KR100929479B1 - 기체 반응 성분의 공급 제어 방법 및 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

가압 반응계에 알코올을 연속적으로 공급하고, 일산화탄소를 1차 공급 라인(22)의 압축기(8)로 가압하여 2차 공급 라인(23)에 의해 기준 유량(F)으로 반응계에 연속적으로 공급하고, 분기한 순환 라인(24)에 의해 반응계의 과잉의 일산화탄소를 1차 공급 라인(22)에 합류시키면서 반응시킨다. 2차 공급 라인(23)의 기준 유량(F)은 반응에 의한 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합이다(F ＝Fcs ＋ Fl, Fl ＞ ΔFcv). 반응계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 순환 라인(24)의 유량을 유량(Fr ＝ Fl － ΔFcv)으로 제어하고, 1차 공급 라인(22)의 공급 유량을 유량(Fsu ＝ Fcs ＋ ΔFcv)으로 제어하고, 반응계의 소비량의 변동을 일산화탄소의 공급량으로 상쇄한다. 이에 의해, 액상 가압 반응계(카르보닐화 반응계 등)에서의 기체 반응 성분의 배출을 억제하여 반응에 유효하게 이용할 수 있다.
Figure R1020047013305
공급 라인, 압축기, 가압 반응계, 버퍼 탱크, 유량계, 압력계

Description

기체 반응 성분의 공급 제어 방법 및 제어 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING FEED OF GASEOUS REACTION COMPONENT}
본 발명은 카르보닐화 반응 등에 있어서, 기체 반응 성분을 유효하게 이용하는 데 유용한 기체 반응 성분의 공급 제어 방법 및 공급 장치(또는 제어 장치)에 관한 것이다.
카르보닐화 반응에 의해 카르본산(초산 등) 또는 그 유도체(메타크릴산메틸 등)가 공업적으로 제조되어 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 소48-54011호 공보에는 로듐 또는 이리듐 성분과, 요오드 또는 브롬 성분을 포함하는 촉매계의 존재 하에서, 액상 중에서 올레핀, 알코올 또는 그 에스테르, 할로겐화물 또는 에테르 유도체를 일산화탄소와 반응시키고, 액체 반응물 중 적어도 일부분을 실질적으로 낮은 압력의 분리대에 열을 가하지 않고 통과시켜 상기 카르보닐화 생성물 중 적어도 일부분을 기화시키고, 상기 기화 카르보닐화 생성물을 취출하여 잔류 액체 반응물을 상기 반응대로 재순환시키는 카르보닐화법이 개시되어 있다. 이 문헌에는 미반응 일산화탄소를 반응기로부터 제거하는 것이 기재되어 있다. 일본 특허 공개 평6-321847호 공보에는, 카르보닐 촉매로서 이리듐 촉매를 사용하여 반응 생성물을 증발시켜 카르보닐화 생성물을 포함하는 증기 성분과 이리듐 촉매를 포함하는 액체 성분을 생성하여 증기 성분과 액체 성분을 분리하고, 액체 성분에 적어도 0.5 중량 ％의 물 농도를 유지하는 카르보닐화 생성물의 회수 방법이 개시되어 있다. 이 문헌에는 미반응 일산화탄소를 반응기로부터 배기 가스로서 배출하는 것이 개시되어 있다.
일본 특허 공표 평10-508594호 공보에는 로듐 촉매의 존재 하에서 액상에서의 카르보닐화에 의해 카르본산을 생성시키는 제1 영역과, 반응 혼합물을 부분적으로 증발시키는 제2 영역을 포함하여 생성된 카르본산을 포함하는 증발 획분을 정제하는 동시에, 촉매를 포함하는 증발하지 않는 액체 획분을 제1 영역으로 순환시키는 방법에 있어서, 일산화탄소가 제2 영역으로 복귀되지 않도록 하여 제2 영역으로부터 발생하는 증발하지 않는 액체 획분에 일산화탄소를 첨가하고, 일산화탄소의 손실을 회피하는 것이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2000-95723호 공보에는 카르보닐화에 의한 초산의 제조 프로세스에 있어서, 제어 밸브를 통과하는 일산화탄소 유동을 측정하고, 소정 시간당 일산화탄소 유동의 평균치를 계산하고, 이 평균 일산화탄소 유동에 일정치를 가산하여 일산화탄소의 최대 유속을 산출하고, 반응기에의 일산화탄소 유속이 최대 유속을 초과하지 않도록 조작하는 제어 방법이 개시되어 있다.
그러나, 이들 카르보닐화 방법은 압축기로 일산화탄소를 가압하여 반응을 행하는 가압 반응계이고, 이와 같은 가압 반응계에서는 서징의 발생을 방지하기 위해 압축기의 입구와 출구에서 일정한 압력과 유량을 유지하면서, 반응계에 일산화탄소를 공급하고 있다. 한편, 소정의 가압 하에서 반응을 행하는 가압 반응계에서는 반응 온도의 변동에 수반하여 일산화탄소의 소비량도 변동한다. 특히, 실제의 제조 플랜트에서는 반응계에서의 반응 온도가 약간 변동해도 일산화탄소의 소비량이 크게 변동한다. 그래서, 반응계의 압력 저하를 방지하기 위해, 소비량이 많은 경우를 상정하여 압축기 출구로부터 정상 상태에서의 일산화탄소의 소비량(기준 소비량)보다도 과잉의 일산화탄소를 기준 유량으로서 반응계에 공급하고 있다. 그로 인해, 반응계에서의 일산화탄소 소비량이 적을 때에는 반응계의 압력을 소정의 압력으로 유지하기 위해, 반응계에서 과잉의 일산화탄소는 반응계 밖으로 연소시켜 플레어로서 방출하여 안정된 조업을 확보하고 있다. 그러나, 이와 같은 시스템에서는 일산화탄소를 유효하게 이용할 수 없어 경제적으로 큰 손실을 초래한다.
또한, 일산화탄소 제조 플랜트와, 이 플랜트에서 제조된 일산화탄소를 이용하여 카르보닐화 반응을 행하는 제조 플랜트(예를 들어, 초산 제조 플랜트)에서는 일산화탄소의 공급 시스템과, 카르보닐화 반응 시스템(또는 분리 정제를 포함하는 반응 시스템)이 각각 독립되어 제어되고 있다. 그로 인해, 반응계에서의 변동 요인(압력 변동 등)을 일산화탄소 제조 플랜트 및 공급 시스템의 제어에 반영할 수 없다. 따라서, 일산화탄소의 방출량을 보다 효율적으로 저감시키는 동시에, 일산화탄소를 카르보닐화 반응에 유효하게 이용하는 것이 곤란하다.
따라서, 본 발명의 목적은 일산화탄소 등의 기체 반응 성분을 가압 반응계에서의 반응에 유효하게 이용할 수 있는 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 기체 반응 성분의 방출을 억제할 수 있고, 경제적으 로 유리하게 기체 반응 성분을 반응시키기 위해 유용한 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공업적으로 기준 유량보다도 많은 기체 반응 성분을 연속적으로 공급하는 가압 반응계(카르보닐화 반응계 등)에 있어서, 반응계에서의 일산화탄소 소비량이 변동해도 기체 반응 성분을 반응에 유효하게 이용할 수 있는 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 정상 상태에서의 기체 반응 성분의 기준 소비 유량(기준 반응 소비량)(Fcs)이 변동 유량(ΔFcv)을 수반하여 소비되는 가압 반응계(카르보닐화 반응계 등)에 있어서, 공급 라인에 의해 상기 기준 소비량(Fcs)보다도 과잉량(Fl)의 기준 유량(F)으로 기체 반응 성분을 반응계에 공급하고, 순환 라인에 의해 잉여량(Fl － ΔFcv)의 기체 반응 성분을 공급 라인에 순환시키고, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비량의 변동(ΔFcv)을 기체 공급계로부터 공급 라인에의 기체 반응 성분의 공급량(Fcs ＋ ΔFcv)으로 상쇄 또는 흡수시키면, 반응 온도의 변동 등에 수반하여 기체 반응 성분의 소비량이 변동해도, 공급 라인에서의 압력[및 기준 유량(F)]을 일정하게 유지하면서 기체 반응 성분의 방출을 대략 0으로 저감시킬 수 있는 것을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명의 방법은 공급 라인을 통해 기체 공급계로부터 기체 반응 성분을 가압 반응계로 연속적으로 공급하고, 반응계에서의 잉여의 기체 반응 성분을 순 환 라인을 통해 상기 공급 라인에 의해 반응계에 순환하는 방법이며, 반응계에서의 기상의 압력 변동을 기초로 하여(또는 관련하여) 상기 순환 라인에서의 반응 성분의 순환 유량(복귀 유량)에 대응시켜 상기 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급 유량(또는 공급압)을 제어하고, 상기 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급한다. 또한, 본 발명의 장치는 기체 반응 성분을 가압 반응계에 공급하기 위한 공급 라인과, 이 공급 라인에 기체 반응 성분을 공급하기 위한 공급 유닛과, 상기 공급 라인에 설치되고 또한 공급 유닛으로부터의 기체 반응 성분을 가압하기 위한 가압 수단과, 상기 반응계에서의 잉여의 기체 반응 성분을 반응계에 순환시키기 위한 순환 라인과, 상기 반응계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여(또는 관련하여) 상기 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하는 동시에, 공급 유닛으로부터 공급 라인에의 기체 반응 성분의 공급량을 제어하고, 상기 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급하기 위한 제어 유닛을 구비하고 있다. 이와 같은 방법 및 장치에서는, 순환 라인에서의 기준 유량에 대한 순환 유량의 편차를 참조하여 기체 반응 성분의 공급 유량을 제어함으로써 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급할 수 있다.
