JPH0115512B2 - - Google Patents

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JPH0115512B2
JPH0115512B2 JP52094076A JP9407677A JPH0115512B2 JP H0115512 B2 JPH0115512 B2 JP H0115512B2 JP 52094076 A JP52094076 A JP 52094076A JP 9407677 A JP9407677 A JP 9407677A JP H0115512 B2 JPH0115512 B2 JP H0115512B2
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JP
Japan
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reactor
effluent
gas
maleic anhydride
cooling
Prior art date
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Application number
JP52094076A
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English (en)
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JPS5328113A (en
Inventor
Gurifuin Andaason Robaato
Edowaado Sutorausu Aran
Baakaa Uirukesu Jon
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Chevron USA Inc
Original Assignee
Chevron Research and Technology Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Chevron Research and Technology Co filed Critical Chevron Research and Technology Co
Publication of JPS5328113A publication Critical patent/JPS5328113A/ja
Publication of JPH0115512B2 publication Critical patent/JPH0115512B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Furan Compounds (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明は正ブタンからの無氎マレむン酞の補造
に関する。 ブタンを無氎マレむン酞に転化するための埓来
的方法には、䟋えばベルグマンBergmanお
よびその他の米囜特蚱第3293268号である「正−
ブタンの酞化による無氎マレむン酞に補造」
“Production of Maleic Anhydride by
Oxidation of −Butane”がある。ベルグマ
ンおよびその他によるず、正ブタンの酞化は酞玠
ガスず隣バナゞりムオキサむド觊媒ずに正ブタン
を500ないし600℃932ないし1112〓においお
觊媒させるこずにより正ブタンの酞化が実斜され
る。觊媒を充填した反応管における枩床を玄923
ないし1112〓に保持するために、ベルグマンおよ
びその他は融解塩济混合物の䜿甚を提案しおい
る。このような融解塩济は管の倖偎を、぀たり觊
媒が管の䞭にある套管匏熱亀換噚型のものの套偎
