JPH05264188A - 塔型反応器 - Google Patents

塔型反応器

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JPH05264188A
JPH05264188A JP6592592A JP6592592A JPH05264188A JP H05264188 A JPH05264188 A JP H05264188A JP 6592592 A JP6592592 A JP 6592592A JP 6592592 A JP6592592 A JP 6592592A JP H05264188 A JPH05264188 A JP H05264188A
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JP
Japan
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refrigerant
reaction
heat exchange
heat
pipe
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6592592A
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English (en)
Inventor
Susumu Kono
進 河野
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 塔型反応器において、高価なポンプの設置個
数を減らし、熱交換部に一定流量の冷媒または熱媒を流
して温度分布を均一にし、かつ、反応部における反応温
度を一定に維持する。 【構成】 反応部と熱交換部の対が複数直列に結合され
た塔型反応器において、複数の熱交換部5a〜8aを直
列に接続する冷媒または熱媒の連絡配管12−2,13
−1;12−3,13−2;12−4,13−3と、こ
れら連絡配管の個々の熱交換部への入口側の部分にそれ
ぞれ合流する冷媒または熱媒の別の配管31,32,3
3を備えた。また、前記の連絡配管の個々の熱交換部へ
の入口側の部分に熱交換器を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発熱反応または吸熱反
応を伴う重合反応等に用いられる塔型反応器に関する。
【0002】
【従来の技術】図3に従来の塔型反応器の1例を示す。
塔型反応器2は対をなす反応部と熱交換部が複数上下方
向に直列に結合されており、下方から上方へ向って順次
第1反応部5、第1熱交換部5a、第2反応部6、第2
熱交換部6a、………、第4熱交換部8a、第5反応部
9が配置されている。
【0003】ここで、この塔型反応器2内の反応は発熱
反応を伴う重合反応であるものとする。
【0004】重合反応を起こさせる原料は、配管1を介
して、まず第1反応部5に入り、一部重合反応が起こ
る。この第1反応部5では、攪拌器3によって原料が均
一となるように攪拌が行われている。ここで、発生した
反応熱は、原料が第1反応部5を出て第1熱交換部5a
のチューブ11を通過する際に冷媒によって除熱され
る。この冷媒は、配管12−1より第1熱交換部5a内
に流入し、第1熱交換部5aのシェル側に入り、配管1
3−1より流出する。冷媒は、第1熱交換部5a内にお
いて、バッフル板10によって矢印aに示すような冷媒
の流れをつくっている。
【0005】一部重合反応を起こし、除熱された原料
は、続いて第2反応部6に入り、さらに重合反応を起こ
す。この原料は、その上の第2熱交換部6aで同様に除
熱され、第3反応部7に入る。
【0006】このように次々と、反応と除熱を繰返え
し、最終反応部9を通って配管4を経て塔型反応器2で
重合反応の終った製品が取り出される。
【0007】前記の重合反応は温度によって反応速度が
異なる。一般に反応温度が高いほど反応速度が速く、発
熱量が多くなる。このため、反応温度がある値以上にな
ると冷媒による除熱能力を越えて発熱量が多くなってヒ
ートバランスがくずれ、反応温度がさらに上昇するとい
う暴走反応が起こる危険がある。このため、反応温度を
一定に保つ必要がある。
【0008】このために、冷媒は、熱媒の供給配管23
−1と冷媒の供給配管22−1より供給され、ポンプ2
