KR100383023B1 - 사이클론반응기 - Google Patents

Abstract

스파저(3)가 부착되어 있는 하나 이상의 반응물 입구(2a) 및 각각 주입 제트(5)를 갖는 하나 이상의 반응물 입구(2b)를 구비하는 반응기(1)가 제시됨. 반응물은 3차원 사이클론 특성이 잘 혼합된 반응대(6)에서 생성되는 조건하에서 스파저(3) 및 제트(5)를 통해 반응기(1)내로 도입된다. 이는 반응물이 반응대(6)로 도입되는 에너지와 함께 마크로혼합 및 마이크로혼합 현상을 촉진한다. 반응기(1)는 염소와 프로필렌을 반응시켜 알릴 클로라이드를 수득하는데 특히 유용하다.

Description

사이클론 반응기

반응 조건이 통제될 수 있는 범위는 대부분 반응 수행에 사용된 장치의 유형에 의해 지정된다. 다수의 반응기가 특정의 문제점을 해결하도록 설계되어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 명세서 제 2,763,699 호는 용기 내면 주위에 주입 노즐을 접선방향 위치시킴을 통하여 만곡된 반응기내 증기상 반응물의 균질한 난류를 생성하는 장치에 대하여 기술하고 있다. 상기 반응기의 사용으로 프로필렌과 염소로부터 알릴 클로라이드의 생성을 수반하는 탄소 침착물의 형성이 감소되는 것으로 밝혀졌다. 접선방향 주입은 본질적으로 반응기의 내면을 추적하는 반응물의 2차원 유동을 이끈다.

미국 특허 명세서 제 4,590,044 호는 흡열 및 발열 반응에서 온도 가변성의 효과를 개선하도록 설계된 반응기의 일례이다. 이는 반응기내 다수의 배플 또는 반응대를 사용함으로써 수행된다.

일본 특허 제 J73032087-B 호는 탄화수소의 기체상 염소화용으로 특수 제작된 반응기에 대하여 기술하고 있다. 반응물의 혼합에 사용된 용기는 두개의 대향하는 평행한 편평면과 두개의 대향하는 만곡면(단면으로 보았을 때)을 갖는 장방형이다. 제트를 사용하여 예열된 반응물을 용기내로 접선방향으로 대향측으로부터 도입하고 이에 따라 와동이 발생한다. 이에 따라 반응의 증가된 열 및 종래 반응기보다 우수한 혼합이 일어나도록 된다. 반응대, 또는 반응기내에서 반응이 일어나는 영역은 본질적으로 반응기의 전체 내부 용적이다. 반응물의 접선방향 도입으로 와동 효과가 발생하는 반면에, 이러한 효과 또한 주로 2 차원 효과이다. 즉, 와동은 본질적으로 하나의 평면에서 일어나고 반응기의 내면을 추적한다. 더욱이, 반응대가 본질적으로 반응기의 전체 내면 용적을 포함하므로, 하나의 반응대만이 존재할 수 있다.

벨기에 특허 제 742,356 호에는 프로필렌의 기체상 대체 염소화에 의한 알릴클로라이드의 합성 방법이 기술되어 있다. 이러한 과정에 사용된 반응기는 다수의 반응대를 포함한다. 그러나, 공정은 반응물에 와동 또는 사이클론 효과를 부여하는 반응기에 필요한 복잡한 공학처리로서 고찰된 것을 우회하도록 특수하게 설계된다. 즉, 여기에서도, 이러한 시스템에서 반응대는 반응기의 전체 내면 용적을 포함한다. 상기 특허에 인용된 실시예 모두는 이러한 방법론을 성취하기 위하여 일련의관상 반응기를 사용한다.

사이클론 반응기가 문헌[참조: Dykyj et al. "High Temperature Chlorination of Propylene in a Cyclonic Reactor", International Chemical Engineering (Czecholoslovakia January, 1962)]에 기재되어 있다. 이러한 설계는 반응물을 원통형 용기의 내면에 접선 방향으로 도입하는 주입 제트를 포함한다. 제트는 반응기의 중심축에 대해 대향하여 배치된다. 그러나, 이들은 상호 직접 대향되지 않도록 오프셋된다. 이에 따라 반응물은 사이클론 효과가 달성되도록 반응 용기의 내면으로 집중적으로 이동하게 된다. 저자는 반응기의 중앙 부분에서 어떠한 혼합도 일어나지 않음을 추정하였고 반응기의 중앙 부분을 금속 코어로 채웠다. 즉, 이러한 배치에서의 반응대는 중공 코어(즉, 도넛형)를 갖는 실린더로서 출현한다. 반응물의 이동은 중앙에 구멍이 있는 환상의 평면에서 발견된 본질적인 2차원으로 발생한다.

접선방향 주입의 경우에서와 같이, 반응물이 반응기의 표면에 대해 지향될 때, 추가의 고려 사항이 발생한다. 예를 들면, 반응물이 염소와 같은 부식성 물질인 경우, 반응기는 특수 제작을 빈번히 요할 것이다. 하나의 이러한 방법은 반응기의 내면에 니켈 코팅을 제공하는 것이다. 이러한 조처는 반응기의 경비를 현저히 증가시킬 수 있다.

난류, 와동, 및 사이클론 유동 반응기는 반응물이 이에 대한 운동유도없이 반응기내로 단지 주입될 경우에 발견되는 것 이상으로 반응종간의 충돌 가능성을 증가시킨다. 그러나, 종래의 반응기는 일반적으로 단일 평면에서의 운동을 유도한다. 이러한 반응기는 고작해야 동시 혼합을 보인다. 이는 주로 층을 꺾이게 하거나 반응물 스트림에 전체 유동을 제공하는 거대혼합 효과이다. 유동하는 평면간에 다소간의 분자 충돌이 발생하지만, 이들은 숫적인 면에서 비교적 소수이고 설계에 의해서라기 보다는 우연에 의하여 발생한다. 열과 좀더 긴 체류 시간을 부가함으로써 이러한 충돌이 유도될 수 있지만, 수율과 선택성의 손실로 일반적으로 앞서 개괄된 바와 같은 그러한 조처를 수반하게 된다. 다수의 경우, 단열 반응 설계가 바람직하며, 따라서 더 큰 충돌 빈도를 달성하기 위하여 열을 가하는 것이 가능하지 않다.

