JP5593600B2

JP5593600B2 - Plate-type catalyst layer reactor, method for filling catalyst in the plate-type catalyst layer reactor, and method for producing reaction products using the plate-type catalyst layer reactor

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Publication number: JP5593600B2
Application number: JP2008236356A
Authority: JP
Inventors: 成康嘉糠; 公克神野; 真治磯谷
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2014-09-24
Anticipated expiration: 2028-09-16
Also published as: JP2009262123A

Description

本発明は、隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器、及び該プレート式触媒層反応器に触媒を充填する方法、並びに、該プレート式触媒層反応器に有機化合物原料を供給し、該有機化合物原料を反応させて反応生成物を製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a plate type catalyst layer reactor provided with a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, a method of filling the plate type catalyst layer reactor with a catalyst, and the plate type. The present invention relates to a production method for producing a reaction product by supplying an organic compound raw material to a catalyst layer reactor and reacting the organic compound raw material.

現在、接触気相酸化反応を利用し、不飽和脂肪酸等の反応物を製造する製造方法においては、工業的及び実用的な見地から、管式熱交換器形状の多管式反応器が用いられている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。上記反応の如く、熱交換能を有する反応器を使用して反応生成物を製造する反応事例としては発熱反応の場合と吸熱反応の場合が挙げられる。当該反応が発熱反応である事例として、（１）エチレンと酸素から酸化エチレンの製造、（２）プロピレンの酸化によるアクロレインあるいはアクリル酸の製造、（３）イソブチレンあるいはターシヤリーブタノールの酸化によるメタクロレインあるいはメタクリル酸の製造、（４）オレフィンの水素化によるパラフィンの製造、（５）カルボニル化合物の水素化によるアルコールの製造、（６）クメンハイドロパーオキサイドの酸分解によるアセトンとフェノールの製造、（７）ブテンの酸化脱水素によるブタジエンの製造が挙げられる。一方、当該反応が吸熱反応である事例としては、エチルベンゼンの脱水素によるスチレンの製造が挙げられる。
また、当該多管式反応器の管式熱交換器への触媒充填方法については多くの方法が知られている（例えば、特許文献３）。さらに、上記管式熱交換器への触媒充填に際して使用される、触媒充填機に関する知見も多数見受けられる（例えば、特許文献４、特許文献５及び特許文献６）。 At present, in a production method for producing a reactant such as an unsaturated fatty acid by using a catalytic gas phase oxidation reaction, a multi-tubular reactor having a tubular heat exchanger shape is used from an industrial and practical viewpoint. (For example, Patent Document 1 and Patent Document 2). Examples of reactions in which a reaction product is produced using a reactor having heat exchange ability as in the above reaction include an exothermic reaction and an endothermic reaction. Examples of the reaction are exothermic reactions: (1) production of ethylene oxide from ethylene and oxygen, (2) production of acrolein or acrylic acid by oxidation of propylene, (3) methacrolein by oxidation of isobutylene or tertiary butanol or Production of methacrylic acid, (4) Production of paraffin by hydrogenation of olefin, (5) Production of alcohol by hydrogenation of carbonyl compound, (6) Production of acetone and phenol by acid decomposition of cumene hydroperoxide, (7) Examples include production of butadiene by oxidative dehydrogenation of butene. On the other hand, as an example where the reaction is an endothermic reaction, there is a production of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene.
Moreover, many methods are known about the catalyst filling method to the tubular heat exchanger of the said multitubular reactor (for example, patent document 3). Furthermore, many knowledge about the catalyst filling machine used when filling the catalyst into the tubular heat exchanger is also found (for example, Patent Document 4, Patent Document 5, and Patent Document 6).

一方、上記多管式反応器が抱える問題点を解決するため、接触気相酸化反応を利用した不飽和脂肪酸等の製造に、複数の伝熱プレートを備えたプレート式触媒層反応器を用いることが提案されている（例えば、特許文献７及び特許文献８）。 On the other hand, in order to solve the problems of the multi-tubular reactor, a plate-type catalyst layer reactor equipped with a plurality of heat transfer plates is used for the production of unsaturated fatty acids using catalytic gas phase oxidation reaction. Has been proposed (for example, Patent Document 7 and Patent Document 8).

しかしながら、上記複数の伝熱プレートを備えたプレート式触媒層反応器が抱える問題点に関する知見、及び当該プレート式触媒層反応器に触媒を充填する方法についての知見は見あたらない。
特開２００１−１３９４９９号公報特開２００１−１３７６８９号公報特開２００２−３０６９５３号公報特公平３−９７７０号公報特開平１１−３３３２８２号公報特開２００２−３０６９５３号公報特開２００４−１６７４４８号公報特開２００４−２０２４３０号公報 However, there is no knowledge about the problems of the plate-type catalyst layer reactor having the plurality of heat transfer plates and the method of filling the plate-type catalyst layer reactor with the catalyst.
JP 2001-139499 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-137689 JP 2002-306953 A Japanese Patent Publication No. 3-9770 JP-A-11-333282 JP 2002-306953 A JP 2004-167448 A JP 2004-202430 A

上記特開２００４−２０２４３０号公報に記載されたプレート型触媒層反応器で用いられる伝熱プレートは、複雑な形状をしており、かつ、隣り合う２枚の伝熱プレートの最小間隔も充填される触媒の粒径に対して十分に広いとは言い難い。このような状況で、当該隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、伝熱プレートの上方から触媒を投入した
場合、触媒が落下中にせり合って、伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じやすい。当該ブリッジを生じると、該伝熱プレート間に形成された触媒層が不均一な状態になり、反応生成物の収率低下等の問題を生じることがある。
上記ブリッジを低減するための方法として触媒の粒の大きさを小さくする方法が考えられる。しかし、小さな粒の触媒を充填したプレート型触媒層反応器に反応原料ガスを流した場合、過度の圧力損失を引き起こし、反応生成物の収率低下等の問題を生じることがある。
従って、本発明の課題は、プレート型触媒層反応器に反応原料ガスを流したときに、過度の圧力損失を引き起こすことのない、触媒層を備えたプレート型触媒層反応器を提供することにある。
又、本発明の課題は、上記プレート型触媒層反応器において、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、伝熱プレートの上方から触媒を投入した場合であっても、触媒が落下中にせり合って、伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じさせない触媒の充填方法を提供することにある。 The heat transfer plate used in the plate-type catalyst layer reactor described in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-202430 has a complicated shape and is filled with a minimum interval between two adjacent heat transfer plates. It is difficult to say that the particle size of the catalyst is sufficiently wide. In such a situation, when the catalyst is put into the space between the two adjacent heat transfer plates from the top of the heat transfer plate, the catalyst falls back and falls between the heat transfer plates. It is easy to cause the so-called crosslinking. When the bridge is generated, the catalyst layer formed between the heat transfer plates becomes inhomogeneous, which may cause a problem such as a decrease in yield of the reaction product.
As a method for reducing the bridge, a method of reducing the size of catalyst particles is conceivable. However, when the reaction raw material gas is allowed to flow through a plate-type catalyst layer reactor filled with small particles of catalyst, excessive pressure loss may be caused, causing problems such as a reduction in the yield of reaction products.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plate-type catalyst layer reactor having a catalyst layer that does not cause excessive pressure loss when a reaction raw material gas flows through the plate-type catalyst layer reactor. is there.
Further, the problem of the present invention is that, even when the catalyst is introduced from above the heat transfer plate into the space sandwiched between two adjacent heat transfer plates in the plate type catalyst layer reactor, It is an object of the present invention to provide a method of filling a catalyst that does not cause cross-linking called a bridge between the heat transfer plates by colliding during dropping.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に触媒が充填されてなる触媒層を備えたプレート式触媒層反応器の、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）と伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）に着目し、本発明を完成するに至った。
また、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、複数の伝熱プレートを備えたプレート式触媒層反応器の、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、搬送部材を備えた触媒充填手段を用いて、伝熱プレートの上方から粒状の触媒を充填する場合に、投入される触媒の搬送部材の終端部における状態に着目し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies, and a plate-type catalyst layer reactor including a catalyst layer in which a catalyst is filled in a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates. Focusing on the ratio (d / S) of the particle size (d) of the catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates and the minimum space (S) between the spaces between the heat transfer plates, the present invention It came to be completed.
In addition, the present inventors have intensively studied to solve the above problems, and in a plate type catalyst layer reactor having a plurality of heat transfer plates, in a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates. In the case of filling the granular catalyst from above the heat transfer plate using the catalyst filling means provided with the conveying member, paying attention to the state of the terminal portion of the conveying member of the catalyst to be charged, the present invention is completed. It came. That is, the gist of the present invention is as follows.

［１］隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備え、有機化合物原料ガスを供給し、該有機化合物原料ガスを反応させて反応生成物を製造するプレート式触媒層反応器であって、前記有機化合物原料ガスは、炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種、または、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有機化合物原料ガスの少なくとも１種であり、前記触媒層は、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に
触媒が充填されてなり、前記伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）と前記伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）が、０．５０〜０．９０であり、前記有機化合物原料ガスが炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる少なくとも１種である場合は、有機化合物原料ガスの負荷量が、触媒１リットル当たり１７０〜１０００リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であり、前記有機化合物原料ガスが炭素数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種である場合は、有機化合物原料ガスの負荷量が、触媒１リットル当たり２００〜１０００リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることを特徴とする、プレート式触媒層反応器。
［２］前記伝熱プレートは、２枚の波板を対面させて形成された伝熱プレートであり、前記伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒が、円板形状又は板形状の触媒であり、前記触媒の厚さ（ｑ）と前記伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｑ／Ｓ）が、０．６０より小さく、前記触媒の粒径（ｄ）が、前記最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）より小さいことを特徴とする、［１］に記載のプレート式触媒層反応器。
［３］前記伝熱プレートは、２枚の波板を対面させて形成された伝熱プレートであり、前記伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒が、棒形状の触媒であり、前記棒形状の触媒の軸方向に対して垂直に切った断面外周の２点間を結ぶ距離で最長の長さ（ｔ）と前記伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｔ／Ｓ）が、０．６０より小さく、前記触媒の粒径（ｄ）が前記最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）より小さいことを特徴とする、［１］に記載のプレート式触媒層反応器。
［４］複数の伝熱プレートを備えたプレート式触媒層反応器の、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、搬送部材を備えた触媒充填手段を用いて、前記伝熱プレートの上方から触媒を充填する方法であって、前記触媒の粒径（ｄ）と前記隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）が、０．５０〜０．９０であり、前記搬送部材を備えた触媒充填手段が、粒子状の触媒を貯留するホッパーと、該ホッパーから流下する触媒を載せて伝熱プレートの上方へ搬送供給するための触媒搬送通路（トラフ）と、該トラフに振動を付与する振動源とを備えた触媒充填装置であり、前記触媒が、前記搬送部材の終端部において上下方向に重なり合っていないことを特徴とする、触媒を充填する方法。
［５］隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器に、有機化合物原料ガスを供給し、前記有機化合物原料ガスを反応させて反応生成物を製造する製造方法であって、前記プレート式触媒層反応器が、［１］〜［３］のいずれかに記載のプレート式触媒層反応器であることを特徴とする、反応生成物を製造する製造方法。
［６］隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器に、有機化合物原料ガスを供給し、前記有機化合物原料ガスを反応させて反応生成物を製造する製造方法であって、前記プレート式触媒層反応器が、［４］に記載の触媒を充填する方法で触媒が充填されたプレート式触媒層反応器であることを使って反応することを特徴とする、反応生成物を製造する製造方法。
［７］前記有機化合物原料ガスの負荷量が、触媒１リットル当たり１５０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］以上であることを特徴とする、［５］又は［６］に記載の製造方法。
［８］前記反応生成物が、メタクロレイン及びメタクリル酸の少なくとも一方、アクロレイン及びアクリル酸の少なくとも一方、マレイン酸、フタル酸、スチレン、酸化エチレン、又は、ブタジエンである、［５］〜［７］のいずれか１項に記載の製造方法。 [1] Plate-type catalyst layer reaction comprising a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, supplying an organic compound source gas, and reacting the organic compound source gas to produce a reaction product The organic compound source gas is at least one organic compound source gas 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. It is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of aliphatic aldehydes, and the catalyst layer is formed by filling a catalyst in a space between two adjacent heat transfer plates, and the heat transfer plate The ratio (d / S) of the particle size (d) of the catalyst filled in the space sandwiched between and the minimum space (S) of the space sandwiched between the heat transfer plates is 0.50 to 0.90. There, the organic compound When the source gas is at least one selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, the load of the organic compound source gas is 170 to 1000 liters per liter of catalyst [standard] State (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)], and when the organic compound source gas is at least one selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, the organic compound source gas The plate-type catalyst layer reactor is characterized in that the amount of load is 200 to 1000 liters per hour per liter of catalyst [converted to a standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)].
[ 2 ] The heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates, and the catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates has a disk shape or a plate shape. The catalyst has a ratio (q / S) between the thickness (q) of the catalyst and the minimum space (S) between the heat transfer plates, less than 0.60, and the particle size of the catalyst ( The plate-type catalyst layer reaction according to [1], wherein d) is smaller than the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming the space having the minimum interval (S). vessel.
[ 3 ] The heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates, and a catalyst filled in a space sandwiched between the heat transfer plates is a rod-shaped catalyst, The distance between two points on the outer periphery of the cross section cut perpendicularly to the axial direction of the rod-shaped catalyst and the longest length (t) and the minimum space (S) between the heat transfer plates The wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming a space in which the ratio (t / S) is smaller than 0.60 and the particle size (d) of the catalyst is the minimum interval (S). The plate-type catalyst layer reactor according to [1], which is smaller.
[ 4 ] In the plate-type catalyst layer reactor provided with a plurality of heat transfer plates, the heat transfer plate is provided using a catalyst filling means provided with a conveying member in a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates. The catalyst is charged from above, and the ratio (d / S) between the particle size (d) of the catalyst and the minimum space (S) between the two adjacent heat transfer plates is 0.50 to 0.90, and the catalyst filling means equipped with the conveying member carries the hopper storing the particulate catalyst and the catalyst flowing down from the hopper, and conveys and supplies it above the heat transfer plate. And a vibration source for applying vibration to the trough, wherein the catalyst does not overlap in the vertical direction at the end of the conveying member. To fill the catalyst.
[ 5 ] An organic compound raw material gas is supplied to a plate-type catalyst layer reactor having a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and the organic compound raw material gas is reacted to produce a reaction product. The plate-type catalyst layer reactor is a plate-type catalyst layer reactor according to any one of [1] to [ 3 ], and a reaction product is produced. Manufacturing method.
[ 6 ] An organic compound raw material gas is supplied to a plate-type catalyst layer reactor having a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and the organic compound raw material gas is reacted to produce a reaction product. a method of manufacturing the said plate-type catalytic layer reactor, [4] to react with to be a plate-type catalytic bed reactor the catalyst is filled in a method of filling the catalyst according to A production method for producing a reaction product, characterized in that
[ 7 ] The load of the organic compound source gas is 150 liters per hour [converted to a standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)] or more per liter of the catalyst, [5] or [6] The manufacturing method as described in.
[ 8 ] The reaction product is at least one of methacrolein and methacrylic acid, at least one of acrolein and acrylic acid, maleic acid, phthalic acid, styrene, ethylene oxide, or butadiene, [ 5 ] to [ 7 ]. The manufacturing method of any one of these.

