RU2489203C2 - Plate-type reactors, methods of their production and method of producing reaction product using plate-type reactor - Google Patents

Plate-type reactors, methods of their production and method of producing reaction product using plate-type reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2489203C2
RU2489203C2 RU2010144507/05A RU2010144507A RU2489203C2 RU 2489203 C2 RU2489203 C2 RU 2489203C2 RU 2010144507/05 A RU2010144507/05 A RU 2010144507/05A RU 2010144507 A RU2010144507 A RU 2010144507A RU 2489203 C2 RU2489203 C2 RU 2489203C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
plate
reaction
catalyst
gas
Prior art date
Application number
RU2010144507/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010144507A (en
Inventor
Синдзи ИСОГАЙ
Кимикацу Дзинно
Ясуюки САКАКУРА
Йодзи КАВАТАНИ
Сухен ЙАДА
Original Assignee
Мицубиси Кемикал Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008327973A external-priority patent/JP6088120B2/en
Application filed by Мицубиси Кемикал Корпорейшн filed Critical Мицубиси Кемикал Корпорейшн
Publication of RU2010144507A publication Critical patent/RU2010144507A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489203C2 publication Critical patent/RU2489203C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
    • B01J19/249—Plate-type reactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/35—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in propene or isobutene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/215—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of saturated hydrocarbyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
    • C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
    • C07C51/25—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring
    • C07C51/252—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of unsaturated compounds containing no six-membered aromatic ring of propene, butenes, acrolein or methacrolein
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2451—Geometry of the reactor
    • B01J2219/2456—Geometry of the plates
    • B01J2219/2459—Corrugated plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2461—Heat exchange aspects
    • B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2469—Feeding means
    • B01J2219/2471—Feeding means for the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2476—Construction materials
    • B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
    • B01J2219/2481—Catalysts in granular from between plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2497—Size aspects, i.e. concrete sizes are being mentioned in the classified document
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
    • B01J2219/245—Plate-type reactors
    • B01J2219/2491—Other constructional details
    • B01J2219/2498—Additional structures inserted in the channels, e.g. plates, catalyst holding meshes

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: invention relates to plate-reactor, method of its fabrication and method of producing reaction product. Reactor comprises reaction chamber for interaction of initial gases, multiple heat-exchange plates arranged side by side in reaction chamber and device to feed heat racier in said heat-exchange plates. Every said heat-exchange plates comprises multiple heat-exchange tubes interconnected along periphery or edges of cross-section outline. Note here that design distance between surfaces of said plates as-measured in direction perpendicular to the plate. Surfaces consisting of axes of said plates are equidistant relative to aforesaid plane to make 5-50 mm while departure of actual distance between surface from design magnitude makes -0.6 to plus 2.0 mm.
EFFECT: ruled out abrupt increase in reaction rate, easy distribution of catalyst, decreased pressure losses, eliminated catalyst damages, high efficiency.
31 cl, 43 dwg, 6 tbl, 13 ex

Description

Настоящее изобретение относится к реактору пластинчатого типа для использования при осуществлении экзотермических или эндотермических реакций с использованием катализатора и к способу изготовления реактора, и к способу получения реакционного продукта посредством газофазной каталитической реакции с использованием реактора пластинчатого типа.The present invention relates to a plate type reactor for use in exothermic or endothermic reactions using a catalyst, and to a method for manufacturing a reactor, and to a method for producing a reaction product by a gas phase catalytic reaction using a plate type reactor.

Кроме того, настоящее изобретение относится к реактору пластинчатого типа и к способу получения, в котором исходные материалы вводятся в реактор пластинчатого типа, набитый катализатором, и исходные материалы взаимодействуют с получением реакционного продукта.In addition, the present invention relates to a plate type reactor and to a production method in which starting materials are introduced into a plate type reactor packed with a catalyst and the starting materials are reacted to produce a reaction product.

Известные реакторы для использования в газофазных каталитических реакциях, в которых газообразные исходные материалы взаимодействуют в присутствии твердого катализатора с получением газообразного реакционного продукта, включают, например, многотрубчатый реактор, в который катализатор набивают в реакционные трубки, расположенные в реакционной емкости (смотри, например, патентный документ 1), и реактор пластинчатого типа, в который катализатор набивают в пространства между множеством пластин-теплообменников, расположенных в реакционной емкости (смотри, например, патентные документы 2 и 3).Known reactors for use in gas phase catalytic reactions in which gaseous starting materials are reacted in the presence of a solid catalyst to produce a gaseous reaction product include, for example, a multi-tube reactor into which the catalyst is packed into reaction tubes located in a reaction vessel (see, for example, patent document 1), and a plate type reactor into which the catalyst is packed into the spaces between a plurality of heat exchanger plates located in the reaction second capacitance (see, e.g., Patent Documents 2 and 3).

Эти реакторы для использования в газофазных каталитических реакциях, как правило, должны изготавливаться с высокой точностью. Например, когда либо реакционные трубки в многотрубчатом реакторе, либо трубки-теплообменники, составляющие пластины-теплообменники в реакторе пластинчатого типа, имеют большое различие в диаметре трубок, в части реактора возникает область, где удаление тепла является недостаточным и имеются случаи, когда в части слоев катализатора скорость реакции резко увеличивается, что приводит к локальному повреждению катализатора. Однако когда реактор должен изготавливаться с высокой точностью, такое изготовление реактора может потребовать больших затрат труда и большого количества стальных изделий.These reactors for use in gas phase catalytic reactions, as a rule, must be manufactured with high accuracy. For example, when either the reaction tubes in a multi-tube reactor or the heat exchanger tubes that make up the heat exchanger plates in a plate-type reactor have a large difference in tube diameter, a region appears in the reactor part where heat removal is insufficient and there are cases when in the layer part of the catalyst, the reaction rate increases sharply, which leads to local damage to the catalyst. However, when the reactor must be manufactured with high accuracy, such a manufacture of the reactor may require large labor costs and a large number of steel products.

В многотрубчатом реакторе, точность реактора может относительно легко быть повышена посредством использования стальных труб, имеющих высокую точность, в качестве реакционных трубок. С другой стороны, трубки-теплообменники в реакторе пластинчатого типа, как правило, изготавливают посредством формования стальных листов в форме, состоящей из ряда из множества половинок, каждая из которых формируется посредством разделения пополам формы поперечного сечения трубки-теплообменники и сваривания выступов одного из сформированных стальных листов с выступами другого. В реакторах пластинчатого типа, форма поперечного сечения и размер поперечного сечения трубок-теплообменников, как правило, определяются с точки зрения регулирования толщины и формы слоев катализатора, которые должны формироваться в пространствах между пластинами-теплообменниками. Следовательно, при изготовлении реактора пластинчатого типа, различные факторы, которые уменьшают точность реакторов пластинчатого типа, такие как случаи, когда желаемая форма не получается при формировании стальных листов, случаи, когда сформированные стальные листы коробятся, и случаи, где сваривание стальных листов приводит к деформации, делают сложным изготовление реактора пластинчатого типа, имеющего высокую точность, что приводит к возникновению случаев, когда контроль реакции является недостаточным.In a multi-tube reactor, the accuracy of the reactor can be relatively easily improved by using steel pipes having high accuracy as reaction tubes. On the other hand, heat exchanger tubes in a plate type reactor are typically made by molding steel sheets in a mold consisting of a series of many halves, each of which is formed by halving the cross-sectional shape of the heat exchanger tubes and welding the protrusions of one of the formed steel sheets with protrusions of another. In plate-type reactors, the cross-sectional shape and the cross-sectional size of the heat exchanger tubes are generally determined in terms of controlling the thickness and shape of the catalyst layers to be formed in the spaces between the heat exchanger plates. Therefore, in the manufacture of a plate type reactor, various factors that reduce the accuracy of the plate type reactors, such as cases where the desired shape is not obtained when forming steel sheets, cases where the formed steel sheets warp, and cases where the welding of steel sheets leads to deformation , make it difficult to manufacture a plate type reactor having high accuracy, which leads to the occurrence of cases when the reaction control is insufficient.