이 방법에 있어서, 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 기체 반응 성분을 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 반응계에 연속적으로 공급할 수 있다. 또, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비량의 변동을 기체 공급 계로부터의 기체 반응 성분의 공급량으로 상쇄 또는 흡수시킴으로써, 기준 유량(F)으로 기체 반응 성분을 반응계에 공급할 수 있다. 상기 기체 공급계의 기체 공급원은 액체(액화한 기체 반응 성분)일 수 있다.
또한, 본 발명의 방법 및 장치에서는, 적어도 반응계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 공급 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 기준 유량으로 제어하면 된다. 예를 들어, 상기 반응계의 기상의 압력 변동은 순환 라인을 경유하여 기체 공급계의 기상이나 공급 라인에도 전파한다. 그로 인해, 반응계의 기상의 압력 변동에 관련하여 발생하는 압력 변동을 이용하여 기체 반응 성분의 유량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 반응계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여, 순환 라인에서의 반응 성분의 순환 유량을 제어하는 동시에, 기체 공급계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급 유량을 제어하고, 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급할 수 있다. 또한, 본 발명의 장치는 상기 반응계의 기상의 압력을 검출하기 위한 제1 압력 센서와, 이 제1 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어 유닛과, 가압 수단보다도 상류측의 기상(공급 유닛 또는 공급 라인)의 압력 변동을 검출하기 위한 제2 압력 센서와, 이 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 공급 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛을 구비하고 있다.
본 발명의 방법은 기체 반응 성분을 이용하는 다양한 반응, 예를 들어 카르보닐화 반응 등에 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는, 카르보닐화 촉매계를 포함 하는 액상 가압 반응계에 알코올을 연속적으로 공급하는 공정과, 일산화탄소를 1차 공급 라인에 의해 압축기에 공급하는 공정과, 상기 압축기로 가압된 일산화탄소를 기준 유량(F)으로 2차 공급 라인을 통해 상기 반응계에 연속적으로 공급하는 공정과, 상기 2차 공급 라인으로부터 분기된 순환 라인을 통해 반응계의 잉여의 일산화탄소를 상기 1차 공급 라인에 합류시키는 공정을 포함하고, 상기 2차 공급 라인을 통해 1차 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 일산화탄소를 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)과의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 상기 반응계에 연속적으로 공급하고, 상기 반응계의 기상의 압력 변동에 응답하여 상기 순환 라인의 일산화탄소의 유량을 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량과의 총 순환 유량(Fr)으로 제어하는 동시에, 기체 공급계의 기상의 압력 변동에 응답하여 기체 공급계로부터 1차 공급 라인에의 일산화탄소의 유량을 상기 기준 소비 유량(Fcs)과 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 보급 유량(Fsu)으로 제어하여, 2차 공급 라인에서의 기준 유량(F)에 대한 일산화탄소의 과부족분을 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소로 조정하고(또는 보충하고), 상기 반응계의 카르보닐화 반응에 의해 카르본산을 연속적으로 생성시킬 수 있다. 본 발명의 방법에 있어서, 반응계는 일산화탄소와 C1-4 알코올 또는 그 유도체와의 반응에 의해 카르본산 또는 그 유도체를 생성시키는 가압 반응계라도 좋고, 예를 들어 카르보닐화 촉매계의 존재 하에서, 메탄올과 일산화탄소를 액상으로 반응시켜 초산 또는 그 유도체를 생성시키는 액상 가압 반응계일 수 있다.
본 발명의 장치에는 상기 카르보닐화 반응을 위한 장치, 예를 들어 일산화탄소를 압축기에 공급하기 위한 1차 공급 라인과, 상기 압축기로 가압된 일산화탄소를 가압 반응계에 연속적으로 공급하기 위한 2차 공급 라인과, 이 2차 공급 라인으로부터 분기되고, 또한 상기 반응계에서의 잉여의 일산화탄소를 상기 1차 공급 라인에 합류시키기 위한 순환 라인을 구비하고 있고, 상기 2차 공급 라인을 통해 1차 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 일산화탄소를 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 상기 반응계에 연속적으로 공급하는 장치이며, 상기 반응계의 기상의 압력을 검출하기 위한 제1 압력 센서와, 상기 순환 라인에서의 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어 유닛과, 1차 공급 라인에서의 압력을 검출 가능한 제2 압력 센서와, 상기 1차 공급 라인에서의 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛과, 상기 제1 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여, 제1 유량 제어 유닛을 구동하여 상기 순환 라인의 일산화탄소의 유량을 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 순환 유량(Fr)으로 제어하고, 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제2 유량 제어 유닛을 구동하여 기체 공급계로부터 1차 공급 라인에의 일산화탄소의 유량을 상기 기준 소비 유량(Fcs)과 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 보급 유량(Fsu)으로 제어하여, 2차 공급 라인에서의 상기 기준 유량(F)에 대한 일산화탄소의 과부족분을 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소로 조정(또는 보급)하기 위한 제어 유닛을 구비하고 있는 장치도 포함한다. 이 장치에 있어서, 1차 공급 라인에 일산화탄소를 공급하기 위한 공급 유닛이 액체 일산화탄소를 저장 보유하는 정제 유닛(탑)과, 이 정제 유닛의 액체 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛과, 이 유량 제어 유닛에 의해 제어된 유량으로 액체 일산화탄소로부터 기체 일산화탄소를 생성시키기 위한 가스 생성 유닛과, 이 가스 생성 유닛에서 생성된 기체 일산화탄소를 저장 보유하기 위한 버퍼 탱크와, 이 버퍼 탱크 또는 1차 공급 라인의 압력 변동을 검출하기 위한 제2 압력 센서를 구비하고 있고, 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어 유닛이 상기 제2 유량 제어 유닛에 의한 액화 일산화탄소의 유량을 제어하고, 2차 공급 라인에서의 기준 유량(F)에 대한 과부족분의 일산화탄소를 공급할 수 있다.
이와 같은 제어 장치를 이용하면, 기체 반응 성분의 제조 플랜트(예를 들어, 일산화탄소의 제조 플랜트)로 제조된 기체 반응 성분(예를 들어, 일산화탄소)을 화합물 제조 플랜트의 가압 반응계(예를 들어, 카르보닐화 플랜트의 가압 카르보닐화 반응계)에 공급하기 위한 장치이며, 상기 플랜트의 가압 반응계(예를 들어, 카르보닐화 반응계)에서의 압력 변동을 기초로 하여 기체 반응 성분의 제조 플랜트(예를 들어, 일산화탄소의 제조 플랜트)로부터의 기체 반응 성분(예를 들어, 일산화탄소)의 공급량을 제어할 수 있다. 즉, 양 플랜트의 동작 또는 조업을 일원적으로 또는 일체적으로 관리하는 시스템에 있어서, 반응계에서의 변동 요인(압력 변동 등)을 기체 반응 성분의 제조 플랜트(예를 들어, 일산화탄소 제조 플랜트) 및 기체 반응 성분(예를 들어, 일산화탄소)의 공급 시스템의 제어에 반영할 수 있고, 기체 반응 성분(예를 들어, 일산화탄소)의 공급량을 일체로 또는 일원적으로 제어할 수 있다.