本発明によれば、プレート型触媒層反応器に反応原料ガスを流したときに、過度の圧力損失を引き起こすことのない、触媒層を備えたプレート型触媒層反応器を提供することができる。
また、本発明によれば、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、伝熱プレートの上方から粒状の触媒を投入した場合であっても、触媒が落下中にせり合って、伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じさせない触媒の充填方法が提供できる。
また、本発明によれば、上記隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器を用いることで、単位触媒当たりの有機化合物原料ガスの処理負荷量を高めた場合であっても過度の圧力条件を回避して、有機化合物原料ガスを含む反応原料ガスを供給し、反応生成物を製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the plate type catalyst layer reactor provided with the catalyst layer which does not cause an excessive pressure loss when reaction raw material gas is flowed through the plate type catalyst layer reactor can be provided.
In addition, according to the present invention, even when a granular catalyst is introduced from above the heat transfer plate into the space between the two adjacent heat transfer plates, the catalyst hangs down while falling, It is possible to provide a method of filling a catalyst that does not cause a bridge called a bridge between the heat transfer plates.
Further, according to the present invention, by using a plate-type catalyst layer reactor including a catalyst layer formed between the two adjacent heat transfer plates, the processing load of the organic compound raw material gas per unit catalyst Even when the amount is increased, an excessive pressure condition can be avoided and a reaction source gas containing an organic compound source gas can be supplied to produce a reaction product.

本発明のプレート式触媒層反応器は、隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器であって、前記触媒層は、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に触媒が充填されてなり、前記伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）と前記伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）が、０．４５より大きいことを特徴とする。 The plate-type catalyst layer reactor of the present invention is a plate-type catalyst layer reactor including a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and the catalyst layer includes two adjacent catalyst layers. The space between the heat transfer plates is filled with the catalyst, and the particle size (d) of the catalyst filled in the space between the heat transfer plates and the minimum space between the heat transfer plates ( The ratio (d / S) to S) is larger than 0.45.

本発明に適用できるプレート式触媒層反応器としては、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。ここで、上記「円弧、楕円弧、矩形又は多角形の一部に賦形された波板」とは、波
板の波の形状が円弧、楕円弧、矩形又は多角形の一部の形状であることを意味する。 As a plate-type catalyst layer reactor applicable to the present invention, two corrugated plates shaped like arcs, elliptical arcs, rectangles or polygons face each other, and the convex portions of both corrugated plates are joined together. A plurality of heat transfer plates having 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 having a predetermined interval. A reactor can be preferably exemplified. Here, “the corrugated plate shaped into a part of an arc, an elliptical arc, a rectangle or a polygon” means that the wave shape of the corrugated sheet is an arc, an elliptical arc, a part of a rectangle or a polygon. Means.

該プレート式触媒層反応器の例を、図１〜図５に基づいて具体的に説明する
図１において、（１）は２枚の波板を対面させて形成された伝熱プレートであり、（２）は当該伝熱プレート（１）の内側に形成された複数の熱媒体流路であり、また（３）は隣り合う２枚の伝熱プレート（１）に挟まれた空間である。該空間に触媒が充填され触媒層が形成される。反応原料ガスは反応ガス入口（４）より供給され、触媒層を通過し、反応によって目的生成物が生産された後、反応ガス出口（５）よりプレート式触媒反応器の外に排出される。当該反応原料ガスの流れ方向に制限はないが、通常、下降流か、或いは上昇流に設定される。
また、熱媒体は伝熱プレート（１）の内側に形成された複数の熱媒体流路（２）に供給され、反応原料ガスの流れ方向に対して十字流の方向に流される。供給された熱媒体は、伝熱プレート（１）を通して、発熱反応の場合は触媒層を冷却し、一方、吸熱反応の場合は触媒層を加熱した後にプレート式触媒反応器の外に排出される。
上記プレート式触媒層反応器は、単一の触媒層の平均層厚さで構成することができ、また図１に記載の通り触媒層の平均層厚さが異なる複数の反応帯域に分割することもできる。上記複数の反応帯域には、独立して熱媒体を供給することが可能である。例えば、発熱反応の場合、反応により生じた熱を、伝熱プレートを隔てて除熱し、触媒層内の温度を独立して制御することが可能である。 An example of the plate-type catalyst layer reactor will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 5. In FIG. 1, (1) is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates, (2) is a plurality of heat medium flow paths formed inside the heat transfer plate (1), and (3) is a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates (1). The space is filled with a catalyst to form a catalyst layer. The reaction raw material gas is supplied from the reaction gas inlet (4), passes through the catalyst layer, and after the target product is produced by the reaction, it is discharged from the reaction gas outlet (5) to the outside of the plate type catalyst reactor. Although there is no restriction | limiting in the flow direction of the said reaction raw material gas, Usually, it sets to a downward flow or an upward flow.
Further, the heat medium is supplied to a plurality of heat medium flow paths (2) formed inside the heat transfer plate (1), and flows in a cross flow direction with respect to the flow direction of the reaction raw material gas. The supplied heat medium cools the catalyst layer in the case of an exothermic reaction through the heat transfer plate (1), while in the case of an endothermic reaction, the catalyst layer is heated and then discharged out of the plate-type catalyst reactor. .
The plate-type catalyst layer reactor can be composed of an average layer thickness of a single catalyst layer, and can be divided into a plurality of reaction zones having different average layer thicknesses of catalyst layers as shown in FIG. You can also. A heat medium can be independently supplied to the plurality of reaction zones. For example, in the case of an exothermic reaction, the heat generated by the reaction can be removed through the heat transfer plate, and the temperature in the catalyst layer can be controlled independently.

図２〜図５によって上記伝熱プレート（１）の構成を更に詳しく説明する。
図２において、（１）は２枚の波板（１１）を接合して形成された伝熱プレート（１）である。該波の形状は円弧の一部で構成されているが、特に限定されず、製作の都合や反応原料ガスの流動を考慮して決定することができる。また、波の高さ（Ｈ）と波の周期（Ｌ）も特に制限はないが、高さ（Ｈ）は５〜５０ｍｍ、周期（Ｌ）は１０〜１００ｍｍが適当であるが、触媒層内での反応に伴う反応熱とそれを除熱或いは加熱する熱媒体の流量から決定される。 The configuration of the heat transfer plate (1) will be described in more detail with reference to FIGS.
In FIG. 2, (1) is a heat transfer plate (1) formed by joining two corrugated plates (11). The shape of the wave is constituted by a part of an arc, but is not particularly limited, and can be determined in consideration of manufacturing convenience and the flow of the reaction raw material gas. The wave height (H) and the wave period (L) are not particularly limited, but the height (H) is suitably 5 to 50 mm, and the period (L) is suitably 10 to 100 mm. It is determined from the heat of reaction accompanying the reaction in step 1 and the flow rate of the heat medium that removes or heats it.

図３〜図５［図３は図１のＩＩＩ部の拡大図であり、図４は図１のＩＶ部の拡大図であり図５は図１のＶ部の拡大図である］はそれぞれ反応原料ガスの入口近傍部分、中間部及び反応原料ガスの出口近傍の伝熱プレート（１）の形状を示す。
該伝熱プレート（１）は、円弧又は楕円弧に賦形された波板（１１）の２枚を対面させ、その波板（１１）の凸面部（ａ）を互いに接合して複数の熱媒体流路（２）が形成されたものである。そして、隣り合う２枚の伝熱プレート（１）の波板凸面部（ａ）と波板凹面部（ｂ）とを所定間隔で対面させて空間（３）が形成される。
ここで、図中のＳ１、Ｓ２、及びＳ３は、上記ＩＩＩ部、ＩＶ部及びＶ部における、隣り合う２枚の伝熱プレート（１）に挟まれた空間（３）の最小間隔を示す。該Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３は波板（１１）に賦形される円弧、又は楕円弧の形状を適宜変えることにより変化させることができる。また、図３〜図５において、最小間隔は、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３に設定されている。なお、本発明のプレート式触媒層反応器において、伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）とは、一つのプレート式触媒層反応器において、最小間隔（Ｓ）が複数存在する場合は、複数存在する最小間隔のうち最も小さい間隔（Ｓ）を意味し、例えば、上記の如く、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３が存在する場合、Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３で最小のもの、即ち、図３〜５において、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３の場合はＳ１のことを言う。
上記Ｓ１は５〜２０ｍｍ、Ｓ２は１０〜３０ｍｍ、Ｓ３は１５〜５０ｍｍ程度に設定されることが一般的である。好ましくは、Ｓ１は１０〜１５ｍｍ、Ｓ２は１５〜２０ｍｍ、Ｓ３は２０〜４０ｍｍが選定される。 3 to 5 [FIG. 3 is an enlarged view of a part III in FIG. 1, FIG. 4 is an enlarged view of a part IV in FIG. 1, and FIG. 5 is an enlarged view of a part V in FIG. The shape of the heat transfer plate (1) in the vicinity of the inlet of the raw material gas, the intermediate portion, and the vicinity of the outlet of the reactive raw material gas is shown.
The heat transfer plate (1) has two corrugated plates (11) formed in an arc or an elliptical arc facing each other, and the convex portions (a) of the corrugated plates (11) are joined to each other to form a plurality of heat mediums. A flow path (2) is formed. Then, the corrugated convex surface portion (a) and the corrugated concave surface portion (b) of the two adjacent heat transfer plates (1) face each other at a predetermined interval to form a space (3).
Here, S1, S2, and S3 in the figure indicate the minimum interval of the space (3) sandwiched between two adjacent heat transfer plates (1) in the above-mentioned part III, part IV and part V. The S1, S2, and S3 can be changed by appropriately changing the shape of the circular arc or elliptical arc formed on the corrugated plate (11). 3 to 5, the minimum interval is set to S1 <S2 <S3. In the plate-type catalyst layer reactor of the present invention, the minimum space (S) between the heat transfer plates means that there are a plurality of minimum spaces (S) in one plate-type catalyst layer reactor. Means the smallest interval (S) among a plurality of minimum intervals. For example, as described above, when S1, S2, and S3 exist, the smallest one among S1, S2, and S3, that is, FIG. In S3-5, when S1 <S2 <S3, it means S1.
Generally, S1 is set to 5 to 20 mm, S2 is set to 10 to 30 mm, and S3 is set to about 15 to 50 mm. Preferably, S1 is 10 to 15 mm, S2 is 15 to 20 mm, and S3 is 20 to 40 mm.