を埪環する。この点に぀いおはフランク
Frankおよびその他の米囜特蚱第3904652号を
参照されたい。 シナナむダヌSchneiderの米囜特蚱第
3864280号もたたバナゞりムず酞化燐ずを含む觊
媒を甚いお正ブタンを無氎マレむン酞に酞化する
こずを開瀺しおいる。 ベルグマンおよびその他およびシナナむダヌ以
前には、正ブタンの無氎マレむン酞ぞの酞化のた
めの觊媒方法に぀いおの開瀺はほずんどない。埓
぀おベルグマンおよびその他の特蚱においお指摘
されおいるごずく、皮々の酞化觊媒がベンれンた
たはブテンの無氎マレむン酞ぞの酞化のために甚
いられおいたが、正ブタンの酞化のためには䞀般
に甚いられおなか぀た。ずいうのも正ブタンを䟛
絊原料ずしお甚いる堎合無氎マレむン酞は比范的
悪い収率でしか埗られなか぀たからである。この
点に぀いおもたた、米囜特蚱第2691606号を参照
されたい。この特蚱は、正ブタンを無氎マレむン
酞に酞化するのがより䞀局困難であるこずが刀明
したので、商業的には䟛絊原料ずしお正ブタンの
ようなパラフむンよりもむしろベンれンおよびブ
デンを利甚するこずを指瀺しおいる。 先行技術においお兞型的に甚いられおいる圧力
は生成ガス流を氎掗浄噚内に送入するのに十分な
圧力である玄ないし5psigであ぀た。 ブラりンBrownおよびその他は、プロシ
ヌデむングズ オブ ロむダル ゜サむアテむヌ
Proc.Roy.Soc.、シリヌズ、326号1972幎
の215〜227ペヌゞにおいお、ベンれンの無氎マレ
むン酞ぞの酞化であ぀お觊媒床内および觊媒床の
埌の自由空間内で枩床779〓におさらに反応が起
る酞化を開瀺した。 本発明によれば、固定觊媒床内にあるいは反応
噚内の䞀組の管内に配眮された酞化觊媒の存圚に
おいお正ブタンを酞玠含有ガスず觊媒させ、぀い
で未反応の正ブタン、CO、CO2、N2、H2O、酞
玠および無氎マレむン酞を含む流出物を觊媒床た
たは管から抜出すこずにより、玄15ないし
100psigの圧力ならびに675〓以䞊の枩床においお
正ブタンを無氎マレむン酞に転化するための方法
においお、反応噚から流出物を抜出す前に流出ガ
スを625〓以䞋に冷华するこずからなる改良がな
される。兞型的には觊媒床枩床および觊媒床ない
しは管からの流出物は玄675たたは1000〓、通垞
は700ないし850〓である。 ブタンを無氎マレむン酞に酞化するための装眮
は、熱䌝達媒䜓により囲たれた倚数の觊媒充填管
のある倧きな槜からなる。本出願においお甚いる
堎合、「反応噚」なる甚語は觊媒充填管のみなら
ず、管を包囲しか぀これを所定の䜍眮に保぀ゞダ
ケツトを包含する。埓぀お流入するガス流を分配
するための䞊郚マニホヌルド空間、觊媒管および
各觊媒管から流出ガスが流出以前に䞀緒にされ
る、觊媒管の䞋方の空間が反応噚のすべおの郚分
である。 正ブタンの酞化の望たしい方法においお、回
通過あたりのブタンの転化は、䞀般に50より䜎
くに限定されそしお普通は玄15ないし30に限定
されおいる。䟋えば共通に䟝蚗され同時係属䞭の
特蚱出願第645585号を参照されたい。䜎い転化率
での操䜜は䞀方で、高転化率の方法においお埗ら
れるのず同様な、所䞎の觊媒装入物からの生産性
觊媒の量あたりの生成物の量を達成するため
に、䟛絊ガス䞭のブタンの癟分率が高いこずを必
芁ずする。ブタン濃床は䟛絊ガスの酞玠含有率を
20よりかなり䜎くたで同時に枛少するこずによ
り、1.5容積以䞊に安党に増加されうる。埓぀
お酞玠10においお、䟛絊ガスは倧気圧においお
可燃性ずなるこずなく、いかなる量のブタンでも
含有するこずができる。最埌に、酞玠含有率の䜎
い䟛絊ガスの堎合、酞玠分圧を玄2.9psigずいう
通垞の氎準に戻すように系にかかる圧力を䞊昇せ
ねばならない。埓぀お、酞玠分圧が所望の範囲で
あるように、そしお吞収噚回収系統を通じおガス
盞の反応噚流出物が移動するのに十分な駆動力が