이와 같은 방법에서는, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비 유량(Fc)은 반응에 의해 정상적으로 소비되는 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응 온도의 변동 등에 수반하여 변동하는 변동 소비 유량(ΔFcv)의 총합으로 나타낼 수 있다(Fc ＝ Fcs ＋ ΔFcv). 이와 같은 반응계에는 상기 기준 소비 유량(Fcs)과, 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉량(Fl)의 총합으로 표시되는 기준 유량(F)(F ＝ Fcs＋ Fl)으로 기체 반응 성분이 공급된다. 그로 인해, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비량(Fc)이 변동 소비 유량(ΔFcv)을 수반하여 변동해도, 반응계에 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉량(Fl)의 기준 유량(F)으로 기체 반응 성분을 공급할 수 있어 반응을 안정적으로 행할 수 있다. 상기 순환 라인에서의 반응 성분의 순환 유량(복귀 유량)(Fr)은 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 차(Fl － ΔFcv)로 나타낼 수 있다. 그리고, 기체 반응 성분의 소비량의 변동에 수반하여 반응계의 기상의 압력이 변동하면, 상기 순환 라인에서의 반응 성분의 순환 유량(Fr)(＝ Fl － ΔFcv)에 대응시켜 상기 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급 유량 또는 보급 유량을 소정의 유량(Fsu)(＝ Fcs ＋ ΔFcv)으로 제어하고, 상기 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량(F)으로 반응계에 공급한다.
「반응계의 기상의 압력 변동」이라 함은, 반응기의 기상뿐만 아니라 반응기의 기상의 압력 변동이 전파하는 영역(반응기의 기상과 연통된 영역, 예를 들어 반응기로 연장되는 기체 공급 라인 등)에서의 압력 변동도 포함한다. 그로 인해, 반응계의 기상의 변동은 반응기에의 기체 반응 성분의 공급 라인에 설치한 압력 센서 뿐만 아니라, 반응기의 기상의 압력을 직접 측정하기 위한 압력 센서로 검출할 수 있다. 「기체 공급계의 기상의 압력 변동」영역은 기체 반응 성분을 수용 또는 저장 보유하는 공간이나, 기체 반응 성분을 공급하기 위한 유로(기체 반응 성분의 생성계로부터 감소 수단으로 연장되는 공급 라인 등)를 포함하는 것으로 한다.
도1은 본 발명의 제어 방법 및 제어 장치를 설명하기 위한 프로세스 흐름도이다.
도2는 도1의 제어 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도3은 실시예 및 비교예를 설명하기 위한 프로세스 흐름도이다.
이하에, 필요에 의해 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 제어 방법 및 제어 장치를 설명하기 위한 프로세스 흐름도이고, 도2는 도1의 제어 장치를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 예에서는, 기체 반응 성분의 제조 플랜트(예를 들어, 일산화탄소 제조 플랜트)로부터 카르보닐화 플랜트(예를 들어, 초산 제조 플랜트)로 기체 반응 성분(일산화탄소)을 연속적으로 공급하고 있다. 즉, 로듐 촉매, 요오드화리튬, 요오드화메틸로 구성된 카르보닐화 촉매계의 존재 하에서, 알코올(메탄올 등)과 일산화탄소(기체 반응 성분)의 카르보닐화 반응에 의해 카르본산(초산 등)을 연속적으로 제조하는 반응계(액상 반응계의 초산 제조 플랜트, 도시하지 않음)로 일산화탄소 제조 플랜트로부터 일산화탄소를 공급하기 위한 제어 프로세스가 나타나 있고, 이 제 어 프로세스에서는 초산 제조 플랜트에서의 변동 요인(특히 압력 변동)을 기초로 하여 일산화탄소 제조 플랜트로부터의 일산화탄소의 공급을 제어하고 있다. 이 프로세스에서는 카르보닐화 촉매계를 포함하는 액상 가압 반응계에 알코올과 가압한 일산화탄소가 각각 연속적으로 공급된다.
이 프로세스는 기체 공급원으로부터 일산화탄소(기체 반응 성분)를 공급하기 위한 공급 유닛(기체 공급계)(1)과, 이 공급 유닛으로부터의 일산화탄소를 압축기(8)에 공급하기 위한 1차 공급 라인(22)과, 가압 수단으로서의 압축기(8)에 의해 가압된 일산화탄소를 상기 반응계(도시하지 않음)로 연속적으로 공급하기 위한 2차 공급 라인(23)과, 이 2차 공급 라인으로부터 분기되어 상기 1차 공급 라인(22)에 접속되고, 상기 반응계의 잉여의 일산화탄소를 상기 1차 공급 라인(22)에 합류시키기 위한 순환 라인(24)을 구비하고 있다.
상기 공급 유닛(기체 공급계)(1)은 액체 일산화탄소(액화 일산화탄소)를 저장 보유하기 위한 액화 일산화탄소의 정제 유닛(정제탑 또는 기체 공급원)(2)과, 이 정제 유닛으로부터 공급하는 액화 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛(전자 밸브 등)(3)과, 이 유량 제어 유닛에 의해 제어된 유량으로 액체 일산화탄소로부터 기화에 의해 기체 일산화탄소를 생성시키기 위한 가스 생성 유닛(열교환기 등)(4)을 구비하고 있고, 이 가스 생성 유닛에서 생성된 일산화탄소는 상기 1차 공급 라인(22)이 접속되어 기체 일산화탄소를 저장 보유하기 위한 버퍼 탱크(6)에 공급된다. 또, 정제 유닛(2)으로부터 버퍼 탱크(6)에 이르는 기화 라인(21)에는 상기 제2 유량 제어 유닛(3)과, 가스 생성 유닛(4)과, 이 가스 생성 유닛 에 의해 생성된 가스의 유량을 검출하기 위한 유량계(또는 유량 센서)(5)가 설치되어 있고, 상기 버퍼 탱크(6)에는 탱크 내의 압력을 검출하기 위한 제2 압력계(또는 압력 센서)(7)가 부착되어 있다.
상기 1차 공급 라인(22)으로부터의 일산화탄소는 압축기(가스 가압 유닛 또는 압축 유닛)(8)에 의해 소정의 압력으로 가압되고, 2차 공급 라인(23)을 통해 기준 유량(F)으로 반응계로 연속적으로 공급된다. 또, 반응계에서의 일산화탄소의 소비 유량(Fc)은 정상적으로 소비되는 기준 소비 유량(Fcs)과, 변동 요인(온도 변화 등)에 의해 변동하는 변동 소비 유량(ΔFcv)의 총합으로 규정된다(Fc ＝ Fcs ＋ ΔFcv). 이와 같은 반응계(초산 제조 플랜트)에서 변동 소비 유량(ΔFcv)이 변동해도 안정적으로 반응시켜 조업하기 위해, 2차 공급 라인(23)에서의 기준 유량(F)은 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 유량(Fl)(Fl ＞ ΔFcv)의 총합 유량으로 설정되어 있다(F ＝ Fcs ＋ Fl).
또한, 2차 공급 라인(23)으로부터는 순환 라인(24)이 분기되어 상기 1차 공급 라인(22)에 접속되어 있고, 순환 라인(24)의 분기부보다도 하류측(초산 제조 플랜트측)의 2차 공급 라인(23)에는 가압 액상 반응계의 기상의 압력을 검출하기 위한 제1 압력계(또는 압력 센서)(11)가 부착되어 있다. 또한, 순환 라인(24)에는 상기 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호에 응답하여 순환 라인(24)에서의 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어 유닛(전자 밸브 등)(12)이 설치되어 있다. 즉, 반응계의 기상의 압력은 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)과는 역비례 관계에 있고, 변동 소비 유량(ΔFcv)이 마이너스(Fc ＜ Fcs : CO가 남음)이면 압력이 상승하고, 변동 소비 유량(ΔFcv)이 플러스(Fc ＞ Fcs : CO가 부족)이면 압력이 저하된다. 그래서, 반응계에서의 반응을 소정의 압력 하에서 행하기 위해, 상기 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호에 응답하여 순환 라인(24)의 제1 유량 제어 유닛(전자 밸브 등)(12)을 제어하고, 반응계에서의 잉여의 일산화탄소를 순환 라인(24)을 통해 1차 공급 라인(22)(나아가서는 반응계)으로 순환하고 있다. 순환 라인(24)에서의 순환 유량(Fr)은 상기 과잉 유량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 차(Fl － ΔFcv)로 나타낼 수 있다.
