JPH0568869A - 懸濁触媒系の反応方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 触媒フィルターの詰まりや濾過性能の経時的
な低下をなくし、再生操作を行わず、反応系に外乱を与
えないで、高濃度の微粒化触媒を用いた懸濁液流動床反
応を安定に長時間連続的に行う。 【構成】 触媒懸濁液流動床方式の化学反応で、反応器
から触媒スラリーを抜き出し、クロスフロー方式の濾過
を用いて連続的に反応生成液と濃縮触媒スラリーに分離
し、濃縮触媒スラリーは反応器へ戻す反応方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒懸濁液流動床によ
り液と液または液と気体の化学反応により液状反応生成
物を製造するにあたり、触媒分離方式としてクロスフロ
ー方式の濾過を用いることにより、触媒を分離した液状
反応生成液を安定に長期間連続的に抜き出すことを特徴
とする反応方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学工業において、固体触媒を利用した
固液相または気・液・固の三相反応系は、固定床方式や
触媒懸濁液流動床方式を用いた反応方法がある。固定床
方式の反応方法は、触媒分離が容易であり、触媒を高濃
度に保持し、反応を行うことができる利点を有してい
る。しかし、触媒を反応器内に固定して置き、充填触媒
による圧力損失を過大にせず、かつ必要な反応活性点を
確保するため、触媒は微細な細孔を有するペレット状ま
たは大きな粒径のものを使用する必要がある。そのた
め、例えば触媒の被毒が激しい反応では、触媒表面での
活性劣化が大きく、触媒内部の活性点が利用されないこ
とがある。また、触媒細孔内の物質移動速度の遅い反応
においては、触媒表面での反応が主となるため触媒の利
用効率が低いという欠点を有している。さらに、反応熱
を伴う系ではその温度制御が困難でありホットスポット
等の発生により異常反応、触媒永久被毒等が発生する問
題点がある。

【０００３】そこで、これらの問題に対し、固定床の場
合に比較して触媒の粒子径が小さい懸濁触媒を用いたス
ラリー系の反応が考えられる。すなわち、触媒懸濁液流
動床方式は、攪拌槽、ガスリフト、循環ポンプなどによ
り触媒と液体、場合によっては気体も含めた混合・異相
間接触を良好にし反応を行う反応装置と、反応液スラリ
ーから触媒と反応液を分離する触媒分離装置からなる。
この触媒分離装置として例えば図４に示すような沈降分
離器（４）を使用した場合、その系の固液の比重差、触
媒粒子径などに起因する沈降速度により装置が過大とな
り適用可能な反応系が限らる。さらに粒径が微粒子であ
る場合には完全な触媒分離は非常に困難であり、濾液で
ある反応生成物への触媒混入を起こし、後工程での詰ま
り・スケーリングや、触媒損失などの問題がある。ま
た、遠心分離等の機械的な分離装置では高圧系や危険物
を扱う系において、その摺動部分・シール部分があるた
め適用できない場合があり、また摺動部分で触媒を粉砕
し微粒化するため分離性能が低下し、触媒が濾液へ混入
する問題がある。

【０００４】これらの問題に対し、触媒分離装置に差圧
式のフィルター濾過器を使用した場合は、触媒の粒子径
がミクロンオーダーの微粒子でも確実に分離することが
可能となり、微粒子の触媒を使用することにより反応速
度の向上が望める。しかしながら、フィルターの詰まり
やスケーリング等を起こし濾過速度低下により、頻繁に
逆洗浄を行わなければならない。ここで逆洗浄とは、濾
過面に対し濾過液または気体を濾過時とは逆方向にすな
わち濾液側から流入させ、フィルターのスラリー側での
固体の詰まりやケークを洗浄し濾過性能を再生するもの
である。