이러한 문제점은 다수의 가능한 반응 메카니즘이 반응물간에 발생할 수 있을 경우에 특히 첨예하게 된다. 불포화 탄화수소와 할로겐간의 반응은 이러한 경우의 좋은 본보기를 제공한다. 치환 반응, 부가 반응중 하나, 또는 양자가 발생할 수 있다. 치환 반응은 프로필렌과 염소로부터 알릴 클로라이드의 생산에서 바람직하다. 부가 반응보다는 이러한 치환 반응에 더 호적한 조건을 생성하기 위해 종종 고온이 필요하다. 유감스럽게도, 지나치게 높은 온도는 코크스와 기타 바람직하지 않은 물질의 과도한 형성 및 영향을 초래할 수 있다. 부적절하게 증가하는 체류 시간 또한 바람직하지 않은 부산물을 생성할 수 있고 반응 선택성을 감소시킬 수 있다.

상기에서 주지된 바와 같이 알릴 클로라이드의 상업적 제조에서 치환 반응이 바람직하기 때문에, 종래의 반응기는 부산물 1,2 디클로로프로판(DCPo)의 생성을 회피하도록 증가된 온도를 사용한다. 이러한 고온 반응은 전형적으로 코크스 생성을 수반한다. 반응은 실질적으로 핫 스팟(hot spot) 형성으로해서 하나의 반응기내에서 다양한 동역학적 특성을 보일 수 있다. 예를 들면, 에틸렌, 부틸렌, 펜텐, 헥센, 옥텐, 사이클로헥센, 아세틸렌 등의 선택적 클로로-치환을 포함하는 다수의 기타 반응에서 이러한 문제점을 겪는다.

반응기 설계 기술은 분자 접촉을 개선하고, 더 큰 선택성을 허용하며, 실질적으로 코크스와 부산물의 형성없이 반응 시간/체류 시간을 감소시키는 반응기의 도입으로 크게 도움이 될 수 있다. 이러한 사실은 프로필렌과 염소로부터 알릴클로라이드의 상업적인 제조의 경우에 특히 사실이다.

본 발명은 화학 반응기에 관한 것이다.

반응물 종류가 최적의 물리적 접촉이 이루어지도록 보장하는 것이 화학 반응기 설계에 있어 가장 곤란한 문제점일 수 있다. 부적절하게 수행되는 경우, 다수의 원치않는 부산물과 다량의 반응되지 않은 반응물이 시스템의 경비 문제에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 반응대의 용적, 반응기 유형(즉, 배치, 플러그 plug 유동, 교반 탱크, 또는 이들의 조합), 열 효과, 반응 메카니즘, 반응물 및 생성물 확산, 압력 효과, 및 기타 인자가 소정의 반응에 사용하기에 최적합한 반응기의 선택 또는 제작에 있어 고려되어야 한다.

물론, 반응기에서 일어나게 되는 반응의 특성은 반응기의 선택과 밀접한 관계가 있어야 한다. 반응 메카니즘이 단지 소분자의 이분자성 충돌을 수반할 경우, 결합이 일어날 호기를 제공하는 에너지 상태에서 두 분자종간의 접촉이 목적하는 모든 것이다. 반응물에 반응기내 특정 체류 시간을 제공하는 것이 원자 또는 분자 충돌의 %를 증가시키는데 필요할 수 있다. 그러나, 1종 이상의 반응물이 다수의 부위에서 결합할 수 있는 경우, 더 큰 체류시간으로해서 다수의 부산물 생성을 초래할 수 있다. 예를 들면, 디올레핀이 반응물로서 사용되는 경우가 이러한 사례에 해당된다. 즉, 완전 반응의 달성과 반응물 과반응 또는 부정확한 반응간에 추구되는균형이 존재한다. 단순한 2분자 충돌을 수반하는 반응의 동역학은 더욱 복잡하고 고려해야할 인자를 추가한다.

백믹싱(backmixing)은 반응기 생성물의 추가 반응에 기여할 수 있는 다른 한 현상이다. 백믹싱은 일정 시간 동안 반응기에 존재하는 분자 또는 중간체와 더 짧은 시간 동안 반응기에 존재하는 분자 또는 중간체의 혼합이다. 발생하게 되는 백믹싱의 양은 반응기의 기하학과 유형, 유체 역학, 및 전술한 바와 같은 반응기 조작에 수반되는 기타 인자와 관련된다.

상업적 운용에 있어서, 특정 설계의 경제적인 영향이 중요하다. 이러한 인자에는 이론적인 수율, 부반응, 및 공정 흐름이 포함된다. 목적하는 반응과 경쟁 관계에 있는 어떠한 공정도 비반응종의 재순환 및 부산물의 분리와 처리에 기인하여 가치 손실 또는 경비 증가를 초래할 것이다. 코크스 오염과 같은 문제점에 기인한 장비의 증가된 유지비와 같은 기타 경비도 발생할 수 있다.

상업적 화학 반응기의 설계가 단순한 이론적 처리에 순응하지 않음이 익히 공지되어 있다. 통상적으로, 반응 유형(예를 들면, 반응 동역학), 촉매 요구성, 수반된 상, 반응에 미치는 온도와 압력의 영향, 생산 요구성, 반응에 미치는 열과 물질 이동의 영향, 및 반응 용기의 부식 가능성과 같은 2차 인자를 고려함으로써 공정을 개시한다. 이어서, 통상적으로 가장 적용가능한 소정의 이들 인자를 보이는 이상적인 반응기를 선택한다. 예를 들면, 반응 메카니즘이 백믹싱이 특히 유해할 것으로 암시할 경우, 이상적인 플러그 유동 반응기의 분석으로 개시될 수 있다. 백믹싱에 목적될 경우, 교반 탱크가 선택될 수 있다.

일단 이상적인 반응기가 선택되면, 이어서 통상적으로 반응의 이상적인 행태와 실제 행태간의 편차를 반영할 보정 인자를 결정한다. 이는 필수적으로 실험적인 과정이다. 보정 인자가 결정될 경우, 이어서 반응기 설계자는 반응기의 크기와 형태, 설계(유형)의 혼성화 여부, 및 온도와 압력같은 파라미터에 대한 통제수단을 결정할 수 있다. 이 시점에서, 실험자는 실험적인 반응기의 설계에 필요한 것으로 보이는 정보를 입수할 수 있다. 이어서 실험적인 반응기를 조립하여 시험한다.