Как описано выше, форма пластин-теплообменников в реакторе пластинчатого типа и способ получения пластин-теплообменников представляют собой главные причины, которые делают сложным изготовление реактора пластинчатого типа с высокой точностью. В теплообменниках пластинчатого типа, которые соответствуют по структуре для реакторов пластинчатого типа, потому что теплообменники пластинчатого типа имеют пластины-теплообменники, состоящие из трубок-теплообменников, допуски на расстояние между пластинами-теплообменниками обычно составляют примерно 3-5 мм или более, в терминах отклонения от заданного значения.As described above, the shape of the plate heat exchangers in the plate type reactor and the method for producing the plate heat exchangers are the main reasons that make it difficult to manufacture the plate type reactor with high accuracy. In plate-type heat exchangers, which are structurally suitable for plate-type reactors, because plate-type heat exchangers have plate heat exchangers consisting of heat exchanger tubes, the tolerances for the distance between the plate heat exchangers are usually about 3-5 mm or more, in terms of deviations from the set value.

Однако в экзотермических или эндотермических газофазных каталитических реакциях с использованием катализатора, важно точно контролировать температуры реакции. Недостаточный контроль температуры слоя катализатора может приводить к повреждению катализатора или к уменьшению выхода желаемого реакционного продукта. Следовательно, когда реактор пластинчатого типа имеет низкую точность и имеет, например, большое отклонение в расстоянии между пластинами-теплообменниками от заданного значения, тогда в части реактора возникает область, где удаление тепла является недостаточным, и имеются случаи, когда скорость реакции резко увеличивается в части слоев катализатора, что приводит к локальному повреждению катализатора и понижению выхода реакционного продукта. В то же время, когда улучшение точности реакторов пластинчатого типа считается важным, изготовление реакторов пластинчатого типа требует больших затрат труда и большого количества стальных изделий. Имеются, следовательно, случаи, когда использование таких реакторов уменьшает производительность получения реакционных продуктов с их помощью, и такие реакторы практически не могут использоваться для промышленного получения реакционных продуктов.However, in exothermic or endothermic gas phase catalytic reactions using a catalyst, it is important to precisely control reaction temperatures. Inadequate control of the temperature of the catalyst layer can lead to damage to the catalyst or to a decrease in the yield of the desired reaction product. Therefore, when the plate type reactor has low accuracy and, for example, has a large deviation in the distance between the heat exchanger plates from the set value, then a region appears in the part of the reactor where heat removal is insufficient, and there are cases when the reaction rate increases sharply in part catalyst layers, which leads to local damage to the catalyst and lower yield of the reaction product. At the same time, when improving the accuracy of plate type reactors is considered important, the manufacture of plate type reactors requires a lot of labor and a lot of steel products. Consequently, there are cases when the use of such reactors reduces the productivity of obtaining reaction products with their help, and such reactors can hardly be used for the industrial production of reaction products.

В качестве примера реакторов для использования при экзотермических или эндотермических газофазных реакциях с использованием твердого катализатора в виде частиц, таких как газофазная каталитическая реакция окисления пропана, пропилена или акролеина, известен реактор пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость для взаимодействия газообразных исходных материалов внутри него, множество пластин-теплообменников, содержащих трубки-теплообменники и расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство, которое подводит теплоноситель к трубкам-теплообменникам и в котором реакционная емкость представляет собой емкость, в которой поступающий газ проходит через пространства между соседними пластинами-теплообменниками перед высвобождением и каждая из пластин-теплообменников содержит множество трубок-теплообменников, которые соединены друг с другом на периферии или на краях формы поперечного сечения, пространства между соседними пластинами-теплообменниками набиты катализатором (смотри, например, патентный документ 3).As an example of reactors for use in exothermic or endothermic gas phase reactions using a particulate solid catalyst, such as a gas phase catalytic oxidation reaction of propane, propylene or acrolein, a plate type reactor is known that contains a reaction vessel for reacting gaseous feed materials within it, a plurality heat exchanger plates containing heat exchanger tubes and located side by side in the reaction vessel, and a device that let heat carrier to heat exchanger tubes and in which the reaction vessel is a vessel in which the incoming gas passes through the spaces between adjacent heat exchanger plates before being released and each of the heat exchanger plates contains a plurality of heat exchanger tubes that are connected to each other at the periphery or at the edges cross-sectional shapes, spaces between adjacent heat exchanger plates are packed with a catalyst (see, for example, patent document 3).

Такой реактор пластинчатого типа, как правило, имеет множество слоев катализатора, сформированных в пространствах между соседними пластинами-теплообменниками, и обеспечивает превосходный контакт между каждой из пластин-теплообменников и катализатором. Этот реактор, следовательно, является превосходным с точки зрения эффективного получения продукта газофазной реакции в больших количествах.Such a plate type reactor typically has a plurality of catalyst layers formed in the spaces between adjacent heat exchanger plates and provides excellent contact between each of the heat exchanger plates and the catalyst. This reactor, therefore, is excellent in terms of efficiently producing the gas phase reaction product in large quantities.

В то же время, при газофазной реакции, является желательным, привести катализатор в состояние равномерной набивки с точки зрения контроля газофазной реакции. В реакторе пластинчатого типа, катализатор набивают с расположением в виде слоев в пространствах между соседними пластинами-теплообменниками и, следовательно, сложно набивать катализатор равномерно на всем протяжении каждого из пространств и во всех их. Имеется потребность в технологии, способной равномерно набивать катализатор в эти пространства.At the same time, in the case of a gas-phase reaction, it is desirable to bring the catalyst into a state of uniform packing from the point of view of controlling the gas-phase reaction. In a plate-type reactor, the catalyst is packed in layers in the spaces between adjacent heat exchanger plates and, therefore, it is difficult to fill the catalyst uniformly throughout all of the spaces and in all of them. There is a need for a technology capable of uniformly filling a catalyst into these spaces.

В случае, когда катализатор не набивается равномерно в любое из пространств или когда катализатор в пространствах частично повреждается, необходимо извлечь весь катализатор, присутствующий в пространстве, и набить катализатор снова. Поэтому имеется потребность в технологии, с помощью которой может легко регулироваться состояние набивки катализатора в пространствах.In the case when the catalyst does not pack evenly into any of the spaces or when the catalyst in the spaces is partially damaged, it is necessary to remove the entire catalyst present in the space and fill the catalyst again. Therefore, there is a need for a technology by which the state of catalyst packing in spaces can be easily controlled.

В настоящее время, в промышленных способах получения реакционных продуктов, таких как ненасыщенные жирные кислоты, с использованием каталитических газофазных реакций окисления, многотрубчатые реакторы в форме трубчатого теплообменника используют с промышленной и практической точки зрения. В способе получения реакционного продукта с использованием такого многотрубчатого реактора, твердый катализатор набивают в реакционные трубки многотрубчатого реактора, и теплоноситель с контролируемой температурой циркулирует снаружи реакционных трубок для контроля внутренней температуры реакционных трубок.Currently, in industrial processes for producing reaction products, such as unsaturated fatty acids, using catalytic gas-phase oxidation reactions, multi-tube reactors in the form of a tubular heat exchanger are used from an industrial and practical point of view. In a method for producing a reaction product using such a multi-tube reactor, the solid catalyst is packed into the reaction tubes of the multi-tube reactor, and a temperature-controlled coolant is circulated outside the reaction tubes to control the internal temperature of the reaction tubes.

В случае получения реакционного продукта, такого как ненасыщенная жирная кислота, с использованием многотрубчатого реактора, когда желательно увеличить количество производимого реакционного продукта, необходимо увеличить количество реакционных трубок в соответствии с увеличением производимого количества. Однако это может потребовать десятков тысяч реакционных трубок, что превышает предел изготовления для многотрубчатых реакторов. В случае, когда превышается предел изготовления, реально нужно иметь ряд реакций.In the case of obtaining a reaction product, such as an unsaturated fatty acid, using a multi-tube reactor, when it is desired to increase the amount of reaction product produced, it is necessary to increase the number of reaction tubes in accordance with the increase in production amount. However, this may require tens of thousands of reaction tubes, which exceeds the manufacturing limit for multi-tube reactors. In the case where the manufacturing limit is exceeded, you really need to have a number of reactions.