【０００５】これにより、濾過液を逆洗浄に使用した場
合は分離した濾液をスラリーに戻すため非効率的であ
り、逆洗浄に気体を使用した場合は反応系に外乱を与え
たりし、また逆洗浄の際には系の運転を止めなければな
らないため安定した円滑な連続運転ができないという問
題点がある。これは特公昭５５ー４９５３８号公報にも
あるように、特に高濃度のスラリー（３重量パーセント
以上）に対しては、セラミックや焼結金属のような可撓
性の乏しい材質のものでは、経時的な濾過速度の低下が
あり、さらに逆洗浄による濾過速度の回復向上効果が小
さいという問題点が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
前記特許公報に従い、可撓性のあるフィルターを用いた
濾過器を持つ反応器にてベンゼンのアルキレーションに
よるエチルベンゼン合成の実験を行った。ここで、ベン
ゼンに対する耐溶剤性によりフィルターは、ステンレス
製の金網を用いた（最小目開きのもので５ミクロン）。
この結果、確かに逆洗浄による濾過速度の回復は良好で
あった。しかし、逆洗浄の周期が濾過速度の低下により
約２４時間であり、逆洗浄により反応系に乱れを生じ操
作が不安定で複雑であること、また目開きが５ミクロン
でありこれより小さい粒径の触媒が流出してしまうこと
などの問題点があった。本発明の目的はこれらの問題点
を解決することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、前
記課題を解決するために、各種の濾材細孔径のセラミッ
クや焼結金属の濾材を用い、触媒スラリーに対する反応
・触媒分離を連続的に円滑に行う方法について研究を進
めた。その結果、クロスフロー方式の濾過を用いた反応
方式が良好に作動することを見いだした。

【０００８】すなわち、本発明は、微粒子状固体触媒の
存在下、液と液または液と気体の接触反応で液状反応生
成物を得るに際し、 （１）懸濁液流動床にて液状反応生成物を得る工程 （２）該触媒を含む主に液状反応生成物からなる触媒懸
濁液より、クロスフロー方式の濾過を用い、濾過器内ス
ラリーのクロスフロー線速度が０．０５ｍ／ｓ（ｍ／
秒：以下同じ）以上とし、液状反応生成物と濃縮された
触媒懸濁液とを分離する工程 （３）該クロスフロー方式による濾過器から該懸濁流動
床へ該濃縮された触媒懸濁液を循環する工程 を有し、好ましくは（１）、（２）、（３）を順次連結
した連続懸濁液流動床の反応方法である。

【０００９】ここでクロスフロー方式の濾過とは、濾材
（フィルター）を隔ててスラリー（懸濁液）側と濾液側
に圧力差（このときの圧力差を濾過差圧と呼ぶ：以下同
じ）をつけ、これを推進力として濾過を行ないスラリー
は濾過面に対し平行に流しながら（このときのスラリー
の流路断面積当りの平均流速をクロスフロー線速度と呼
ぶ：以下同じ）、連続的に濾過を行うものである。例え
ば、管状のフィルターを用いた場合、反応器より抜き出
したスラリーをフィルター管の一方から供給し、フィル
ター管の他方から濃縮スラリーを排出すると同時に、フ
ィルター管濾過面を通して濾液を分離する方式である。
但しこのフィルター管は、管壁面の全体または一部に濾
過面を有しているもので、管の断面形状は円形に規定さ
れるものではない。また、スラリーがフィルター管外部
で濾液がフィルター管内部でも良い。

【００１０】本発明に用いられるクロスフロー方式の濾
過は、濾過面に対し平行に流動するスラリーの剪断力に
より、濾過面でのスラリーの固形物ケークの成長を抑
え、経時的な濾過速度の低下を抑制する。これにより断
続的な逆洗浄を不用とし、連続運転を可能にするもので
ある。触媒の二次粒子の平均粒子径（水力学相当直径も
含める）は特に限定されないが、１ミリメートル以下の
微粒子径の触媒が好ましい。ここで、二次粒子とは固体
粒子の最小単位である一次粒子に対し、一次粒子の凝集
体のことである。一般に該粒子径を小さくすることは触
媒の単位体積当りの表面積（比表面積）を大きくし有効
な活性点を増加させることにより反応速度は大きくなる
利点がある。ただし、触媒が濾材の細孔を通って流出し
ないような粒径でなくてはならない。