또, 상기 2차 공급 라인(23)에는 2차 공급 라인의 압력을 검출하기 위한 압력계(압력 센서)(9)와 일산화탄소의 유량을 검출하기 위한 유량계(또는 유량 센서)(10)가 부착되어 있다. 또한, 상기 제1 유량 제어 유닛(12)보다도 상류측의 순환 라인(24)에는 배출 라인(25)이 접속되어 있고, 이 배출 라인에는 비상시에 대응하기 위해 상기 2차 공급 라인(23)의 압력계(9)에 의한 검출 신호에 응답하여 가스를 방출시키기 위한 비상용 밸브 또는 전자 밸브(13)가 설치되어 있다. 즉, 상기 비상용 전자 밸브(13)는 정상적으로는 폐쇄되어 있고, 2차 공급 라인(23)의 압력계(9)에 의한 검출 신호가 이상 사태(예를 들어, 압력이 이상하게 높아졌을 때)를 나타내는 이상 레벨에 도달하였을 때, 상기 이상 검출 신호에 응답하여 전자 밸브(13)를 개방하여 과잉인 가스를 배출 라인(25)으로부터 방출한다.
그리고, 상기 1차 공급 라인(22)에서는 순환 라인(24)에서의 순환 유량에 대응시켜, 2차 공급 라인(23)에서의 일산화탄소의 공급량을 기준 유량(F)으로 유지하 기 위해 상기 공급 유닛(1)으로부터의 일산화탄소의 유량을 제어한다. 즉, 상기 반응계의 기상의 압력을 검출하기 위한 제1 압력계(압력 센서)(11)로부터의 검출 신호에 응답하여, 제1 유량 제어 유닛(12)을 구동하여 상기 순환 라인(24)의 일산화탄소의 유량을 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 순환 유량(Fr)(＝ Fl － ΔFcv, Fl ＞ ΔFcv)으로 제어한다. 즉, 반응계의 압력을 기준 압력으로 유지하기 위해, 반응계의 기상의 기준 압력에 대한 압력 변동에 대응시켜 제1 유량 제어 유닛(12)에 의해 순환 라인(24)의 개폐도를 제어하고, 순환 라인(24)에서의 기준 순환 유량(Fl)을 기준으로 하여 일산화탄소의 순환량을 순환 유량(Fr)(＝ Fl － ΔFcv, Fl ＞ ΔFcv)으로 제어한다.
또한, 반응계의 기상의 압력 변동은 2차 공급 라인(23), 순환 라인(24)을 경유하여 1차 공급 라인(22) 및 버퍼 탱크(6)에도 전파한다. 이를 이용하여, 상기 버퍼 탱크(6)에 부착된 제2 압력계(7)로부터의 검출 신호에 응답하여 공급 유닛(1)의 제2 유량 제어 유닛(전자 밸브 등)(3)을 구동하여 액화 일산화탄소의 유량을 제어하고, 기준 소비 유량(Fcs)과 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량과의 총 보급 유량(Fsu)으로 일산화탄소를 1차 공급 라인(22)으로부터 공급한다(Fsu ＝ Fcs ＋ ΔFcv). 즉, 2차 공급 라인(23)에서의 기준 유량(F)에 대한 일산화탄소의 과부족분을 1차 공급 라인(22)으로부터의 일산화탄소로 조정하고(또는 보충하고), 1차 공급 라인(22)에서의 보급 유량(Fsu ＝ Fcs＋ ΔFcv)과 순환 라인에서의 순환 유량(Fr ＝ Fl － ΔFcv)을 합류시켜 일산화탄소를 총 유량(Fsu ＋ Fr)(＝ Fcs ＋ Fl ＝ F)으로 하여 상기 압축기(8)에 공급하고, 2차 공급 라인(23)에서의 일산화탄소 유량을 상기 기준 유량(F)으로 제어하고 있다.
그로 인해, 반응계에서의 일산화탄소(기체 반응 성분)의 소비량의 변동을 기체 공급계로부터의 일산화탄소(기체 반응 성분)의 공급량으로 상쇄 또는 흡수시킬 수 있고, 일산화탄소의 방출량을 대략 0으로 하면서, 반응을 원활하게 행할 수 있다. 따라서, 일산화탄소를 반응에 대략 100 ％의 비율로 이용할 수 있고, 초산을 안정적이면서 또한 연속적으로 제조할 수 있어 공업적 및 경제적으로 매우 유리하다. 또한, 압축기(8)에의 공급량을 대략 일정하게 유지할 수 있고, 압축기(8)에의 부하 변동을 경감할 수 있어 서징이 발생하는 것을 유효하게 방지할 수 있다. 또한, 공급 유닛(1)에서는 기체 공급원으로서 액화 일산화탄소를 이용하므로, 제2 유량 제어 유닛(3)에 의해 제어 대상(액화 일산화탄소)을 소정의 제어량으로 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 또한, 가스형 일산화탄소의 공급량의 변동에 비해 저장 보유 용적을 콤팩트화할 수 있는 동시에, 가스형 일산화탄소보다도 일산화탄소 소비량의 변동(ΔFcv)을 일산화탄소 정제 유닛(정제탑)(2)의 근소한 액면 변동(또는 소량의 제거량)으로 흡수할 수 있으므로, 장치를 콤팩트화할 수 있어 대형 설비가 불필요하다.
이와 같은 제어 방법 또는 제어 장치에서는, 반응계의 기상의 압력을 검출하는 압력계(11)로부터의 검출 신호는 제1 제어 유닛에 부여된다. 이 제어 유닛은 반응계의 기상의 기준 압력에 관한 기준치(임계치)를 저장하는 메모리 회로(또는 설정 회로)와, 이 메모리 회로의 기준치(임계치)와 상기 압력계(11)로부터의 검출 신호 레벨을 비교하기 위한 비교 유닛(비교 회로)과, 이 비교 유닛에 의해 검출 신 호 레벨이 기준치로부터 벗어났을 때, 기준치와 검출 신호 레벨의 편차를 기초로 하여 일산화탄소의 유량에 관한 제어량을 산출하기 위한 연산 유닛(연산 회로)과, 이 연산 유닛에서 산출된 제어량을 기초로 하여 상기 순환 라인(24)의 제1 유량 제어 유닛(12)을 구동하기 위한 구동 유닛(구동 회로)을 구비하고 있다.
또한, 버퍼 탱크(6)의 압력을 검출하기 위한 제2 압력계(7)로부터의 검출 신호는 제2 제어 유닛에 부여된다. 이 제어 유닛에서는, 1차 공급 라인(22)에서의 기준 압력에 관한 기준치(임계치)를 저장하는 메모리 회로(또는 설정 회로)와, 이 메모리 회로의 기준치(임계치)와 상기 제2 압력계(7)로부터의 검출 신호 레벨을 비교하기 위한 비교 유닛(비교 회로)과, 이 비교 유닛에 의해 검출 신호 레벨이 기준치로부터 벗어났을 때, 기준치와 검출 신호 레벨의 편차를 기초로 하여 일산화탄소의 보충 유량에 관한 제어량을 산출하기 위한 연산 유닛(연산 회로)과, 이 연산 유닛에서 산출된 제어량을 기초로 하여 기화 라인(21)의 상기 제2 유량 제어 유닛(3)을 구동하기 위한 구동 유닛(구동 회로)을 구비하고 있다.
그리고, 도2에 도시된 바와 같이 시작 신호에 의해 제어 유닛(또는 제어 장치)을 구동하면, 스텝 S1에 있어서, 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호와 메모리 회로의 기준 압력에 관한 기준치(임계치)를 기초로 하여 반응계의 기상의 압력이 변동하였는지 여부가 판별되고, 압력이 변동하여 검출 신호 레벨이 기준치(임계치)를 벗어나면, 상기 연산 회로에 의해 산출된 제어량을 기초로 하여 스텝 S2에서 제1 유량 제어 유닛이 구동되고, 스텝 S3에서 구동량이 제어량(Fr ＝ Fl － ΔFcv)에 도달하였는지 여부가 판별된다. 또한, 상기 스텝 S2에서 제1 유량 제어 유닛이 구 동하면, 스텝 S4에서 제2 압력계(7)로부터의 검출 신호와 메모리 회로의 기준 압력에 관한 기준치(임계치)를 기초로 하여 버퍼 탱크(6)의 기상의 압력이 변동하였는지 여부가 판별되고, 압력이 변동하여 검출 신호 레벨이 기준치(임계치)를 벗어나면, 상기 연산 회로에 의해 산출된 제어량을 기초로 하여 스텝 S5에서 제2 유량 제어 유닛이 구동되어 스텝 S6에서 구동량이 제어량(Fsu ＝ Fcs ＋ ΔFcv)에 도달하였는지 여부가 판별된다.
