173 m, which is within 10% of the height of 1.73 m.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[実施例4]
前記プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に触媒Bを充填した。伝熱プレートの端から伝熱管の軸方向に沿って0.125m、0.375m、0.625m、0.875mの位置を投入位置とし(すなわち伝熱プレートの両端から最も近い投入位置までの距離を0.125m、それ以外の隣り合う投入位置同士の距離が0.25mとなるよう投入位置を設定し)、充填層の最高点の高さが1.73mとなるように、それぞれの投入位置から同時にビーカーを用いて毎分200mLで合計25.0Lの触媒を前記隙間に充填した。充填後、伝熱プレートの端から0m、0.125m、0.250m、0.375m、0.500m、0.625m、0.750m、0.875m、1mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Example 4]
Catalyst B was filled in the gap between the heat transfer plates in the plate reactor. The positions of 0.125 m, 0.375 m, 0.625 m, and 0.875 m along the axial direction of the heat transfer tube from the end of the heat transfer plate are set as input positions (that is, the distance from the both ends of the heat transfer plate to the closest input position) Is set to 0.125 m, and the other charging positions are set to a distance of 0.25 m), and each charging position is set so that the maximum height of the packed bed is 1.73 m. At the same time, a total of 25.0 L of catalyst was filled in the gap at 200 mL per minute using a beaker. After filling, measure the height of the catalyst layer at 0m, 0.125m, 0.250m, 0.375m, 0.500m, 0.625m, 0.750m, 0.875m, 1m from the edge of the heat transfer plate did.

測定された触媒層の高さのうち、0.875mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さを基準(最高点)として、0.875mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表8に示す。それぞれの測定位置において、0.875mmの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差は、0.875mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲に収まった。   Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.875 m was 1.73 m, which was the highest. Using the height of the catalyst layer as a reference (maximum point), the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.875 m was obtained. The results are shown in Table 8. At each measurement position, the difference in the height of the catalyst layer at the other measurement position with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.875 mm is 10 times the height of the catalyst layer of 1.73 m at the measurement position of 0.875 m. It was within the range of 0.173 m which is within%.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

[比較例4]
前記プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間に触媒Bを充填した。伝熱プレートの端から伝熱管の軸方向に沿って0.17m、0.50m、0.83mの位置を投入位置とし(すなわち伝熱プレートの両端から最も近い投入位置までの距離を0.17m、それ以外の隣り合う投入位置同士の距離が0.33mとなるよう投入位置を設定し)、充填層の最高点の高さが1.73mとなるように、それぞれの投入位置から同時にビーカーを用いて毎分200mLで合計24.2Lの触媒を前記隙間に充填した。充填後、伝熱プレートの端から0m、0.170m、0.335m、0.500m、0.665m、0.830m、1mの位置の触媒層の高さを測定した。
[Comparative Example 4]
Catalyst B was filled in the gap between the heat transfer plates in the plate reactor. Positions 0.17 m, 0.50 m, and 0.83 m along the axial direction of the heat transfer tube from the end of the heat transfer plate are set as input positions (that is, the distance from both ends of the heat transfer plate to the closest input position is 0.17 m) , Set the charging position so that the distance between other charging positions adjacent to each other is 0.33 m), and simultaneously beaker from each charging position so that the height of the highest point of the packed bed is 1.73 m Used to fill the gap with a total of 24.2 L of catalyst at 200 mL per minute. After filling, the height of the catalyst layer was measured at 0 m, 0.170 m, 0.335 m, 0.500 m, 0.665 m, 0.830 m, and 1 m from the end of the heat transfer plate.

測定された触媒層の高さのうち、0.500mの測定位置における触媒層の高さが1.73mであり、最も高かった。この触媒層の高さを基準(最高点)として、0.500mの測定位置の触媒層の高さに対する他の測定位置の触媒層の高さの差を求めた。その結果を表9に示す。0m、0.335m、0.665及び1mの測定位置において、0.500mの測定位置の触媒層の高さに対するこれらの測定位置の触媒層の高さの差は、0.500mの測定位置における触媒層の高さ1.73mの10%以内である0.173m以内の範囲には収まらなかった。   Of the measured catalyst layer height, the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.500 m was 1.73 m, which was the highest. Using the height of the catalyst layer as a reference (maximum point), the difference in height of the catalyst layer at other measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.500 m was determined. The results are shown in Table 9. At the measurement positions of 0 m, 0.335 m, 0.665 and 1 m, the difference in the height of the catalyst layer at these measurement positions with respect to the height of the catalyst layer at the measurement position of 0.500 m is the measurement position at 0.500 m. The catalyst layer height was not within the range of 0.173 m, which is within 10% of the height of 1.73 m.

