JPS5987038A - 発熱性または吸熱性化学反応工程用反応器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、反応用空間と、少なくとも２種の反応成分の
入口と、反応生成物の出口とを有し、反応Ｓｐ度をでき
るだけ一定に保って発熱性または吸熱性の化学反応を実
施するための反応器に関するものである。

発熱性または吸熱性の化学反応工程を実施する場合には
、反応器内の温度を比較的狭い温度範囲内の値に保って
、できるだけ具合よく反応を進行させることが一般に重
りとである。また、主生成物の収津を高めかつ副生成物
の生成を抑制するために、泳加された反応成分全速やか
に混合して均質に分布させることも重要である。さらに
、この反応器はコンノ２クトに設計りれ、かつ保守や修
理のために容易に分解できるものであるべきである。

既存の反応器では、操作を具合よく行うために大規模な
測定・制御装置を設置することが必要であり、そのため
にかなり費用がかかることがしばしば経験されている。

本発明の反応器は前記の欠点を有さす、すなわちこれは
既述の条件をみたす比較的簡単な構造の反応器である。

前記の目的の達成のために作られた本発明の反応器の％
徴は、反応用空間内に、相互に連通した複数の反応段（
ｒｅａｃｔｏｒ　ｓｔａｇｅｓ）が設けられていて、反
応流（ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｓｔｒｅａｍ）がこれを順次
通過して流れ、各反応段は複数の反応成分案内手段を有
し７、かつ各反応段には、少なくとも１種の反応成分を
注入するための注入用開口が少なくとも１つ設置されて
いることである。

本発明の反応器の好ましい１具体例で（ｄ１反反応分案
内手段は半径方向に配置されたｋｉｋ体（ｌａｍｅ　ｌ
　ｌａｅ　）である。−次に、本発明について添附図面
参照下に一層詳細に説明する。添附図面は、本発明の反
応器の１具体例の縦断面図（軸方向断面図）である。図
面記載の反応器では、反応成分案内手段が半径方向に配
置された層状体である。

図面記載の反応器は、その縦方向の中心軸が垂直方向に
のびるような設置態様で設置されたものでわるけれども
、このことは決して満足な操作を行うための必須条件で
はないことが理解されるであろう。この反応器は種々の
設置態様で設置でき、たとえば、その中心軸が水平方向
にのびるような設置３態様で設置することも可能である
。

添附図面に記載の反応器は円筒形の外殻１を有し、その
片方の末端部は掩蓋２を有し、その反対側の床端部は掩
蓋３を有する。外殻１の中に内殻４が配置されるが、こ
の内殻４は、外殻１と内殻４との開に環状空間５を確実
に存在させるように配置される。内殻４の片方の末端部
には末端プレー）６７５：配置され、その反対側の末端
部には末端プレート７が配置きれる。末端プレート６は
多数（たとえば８個）の開口８を有し、末端プレート７
もまた多数（たとえば２０個）の開口９を有する。反応
用空間１０は、内殻４とプレート６および７とによって
包囲された空間である。

掩蓋２は比較的熱い第１反応分分の入口１１を有し、こ
の第１反応分分が入口１１から反応器に入り、掩蓋２と
プレート６との間の空間１２を通過し、次いで開口８を
通過して反応用空間１０内に流入できるようになってい
る。

掩蓋３は生成物の出口１３を梅し、したがって、反応用
空間１０で生じた生成物はこの反応用空間１０から開口
９を通過して流れ、掩蓋３と末端プレート７との間の空
間１４を通過し、次いで生成物の出口１３を杼て流出で
きるようになっている。

掩蓋３にはまた第２反化成分の入口１５も設けられてお
り、この人口１５は中央導入管１６と通じている。中央
導入管１６の末端部１７は閉鎖されている。

外殻１は、比較的低い温度で供給すべき第１反応分分の
入口１８を有する。入口１８は環状空間５と通じている
。

反応用空間１０は多数の反応段２０に分けられている。

これらの反応段２０は互いに順次つながっている。しか
して反応段２０は、半径方向に配置された複数の反応成
分案内手段たとえば層状体２１および２２を有する。層
状体２１は中央導入管１Ｇと接しているが、内殻４には
接していない。

一方、層状体２２は内殻４に接しているが、中央導入管
１６には接していない。層状体２１および層状Ｐ：２２
は交互に配列されており、そしてこれによって、反応用
空間１０の中にジグザク通路が作られている。