あるように、酞玠反応噚を幟分高い圧力通垞
15psig以䞊においお、そしお䞀局兞型的には20な
いし50psigの範囲の出口圧力においお操䜜するの
が望たしい。 他の芁玠もあるが、本発明は、15ないし
100psigの範囲で操䜜される酞化反応噚内で正ブ
タンを無氎マレむン酞に転化する際に、反応管か
ら流出物が流出するやいなや反応噚流出物を625
〓以䞋、望たしくは625〓以䞋に冷华する結果副
生物ぞの正ブタンの損倱が著しく枛少するこずず
なるずいう本発明者らの発芋に基いおいる。加え
お、本発明に埓぀お反応噚流出物を625〓以䞋に
冷华しないならば、有色物質、フオルムアルデヒ
ドたたは蟻酞のような化合物の生成、ならびに氎
性aqueous回収系統を閉塞し、か぀反応噚流
出物から無氎マレむン酞を回収するのに甚いる埪
環有機回収系統を著しく汚染しか぀閉塞するこず
のありうる固䜓の生成により、生成物の品質の著
しい䜎䞋がみられるこずを本発明者らは芋出しお
いる。 本発明者らは、觊媒床から流出した埌玄秒以
内に、望たしくは1/2秒以内の「滞留時間」にお
いお流出物を冷华しないかぎり、10psigより高い
圧力、䟋えば15ないし50psigの範囲においお、二
酞化炭玠、フオルムアルデヒドおよびその他のよ
うな奜たしくない副生物に正ブタンが著しく転化
するこずを芋出しおいる。觊媒床出口ずガスが玄
625ないし580〓の枩床たで冷华される個所ずの間
の滞留時間は、本発明の目的のためには、ガスが
所望の冷华枩床ずなる時点以前にガスが流過する
空間の容積をガスの流量で割るずいう簡単化され
た方法により蚈算するこずができる。埓぀おこの
容積は反応噚内偎の觊媒床䞋流の空間ず625〓以
䞋望たしくは580〓以䞋たでの冷华が完了す
る個所たでの流出配管ずからなる。別な望たしい
態様に埓う堎合秒ずか1/2秒ずい぀たごずき端
数のない滞留時間を甚いる代りに、䞋蚘に瀺すt1
に関する匏は、非接觊的酞化が始たる前に反応噚
流出物が所定の枩床に保たれうる最長の時間を䞀
局連続的に決定するこずを芋出しおいる t11.4×10-6exp14350 

(1) ただし䞊蚘においおt1は秒単䜍でありたたは
反応噚管出口における流出ガス枩床をランキン床
で瀺すものである。 匏(1)における「exp14350」はの
14350乗を瀺す。枩床675〓1135゜Rの
堎合蚈算するず匏(1)はt1ずしお0.43秒を䞎える。
匏(1)は控えめな倀を䞎え、埓぀お本発明の広汎な
䞀般芏定ずしおは、625〓から580〓以䞊での反応
噚埌方のpost reactor滞留時間ずしお本発明
者らは秒、そしお望たしくは1/2秒を甚いたの
である。 匏(1)は15ないし35psigの範囲の圧力、1.0ない
し3.0容積の範囲のブタン濃床そしおないし
10容積の範囲の反応噚流出物䞭の酞玠濃床に察
しお特に適甚される。 本発明の望たしい態様においおは、反応噚内に
ただし觊媒床の䞋方においお収玍された冷华コむ
ルずの觊媒により流出ガスが冷华される。䞀般に
冷华媒䜓は、流出の枩床を625〓以䞋そしお最も
望たしくは580〓以䞋のある枩床たで冷华するの
に十分な流量においお冷华コむル䞭に通過される
氎である。 別の奜たしい態様においおは、反応噚の底郚の
冷华コむルを甚いる代りに、冷华された反応噚流
出ガスの䞀郚を反応噚の底郚に泚入するこずによ
り、぀たり必芁な冷华を行うために觊媒床から流
出するガスに急冷ガスを混合するこずにより、觊
媒流出ガスを迅速に冷华するこずができる。 第䞉の別法は、玄秒から1/2秒以内で、䞀局
望たしくは匏(1)で䞎えられる最倧滞留時間以内
で、625から580〓たでの臚界的な枩床以䞋に觊媒
床流出ガスを冷华するために、反応噚倖郚にある
冷华噚が十分すぐに働くように、觊媒床流出個所
以降の反応噚内の空の郚分の容積を著しく枛少す
るこずである。 匏(1)により䞎えられた時間以内に觊媒床流出