1−1によって、まず第1熱交換部5aに接続された冷
媒入口配管12−1を介して、第1熱交換部5aに入
り、冷媒出口配管13−1より出る。第1熱交換部5a
から出た冷媒は、第2熱交換部6aに前記配管13−1
に接続された配管12−2を介して入り、冷媒出口配管
13−2を介して第2熱交換部6aから出る。このよう
に次々と熱交換部を通り、最終熱交換部8aを出た冷媒
は、最終熱交換部8aの冷媒出口配管13−4に接続さ
れたリサイクル配管30−1を介して、ポンプ21−1
の入口側に戻る。また、残りの一部の冷媒は、前記冷媒
出口配管13−4に接続された配管31−1を介して系
外に出る。
【0009】冷媒入口温度調節計27−1は、第1熱交
換部5aの冷媒入口配管12−1に取付けられた温度計
26−1の検出値を制御量とし、同温度調節計2−7の
設定値を操作量として、熱媒供給配管23−1の弁25
−1の開度と冷媒供給配管22−1の弁24−1の開度
とをスプリットレンジで制御して、冷媒入口配管12−
1内の冷媒入口温度を設定値どおり制御している。
【0010】また、反応温度調節計27−1は、第2反
応部6の反応温度を温度計28−1で検出し、その検出
値を制御量とし、前記調節計27−1の設定値を操作量
として前記弁24−1,25−1を制御することで、第
2反応部6の温度を一定に制御している。なお、この例
では第2反応部の温度を制御量としているが、第2〜第
5の反応部温度のいずれかの温度を制御量とすることが
できる。なお、第1反応部は通常温度が低いので、反応
量は少なくほとんど攪拌による混合が行われている場合
が多いので、温度制御は行う必要はない。
【0011】また、図4に、第2〜第5の反応部温度を
個々に制御するため、各熱交換部ごとに個別の冷媒ライ
ンを設置した従来装置の他の例を示す。
【0012】この装置では、図3に示す前記の装置にお
いて、各熱交換部毎にそれぞれ別個に冷媒入口配管、冷
媒出口配管、冷媒供給配管、冷媒出口配管、冷媒入口温
度調節計等を具えたもので、それぞれの部材の符号には
熱交換部に対応する添字が付されており、この装置にお
ける温度制御方法は、図3に示す場合と同様に行われる
ようになっている。
【0013】また、前記の図3に示す装置において、ポ
ンプ21−1を定容量ポンプとすると、各熱交換部内で
は所定値以上の流量の冷媒必ず流れているため、熱交換
部の冷媒の偏流はなくなり、熱交換部のチューブ温度の
分布が均一になる。もし、各熱交換部における冷媒流量
が所定値以下になると冷媒の偏流が生じ、反応物質の温
度が局部的は上がり過ぎるという欠点が出るため、冷媒
の所定流量以上をいかなる時も確保する必要がある。こ
のため、ポンプ21−1などのような一定流量を流す手
段が必要となる。また、従来装置の他の例である図4に
示すものでも、各熱換部の各冷媒ラインにポンプが必要
となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図3に示される従来装
置では、複数の反応部のうち1個の反応部の反応温度し
か制御することができないため、その他の反応部の温度
は所定温度に制御できないことになる。このため、温度
が制御されていない反応部では暴走反応を起こす危険性
があった。
【0015】また、図4に示される他の従来装置では、
複数の反応部すべての温度を別々の冷媒ラインによって
制御しているため、暴走反応を起こす危険性はないが、
各熱交換部毎に冷媒ラインを別々に設置しているため、
高価なポンプが熱交換部の数だけ必要となるため、コス
トアップとなっていた。
【0016】本発明は以上の問題点を解決することがで
きる塔型反応器を提供しようとするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、反応部と熱交
換部の対が複数直列に結合された塔型反応器において、
次の手段を講じた。
【0018】(1)複数の熱交換部を直列に結合する冷
媒または熱媒の連絡配管と、同連絡配管の個々の熱交換
部への入口側の部分にそれぞれ合流する冷媒または熱媒
の別の配管を具備することを特徴とする。
【0019】(2)複数の熱交換部を直列に結合する冷
媒または熱媒の連絡配管と、同連絡配管の個々の熱交換
部への入口側の部分にそれぞれ設置された熱交換器を具
備することを特徴とする。
【0020】