【００１１】スラリー濃度は、ハンドリング上可能な範
囲、例えば固形物の配管での詰まりや沈降部分がない様
な範囲であればよい。低濃度では従来の差圧式濾過器で
も充分濾過は安定しており、逆洗浄の周期も長くできる
が、３重量％以上の高濃度になると本反応方式が、濾過
速度の安定および逆洗浄の周期の長期化に非常に効果を
発揮する。

【００１２】スラリーの粘度は、流動可能な範囲であれ
ばよい。約１００ｃＰ（センチポイズ）までの低粘度領
域では特に問題はないが、高粘度領域の流体では、スラ
リーの濾過器の入口と出口の圧力差（フィルター壁面で
の圧力損失）や濾過差圧が大きくなったり、固形物の配
管での詰まりが発生したり、濾液の濾過器からの抜出速
度が液流動性の低下により極端に遅くなる場合もあるた
め、流動可能な範囲に制限される。ここで、スラリー粘
度の上限はその系の特性や目的などにより異なるため一
義的に限定することはできない。

【００１３】濾過器の濾材の細孔径は、０．０５ミクロ
ン以上１００ミクロン以下とし、好ましくは０．１〜１
０ミクロンとする。０．０５ミクロンより小さい細孔径
の濾材では、濾過器の製作上の問題、および濾過差圧が
大きくなり濾材の強度上の限界により濾過速度が制約さ
れるため、濾過面積は大きくなるなどの問題がある。ま
た、通常の化学工業で取り扱う物質のモノマーの分子径
はせいぜい数十オングストローム程度であり０．０５ミ
クロン以上の細孔径では濾過性能に問題はない。基本的
には、濾材の細孔径は最小触媒径よりも小さいものを用
いれば良いということになる。しかし、触媒の最小径の
定義は測定精度などの問題も含めて難しい。また、濾材
細孔径が最小触媒粒径より大きい場合でもブリッジング
や、ケークの形成によりそのケーク中を通過する粒子が
ほとんどない場合（ケーク濾過）もある。

【００１４】さらに、発明者らは、懸濁触媒が攪拌翼、
循環ポンプ、配管などでの固体触媒の衝突による機械的
粉砕により、初期平均粒子径よりもかなり小さい微粒子
が生成し、この微粒子がフィルターに詰まり濾過速度の
低下を引き起こす事を確認した。そこで、さらに種々の
懸濁触媒を用いて研究を進めた結果、この微粒化は一定
の値でほぼ安定する（これは粒子の分散と凝集がバラン
スすることや、微粒化するに必要なエネルギーが粒子径
が小さいほど大きくなることによると考えられる）とい
うことが判明した。すなはち、積算粒径分布において粒
径の小さいものから約２〜５重量％の粒子は、さらに微
粒化するとか、増加するとかいった経時的変化がほとん
ど見られなかった。さらに、この安定した粒径は０．５
〜１０ミクロン程度であり、これと同程度の細孔径の濾
材を用いることにより詰まりの問題もなく触媒分離を円
滑に行えることが見いだされた。

【００１５】濾過器の濾材のスラリー側通過断面の管直
径、または平板であればその最小間隙の寸法は、好まし
くは３ミリメートル以上で、１００ミリメートル以下と
する。これは、該寸法が３ミリメートルより小さい場
合、スラリーの詰まりが発生し、安定した運転が難しか
ったり、濾過能力の再生が不能になるためである。ま
た、該寸法が１００ミリメートルより大きい場合、大き
な濾過面積が取りにくい、すなわち同一濾過面積でも該
寸法が大きいほど濾過装置は大きなものとなってしま
う。

【００１６】クロスフロー濾過器において、濾過面での
流動するスラリーの剪断力を与えるためにスラリー線速
度は、系のスラリー濃度、粘度、触媒粒子径、濾過器の
フィルター直径などにもよるが、０．０５ｍ／ｓ以上と
し、好ましくは０．１〜２０ｍ／ｓとする。スラリー線
速度を大きくすると剪断力は大きくなりケーク厚みは薄
くなるため濾過速度は大きくなるが、濾過器を通過する
スラリーの入口と出口の圧力差が大きくなり、スラリー
循環のための必要動力が大きくなってしまう。逆にスラ
リー線速が０．０５ｍ／ｓより小さいと、剪断力が小さ
くなり、ケーク厚みは大きくなり、濾過速度は小さくな
ってしまう。