실험적인 반응기이 설계로부터 상업적인 또는 규모가 확대된 반응기의 설계 및 생산으로의 도약은 필수적으로 난제이다. 예를 들면, 반응기 용량의 변화만으로도 잘 숙지된 시스템일 것으로 앞서 사려되었던 작동 파라미터를 크게 변화시킬 수 있다. 유체 역학, 반응 장소의 특성, 반응 속도, 및 물질 및 열 수송을 고려함에 따라 문제는 더욱 복잡하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 반응기 양태의 측파단도.

도 2는 본 발명의 반응기에 사용된 스파저의 정면도.

도 3은 도 2의 스파저와 병치될 수 있는, 본 발명의 반응기에 사용된 스파저의 정면도.

도 4는 본 발명의 양태의 측파단도.

도 5는 도 4의 양태의 부분 파단배면도.

본 발명의 목적은 수행된 반응에 고수율 및 선택성을 제공하기 위하여 기체상 또는 증기상 반응물을 반응시키는 화학 반응기를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 개선된 혼합 특성을 갖는 화학 반응기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 알릴 클로라이드 제조용 다단계 반응기 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 다른 목적은 실질적인 3차원 유동 특성을 갖는 반응대를 반응기에 제공하는 것이다

본 발명은 따라서,

반응 용기;

적어도 두개의 단부를 갖고, 단부중 일단에서 반응물원과 및 타단에서 반응용기의 내부와 소통되는 적어도 하나의 반응대 도입 수단;

반응물원과 소통되고 반응 용기내에 수용된 적어도 하나의 주입 제트;

반응물이 혼합되는 반응 용기내 잘 혼합된 반응대; 및

두개의 단부를 갖고, 일단이 반응 용기의 내부와 소통되고 타단이 반응 용기의 외부와 소통되는 하나의 출구를 포함하고;

화학 반응의 적어도 하나의 반응물이 반응대 도입 수단을 통해 반응기내로 도입되며, 적어도 하나의 반응물이 주입 제트를 통해 반응기내로 도입되며, 주입 제트가 반응물의 도입이 반응물의 실질적인 3차원 유동을 부여하도록 위치되는 반응기를 제공한다.

본 발명의 유리한 양태로서, 스파저(sparger)는 반응대 도입 수단을 포함한다. 유리하게는, 적어도 두개의 이러한 스파저 세트가 상호 대향하여 배치되고 사이클론 3차원 유동성이 반응대에서 유도된다.

본 발명의 반응기는 또한 화학 반응이 실질적으로 스파저간의 영역을 포함하는 잘 혼합된 반응대에서 개시되고 이어서 생성물이 취출되기 전에 플러그 유동대내 바람직한 체류 시간을 달성하도록 단계별 제작이 가능하다.

본 발명의 반응기는 문젯거리가 되는 부산물의 생성이 종래 기술에서 발견된 것 이상으로 현저히 감소되도록 프로필렌과 염소로부터 알릴 클로라이드의 생산에 유리하게 적용될 수 있다.

본 발명은 첨부 도면을 참조로하여 더욱 상세하게 실시예에 의하여 기술된다.

본 발명에 따라, 반응 선택성, 반응 시간, 및 화학 반응의 기타 파라미터가 화학 반응기에 하나 이상의 특정 반응대를 제공함으로써 개선된다. 반응대는 반응에 요하는 에너지가 신속히 달성되도록 성형되고 충진된다. 본 명세서 전반을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 반응대를 규정하는 이들 방법은 제트, 스파저, 노즐 및 반응물을 화학 반응기내로 주입하기 위한 기타 운송 수단을 병치시킴으로써 조직될 수 있다.

본 명세서 전반에 걸쳐서 사용된 바와 같이, "반응대"는 반응 또는 반응의 불연속상이 실질적으로 수행되는 영역을 의미한다. 화학 반응기는 하나 이상의 반응대를 구비할 수 있다.

"잘 혼합된 반응대"는 반응물이 더욱 균질인 혼합물을 형성하도록 혼합되는 반응대를 의미한다. CSTR(연속 교반된 탱크 반응기)은 이상적인 잘 혼합된 반응대를 포함한다.

"3차원 유동"이란 분자간의 충돌이 이러한 분자들이 초기에 발견되는 평면내부에서뿐만 아니라 초기에 발견되는 평면의 외측에서도 발생할 수 있도록하는 방식의 분자 이동을 의미한다. 실질적인 3차원 유동은 3차원 유동을 특징으로 하되 또한 2차원 유동도 일부 포함하는 분자의 이동이다. 예를 들면, 반응물이 반응대의 가장자리에 있는 평면에서를 제외한 3차원 유동으로 유동하는 반응대는 실질적인 3차원 유동을 보인다.

혼합과 관련한 "3차원"은 모든 방향에서 완전하거나 균질한 혼합물을 초래하는 분자의 유동을 말한다. 일례로서, CSTR은 3차원 혼합을 보이는 반면에 플러그 유동 반응기는 단지 완전한 혼합을 방사상으로 보인다.

"스파징"은 스파저를 통해 압축되거나 가압된 유체를 주입하거나 도입하는 것을 의미한다.

"스파저"는 압축되거나 가압된 유체를 소정의 영역내로 기체 또는 연무질 상태로 주입 또는 도입하는데 사용된, 정착물이 달리거나 달리지 않은 천공된 용기이다.

"횡축"은 물체의 최장 치수를 따라 있는 축이다.

"횡 평면"은 횡축에 의하여 규정된 길이를 갖는 평면이다.

"중심축"은 최장 치수를 따라 물체의 중심을 통해 뻗은 축이다. 실린더의 중심축은 단면을 포함하는 원의 중심을 통해 뻗어나 있고 실린더의 길이를 통해 연장한다.

"종 평면"은 최장 치수를 따라 물체를 통해 뻗어난 평면이다.

도면에 있어서, 도 1은 본 발명에 따른 유리한 반응기의 파단도이다. 반응용기(1)는 장방형 실린더로서 도시되지만 전체적인 체형은 본 발명에 중요하지 않다.하나 이상의 반응물이 반응물 입구(2)에 의하여 반응 용기(1)의 내부로 도입된다. 반응물 입구(2)는 전형적으로 반응 용기내로 기체상 반응물을 도입하는 데 사용된 파이프, 도관, 튜브 또는 여타의 수단이다. 유리하게는, 두개의 대향 반응물 입구가 적용된다. 본 명세서 전반에 걸쳐서 제 1 또는 기타 반응물이 인용될 경우, 이러한 반응물의 주입 또는 반응의 어떠한 특정 순서도 암시되거나 제시되지 않음이 숙지된다.