С другой стороны, имеются случаи, когда желаемое количество получаемого продукта должно обеспечиваться посредством повышения технологической нагрузки на единичное количество катализатора, используя, в то же время, обычное количество реакционных трубок или обычный реактор. Это приводит к возникновению ситуации, в которой тепло реакции, генерируемое в каждой реакционной трубке, увеличивается, и внутренняя температура реакционных трубок не может соответствующим образом контролироваться с помощью теплоносителя, циркулирующего снаружи реакционных трубок. В случае, когда внутренняя температура реакционных трубок не может контролироваться соответствующим образом, температура части катализатора, удерживаемого в реакционных трубках, значительно повышается (далее это упоминается также как горячие пятна). В случае, когда температура части катализатора превышает предел, часть катализатора повреждается, что приводит к уменьшению времени жизни катализатора.On the other hand, there are cases where the desired amount of product to be obtained must be ensured by increasing the technological load per unit amount of catalyst, using, at the same time, the usual number of reaction tubes or a conventional reactor. This leads to a situation in which the heat of reaction generated in each reaction tube increases, and the internal temperature of the reaction tubes cannot be adequately controlled by the heat carrier circulating outside the reaction tubes. In the case where the internal temperature of the reaction tubes cannot be controlled appropriately, the temperature of the portion of the catalyst held in the reaction tubes rises significantly (hereinafter, it is also referred to as hot spots). When the temperature of the catalyst part exceeds the limit, the catalyst part is damaged, which leads to a decrease in the catalyst lifetime.

В случае, когда катализатор частично повреждается, необходимо остановить получение реакционного продукта с помощью реактора и заменить катализатор. А именно, получение реакционного продукта прерывается во время замены катализатора, что составляет серьезную проблему, например, такую, что сложно обеспечить желаемую величину производительности. Кроме того, даже когда необходимость замены катализатора устраняется, возникновение горячих пятен делает сложным поддержание соответствующих условий реакции и доставляет, например, ту проблему, что катализатор дает повреждение результатов реакции и выход желаемого реакционного продукта уменьшается.In the case when the catalyst is partially damaged, it is necessary to stop the receipt of the reaction product using the reactor and replace the catalyst. Namely, the receipt of the reaction product is interrupted during the replacement of the catalyst, which is a serious problem, for example, such that it is difficult to provide the desired performance. In addition, even when the need to replace the catalyst is eliminated, the occurrence of hot spots makes it difficult to maintain appropriate reaction conditions and causes, for example, the problem that the catalyst damages the reaction results and the yield of the desired reaction product is reduced.

В Патентных документах 4 и 5 предложен способ, в котором многотрубчатый реактор используется для осуществления каталитической газофазной реакции окисления пропилена или акролеина в качестве исходных материалов, поддерживая, в то же время, реактор в состоянии, имеющем повышенную технологическую нагрузку на единицу количества катализатора. Однако реакционные трубки для использования в многотрубчатых реакторах представляют собой реакционные трубки, которые представляют собой трубки, имеющие радиус 20-30 миллиметров, и имеют одинаковый диаметр на всем протяжении от входа для реакционной текучей среды (общий термин для смеси исходных материалов, смеси реакционных продуктов, и тому подобное) до выхода для нее. Поэтому имеется тот недостаток, что при таких условиях, что технологическая нагрузка реакционной текучей среды на единицу количества катализатора является высокой, реакционная текучая среда испытывает большую потерю давления с увеличением внутреннего давления реактора, что приводит к уменьшению выхода желаемого реакционного продукта. Кроме того, необходимо больше энергии для компрессора, для введения реакционной текучей среды, и тому подобное, в соответствии с увеличением внутреннего давления реактора, и это является недостатком с точки зрения затрат, наряду с уменьшением выхода желаемого реакционного продукта.Patent Documents 4 and 5 suggest a method in which a multi-tube reactor is used to carry out a catalytic gas-phase oxidation reaction of propylene or acrolein as starting materials, while maintaining, at the same time, the reactor in a state having an increased process load per unit amount of catalyst. However, reaction tubes for use in multitube reactors are reaction tubes, which are tubes having a radius of 20-30 millimeters and have the same diameter throughout from the inlet to the reaction fluid (generic term for a mixture of starting materials, a mixture of reaction products, and the like) before going out for her. Therefore, there is the disadvantage that under such conditions that the technological load of the reaction fluid per unit amount of catalyst is high, the reaction fluid experiences a large pressure loss with an increase in the internal pressure of the reactor, which leads to a decrease in the yield of the desired reaction product. In addition, more energy is needed for the compressor to introduce the reaction fluid, and the like, in accordance with an increase in the internal pressure of the reactor, and this is a disadvantage in terms of costs, along with a decrease in the yield of the desired reaction product.

В качестве одной из мер преодоления этих проблем, предлагаются реакторы для каталитического газофазного окисления, которые имеют структуру теплообменника пластинчатого типа. Например, патентный документ 2 предлагает каталитический реактор пластинчатого типа, в котором катализатор набит в пространство между двумя пластинами-теплообменниками и теплоноситель подается снаружи пластин-теплообменников. Патентный документ 3 предлагает каталитический реактор пластинчатого типа, который содержит систему из множества пластин-теплообменников, каждую из которых получают посредством размещения друг напротив друга двух гофрированных листов, сформированных в форме круговых дуг или эллиптических дуг, и соединения выступов одного из гофрированных листов с выступами другого, с формированием множества проходов для теплоносителя, и у которых выступы одной из соседних пластин-теплообменников находятся напротив бороздок другой пластины, с формированием слоя катализатора, имеющего заданную толщину.As one of the measures to overcome these problems, catalytic gas-phase oxidation reactors are proposed which have a plate-type heat exchanger structure. For example, Patent Document 2 proposes a plate type catalytic reactor in which a catalyst is packed into the space between two heat exchanger plates and a heat carrier is supplied outside the heat exchanger plates. Patent Document 3 proposes a plate type catalytic reactor, which comprises a system of a plurality of heat exchanger plates, each of which is obtained by placing two corrugated sheets formed in the form of circular arcs or elliptical arcs, and connecting the protrusions of one of the corrugated sheets with the protrusions of the other , with the formation of many passages for the coolant, and in which the protrusions of one of the adjacent heat exchanger plates are opposite the grooves of the other plate, with a layer of a catalyst having a predetermined thickness.

Эти предложения включают формулировки, касающиеся структуры реактора пластинчатого типа и его применения при каталитических газофазных реакциях окисления. Однако нет никаких формулировок относительно какого-либо способа улучшения выхода желаемого реакционного продукта, контролируя, в то же время, соответствующим образом тепло, возникающее в результате реакции, и предотвращая возникновение горячих пятен. В частности, не приводится никаких формулировок относительно любого способа соответствующего контроля тепла реакции, которое генерируется, когда используют увеличенную технологическую нагрузку на единицу количества катализатора, и предотвращения тем самым возникновения горячих пятен, предотвращения повреждения катализатора, и улучшения выхода желаемого реакционного продукта и количества полученного продукта.These proposals include formulations regarding the structure of the plate type reactor and its use in catalytic gas-phase oxidation reactions. However, there are no formulations regarding any method of improving the yield of the desired reaction product, while controlling, accordingly, the heat generated by the reaction and preventing the occurrence of hot spots. In particular, no language is provided regarding any method for appropriately controlling the heat of reaction that is generated when using an increased process load per unit amount of catalyst, and thereby preventing the occurrence of hot spots, preventing damage to the catalyst, and improving the yield of the desired reaction product and the amount of product obtained .

Патентный документ 1: JP-A-2004-000944Patent Document 1: JP-A-2004-000944

Патентный документ 2: JP-A-2004-167448Patent Document 2: JP-A-2004-167448

Патентный документ 3: JP-A-2004-202430Patent Document 3: JP-A-2004-202430

Патентный документ 4: JP-T-2003-514788Patent Document 4: JP-T-2003-514788

Патентный документ 5: JP-T-2002-539103Patent Document 5: JP-T-2002-539103

Проблемы, которые должны решаться с помощью изобретенияProblems to be Solved by the Invention

Настоящее изобретение предусматривает реактор пластинчатого типа, с помощью которого может предотвращаться резкое увеличение скорости реакции при получении реакционного продукта и который может использоваться для получения реакционного продукта с высокой производительностью.The present invention provides a plate type reactor, by which a sharp increase in the reaction rate can be prevented in the preparation of the reaction product, and which can be used to produce a reaction product with high productivity.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ получения реакционного продукта с использованием реактора пластинчатого типа, где предотвращается резкое увеличение скорости реакции и реакционный продукт получают с высокой производительностью.The present invention further provides a method for producing a reaction product using a plate type reactor, where a sharp increase in the reaction rate is prevented and the reaction product is obtained with high productivity.

