JPH05301040A - 反応器用熱交換器の洗浄方法 - Google Patents

反応器用熱交換器の洗浄方法

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JPH05301040A
JPH05301040A JP4106822A JP10682292A JPH05301040A JP H05301040 A JPH05301040 A JP H05301040A JP 4106822 A JP4106822 A JP 4106822A JP 10682292 A JP10682292 A JP 10682292A JP H05301040 A JPH05301040 A JP H05301040A
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JP
Japan
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heat exchanger
reactor
fluidized bed
reaction gas
powder
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JP4106822A
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English (en)
Inventor
Toshiya Kirino
俊也 桐野
Yoshihito Itani
圭仁 井谷
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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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
    • B01J8/008Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反応器において生成する高温の反応ガスを冷
却する熱交換器の洗浄方法を提供する。 【構成】 運転中に流動層反応器出口と冷却用熱交換器
との間の反応ガス導出管中に粉体を導入すのか、または
反応器内に堆積している流動層反応触媒を反応ガス導出
管中に導入することにより、当該熱交換器の詰まり物質
を除去する技術である。 【効果】 本発明方法の実施により、当該熱交換器の圧
力損失上昇の速度を抑制することができ、実施しない場
合に較べ流動層反応器を長期にわたり安定して運転でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は反応ガスを冷却するため
に使用する熱交換器を有する反応器における熱交換器の
洗浄方法に関する。特に、プロピレン又はイソブチレン
又は第3ブチルアルコールをアンモキシデーションによ
って原料オレフィン又は第3級アルコールと同じ炭素数
を有するα・β−不飽和ニトリルを製造する装置より生
成する高温の反応ガスを冷却する熱交換器の洗浄方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より流動層反応器を用いて気相接触
反応によってモノマーを製造する際に、特にアンモニ
ア、酸素(多くの場合、空気が用いられる)、およびオ
レフィン又は第3級アルコールを反応させて不飽和ニト
リルを製造する際、生成する高温の反応ガスを冷却する
ため、反応器出口に熱交換器が一般に設置されている。
しかし、反応によって生成する高沸点副生成物および流
動層反応器より飛散する少量の触媒が当該熱交換器に付
着し、目詰まりをおこし、反応器圧力が上昇し、運転を
長期にわたって安定に継続することができないという欠
点を有していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、モノ
マーを製造する際に、特にα・β−不飽和ニトリルを製
造する際に生成する反応ガスを冷却するために使用する
熱交換器を有する反応器において、当該反応器出口と熱
交換器との間にあらかじめ準備された粉体を導入するか
または反応器内に堆積している流動層反応触媒を反応ガ
ス導出管中へ放出することにより、当該反応器を停止す
ることなく熱交換器の詰まり物質を除去することを特徴
とする流動層反応器出口熱交換器の洗浄方法を提供する
ことにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは流動層によ
るモノマーの製造、特に不飽和ニトリルの製造に関し、
当該熱交換器の洗浄について鋭意研究を重ねた結果、粉
体粒子による摩擦が洗浄に効果のあることを見い出し
た。すなわち、本発明は反応ガスを冷却するために使用
する熱交換器を有する反応器において、運転中に該反応
器出口と熱交換器間の反応ガス導出管中に粉体を導入す
るか、または、反応器内に堆積している流動層反応触媒
を上記反応ガス導出管中に導入することにより熱交換器
内の目詰まり物質を除去することを特徴とする反応器用