Figure 0005272998
Figure 0005272998

以上の実施例及び比較例から、前記式(1)及び式(2)を満たす複数の位置から前記隙間に触媒を充填した場合では、伝熱管の軸方向において、触媒層の高さの高低差を小さくすることができ、触媒層を均一に充填することができる一方で、前記式(1)及び式(2)を満たさない位置から前記隙間に触媒を充填すると、伝熱管の軸方向において、触媒層の高さの高低差が大きくなり、触媒が均一に充填されないことがわかった。   From the above examples and comparative examples, when the catalyst is filled in the gap from a plurality of positions satisfying the expressions (1) and (2), the height difference of the catalyst layer in the axial direction of the heat transfer tube Can be reduced and the catalyst layer can be uniformly filled, while filling the gap from a position not satisfying the formula (1) and the formula (2), in the axial direction of the heat transfer tube, It was found that the difference in height of the catalyst layer became large and the catalyst was not uniformly packed.

プレート式反応器における伝熱プレート間の隙間は一般に小さく、また扁平かつ複雑な形状を有している。このため、伝熱プレート間の隙間への充填物の充填において、充填の状態の確認や修正は一般に困難であるが、本発明によれば、伝熱プレート間の隙間への充填物の充填を適切に行うことができ、またその適切な充填状態を容易に判断することができることから、保安点検作業のような、プレート式反応器の定期的な作業における作業性の向上が期待され、プレート式反応器を用いる生成物の製造において、このような定期的な作業を含む長期的な生産性のさらなる向上が期待される。   The gap between the heat transfer plates in the plate reactor is generally small and has a flat and complicated shape. For this reason, it is generally difficult to check or correct the filling state in filling the gap between the heat transfer plates. However, according to the present invention, the filling of the gap into the gap between the heat transfer plates is prevented. Since it can be carried out properly and its appropriate filling state can be easily determined, it is expected to improve workability in periodic work of plate reactors such as safety inspection work. In the production of a product using a reactor, further improvement in long-term productivity including such a regular operation is expected.

1 伝熱プレート
2 触媒層
3 ガス入り口
4 ガス出口
5、5−1、5−2、5−3 伝熱管
6 ケーシング
7 仕切り
8 通気栓
9 穴あき板
10、10’ 通気口
11、11’ ケーシング端部
12 ジャケット
13 循環流路
14 ポンプ
15 熱交換器
16 ノズル
17 分配管
18 窓
19 通気板
20 第一のスカート部
21 第二のスカート部
22 係止窓
23 係止爪
31 板
32、37 枠
33 取っ手
34 ガイド板
35 ホッパ
36 搬送面
38 規制部材
39 ベルトコンベア
40 バイブレータ
41 仕切り板
42 分割板
43 漏斗
44 供給管
45 エルボ
P 一対の伝熱プレートの軸間の間隔
L 波形の周期長
H 波形の高さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat transfer plate 2 Catalyst layer 3 Gas inlet 4 Gas outlet 5, 5-1, 5-2, 5-3 Heat transfer pipe 6 Casing 7 Partition 8 Vent plug 9 Perforated plate 10, 10 'Vents 11, 11' Casing End 12 Jacket 13 Circulating flow path 14 Pump 15 Heat exchanger 16 Nozzle 17 Distribution pipe 18 Window 19 Ventilation plate 20 First skirt portion 21 Second skirt portion 22 Locking window 23 Locking claw 31 Plates 32, 37 Frame 33 Handle 34 Guide plate 35 Hopper 36 Conveying surface 38 Restricting member 39 Belt conveyor 40 Vibrator 41 Partition plate 42 Dividing plate 43 Funnel 44 Supply pipe 45 Elbow P Distance between the axes of the pair of heat transfer plates L Waveform cycle length H Waveform height

Claims (7)