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает реактор пластинчатого типа, в котором катализатор может равномерно и легко набиваться в пространство между соседними пластинами-теплообменниками.In addition, the present invention provides a plate type reactor in which the catalyst can be uniformly and easily packed into the space between adjacent heat exchanger plates.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает реактор пластинчатого типа, в котором катализатор может равномерно и легко набиваться в пространство между соседними пластинами-теплообменниками и может легко регулироваться состояние набивки катализатора в пространстве.The present invention further provides a plate type reactor in which the catalyst can be uniformly and easily packed into the space between adjacent heat exchanger plates and the state of the catalyst packing in space can be easily controlled.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает новый способ получения реакционного продукта посредством введения исходных материалов в реактор пластинчатого типа, набитый катализатором, и взаимодействия исходных материалов, где предотвращается увеличение потерь давления реакционного газа, проходящего через катализатор, даже когда технологическая нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора повышается, и тепло, генерируемое посредством реакции, контролируется соответствующим образом, чтобы тем самым улучшить выход желаемого реакционного продукта, предотвращая, в то же время, возникновение горячих пятен и предотвращая повреждения катализатора.The present invention further provides a new method for producing a reaction product by introducing starting materials into a plate type reactor packed with a catalyst and reacting the starting materials, where the pressure loss of the reaction gas passing through the catalyst is prevented even when the processing load of the starting materials per unit amount of catalyst is increased, and the heat generated by the reaction is controlled appropriately to thereby improve sew the yield of the desired reaction product, while preventing the occurrence of hot spots and preventing damage to the catalyst.

Настоящее изобретение предусматривает технологию, при которой допустимый диапазон отклонений расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от конструктивного значения устанавливают при -0,6- +2,0 мм, чтобы тем самым получить ценное вещество промышленно предпочтительным образом, в то же время, сохраняя низкими затраты на изготовление реактора пластинчатого типа, без отрицательного влияния на контроль температуры реактора пластинчатого типа, и не основанную на использовании катализатора с низкой активностью или на разбавлении катализатора.The present invention provides a technology in which the allowable range of deviations of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers from the structural value is set at -0.6 - +2.0 mm, thereby thereby obtaining a valuable substance in an industrially preferred manner, while at the same time keeping costs low on the manufacture of a plate type reactor, without adversely affecting the temperature control of a plate type reactor, and not based on the use of a catalyst with low activity or dilution atalizatora.

А именно, настоящее изобретение предусматривает реактор пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость для взаимодействия внутри нее газообразных исходных материалов, множество пластин-теплообменников, расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство для введения теплоносителя, для подачи теплоносителя, имеющего желаемую температуру, в пластины-теплообменники, каждая из пластин-теплообменников содержит множество трубок-теплообменников, соединенных друг с другом по периферии или по краям формы поперечного сечения, устройство для введения теплоносителя представляет собой устройство, которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники пластин-теплообменников, расположенных в реакционной емкости, где в пространстве между противоположными пластинами-теплообменниками, конструктивное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном к плоскости, по отношению к которой плоскости, состоящие из осей пластин-теплообменников, являются эквидистантными, составляет 5-50 мм, и отклонение от реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения составляет от -0,6 до +2,0 мм (далее упоминается также как "первый реактор пластинчатого типа").Namely, the present invention provides a plate type reactor, which comprises a reaction vessel for reacting gaseous starting materials within it, a plurality of heat exchanger plates arranged side by side in the reaction vessel, and a device for introducing a heat transfer medium for supplying a heat transfer medium having a desired temperature into heat exchanger plates, each of the heat exchanger plates contains a plurality of heat exchanger tubes connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape ia, a device for introducing a heat carrier is a device that supplies the heat carrier to the heat exchanger tubes of the heat exchanger plates located in the space between the opposite heat exchanger plates, the design value of the distance between the surfaces of the heat exchanger plates, as measured in the direction perpendicular to the plane with respect to which the planes consisting of the axes of the heat exchanger plates are equidistant, is 5-50 mm, and the deviation from p cial value of the distance between the surfaces of the design value is from -0.6 to +2.0 mm (hereinafter also referred to as a "first plate-type reactor").

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает первый реактор пластинчатого типа, где пластины-теплообменники предпочтительно имеют длину в аксиальном направлении 5 м или меньше, более предпочтительно, 2 м или меньше.In addition, the present invention provides a first plate type reactor, where the plate heat exchangers preferably have an axial length of 5 m or less, more preferably 2 m or less.

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает первый реактор пластинчатого типа, который, кроме того, предпочтительно имеет промежуточную вставку для формирования заданного расстояния между пластинами-теплообменниками.In addition, the present invention provides a first plate type reactor, which, in addition, preferably has an intermediate insert for forming a predetermined distance between the heat exchanger plates.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый реактор пластинчатого типа, где каждая из пластин-теплообменников предпочтительно представляет собой пластину, получаемую посредством соединения двух стальных листов, сформированных в виде формы, состоящей из ряда из множества половинок, каждая из которых формируется посредством разделения пополам формы поперечного сечения трубки-теплообменника вдоль оси пластины-теплообменника.The present invention further provides a first plate type reactor, where each of the heat exchanger plates is preferably a plate obtained by joining two steel sheets formed into a mold consisting of a series of many halves, each of which is formed by halving the cross-sectional shape of the tube a heat exchanger along the axis of the heat exchanger plate.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый реактор пластинчатого типа, где отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения предпочтительно меньше на входной стороне в направлении прохождения газа исходных материалов через пространство между пластинами-теплообменниками.The present invention further provides a first plate-type reactor, where the deviation of the actual distance between the surfaces from the structural value is preferably less on the inlet side in the direction of passage of the gas of the starting materials through the space between the plate-heat exchangers.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый реактор пластинчатого типа, где отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы в газе исходных материалов имеют преобразование 70% или ниже, предпочтительно меньше, чем отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы имеют преобразование выше, чем 70%.The present invention further provides a first plate type reactor, where the deviation of the actual distance between the surfaces from the structural value, as measured in the area where the starting materials in the gas of the raw materials have a conversion of 70% or lower, is preferably less than the deviation of the real distance between the surfaces from design value, as measured in the area where the starting materials have a conversion higher than 70%.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый реактор пластинчатого типа, где пространство предпочтительно имеет общий объем 3 л или больше.The present invention further provides a first plate type reactor, wherein the space preferably has a total volume of 3 L or more.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый реактор пластинчатого типа, который, кроме того, предпочтительно имеет устройство для измерения температуры, по меньшей мере, на двух участках, температуры слоя катализатора, сформированного посредством набивки катализатора в это пространство.The present invention further provides a first plate-type reactor, which, in addition, preferably has a device for measuring the temperature of at least two sections of the temperature of the catalyst layer formed by packing the catalyst into this space.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ получения реакционного продукта посредством взаимодействия газа исходных материалов в присутствии катализатора с получением газообразного реакционного продукта с использованием реактора пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость и множество пластин-теплообменников, расположенных в ней бок о бок, и в котором катализатор набивают в пространство между пластинами-теплообменниками с формированием слоя катализатора, способ включает стадию, на которой газообразные исходные материалы поступают в реакционную емкость и проходят через слой катализатора, и стадию, на которой теплоноситель, имеющий заданную температуру, подается во множество трубок-теплообменников, составляющих пластины-теплообменники, где реактор пластинчатого типа по настоящему изобретению используют в качестве реактора пластинчатого типа, и теплоноситель, который подается в трубки-теплообменники, имеет температуру, которая делает температуру слоя катализатора равной пиковой температуре, которая равна заданному значению пиковой температуры слоя катализатора, значение задается, когда конструируется реактор пластинчатого типа (далее также упоминается как "первый способ получения реакционного продукта").The present invention further provides a method for producing a reaction product by reacting a feed gas in the presence of a catalyst to produce a gaseous reaction product using a plate type reactor that contains a reaction vessel and a plurality of heat exchanger plates located therein side by side, and in which the catalyst is packed the space between the plate heat exchangers with the formation of a catalyst layer, the method includes a stage at which The starting materials enter the reaction vessel and pass through the catalyst bed, and the stage in which the heat carrier having a predetermined temperature is supplied to the plurality of heat exchanger tubes constituting the plate heat exchangers, where the plate type reactor of the present invention is used as the plate type reactor, and the coolant that is supplied to the heat exchanger tubes has a temperature that makes the temperature of the catalyst layer equal to the peak temperature, which is equal to the predetermined pico value second catalyst bed temperature, the value set when the plate type reactor is constructed (hereinafter referred to as "the first process for preparing a reaction product").