ガスを冷华するための䞊蚘の皮々な態様は、これ
らの䞀぀、二぀たたは䞉぀の組合せを甚いるよう
に組合すこずができる。 埓぀お本発明に埓うに、觊媒床出口ず625〓以
䞋そしお最も望たしくは580〓以䞋に流出ガスが
冷华される堎所ずの間の容積ならびにたたは
冷华ガスの量およびもしくは枩床、冷华コむ
ルの面積および熱䌝達係数ならびにその他のよう
な他の条件は、625〓から580〓の臚界枩床以䞊に
ある時間が䞊蚘の匏(1)により䞎えられる時間t1よ
り少いように調敎されないしは維持される。 ある枩床以䞊にある実際の時間を正確に蚈算す
るこずは、圢態的芁因のためおよびガスの冷华時
間を正確に算出するこずが困難なためむづかし
い。しかしある仮定をおけば、急冷ガスずの混合
により流出物を冷华するための時間t0は以䞋のよ
うに芏定するこずができる t0Vnix (2) たた混合ガスの枩床は以䞋のように芏定するこ
ずができる TnixV1×T1V2×T2Vnix (3) 匏(2)および(3)においお、t0は秒で瀺され、は
觊媒管䞋方の反応噚の空の郚分の容積であり、
T1およびV1は觊媒管出口におけるガスの枩床お
よび単䜍時間内の容積であり、T2およびV2は冷
华ガスの枩床および単䜍時間内の容積でありたた
Tnixは流出ガスず冷华ガスずの混合物の枩床であ
る。 625〓から580〓たで以䞊である時間は、冷华ガ
スを導入する方法により時間が倉らないこずを仮
定しおいる点に泚意すべきである。この仮定は本
発明の方法を成功裡に実斜する目的に関しおは控
え目な仮定である。なぜならば、冷华ガスを導入
するための皮々な態様は、平衡枩床に達する、぀
たり580゜から625〓の臚界的な範囲以䞋に冷华す
る時間t0を、冷华ガスの泚入点が唯䞀぀であるず
しお蚈算される時間に比べお枛少するからであ
る。 反応噚流出物を冷华するのに冷华ガスを甚いな
い堎合、觊媒床流出個所ず冷华が完成する個所ず
の間の滞留時間を芏定するために匏(2)に類䌌の䞋
蚘の匏(4)が甚いられる t0 (4) ここでは觊媒床流出個所ず625〓から580〓たで
以䞋に冷华が行なわれる個所ずの間の䜕もない空
間の容積であり、たたは觊媒床からの流出物の
単䜍時間あたりの実流量である。 第図は本発明の奜たしい態様を䟋解する略解
的なプロセス流れ図である。 第図は本発明においお冷华ガスを利甚するの
に適圓した套管型反応噚の䞋郚を䟋解する略解的
な図である。 より詳现に第図を参照するに、正ブタンの新
芏䟛絊物が管により工皋に導入され、次いで管
を経お反応噚に導入される。反応噚ぞの導
入に先立぀お䟛絊正ブタンは管により瀺される
埪環ガスおよび管により瀺される空気ず䞀緒に
される。 空気を甚いる代りに酞玠を含有するガス流を工
皋で甚いるこずができる。埓぀お空気の代りにあ
るいは空気の䞀郚の代りに富化された酞玠流を甚
いるこずができ、このものはいずれの堎合におい
おも反応噚を通過する皀釈剀窒玠の量を枛少す
るずいう効果を有するであろう。 酞化反応噚は熱䌝達液通垞は融解塩混合物に
より囲たれた管内に觊媒が充填された埓来的な熱
亀換噚型の蚭蚈のものからなる。プロセス流れ図
は単に略解的なものにずどたる。 反応噚に䟛絊される正ブタンは無氎マレむン酞
を生成する正ブタンず酞玠ずの反応を促進するの
に有効な觊媒の存圚で酞化される。望たしい觊媒
は、すでに匕甚した米囜特蚱第3864280号に特に
蚘茉されたバナゞりムず燐酞の混合酞化物からな
り、たた望たしい反応枩床は700℃ないし800〓の
範囲内にある。 反応噚の圧力はその流出口あるいは底郚鏡板に
おいお玄15ないし50psig、望たしくは玄15ないし
35psigである。 ガス状流出物が管を通぀お流れか぀吞収噚内
でのマレむン酞の吞収の埌埪環ガス圧瞮機たで流
れ続けるこずができるように、反応噚内での酞化
反応の埌十分な圧力がなければならない。 本発明の方法は、氎性回収系統ずは異なり有機