스파저(3)는 반응기의 내부상에 반응물 입구(2)의 단부에 부착된다. 스파저와 반응물 입구의 이러한 조합은 반응대 도입 수단의 일례를 포함하지만 다수의 기타 수단이 이러한 특정 수단 대신에 사용될 수 있다. 이러한 수단은 반응물이 반응대에 배치되도록 반응물을 공급원으로부터 반응 용기내 소정의 영역으로 수송할 수 있어야 한다. 스파저(3)는 반응물을 노즐(4)로 분배하기 위한 파이프 또는 기타 본질적인 중공 용기로부터 형성된다. 궁극적으로, 반응물은 이들 노즐(4)을 통해 반응기 내부로 축출된다. 도시된 바와 같이 스파저(3)는 본질적으로 입구 단부(2a)의 중심축에 수직 또는 직각이지만, 이는 본 발명의 모든 양태에 있어서 스파저의 위치잡기의 필수적인 양태는 아니다. 오히려, 스파저(3)의 배치 및 간격은 궁극적으로 지향하는 반응물 유동 및 혼합의 특성에 의하여 결정된다. 이는 이하에서 더욱 상세히 논의될 것이다.

본 발명의 더욱 유리한 양태로서, 스파저(3)는 이에 부착된 노즐이 실질적인 대향 위치에 놓이게되도록 위치된다. 즉, 노즐(4)은 상호 대향하고 반응기의 중심축과 평행하지만, 15° 이하로 반응기의 중심축으로부터 트위스팅되고 이동되거나이를 향해 이동될 수 있다. 도 2는 스파저(3)의 구조를 더욱 상세히 설명한다. 스파저 암(3b)이 스파저 허브(3a)(로부터) 외측으로 방사상으로 뻗어있음을 알 수 있다. 노즐(4)은 스파저 암(3b)을 따라 위치된다.

이러한 양태에서, 스파저(3)는 하나의 스파저의 스파저 암(3b)이 다른 하나의 대향(즉, 마주보는) 스파저의 스파저 암간의 거리를 양분하도록 위치된다. 즉, 하나의 스파저 암은 두 대향 스파저간의 영역내 여타 지점을 지시하도록 위치된다. 이러한 대향 스파저의 상대적 각위치 잡기를 도3에 도시하였다. 이러한 배치는 반응물의 목적하는 유동 및 혼합 특성에 기여한다. 스파저는 다수의 노즐 또는 구멍이 있는 원형 또는 장방형으로 제조될 수 있다. 이러한 스파저는 예를 들면, 샤워 헤드 외향을 취하도록 성형될 수 있다. 유리하게는, 노즐은 난류가 적은 반응기의 중심축을 따라 배치되지 않는다. 단 하나의 스파저만이 사용되는 본 발명에 따른 반응기를 제작하는 것도 가능하다.

도 1에 있어서, 제 2 반응물 입구(2b)가 다른 반응물을 반응기내로 도입하는데 사용된다. 이러한 다른 반응물은 반응물 입구(2)를 통해 도입되었던 것과는 상이한 물질로 이루어질 수 있거나 동일할 수 있다. 제 2 반응물 입구(2b)도 기체 또는 증기의 수송에 사용된 배관, 도관, 튜브 또는 중공 용기로 성형된다. 제트(5)는 이러한 제 2 반응물 입구의 단부에 고정된다. 이러한 제트(5)는 제 2반응물이 반응기로 스트림으로서 들어가고 잘 혼합된 반응대(6)에 근접할 때까지는 실질적으로 확산되지 않는다. 본 명세서 전반에 걸쳐서 사용된 용어 제트는 반응물이 반응대로 지향되게하는 반응기 입구상의 정착물을 말한다. 가장 광범위한 의미로, 제트는 반응대로 지향된 반응물 입구(2b)의 개구부로 구성될 수 있다. 그러나, 유리한 양태는 기계가공한 노즐을 포함한다. 1개 이상의 제 2 반응물 입구 및 제트가 하나의 반응기에 사용될 수도 있다. 사실, 다수의 제트 및 입구가 사용될 수 있다.

잘 혼합된 반응대(6)는 실질적으로 스파저(3)간의 영역에서 형성된다. 이러한 영역은 반응물의 주입 성질에 의하여 부분적으로 규정된다. 즉, 반응대가 조정되도록 설계되는 스파저간의 거리 및 반응물의 용적은 분자 충돌이 신속히 발생하도록 반응의 동역학에 따라 결정된다.

본 발명에 따른 유리한 양태에서 프로필렌과 염소로부터 알릴 클로라이드의 제조는 반응기가 어떻게 작동하고 반응대가 어떻게 규정되는지의 일례를 제공한다. 반응기는 원통형이고 직경의 대략 3배 길이를 갖는다. 제 1 반응물 입구(2)는 제 1 스파저(3)내 노즐(4)이 반응물이 스파저의 평면 바로 앞에 있는 반응대로 들어가게 허용되도록 위치되게 배치된다. 이는 반응기(9)의 일단에 비교적 근접될 수 있다. 염소 기체는 반응물 입구(2)로 도입되고 반응기내로 스파징된다. 다른 제 1 반응물 입구(2)는 이의 부착된 스파저(3)의 노즐이 다른 스파저의 노즐에 지향되도록 배치되고 스파저로부터 배출된 반응물이 에너지의 실질적인 감소 없이 대향 스파저에 도달하도록 충분히 인접하여 있다. 스파저는 이의 암이 대향 스파저의 두 암간의 거리를 양분하도록 배치된다. 노즐간의 상호 작용이 최소화되도록 대향 스파저 암을 스태거링하는 것이 중요하지는 않지만 유리하다.

제 2 반응물 입구(2b)는 이의 부착된 제트(5)가 제 1 스파저(3) 바로 뒤에 놓이도록 배치된다. 제트는 이가 반응기의 벽에 대해 접선 방향으로 놓일 때 최상의 위치가 된다. 그러나, 제트는 또한 다른 설계 파라미터와 부합되도록 경사지울수 있고 이에 따라 반응기 벽에 대해 실질적으로 접선 방향으로 위치된다. 출구(8)는 단부(10)에 위치된다. 잘 혼합된 반응대(6)는 실질적으로 스파저간의 영역으로 이루어지고 플러그 유동 반응대(7)는 실질적으로 제 2 스파저와 출구간의 영역으로 이루어진다. 충류 반응대가 플러그 유동 반응대 대신 사용될 수 있다.