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый способ получения реакционного продукта, где реакция исходных материалов, содержащихся в газе исходных материалов, которая осуществляется в присутствии катализатора, предпочтительно представляет собой экзотермическую реакцию.The present invention further provides a first method for producing a reaction product, wherein the reaction of the starting materials contained in the starting gas, which is carried out in the presence of a catalyst, is preferably an exothermic reaction.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает первый способ получения реакционного продукта, где реакционный продукт предпочтительно представляет собой один продукт из акролеина и акриловой кислоты, или как то, так и другое, один продукт метакролеина и метакриловой кислоты, или как то, так и другое, малеиновую кислоту, фталевую кислоту, этиленоксид, парафин, спирт, ацетон и фенол или бутадиен.The present invention further provides a first method for preparing a reaction product, wherein the reaction product is preferably one product of acrolein and acrylic acid, or both, one product of methacrolein and methacrylic acid, or both, maleic acid, phthalic acid, ethylene oxide, paraffin, alcohol, acetone and phenol or butadiene.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ изготовления реактора пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость для взаимодействия в ней газообразных исходных материалов, множество пластин-теплообменников, расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство для введения теплоносителя, для подачи теплоносителя, имеющего желаемую температуру, в пластины-теплообменники, каждая из пластин-теплообменников содержит множество трубок-теплообменников, соединенных друг с другом по периферии или по краям формы поперечного сечения, устройство для введения теплоносителя представляет собой устройство, которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники пластин-теплообменников, расположенных в реакционной емкости, способ включает стадию, на которой пластины-теплообменники размещают, оставляя, в то же время, пространство между ними, так что в пространстве между противоположными пластинами-теплообменниками, расстояние между поверхностями пластин-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном к плоскости, по отношению к которой плоскости, состоящие из осей пластин-теплообменников, являются эквидистантными, равно конструктивному значению, и трубки-теплообменники соединены с устройством для введения теплоносителя.The present invention further provides a method for manufacturing a plate-type reactor, which comprises a reaction vessel for reacting gaseous starting materials therein, a plurality of heat exchanger plates arranged side by side in the reaction vessel, and a device for introducing a heat carrier for supplying a heat carrier having a desired temperature into heat exchanger plates, each of the heat exchanger plates contains a plurality of heat exchanger tubes connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional frames, a device for introducing a heat-transfer agent is a device that delivers a heat-transfer medium to heat exchanger tubes of heat exchanger plates located in a reaction vessel, the method includes the stage at which heat exchanger plates are placed, leaving, at the same time, a space between them, so in the space between opposing heat exchanger plates, the distance between the surfaces of the heat exchanger plates, as measured in a direction perpendicular to the plane with respect to Swarm planes, consisting of the axes of the heat exchanger plates, are equidistant, equal to the structural value, and the heat exchanger tubes are connected to the device for introducing the coolant.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ изготовления реактора пластинчатого типа, где каждая из пластин-теплообменников предпочтительно представляет собой пластину теплообменника, полученную посредством соединения двух стальных листов, сформированных в виде формы, состоящей из ряда из множества половинок, каждая из которых формируется посредством разделения пополам формы поперечного сечения трубки-теплообменники вдоль оси пластины-теплообменника, сформированные стальные листы представляют собой формованные стальные листы, в которых отклонение от конструктивного значения, установленного для формования стального листа, находится в пределах ±0,5 мм.The present invention further provides a method for manufacturing a plate type reactor, wherein each of the heat exchanger plates is preferably a heat exchanger plate obtained by joining two steel sheets formed into a mold consisting of a series of many halves, each of which is formed by halving the transverse shape sections of the tube-heat exchangers along the axis of the plate-heat exchanger, the formed steel sheets are molded tal sheets in which the deviation of the design value set for forming the steel sheet is within ± 0,5 mm.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ изготовления реактора пластинчатого типа, где пластины-теплообменники предпочтительно представляют собой пластины-теплообменники, имеющие длину в аксиальном направлении 5 м или меньше, предпочтительно, 2 м или меньше.The present invention further provides a method for manufacturing a plate type reactor, wherein the plate heat exchangers are preferably plate heat exchangers having an axial length of 5 m or less, preferably 2 m or less.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает способ изготовления реактора пластинчатого типа, который, кроме того, предпочтительно включает стадию, в которой пластины-теплообменники размещаются, перед соединением с устройством для введения теплоносителя, в реакционной емкости через промежуточную вставку, которая формирует между пластинами-теплообменниками пространство, которое делает расстояние между поверхностями пластин-теплообменников равным конструктивному значению.The present invention further provides a method of manufacturing a plate type reactor, which further preferably includes a step in which the heat exchanger plates are arranged, prior to being connected to the heat transfer device, in the reaction vessel through an intermediate insert that forms a space between the heat exchanger plates makes the distance between the surfaces of the plate heat exchangers equal to the design value.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает реактор пластинчатого типа, который предпочтительно имеет множество секций, способных удерживать катализатор внутри себя, секции формируются вдоль направления прохождения исходных материалов в пространстве между соседними пластинами-теплообменниками внутри реактора пластинчатого типа, и в котором катализатор может равномерно набиваться в каждую секцию.The present invention further provides a plate type reactor, which preferably has a plurality of sections capable of holding the catalyst within itself, sections are formed along the direction of passage of the raw materials in the space between adjacent heat exchanger plates within the plate type reactor, and in which the catalyst can be uniformly packed into each section.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает реактор пластинчатого типа, который предпочтительно имеет множество секций, способных удерживать катализатор внутри себя, секции формируются вдоль направления прохождения исходных материалов в пространстве между соседними пластинами-теплообменниками внутри реактора пластинчатого типа, и в котором катализатор может набиваться и извлекаться независимо по отношению к каждой секции.The present invention further provides a plate type reactor, which preferably has a plurality of sections capable of holding the catalyst within itself, sections are formed along the direction of passage of the raw materials in the space between adjacent heat exchanger plates within the plate type reactor, and in which the catalyst can be packed and removed independently with respect to to each section.

А именно, настоящее изобретение предусматривает реактор пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость для взаимодействия исходных материалов внутри нее, множество пластин-теплообменников, содержащих трубки-теплообменники и расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство, которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники, и в котором реакционная емкость представляет собой емкость, где поступающие исходные материалы проходят через пространство между соседними пластинами-теплообменниками перед высвобождением и каждая из пластин-теплообменников содержит множество трубок-теплообменников, которые соединяются друг с другом по периферии или по краям формы поперечного сечения, пространство между соседними пластинами-теплообменниками набито катализатором, реактор пластинчатого типа дополнительно содержит одну или несколько перегородок, которые разделяют пространство между соседними пластинами-теплообменниками, вдоль направления прохождения газа внутри реакционной емкости, на множество секций для удерживания внутри них набитого катализатора (далее упоминается также как "второй реактор пластинчатого типа").Namely, the present invention provides a plate type reactor, which contains a reaction vessel for the interaction of the starting materials within it, a plurality of heat exchanger plates containing heat exchanger tubes and located side by side in the reaction vessel, and a device that delivers a heat carrier to the heat exchanger tubes, and in which the reaction vessel is a vessel where incoming raw materials pass through the space between adjacent heat exchanger plates before being released each of the heat exchanger plates contains a plurality of heat exchanger tubes that are connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape, the space between adjacent heat exchanger plates is packed with a catalyst, the plate type reactor additionally contains one or more partitions that divide the space between adjacent heat exchanger plates, along the direction of gas flow inside the reaction vessel, into a plurality of sections to hold the packed catalysis inside them ora (hereinafter also referred to as a "second plate-type reactor").

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает второй реактор пластинчатого типа, где множество секций предпочтительно имеют одинаковый объем.In addition, the present invention provides a second plate type reactor, wherein the plurality of sections preferably have the same volume.