図１において、配列された隣り合う伝熱プレート（１）の間隔は、反応ガス入口（４）の位置における間隔（Ｐ１）と反応ガス出口（５）の位置における間隔（Ｐ２）とは同寸
法である。即ち、隣り合う伝熱プレート（１）は互いに平行に複数配列して配置されている。該伝熱プレート（１）の薄板の板厚には、２ｍｍ以下、好適には１ｍｍ以下の鋼板が用いられる。 In FIG. 1, the interval between adjacent heat transfer plates (1) arranged is the same as the interval (P1) at the position of the reaction gas inlet (4) and the interval (P2) at the position of the reaction gas outlet (5). It is. That is, a plurality of adjacent heat transfer plates (1) are arranged in parallel to each other. For the thickness of the thin plate of the heat transfer plate (1), a steel plate of 2 mm or less, preferably 1 mm or less is used.

伝熱プレート（１）の反応ガス流れ方向の長さは、通常０．５〜１０メートル（ｍ）であり、好ましくは０．５〜５ｍ、さらに好ましくは０．５〜３ｍである。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。
伝熱プレート（１）の反応ガスの流れ方向と直角の方向（図１では紙面に直角方向の奥行き）の長さは特に制限はなく、通常０．１から２０ｍが用いられる。好ましくは３から１５ｍ、より好ましくは６から１０ｍである。
また、伝熱プレート（１）の反応ガスの流れ方向と直角の方向には、隣り合う２枚の伝熱プレート（１）の間に、各伝熱プレート（１）と直交するように仕切り板を設置することができる。該仕切り板は、触媒の充填性、反応器のメンテナンス性を考慮して、設置間隔が適宜選択される。該設置間隔は２０〜１０００ミリメートルであることが好ましい。
伝熱プレート（１）は図３〜図５に示した配置と同様に積層され、積層される枚数には制限は無い。実際的には、反応に必要な触媒量から決定されるが、数十枚から数百枚である。
また、目的物の生産量のために必要なプレート式触媒層反応器全体の触媒充填量は、用いる触媒の反応速度や反応原料ガス中の原料成分濃度などによって決定され、それぞれのプレート式触媒層反応器によって異なる。 The length of the heat transfer plate (1) in the reaction gas flow direction is usually 0.5 to 10 meters (m), preferably 0.5 to 5 m, and 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.
The length of the heat transfer plate (1) in the direction perpendicular to the flow direction of the reaction gas (in FIG. 1, the depth perpendicular to the paper surface) is not particularly limited, and usually 0.1 to 20 m is used. Preferably it is 3 to 15 m, more preferably 6 to 10 m.
In addition, in the direction perpendicular to the flow direction of the reaction gas on the heat transfer plate (1), the partition plate is perpendicular to each heat transfer plate (1) between the two adjacent heat transfer plates (1). Can be installed. The partition interval is appropriately selected in consideration of the packing property of the catalyst and the maintainability of the reactor. The installation interval is preferably 20 to 1000 millimeters.
The heat transfer plates (1) are stacked in the same manner as in the arrangements shown in FIGS. 3 to 5, and the number of stacked plates is not limited. In practice, it is determined from the amount of catalyst required for the reaction, but it is from several tens to several hundreds.
In addition, the catalyst filling amount of the entire plate type catalyst layer reactor required for the production amount of the target product is determined by the reaction rate of the catalyst used, the raw material component concentration in the reaction raw material gas, etc. Varies by reactor.

本発明に用いられる触媒の形状としては、直径が３〜１５ミリメートル（ｍｍ）の球形状、最長径が３〜１５ｍｍのペレット形状、円外径が３〜１５ｍｍ、高さが３〜１５ｍｍの円柱形状、または円柱の中心に穴の開いたリング形状であって、円外径が３〜１５ｍｍ、円内径が１〜３ｍｍ、高さが３〜１５ｍｍの形状のものが好適に例示できる。
また、本発明に用いられる触媒の形状として、厚さが２〜４ｍｍ、直径が９〜３０ｍｍの円板形状、厚さが２〜４ｍｍ、厚さ方向に対して垂直に切った断面外周の２点間を結ぶ距離で最長の長さが８〜３０ｍｍの板形状や、棒形状の軸方向の長さが９〜３０ｍｍ、棒形状の軸方向に対して垂直に切った断面外周の２点間を結ぶ距離で最長の長さ（断面が円の場合は直径）が２〜４ｍｍの棒形状を好適に例示できる。
本発明における触媒の粒径（ｄ）とは、触媒の形状が上記球形状の場合はその直径を、ペレット形状の場合はその最長径を、円柱形状またはリング形状の場合は、円外径または高さのうち長い方の長さを、円板形状の場合は円外径を、板形状の場合は厚さ方向に対して垂直に切った断面外周の２点間を結ぶ距離で最長の長さを、棒形状の場合は軸方向の長さをいう。
上記ペレット形状の最長径とは、２枚の平行面でペレットを挟んだときの２面の距離であって、ペレットをあらゆる角度に動かしたときに最大となる距離をいう。 The shape of the catalyst used in the present invention is a spherical shape having a diameter of 3 to 15 millimeters (mm), a pellet shape having a longest diameter of 3 to 15 mm, a circular cylinder having an outer diameter of 3 to 15 mm and a height of 3 to 15 mm. A ring shape having a shape or a hole with a hole in the center of a cylinder, and having a circle outer diameter of 3 to 15 mm, a circle inner diameter of 1 to 3 mm, and a height of 3 to 15 mm can be preferably exemplified.
Further, the shape of the catalyst used in the present invention is 2 to 4 mm in thickness, 9 to 30 mm in diameter, 2 to 4 mm in thickness, and 2 on the outer periphery of the cross section cut perpendicular to the thickness direction. The distance between the points is the longest length of 8-30mm, or the rod-shaped axial length is 9-30mm, between the two points on the outer periphery of the cross-section cut perpendicular to the rod-shaped axial direction A rod shape having a longest length (a diameter when the cross section is a circle) of 2 to 4 mm can be suitably exemplified.
The particle size (d) of the catalyst in the present invention is the diameter when the shape of the catalyst is the spherical shape, the longest diameter when the shape is pellet, the outer diameter of the circle when the shape is cylindrical or ring shape, The longer of the heights, the longest length in the distance between two points on the outer circumference of the cross-section cut perpendicularly to the thickness direction in the case of a disk shape In the case of a rod shape, it means the length in the axial direction.
The longest diameter of the pellet shape is the distance between two surfaces when the pellet is sandwiched between two parallel surfaces, and is the maximum distance when the pellet is moved to any angle.

上述のように、本発明のプレート式触媒層反応器において、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）と上記伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）は、０．４５より大きい。当該数値範囲は、反応原料ガスを流通させたときの圧力損失の観点から設定されたものである。上記［ｄ／Ｓ］は、０．５より大きいことが好ましい。
但し、一つのプレート式触媒層反応器において、最小間隔（Ｓ）が複数存在する場合（上記の如くＳ１、Ｓ２、及びＳ３が存在する場合）の上記比（ｄ／Ｓ）は、上記触媒の粒径（ｄ）と、複数存在する最小間隔のうち最も小さい間隔（Ｓ）との比である。上記［ｄ／Ｓ］が０．４５以下の場合は、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）が小さくなり、反応原料ガスを流通させたときに、過度な圧力損失を引き起こす。
圧力損失が大きい場合、反応器入口圧力が高くなり、それに従い圧縮機の吐出圧力が高
くなることによって圧縮に使われるエネルギーが増大し、電気や蒸気の使用量が増大する。また、酸化反応では特に著しいが、反応器の差圧が大きくなり、反応圧力が高くなるほど反応の選択率が低下する。上記圧力損失は、同じ条件での反応において、［ｄ／Ｓ］が０．４５の場合に比べて、当該［ｄ／Ｓ］を調整することにより、５％以上低下させることが好ましく、１０％以上低下させることがより好ましく、１５％以上低下させることが最も好ましい。 As described above, in the plate type catalyst layer reactor of the present invention, the particle size (d) of the catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates and the minimum interval (S) between the spaces sandwiched between the heat transfer plates. )) (D / S) is greater than 0.45. The numerical range is set from the viewpoint of pressure loss when the reaction raw material gas is circulated. [D / S] is preferably larger than 0.5.
However, in one plate-type catalyst layer reactor, the ratio (d / S) when there are a plurality of minimum intervals (S) (when S1, S2, and S3 are present as described above) It is the ratio between the particle size (d) and the smallest interval (S) among a plurality of minimum intervals. When the above [d / S] is 0.45 or less, the particle size (d) of the catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates becomes small, and when the reaction raw material gas is circulated, Causes pressure loss.
When the pressure loss is large, the reactor inlet pressure increases, and the discharge pressure of the compressor increases accordingly, thereby increasing the energy used for compression and increasing the amount of electricity and steam used. Further, although particularly remarkable in the oxidation reaction, the differential pressure of the reactor increases, and the reaction selectivity decreases as the reaction pressure increases. The pressure loss is preferably reduced by 5% or more by adjusting the [d / S] in the reaction under the same conditions as compared with the case where [d / S] is 0.45. More preferably, it is more preferably reduced by 15% or more.

一方、伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じさせないという観点からは、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）と隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）は、０．３〜０．９であることが好ましく、０．４〜０．８であることがより好ましく、０．４〜０．７であることが特に好ましい。 On the other hand, from the viewpoint of not causing a bridge called a bridge between the heat transfer plates, the particle size (d) of the catalyst filled in the space between the heat transfer plates is sandwiched between two adjacent heat transfer plates. The ratio (d / S) to the minimum space spacing (S) is preferably 0.3 to 0.9, more preferably 0.4 to 0.8, and 0.4 to 0. .7 is particularly preferred.

反応原料ガスを流通させたときの圧力損失の観点、及び、伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じさせないという観点の双方を考慮した場合は、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒の粒径（ｄ）と伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｄ／Ｓ）は、０．４５〜０．９０であることが好ましく、０．４５〜０．８０であることがより好ましく、０．５０〜０．７０であることが特に好ましい。上記［ｄ／Ｓ］が０．９０より大きいとブリッジを起こし易い傾向にある。
また、上記条件は、用いられる触媒の形状に特に制限はないが、球形状、ペレット形状、円柱形状、及びリング形状からなる群から選ばれるいずれかの形状の触媒が用いられた場合、より好ましい。
さらに、上記プレート式触媒層反応器において、上記伝熱プレートが、２枚の波板を対面させて形成された伝熱プレートである場合、反応原料ガスの流れ方向に対して形状的に周期性をもっている伝熱プレートに挟まれた空間に偏り無く触媒を充填するという観点から、触媒の粒径（ｄ）が最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の周期（Ｌ）好ましくはその１／２を超えないことが好ましい。すなわち、上記［ｄ／Ｓ］は［Ｌ／Ｓ］より小さいことが好ましく、上記［ｄ／Ｓ］は［Ｌ／Ｓ］の１／２より小さいことがより好ましい。更に、上記［ｄ／Ｓ］は、プレートに挟まれた空間に充填可能であることという形状的な制約の観点から、球形状、ペレット形状、円柱形上、及びリング形状からなる群から選ばれるいずれかの形状の触媒の場合、１．００より小さいことが好ましい。 When considering both the viewpoint of pressure loss when the reaction raw material gas is circulated and the viewpoint of not causing a bridge called a bridge between the heat transfer plates, the space between the heat transfer plates is filled. The ratio (d / S) between the catalyst particle size (d) and the minimum space (S) between the heat transfer plates is preferably 0.45 to 0.90, and preferably 0.45 to 0. .80 is more preferable, and 0.50 to 0.70 is particularly preferable. If the above [d / S] is larger than 0.90, it tends to cause bridging.
In addition, the above conditions are not particularly limited in the shape of the catalyst used, but it is more preferable when a catalyst having any shape selected from the group consisting of a spherical shape, a pellet shape, a cylindrical shape, and a ring shape is used. .
Further, in the plate type catalyst layer reactor, when the heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates, the periodicity is geometrically periodic with respect to the flow direction of the reaction raw material gas. The period of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming the space in which the particle size (d) of the catalyst is the minimum interval (S) from the viewpoint of filling the catalyst sandwiched between the heat transfer plates having (L) Preferably it does not exceed 1/2 of that. That is, the [d / S] is preferably smaller than [L / S], and the [d / S] is more preferably smaller than 1/2 of [L / S]. Furthermore, the above [d / S] is selected from the group consisting of a spherical shape, a pellet shape, a cylindrical shape, and a ring shape, from the viewpoint of the shape restriction that the space between the plates can be filled. In the case of any shape of catalyst, it is preferably less than 1.00.