【作用】前記本発明(1)においては、複数の熱交換部
の冷媒または熱媒の配管が直列に結合されており、各熱
交換部には一定流量の冷媒または熱媒が確保され、熱交
換部において温度分布が不均一になることがない。ま
た、熱交換部を直列に結合する連絡配管の個々の熱交換
部の入口側の部分には、別の配管によって冷媒または熱
媒が供給され、各熱交換器内の冷媒または熱媒の温度が
調整され、これによって各反応部における反応温度を適
切な値に維持することができる。
【0021】本発明(2)においては、複数の熱交換部
の冷媒または熱媒の配管が直列に結合されており、前記
本発明(1)と同様に、熱交換部における温度分布が不
均一になることがない。また、個々の熱交換部の入口側
の連絡配管の部分で、冷媒または熱媒に熱交換器によっ
て熱交換が行われ、各熱交換部へ入る冷媒または熱媒の
温度が調整され、これによって各反応部における反応温
度を適切な値に維持することができる。
【0022】
【実施例】本発明の第1の実施例を、図1によって説明
する。図1において、従来の装置の例を示す図3におけ
ると同じ部分には同一の付番をしており、その説明を省
略し、以下新たに追加した部分について説明する。
【0023】本実施例では、第2熱交換部6aの冷媒入
口配管12−2に合流する別の冷媒配管31、冷媒配管
31にそれぞれ冷媒を供給するための熱媒配管23−2
と冷媒配管22−2、及び熱媒配管23−2と冷媒配管
22−2にそれぞれ設けられた弁25−2と弁24−2
を設置している。温度調節計27−2は、第2熱交換部
6aの冷媒入口配管12−2に取付けられた温度計26
−2の検出値が入力されてこれを制御量とし、同調節計
2−7の設定値を弁25−2の開度と弁24−2の開度
とをスプリットレンジで操作する操作量として、第2熱
交換部6aの冷媒入口温度を設定値どおり制御するよう
にしている。
【0024】第3熱交換部7aにも、同様な別の冷媒配
管32、熱媒配管23−3、冷媒配管22−3、弁25
−3と弁24−3、温度調節計27−3、温度計26−
3が設けられ、また第4熱交換部8aにも、同様な別の
冷媒配管33、熱媒配管23−4、冷媒配管22−3、
弁25−4と弁24−4、温度調節計27−4、温度計
26−4が設けられている。これによって、第3熱交換
部7aと第4熱交換部8aの冷媒入口温度も設定値どお
りに制御される。
【0025】また、前記第3、第4及び第5反応部7,
8,9の反応温度を検出する温度計28−2,28−
3,28−4は、それぞれ反応温度調節計29−2,2
9−3,29−4を経てその信号を前記温度調節計27
−2,27−3,27−4を入力し、前記弁24−2,
25−2;24−3,25−3;24−4,25−4を
制御するようになっていて、各反応部の反応温度を温度
計28−2,28−3,28−4で検出し、その検出値
を制御量とし、前記温度調節計27−2,27−3,2
−7の設定値を操作量とすることで、各反応部7,8,
9の温度を一定に制御するようにしている。
【0026】以上説明したように、本実施例では、各熱
交換部への冷媒入口温度を設定値どおり制御することが
でき、また各反応部においてもその反応温度も一定に維
持することができる。
【0027】しかも、各熱交換部の冷媒配管は直列に結
合されているので、ポンプ21−1によって一定流量以
上の流量が常に確保されており、冷媒偏流による熱交換
部の温度分布は発生することはない。
【0028】本発明の第2の実施例を、図2によって説
明する。本実施例は、冷媒配管22−2と熱媒配管23
−2に接続された2次冷媒配管41を前記第1の実施例
のように第2熱交換部6aの冷媒入口配管12−2に合
流させず、前記冷媒出口配管13−1と前記冷媒入口配
管12−2の間に熱交換器44を配置し、この熱交換器
44に前記冷媒配管41を通すようにしている。また、
第2熱交換部6aと第3熱交換部7a、及び第3熱交換
部7aと第4熱交換部8aとの間の冷媒出口配管と冷媒
入口配管の間にも、それぞれ同様な熱交換器45,46
を配置して、これら熱交換器45,46に同様な2次冷
媒配管42,43を通すようにしている。
【0029】本実施例では、前記熱交換器44の2次冷
媒配管41の2次冷媒流量を弁25−2,24−2によ
って操作することで、第2熱交換部6aの冷媒入口配管