吞収剀を甚いお反応噚流出物から無氎マレむン酞
を回収する系に特に適甚される。氎性回収系統を
甚いる反応噚は、有機溶媒回収系統を甚いる堎合
に反応噚出口においお望たしい圧力よりも䜎い圧
力、兞型的には玄10psig以䞋においお操䜜するこ
ずができる。 本発明者らは、觊媒床から流出した埌の正ブタ
ンの分解は、有機溶媒回収系統の䜿甚により必芁
ずされる幟分より高い圧力においお操䜜される正
ブタン転化においお特り激しくたた有害であるこ
ずを芋出しおいる。この点に぀いおさらに述べる
ならば、吞収噚流出ガスの少くずも䞀郚分が酞化
反応噚の流入口に埪環される埪環匏工皋においお
本発明の方法を甚いるのが特に奜たしい。このよ
うな埪環操䜜を経枈的に行うにはたた、反応噚排
ガスが十分に高い圧力においお埪環圧瞮機に到達
するように、酞化反応噚内で幟分より高い圧力
非埪環的工皋に比べおを甚いるのがやはり䞀
般に必芁である。䟋えば本発明者らは、埪環操䜜
ならびに無氎マレむン酞の回収のために有機物吞
収噚を甚いる堎合、が反応噚においお玄20psig以
䞊の圧力が望たしいこずを芋出した。反応噚底の
管から始たる兞型的な圧力降䞋のプロフむルは
以䞋のごずくである 圧力psig 管 24 管 22 管 21 管 20 管 42 再び反応噚にもどり、床の底においお流出物が
觊媒床から抜出され「觊媒床流出個所」ないし
は觊媒管からの流出平面においお瀺されるごず
く、たた流出物が625〓以䞋、最も望たしくは
580〓以䞋の枩床においお反応噚から流出する
「反応噚出口」においお瀺されるごずくように
流出物を冷华噚により冷华するのが奜たしい。
管においお反応噚から抜出されるガス状流出物
をガス冷华噚においおさらに通垞玄275〓たで
冷华し、次いで流出物の少くずも䞀郚を有機溶媒
の入぀た吞収噚に䟛絊する。 本発明の別な䞀぀の望たしい態様に埓うに、冷
华噚の䜿甚の代りにあるいはその䜿甚に加え
お、管内の冷华された流出物の䞀郚を反応噚の
底郚に埪環する。この態様の操䜜においおは、ガ
ス混合物の反応噚からの出口枩床を䜎䞋するに぀
いおの効果を増すために、反応噚流出物のこの郚
分を熱亀換噚におさらに冷华するのが奜たしい。 反応噚内の觊媒管からの流出物を冷华するた
めの別な態様が、反応噚流出物が冷华噚により
冷华される態様に加えおあるいはこの態様の代り
に甚いられおよい。觊媒床流出物は䟛絊物空気あ
るいは酞玠含有䟛絊流の䞀郚を反応噚の流出物
鏡板に導入するこずにより冷华するこずができ
第䞉の別な望たしい態様は管の埪環ガスの䞀郚
が冷华ガスずしお甚いられるものである。これら
の䞉぀の流れのいずれも冷华を行うのに甚いられ
およく、たた反応噚の流出郚鏡板に液状正ブタン
を泚入するこずのようなさらに別な手段あるいは
これらの方法の䞀぀あるいは䞀぀より倚くの組合
せあるいは類䌌の方法を、反応噚内の觊媒床の
流出口においお必芁ずする冷华を行うために甚い
るこずができる。 本発明の特に奜たしい別な態様に埓うに、冷华
を行うために管により瀺されるごずき埪環ガス
が甚いられる。 本明现曞においおは、「埪環ガス」ずいう甚語
は無氎マレむン酞が陀去された埌の反応噚からの
流出ガスを意味する。図面に䟋解されおいる望た
しい態様にお瀺されるごずく、埪環ガスはたたガ
ス掗浄噚内での氎掗により凊理されおいる
が、これは本方法の䞀般化された態様には必ずし
も包含されない。 反応噚からの流出ガスに再び着目するず、熱亀
換噚内での冷华の埌、吞収噚に導入され
る。吞収噚においおは、流出ガスは倚段吞収
塔内で有機溶媒ず向流的に接觊される。有機溶媒
は管を経お吞収噚に導入され、そしお管を
経お吞収噚に流入しか぀管を経お流出する向
流的に流れるガスから無氎マレむン酞を遞択的に
吞収する。無氎マレむン酞に富む溶媒は管を
経お吞収噚から流出しか぀ストリツパヌに送
入される。 ストリツパヌにおいおは普通の仕方で無氎
マレむン酞が有機吞収剀からストリツピングさ