上記プレート式触媒層反応器において、上記伝熱プレートが、２枚の波板を対面させて形成された伝熱プレートであり、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒が、上記円板形状又は板形状の触媒である場合、当該触媒の厚さ（ｑ）（図８参照）と伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｑ／Ｓ）が０．６０より小さく、触媒の粒径（ｄ）が、最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）より小さいことが好ましい。
また、上記［ｑ／Ｓ］は、０．５０より小さいことがより好ましい。当該数値は、充填時に伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じさせないという観点から設定される。一方、上記［ｑ／Ｓ］は、反応原料ガスを流通させたときの圧力損失の観点から、０．２０より大きいことが好ましく、０．３０より大きいことがより好ましく、０．４０より大きいことが更に好ましい。
さらに、触媒の粒径（ｄ）は、最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）の１／２より小さいことがより好ましい。
触媒の粒径（ｄ）が、最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）より大きいとブリッジを起こし易い傾向にある。 In the plate-type catalyst layer reactor, the heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates, and a catalyst filled in a space sandwiched between the heat transfer plates is the circular plate. In the case of a plate-shaped or plate-shaped catalyst, the ratio (q / S) between the thickness (q) of the catalyst (see FIG. 8) and the minimum space (S) between the heat transfer plates is 0. It is preferable that the particle size (d) of the catalyst is smaller than 60, and the catalyst particle size (d) is smaller than the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming the space having the minimum interval (S).
[Q / S] is more preferably smaller than 0.50. The said numerical value is set from a viewpoint that the bridge | bridging called a bridge | bridging is not produced between heat-transfer plates at the time of filling. On the other hand, [q / S] is preferably larger than 0.20, more preferably larger than 0.30, and larger than 0.40 from the viewpoint of pressure loss when the reaction raw material gas is circulated. Is more preferable.
Furthermore, the particle size (d) of the catalyst is more preferably smaller than ½ of the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming the space having the minimum interval (S).
If the particle size (d) of the catalyst is larger than the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate that forms the space having the minimum interval (S), it tends to cause bridging.

上記プレート式触媒層反応器において、上記伝熱プレートが、２枚の波板を対面させて
形成された伝熱プレートであり、伝熱プレートに挟まれた空間に充填される触媒が、上記棒形状の触媒である場合、当該棒形状の触媒の軸方向に対して垂直に切った断面外周の２点間を結ぶ距離で最長の長さ（ｔ）（図９参照）と伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）との比（ｔ／Ｓ）が０．６０より小さく、触媒の軸方向の長さ（Ｗ）（図９参照）が最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）より小さいことが好ましい。
また、上記［ｔ／Ｓ］は、０．５０より小さいことがより好ましい。当該数値は、充填時に伝熱プレート間にブリッジと呼ばれる架橋を生じさせないという観点から設定される。一方、上記［ｔ／Ｓ］は、反応原料ガスを流通させたときの圧力損失の観点から、０．２０より大きいことが好ましく、０．３０より大きいことがより好ましく、０．４０より大きいことが更に好ましい。
さらに、触媒の軸方向の長さ（Ｗ）が、最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）の１／２より小さいことがより好ましい。
触媒の軸方向の長さ（Ｗ）が最小間隔（Ｓ）となる空間を形成する伝熱プレートを構成する波板の波の周期（Ｌ）より大きいとブリッジを起こし易い傾向にある。
尚、本発明において、棒形状の触媒の場合、触媒の粒径（ｄ）と触媒の軸方向の長さ（Ｗ）は同義である。 In the plate-type catalyst layer reactor, the heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates, and a catalyst filled in a space sandwiched between the heat transfer plates is the rod In the case of a catalyst having a shape, the longest length (t) (see FIG. 9) between the two points on the outer periphery of the cross section cut perpendicular to the axial direction of the rod-shaped catalyst is sandwiched between the heat transfer plates. A space in which the ratio (t / S) to the minimum space interval (S) is less than 0.60 and the axial length (W) of the catalyst (see FIG. 9) is the minimum space (S) is formed. It is preferable that it is smaller than the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate.
[T / S] is more preferably smaller than 0.50. The said numerical value is set from a viewpoint that the bridge | bridging called a bridge | bridging is not produced between heat-transfer plates at the time of filling. On the other hand, the above [t / S] is preferably larger than 0.20, more preferably larger than 0.30, and larger than 0.40 from the viewpoint of pressure loss when the reaction raw material gas is circulated. Is more preferable.
Further, the axial length (W) of the catalyst is more preferably smaller than ½ of the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming the space having the minimum interval (S). .
If the length (W) in the axial direction of the catalyst is larger than the wave period (L) of the corrugated plate constituting the heat transfer plate forming the space having the minimum interval (S), the bridge tends to easily occur.
In the present invention, in the case of a rod-shaped catalyst, the particle size (d) of the catalyst and the axial length (W) of the catalyst are synonymous.

本発明の触媒を充填する方法（以下、単に充填方法ともいう）は、複数の伝熱プレートを備えたプレート式触媒層反応器の、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、搬送部材を備えた触媒充填手段を用いて、前記伝熱プレートの上方から触媒を充填する方法であって、前記触媒が、前記搬送部材の終端部において上下方向に重なり合っていないことを特徴とする。ここで、上記触媒が上下方向に重なり合っていないこととは、触媒が搬送部材の終端部において単層であることを意味する。 The method of filling the catalyst of the present invention (hereinafter also simply referred to as a filling method) is performed in a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates in a plate type catalyst layer reactor having a plurality of heat transfer plates. A method of filling a catalyst from above the heat transfer plate using a catalyst filling means provided with a conveying member, wherein the catalyst does not overlap in the vertical direction at a terminal portion of the conveying member. . Here, the fact that the catalyst does not overlap in the vertical direction means that the catalyst is a single layer at the terminal portion of the conveying member.

本発明の充填方法における搬送部材を備えた触媒充填手段は、触媒が、搬送部材の終端部において上下方向に重なり合わないように調整できる充填手段であれば特に限定されない。以下、上記搬送部材を備えた触媒充填手段の好適な例を説明する。 The catalyst filling means provided with the conveying member in the filling method of the present invention is not particularly limited as long as the catalyst can be adjusted so that the catalyst does not overlap in the vertical direction at the end portion of the conveying member. Hereinafter, a suitable example of the catalyst filling means provided with the conveying member will be described.

例えば、図１０に示す３辺に枠を備えた取っ手付ＳＵＳ製板が挙げられる。更に好適なものとしては、図１１に示す、触媒粒径（ｄ）よりも低い高さのガイド板を備え、３辺に枠を有するＳＵＳ製板が挙げられる。
これら触媒充填手段を用いて触媒を充填する場合は、搬送部材である板の上に充填する触媒を乗せた後に、取っ手を持って左右に振って乗せた触媒を均して上下に重なり無く分散し、次いで、板の枠を持たない一辺から、当該一辺において触媒が上下方向に重なり合わないようにして触媒を投入するとよい。 For example, a SUS plate with a handle having a frame on three sides shown in FIG. More preferred is a SUS plate having a guide plate having a height lower than the catalyst particle size (d) and having a frame on three sides, as shown in FIG.
When filling the catalyst using these catalyst filling means, after placing the catalyst to be filled on the plate that is the conveying member, shake the catalyst left and right with the handle and distribute the catalyst without overlapping in the vertical direction. Then, the catalyst may be introduced from one side having no plate frame so that the catalyst does not overlap vertically on the one side.

上記搬送部材である板の枠を持たない一辺の長さは、プレート式触媒層反応器の幅の５０％〜１００％、好ましくは７０％〜１００％、更に好ましくは８０％〜９５％の長さのものを用いることができる。隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間に、伝熱プレートと直交するように仕切り板が設けられる場合は、上記板の枠を持たない一辺の長さは、上記設けられた仕切り板の間隔（すなわち、隣り合う２枚の仕切り板で区切られた幅）の５０％〜１００％、好ましくは７０％〜１００％、更に好ましくは８０％〜９５％の長さのものを用いることができる。
上記搬送部材である板の枠を持たない一辺の長さがプレート式触媒層反応器の幅、或いは仕切り板の間隔の５０％より小さい場合は、充填層の中心部と両脇部とで充填密度の異なった不均一な充填となる可能性がある。一方、１００％より大きい場合は、プレート式触媒層反応器の幅、或いは仕切り板の間隔を超えた長さになり、所定の箇所以外に触媒がこぼれてしまう可能性がある。
上記搬送部材である板の枠を持たない一辺は、反応原料ガス入口の上方５０センチメー
トル以内、好ましくは３０センチメートル以内、更に好ましくは１０ｃｍ以内の高さに位置させて、触媒を充填するのが良い。５０ｃｍより高い場合、伝熱プレートの最初の波形部に触媒が落下する際の衝撃で、触媒に過度な割れが生じる可能性がある。 The length of one side without the frame of the plate as the conveying member is 50% to 100%, preferably 70% to 100%, more preferably 80% to 95% of the width of the plate type catalyst layer reactor. Can be used. When a partition plate is provided in a space between two adjacent heat transfer plates so as to be orthogonal to the heat transfer plate, the length of one side not having the frame of the plate is equal to the provided partition plate. Of 50% to 100%, preferably 70% to 100%, and more preferably 80% to 95% of the interval (that is, the width separated by two adjacent partition plates). it can.
If the length of one side without the frame of the plate as the conveying member is less than 50% of the width of the plate-type catalyst layer reactor or the interval between the partition plates, packing is performed at the center and both sides of the packed bed. There is a possibility of non-uniform filling with different densities. On the other hand, when it is larger than 100%, the width of the plate-type catalyst layer reactor or the length exceeding the interval between the partition plates is reached, and there is a possibility that the catalyst may be spilled at a place other than a predetermined location.
The side that does not have the frame of the plate as the conveying member is positioned within a height of 50 centimeters, preferably within 30 centimeters, more preferably within 10 centimeters above the reaction raw material gas inlet, and is filled with the catalyst. Is good. If it is higher than 50 cm, the catalyst may be excessively cracked due to the impact of the catalyst falling on the first corrugated portion of the heat transfer plate.

本発明の充填方法において、上記搬送部材を備えた触媒充填手段は、ホッパー及び搬送部材を備えた触媒充填装置であることが好ましい。以下、本発明の充填方法に使用するのに好適な触媒充填装置を例示する。
第一の触媒充填装置としては、図６に示す、粒子状の触媒を貯留するホッパー（６）と、該ホッパーから流下する触媒を載せて伝熱プレートの上方へ搬送供給するためのベルトコンベア（７）を備えた装置が挙げられる。当該ベルトコンベアの横幅（ベルトコンベアのベルトが進行する方向と直角の方向）は、適宜設定することが可能である。
当該触媒充填装置には、図６に示すように、ベルトコンベアの上面に、仕切り壁（８）を設けても良い。そして、仕切り壁（８）とベルトコンベアの両端に設置された壁との間隔（１０）は、上記隣り合う２枚の伝熱プレート（１）間に設置された、隣り合う２枚の仕切り板で区切られた幅（すなわち、仕切り板の設置間隔）の５０％〜１００％であることが好ましく、より好ましくは７０％〜１００％であり、更に好ましくは８０％〜９５％である。
これによって、仕切り板の設置間隔ごとに触媒搬送列を形成することができる。仕切り板の設置間隔ごとに触媒搬送列を形成させて、触媒を充填することで、隣り合う２枚の仕切り板で区切られた幅における、触媒層の均一性が向上するため好ましい。上記仕切り壁（８）の個数、又は上記触媒搬送列の個数は、特に限定されない。 In the filling method of the present invention, it is preferable that the catalyst filling means including the transport member is a catalyst filling device including a hopper and a transport member. Hereinafter, a catalyst filling apparatus suitable for use in the filling method of the present invention will be exemplified.
As the first catalyst filling device, as shown in FIG. 6, a hopper (6) for storing particulate catalyst, and a belt conveyor for carrying and supplying the catalyst flowing down from the hopper to the upper side of the heat transfer plate ( 7) is provided. The width of the belt conveyor (the direction perpendicular to the direction in which the belt of the belt conveyor travels) can be set as appropriate.
As shown in FIG. 6, the catalyst filling device may be provided with a partition wall (8) on the upper surface of the belt conveyor. And the space | interval (10) of the partition wall (8) and the wall installed in the both ends of a belt conveyor is two adjacent partition plates installed between the said adjacent two heat-transfer plates (1). Is preferably 50% to 100%, more preferably 70% to 100%, and still more preferably 80% to 95% of the width (that is, the installation interval of the partition plates).
Thereby, a catalyst conveyance row can be formed at every installation interval of the partition plates. It is preferable to form a catalyst transport row at every installation interval of the partition plates and to fill the catalyst, since the uniformity of the catalyst layer in the width divided by two adjacent partition plates is improved. The number of the partition walls (8) or the number of the catalyst transport rows is not particularly limited.