熱交換器の洗浄方法である。
【0005】以下、本発明を説明する。本発明の洗浄方
法はモノマー製造の中で特にプロピレン、イソブチレン
または第3級ブチルアルコールをアンモニヤと酸素含有
ガスと共に高温かつ気相で流動層反応触媒によって接触
反応させて原料オレフィンまたは第3級アルコールと同
じ炭素数を有するα・β−不飽和ニトリルの製造に有用
である。本発明の洗浄方法をα・β−不飽和ニトリルの
製造に用いることにより反応器出口の熱交換器の圧力損
失上昇の速度を抑制することができ、流動層反応器を長
期にわたり安定して運転できるメリットがある。
【0006】本発明において反応器に供給する原料空
気、アンモニアのオレフィン又は第3級アルコールに対
するモル比は、一般的なアンモオキシデーションの反応
条件下であれば良く特に限定されるものではない。なお
反応温度は原料オレフィン又は第3級アルコールが気相
状態で反応する温度であれば良く、圧力についても特に
限定されるものではない。
【0007】反応ガスの冷却に使用する熱交換器は管内
を反応ガスが通過する一般的な管側1パスの多管円筒式
熱交換器が使用される。本発明方法による流動層反応器
出口の反応ガス冷却のために設置された熱交換器の洗浄
に使用される粉体あるいは流動層反応触媒の量、および
洗浄の頻度は当該熱交換器の詰まり物質の付着状況によ
り決定されるべきものであり、特に限定されるものでは
なく、例えば、洗浄の為に導入される粉体あるいは流動
層反応触媒量は1回の洗浄当たり反応器出口ガス100
0Nm3 /Hrに対して0.02kg以上、30kg以
下程度が望ましい。洗浄頻度も、例えば、当該熱交換器
の圧力損失上昇を一時的に下げる為1〜2時間間隔で実
施する場合や、または2〜3日から10日間に1回程度
の頻度で行う場合等が望ましい。(以下、本操作を粉体
ブラストと呼ぶ。)1ケ月以上の頻度で行っても良い
が、あまり間隔をおくと除去効果が下がる場合がある
が、効果は当該熱交換器の詰まり物質付着状況により異
なる。
【0008】本粉体ブラストの実施により当該熱交換器
の圧力損失は大幅に減少し、実施しない場合と比較して
長期にわたり熱交換器の圧力損失が上昇せず、流動層反
応器を長期にわたり安定して運転できる。ブラスト用粉
体を反応器出口から当該熱交換器の間に導入する方法と
しては、ブラスト用粉体供給ホッパー等を反応器出口と
当該熱交換器入口間に設置し、圧力により反応ガス導出
管中に粉体を押し出す方法や反応器内の最後段サイクロ
ン放出管中に堆積している流動層反応触媒を大量の空気
または不活性ガスなどの圧気により反応器出口から反応
ガス導出管中に放出せしめることにより流動層反応触媒
を間欠的に導入する方法等が採用できる。 本発明方法
に使用し得る粉体としては一般的な清掃装置として公知
のサンドブラスト(「機械工学便覧」(日本機械学会
編)改訂第5版第17編機械工作17−12)に使用さ
れうる粉体であればよく、例えば砂やブラスト用触媒な
どが使用できる。なお、ブラスト用触媒としてはオレフ
ィンのアンモキシデーション用触媒として使用され得る
流動層用反応触媒はすべて適応できる。
【0009】次に、本発明を図1、図2を用いて説明す
る。図1および図2は本発明方法を実施するために用い
られる装置の一例であり、図1中1は流動層反応器本
体、2は反応ガスを導出する導管、3は粉体用ホッパ
ー、4は反応ガス冷却用熱交換器を示す。本発明方法を
特徴づける粉体を導入するための粉体用ホッパー3は反
応器出口と熱交換器4との間に設置され、1回の粉体ブ
ラストにつき反応器出口ガス1000Nm3 /Hrに対
して0.02kg以上、30kg以下程度の粉体または
流動層触媒を一度に反応ガスを導出する導出管2に放出
する。粉体用ホッパー3から反応ガスを導出する導出管
2に粉体または流動層触媒を放出する方法は、圧力によ
り押し出す方法等公知の方法であればよい。反応ガスを
導出する導出管2に放出された粉体または流動層触媒は
反応ガスに同伴され、熱交換器4に到達する。熱交換器
に到達した粉体または流動層触媒により熱交換器の付着
物が除去される。図2は本発明を特徴づける流動層触媒
を反応ガスを導出する導出管2に放出する方法の一例を
示したものである。1は流動層反応器本体、5は最後段
サイクロン、6は最後段サイクロン放出管、7は最後段
サイクロン放出管に空気あるいは不活性ガスを導入する
導管(圧気導管)、2は反応ガスを導出する導管、4は
反応ガスを冷却する熱交換器である。最後段サイクロン
放出管6は、公知のサイクロン放出管シール弁(橋本健
治編著「工業反応装置」培風館P162参照)を設けた
ものであればよい。最後段サイクロン5によって捕集さ
れた流動層触媒は最後段サイクロン放出管6内に蓄積さ
れる。その際、圧気導管7を通して空気あるいは不活性
ガスを流動層触媒堆積部分に導入すると、導入されたガ
スが堆積していた流動層触媒を同伴して反応ガス導出管
2へ放出される。反応ガスを導出する導出管2に放出さ
れた流動層触媒は反応ガスに同伴され、熱交換器6に到
達する。熱交換器6に到達した流動層触媒により熱交換
器の付着物が除去される。
【0010】