【００１７】クロスフロー濾過器での濾過差圧は２０Ｋ
ｇ／ｃｍ² 以下とし、好ましくは０．０５〜１０Ｋｇ／
ｃｍ² とする。濾過差圧は、ケーク厚みが一定であれば
濾過速度とほぼ比例関係にある。しかし、濾過速度を上
げるため濾過差圧を過剰に上げると、濾過面へのケーク
の付着力が強まり、同一のスラリー線速度では、ケーク
への付着力と剪断力のバランスからケーク厚みが厚くな
るために濾過速度は低下する。これより、濾過差圧を２
０Ｋｇ／ｃｍ² より高くするのは濾過性能を低下させる
だけである。

【００１８】反応圧力と濾過器内スラリー側圧力は、循
環ポンプを使用すれば全く別々に設定できる。しかし、
例えば濾過器側圧力を反応器圧力より下げると、落圧・
昇圧の動力損失があるばかりでなく、触媒表面に吸着さ
れている反応物質が吸・脱着を繰り返すため、触媒活性
が大幅に低下したり、副反応物を生成しやすくなる。従
って、反応器圧力と濾過器スラリー側圧力は、流通圧力
損失程度の差圧とほぼ等しい圧力にすることが望まし
い。また、濾過差圧を確保するため、反応圧力は１Ｋｇ
／ｃｍ² ゲージ圧以上の加圧反応であることが望まし
い。

【００１９】濾過器内スラリー温度は、スラリーが液相
で流動状態を保っていればよい。すなわち、濾過器内で
沸騰したり凝固しない様に保たれていればよい。通常は
反応器内の生成物温度で濾過器を流通させるが、例えば
シール材の材質上の問題がある場合には、濾過器側温度
を反応温度より下げることにより腐食を防止することも
考えられるため、必ずしも反応温度と濾過温度を一致さ
る必要はない。

【００２０】気・液・固の三相の反応系において、沈降
分離器や液体サイクロンを使用した場合に、スラリー中
へ気体が混入すると、気泡に同伴する固形物により濾過
性能を低下させるため、気体の分離を十分行う必要があ
るが、クロスフロー濾過器においては、スラリー中へ気
体が混入しても、液相が連続相であれば流動しているス
ラリー中の気泡は運動量のバランスからスラリーの流速
が早いフィルター管中心部を流れスラリーの流速の遅い
フィルター壁面近傍にはほとんど存在しないため、濾過
性能に影響しない。

【００２１】具体的な反応方式としては次の様なプロセ
スが考えられる。但し、本発明は、これらのプロセスの
みに限定されるものではない。図１は、攪拌槽型反応器
（１）、クロスフロー濾過器（２）、および循環ポンプ
（３）を組合せたものである。図２は、反応器（１）、
クロスフロー濾過器（２）、および循環ポンプ（３）を
組み合わせたもので、反応器内上部の気相部にクロスフ
ロー濾過器の循環排出スラリー液をスプレーすることで
気液の接触・吸収を良好に行い反応させるものである。
この場合、反応器内の固・液の混合や気体の吸収を、循
環ポンプによる循環スラリーで行うため、図１の場合に
対し反応器の攪拌機が不用となる。これにより、特に高
圧系の反応において、攪拌機の軸シール等の問題がなく
なる。

【００２２】図３は、ガスリフト方式の反応器（１）、
クロスフロー濾過器（２）を組み合わせたものである。
この場合、気泡ポンプの原理を利用した液循環方式で、
図２の場合に対し循環ポンプを不用とする。これによ
り、押しだし流れに近い反応方式であるため、完全混合
槽よりも反応器は小さくなる。さらにクロスフロー濾過
器においては、気体の分離が不十分でスラリー中へ気体
が混入しても、濾過性能に問題はない。