内殻４の中の大抵の反応段２０に、あるいはすべての反
応段２０に、少なくとも１つの注入用開口２３が設けら
れているが、この開口２３は比較内冷い県１反応分分を
反応段２０の中に入れるだめの入口でろる。

注入用開口２３の各々は適当な直径、たとえば１−３０
の範囲内の直径を有するものであるべきである。記載の
簡略化のために、添附図面にはごく少融の注入用開口２
３が示されているだけである。しかし実際には反応段２
０において１段車シの注入用開口２３の数はたとえば：
０−２５個であシ得る。

各反応段２０にはさらに、第２反化成分を注入するため
の注入用開口２４が少くとも１つ設けられている。注入
用開口２４の存在位置は中央導入管！６の壁部である。

記載の簡略化のために、添附図面にはごく少数の開口２
４のみが記しされているだけである。しかし実際には反
応段２０（でおいて１段当９の注入用開口２４の数は種
々変えることができ、たとえば８−１２個であり得る。

注入用開口２４は適当な直径を有し、たとえば１〜２ｗ
１の範囲内の直径を有するものであるべきである。

次に、本発明の反応器の操作について説明する。

比較的熱い第１反応分分は入０１１を通じて供給する。

この熱い第１反応分分は入口１１から入つて空間１２を
通９、開口８を通過して反応用空間１０の中に入る。層
状体２１と層状体２２とが交互に配置されているから、
この第１反応分分は１連の反応段２０の甲のジグザク通
路を通過する。

第２反化成分は入口１５から供給され、この人口１５か
ら中央導入管１６および注入用開口２４を経て各反応段
２０に流入する。第２反化成分は比較的小さい注入用開
口２４を高速で、好ましくは臨界速度で通過して各反応
段２０尾注入されるので、矢２反応分分と第１反応分分
とが速やかにかつ烈し、く混合されるのである。第１反
応分分はまた人口１８からも供給されるが、この供給は
比較的低い温度において行われる。この比較内冷い第１
反応分分は、入口１８から環状空間５および小さい注入
用開口２３を経て反応段２０のすべてまたはその大部分
に流入する。比較内冷い第１反応分分は高速度で、好ま
しくは臨界速度で比較的小さい注入用開口２３を経て、
対応する反応段２０に注入されるから、この比較内冷い
第】反応成分は、反応段２０の中に既に存在する比較的
熱い第１反応成分、第２反応成分および反応生成物と速
やかにかつ烈しく混合されるのである。この添加は比較
的低い温度において行うことが必要である。

なぜならば、もしそうしない場合には、温度が第１反応
成分と第２反応成分との発熱反応における所望温度範囲
内の値にならないからである。

各反応段２０における殻４上の位置の温度は反応のため
に上昇するが、この温度は、前記の比較的低い温度の第
１反応成分の注入によって下げることができるてあろう
。

各反応段２０はそれぞれ２つの区域に分けることができ
、すなわち第１区域（５）と第２区域（Ｂ）とに分ける
ことができ、しかして第１区域（Ａ）け開口２４から開
口２３までの区域であって、ここでは主として第１反応
成分と第２反応成分との反応が起るのである。第２区域
ω）は開口２３から開口２４までの区域であって、この
区域では反応は全く起らず、なたは実質的に起らず、そ
の代りに、ここでは主として反応混合物の冷却が行われ
るのである。

反５成分が１連の種々の反応段２０を通過して所望反応
が終了した後には、そこで生じた反応生成物は開口９お
よび空間１４内を流動通過し、真後に該生成物はその出
口１３を介して反応器から排出きれる。

注入用開口２３および２４を介しての注入は高速度好ま
しくは臨界速度で行われ、したがってその速辰差は大き
く、そのためにこれらの反応成分の混合が充分速やかに
、かつ充分緊密に行われる。

一連の注入口において、各注入口とその次の注入口との
間の区域における反応混合物の滞留時間をは（ｐ９一定
の時間たとえば１００　ｍｓにするために、層状体間距
離（すなわち成層状体とその次の層状体との間の距離）
は、生成物の出口１３への方向に向かって段々大きくな
るようにし、たとえば２０隨から最高７８罰へと段々大
きくなるようにする。

この反応器を或吸熱反応の実施のために使用する場合に
は、入口１１を通じて供給される第１反応成分は比較的
低い温度のものでおるべぎであシ、一方、開口２３から
の注入は比較的高い温度で行われるべきであるが、この
ことは、当県右には容易に理解され得るであろう。