原料を反応させるための反応容器と、前記反応容器内に並んで設けられる複数の伝熱プレートとを有し、
前記伝熱プレートは、断面形状の周縁又は端縁で連結している複数の伝熱管を含み、前記伝熱管が鉛直方向に連結するように前記反応容器に設けられ、
隣り合う伝熱プレート間の隙間に粒子状の充填物を投入して前記隙間に充填層を形成する、プレート式反応器における充填物の充填方法であって、
一箇所の投入位置から前記隙間へ前記充填物を充填したときに前記隙間において充填層が形成される区画を充填区画とし、前記充填物の安息角をθ(°)、前記伝熱管の軸方向における前記充填物の投入位置から前記充填区画の端までの距離をB(m)、前記充填層の最高点の高さの設定値の10%をE(m)としたときに、下記式(1)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入する、プレート式反応器における充填物の充填方法。
B≦E/tanθ (1)
A reaction vessel for reacting raw materials, and a plurality of heat transfer plates provided side by side in the reaction vessel,
The heat transfer plate includes a plurality of heat transfer tubes connected at a peripheral edge or an edge of a cross-sectional shape, and is provided in the reaction vessel so that the heat transfer tubes are connected in a vertical direction.
A packing method for packing in a plate reactor, in which a particulate packing is introduced into a gap between adjacent heat transfer plates to form a packed bed in the gap,
A section where a packed bed is formed in the gap when the filler is filled into the gap from one charging position is a filling section, and the repose angle of the filler is θ (°), and the axial direction of the heat transfer tube Where B (m) is the distance from the charging position of the packing material to the end of the packing section, and E (m) is 10% of the set height of the highest point of the packed bed. 1) A method for filling a packing material in a plate reactor, wherein the packing material is charged into the gap so as to satisfy 1).
B ≦ E / tan θ (1)
前記伝熱管の軸方向における複数の位置から一つの前記充填区画に前記充填物を充填する方法であって、
隣り合う前記投入位置間の距離をA(m)としたときに、さらに下記式(2)を満たすように前記充填物を前記隙間に投入することを特徴とする請求項1に記載のプレート式反応器における充填物の充填方法。
A≦2×E/tanθ (2)
A method of filling the filling material into one filling section from a plurality of positions in the axial direction of the heat transfer tube,
2. The plate type according to claim 1, wherein when the distance between adjacent charging positions is A (m), the filler is charged into the gap so as to satisfy the following formula (2). Packing method of the packing material in the reactor.
A ≦ 2 × E / tan θ (2)
前記プレート式反応器は、前記隙間に鉛直方向に沿って配置されて前記隙間を鉛直方向に区切る仕切りをさらに有し、
前記充填区画が前記仕切りによって形成される区画であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプレート式反応器における充填物の充填方法。
The plate reactor further includes a partition that is arranged along the vertical direction in the gap and divides the gap in the vertical direction,
The method for filling a packing material in a plate reactor according to claim 1 or 2, wherein the packing section is a section formed by the partition.
前記伝熱管の軸方向における前記充填区画の長さが0.05m〜2mであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のプレート式反応器における充填物の充填方法。   The length of the said packing section in the axial direction of the said heat exchanger tube is 0.05m-2m, The packing method of the packing in the plate type reactor as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記充填物が粒子状の触媒及び不活性粒子の一方又は両方であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のプレート式反応器における充填物の充填方法。   The method for filling a packing material in a plate reactor according to any one of claims 1 to 4, wherein the packing material is one or both of a particulate catalyst and inert particles. 原料を反応させるための反応容器に並んで設けられる複数の伝熱プレートを有し、前記伝熱プレートが断面形状の周縁又は端縁で鉛直方向に連結している複数の伝熱管を含むプレート式反応器を用いて、原料から接触反応によって反応生成物を製造する方法であって、隣り合う伝熱プレート間の隙間に触媒を落下させることによって形成される触媒層に前記原料を通す工程と、前記伝熱管に所望の温度の熱媒を供給する工程とを含み、
前記原料が、エチレン;炭素数3及び4の炭化水素、並びにターシャリーブタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種、又は炭素数3及び4の不飽和脂肪族アルデヒドからなる群から選ばれる少なくとも1種;炭素数4以上の脂肪族炭化水素;o−キシレン;オレフィン;カルボニル化合物;クメンハイドロパーオキサイド;ブテン;又はエチルベンゼン;であり、
得られる前記反応生成物が、酸化エチレン;炭素数3及び4の不飽和脂肪族アルデヒド及び炭素数3及び4の不飽和脂肪酸の少なくとも一方;マレイン酸;フタル酸;パラフィン;アルコール;アセトン及びフェノール;ブタジエン;又はスチレン;である方法において、
前記プレート式反応器に、請求項1〜5のいずれか一項に記載のプレート式反応器を用いることを特徴とする生成物の製造方法。
A plate type having a plurality of heat transfer plates provided side by side in a reaction vessel for reacting raw materials, and including a plurality of heat transfer tubes in which the heat transfer plates are connected in the vertical direction at the periphery or edge of the cross-sectional shape A method of producing a reaction product from a raw material by a catalytic reaction using a reactor, the step of passing the raw material through a catalyst layer formed by dropping the catalyst into a gap between adjacent heat transfer plates; Supplying a heat medium having a desired temperature to the heat transfer tube,
The raw material is at least one selected from the group consisting of ethylene; hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms. An aliphatic hydrocarbon having 4 or more carbon atoms, o-xylene, an olefin, a carbonyl compound, cumene hydroperoxide, butene, or ethylbenzene;
The obtained reaction product is ethylene oxide; at least one of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3 and 4 carbon atoms; maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; Butadiene; or styrene;
A method for producing a product, wherein the plate reactor according to any one of claims 1 to 5 is used for the plate reactor.
前記原料がプロピレン又はイソブチレンであり、分子状酸素含有ガスを用いてプロピレン又はイソブチレンを酸化し、(メタ)アクロレイン及び(メタ)アクリル酸の一方又は両方を製造することを特徴とする請求項6に記載の製造方法。   The raw material is propylene or isobutylene, and propylene or isobutylene is oxidized using a molecular oxygen-containing gas to produce one or both of (meth) acrolein and (meth) acrylic acid. The manufacturing method as described.
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