れ、次いで、さらに玔化された埌、無氎マレむン
酞が生成物ずしお抜出される。ストリツピングさ
れた、無氎マレむン酞の枛少した有機溶媒はスト
リツパヌの底郚から抜出されか぀管を経お吞
収噚に埪環される。 無氎マレむン酞が実質的に陀去されおいる反応
噚流出ガスは、吞収噚頂郚から管を経おガス
掗浄噚に送入され、そこで痕跡の汚掗物の陀
去のために管を経お導入される氎によ぀お凊
理される。 次に第図を参照するに、反応噚内の滞留時間
を枛少するように倉圢され、急冷ガスを反応噚底
に導入するための吹蟌手段を有する反応噚の底
郚に関する略解的な図が瀺される。本発明のこの
別な望たしい態様に埓うに、反応噚の底郚にお
ける滞留時間は、耐圧ヘツドが単に甚いられ
た堎合に比べお反応噚の底郚の容積ないしは空
間を枛少する倒立擬䌌ヘツドinverted false
headにより枛少する。 第図に瀺される他の詳现には、により瀺
されるごずき皮々な觊媒管内に配眮されおいる觊
媒が包含される。管のたわりの塩济の埪環は
により瀺される。ガスが觊媒床から流出する個所
は、管内に觊媒を保持する金網぀たり郚分に
より瀺される。酞化反応噚の管から流出するガス
の流れの方向は矢印により瀺される。 反応噚埪環排ガスのような冷华ガスを導入する
のに奜たしい手段はにお瀺す流入吹蟌噚であ
る。冷华ガス流入口はにより瀺され、たた流
出ガスおよび冷华ガスのための流出口はによ
り瀺される。 䟋  以䞋の蚈算を䌎う䟋は、奜たしくない副生物ぞ
の顕著な反応埌酞化なしに、ブタンから無氎マレ
むン酞がいかにしお補造されうるかを䟋解する。 第図を参照するに、43562郚時すべおの
郚は特蚘しないかぎり重量基準であるの新芏の
補絊空気が管を経お導入されか぀管からの新
期な95正−ブタン5222郚時ず、そしお管か
らの埪環ガス156172郚時ず䞀緒にされる。9.1
の酞玠ず6.2のブタンずを含有する415〓およ
び圧力39psigの合䜵されたガスを管を経お反応
噚に䟛絊する。反応噚は、それぞれが觊媒ペレ
ツトの装入物を有する倚数の管をも぀倧きな槜か
らなる。玄25の正ブタン装入物が無氎マレむン
酞に酞化される。 觊媒管の盎䞋においおただしただ反応噚内にお
いお、705〓の排ガスが熱亀換噚䞊を通過しか
぀0.9秒あるいはそれより短い時間にお550〓たで
冷华される。この冷华したガスは管を経お
24psigにお反応噚から流出する。熱亀換噚内で
275〓たでの䞀局の冷华を行なう。管内の275〓
および22psigの204856郚時の反応噚流出物を吞
収噚に䟛絊する。−の無氎マレむン酞
を含有する有機吞収剀を管を経お吞収噚に䟛
絊する。 無氎マレむン酞2709郚を含む40392郚時の無
氎マレむン酞に富む流れを管を経お吞収噚
からストリツパヌに送入する。ストリツパ
ヌにおいお有機吞収剀から無氎マレむン酞が0.1
は別ずしお、陀去されか぀蒞留により玔化され
るために管を通り抜出される。玔床99.9の
無氎マレむン酞が最終的に2659郚時が回収され
る。無氎マレむン酞の枛少した吞収剀は管を
経お吞収噚に返戻する。 吞収噚を通過した埌、反応噚流出ガスは枩
床160〓ならびに圧力21psigの䞋で管を経お
流れる。27郚の吞収剀を含む202089郚時のこの
ガス流は、次いで管からの45526郚時の氎
により掗浄噚内で氎掗する。軜質の酞124郚、
無氎マレむン酞59郚および有機吞収剀27郚を含む
この掗浄氎は、管を経お49680郚時にお氎
凊理垯に送入する。 無氎マレむン酞を含たない氎掗された105〓な
らびに20psigの流出ガスは、管を経お197935
郚時にお掗浄噚から抜出される。この流れを二
぀に分割する。ブタン2024郚を含む41763郚時
の第䞀の郚分は挏出流であり、正ブタンを回収す
るように凊理するこずができ、あるいは氎蒞気発
生噚ぞの燃料含有流ずしお利甚するこずができ
る。酞玠含有率が5.5である156172郚時の残