上記ホッパーの下部には、ホッパーから流下する触媒の量を制御するための制御部材（ダンパー等）が設置されていることが好ましい。また、各触媒搬送列には、搬送供給される触媒の層厚さを調整するための層厚さ調整板（９）が設置されていることが好ましい。上記制御部材、及び層厚さ調整板の高さを調整することで、ベルトコンベアの終端部における搬送触媒の層の状態、即ち、上下方向の重なり状態を制御することが可能である。 It is preferable that a control member (such as a damper) for controlling the amount of the catalyst flowing down from the hopper is installed at the lower part of the hopper. Each catalyst transport row is preferably provided with a layer thickness adjusting plate (9) for adjusting the layer thickness of the catalyst to be transported and supplied. By adjusting the height of the control member and the layer thickness adjusting plate, it is possible to control the state of the layer of the transported catalyst at the end portion of the belt conveyor, that is, the overlapping state in the vertical direction.

上記触媒充填装置には、ベルトコンベアの搬送終端部から触媒を各投入部（上記隣り合う伝熱プレートに挟まれた空間で、かつ隣り合う仕切り板で区切られた空間）に案内するために、シュートを設けてもよい。 In the catalyst filling device, in order to guide the catalyst from the conveyance terminal portion of the belt conveyor to each input portion (a space sandwiched between the adjacent heat transfer plates and a space partitioned by the adjacent partition plates), A chute may be provided.

第二の触媒充填装置としては、図７に示す、粒子状の触媒を貯留するホッパー（１４）と、該ホッパーから流下する触媒を載せて伝熱プレートの上方へ搬送供給するための触媒搬送通路（１２）（以下、トラフともいう）と、該トラフに振動を付与する振動源（１３）とを備えた装置が挙げられる。当該トラフの横幅（トラフ上の触媒が進行する方向と直角の方向）は、適宜設定することが可能である。
上記第一の触媒充填装置と同様に、トラフの上面に、仕切り壁を設けても良い。そして、仕切り壁とトラフの両端の壁との間隔は、上記隣り合う２枚の伝熱プレート（１）間に設置された、隣り合う２枚の仕切り板で区切られた幅（すなわち、仕切り板の設置間隔）の５０％〜１００％であることが好ましく、より好ましくは７０％〜１００％であり、更に好ましくは８０％〜９５％である。
これによって、各仕切り板の設置間隔ごとに触媒搬送列を形成することができる。仕切り板の設置間隔ごとに触媒搬送列を形成させて、触媒を充填することで、隣り合う２枚の仕切り板で区切られた幅における、触媒層の均一性が向上するため好ましい。上記仕切り壁の個数、又は上記触媒搬送列の個数は、特に限定されない。 The second catalyst filling device includes a hopper (14) for storing particulate catalyst and a catalyst transport passage for transporting and feeding the catalyst flowing down from the hopper to the upper side of the heat transfer plate as shown in FIG. (12) An apparatus including a trough (hereinafter also referred to as a trough) and a vibration source (13) that applies vibration to the trough may be mentioned. The lateral width of the trough (the direction perpendicular to the direction in which the catalyst on the trough travels) can be set as appropriate.
Similarly to the first catalyst filling device, a partition wall may be provided on the upper surface of the trough. And the space | interval of the partition wall and the wall of the both ends of a trough is the width | variety (namely, partition plate) installed by the two adjacent partition plates installed between the said adjacent two heat-transfer plates (1). Is preferably 50% to 100%, more preferably 70% to 100%, and still more preferably 80% to 95%.
Thereby, a catalyst conveyance row can be formed at every installation interval of each partition plate. It is preferable to form a catalyst transport row at every installation interval of the partition plates and to fill the catalyst, since the uniformity of the catalyst layer in the width divided by two adjacent partition plates is improved. The number of the partition walls or the number of the catalyst transport rows is not particularly limited.

上記触媒充填装置には、トラフの搬送終端部から触媒を各投入部（上記隣り合う伝熱プレートに挟まれた空間で、かつ隣り合う仕切り板で区切られた空間）に案内するために、シュートを設けてもよい。 The catalyst filling device includes a chute for guiding the catalyst from the trough conveyance terminal portion to each input portion (a space sandwiched between the adjacent heat transfer plates and separated by the adjacent partition plates). May be provided.

上記トラフに振動を付与する振動源は、所定の振動数でトラフを振動できるものであれば特に限定されない。トラフに振動を伝達することでトラフ上の触媒が搬送終端部方向へ移動する。該振動源としては、電気コイルと永久磁石とを組み合わせた電磁式の振動体が好適に例示できる。 The vibration source for applying vibration to the trough is not particularly limited as long as it can vibrate the trough at a predetermined frequency. By transmitting vibration to the trough, the catalyst on the trough moves toward the conveyance end portion. As the vibration source, an electromagnetic vibration body in which an electric coil and a permanent magnet are combined can be preferably exemplified.

上記ホッパーの下部には、ホッパーから流下する触媒の量を制御するための制御部材（ダンパー等）が設置されていることが好ましい。
また、各触媒搬送列には、搬送供給される触媒の層厚さを調整するための層厚さ調整板が設置されていることが好ましい。この層厚さ調整板の高さの調整、上記振動源の振動数の調整、トラフの長さ、幅、及び傾きの調整、並びにこれらの組合せを用いることで、トラフの終端部における搬送触媒の層の状態、即ち、上下方向の重なり状態を制御することが可能である。 It is preferable that a control member (such as a damper) for controlling the amount of the catalyst flowing down from the hopper is installed at the lower part of the hopper.
Each catalyst transport row is preferably provided with a layer thickness adjusting plate for adjusting the layer thickness of the catalyst to be transported and supplied. By adjusting the height of the layer thickness adjusting plate, adjusting the frequency of the vibration source, adjusting the length, width, and inclination of the trough, and using a combination thereof, the carrier catalyst at the end of the trough can be used. It is possible to control the state of the layers, that is, the overlapping state in the vertical direction.

触媒が良好な状態で充填されていることの確認は、触媒の充填高さの理論値と実測値との比較（例えば理論値に対する実測値の誤差が５％以内）、及び、隣り合う２枚の仕切り板
で区切られた各区画間での触媒の充填高さの比較（例えば各区画間の充填高さの差が充填高さの５％以内）によって確認することができる。 Confirmation that the catalyst is packed in good condition is made by comparing the theoretical value of the catalyst filling height with the actual measurement value (for example, the error of the actual measurement value within 5% of the theoretical value) and two adjacent sheets. It can be confirmed by comparing the packing height of the catalyst between the sections divided by the partition plate (for example, the difference in the filling height between the sections is within 5% of the filling height).

上記の方法で搬送部材の終端部における搬送触媒の層の状態、即ち、上下方向の重なり状態を制御し、搬送部材の終端部における搬送触媒の重なり状態が上下方向に重なり合っていない状態で触媒を投入することによって、伝熱プレートの上方から粒状の触媒を投入した場合であっても、触媒が、上記空間（３）を落下中にせり合って伝熱プレート間にブリッジを形成することなく、均一に充填される。 The above-described method is used to control the state of the transported catalyst layer at the terminal end of the transport member, that is, the overlapping state in the vertical direction. Even when the granular catalyst is charged from above the heat transfer plate, the catalyst does not form a bridge between the heat transfer plates by colliding with the space (3) while dropping. Evenly filled.

上記触媒充填装置は、伝熱プレートの上方において、台車などの位置変更機構に保持されて、隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間が並ぶ方向（Ａ）、及び、当該方向（Ａ）に直交する方向に、位置変更自在となるように構成されていてもよい。当該構成により、触媒充填装置は、伝熱プレートの上方において、縦横の位置変更が自在となり、触媒の充填作業がより効率的となる。 The catalyst filling device is held above a heat transfer plate by a position changing mechanism such as a carriage, and a direction (A) in which a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates is aligned, and the direction (A ) May be configured so that the position can be freely changed in a direction orthogonal to. With this configuration, the catalyst filling device can freely change the vertical and horizontal positions above the heat transfer plate, and the catalyst filling operation becomes more efficient.

本発明の製造方法は、隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器に、有機化合物原料ガスを供給し、有機化合物原料ガスを反応させて反応生成物を製造する製造方法であって、当該プレート式触媒層反応器が、本発明のプレート式触媒層反応器であることを特徴とする。
また、本発明の製造方法は、隣り合う２枚の伝熱プレートの間に形成された触媒層を備えたプレート式触媒層反応器に、有機化合物原料ガスを供給し、有機化合物原料ガスを反応させて反応生成物を製造する製造方法であって、当該プレート式触媒層反応器が、本発明の充填方法で触媒が充填されたプレート式触媒層反応器であることを特徴とする。 In the production method of the present invention, an organic compound source gas is supplied to a plate type catalyst layer reactor having a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and the organic compound source gas is reacted. A production method for producing a reaction product, wherein the plate-type catalyst layer reactor is the plate-type catalyst layer reactor of the present invention.
Further, the manufacturing method of the present invention supplies an organic compound source gas to a plate-type catalyst layer reactor having a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and reacts the organic compound source gas. The plate-type catalyst layer reactor is a plate-type catalyst layer reactor filled with a catalyst by the filling method of the present invention.

本発明の製造方法に適用可能な反応は、発熱又は吸熱を伴う反応であれば特に限定されず、以下に示すものが好適に例示できる。
発熱を伴う反応としては、（１）エチレンと酸素から酸化エチレンを生成する反応、（２）炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種、または、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有機化合物原料ガスの少なくとも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、並びに炭素数３及び４の不飽和脂肪酸からなる群から選ばれる少なくとも一種の反応生成物を生成する反応、（３）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、（４）ｏ−キシレンと酸素からフタル酸
を生成する反応、（５）オレフィンの水素化によりパラフィンを生成する反応、（６）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、（７）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、（８）ブテンの酸化脱水素によるブタジエンの製造が挙げられる。
一方、吸熱を伴う反応としては、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。
すなわち、本発明の製造方法を用いて製造される反応生成物としては、メタクロレイン及びメタクリル酸の少なくとも一方、アクロレイン及びアクリル酸の少なくとも一方、マレイン酸、フタル酸、スチレン、酸化エチレン、又は、ブタジエンが好適に例示される。
また、これら反応生成物を得るための反応条件は、公知の反応条件を適用することが可能である。 The reaction applicable to the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is an exothermic or endothermic reaction, and the following can be suitably exemplified.
The reaction accompanied by heat generation includes (1) a reaction for producing ethylene oxide from ethylene and oxygen, (2) at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms, and tertiary butanol. From at least one organic compound raw material gas selected from the group consisting of seeds or unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, oxygen, and unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, and 3 carbon atoms And a reaction for producing at least one reaction product selected from the group consisting of 4 and 4 unsaturated fatty acids, (3) a reaction for producing maleic acid from an aliphatic hydrocarbon having 4 or more carbon atoms and oxygen, (4) o -Phthalic acid from xylene and oxygen
(5) Reaction to produce paraffin by hydrogenation of olefin, (6) Reaction to produce alcohol by hydrogenation of carbonyl compound, (7) Production of acetone and phenol by acid decomposition of cumene hydroperoxide (8) Production of butadiene by oxidative dehydrogenation of butene.
On the other hand, the reaction accompanied by endotherm includes a reaction of generating styrene by dehydrogenation of ethylbenzene.
That is, the reaction product produced using the production method of the present invention includes at least one of methacrolein and methacrylic acid, at least one of acrolein and acrylic acid, maleic acid, phthalic acid, styrene, ethylene oxide, or butadiene. Is preferably exemplified.
Further, known reaction conditions can be applied as reaction conditions for obtaining these reaction products.