스텝 S3 및 스텝 S6에서 구동량이 제어량에 도달하지 않는 경우에는 다시 구동이 계속된다. 스텝 S3 및 스텝 S6에서 구동량이 제어량에 도달하면, 구동 제어를 정지하여 스텝 S7에 있어서 조업을 정지하는지 여부(즉, 제어 장치에 의한 유량 제어를 종료하는지 여부)가 판단되고, 유량 제어를 종료하지 않는 경우에는 상기 스텝 S1로 복귀되어 기상의 압력이 변동하였는지 여부가 판별된다.
스텝 S7에서의 유량 제어 종료의 필요 여부는 적산 조업 시간 등의 시간에 관한 기준치, 유량계(10)에 의한 적산 유량 등의 유량에 관한 기준치 등을 지표로 하고, 이들의 기준치에 도달하였는지 여부로 판단할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 공급 라인은 복수의 공급 라인으로 구성해도 좋고, 적어도 하나의 공급 라인에서 기체 반응 성분의 유량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 공급 라인을 반응계에 기준 소비 유량의 기체 반응 성분을 공급하기 위한 라인과, 변동 소비 유량의 기체 반응 성분을 공급하기 위한 라인(변동 소비량에 대한 전용 공급 라인)으로 구성할 수 있다. 또, 압축기(가압 수단)도 직렬 및/또는 병렬로 배치된 복수의 압축기로 구성할 수 있다. 또한, 순환 라인도 복수의 라인을 구성할 수 있고, 적어도 하나의 순환 라인에서 유량을 제어할 수 있다. 또한, 순환 라인은 반응기에의 기체 반응 성분의 공급 라인(특히 2차 공급 라인)으로부터 분기시켜도 좋고, 필요에 따라 콘덴서 등을 거쳐서 반응기에 접속할 수 있다.
유량의 제어는 압력 변동과 기체 반응 성분의 소비량 사이에 상관 관계가 있는 것을 이용하여, 반응계에서의 기상의 압력 변동을 기초로 하여(또는 관련하여) 행할 수 있고, 상기 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 순환 유량에 대응시켜 상기 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급 유량을 제어하여, 상기 공급 라인을 통해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급하면 된다. 보다 구체적으로는, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비량의 변동을 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급량으로 상쇄 또는 흡수하여, 기체 반응 성분의 방출을 실질적으로 0으로 하기 위해, 상기한 바와 같이 제어 유닛(또는 제어 장치)에 의해 기체 반응 성분의 변동 소비량에 대응시켜 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 유량과, 공급 유닛으로부터 공급 라인에의 기체 반응 성분의 유량을 각각 제어하여 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 기체 반응 성분을 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 반응계에 연속적으로 공급하는 것이 유리하다. 이 기준 유량(F)은 상기한 바와 같이 기준 소비 유량(Fcs)보다도 과잉량(Fl)만큼 많은 유량이고, 소비 유량(Fc)은 기준 소비 유량(Fcs) 및 변동 소비 유량(ΔFcv)(Fl ＞ ΔFcv)을 수반하여 소비된다.
또, 유량의 제어 흐름은 상기한 예에 한정되지 않고, 다양한 제어 흐름을 채 용할 수 있다. 예를 들어, 스텝 S2 및 스텝 S5에서의 구동 및 스텝 S3 및 스텝 S6에서의 판별은 병행하여 행할 필요는 없고, 예를 들어 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호를 기초로 하여 제1 유량 제어 유닛(12)을 제어하여 순환 라인의 순환 유량을 제어하기 위한 제어 흐름과, 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호로부터 독립하여, 제2 압력계(7)로부터의 검출 신호를 기초로 하여 제2 유량 제어 유닛(3)을 제어하여 1차 공급 라인에서의 유량을 제어하기 위한 제어 흐름으로 구성할 수 있다. 이들의 독립된 제어계에 의한 유량의 제어는 동시 또는 병행하여 제어할 수 있다.
또한, 제1 압력계로부터의 검출 신호에 응답하여 제1 유량 제어 유닛을 제어하는 동시에, 제1 압력계의 검출 신호에 응답하여 제2 압력계로부터의 검출 신호에 의해 압력 변동이 발생하였는지 여부를 판별 또는 비교 검출하여 제2 유량 제어 유닛을 제어할 수 있다.
또한, 반응계의 기상의 압력 변동이 상기 버퍼 탱크(6)에도 전파하여 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호(또는 반응계의 압력 변동)와, 제2 유량 제어 유닛(3)에 의한 제어량 사이에 상관성이 있다. 그로 인해, 본 발명에서는 제2 압력계(7)로부터의 검출 신호를 이용하는 일 없이, 반응계의 기상의 압력 변동에 관련하여[즉, 제1 압력계(11)로부터의 검출 신호에 관련하여] 상기 제1 유량 제어 유닛(12)과 제2 유량 제어 유닛(3)을 제어할 수 있다. 즉, 유량의 제어는 적어도 제1 압력 센서로 상기 반응계의 기상 압력을 검출하고, 이 제1 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어 유닛에 의해 상기 공급 라인 및 순환 라인의 유량을 제어함으로써 행할 수 있다. 또한, 제1 압력 센서를 이용하여 상기 공급 라인 및 순환 라인의 유량을 제어하는 경우, 순환 라인으로부터 공급 라인에의 기체 반응 성분의 도달 시간 등을 고려하여, 제2 유량 제어 유닛에 의한 제어는 제1 유량 제어 유닛의 구동으로부터 소정의 시정수(소정의 시간 지연)로 구동할 수 있다.
본 발명의 바람직한 방법 또는 장치는 반응계의 기상 압력을 검출하기 위한 제1 압력 센서와, 상기 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어 유닛과, 공급 라인의 가압 수단보다도 상류측의 기상(순환 라인과 연통된 공간의 기상, 예를 들어 공급 유닛 또는 1차 공급 라인의 기상)의 압력 변동을 검출하기 위한 제2 압력 센서와, 이 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 1차 공급 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛을 구비하고 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여, 제1 유량 제어 유닛 및 제2 유량 제어 유닛에 의한 유량을 제어하기 위한 제어 유닛을 구비하고 있다. 이 제어 유닛은 제1 유량 제어 유닛을 구동하여 상기 순환 라인의 일산화탄소의 유량을 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 순환 유량(Fr)으로 제어하는 동시에, 제2 유량 제어 유닛을 구동하여 기체 공급계로부터 1차 공급 라인에의 일산화탄소의 유량을 상기 기준 소비 유량(Fcs)과 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 보급 유량(Fsu)으로 제어한다. 이와 같은 제어 유닛을 이용하면, 2차 공급 라인에서의 상기 기준 유량(F)에 대한 일산화탄소의 과부족분을 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소로 효율적으로 조정 또는 보급할 수 있다.
또, 기체 공급계의 기상의 압력 변동은 기체 공급원으로부터의 기체 반응 성 분을 가압 수단에 공급하기 위한 공급계(특히 상기 버퍼 탱크로부터 가압 수단에 이르는 경로)에서 검출하는 경우가 많아, 예를 들어 상기 버퍼 탱크에 한정되지 않는 1차 공급 라인의 적소에 부착된 압력계에 의해 검출 가능하다.
또, 기체 공급원은 액화 가스일 필요는 없어 기화 가스라도 좋지만, 액체(또는 액화 반응 성분)를 이용하면 제어량이 용량적으로 적어도 될 뿐만 아니라, 액체이므로 유량을 정밀도 좋게 제어할 수 있다. 또한, 가스형 일산화탄소보다도 저장 보유 용적을 콤팩트화할 수 있는 동시에, 소량의 제거로 변동하는 가스 소비량의 보충에 대응할 수 있다. 즉, 일산화탄소 정제 유닛(정제탑)의 근소한 액면 변동으로 가스 소비량의 변동을 흡수할 수 있으므로, 대형 설비가 불필요하다. 그로 인해, 상기 제어 유닛을 이용하면, 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 상기 제2 유량 제어 유닛에 의한 액화 기체 반응 성분의 유량(나아가서는 정제탑에서의 액면의 높이)을 기화한 기체 반응 성분으로서 보급 유량(Fsu)에 정밀도 좋게 제어하고, 2차 공급 라인에서의 기준 유량(F)에 대한 과부족분의 일산화탄소를 공급할 수 있다.