총 용량이 250 내지 300㎤인 반응기의 경우, 약 1.4 내지 4.9 바의 압력 및 약 27 내지 94℃에서 제 1 반응물 입구내로 약 0.59 내지 0.68kg/hr의 염소를 주입한다. 제 1 반응물 입구간의 염소 분포가 반응의 선택성에 영향을 줄 수 있음이 밝혀졌다. 두 대향 스파저가 염소의 도입에 사용될 경우, 분포는 상류 및 하류 스파저 사이에 적어도 50:50이어야 한다. 그러나, 상류 스파저쪽으로의 염소 도입을 우회함으로써 향상된 결과가 수득된다. 선택성에 있어서의 이러한 개선은 반응물 도입의 분포가 상류:하류 스파저 80:20이 될 때까지 지속될 수 있다. "상류 스파저"란 용어는 제 2 반응물 입구/제트에 최근접해 있는 스파저를 말하며, 반면에 "하류 스파저"는 상류 스파저에 대향하고 반응기의 배출구에 더 근접해 있는 스파저를 말한다.

염소가 제 1 반응물 입구로 들어감에 따라, 약 0.91 내지 약 2.7kg/시간의 프로필렌이 약 1 내지 약 3.5바, 약 149 내지 약 371℃에서 제 2 반응물 입구내로(및 제트 밖으로) 주입된다. 반응물은 예비혼합되지 않는다. 유리하게는, 잘 혼합된 반응대의 반응 온도는 약 454 내지 약 482℃이다. 이들 온도와 압력은 반응물을 신속히 혼합하고 부산물(여기에서는 1,2-디클로로프로판)의 생성을 최소화하는데 필요한 에너지를 혼합물에 부여하도록 선택된다. 이러한 제 1 반응물, 여기에서는 염소의 주입은 도입되는 반응물 분자가 실질적으로 즉각적으로 충돌되도록 야기하는 조건하에서 발생한다.

상기에서 주지되는 바와 같이, 반응물 도입을 위한 각종 수단의 위치 잡기 및 반응물이 투입되는 방식은 반응기에서 발생하는 반응의 선택성과 신속성에 기여한다. 이론에 구애됨이 없이, 이들 인자가 바람직한 에너지 상태에서 반응물의 혼합을 도출하는 것으로 추측된다. 이러한 에너지는 스파저를 통한 반응물 도입 속도와 분포 및 제트를 통해 도입된 반응물의 각 운동량에 의하여 시스템에 부여된다. 이러한 관계는 반응기내 반응 혼합물의 평균 속도의 비에 대한 제트를 떠나는 반응물의 속도의 비에 의하여 규정된다. 더 개괄적으로 말해서, 이는 반응기 전체에 걸쳐서 반응 혼합물의 평균 축속도에 대한 반응물중 하나에 의하여 제공된 각속도의 비이다. 이러한 비는 본원에서 와동수로 언급된다. 약 3 내지 83 범위의 와동수가 본 발명의 실행에 충분한 에너지를 부여하는 것으로 밝혀졌다. 유리하게는, 본 발명은 약 30 내지 40 범위에서 실행된다.

재차, 이론에 구애됨이 없이, 본원에서 기술된 반응대 도입 수단을 위치시킴으로써, 반응의 추진에 필요한 에너지의 대부분은 이들 수단을 통해 도입되는 반응물에 의해 공급된다. 이는 예를 들면, 스파저의 위치잡기, 및 이를 통해 도입된 반응물의 속도의 함수일 수 있다. 더욱이, 적절한 속도는 도입 반응물의 압력의 조절을 통해 달성될 수 있다. 이러한 사실은 반응대내 반응물과의 접촉으로 3차원 혼합이 유도되도록 제 2 반응물 입구로 도입되는 반응물이 이들에 부여된 각 운동량으로 행동하는 경우 다량의 에너지로 제2 반응물 입구(2b)를 통해 반응물을 도입하는 것이 필요하지 않음을 의미한다. 즉, 반응물 도입 수단의 위치잡기, 제트의 위치잡기, 및 반응물의 압력 및 온도가 이러한 반응기에 대한 에너지 요구사항을 설명하는데 사용될 수 있다.

스파저간의 거리는 부여되는 스파저와 속도를 통해 유동하는 반응물의 양에 따라 조정될 수 있다. 즉, 스파저간의 거리는 반응대로 도입되는 반응물의 가장 신속한 접촉을 예상할 수 있는 반응물의 속도와 용량을 부여하는 지점에서 세팅된다. 이들 거리는 스파저간의 영역이 반응 용기의 용량의 20 내지 50%를 포함하도록 세팅된다.

목적하는 에너지 준위 달성을 더욱 촉진하기 위하여, 노즐(4)을 스파징 암(3b)의 전면을 따라 투공된 구멍에 고정한다. 유리하게는, 각각의 스파저는 6 내지 10개의 스파징 암(3b)을 갖는다. 스파징 암은 각각의 반응물 입구(2)로부터 외측으로 방사상으로 뻗어있다. 이러한 배열은 스파징 암의 "스파이더" 배열로 언급된다. 반응대의 원주 주위의 노즐 수를 증가시킴으로써 반응의 효율이 증가된다. 더욱 유리하게는, 모든 노즐은 반응기의 중심축으로부터 반응기 반경의 적어도 1/2을 갖는다. 그러나, 노즐은 특수한 야금술이 요구되는 반응기 벽에 지나치게 근접 배치되지 않아야 한다. 즉, 다수의 노즐을 구비하는 것이 바람직할 경우, 도 2와 3에 도시된 스파이더 배열에 대항하여 링 배열을 이용하는 것이 필요하다. 본 발명의 일부 양태는 각 스파징 암상에 다수의 노즐을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 유리하게는, 반응기의 중심축에 가장 근접한 노즐은 축으로부터 반응기 반경의 적어도 1/2 거리에 위치된다. 적절한 야금술이 사용되지 않을 경우(니켈 도금과 같은), 반응기 벽(내면)에 가장 근접한 노즐이 반응기 벽으로부터 반응기 반경의 적어도 1/3 거리에 위치하는 것도 유리하다.