Настоящее изобретение, кроме того, предусматривает второй реактор пластинчатого типа, где объем каждой из множества секций предпочтительно составляет 1-100 л.The present invention further provides a second plate type reactor, wherein the volume of each of the plurality of sections is preferably 1-100 L.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает второй реактор пластинчатого типа, где объем каждой из множества секций предпочтительно составляет 2-25 л.The present invention further provides a second plate type reactor, wherein the volume of each of the plurality of sections is preferably 2-25 L.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает второй реактор пластинчатого типа, который, кроме того, предпочтительно имеет множество газопроницаемых пробок, которые имеют проницаемость для газа и которые фиксируются с возможностью свободного удаления на краях секций для закрывания краев секций с тем, чтобы удерживать катализатор, расположенный в каждой секции.The present invention further provides a second plate type reactor, which further preferably has a plurality of gas permeable plugs which are gas permeable and which are fixed so that they can be freely removed at the edges of the sections to close the edges of the sections so as to retain the catalyst located in each section .

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает второй реактор пластинчатого типа, где либо перегородки, либо пластины-теплообменники, либо как то, так и другое, предпочтительно имеют первую замковую деталь для закрепления газопроницаемых пробок, и каждая из газопроницаемых пробок предпочтительно содержит газопроницаемую пластину, имеющую проницаемость для газа и не позволяющую катализатору проходить через нее, деталь юбки, расположенную перпендикулярно к газопроницаемой пластине, на части периферийных краев газопроницаемой пластины или на всех их, и вторую замковую деталь, расположенную в детали юбки и закрепленную с возможностью свободного удаления в первой замковой детали.The present invention further provides a second plate type reactor, where either the baffles, the heat exchanger plates, or both, preferably have a first locking part for securing the gas permeable plugs, and each of the gas permeable plugs preferably contains a gas permeable plate having gas permeability and not allowing the catalyst to pass through it, a detail of the skirt located perpendicular to the gas-permeable plate, on the part of the peripheral edges of the gas-permeable Astina or all of them, and the second part the castle, located in the skirt part and secured to a free removal of the first parts of the castle.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает второй реактор пластинчатого типа, где интервалы между перегородками из множества перегородок предпочтительно составляют 0,1-1 м.The present invention further provides a second plate type reactor, where the intervals between the partitions of the plurality of partitions are preferably 0.1-1 m.

Настоящее изобретение предусматривает дополнительный способ получения реакционного продукта с использованием второго реактора пластинчатого типа,The present invention provides an additional method of obtaining a reaction product using a second plate type reactor,

способ включает стадию, на которой теплоноситель, имеющий желаемую температуру, подается в трубки-теплообменники, и стадию, на которой исходные материалы поступают в набитое катализатором пространство между соседними пластинами-теплообменниками с получением реакционного продукта, высвобождающегося из этого пространства, гдеthe method includes a stage in which a coolant having a desired temperature is supplied to the heat exchanger tubes, and a stage in which the starting materials enter the space filled with the catalyst between adjacent heat exchanger plates to obtain a reaction product released from this space, where

исходные материалы содержат: этилен; по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, или, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода; углеводорода, имеющего 4 или более атомов углерода; ксилола и/или нафталина; олефина; карбонильного соединения; кумена гидропероксида; бутена или этилбензола, и реакционный продукт включает: этиленоксид; по меньшей мере, один из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода; малеиновую кислоту; фталевую кислоту; парафин; спирт; ацетон и фенол; бутадиен или стирол (далее упоминается как "второй способ получения реакционного продукта").starting materials contain: ethylene; at least one compound selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one compound selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 atoms carbon; a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms; xylene and / or naphthalene; olefin; carbonyl compound; cumene hydroperoxide; butene or ethylbenzene, and the reaction product includes: ethylene oxide; at least one of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms; maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; butadiene or styrene (hereinafter referred to as the "second method of obtaining the reaction product").

Кроме того, для преодоления проблем, авторы настоящего изобретения осуществили тщательные исследования способа получения, в котором исходные материалы поступают в реактор пластинчатого типа, разделенный на множество реакционных зон, различающихся по средней толщине слоя катализатора, сформированного между пластинами-теплообменниками, и исходные материалы каталитически окисляются в газовой фазе, с получением желаемого реакционного продукта. Авторы направляют свое внимание на температуру теплоносителя, который подается во множество реакционных зон, и завершают изобретение. А именно, основные пункты настоящего изобретения являются следующими.In addition, to overcome the problems, the authors of the present invention carried out thorough studies of the production method in which the starting materials enter a plate-type reactor, divided into many reaction zones differing in the average thickness of the catalyst layer formed between the heat exchanger plates, and the starting materials are catalytically oxidized in the gas phase to obtain the desired reaction product. The authors direct their attention to the temperature of the coolant, which is supplied to many reaction zones, and complete the invention. Namely, the main points of the present invention are as follows.

А именно, настоящее изобретение предусматривает способ для получения одного или нескольких реакционных продуктов, выбранных из группы, состоящей из ненасыщенных углеводородов, ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, включающийNamely, the present invention provides a method for producing one or more reaction products selected from the group consisting of unsaturated hydrocarbons, unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms, and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms, including

(A) введение смеси исходных материалов, содержащих молекулярный кислород и, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, в реактор пластинчатого типа, снабженный слоем катализатора, сформированным между пластинами-теплообменниками, и каталитическое окисление исходных материалов в газовой фазе с получением, по меньшей мере, одного реакционного продукта, выбранного из группы, состоящей из ненасыщенных углеводородов и ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, или(A) introducing a mixture of starting materials containing molecular oxygen and at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol into a plate-type reactor equipped with a catalyst bed formed between the heat exchanger plates, and the catalytic oxidation of the starting materials in the gas phase to produce at least one reaction product selected from the group consisting of unsaturated hydrocarbons and unsaturated aliphatic a icedehydes having 3-4 carbon atoms, or

(B) использование реактора пластинчатого типа, снабженного слоем катализатора, сформированным между пластинами-теплообменниками, введение смеси исходных материалов, содержащих молекулярный кислород и, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и каталитическое окисление исходных материалов в газовой фазе с получением, по меньшей мере, одного реакционного продукта, выбранного из группы, состоящей из ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, где(B) using a plate type reactor provided with a catalyst layer formed between the heat exchanger plates, introducing a mixture of starting materials containing molecular oxygen and at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atom, and catalytic oxidation of the starting materials in the gas phase to produce at least one reaction product selected from the group consisting of unsaturated fatty acids having 3-4 atoms ma carbon where

реактор пластинчатого типа разделен на множество реакционных зон, отличающихся по средней толщине слоя катализатора, и, независимо, теплоноситель с регулируемой температурой подается во множество реакционных зон для удаления через пластины-теплообменники тепла, генерируемого посредством окисления, и для независимого контроля внутренней температуры слоя катализатора,the plate type reactor is divided into many reaction zones differing in the average thickness of the catalyst layer, and, independently, a temperature-controlled coolant is supplied to the many reaction zones to remove heat generated by oxidation through the plate heat exchangers and to independently control the internal temperature of the catalyst layer,

температура T(S1) теплоносителя, который подается в реакционную зону S1, расположенную ближе всего к входу для смеси исходных материалов, выше, чем температура T(S2) теплоносителя, который подается в реакционную зону S2, соседнюю с реакционной зоной S1 и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов,the temperature T (S1) of the coolant that is supplied to the reaction zone S1 closest to the input for the mixture of starting materials is higher than the temperature T (S2) of the coolant that is supplied to the reaction zone S2 adjacent to and located after the reaction zone S1 along the flow of the mixture of starting materials,

когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов составляет 150 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора, иwhen at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the load of the starting materials is 150 l / h, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst, and

когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов составляет 160 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора (далее также упоминается как третий способ получения реакционного продукта).when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized, the loading of the starting materials is 160 l / h, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst (hereinafter also referred to as the third method of obtaining the reaction product).

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает третий способ получения реакционного продукта, где, когда температура теплоносителя, который подается в любую неуказанную реакционную зону S(j), выражается как T(Sj) и температура теплоносителя, который подается в реакционную зону S(j+1), соседнюю с реакционной зоной S(j) и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов, выражается как T(Sj+l), тогда T(Sj) и T(Sj+1) предпочтительно удовлетворяют соотношению T(Sj)-T(Sj+1)≥5.In addition, the present invention provides a third method for producing a reaction product, where when the temperature of the coolant that is supplied to any unspecified reaction zone S (j) is expressed as T (Sj) and the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone S (j + 1 ) adjacent to the reaction zone S (j) and located after it along the flow of the mixture of starting materials is expressed as T (Sj + l), then T (Sj) and T (Sj + 1) preferably satisfy the relation T (Sj) - T (Sj + 1) ≥5.