【００２３】図１〜図３において、濾過器の設置方向は
横置きでも、縦置きでも良い。また、濾過器のスラリー
流入・流出方向も、濾過器上部または下部などの制約は
特にない。さらに、濾材の形状は、円管でも平面でも良
い。但し、濾過圧力が大きい場合は、同一の厚みでも強
度の高い円管の方が望ましい。また、スラリーは管内、
管外のどちらに流しても良いが、スラリーを管内に流し
た方がスラリーがスムーズに流れるため望ましい。

【００２４】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は、これら実施例のみに限定される
ものではない。

【００２５】

【実施例１】原料としてベンゼンとエチレンを用いた連
続アルキル化反応によるエチルベンゼンの製造を、図１
に示すようなプロセスで、以下に示す反応条件下におい
て行った。４リットルのＳＵＳ３１６製電磁攪拌式オー
トクレーブの内部に、温度計サヤ、原料液導入管、原料
ガス導入管及び温度調整用熱媒管を取り付け、さらに反
応液抜き出しノズル、循環液戻りノズル及び液面計を設
け、連続アルキル化反応器とした。

【００２６】反応器からの反応液はスラリー循環ポンプ
を通してバルブ操作により所定の循環量、すなわちクロ
スフロー線速度が約１〜３ｍ／ｓになるように操作し
た。スラリーは、クロスフロー濾過器に供給し、固液分
離を行い、濃縮したスラリー液は反応器へ戻し、濾液は
濾液槽に抜きだした。この濾過器は、セラミック製の多
孔体（平均細孔径１〜２ミクロン）のフィルター管を設
置し、ガスまたは液にて逆洗浄操作ができるように逆洗
浄装置を取り付けた。

【００２７】アルキル化反応は、はじめに、反応器内
に、触媒として前処理した後粉砕し平均粒子径８０〜１
２０ミクロンに選別したＹ型ゼオライトを５００ｇ、ベ
ンゼン液を１６００ｇ仕込み、攪拌状態での液面計の指
示を確認し、この液面を運転中は保持する。次に、反応
器液面が先の指示値になるようにベンゼンを連続的に高
圧定量ポンプにより供給（定常時約１８Ｋｇ／ｈｒ：Ｋ
ｇ／時間：以下同じ）し、スラリー循環を行いながら反
応器内触媒スラリー濃度を分析すると約２３重量％であ
った。その後、反応圧力が約１５Ｋｇ／ｃｍ² ゲージに
なるようエチレンを供給し、反応温度１９０℃の条件下
で反応を行った。反応液の抜き出し方法は、濾液槽の圧
力を濾過器内圧力以下で調整して行った（濾過器と濾液
槽との操作圧力差、すなわち濾過差圧は約０．１〜２．
０Ｋｇ／ｃｍ² ）。

【００２８】この結果、逆洗浄無しで８００時間連続的
にアルキル化反応および反応液と触媒の分離を円滑に行
った。ここで、濾過速度は、反応開始後急速に低下した
が、約１００時間で安定化し、安定後の濾過速度は、１
５０〜２５０リットル／ｍ² ／Ｈｒ（濾過器単位面積当
り単位時間当りの濾液量：以下同じ）であった。さら
に、逆洗浄の効果を見るため、逆洗を行い再スタートし
たところ、濾過速度は、ほぼ初期濾過速度まで回復し約
１００時間後にほぼ安定化した。この時の濾過速度は逆
洗浄前の安定した値と同等であった。

【００２９】

【実施例２】原料として次の（１）式で表されるイミノ
イソホロン（以下、ＩＰＣＩと略称する）を用いて連続
水素化反応による次の（２）式で表されるイソホロンジ
アミン（以下、ＩＰＤＡと略称する）の製造を行った。
ここで、ＩＰＣＩは、原料として次の（３）式で表され
るシアノイソホロン（以下、ＩＰＣＮと略称する）を用
いて無触媒下での連続イミノ化反応によって合成した。
ここで水素化反応は図３に示すようなガスリフト方式の
プロセスを用いた。イミノ化反応・水素化反応の反応条
件を以下に示す。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】