りのガス流は管を経お反応噚に埪環する。 䟋  同様な条件䞋でのただし熱亀換噚は操䜜しな
い堎合の本発明者らのデヌタに埓い、本発明者ら
は25から玄70たでのブタン転化率の総合的な
増加を算出した。しかし無氎マレむン酞の収率は
増加せず、むしろ転化された远加的なブタンはア
セトアルデヒド、フオルムアルデヒド、アクロレ
むン、アクリル酞、蟻酞および玔化垯内で玔枠な
無氎マレむン酞を埗るのを䞀局困難にする暗色の
化合物を生成した。さらにたた固䜓の副生物が氎
掗浄噚内に蓄積する。 䟋  倧気圧においお、ブタンの転化率および無氎マ
レむン酞の収率は、ガス枩床800〓たでは、熱亀
換噚の䜿甚により圱響を受けない。倧気圧䞋で
埗られる粗無氎マレむン酞生成物は、䟋におい
お述べたごずき熱亀換噚により流出ガスを冷华
するこずにより高圧においお埗られるものず実質
的に同じである。 前蚘の諞䟋は酞化噚排ガスを625〓以䞋の枩床
に迅速に冷华するこずにより埗られるべき予期以
䞊の利益を䟋解する。 䟋 操䜜〜59 䞋蚘の第衚は、埌反応噚Post−reactor
の容積を提䟛し、埓぀お埌反応噚の滞留時間を付
える石英で内匵りされた空の容噚が䞋流に付加さ
れた、無氎マレむン酞の補造のための実隓宀的反
応噚から埗られるデヌタを総括する。この滞留時
間は実際芏暡の蚭備においお予期される埌反応噚
の滞留時間をシナミレヌトするであろう。 無氎マレむン酞補造の反応噚はバナゞりムおよ
び燐の酞化物を含む觊媒を内蔵しおいた。この反
応噚ぞの䟛絊物は空気䞭の玄2.5の正ブタンで
あ぀た。觊媒充填反応噚内で、玄20のブタンが
無氎マレむン酞に転化した。流出ガスは無氎マレ
むン酞補造反応噚の觊媒床を玄700〓で流出した。 これらの流出ガスを、埌反応噚の空の容積なら
びに滞留時間を䞎える石英で内匵りした容噚に導
入した。この容噚は石英で内匵りされお、炭化氎
玠酞化反応が金属衚面ク゚ンチングされるので、
容噚衚面による埌觊媒反応Post−catalyst
reactionのク゚ンチングを最少にした。噚の衚
面ぞの熱䌝達により反応ガスの著しい冷华が起る
ので、実隓宀的な反応噚内では觊媒より䞋流の酞
化の熱的な急停止が起る。商業的な蚭備におい
は、反応噚壁あるいは移送管を通じおの熱損倱が
ほずんどないので、反応は䞀旊開始すればより䞀
局広汎になるであろう。 断熱された導路および内埄玄1/4むンチの長さ
フむヌトの予熱コむルを経おガスを石英で内匵
りした容噚に送入した。予熱コむルおよび断熱導
路内の滞留時間は玄1/10秒より少か぀た。予熱コ
むル反応噚觊媒床に盎接続く空間に぀いおは、商
業的実斜にあ぀おは顕著な熱損倱は起らないの
で、反応噚埌方の実隓宀的な構成にあ぀おは、熱
損倱を補償するための予熱コむルが必芁であ぀
た。たた、予熱コむルは、觊媒−充填反応噚にお
けるより幟分高い枩床に぀き必芁なら研究するた
めに、枩床の制埡を可胜ずした。予熱コむルず石
英で内匵りされた埌反応噚ずの呚囲に、盎埄6.25
むンチ高さむンチの円筒状のアルミニりム塊状
物を鋳蟌んだ。アルミニりム塊状物ぞの熱は二台
の500ワツトのワツトロヌWatlow垯状加熱
噚により䟛絊した。断熱導路、石英で内匵りされ
た反応噚埌方の槜内に各台たたアルミニりム塊
状物内に台熱電察を配眮した。 石英で内匵りされた埌反応噚は盎埄むンチ長
さむンチであり、容積玄166mlを有した。石英
内匵噚内での正ブタンの分解を解析するために、
石英内匵噚の䞊流から制埡された挏出流をずり、
か぀その分析倀を同噚から流出する流れの分析倀
ず比范した。分析はクロマトグラフ法によ぀た。 第衚は正ブタンの分解に぀いお、操䜜倉数ず
埗られた結果ずのいく぀かを瀺す。すなわち、第
衚は操䜜番号、石英内匵噚内の秒単䜍で衚わし
た滞留時間RK滞留時間を算出するために、
䟛絊物の毎分の暙準立方フむヌトを実際の枩床な
らびに圧力におけるものに補正した、〓衚瀺の