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает третий способ получения реакционного продукта, где количество реакционных зон предпочтительно равно 2-5 и средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне увеличивается от входа для смеси исходных материалов по направлению к выходу для нее.In addition, the present invention provides a third method of obtaining a reaction product, where the number of reaction zones is preferably 2-5 and the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone increases from the input for the mixture of starting materials towards the output for it.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает третий способ получения реакционного продукта, где, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов предпочтительно составляет 170-290 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) на литр катализатора.The present invention further provides a third method for preparing a reaction product, where when at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the loading of the starting materials is preferably 170-290 l / hr, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) per liter of catalyst.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает третий способ получения реакционного продукта, где, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов предпочтительно составляет 180-300 л/час,в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) на литр катализатора.The present invention further provides a third method for preparing a reaction product, wherein when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized, the loading of the starting materials is preferably 180-300 l / hour, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) per liter of catalyst.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает третий способ получения реакционного продукта, где преобразование исходных материалов или выше на выходе реакционного продукта из реактора пластинчатого типа предпочтительно составляет 90%.The present invention further provides a third method for producing a reaction product, wherein the conversion of starting materials or higher at the outlet of the reaction product from the plate type reactor is preferably 90%.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает третий способ получения реакционного продукта, где исходные материалы предпочтительно представляет собой пропилен и температуры теплоносителя, который подается во множество реакционных зон, предпочтительно составляют 320-400°C, или где исходный материал предпочтительно представляет собой акролеин и температуры теплоносителя, который подается во множество реакционных зон, предпочтительно составляют 250-320°C.The present invention further provides a third method for producing a reaction product, where the starting materials are preferably propylene and the coolant temperatures that are supplied to the plurality of reaction zones are preferably 320-400 ° C., or where the starting material is preferably acrolein and the coolant temperatures that are supplied into many reaction zones, preferably 250-320 ° C.

В первом реакторе пластинчатого типа, реальное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников в реакторе пластинчатого типа находится в конкретном диапазоне, основывающемся на его конструктивном значении. Поэтому посредством контроля температуры теплоносителя реакция может контролироваться и может предотвращаться резкое увеличение ее скорости. Кроме того, реактор пластинчатого типа, который может контролироваться таким образом, может изготавливаться без необходимости в больших затратах труда и в большом количестве стальных изделий, и может быть получен реактор пластинчатого типа, еще более пригодный для промышленного практического использования.In the first plate type reactor, the actual distance between the surfaces of the plate heat exchangers in the plate type reactor is in a specific range based on its design value. Therefore, by controlling the temperature of the coolant, the reaction can be controlled and a sharp increase in its speed can be prevented. In addition, a plate type reactor, which can be controlled in this way, can be manufactured without the need for large labor costs and a large number of steel products, and a plate type reactor can be obtained that is even more suitable for industrial practical use.

Первый реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда пластины-теплообменники имеют длину в аксиальном направлении 5 м или меньше, предпочтительно, 2 м или меньше, с точки зрения изготовления реактора пластинчатого типа, в котором отклонение реального значения расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от конструктивного значения расстояния является малым.The first plate type reactor is even more efficient when the plate heat exchangers have an axial length of 5 m or less, preferably 2 m or less, from the point of view of manufacturing a plate type reactor in which the deviation of the actual distance between the surfaces of the plate heat exchangers from the design value of the distance is small.

Первый реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда реактор пластинчатого типа дополнительно имеет промежуточную вставку для формирования данного пространства между пластинами-теплообменниками, с точки зрения изготовления реактора пластинчатого типа, в котором отклонение реального значения расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от конструктивного значения расстояния является малым.The first plate type reactor is even more efficient when the plate type reactor further has an intermediate insert for forming a given space between the plate heat exchangers, from the point of view of manufacturing a plate type reactor in which the deviation of the actual distance between the surfaces of the plate heat exchangers from the design distance value is small.

Первый реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда каждая из пластин-теплообменников представляет собой пластину, получаемую посредством соединения двух стальных листов, сформированных в виде формы, состоящей из ряда из множества половинок, каждая из которых формируется посредством деления пополам формы поперечного сечения трубки-теплообменника вдоль оси пластины-теплообменника, с точки зрения изготовления реактора пластинчатого типа, в котором отклонение реального значения расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от конструктивного значения расстояния является малым.The first plate type reactor is even more efficient when each of the heat exchanger plates is a plate obtained by joining two steel sheets formed in the form of a series of many halves, each of which is formed by halving the cross-sectional shape of the tube heat exchanger along the axis of the plate-heat exchanger, from the point of view of manufacturing a plate-type reactor in which the deviation of the real value of the distance between the surfaces of the square tin-heat exchangers from the design value of the distance is small.

Первый реактор пластинчатого типа является более эффективным, когда отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения меньше на входной стороне в направлении прохождения газа исходных материалов через пространство между пластинами-теплообменниками, с точки зрения повышения точности контроля реакции. Реактор является еще более эффективным, когда отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы в газе исходных материалов имеют преобразование 70% или ниже, меньше, чем отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы имеют преобразование выше, чем 70%.The first plate type reactor is more efficient when the deviation of the actual distance between the surfaces from the structural value is less on the inlet side in the direction of passage of the gas of the starting materials through the space between the plate heat exchangers, from the point of view of increasing the accuracy of the control of the reaction. The reactor is even more effective when the deviation of the real value of the distance between the surfaces from the design value, as measured in the area where the starting materials in the gas of the source materials have a conversion of 70% or lower, is less than the deviation of the real value of the distance between the surfaces from the design value, as measured in the area where the starting materials have a conversion higher than 70%.

Первый реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда пространство между пластинами-теплообменниками имеет общий объем 3 л или больше, с точки зрения получения реакционного продукта с высокой производительностью.The first plate type reactor is even more efficient when the space between the heat exchanger plates has a total volume of 3 L or more, from the point of view of obtaining a reaction product with high productivity.

Первый реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда реактор пластинчатого типа дополнительно имеет устройство для измерения температуры, для измерения температуры, по меньшей мере, на двух участках слоя катализатора, сформированного посредством набивки катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками, с точки зрения повышения точности контроля реакции.The first plate type reactor is even more efficient when the plate type reactor further has a temperature measuring device for measuring temperature in at least two portions of the catalyst layer formed by packing the catalyst into the space between the heat exchanger plates in terms of increasing accuracy reaction control.

Первый способ получения реакционного продукта является более эффективным, когда реакция исходных материалов, содержащихся в газе исходных материалов, которая осуществляется в присутствии катализатора, представляет собой экзотермическую реакцию, с точки зрения получения заметного воздействия настоящего изобретения. Способ является еще более эффективным, когда реакционный продукт представляет собой одно соединение из акролеина и акриловой кислоты, или как то, так и другое, одно соединение из метакролеина и метакриловой кислоты, или как то, так и другое, малеиновую кислоту, фталевую кислоту, этиленоксид, парафин, спирт, ацетон и фенол или бутадиен.The first method of obtaining the reaction product is more effective when the reaction of the starting materials contained in the starting material gas, which is carried out in the presence of a catalyst, is an exothermic reaction, from the point of view of obtaining a noticeable effect of the present invention. The method is even more effective when the reaction product is one compound of acrolein and acrylic acid, or both, one compound of methacrolein and methacrylic acid, or both, maleic acid, phthalic acid, ethylene oxide , paraffin, alcohol, acetone and phenol or butadiene.

Способ изготовления первого реактора пластинчатого типа является еще более эффективным, когда в пластинах-теплообменниках используются формованные стальные листы, для которых отклонение от конструктивного значения, установленного для формуемого стального листа, находится в пределах ±0,5 мм, с точки зрения уменьшения отклонения реального значения от конструктивного значения.The manufacturing method of the first plate type reactor is even more effective when molded steel sheets are used in the heat exchanger plates for which the deviation from the design value set for the molded steel sheet is within ± 0.5 mm, from the point of view of reducing the deviation of the real value from constructive meaning.