12−2の冷媒温度を変化させ、かつ、温度調節計29
−2で第3反応部7の反応温度を一定に制御することが
できる。同様に第3、第4熱換部7a,8aの冷媒入口
管12−3,12−4の冷媒温度を変化させ、かつ、第
4、第5反応部8,9の反応温度も一定に制御すること
ができる。また、各熱交換部の冷媒流量は、前記第1の
実施例と同様にポンプ21−1によって一定以上に常に
確保することができる。
【0030】なお、熱交換器44,45,46の2次冷
媒流量はゼロになることもあるが、これら熱交換器で冷
却(または加熱)している対象は冷媒であり、何ら問題
はない。
【0031】なお、前記第1及び第2実施例では、熱交
換部に冷媒を供給するようにしているか、吸熱反応を行
う場合には、熱交換部に熱媒が供給されることになる。
【0032】
【発明の効果】本発明では、反応部と熱交換部の対が複
数直列に結合された塔型熱交換器において、複数の熱交
換部を結合する冷媒または熱媒の連絡配管を設けたこと
によって、高価なポンプは1台でよく、その価格を低廉
にすることができ、かつ、各熱交換部には一定流量の冷
媒または熱媒が流れることになり、各熱換部において温
度分布の不均一が生ずることがなく、効果的な熱交換を
行うことができる。また更に、前記連絡配管の個々の熱
交換部の入口側に、合流する冷媒または熱媒の別の配管
または熱交換器を設置することによって、各熱交換部へ
入る冷媒または熱媒の温度を調整し、これによって各反
応部における反応温度を所定温度に維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の系統図である。
【図2】本発明の第2の実施例の系統図である。
【図3】従来の塔型反応器の1例の系統図である。
【図4】従来の塔型反応器の他の例の系統図である。
【符号の説明】
1 原料の配管 2 塔型反応器 3 攪拌器 4 製品の配管 5,6,7,8,9 反応部 5a,6a,7a,8a 熱交換部 10 バッフル板 11 チューブ 12−1,12−2,12−3,12−4 冷媒入口管 13−1,13−2,13−3,13−4 冷媒出口管 21−1 ポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応部と熱交換部の対が複数直列に結合
    された塔型反応器において、複数の熱交換部を直列に結
    合する冷媒または熱媒の連絡配管と、同連絡配管の個々
    の熱交換部への入口側の部分にそれぞれ合流する冷媒ま
    たは熱媒の別の配管を具備することを特徴とする塔型反
    応器。
  2. 【請求項2】 反応部と熱交換部の対が複数直列に結合
    された塔型反応器において、複数の熱交換部を直列に結
    合する冷媒または熱媒の連絡配管と、同連絡配管の個々
    の熱交換部への入口側の部分にそれぞれ設置された熱交
    換器を具備することを特徴とする塔型反応器。
JP6592592A 1992-03-24 1992-03-24 塔型反応器 Withdrawn JPH05264188A (ja)

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JP6592592A JPH05264188A (ja) 1992-03-24 1992-03-24 塔型反応器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104857903A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 中国科学院工程热物理研究所 一种含反应精馏和串联放热反应器的化学热泵装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104857903A (zh) * 2014-02-21 2015-08-26 中国科学院工程热物理研究所 一种含反应精馏和串联放热反应器的化学热泵装置
CN104857903B (zh) * 2014-02-21 2017-03-29 中国科学院工程热物理研究所 一种含反应精馏和串联放热反应器的化学热泵装置

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Effective date: 19990608