【実施例】次に本発明方法を実施例および比較例により
さらに説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、
下記の実施例に限定されるものではない。また、熱交換
器の付着物が除去できたことは反応ガス流量が同一の
時、当該熱交換器の圧力損失が減少することにより確認
できる事は自明である。熱交換器の圧力損失は当該熱交
換器の反応ガス入口および出口に圧力タップを設置し、
水柱マノメーターで測定した。
【0011】
【実施例1】使用した反応器は直径7.8mで、触媒は
粒径10〜100μm、平均粒径50μmのモリブデン
−ビスマス−鉄系シリカ担持触媒である。熱交換器は直
径1.8m、長さ2.2mの管側1パスの多管円筒式熱
交換器で、冷媒には水を使用した。
【0012】当該熱交換器反応ガス出口温度が290
℃、当該反応器の稼働日数が150日の時、本発明方法
の図1の方法に準じて平均粒子径が0.1mmの砂を反
応器出口ガス1000Nm3 /Hrに対して、0.83
kg導入したところ、その前後において次のように圧力
損失の著しい減少がみられた。 反応開始時の圧力損失 550mmH2 O 粉体ブラスト前の圧力損失 1700mmH2 O 粉体ブラスト後の圧力損失 1400mmH2 O 熱交換器の圧力損失減少 300mmH2
【0013】
【実施例2、3】実施例1に準じて、使用粉体の種類お
よび量を表1に示すように変化させて粉体ブラストを行
った結果を表1に示す。
【0014】
【実施例4】実施例1と同一の反応器および熱交換器を
使用し、当該熱交換器反応ガス出口温度が290℃、当
該反応器の稼働日数が150日の時、本発明方法の図2
の方法に準じて平均粒子径が30μmの流動層触媒を反
応器出口ガス1000Nm3/Hrに対して、0.17
kg導入したところ、実施例1〜3と同様、その前後に
おいて次のように圧力損失の著しい減少がみられた。
【0015】 反応開始時の圧力損失 550mmH2 O 粉体ブラスト前の圧力損失 1600mmH2 O 粉体ブラスト後の圧力損失 1500mmH2 O 熱交換器の圧力損失減少 100mmH2
【0016】
【実施例5】実施例1に準じて運転し、本発明方法の図
1の方法に準じて平均粒子径が50μmの流動層触媒を
1回につき反応器出口ガス1000Nm3 /Hrに対し
て、0.50kg導入し、粉体ブラストを1週間に1回
の頻度で定期的に行った場合、当該熱交換器の圧力損失
の増大を抑制することができ、11ヶ月間反応器を連続
して運転することができた。
【0017】
【0018】
【比較例1】実施例1と同一反応器、熱交換器を使用し
当該反応ガス出口温度を240℃で運転した場合、当該
熱交換器の圧力損失が増大し、反応器の反応圧力が高く
なり、原料空気の供給が困難になったため、反応開始か
ら3ヶ月後に反応を停止した。
【0019】
【0020】
【比較例2】実施例1と同一の反応器および熱交換器を
使用し、当該熱交換器反応ガス出口温度を290℃で運
転した場合、当該熱交換器の圧力損失が増大し、反応器
の反応圧力が高くなり、原料空気の供給が困難になった
ため、反応開始から6ヶ月後に反応を停止した。
【0021】
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の効果】本発明を実施することにより、熱交換器
の圧力損失上昇の速度を抑制することができ、実施しな
い場合に比べ流動層反応器を長期にわたり安定して運転
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す流動層反応器および熱
交換器を示す図であり、粉体用ホッパーから反応ガスを
導出する導管に導入された粉体が熱交換器に導かれる様
子を示す模式図である。
【図2】本発明の一実施例を示す流動層反応器および熱
交換器を示す図であり、反応器の最後段サイクロン放出
管中に堆積している流動層反応触媒が反応ガスを導出す
る導管に放出され、引き続き熱交換器に導かれる様子を
示す模式図である。
【符号の説明】 1 流動層反応器 2 反応ガスを導出する導管 3 粉体用ホッパー 4 反応ガス冷却用熱交換器 5 最後段サイクロン 6 最後段サイクロン放出管 7 最後段サイクロン放出管に空気または不活性ガスを
導入する導管

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反応ガスを冷却するために使用する熱交
    換器を有する反応器において、運転中に該反応器出口と
    熱交換器間の反応ガス導出管中に粉体を導入するか、ま
    たは反応器内に堆積している流動層反応触媒を上記反応
    ガス導出管中に導入することにより、熱交換器内の目詰
    まり物質を除去することを特徴とする反応器用熱交換器
    の洗浄方法。
JP4106822A 1992-04-24 1992-04-24 反応器用熱交換器の洗浄方法 Pending JPH05301040A (ja)

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