本発明の反応器はアリルクロライド法の実施のために特
に有利に使用できる。このアリルクロライド法は次の如
〈実施できる。比較的熱い第１反応成分として温度約４
５０℃のプロペンを使用しく入口１１から供給する）、
第２反応成分として塩素を使用しく入口１５から供給す
る）、そして、比較内冷い第１反応成分として温度約１
０−２０℃のプロペンを使用する（入口１８から供給す
る〕。

この場合には、本発明の反応器をほぼ一定の温度（４８
０−５２０℃）に保つ。前記の２種の反応成分すなわち
プロペンおよび塩素は反応器内に均質に分布し、副生成
物の生成は僅かである。しかも、有用な副生成物だけ力
生ずる。

大発明の反応器の前記具体例では、反応成分案内手段は
半径方向に配似された層状体である。このユ゛シ１層状
体の代りに、彰方向にのびる層状体を用いることも可能
である。

もし所望ならば、層状体２１および／または層状体２２
を、反応器内に設置された適渦な保持体にＣ６，３示ぜ
ず）取付けることもできる。

４、旧ＫＣｌｎ３茸−な説明 添附図面（仁、本発明の反応器の１具体例の縦断面図で
るる。

１・・・夕ｉ殻；　２および３・・・Ｊｉｉ；　　４・
・・内殻；５・・・現状空間；　６および７・・・末端
プレート；８および９・・・開口；１０・・・反応用空
間；　　１１，１８・・・第１反応成分の入口；１２お
よび１４・・・空間；１３・・・生成物の出口；１５・
・・第２反応成分の入口；ｌ６・・・中央導入管；１７
・・・末端部；２０・・・反応段；２１および２２・・
・層状体；２３および２４・・・注入用開口。

代理人弁理士今　　村　　　元

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応温度をできるだけ一定に保って発熱性または
   吸熱性化学反応を実施するだめの反応器において、反応
   用空間と、少なくとも２つの反応成分の入口と、反応生
   成物の出口とを有し、前記の反応用空間には相互に連通
   した複数の反応段が設けられていて、反応流がこの反応
   段を順次通過できるようになっており、各反応段は複数
   の反応成分案内手段を有し、かつ各反応段には、少なく
   とも１つの反応成分を注入するための注入用開口が少な
   くとも１つ設けられていることを特徴とする反応器。
2. （２）反応成分案内手段が、半径方向に配置された層状
   体である特許請求の範囲第１項記載の反応器。
3. （３）層状体間距離が反応生成物の出口の方向に向かっ
   て増大するように構成した特許請求の範囲第２頃記数の
   反応器。
4. （４）注入用関口を、反応軸に対向する反応段の側部に
   配置した特許請求の範囲第１項乃至第３項ついずれ〃）
   に記載の反応器。
5. （５）　ゴ０反応段当りの注入用開口の数が８−１２個
   でちる特許請求の範囲第八項記載の反応器。
6. （６）反Ｚ器の周縁部に対向する側部を有するすべての
   反応段または大抵の反応段の該側部に、少々くとも１つ
   の注入用開口を設け、この開口をと 比収的冷い反応成分の導入のために使用できるように構
   成した特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記
   載の反応器。
7. （７）１反応段蟲りの注入用開口の数が１０−２５個で
   おる特許請求の範囲第６項記載の反応器。
8. （８）反応段の数が１０−２５段である特許請求の範囲
   第１項乃至第７項のいずれかに記載の反応器。 １−
9. （９）比較的扉チ反応成分のための一連の注入用開口が
   、生成物の出口の方に向かって見た場合、第２反応成分
   のだめの一連の注入用開口の間の位置に存在する特許請
   求の範囲第６項乃至Ｍ８項のいずれかに記載の反応器。 （Ｈ）　　各反応段において２つの層状体が反応器の内
   殻に接しており、この２つの層状体の間に存在する別の
   層状体が、反応器の中央導入管に接するように構成した
   特許請求の範囲第２項乃至第９項のいずれかに記載の反
   応器。 ａυ　ゾロペンを第１反応成分として使用し、塩素を第
   ２反応成分として使用することを包含するアリルクロラ
   イド法に使用される特許請求の範囲第１項乃至第１０項
   のいずれ２八に記載の反応器。