프로필 및 염소로부터 알릴 클로라이드가 생성되는 본 발명의 양태에서, 프로필렌은 반응기 입구(2b)를 통해 반응기내로 도입되고 비교적 일관된 스트림내 제트(5)에 의해 스파저(3)에 근접하도록 추가로 방향지워진다. 약 1 내지 1.4바의 반응기 압력의 경우, 프로필렌은 약 204 내지 약 371℃의 온도에서 도입된다. 프로필렌의 추진은 염소 스트림에 각 운동량을 부여하고 이는 접촉하여 잘 혼합된 반응대(6)내 3차원 유동을 생성한다. 유리하게는, 이러한 유동은 실질적으로 사이클론성이지만, 각 속도는 반응기의 중심축 주변에 상당한 재순환 기포를 유발할 정도로 크지는 않다. 실질적으로 사이클론성이란 혼합이 방사상으로 및 축방향으로 발생하는 잘 혼합된 반응대 내측의 반응물의 우세한 유동을 의미한다. 이러한 혼합 패턴은 반구형, 구형, 나선형, 또는 이들의 혼합 형태일 수 있다. 그러나, 모든 반응물이 이러한 양상을 보이는 것은 아님이 숙지된다. 소량의 비사이클론성 유동이 예를 들면, 잘 혼합된 반응대의 중심축과 가장 자리에서 발생할 수 있다.

도 4 및 5는 두개의 제트를 갖는 본 발명의 양태를 설명한다. 도 4는 두개의 제트(5) 및 반응기의 중심축에 대한 이들의 위치 잡기를 도시한다. 제트는 스파저중 하나의 후위에 배치되어 있다. 이들은 반응물의 유동이 잘 혼합된 반응대로 향하고 반응물의 스트림이 통로를 횡단하도록 방향지워진다. 즉, 하나가 각각의 제트에서 개시하여 용기벽에서 종결되는 라인을 도출하는 경우, 두 라인은 반응기의 중심축을 중심으로 보완관계가 된다. 이들 제트는 각각이 반응기를 통해 나있는 종 평면에 대해 0 이상 90° 이하의 각을 형성하도록 배향될 수 있다. 유리하게는, 제트는 반응물의 유동이 잘 혼합된 반응대의 중심축에 접선 방향이 되도록 위치된다.

도 5는 제트의 관계를 더욱 상세히 설명하는 도 4의 양태를 도시한다. 본 도면은 하나의 제트를 떠나는 반응물이 다른 제트의 반응물과 충돌, 혼합, 방해하지 않도록 위치됨을 도시한다. 이는 상이한 횡 평면에 제트를 배치함으로써 달성된다. 즉, 두개의 제트가 사용될 때, 이들은 전술한 바와 같이 위치되고 반응물간에 방해를 초래하지 않을 상이한 횡 평면을 따라 배치된다. 필요하다면, 하나 이상의 제 2 반응물 입구(2b)가 사용될 수 있다. 이는 잘 혼합된 반응대(6)에 더 많은 용량의 반응물을 가하거나 더 큰 각 운동량을 제공하는 것이 필요할 수 있다.

잘 혼합된 반응대에 유도되는 3차원 사이클론 특성이 주로 마크로혼합 현상이다. 유도된 3차원 사이클론 특성의 일면은 반응물 유동, 재순환, 및 반응물 흐름의 재순환을 통해 균질 혼합물이 신속히 달성되는 것을 보장하는 것이다. 이는 또한 마이크로혼합을 촉진한다. 향상된 마이크로혼합과 마크로혼합의 이러한 조합으로 반응대의 상이한 부분내에서의 비정상적인 핫 스팟 및 비정상적인 반응속도가 회피된다. 핫 스팟의 감소 및 향상된 마이크로혼합과 마크로혼합의 병존은 일반적으로 코크스 형성을 한층 감소시키고 이에 따라 생성물 수율을 개선하면서 반응기 유지 요구를 감소시킨다.

반응물의 혼합은 신속하고 직접적이며, 프로필렌과 염소에 의하여 공유된 영역 전반에 걸쳐서 발생한다. 이는 잘 혼합된 반응대를 포함하는 영역이다. 분자 충돌은 이러한 잘 혼합된 반응대에서 3차원으로 발생한다. 고온이 특정 반응 메카니즘을 추진하기에 호적한 반응의 경우, 이러한 잘 혼합된 반응대는 균질한 고온 프로필을 갖는다. 반응물의 수차례에 걸친 주입은 성취되는 혼합의 특성을 통해서 이러한 균일한 프로필을 증진시킨다.

잘 혼합된 반응대(6)는 사이클론성 혼합이 실질적으로 즉각적으로 발생하는 이러한 차원을 갖는다. 알릴 클로라이드의 생성을 위한 프로필렌과 염소의 반응에서, 이러한 반응 시간은 약 500 내지 800msec이다. 그러나, 이는 반드시 반응이 이러한 반응대에서 완결쪽으로 진행되리라는 것을 의미하는 것은 아니다. 대부분의 발열 반응에서, 잘 혼합된 반응대(6)내 임의의 장소에서 핫 스팟이 형성될 것이다. 핫 스팟이 지나치게 고온일 경우, 코크스 형성 및 이성화가 반응 동역학에 따라 문젯거리로 될 수 있다. 물론, 본 발명의 잘 혼합된 반응대는 비교적 균일한 고온 프로필을 갖는다. 그럼에도 불구하고, 잔여 반응대보다 고온인 하나 이상의 스팟이 존재하게 될 것이다. 핫 스팟에의 장기간 노출의 잠정적인 유해효과를 피하면서 반응물을 더욱 신속하게 접촉시키는 것은 접촉된 반응물을 반응기내 다른 반응대로 이동시킴으로써 촉진될 수 있다.

본 발명의 더욱 유리한 양태로서, 반응기는 잘 혼합된 반응대(6) 뿐만 아니라 플러그 유동 반응대(7)를 포함한다. 즉, 접촉된 반응물의 유동은 생성물과 반응되지 않은 반응물의 이러한 혼합물을 반응을 완결하도록 추가의 체류 시간이 부여되는 플러그 유동 반응대(7)로 이동시킨다. 생성물과 반응되지 않은 반응물의 이러한 혼합물은 잘 혼합된 반응대 부근에서 벗어나 있으므로, 더 이상은 핫 스팟 및가능한 백믹싱에 노출되지 않는다. 반응이 잘 혼합된 반응대(6)내에서 실질적으로 완료되고 플러그 유동 반응대(7)로 유동하는 혼합물이 대부분 생성물로 이루어져 있음이 숙지될 것이다. 즉, 체류 시간은 소량의 반응을 마무리한다. 핫 스팟의 부재하에 반응을 종결하는 것과 함께 반응의 근접한 완료의 조합은 이성화가 최소화되고, 선택성이 높고 수율이 높도록 보장한다. 잘 혼합된 반응대로부터 플러그 유동 반응대로의 유동은 생성물이 이들이 포획될 수 있거나 다른 공정으로 이송될 수 있는 생성물 출구(8)를 통해 용이하게 취출되도록 한다.