또, 유량의 제어에는 다양한 피드백 제어 등의 프로세스 제어 동작, 예를 들어 기준 유량으로부터의 유량의 편차에 비례시켜 조작량을 제어하는 비례 동작(P 동작), 유량의 편차를 적분하여 조작량을 제어하는 적분 동작(I 동작), 유량의 편차의 변화에 따라서 조작량을 제어하는 미분 동작(D 동작), 이들을 조합한 동작(예를 들어, PI 동작, PD 동작, PID 동작) 등을 예시할 수 있다. 예를 들어, I 동작을 이용하여 공급 라인 및 순환 라인에 있어서, 기준 유량에 대한 유량의 편차를 소정 시간마다 적분하거나, 유량의 편차의 적분량이 소정 유량에 도달하였을 때, 각 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어할 수 있다.
가압 반응계(특히 액상 가압 반응계)에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)은 다양한 변동 요인, 예를 들어 반응계의 온도 변동, 촉매량 등에 의해 크게 변화한다. 특히 공업적인 제조 플랜트에서는 약간의 반응 온도의 변화가 기체 반응 성분(일산화탄소 등)의 큰 방출량이 되어 나타난다. 이와 같은 반응계라도, 본 발명에서는 기체 반응 성분의 방출량을 실질적으로 0으로 하면서 공업적으로 유리하게 반응시킬 수 있다.
본 발명에서는 공급 라인을 통해 기체 공급계로부터 기체 반응 성분을 가압 반응계로 연속적으로 공급하고, 순환 라인을 통해 반응계에서의 잉여의 기체 반응 성분을 상기 공급 라인에 의해 반응계로 순환하는 다양한 프로세스, 예를 들어 일산화탄소를 이용하는 카르보닐화 반응, 산소나 오존 등의 기체형 산화제를 이용하는 산화 반응, 수소 환원 반응 등 외에 가스형 반응 성분[이산화탄소, 산화질소, 산화유황(이산화유황 등), 할로겐 또는 할로겐화물 등]을 이용하는 다양한 반응에 적용할 수 있다. 반응 성분은 반응의 종류에 따라서 선택할 수 있어, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 카르보닐화 반응에 이용되는 성분으로서는, 예를 들어 일산화탄소와 알코올류(메탄올 등의 C1-10알킬알코올 등) 또는 그 유도체(초산메틸 등의 카르본산에스테르, 요오드화메틸 등의 요오드화 C1-1 알킬, 메틸에테르 등의 디C1-6알킬에테르 등)와의 조합(초산 등의 카르본산 또는 그 유도체의 제조), 일산 화탄소와 올레핀류(에틸렌, 프로필렌, 브텐, 알렌 등)와 수소의 조합(아세트알데히드 등의 알데히드류의 제조), 일산화탄소와 상기 올레핀류와 물의 조합(카르본산의 제조), 일산화탄소와 상기 올레핀류와 상기 알코올의 조합(카르본산에스테르의 제조), 일산화탄소와 알킨류(아세틸렌, 메틸아세틸렌 등)와 물의 조합(아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 카르본산의 제조), 일산화탄소와 상기 알킨류와 상기 알코올(메탄올 등)의 조합(아크릴산메틸, 메타크릴산메틸 등의 불포화 카르본산에스테르의 제조), 일산화탄소와 상기 알코올과 산소의 조합(탄산디에스테르의 제조) 등을 예시할 수 있다.
바람직한 가압 반응계는 일산화탄소와, 액체 반응 성분으로서 알코올, 바람직하게는 C1-4알코올 또는 그 유도체(예를 들어, 메탄올, 초산메틸, 요오드화메틸, 디메틸에테르 등)를 이용하여 카르본산 또는 그 유도체(카르본산무수물 등)를 얻기 위한 반응계, 특히 카르보닐화 촉매계의 존재 하에서, 메탄올과 일산화탄소를 액상 반응계에서 반응시키고, 초산 또는 그 유도체를 생성시키는 액상 가압 반응계이다.
상기 카르보닐화 촉매로서는, 카르보닐 반응의 종류에 따라서 선택할 수 있고, 예를 들어 로듐 촉매, 이리듐 촉매, 백금 촉매, 팔라듐 촉매, 구리 촉매, 니켈 촉매, 코발트 촉매 등의 천이 금속계 촉매를 예시할 수 있다. 카르보닐화 촉매는 알칼리 금속 할라이드(예를 들어, 요오드화리튬 등), 할로겐화 수소(요오드화수소 등), 할로겐화알킬(요오드화메틸 등) 등의 보조 촉매 또는 촉진제와 조합하여 촉매계로서 사용할 수 있다. 또, (메타)아크릴산 또는 그 에스테르 등의 제조에서는 보조 촉매 또는 촉진제로서 아민류(그물형 또는 고리형 제3급 아민류 등)나 유기 술폰산류(메탄술폰산 또는 그 염 등의 알킬술폰산류 등) 등을 사용할 수 있다.
일산화탄소는 순수한 가스로서 사용해도 좋고, 불활성 가스(예를 들어, 질소, 헬륨, 이산화탄소 등)로 희석하여 사용할 수 있다. 반응계의 일산화탄소 분압은 반응의 종류 등에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예를 들어 알코올의 카르보닐화 반응에 의한 카르본산의 제조에서는 반응계의 일산화탄소의 분압은, 예를 들어 200 내지 3000 ㎪, 바람직하게는 400 내지 1500 ㎪, 더욱 바람직하게는 500 내지 1000 ㎪ 정도이다.
가압 반응계를 구성하는 카르보닐화 반응계에 있어서, 반응 압력 및 반응 온도는 반응의 종류에 따라서 적당하게 선택할 수 있고, 예를 들어 반응 압력 1000 내지 5000 ㎪(예를 들어, 1500 내지 4000 ㎪) 정도, 반응 온도 100 내지 250 ℃(바람직하게는 150 내지 220 ℃, 더욱 바람직하게는 170 내지 200 ℃) 정도일 수 있다.
본 발명에서는, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비량의 변동을 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급량으로 상쇄 또는 흡수할 수 있으므로, 일산화탄소 등의 기체 반응 성분을 가압 반응계에서의 반응에 유효하게 이용할 수 있다. 특히, 과잉량의 기체 반응 성분이 공급되는 가압 반응계라도 기체 반응 성분의 방출을 실질적으로 0으로 억제할 수 있고, 경제적으로 유리하게 기체 반응 성분을 반응시킬 수 있다. 또한, 반응계로 기준 유량보다도 많은 기체 반응 성분을 연속적으로 공급하는 공업적인 가압 반응계(카르보닐화 반응계 등)에 있어서, 반응계에서 의 일산화탄소 소비량이 변동해도 기체 반응 성분을 반응에 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 초산 제조 플랜트 등의 카르보닐화 플랜트에서의 변동 요인을 기초로 하여 기체 반응 성분의 제조 플랜트에서의 기체 반응 성분의 공급을 제어할 수 있어 카르보닐화 플랜트와 기체 반응 성분의 제조 플랜트를 일체적으로 관리할 수 있다.
이하에, 실시예를 기초로 하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(비교예)
도1에 대응하는 도3의 프로세스 흐름에 있어서, 기화 라인(21)(1), 순환 라인(24)과의 합류부보다도 하류측의 1차 공급 라인(22)(2), 순환 라인(24)의 분기부보다도 상류측의 2차 공급 라인(23)(3), 순환 라인(24)의 분기부보다도 하류측의 2차 공급 라인(23)(4), 배출 라인(25)과의 접속부보다도 상류측의 순환 라인(24)(5), 배출 라인(25)(6) 및 배출 라인(25)과의 접속부보다도 하류측의 순환 라인(24)(7)에 각각 유량계와 압력계를 부착하고, 초산 제조 프로세스에 공급하는 시스템에서의 유량 및 압력을 측정하였다.