本発明の製造方法に用いられる反応原料ガスは、上記反応に適用されうる反応原料ガスであれば、特に限定されない。本発明の製造方法において上記反応原料ガスは上記プレート式触媒層反応器に供給される。
以下に上記（２）に記載の反応生成物の製造方法における反応原料ガスの例について説明する。上記（２）に係る反応原料ガスに含まれる有機化合物原料ガスは、上述のように、炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種、または、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有機化合物原料ガスの少なくとも１種である。
上記炭素数３の炭化水素としては、プロピレン、プロパンが挙げられる。
上記炭素数４の炭化水素としては、ｎ−ブテン、イソブテン、ｎ−ブタン、イソブタンが挙げられる。
上記炭素数３及び４の不飽和脂肪族アルデヒドとしては、アクロレイン、メタクロレインが挙げられる。
また、上記反応生成物である炭素数３及び４の不飽和脂肪族アルデヒド、並びに炭素数３及び４の不飽和脂肪酸における、炭素数３及び４の不飽和脂肪族アルデヒドとしては、アクロレイン、メタクロレインが挙げられ、炭素数３及び４の不飽和脂肪酸としては、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。 The reaction source gas used in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is a reaction source gas applicable to the above reaction. In the production method of the present invention, the reaction raw material gas is supplied to the plate-type catalyst layer reactor.
The example of the reaction raw material gas in the manufacturing method of the reaction product as described in said (2) is demonstrated below. As described above, the organic compound source gas contained in the reaction source gas according to (2) is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol. Or at least one organic compound source gas selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon having 3 carbon atoms include propylene and propane.
Examples of the hydrocarbon having 4 carbon atoms include n-butene, isobutene, n-butane, and isobutane.
Examples of the unsaturated aliphatic aldehyde having 3 and 4 carbon atoms include acrolein and methacrolein.
In addition, the unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms and the unsaturated fatty acids having 3 and 4 carbon atoms, which are the reaction products, include acrolein and methacrolein. Examples of the unsaturated fatty acid having 3 and 4 carbon atoms include acrylic acid and methacrylic acid.

上記（２）に係る反応原料ガスは、有機化合物原料ガス、分子状酸素、及び必要に応じて窒素や水蒸気などの反応に不活性なガスを含む。
上記有機化合物原料ガスは、１種のみの構成としてもよく、また２種以上を混合した混合物としてもよい。上記有機化合物原料ガスの組成は、目的に応じて適宜選択される。
上記有機化合物原料ガスの、上記反応原料ガスに対する含有量は、特に限定されないが、有機化合物原料ガスが炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種の場合、該有機化合物原料ガスの総量として、５〜１３モル％であることが好ましく、有機化合物原料ガスが炭素数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有機化合物原料ガスの少なくとも１種の場合、該有機化合物原料ガスの総量として、１〜１３モル％であることが好ましい。また、上記分子状酸素の、上記反応原料ガスに対する含有量は、有機化合物原料ガスが炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種の場合、該有機化合物原料ガスの総量の１〜３倍量であることが好ましく、有機化合物原料ガスが炭素数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有機化合物原料ガスの少なくとも１種の場合、該有機化合物原料ガスの総量の０．５〜３倍量であることが好ましい。
上記不活性なガスの、上記反応原料ガスに対する含有量は、上記反応原料ガス全量から有機化合物原料ガスの総量と分子状酸素量を除いた値となる。なお、上記不活性なガスは、反応系から排出される排気ガスを再循環した不活性ガスを用いてもよい。 The reaction source gas according to the above (2) includes an organic compound source gas, molecular oxygen, and, if necessary, a gas inert to the reaction such as nitrogen or water vapor.
The organic compound source gas may have only one type of composition, or a mixture of two or more types. The composition of the organic compound source gas is appropriately selected according to the purpose.
The content of the organic compound source gas with respect to the reaction source gas is not particularly limited, but the organic compound source gas is selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol. In the case of at least one, the total amount of the organic compound source gas is preferably 5 to 13 mol%, and the organic compound source gas is selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms In the case of at least one source gas, the total amount of the organic compound source gas is preferably 1 to 13 mol%. Further, the content of the molecular oxygen with respect to the reaction source gas is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol. In this case, the amount is preferably 1 to 3 times the total amount of the organic compound source gas, and the organic compound source gas is at least one of organic compound source gases selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms. In the case of seeds, the amount is preferably 0.5 to 3 times the total amount of the organic compound source gas.
The content of the inert gas with respect to the reaction raw material gas is a value obtained by removing the total amount of organic compound raw material gas and the amount of molecular oxygen from the total amount of the reaction raw material gas. The inert gas may be an inert gas obtained by recirculating exhaust gas discharged from the reaction system.

本発明の製造方法には、目的に応じて、公知の触媒を用いることが可能である。炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種、または、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有機化合物原料ガスの少なくとも１種、並びに、分子状酸素を含む反応原料ガスを供給し、炭素数３及び４の不飽和脂肪族アルデヒド、並びに炭素数３及び４の不飽和脂肪酸からなる群から選ばれる一種以上の反応生成物を製造する触媒の組成としては、モリブデン、タングステン、ビスマスなどを含む金属酸化物、または、バナジウムなどを含む金属酸化物が挙げられる。 In the production method of the present invention, a known catalyst can be used depending on the purpose. Organic compound raw material selected from the group consisting of at least one organic compound raw material gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, or unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms One or more selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3 and 4 carbon atoms, supplying at least one kind of gas and a reaction raw material gas containing molecular oxygen As a composition of the catalyst for producing the reaction product, a metal oxide containing molybdenum, tungsten, bismuth, or the like, or a metal oxide containing vanadium or the like can be given.

上記有機化合物原料ガスがプロピレンの場合、上記金属酸化物として、下記一般式（１）で表される化合物が好適に例示される。
Ｍｏ（ａ）Ｂｉ（ｂ）Ｃｏ（ｃ）Ｎｉ（ｄ）Ｆｅ（ｅ）Ｘ（ｆ）Ｙ（ｇ）Ｚ（ｈ）Ｑ（ｉ）Ｓｉ（ｊ）Ｏ（ｋ）・・・式（１）
上記式（１）中、Ｍｏはモリブデン、Ｂｉはビスマス、Ｃｏはコバルト、Ｎｉはニッケル、Ｆｅは鉄、Ｘはナトリウム、カリウム、ルビジュウム、セシウム及びタリウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素、Ｙはほう素、りん、砒素及びタングステンからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素、Ｚはマグネシウム、カルシウム、亜鉛、セリウム及びサマリウムからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素、Ｑはハロゲン元素、Ｓｉはシリカ、Ｏは酸素を表す。
また、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ及びｋは、それぞれＭｏ、Ｂｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｑ、Ｓｉ及びＯの原子比を表し、モリブデン原子（Ｍｏ）が１２のとき、０．５≦ｂ≦７、０≦ｃ≦１０、０≦ｄ≦１０、１≦ｃ＋ｄ≦１０、０．０５≦ｅ≦３、０．０００５≦ｆ≦３、０≦ｇ≦３、０≦ｈ≦１、０≦ｉ≦０．５、０≦ｊ≦４０であり、ｋは各元素の酸化状態によって決まる値である。 When the organic compound source gas is propylene, preferred examples of the metal oxide include compounds represented by the following general formula (1).
Mo (a) Bi (b) Co (c) Ni (d) Fe (e) X (f) Y (g) Z (h) Q (i) Si (j) O (k) (1) )
In the above formula (1), Mo is molybdenum, Bi is bismuth, Co is cobalt, Ni is nickel, Fe is iron, X is at least one element selected from the group consisting of sodium, potassium, rubidium, cesium and thallium, Y Is at least one element selected from the group consisting of boron, phosphorus, arsenic and tungsten, Z is at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, zinc, cerium and samarium, Q is a halogen element, and Si is silica , O represents oxygen.
A, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k are the atomic ratios of Mo, Bi, Co, Ni, Fe, X, Y, Z, Q, Si and O, respectively. When the molybdenum atom (Mo) is 12, 0.5 ≦ b ≦ 7, 0 ≦ c ≦ 10, 0 ≦ d ≦ 10, 1 ≦ c + d ≦ 10, 0.05 ≦ e ≦ 3, 0.0005 ≦ f ≦ 3, 0 ≦ g ≦ 3, 0 ≦ h ≦ 1, 0 ≦ i ≦ 0.5, 0 ≦ j ≦ 40, and k is a value determined by the oxidation state of each element.

一方、上記有機化合物原料ガスがアクロレインの場合、上記金属酸化物として、下記一般式（２）で表される化合物が好適に例示される。
Ｍｏ（１２）Ｖ（ａ）Ｘ（ｂ）Ｃｕ（ｃ）Ｙ（ｄ）Ｓｂ（ｅ）Ｚ（ｆ）Ｓｉ（ｇ）Ｃ（ｈ）Ｏ（ｉ）・・・式（２）
上記式（２）中、ＸはＮｂ及びＷからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。ＹはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。ＺはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ａｌからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を示す。但し、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｓｉ、ＣおよびＯは元素記号である。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈおよびｉは各元素の原子比を表し、モリブデン原子（Ｍｏ）１２に対して、０＜ａ≦１２、０≦ｂ≦１２、０≦ｃ≦１２、０≦ｄ≦８、０≦ｅ≦５００、０≦ｆ≦５００、０≦ｇ≦５００、０≦ｈ≦５００であり、ｉは前記各元素のうちＣを除いた各元素の酸化状態によって決まる値である。 On the other hand, when the organic compound source gas is acrolein, examples of the metal oxide include compounds represented by the following general formula (2).
Mo (12) V (a) X (b) Cu (c) Y (d) Sb (e) Z (f) Si (g) C (h) O (i) (2)
In the above formula (2), X represents at least one element selected from the group consisting of Nb and W. Y represents at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn. Z represents at least one element selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Bi, and Al. However, Mo, V, Nb, Cu, W, Sb, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Fe, Co, Ni, Bi, Al, Si, C, and O are element symbols. a, b, c, d, e, f, g, h, and i represent the atomic ratio of each element, and 0 <a ≦ 12, 0 ≦ b ≦ 12, 0 ≦ with respect to the molybdenum atom (Mo) 12. c ≦ 12, 0 ≦ d ≦ 8, 0 ≦ e ≦ 500, 0 ≦ f ≦ 500, 0 ≦ g ≦ 500, 0 ≦ h ≦ 500, and i is a value of each element excluding C among the above elements. The value is determined by the oxidation state.

本発明の製造方法では、単位触媒当たりの有機化合物原料ガスの処理負荷量を高めたときに、触媒を通過する反応ガスの過度の圧力損失の増大を防止できる。したがって、有機化合物原料ガスの負荷量が、触媒１リットル当たり１５０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］以上で好適に目的反応生成物を製造できる。有機化合物原料ガスの負荷量が、触媒１リットル当たり１５０〜１０００リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることが好ましく、触媒１リットル当たり１７０〜３００リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることがより好ましく、触媒１リットル当たり２００〜２５０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることが特に好ましい。上記有機化合物原料ガスの負荷量が、触媒１リットル当たり１５０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］以上とは、上記単位触媒当たりの有機化合物原料ガスの
処理負荷量を高めた状態を意味する。 In the production method of the present invention, when the processing load of the organic compound raw material gas per unit catalyst is increased, an excessive increase in pressure loss of the reaction gas passing through the catalyst can be prevented. Therefore, the target reaction product can be suitably produced when the load of the organic compound raw material gas is 150 liters per hour [converted to the standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)] per liter of the catalyst. The load of the organic compound raw material gas is preferably 150 to 1000 liters per hour per 1 liter of catalyst [converted to a standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)], and 170 to 300 liters per liter of catalyst [standard state] (Converted at a temperature of 0 ° C. and 101.325 kPa) is more preferable, and 200 to 250 liters per hour per 1 liter of the catalyst is particularly preferable (converted to a standard state (temperature of 0 ° C. and 101.325 kPa)). The load of the organic compound source gas is 150 liters per hour per 1 liter of catalyst [converted to the standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)] or more, which increases the processing load of the organic compound source gas per unit catalyst. It means the state.

上記有機化合物原料ガスが、炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種である場合は、上記有機化合物原料ガスの負荷量は、触媒１リットル当たり１７０〜２９０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることがより好ましく、触媒１リットル当たり２００〜２５０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることが特に好ましい。 When the organic compound source gas is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, the load of the organic compound source gas is a catalyst More preferably, it is 170 to 290 liters per hour [converted to a standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)], and 200 to 250 liters per liter of catalyst [standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa)]. It is particularly preferable that the conversion is.