프로필렌이 염소와 반응하여 본 발명에 따른 알릴 클로라이드를 생성할 경우, 약 487 내지 499℃의 출구 온도가 생성물 출구에서 달성된다. 이러한 온도는 종래 반응기에서의 배출구 온도보다 낮다. 반응은 종래 방법을 사용하는 약 800 내지 1000msec에 비해 약 500 내지 700msec에서 실질적으로 완료된다. (프로필렌을 기준으로하여) 85M%를 초과하는 수율이 프로필렌:염소 몰비 2.9에서 본 발명의 반응기를 사용하여 성취된다. (프로필렌을 기준으로하여) 88M%를 초과하는 수율이 프로필렌:염소 몰비 5.8에서 본 발명의 반응기를 사용하여 성취된다. (프로필렌을 기준으로하여) 90M%를 초과하는 수율이 하나 이상의 반응기를 도입하고 염소 첨가를 수행함으로써 달성될 수 있다. 종래의 반응기는 통상적으로 (프로필렌을 기준으로하여) 약 81 내지 약 82M%의 몰 수율을 달성한다. 1,2 디클로로프로판(DCPo)과 같은 바람직하지 않은 부산물이 현저히 감소된다. 본 발명의 이러한 배치에 있어서, DCPo의 수율은 (존재하는 프로필렌의 몰량을 기준으로하여) 4 내지 5M%의 종래 기술 수준으로부터 0.5 내지 2M%로 감소된다. 니켈 도금 등과 같이 반응기의 표면을특수 제조할 필요는 없다.

전술한 반응기는 증진된 마이크로혼합과 마크로혼합 특성의 조합에 의하여 신속한 충돌이 촉진될 수 있는 다수의 기타 반응에도 사용될 수 있다. 이러한 사실은 반응물이 이성체 부산물 형성 경향이 있는 경우에 특히 사실이다.

하기 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위하여 제공된다. 그러나, 이러한 실시예로 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.

실시예

하기 실시예에서, 길이가 15.24cm이고 직경이 5.08cm인 원통형 반응기가 사용된다. 염소는 서로 6.35cm 떨어져 배치되어 있는 두개의 스파저를 통하여 도입된다. 이로해서 약 40 내지 50%의 반응기 용적을 포함하는 잘 혼합된 반응대(영역)가 유도된다. 스파저는 각각 내경이 0.015cm인 하나의 노즐이 달린 암을 갖는 스파저당 8개의 암을 갖는다. 노즐과 스파저 암은 노즐이 반응기의 중심축과 반응 용기의 벽 사이의 중간에 있도록 위치된다. 반응기 배열은 한 쌍의 접선 방향 제트가 프로필렌을 반응기내로 도입하는데 사용된 것을 제외하고는 도 4에 도시된 바와 같다. 반응기는 1.05바에서 작동된다.

각각의 실시예에서, 알릴 클로라이드 생성 반응은 500 내지 700msec 후에 완료되었다. 기체상 유출물을 화염 이온화 검출기를 사용하여 가스 크로마토그래피로 분석한다.

실시예 1

시간당 약 0.6kg의 염소를 한쌍의 스파저를 통해 반응기내로 도입한다. 염소를 약 48℃의 온도 및 약 2.5바의 압력에서 도입시킨다. 염소 주입은 두 스파저간에 대략 동등하게 나눈다. 즉, 염소의 총 용량중 약 50%를 각각의 스파저를 통해 도입한다.

시간당 약 1.1kg의 프로필렌을 약 254℃의 온도 및 약 1.25바의 압력에서 주입한다.

잘 혼합된 반응대의 온도는 454 내지 482℃이고, 반응기 출구에서의 온도는 약 487℃이다. 벽의 온도는 454 내지 472℃이다.

이렇게 반응을 수행함으로써 프로필렌의 몰을 기준으로하여 85.6% 알릴 클로라이드, 0.5% 1,2-디클로로프로판, 7.4% 1,3-디클로로프로펜, 및 2.7% 2-클로로프로펜의 선택성을 갖는 생성물이 유도되었다.

본 실시예는 본 발명에 따른 반응기의 사용을 통해 고 선택성 및 수율이 달성됨을 설명한다.

실시예 2

시간당 약 0.6kg의 염소를 약 48℃의 온도, 상류 스파저내 약 2.8바의 압력, 및 하류 스파저내 2.3바의 압력에서 반응기내로 주입한다. 염소의 총 용량중 약 65%를 상류 스파저를 통해 주입하고 나머지는 하류 스파저를 통해 주입한다.

시간당 약 1.1kg의 프로필렌을 약 254℃의 온도 및 약 1.26바의 압력에서 한쌍의 접선 방향 제트를 동해 주입한다.

잘 혼합된 반응대의 온도는 454 내지 482℃이고, 반응기 출구에서의 온도는 약 485℃이다. 벽의 온도는 454 내지 473℃이다.

프로필렌의 몰을 기준으로한 선택성은 85.5% 알릴 클로라이드, 0.5% 1,2-디클로로프로판, 7.3% 1,3-디클로로프로펜, 및 2.8% 2-클로로프로펜이었다.

실시예 3

시간당 약 0.6kg의 염소를 약 48℃의 온도, 상류 스파저내 약 3.5바의 압력, 및 하류 스파저내 1.3바의 압력에서 반응기내로 주입한다. 염소의 총 용량중 약 80%를 상류 스파저를 통해 주입하고 나머지는 하류 스파저를 통해 주입한다. 시간당 약 1.1kg의 프로필렌을 약 254℃의 온도 및 약 1.26바의 압력에서 한쌍의 접선 방향 제트를 동해 주입한다.

잘 혼합된 반응대의 온도는 454 내지 476℃이고, 반응기 출구에서의 온도는 약 485℃이다. 벽의 온도는 454 내지 471℃이다.

프로필렌의 몰을 기준으로한 선택성은 84.9% 알릴 클로라이드, 0.8% 1,2-디클로로프로판, 8.0% 1,3-디클로로프로펜, 및 2.7% 2-클로로프로펜이었다.