액상 반응계에서의 카르보닐화 반응은 1차 공급 라인으로부터 압력 294 ㎪로 일산화탄소를 공급하면서, 압축기로 가압하여 일산화탄소를 압력 3236 ㎪로 반응기로 공급하는 동시에, 메탄올을 유량 약 29 ㎏/H로 반응기에 공급하고, 기준일산화탄소 분압 700 내지 755 ㎪, 기준 압력 2755 ㎪, 기준 온도 187.5 ℃에서 행하였다. 반응은 액상 중의 요오드화로듐 농도 550 내지 600 ppm, 요오드화메틸 농도 12 내지 13 중량 ％, 요오드화리튬 농도 4.7 내지 4.9 중량 ％, 초산메틸 농도 1.5 내지 1.7 중량 ％, 수분 농도 7.8 내지 8.0 중량 ％로 행하였다. 또한, 반응 생성물의 일부를 반응기로부터 연속적으로 제거하면서 플래시 증류탑에 공급하고, 플래시 증류탑에서 분리된 고비점 성분(촉매 등을 함유)은 반응기로 복귀되었다. 또한, 플래시 증류탑에서 분리된 저비점 성분을 정류탑에 공급하고, 이 정류탑에서 분리된 저비점 성분(요오드화메틸 등을 함유)도 반응기로 복귀되었다.
그리고, 유량 제어는 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소 유량을 일정(21.8 N㎥/H)하게 공급하고, 2차 공급 라인의 압력을 대략 일정(3236 ㎪)하게 유지하기 위해, 반응계의 기상의 압력 변동을 압력계(9)로 검출하고, 이 검출 신호에 응답하여 배출 라인(25) 유량 제어 밸브(3)를 구동하는 동시에, 유량계(10)로부터의 신호를 기초로 하여 유량 23 N㎥/H로 유지하면서, 과잉의 일산화탄소를 배출 라인(25)으로부터 배출하면서 연소시켰다.
(실시예)
상기 도3에 도시하는 프로세스 흐름에 있어서, 반응계의 기상의 압력 변동을 압력계(11)로 검출하고, 이 검출 신호에 응답하여 제1 유량 제어 유닛(12)을 구동하여 순환 라인에서의 순환 유량을 유량(Fr ＝ Fl － ΔFcv)으로 제어하고, 버퍼 탱크(6)의 압력 센서(7)로 압축기(8) 입구측의 압력 변동을 검출하고, 이 검출 신호에 응답하여 제2 유량 제어 유닛(3)을 구동하여 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소의 공급 유량을 유량(Fsu ＝ Fcs ＋ ΔFcv)으로 제어함으로써, 반응기의 기상의 압력 변동에 대응하는 양의 일산화탄소를 보충하는 이외에, 비교예와 같은 반응 을 행하였다. 또, 압축기에의 부하 변동을 경감하기 위해, 순환 라인과 1차 공급 라인에서 합류한 일산화탄소의 압력은 대략 일정한 압력 294 ㎪로 설정하였다. 또한, 2차 공급 라인의 압력계(9)에 의해 이상한 압력이 검출되었을 때, 배출 라인(25)의 유량 제어 밸브(13)를 구동하여 과잉의 일산화탄소를 배출 라인(25)으로부터 배출하면서 연소시켰다.
결과를 표 1에 나타낸다. 또, 일산화탄소의 유량에 대해서는, 일산화탄소 제조 플랜트의 1차 공급 라인으로부터 공급되는 일산화탄소의 유량을「100」으로 하여 각 라인에서의 일산화탄소 유량을 나타낸다.
비교예 실시예
기화 라인(1) 유량비 100 98.6 내지 101.4
압력(㎪) 294 294
1차 공급 라인(2) 유량비 105.5 105.5
압력(㎪) 294 294
2차 공급 라인(3) 유량비 105.5 105.5
압력(㎪) 3236 3236
2차 공급 라인(4) 유량비 97.2 내지 100 98.6 내지 101.4
압력(㎪) 3138 3138
순환 라인(5) 유량비 5.5 내지 8.3 4.1 내지 6.9
압력(㎪) 3236 3236
배출 라인(6) 유량비 0 내지 2.8 0
압력(㎪) - -
순환 라인(7) 유량비 5.5 4.1 내지 6.9
압력(㎪) 294 294

상기 비교예와의 대비로부터, 실시예의 방법에서는 반응계의 압력 변동에 응답시켜 일차 공급 라인과 순환 라인의 유량을 제어함으로써, 일산화탄소의 방출량을 실질적으로 0으로 저감시킬 수 있어 일산화탄소를 카르보닐화 반응에 유효하게 이용할 수 있었다.
본 발명은 기체 반응 성분을 이용하는 다양한 방법이나 플랜트, 예를 들어 카르보닐화 반응을 이용한 카르본산 또는 그 유도체를 제조하는 방법이나 플랜트에 적합하게 적용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 공급 라인을 통해 기체 공급계로부터 기체 반응 성분을 가압 반응계로 연속적으로 공급하고, 반응계에서의 잉여의 기체 반응 성분을 순환 라인을 통해 상기 공급 라인에 의해 반응계로 순환시키는 방법이며, 기체 반응 성분을 1차 공급 라인에 의해 가압 수단에 공급하는 공정과, 상기 가압 수단으로 가압된 기체 반응 성분을 2차 공급 라인을 통해 상기 반응계에 연속적으로 공급하는 공정과, 상기 2차 공급 라인으로부터 분기된 순환 라인을 통해 반응계의 잉여의 기체 반응 성분을 상기 1차 공급 라인에 합류시키는 공정을 포함하고, 상기 반응계에서의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 상기 순환 라인에서의 반응 성분의 순환 유량과, 상기 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급 유량을 제어하고, 상기 2차 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급하는 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 1차 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 기체 반응 성분을 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 2차 공급 라인을 통해 반응계에 연속적으로 공급하는 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 기체 공급계의 기체 공급원이 액체이고, 반응계에서의 기체 반응 성분의 소비량의 변동을 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급량으로 상쇄 또는 흡수시키는 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 반응계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 순환 라인에서의 반응 성분의 순환 유량을 제어하는 동시에, 기체 공급계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 기체 공급계로부터의 기체 반응 성분의 공급 유량을 제어하고, 2차 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급하는 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서, 카르보닐화 촉매계를 포함하는 액상 가압 반응계에 알코올을 연속적으로 공급하는 공정과, 일산화탄소를 1차 공급 라인에 의해 압축기에 공급하는 공정과, 상기 압축기로 가압된 일산화탄소를 기준 유량(F)으로 2차 공급 라인을 통해 상기 반응계에 연속적으로 공급하는 공정과, 상기 2차 공급 라인으로부터 분기된 순환 라인을 통해 반응계의 잉여의 일산화탄소를 상기 1차 공급 라인에 합류시키는 공정을 포함하고, 상기 2차 공급 라인을 통해 1차 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 일산화탄소를 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 상기 반응계에 연속적으로 공급하고, 상기 반응계의 기상의 압력 변동에 응답하여 상기 순환 라인의 일산화탄소의 유량을 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 순환 유량(Fr)으로 제어하는 동시에, 기체 공급계의 기상의 압력 변동에 응답하여 기체 공급계로부터 1차 공급 라인에의 일산화탄소의 유량을 상기 기준 소비 유량(Fcs)과 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 보급 유량(Fsu)으로 제어하여, 2차 공급 라인에서의 기준 유량(F)에 대한 일산화탄소의 과부족분을 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소로 조정하고, 상기 반응계의 카르보닐화 반응에 의해 카르본산을 연속적으로 생성시키는 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서, 반응계가 일산화탄소와 C1-4 알코올 또는 그 유도체와의 반응에 의해 카르본산 또는 그 유도체를 생성시키는 가압 반응계인 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 반응계가 카르보닐화 촉매계의 존재 하에서, 메탄올과 일산화탄소를 액상에서 반응시켜 초산 또는 그 유도체를 생성시키는 액상 가압 반응계인 제어 방법.
  8. 기체 반응 성분을 가압 반응계에 공급하기 위한 공급 유닛과, 이 공급 유닛으로부터의 기체 반응 성분을 가압하기 위한 가압 수단과, 이 가압 수단에, 상기 공급 유닛으로부터 기체 반응 성분을 공급하기 위한 1차 공급 라인과, 상기 가압 수단에 의해 가압된 기체 반응 성분을 상기 반응계에 연속적으로 공급하기 위한 2차 공급 라인과, 이 2차 공급 라인으로부터 분기되어 상기 1차 공급 라인에 접속되고, 상기 반응계에서의 잉여의 기체 반응 성분을 반응계로 순환시키기 위한 순환 라인과, 상기 반응계의 기상의 압력 변동을 기초로 하여 상기 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하는 동시에, 공급 유닛으로부터 1차 공급 라인에의 기체 반응 성분의 공급량을 제어하고, 상기 2차 공급 라인에 의해 기체 반응 성분을 소정의 기준 유량으로 반응계에 공급하기 위한 제어 유닛을 구비하고 있는 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 반응계의 기상의 압력을 검출하기 위한 제1 압력 센서와, 이 제1 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 순환 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어 유닛과, 가압 수단보다도 상류측 기상의 압력 변동을 검출하기 위한 제2 압력 센서와, 이 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 1차 공급 라인에서의 기체 반응 성분의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛을 구비하고 있는 제어 장치.