上記有機化合物原料ガスが、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有機化合物原料ガスの少なくとも１種である場合は、上記有機化合物原料ガスの負荷量は、触媒１リットル当たり１８０〜３００リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることがより好ましく、触媒１リットル当たり２００〜２５０リットル毎時［標準状態（温度０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算］であることが特に好ましい。 When the organic compound source gas is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, the load of the organic compound source gas is 1 liter of catalyst. 180 to 300 liters per hour [standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa) conversion] is more preferable, and 200 to 250 liters per liter of catalyst [standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa) conversion] It is particularly preferred that

上記伝熱プレートの熱媒体流路に供給される熱媒体の温度は、２００〜６００℃で供給されることが好ましい。有機化合物原料ガスが、炭素数３及び４の炭化水素、並びにターシヤリーブタノールからなる群から選ばれる有機化合物原料ガスの少なくとも１種のときは、２５０〜４５０℃で供給されることが好ましく、より好ましくは、３００〜４２０℃である。該有機化合物原料ガスが、プロピレンの場合は、熱媒流路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、有機化合物原料ガスが、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有機化合物原料ガスの少なくとも１種のときは、２００〜３５０℃で熱媒流路に供給されることが好ましく、より好ましくは、２５０〜３３０℃である。該有機化合物原料ガスがアクロレインの場合は、熱媒流路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。 The temperature of the heat medium supplied to the heat medium flow path of the heat transfer plate is preferably supplied at 200 to 600 ° C. When the organic compound source gas is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, it is preferably supplied at 250 to 450 ° C. Preferably, it is 300-420 degreeC. When the organic compound source gas is propylene, the temperature of the heat medium supplied to the heat medium flow path is preferably 250 to 400 ° C, and more preferably 320 to 400 ° C.
On the other hand, when the organic compound source gas is at least one organic compound source gas selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, it is supplied to the heat medium flow path at 200 to 350 ° C. It is preferable, More preferably, it is 250-330 degreeC. When the organic compound source gas is acrolein, the temperature of the heat medium supplied to the heat medium flow path is preferably 200 to 350 ° C, and more preferably 250 to 320 ° C.

上記熱媒体を流す方向は、反応ガスの流れ方向と直交させることが好ましい。
また、熱媒体の入口温度と出口温度の温度差は０．５〜１０℃であることが好ましく、２〜５℃であることがより好ましい。熱媒体流路のそれぞれにおいて、１〜複数の流路毎に、熱媒体の流量、温度、及び流す方向を変えることも可能である。 The flow direction of the heat medium is preferably orthogonal to the flow direction of the reaction gas.
The temperature difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the heat medium is preferably 0.5 to 10 ° C, more preferably 2 to 5 ° C. In each of the heat medium flow paths, the flow rate, temperature, and flow direction of the heat medium can be changed for each of the one to a plurality of flow paths.

プレート式触媒層反応器が図１に記載の如く触媒層の平均層厚さが異なる複数の反応帯域で構成される場合、熱媒体は、複数の反応帯域にそれぞれ最適な温度で供給される。
また、一つの反応帯域においても、１〜複数の流路毎に、独立して同温の熱媒体を同じ方向に流す場合も、向流（カウンターフロー）方向に流す場合もある。また、ある反応帯域の熱媒体流路に供給され排出された熱媒体を同じあるいは別の反応帯域の熱媒体流路に供給することも可能である。
同じ反応帯域では、熱媒体の温度は基本的に同じであることが好ましいが、ホットスポット現象が発生しない範囲で変化させることは可能である。 When the plate-type catalyst layer reactor is composed of a plurality of reaction zones having different average layer thicknesses as shown in FIG. 1, the heat medium is supplied to each of the plurality of reaction zones at an optimum temperature.
In one reaction zone, the heat medium having the same temperature may flow independently in the same direction or may flow in the counterflow direction for each of one to a plurality of flow paths. It is also possible to supply the heat medium supplied to and discharged from the heat medium flow path in a certain reaction zone to the heat medium flow path in the same or another reaction zone.
In the same reaction zone, it is preferable that the temperature of the heat medium is basically the same, but it is possible to change the temperature within a range where the hot spot phenomenon does not occur.

上記熱媒体流路に供給される熱媒体の流量は反応熱量と伝熱抵抗から決定される。しかし、伝熱抵抗は、通常、液体である熱媒体より反応原料ガスの気体側にあるので問題になることは少ないが、熱媒体流路内の液線速度は好適には０．３ｍ／ｓ以上が採用される。反応原料ガス側伝熱抵抗に比較し、熱媒体側の抵抗が小さく問題にならない値とするには、０．５〜１．０ｍ／ｓが最も適当である。大きすぎると熱媒体の循環ポンプの動力が大きくなって経済面で好ましくない。
なお、用いられる熱媒体は、公知のものを使用することが可能である。 The flow rate of the heat medium supplied to the heat medium flow path is determined from the amount of reaction heat and the heat transfer resistance. However, although the heat transfer resistance is usually less on the gas side of the reaction raw material gas than the liquid heat medium, the liquid linear velocity in the heat medium flow path is preferably 0.3 m / s. The above is adopted. In order to make the resistance on the heat medium side small and not cause a problem compared to the reaction raw material gas side heat transfer resistance, 0.5 to 1.0 m / s is most suitable. If it is too large, the power of the circulation pump of the heat medium becomes large, which is not preferable in terms of economy.
In addition, the heat medium used can use a well-known thing.

本発明の製造方法において、反応圧力は、通常、常圧から３０００ｋＰａ（キロパスカル）、好ましくは常圧から１０００ｋＰａ、より好ましくは常圧から３００ｋＰａである。 In the production method of the present invention, the reaction pressure is usually from normal pressure to 3000 kPa (kilopascal), preferably from normal pressure to 1000 kPa, more preferably from normal pressure to 300 kPa.

以下実施例等を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は何らこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and the like, but the present invention is not limited thereto.

触媒Ａとして、Ｓｂ（１００）Ｎｉ（４３）Ｍｏ（３５）Ｖ（７）Ｎｂ（３）Ｃｕ（９）Ｓｉ（２０）Ｏ（ｘ）の組成の触媒粉末を、常法により製造した（酸素の組成Ｘは各々の金属酸化物の酸化状態によって定まる値である）。この触媒粉末を成型し、外径５ｍｍφ、内径２ｍｍφ、及び高さ４ｍｍのリング状触媒を製造した。
また、触媒Ｂとして、Ｓｂ（１００）Ｎｉ（４３）Ｍｏ（３５）Ｖ（７）Ｎｂ（３）Ｃｕ（９）Ｓｉ（２０）Ｏ（ｘ）の組成の触媒粉末を、常法により製造した（酸素の組成Ｘは各々の金属酸化物の酸化状態によって定まる値である）。この触媒粉末を成型し外径４ｍｍφ、高さ３ｍｍのペレット状触媒を製造した。
一方、プレート式触媒層反応器は図１に示す構造のものを用いた。すなわち、用いた伝熱プレートは、波型形状の薄いステンレスプレート（板厚１ｍｍ）の２枚を対面・接合して反応温度調節用の熱媒体流路が形成された伝熱プレートである。
上記伝熱プレートを図１に示すように平行に設置し、その間隔（図１に示すＰ１及びＰ２）を２６ｍｍに調整した。すなわち、隣り合う２枚の伝熱プレートの間に、触媒が充填され触媒層が形成可能な構造とした。触媒層が形成された場合は、波形形状の仕様によって、表１に示すように、反応原料ガスの流れ方向の上流から第１反応帯域（Ｓ１）、第２反応帯域（Ｓ２）、および第３反応帯域（Ｓ３）に分割される。
図２に示す波型形状の周期（Ｌ）、及び高さ（Ｈ）、並びに、波数及び伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）を表１に示す。また、伝熱プレートの幅は９６ｍｍとした。
当該プレート式触媒層反応器における伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）は、第１反応帯域（Ｓ１）の伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔９．５ｍｍであった。
当該伝熱プレート式触媒層反応器に触媒を充填した場合、その触媒量は２．５Ｌ（リットル）であった（当該、触媒量は反応器を垂直にし、反応器最下部に板を取り付けて上部より水を注いで測った体積測定の結果である）。 As catalyst A, a catalyst powder having a composition of Sb (100) Ni (43) Mo (35) V (7) Nb (3) Cu (9) Si (20) O (x) was produced by a conventional method (oxygen). The composition X is determined by the oxidation state of each metal oxide). This catalyst powder was molded to produce a ring-shaped catalyst having an outer diameter of 5 mmφ, an inner diameter of 2 mmφ, and a height of 4 mm.
Further, as the catalyst B, a catalyst powder having a composition of Sb (100) Ni (43) Mo (35) V (7) Nb (3) Cu (9) Si (20) O (x) was produced by a conventional method. (The composition X of oxygen is a value determined by the oxidation state of each metal oxide). This catalyst powder was molded to produce a pellet-shaped catalyst having an outer diameter of 4 mmφ and a height of 3 mm.
On the other hand, a plate type catalyst layer reactor having the structure shown in FIG. 1 was used. That is, the used heat transfer plate is a heat transfer plate in which a heat medium flow path for reaction temperature adjustment is formed by facing and joining two corrugated thin stainless plates (thickness 1 mm).
The heat transfer plates were installed in parallel as shown in FIG. 1, and the intervals (P1 and P2 shown in FIG. 1) were adjusted to 26 mm. That is, a structure in which a catalyst layer can be formed by filling a catalyst between two adjacent heat transfer plates. When the catalyst layer is formed, the first reaction zone (S1), the second reaction zone (S2), and the third zone from the upstream in the flow direction of the reaction raw material gas, as shown in Table 1, depending on the specifications of the waveform shape. The reaction zone (S3) is divided.
Table 1 shows the period (L) and height (H) of the corrugated shape shown in FIG. 2 and the minimum number of spaces (S) between the wave number and the heat transfer plate. The width of the heat transfer plate was 96 mm.
The minimum space (S) between the heat transfer plates in the plate-type catalyst layer reactor was 9.5 mm as the minimum space between the heat transfer plates in the first reaction zone (S1).
When the catalyst was packed in the heat transfer plate type catalyst bed reactor, the catalyst amount was 2.5 L (liter) (the catalyst amount was vertical with the reactor attached, and a plate was attached at the bottom of the reactor). It is the result of volume measurement measured by pouring water from the top).

＜実施例１＞
触媒の粒径（ｄ）が５ｍｍである上記触媒Ａを、幅９０ｍｍ、奥行き３００ｍｍ、深さ２０ｍｍの取っ手付ＳＵＳ製板（図１０）上に乗せた後に、取っ手を持って左右に振って
乗せた触媒を均して上下に重なり無く分散した。次いで、当該ＳＵＳ製板の幅９０ｍｍの淵（板の枠を持たない一辺）を、伝熱プレートの幅９６ｍｍの入口に平行になるように合わせ、板の枠を持たない一辺から、当該一辺において触媒が上下方向に重なり合わないようにして触媒を上記プレート式触媒層反応器に投入した。
この操作を繰り返したところ、反応器内部で閉塞を起こすことなく、触媒の充填を完了した。充填された触媒量は２．５Ｌであった。
触媒充填時、ＳＵＳ製板の淵から投入されていく触媒の状況を観察したところ、粒が重なり合って投入されていく触媒は観察されなかった。
触媒の粒径（ｄ）は５ｍｍ、伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）は９．５ｍｍであり、その比（ｄ／Ｓ）は０．５３であった。
上記触媒を充填したプレート式触媒層反応器の上部より室温の空気を供給し、入口圧力と出口圧力を測定して、触媒層の圧力損失を求めた。結果を表２に示す。 <Example 1>
The catalyst A having a catalyst particle size (d) of 5 mm is placed on a SUS plate with a handle having a width of 90 mm, a depth of 300 mm, and a depth of 20 mm (FIG. 10), and then shaken to the left and right with the handle. The catalyst was leveled and dispersed without overlapping. Next, the 90 mm wide SUS plate (one side without the plate frame) is aligned to be parallel to the 96 mm wide inlet of the heat transfer plate, and from one side without the plate frame, The catalyst was charged into the plate-type catalyst layer reactor so that the catalyst did not overlap vertically.
When this operation was repeated, the filling of the catalyst was completed without causing clogging inside the reactor. The amount of catalyst charged was 2.5 L.
When the catalyst was charged, the state of the catalyst introduced from the SUS plate cage was observed. As a result, no catalyst was introduced in which the particles overlapped.
The catalyst particle size (d) was 5 mm, the minimum space (S) between the heat transfer plates was 9.5 mm, and the ratio (d / S) was 0.53.
Room temperature air was supplied from the upper part of the plate-type catalyst layer reactor filled with the catalyst, and the inlet pressure and the outlet pressure were measured to determine the pressure loss of the catalyst layer. The results are shown in Table 2.