【００３２】

【化３】

【００３３】イミノ化反応器は実施例１と同じ４リット
の装置を用いて連続イミノ化反応器とした（但し、液循
環は行わない）。また、水素化反応器は竪型管状でその
上部に気液分離器を設け、温度計サヤ、原料液導入管、
原料ガス導入管を取り付け、温度調整用に熱媒トレース
を行い、さらに反応液抜き出しノズル、循環液戻りノズ
ル、ガス抜き出しノズル及び液面計を設け、連続水素化
反応器とした。

【００３４】イミノ化反応器からの反応液は高圧定量ポ
ンプにて水素化反応器に供給した。水素化反応器からの
反応液スラリー循環はガスリフトにより行った。反応器
への供給ガスは、反応消費分の水素ガスと排出ガスを圧
縮した循環ガスである。スラリーの循環流速は供給ガス
量により調整し、クロスフロー線速度は約１〜３ｍ／ｓ
とした。

【００３５】水素化触媒スラリーの濾過は、実施例１と
同様に行った。この濾過器は、ＳＵＳ３１６製焼結管状
フィルター（平均細孔径約２ミクロン）を設置し、ガス
または液にて逆洗浄操作ができるように逆洗浄装置を取
り付けた。イミノ化反応は、はじめに、イミノ化反応器
内に、ＩＰＣＮ原料混合液（重量比率でＩＰＣＮ：メタ
ノール＝１：２）を２．７Ｋｇ仕込み、攪拌状態での液
面計の指示を確認し、この液面を運転中は保持する。

【００３６】次に、ＩＰＣＮ原料混合液を定量ポンプに
より連続的にイミノ化反応器に供給（定常時約６Ｋｇ／
ｈｒ）し、イミノ化反応の反応圧力が約９Ｋｇ／ｃｍ²
になるようアンモニアを供給し、反応温度８０℃の条件
下にて反応を行った。このイミノ化反応液を、イミノ化
反応器の液面が先の指示値になるように抜き出し、これ
を次の水素化反応器へ供給した。

【００３７】水素化反応は、はじめに、水素化反応器内
に、触媒として遠心沈降式粒度分布測定装置ＳＡ−ＣＰ
３（島津製作所株式会社製）による測定値が平均粒子径
２６．２ミクロン（粒子最小径約１〜３ミクロン）のラ
ネーコバルト触媒を６３ｇ仕込む。次に、前記のイミノ
化反応液を供給し、さらに水素ガスを供給し、スラリー
循環を行いながら反応器内触媒スラリー濃度を分析する
と約１９重量％であった。その後水素化反応の反応圧力
が１２０Ｋｇ／ｃｍ² ゲージになるように水素ガス抜き
出し部のバルブを調整し、反応温度１２０℃の条件下で
反応を行った。反応液の抜き出し方法は、濾液槽の圧力
を濾過器内圧力以下で調整して行った（濾過器と濾液槽
との操作圧力差、すなわち濾過差圧は約０．５〜３．０
Ｋｇ／ｃｍ² ）。その結果、逆洗浄無しで５００時間連
続的にイミノ化反応・水素化反応および反応液と触媒の
分離を円滑に行った。安定後の濾過速度（約１００時間
にて安定）は１００〜２００リットル／ｍ² ／ｈｒであ
った。

【００３８】

【実施例３】原料として次の（４）式で表されるジオー
ルエステル（以下、ＤＢＥと略称する）を用いた連続水
素化反応による次の（５）式で表されるジオール（以
下、ＤＩＯＬと略称する）の製造を、図２に示すような
プロセスで、以下に示す反応条件下において行った。

【００３９】

【化４】

【００４０】

【化５】

【００４１】反応器は、実施例１と同じ４リットルの装
置を用い一部改造し、すなわち攪拌機は取り除き、スラ
リー循環液戻りノズルは反応器気相部にて液が分散し気
相との接触が良くなるようにスプレーを取り付けたもの
を、連続水素化反応器とした。 反応器からの反応液ス
ラリー循環は実施例１と同様に行った。但し、クロスフ
ロー線速度は３〜８ｍ／ｓとした。