  10. 제8항에 있어서, 일산화탄소를 압축기에 공급하기 위한 1차 공급 라인과, 상기 압축기로 가압된 일산화탄소를 가압 반응계에 연속적으로 공급하기 위한 2차 공급 라인과, 이 2차 공급 라인으로부터 분기되고, 또한 상기 반응계에서의 잉여의 일산화탄소를 상기 1차 공급 라인에 합류시키기 위한 순환 라인을 구비하고 있고, 상기 2차 공급 라인을 통해 1차 공급 라인과 순환 라인에서 합류한 일산화탄소를 반응계에서의 기준 소비 유량(Fcs)과, 반응계에서의 변동 소비 유량(ΔFcv)보다도 과잉인 과잉 유량(Fl)의 총합으로 규정되는 기준 유량(F)으로 상기 반응계에 연속적으로 공급하는 장치이며, 상기 반응계의 기상의 압력을 검출하기 위한 제1 압력 센서와, 상기 순환 라인에서의 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제1 유량 제어 유닛과, 1차 공급 라인에서의 압력을 검출 가능한 제2 압력 센서와, 상기 1차 공급 라인에서의 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛과, 상기 제1 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제1 유량 제어 유닛을 구동하여 상기 순환 라인의 일산화탄소의 유량을 상기 과잉량(Fl)과 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대응하는 유량의 총 순환 유량(Fr)으로 제어하고, 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제2 유량 제어 유닛을 구동하여 기체 공급계로부터 1차 공급 라인에의 일산화탄소의 유량을 상기 기준 소비 유량(Fcs)과 상기 변동 소비 유량(ΔFcv)에 대 응하는 유량과의 총 보급 유량(Fsu)으로 제어하여, 2차 공급 라인에서의 상기 기준 유량(F)에 대한 일산화탄소의 과부족분을 1차 공급 라인으로부터의 일산화탄소로 조정하기 위한 제어 유닛을 구비하고 있는 제어 장치.
  11. 제8항에 있어서, 1차 공급 라인에 일산화탄소를 공급하기 위한 공급 유닛이 액체 일산화탄소를 저장 보유하는 정제 유닛과, 이 정제 유닛으로부터 공급하는 액체 일산화탄소의 유량을 제어하기 위한 제2 유량 제어 유닛과, 이 유량 제어 유닛에 의해 제어된 유량으로 액체 일산화탄소로부터 기체 일산화탄소를 생성시키기 위한 가스 생성 유닛과, 이 가스 생성 유닛에서 생성된 기체 일산화탄소를 저장 보유하기 위한 버퍼 탱크와, 이 버퍼 탱크 또는 1차 공급 라인의 압력 변동을 검출하기 위한 제2 압력 센서를 구비하고 있고, 이 제2 압력 센서로부터의 검출 신호에 응답하여 제어 유닛이 상기 제2 유량 제어 유닛에 의한 액화 일산화탄소의 유량을 제어하고, 2차 공급 라인에서의 기준 유량(F)에 대한 과부족분의 일산화탄소를 조정하는 제어 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 일산화탄소의 제조 플랜트로 제조된 일산화탄소를 카르보닐화 플랜트의 가압 카르보닐화 반응계에 공급하기 위한 장치이며, 카르보닐화 플랜트에서의 반응계의 압력 변동을 기초로 하여 일산화탄소의 제조 플랜트로부터의 일산화탄소의 공급량을 제어하는 제어 장치.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8519182B2 (en) * 2010-10-18 2013-08-27 Lyondell Chemical Technology, L.P. Acetic acid production process
US9133079B2 (en) 2012-01-13 2015-09-15 Siluria Technologies, Inc. Process for separating hydrocarbon compounds
US9969660B2 (en) 2012-07-09 2018-05-15 Siluria Technologies, Inc. Natural gas processing and systems
WO2014089479A1 (en) 2012-12-07 2014-06-12 Siluria Technologies, Inc. Integrated processes and systems for conversion of methane to multiple higher hydrocarbon products
WO2015081122A2 (en) 2013-11-27 2015-06-04 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
CN106068323B (zh) 2014-01-08 2019-09-06 希路瑞亚技术公司 乙烯成液体的系统和方法
US10377682B2 (en) 2014-01-09 2019-08-13 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
WO2015106023A1 (en) 2014-01-09 2015-07-16 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
CN103756900B (zh) * 2014-02-10 2015-07-22 北京化工大学 酶反应设备及酶反应体系水含量的自动控制方法
KR101610476B1 (ko) * 2014-06-27 2016-04-20 현대자동차주식회사 차량 화재 발생시 수소 탱크 안전성 경보 장치 및 방법
US9334204B1 (en) 2015-03-17 2016-05-10 Siluria Technologies, Inc. Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US10793490B2 (en) 2015-03-17 2020-10-06 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane methods and systems
US20160289143A1 (en) 2015-04-01 2016-10-06 Siluria Technologies, Inc. Advanced oxidative coupling of methane
US9328297B1 (en) * 2015-06-16 2016-05-03 Siluria Technologies, Inc. Ethylene-to-liquids systems and methods
EP3362425B1 (en) 2015-10-16 2020-10-28 Lummus Technology LLC Separation methods and systems for oxidative coupling of methane
CA3019396A1 (en) 2016-04-13 2017-10-19 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane for olefin production
CN106190271A (zh) * 2016-08-30 2016-12-07 河南利源化工科技有限公司 一种对煤焦油加氢装置放散氢气的回收方法
US20180169561A1 (en) 2016-12-19 2018-06-21 Siluria Technologies, Inc. Methods and systems for performing chemical separations
US11001542B2 (en) 2017-05-23 2021-05-11 Lummus Technology Llc Integration of oxidative coupling of methane processes
WO2019010498A1 (en) 2017-07-07 2019-01-10 Siluria Technologies, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR OXIDIZING METHANE COUPLING
CN109529722B (zh) * 2018-12-20 2021-07-13 山东玉皇化工有限公司 一种低沸点物料向高压装置连续进料的方法与装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065097A1 (en) * 1998-06-09 1999-12-16 Mobil Oil Corporation Method and system for supplying hydrogen for use in fuel cells

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3563887A (en) * 1968-10-25 1971-02-16 Gulf Research Development Co Asphaltene hydrodesulfurization with small catalyst particles disposed in a guard chamber-main reactor system
US3845121A (en) 1971-11-10 1974-10-29 Monsanto Co Process for separating carbonylation products from reaction mixture without catalyst decomposition
JPS6013014B2 (ja) * 1979-12-06 1985-04-04 宇部興産株式会社 シュウ酸ジエステルの製法
IN160886B (ko) 1983-04-25 1987-08-15 Babcock & Wilcox Co
JP2555513B2 (ja) * 1992-06-12 1996-11-20 呉羽化学工業株式会社 テトラクロロエチレンの製造方法
GB9306409D0 (en) 1993-03-26 1993-05-19 Bp Chem Int Ltd Process
FR2726557B1 (fr) 1994-11-04 1996-12-20 Rhone Poulenc Chimie Procede de preparation d'acides carboxyliques par carbonylation en presence de rhodium
SG67558A1 (en) * 1997-09-05 1999-09-21 Mitsui Chemicals Inc Method of controlling gas flow rate in gas phase polymerization apparatus and gas phase polymerization apparatus
JP2000025723A (ja) 1998-07-02 2000-01-25 Fumio Sonoda 袋保持枠
GB9819079D0 (en) * 1998-09-03 1998-10-28 Bp Chem Int Ltd Carbonylation process
US6602628B2 (en) * 2000-03-24 2003-08-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for fuel cell
JP3678118B2 (ja) * 2000-06-01 2005-08-03 日産自動車株式会社 燃料改質システム
JP5069827B2 (ja) * 2001-02-28 2012-11-07 株式会社ダイセル 反応制御方法および制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999065097A1 (en) * 1998-06-09 1999-12-16 Mobil Oil Corporation Method and system for supplying hydrogen for use in fuel cells

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Publication number Publication date
JP2003251167A (ja) 2003-09-09
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