＜試験例１＞
触媒の粒径（ｄ）が５ｍｍである上記触媒Ａを、幅９０ｍｍ、奥行き１５０ｍｍ、深さ１００ｍｍのＳＵＳ容器に入れ、０．５Ｌずつ、５回に分けて上記プレート式触媒層反応器に投入した。当該ＳＵＳ容器に触媒Ａ０．５Ｌを入れ、当該ＳＵＳ容器の幅９０ｍｍの淵を、伝熱プレートの幅９６ｍｍの入口に平行になるように合わせ、容器を傾けて触媒の投入を開始したところ、触媒を０．２Ｌ充填したところで、反応器内部の第１反応帯域（Ｓ１）で閉塞を起こし、触媒の充填の継続が不可能となった。
触媒充填時、ＳＵＳ容器の淵から投入されていく触媒の状況を観察したところ、２〜３粒の触媒がＳＵＳ容器の淵で重なり合って、次いで投入されていく状態が観察された。
触媒の粒径（ｄ）は５ｍｍ、伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）は９．５ｍｍであり、その比（ｄ／Ｓ）は０．５３であった。 <Test Example 1>
The catalyst A having a catalyst particle size (d) of 5 mm is placed in a SUS container having a width of 90 mm, a depth of 150 mm, and a depth of 100 mm, and is added to the plate-type catalyst layer reactor in 0.5L portions in 5 portions. did. When 0.5 L of catalyst A was put into the SUS container, the SUS container with a width of 90 mm was aligned so as to be parallel to the inlet of the heat transfer plate with a width of 96 mm, and the container was tilted to start charging the catalyst. When 0.2 L of the catalyst was charged, the first reaction zone (S1) inside the reactor was clogged, and the catalyst could not be continuously charged.
When the catalyst was charged, the state of the catalyst introduced from the basket of the SUS container was observed, and it was observed that 2 to 3 particles of the catalyst overlapped with the basket of the SUS container and then charged.
The catalyst particle size (d) was 5 mm, the minimum space (S) between the heat transfer plates was 9.5 mm, and the ratio (d / S) was 0.53.

＜比較例１＞
触媒の粒径が４ｍｍである上記触媒Ｂを、幅９０ｍｍ、奥行き３００ｍｍ、深さ２０ｍｍの取っ手付ＳＵＳ製板（図１０）上に乗せた後に、取っ手を持って左右に振って乗せた触媒を均して上下に重なり無く分散した。次いで、当該ＳＵＳ製板の幅９０ｍｍの淵（板の枠を持たない一辺）を、伝熱プレートの幅９６ｍｍの入口に平行になるように合わせ、板の枠を持たない一辺から、当該一辺において触媒が上下方向に重なり合わないようにして触媒を上記プレート式触媒層反応器に投入した。
この操作を繰り返したところ、反応器内部で閉塞を起こすことなく、触媒の充填を完了した。充填された触媒量は２．５Ｌであった。
触媒充填時、ＳＵＳ製板の淵から投入されていく触媒の状況を観察したところ、粒が重なり合って投入されていく触媒は観察されなかった。
触媒の粒径（ｄ）は４ｍｍ、伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔（Ｓ）は９．５ｍｍであり、その比（ｄ／Ｓ）は０．４２であった。
上記触媒を充填したプレート式触媒層反応器の上部より室温の空気を供給し、入口圧力と出口圧力を測定して、触媒層の圧力損失を求めた。結果を表２に示す。 <Comparative Example 1>
After the catalyst B having a catalyst particle size of 4 mm was placed on a SUS plate with a handle having a width of 90 mm, a depth of 300 mm, and a depth of 20 mm (FIG. 10), the catalyst was shaken and moved left and right with the handle. It was evenly distributed without overlapping vertically. Next, the 90 mm wide SUS plate (one side without the plate frame) is aligned to be parallel to the 96 mm wide inlet of the heat transfer plate, and from one side without the plate frame, The catalyst was charged into the plate-type catalyst layer reactor so that the catalyst did not overlap vertically.
When this operation was repeated, the filling of the catalyst was completed without causing clogging inside the reactor. The amount of catalyst charged was 2.5 L.
When the catalyst was charged, the state of the catalyst introduced from the SUS plate cage was observed. As a result, no catalyst was introduced in which the particles overlapped.
The catalyst particle size (d) was 4 mm, the minimum space (S) between the heat transfer plates was 9.5 mm, and the ratio (d / S) was 0.42.
Room temperature air was supplied from the upper part of the plate-type catalyst layer reactor filled with the catalyst, and the inlet pressure and the outlet pressure were measured to determine the pressure loss of the catalyst layer. The results are shown in Table 2.

上記表中の［１］〜［３］は、以下の通りである。
［１］当該最小間隔（Ｓ）は、上記Ｓ１、Ｓ２及びＳ３における最小間隔のうち最も小さい間隔（Ｓ）である。
［２］触媒充填時、搬送部材の終端部における触媒の重なり状況であり、「無し」とは、触媒が上下方向に重なり合っていないことを意味し、「あり」とは、触媒が上下方向に重なり合っていたことを意味する。
［３］通気量［ＮＬ／Ｌ／Ｈｒ］は、触媒量１Ｌ（リットル）、１時間当たりの空気の供給量を表す。なお、空気の容積は標準状態（０℃、１０１．３２５ｋＰａ）換算での容積を用いる。

[1] to [3] in the above table are as follows.
[1] The minimum interval (S) is the smallest interval (S) among the minimum intervals in S1, S2, and S3.
[2] When the catalyst is charged, the catalyst is overlapped at the end of the conveying member. “None” means that the catalyst does not overlap in the vertical direction, and “Yes” means that the catalyst is in the vertical direction. It means that they overlapped.
[3] The air flow [NL / L / Hr] represents the supply amount of air per hour for a catalyst amount of 1 L (liter). In addition, the volume of the air is used in terms of standard conditions (0 ° C., 101.325 kPa).

本発明のプレート式触媒層反応器内に設置される伝熱プレートの縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the heat-transfer plate installed in the plate type catalyst bed reactor of this invention. ２枚の波板を接合して形成された伝熱プレートの拡大図。The enlarged view of the heat-transfer plate formed by joining two corrugated sheets. 図１のＩＩＩ部の拡大図。The enlarged view of the III section of FIG. 図１のＩＶ部の拡大図。The enlarged view of the IV section of FIG. 図１のＶ部の拡大図。The enlarged view of the V section of FIG. 第一の触媒充填装置の例を示す概略図。Schematic which shows the example of a 1st catalyst filling apparatus. 第二の触媒充填装置の例を示す概略図。Schematic which shows the example of a 2nd catalyst filling apparatus. 円板形状または板形状の触媒の例を示す概略図。Schematic which shows the example of a disk-shaped or plate-shaped catalyst. 棒形状の触媒の例を示す概略図。Schematic which shows the example of a rod-shaped catalyst. 搬送部材を備えた触媒充填手段の例を示す概略図。Schematic which shows the example of the catalyst filling means provided with the conveyance member. 搬送部材を備えた触媒充填手段の例を示す概略図。Schematic which shows the example of the catalyst filling means provided with the conveyance member.

Explanation of symbols

１伝熱プレート
２熱媒体流路
３空間
４反応ガス入口
５反応ガス出口
６ホッパー
７ベルトコンベア
８仕切り壁
９層厚さ調整板
１０仕切り壁とベルトコンベアの両端に設置された壁との間隔
１１波板
１２触媒搬送通路
１３振動源
１４ホッパー
ａ波板の凸面部
ｂ波板の凹面部
ｄ触媒の粒径
ｑ触媒の厚さ
ｔ棒形状の触媒の軸方向に対して垂直に切った断面外周の２点間を結ぶ距離で最長の
長さ
Ｗ棒形状の触媒の場合における、触媒の軸方向の長さ
Ｌ波の周期
Ｈ波の高さ
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３隣り合う２枚の伝熱プレートに挟まれた空間の最小間隔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat transfer plate 2 Heat-medium flow path 3 Space 4 Reaction gas inlet 5 Reaction gas outlet 6 Hopper 7 Belt conveyor 8 Partition wall 9 Layer thickness adjustment board 10 Space | interval 11 of a partition wall and the wall installed in the both ends of a belt conveyor Corrugated plate 12 Catalyst transport path 13 Vibration source 14 Hopper a Convex portion b of corrugated plate Concave portion d of corrugated plate Catalyst particle size q Catalyst thickness t Cross section outer periphery cut perpendicular to the axial direction of the rod-shaped catalyst The longest length W between the two points W In the case of a rod-shaped catalyst, the length of the catalyst in the axial direction L The period of the wave H The height of the waves S1, S2, S3 Two adjacent heat transfer plates Minimum space between spaces

Claims

A catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, or carbon number From at least one organic compound source gas selected from the group consisting of 3 and 4 unsaturated aliphatic aldehydes, from oxygen, from unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, and unsaturated fatty acids having 3 and 4 carbon atoms A plate-type catalyst layer reactor for producing at least one reaction product selected from the group consisting of :
The catalyst layer is filled with a catalyst in a space sandwiched between two adjacent heat transfer plates,
The ratio (d / S) between the particle size (d) of the catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates and the minimum interval (S) of the space sandwiched between the heat transfer plates is 0.50. 0.90,
When the organic compound source gas is at least one selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, the load of the organic compound source gas is 170 to 1000 liters per liter of catalyst. Hourly [standard state (temperature 0 ° C., 101.325 kPa) conversion]
When the organic compound source gas is at least one selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, the load of the organic compound source gas is 200 to 1000 liters per hour per liter of the catalyst [ A plate-type catalyst layer reactor characterized by being in a standard state (converted at a temperature of 0 ° C. and 101.325 kPa).

The heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates,
The catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates is a disk-shaped or plate-shaped catalyst,
The ratio (q / S) of the catalyst thickness (q) to the minimum space (S) between the heat transfer plates is less than 0.60,
The particle size (d) of the catalyst is smaller than a wave period (L) of a corrugated plate constituting a heat transfer plate forming a space having the minimum interval (S). Plate type catalyst bed reactor.

The heat transfer plate is a heat transfer plate formed by facing two corrugated plates,
The catalyst filled in the space sandwiched between the heat transfer plates is a rod-shaped catalyst,
The distance between two points on the outer periphery of the cross section cut perpendicularly to the axial direction of the rod-shaped catalyst and the longest length (t) and the minimum space (S) between the heat transfer plates The ratio (t / S) is less than 0.60;
The particle size (d) of the catalyst is smaller than a wave period (L) of a corrugated plate constituting a heat transfer plate forming a space having the minimum interval (S). Plate type catalyst bed reactor.

It comprises a plurality of heat transfer plates, and consists of at least one organic compound source gas selected from the group consisting of hydrocarbons having 3 and 4 carbon atoms and tertiary butanol, or unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms. At least one reaction product selected from the group consisting of at least one organic compound source gas selected from the group, oxygen, unsaturated aliphatic aldehydes having 3 and 4 carbon atoms, and unsaturated fatty acids having 3 and 4 carbon atoms The catalyst is charged from above the heat transfer plate into the space between the two adjacent heat transfer plates of the plate-type catalyst layer reactor using the catalyst filling means provided with the conveying member. Because
The ratio (d / S) between the particle size (d) of the catalyst and the minimum space (S) between the two adjacent heat transfer plates is 0.50 to 0.90,
The catalyst filling means including the conveying member includes a hopper for storing the particulate catalyst, a catalyst conveying passage (trough) for conveying and supplying the catalyst flowing down from the hopper to the upper side of the heat transfer plate, A catalyst filling device having a vibration source for applying vibration to the trough;
The method of filling a catalyst, wherein the catalyst does not overlap in the vertical direction at a terminal portion of the conveying member.

An organic compound source gas is supplied to a plate type catalyst layer reactor having a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and the organic compound source gas is reacted to produce a reaction product. It is a manufacturing method, Comprising: The said plate type catalyst layer reactor is a plate type catalyst layer reactor of any one of Claims 1-3, The manufacturing method which manufactures a reaction product characterized by the above-mentioned. .

An organic compound source gas is supplied to a plate type catalyst layer reactor having a catalyst layer formed between two adjacent heat transfer plates, and the organic compound source gas is reacted to produce a reaction product. A production method, wherein the plate-type catalyst layer reactor is a plate-type catalyst layer reactor filled with a catalyst by the method of filling a catalyst according to claim 4, Manufacturing method to manufacture.

The production method according to claim 5 or 6, wherein the load of the organic compound raw material gas is 150 liters per hour [converted to a standard state (temperature 0 ° C, 101.325 kPa)] or more per liter of catalyst. .

8. The reaction product according to claim 5, wherein the reaction product is at least one of methacrolein and methacrylic acid, at least one of acrolein and acrylic acid, maleic acid, phthalic acid, styrene, ethylene oxide, or butadiene. The manufacturing method as described in.