실시예 4

시간당 약 0.6kg의 염소를 약 48℃의 온도 및 약 2.3바의 압력에서 암이 8개인 한쌍의 스파저를 통해 반응기내로 주입한다. 염소 도입은 두 스파저간에 대략 동등하게 나눈다. 약 2.2kg/시간의 프로필렌을 약 360℃의 온도 및 약 2.1바의 압력에서 한쌍의 접선 방향 제트를 동해 주입한다.

잘 혼합된 반응대의 온도는 454 내지 482℃이다. 하류 노즐의 바로 하류의 온도는 약 498℃이고 반응기 출구에서의 온도는 약 480℃이다. 벽의 온도는 454 내지 472℃이다.

프로필렌의 몰을 기준으로한 선택성은 87.7% 알릴 클로라이드, 0.9% 1,2-디클로로프로판, 2.4% 1,3-디클로로프로펜, 및 3.6% 2-클로로프로펜이었다.

실시예 5

시간당 약 0.6kg의 염소를 약 49℃의 온도, 상류 스파저내 약 2.8바의 압력, 및 하류 스파저내 2.3바의 압력에서 실시예 1에서 기술한 반응기내로 주입한다. 염소의 총 용량중 약 65%를 상류 스파저를 통해 주입하고 나머지는 하류 스파저를 통해 주입한다. 시간당 약 2.2kg의 프로필렌을 약 371℃의 온도 및 약 2.2바의 압력에서 한쌍의 접선 방향 제트를 동해 주입한다.

잘 혼합된 반응대의 온도는 448 내지 482℃이고, 반응기 출구에서의 온도는 약 483℃이다. 벽의 온도는 454 내지 473℃이다.

프로필렌의 몰을 기준으로한 선택성은 88.3% 알릴 클로라이드, 약 0.5% 1,2-디클로로프로판, 4.1% 1,3-디클로로프로펜, 및 3.7% 2-클로로프로펜이었다.

본 실시예는 상류 반응대 도입 수단을 통한 염소 도입을 우회함으로써 생성물 선택성의 향상 및 분리하기 곤란한 부산물(대부분 1,2-디클로로프로판)의 생성의 감소를 유도할 수 있음을 설명한다.

실시예 6

시간당 약 0.6kg의 염소를 약 49℃의 온도, 상류 스파저내 약 3.5바의 압력, 및 하류 스파저내 1.3바의 압력에서 반응기내로 주입한다. 염소의 총 용량중 약 80%를 상류 스파저를 통해 주입하고 나머지는 하류 스파저를 통해 주입한다. 시간당 약 1.1kg의 프로필렌을 약 360℃의 온도 및 약 1.3바의 압력에서 한쌍의 접선방향 제트를 동해 주입한다.

잘 혼합된 반응대의 온도는 448 내지 471℃이고, 반응기 출구에서의 온도는 약 478℃이다. 벽의 온도는 454 내지 478℃이다.

프로필렌의 몰을 기준으로한 선택성은 88.4% 알릴 클로라이드, 1,2% 1,2-디클로로프로판, 3.7% 1,3-디클로로프로펜, 및 3.7% 2-클로로프로펜이었다.

본 실시예는 상류 반응대 도입 수단을 통한 반응물 도입을 우회함으로써 달성된 생성물의 개선된 수율을 설명한다.

본 발명이 다양하게 변형될 수 있음이 전술한 기술 내용으로부터 당해분야의 전문가에게 자명하다. 이러한 변형 또한 첨부된 청구의 2위에 포함된다.

Claims (9)

1. 반응 용기(9);

   적어도 두개의 단부를 갖고, 그중 일단은 반응물원과 소통되고 타단은 반응 용기의 내부와 소통되는 적어도 하나의 반응대 도입 수단(2, 3);

   반응물원과 소통되고 반응물의 도입이 반응물의 실질적인 3차원 유동을 부여하도록 반응 용기(9)내에 위치되는 적어도 하나의 주입 제트(5);

   반응물이 혼합되는 반응 용기(9)내 잘 혼합된 반응대(6); 및

   두개의 단부를 갖고, 그중 일단은 반응 용기(9)의 내부와 소통되고 타단은 반응 용기(9)의 외부와 소통되는 출구(8)를 포함하는 화학 반응기에 있어서;

   반응대 도입 수단(2, 3)은 스파저(3)가 반응 용기(9)의 내부와 소통되는 도입 수단의 단부를 포함하고 스파저(3)가 상호 실질적인 대향 위치로 존재하며 잘 혼합된 반응대(6)가 실질적으로 스파저(3)간의 영역을 포함하도록 적어도 두 개의 반응기 입구(2) 및 반응기 입구(2)에 부착되는 스파저(3)로 이루어짐을 특징으로 하는 화학 반응기.
2. 제1항에 있어서, 잘 혼합된 반응대(6)에 실질적으로 인접한 플러그 유동 반응대(7)를 추가로 포함하는 반응기.
3. 제 1항에 있어서, 각각의 스파저(3)가 반응기 입구(2)의 중심축으로부터 외측으로 방사하는 스파저 암(3b)를 포함하고, 반응물 주입용 노즐(4)이 스파저 암(3b)상에 배치되는 반응기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 제트(5)를 통한 반응물의 도입이 잘 혼합된 반응대(6)내의 반응물에 3차원 사이클론 특성을 부여하는 반응기.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 주입 제트(5)는 반응기내로의 반응물의 도입이 실질적으로 반응기의 중심축에 접선방향으로 발생하도록 위치되는 반응기.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각 반응기의 종 평면에 대해 0° 이상, 90° 이하의 각으로 위치된 다수의 주입 제트(5)를 구비하고 단, 제트는 상이한 횡 평면에 놓이는 반응기.
7. 제 6항에 있어서, 반응기의 중심축에 대한 제트 각각의 각이 동일한 반응기.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 스파저(3)가 반응기의 중심축 주위에 링을 포함하는 반응기.
9. 염소를 반응기내로 스파징하고,

   프로필렌을 스파징된 염소내로 주입하여 이로부터 생성되는 프로필렌과 염소의 혼합물에 사이클론 특성을 유도하며,

   프로필렌과 염소의 혼합물을 반응시켜 알릴 클로라이드를 생성시킨 다음,

   알릴 클로라이드를 회수하는 단계를 포함하는, 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 반응기를 사용하는 알릴 클로라이드의 제조 방법.