【００４２】水素化触媒スラリーの濾過は、実施例１と
同様に行った。この濾過器は、ＳＵＳ３１６製焼結管状
フィルター（平均細孔径約０．５ミクロン）を設置し、
ガスまたは液にて逆洗浄操作ができるように逆洗浄装置
を取り付けた。水素化反応は、はじめに、反応器内に、
触媒として遠心沈降式粒度分布測定装置ＳＡ−ＣＰ３
（島津製作所株式会社製）による測定値が平均粒子径３
〜５ミクロン（最小粒子径約１ミクロン）の銅クロム触
媒を８５０ｇ、ＤＢＥ液を１６２０ｇ仕込み、攪拌状態
での液面計の指示を確認し、この液面を運転中は保持す
る。次に、反応器液面が先の指示値になるようにＤＢＥ
液を連続的に高圧定量ポンプにより供給（定常時約３．
０Ｋｇ／ｈｒ）し、スラリー循環を行いながら反応器内
触媒スラリー濃度を分析すると約２７重量％であった。
その後、反応圧力が２５０Ｋｇ／ｃｍ² ゲージになるよ
う水素を供給し、反応温度２５０℃の条件下で反応を行
った。反応液の抜き出し方法は、濾液槽の圧力を濾過器
内圧力以下で調整して行った（濾過器と濾液槽の操作圧
力差、すなわち濾過差圧は約０．５〜１０．０Ｋｇ／ｃ
ｍ² ）。

【００４３】その結果、逆洗浄無しで５００時間連続的
に水素化反応および反応液と触媒の分離を円滑に行っ
た。安定後の濾過速度（約２０時間にて安定）は１００
〜２００リットル／ｍ² ／ｈｒであった。

【００４４】

【実施例４】実施例１、３において、スラリー循環ポン
プからクロスフロー濾過器へ供給する配管の途中にＮ₂
ガスを吹き込み（系の温度・圧力で約１０容積％：Ｎ₂
ガス供給装置の限界まで行った）、スラリーへの気体混
入の影響を見た結果、触媒分離性能にはほとんど影響し
なかった。

【００４５】

【発明の効果】本発明は、クロスフロー濾過器を用いる
ことにより、粒径が数ミクロン単位までの触媒の使用が
可能であり、また高濃度のスラリーでの反応および触媒
分離を行える。このため、反応器の小型化ができ、触媒
流出による後工程での詰まり・スケーリングや触媒損失
を抑制できる。さらに、経時的な濾過速度低下を抑制す
ることにより逆洗浄の周期を長くし、長期間にわたり連
続的に円滑な運転を実現するものである。また、沈降速
度の遅い系に対して沈降分離器に比較して触媒分離装置
の小型化ができ、高圧系や危険物を取り扱う系に対して
もクローズ系であるため問題なく適用できる。

【００４６】さらに、気・液・固の三相系の反応におい
て、沈降分離器や液体サイクロンを使用する場合、スラ
リー中へ気体が混入すると、気泡に同伴する固形物によ
り濾過性能を低下させるため、気体の分離を十分行う必
要があるが、クロスフロー濾過器においては、スラリー
中へ気体が混入しても、濾過性能の低下はないなどの効
果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従った実施様態の一例を示す反応装置
の図である。（循環ポンプによるスラリー循環方式、攪
拌型反応装置）

【図２】本発明に従った実施様態の一例を示す反応装置
の図である。（循環ポンプによるスラリー循環方式、循
環液スプレーによる反応装置）

【図３】本発明に従った実施様態の一例を示す反応装置
の図である。（ガスリフトによるスラリー循環方式）

【図４】公知の反応装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ 反応器 ２ クロスフロー濾過器 ３ スラリー循環ポンプ ４ 沈降分離器

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 211/36 6917−4Ｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 微粒子状固体触媒の存在下、液と液また
   は液と気体の接触反応で液状反応生成物を得るに際し、 （１）懸濁液流動床にて液状反応生成物を得る工程 （２）主に液状反応生成物からなる触媒懸濁液をクロス
   フロー線速度が０．０５ｍ／秒以上のクロスフロー方式
   の濾過により、液状反応生成物と濃縮された触媒懸濁液
   とに分離する工程 （３）懸濁液流動床へ前記濃縮された触媒懸濁液を循環
   する工程 を有することを特徴とする連続反応方法。