鋳蟌みアルミニりム塊状物の枩床、〓衚瀺の石英
内匵槜の内郚宀枩床操䜜番号28のようないく぀
かの操䜜に぀いおは、ブタンのかなりの分解のた
め宀枩床が塊状物枩床より高い、石英内匵噚内
圧力、同噚からの酞玠の濃床、同槜ぞの䟛絊物䞭
の正ブタンの重量癟分率濃床、暙準立方フむヌ
ト分で瀺される同槜ぞの䟛絊物流量、および同
槜内での正ブタンの分解が起るずすれば、その量
この分解はすでに述べたごずく噚の前埌から取
出される流れに぀いおの分析により確認された
を衚瀺する。
【衚】
【衚】
【衚】 第衚の操䜜13から19および48から51から知り
うるごずく、圧力玄24ないし30psigならびに滞留
時間玄6/10秒の堎合、枩床が玄675〓以䞋に保た
れるならば、埌反応噚の空間内での正ブタンの分
解を本発明者らはほずんど芋出せなか぀た。625
〓以䞋そしお䞀局良奜には580〓以䞋の埌反応噚
の枩床においおは、反応噚埌方の空間における正
ブタンの分解は䞀局完党にか぀䞀貫しお回避され
た。本発明者らはたた、滞留時間t0觊媒床からの
流出個所ず625〓から580〓たで以䞋の枩床たでの
冷华が達成される個所ずの間の滞留時間t0は、玄
秒以䞋、䞀局䞀般的には玄0.5ないし秒以
䞋であるのが有利であるこずをやはり芋出しおお
り本発明に埓うに觊媒床からの流出ガスは0.5
ないし秒以内で625〓から580〓たで以䞋に冷华
される。 本発明者らは、倧気圧ならびに玄890〓たでの
枩床においお、正ブタンのガス盞での分解が実質
的にないこずを芋出した。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明の望たしい態様を説明するフロ
ヌシヌトである。第図はゞダケツト型反応噚の
底郚を䟋解する抂略図である。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  箄15〜100psigの圧力ならびに675〓以䞊の枩
    床においお、酞玠含有ガスず反応噚内の固定觊媒
    床ないしは䞀組の管の内郚に配眮された酞化觊媒
    ずに正ブタンを觊媒させ、次いで未反応の正ブタ
    ン、酞玠および無氎マレむン酞を含む流出物を觊
    媒床たたは管から抜出すこずにより、正ブタンを
    無氎マレむン酞に転化する方法においお、觊媒床
    から流出物を抜出した埌秒以内に流出物を625
    〓以䞋に冷华し、前蚘冷华を反応噚から流出物を
    抜出す前に完了させるこずを特城ずする改良転化
    方法。  有機物回収系においお反応噚流出物から無氎
    マレむン酞を回収する特蚱請求の範囲第項蚘茉
    の方法。  反応噚の底郚にある冷华コむルに通過される
    冷华流䜓ずの熱亀換により流出物を625〓以䞋に
    冷华する特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  流出物を反応噚から抜出す前に、流出物を非
    氎性冷华ガスず混合するこずにより流出物を冷华
    する特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  反応噚流出物が少くずも625〓たで冷华され
    た埌、冷华ガスが反応噚埪環ガスの䞀郚、酞玠含
    有ガスの䞀郚たたは䞊蚘の反応噚流出物の䞀郚で
    ある特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。  圧力が20psig以䞊である特蚱請求の範囲第
    項蚘茉の方法。  觊媒床枩床が700〓〜850〓である特蚱請求の
    範囲第項蚘茉の方法。  流出物の冷华される枩床が580〓以䞋である
    特蚱請求の範囲第項蚘茉の方法。
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