Способ изготовления первого реактора пластинчатого типа является еще более эффективным, когда пластины-теплообменники, которые не являются соединенными, размещаются с помощью промежуточной вставки, которая формирует между пластинами-теплообменниками пространство, которое делает расстояние между поверхностями противоположных пластин-теплообменников равным конструктивному значению, с точки зрения уменьшения отклонения реального значения от конструктивного значения.The manufacturing method of the first plate type reactor is even more efficient when the heat exchanger plates that are not connected are placed using an intermediate insert that forms a space between the heat exchanger plates that makes the distance between the surfaces of the opposing heat exchanger plates equal to the design value, from the point view of reducing the deviation of the real value from the design value.

Во втором реакторе пластинчатого типа, поскольку этот реактор имеет перегородки, секции, сформированные с помощью перегородок, могут набиваться катализатором в соответствующих количествах в соответствии с их объемами. Посредством регулировки состояния набивки катализатора с тем, чтобы она была равномерной на всем протяжении секции, катализатор может равномерно набиваться во всем пространстве между соседними пластинами-теплообменниками реактора пластинчатого типа. Таким образом, в реакторе пластинчатого типа по настоящему изобретению, катализатор может более равномерно и легко набиваться в пространства между соседними пластинами-теплообменниками по сравнению с обычными реакторами пластинчатого типа.In the second plate-type reactor, since this reactor has baffles, sections formed by baffles can be packed with the catalyst in appropriate quantities in accordance with their volumes. By adjusting the state of the catalyst packing so that it is uniform throughout the section, the catalyst can be uniformly packed in the entire space between adjacent plate-type reactor heat exchangers. Thus, in the plate type reactor of the present invention, the catalyst can be more evenly and easily packed into the spaces between adjacent heat exchanger plates compared to conventional plate type reactors.

Второй реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда множество секций имеют одинаковый объем, с точки зрения легкого регулирования состояния набивки катализатора, с тем, чтобы оно было равномерным на всем протяжении секций.The second plate-type reactor is even more efficient when the plurality of sections have the same volume, from the point of view of easily adjusting the state of the catalyst packing so that it is uniform throughout the sections.

Второй реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда объем каждой из множества секций составляет 1-100 л, с точки зрения облегчения работы набивки катализатора в каждую секцию.The second plate type reactor is even more efficient when the volume of each of the plurality of sections is 1-100 L, from the point of view of facilitating the operation of the catalyst packing in each section.

Второй реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда объем каждой из множества секций составляет 2-25 л, с точки зрения облегчения работы набивки катализатора в каждую секцию.The second plate type reactor is even more efficient when the volume of each of the plurality of sections is 2-25 L, from the point of view of facilitating the operation of the catalyst packing in each section.

Второй реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда реактор пластинчатого типа дополнительно имеет газопроницаемые пробки, с той точки зрения, что катализатор, набитый в пространство между соседними пластинами-теплообменниками, извлекается из секции, и с точек зрения равномерной и легкой набивки катализатора в пространство между соседними пластинами-теплообменниками и легкого регулирования состояния набивки катализатора внутри пространства.The second plate-type reactor is even more efficient when the plate-type reactor additionally has gas-tight plugs, from the point of view that the catalyst packed into the space between adjacent heat exchanger plates is removed from the section, and from the point of view of uniform and easy packing of the catalyst into the space between adjacent heat exchanger plates and easily adjusting the state of the catalyst packing inside the space.

Второй реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда реактор пластинчатого типа имеет первую замковую деталь, газопроницаемую пластину, деталь юбки и вторую замковую деталь, с точек зрения закрепления газопроницаемой пробки на краю каждой секции с достаточной прочностью и облегчения работ присоединения/отсоединения газопроницаемой пробки.The second plate-type reactor is even more efficient when the plate-type reactor has a first locking part, a gas-permeable plate, a skirt part and a second locking part, from the point of view of fixing the gas-tight plug on the edge of each section with sufficient strength and to facilitate the attachment / detachment of the gas-tight plug.

Второй реактор пластинчатого типа является еще более эффективным, когда интервалы для множества перегородок составляют 0,1-1 м, с точки зрения облегчения работы набивки катализатора в каждую секцию.The second plate type reactor is even more efficient when the intervals for the plurality of partitions are 0.1-1 m, in terms of facilitating the operation of the catalyst packing in each section.

В последние годы, химические продукты часто производятся массово на крупномасштабном оборудовании, и реакторы, которые должны устанавливаться в таком производственном оборудовании, увеличиваются в размерах, и количество катализаторов, которое должно набиваться в них также увеличивается. Чрезвычайно важной является равномерная и эффективная набивка катализатора в большой реактор. Особенно в случае реакций, при которых генерируется или поглощается тепло реакции, и увеличение или уменьшение температуры, вызываемое теплом реакции влияет на скорость реакции, на результаты реакции и даже на степень повреждения катализатора, важной целью при конструировании лучшего реактора является предоставление возможности исходному материалу в газообразном, жидком или другом состоянии для вступления в контакт с катализатором.In recent years, chemical products are often mass-produced on large-scale equipment, and the reactors that must be installed in such production equipment are increasing in size, and the number of catalysts that must be packed in them is also increasing. Equally important is the uniform and efficient packing of the catalyst in a large reactor. Especially in the case of reactions in which the reaction heat is generated or absorbed, and the increase or decrease in temperature caused by the reaction heat affects the reaction rate, the reaction results and even the degree of damage to the catalyst, an important goal in designing the best reactor is to enable the source material in gaseous , liquid or other condition for contacting the catalyst.

Во втором способе получения реакционного продукта, реактор пластинчатого типа используют в способе, где исходные материалы содержат: этилен; по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, или, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода; углеводорода, имеющего 4 или более атомов углерода; ксилола и/или нафталина; олефина; карбонильного соединения; кумена гидропероксида; бутена или этилбензола, и реакционный продукт, который должен быть получен, включает: этиленоксид; по меньшей мере, одно соединение из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода; малеиновую кислоту; фталевую кислоту; парафин; спирт; ацетон и фенол; бутадиен или стирол. Поэтому исходные материалы обрабатывают с помощью катализатора, равномерно набитого между пластинами-теплообменниками. По этой причине этот способ производства является еще более эффективным с точки зрения улучшения способа удаления тепла реакции или нагрева при такой каталитической реакции.In a second method for producing a reaction product, a plate type reactor is used in a method where the starting materials comprise: ethylene; at least one compound selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one compound selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 atoms carbon; a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms; xylene and / or naphthalene; olefin; carbonyl compound; cumene hydroperoxide; butene or ethylbenzene, and the reaction product to be obtained includes: ethylene oxide; at least one compound of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms; maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; butadiene or styrene. Therefore, the starting materials are treated with a catalyst uniformly packed between heat exchanger plates. For this reason, this production method is even more effective from the point of view of improving the method of removing heat of reaction or heating in such a catalytic reaction.

Кроме того, в третьем способе получения реакционного продукта, который включает введение исходных материалов в реактор пластинчатого типа, набитый катализатором, и взаимодействие исходных материалов, с получением реакционного продукта, предотвращается увеличение потерь давления реакционной текучей среды, проходящей через катализатор, когда повышается технологическая нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора, и тепло, генерируемое посредством реакции, контролируется соответствующим образом, чтобы тем самым улучшить выход желаемого реакционного продукта, предотвращая, в то же время, возникновение горячих пятен и повреждение катализатора.In addition, in a third method for producing a reaction product, which comprises introducing starting materials into a plate type reactor packed with a catalyst, and reacting the starting materials to produce the reaction product, the pressure loss of the reaction fluid passing through the catalyst is prevented from increasing when the process load of the starting materials increases materials per unit amount of catalyst, and the heat generated by the reaction is controlled accordingly so that increase the yield of the desired reaction product, while preventing the occurrence of hot spots and damage to the catalyst.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:

Фиг.1 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий конфигурацию реактора пластинчатого типа в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.Figure 1 is a view schematically illustrating a configuration of a plate type reactor in accordance with one embodiment of the present invention.

Фиг.2 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий сечение, полученное посредством разрезания реактора пластинчатого типа на фиг.1 вдоль линии A-A'.FIG. 2 is a sectional view illustrating a cross section obtained by cutting the plate type reactor of FIG. 1 along line A-A ′.

Фиг.3 представляет собой вид в разрезе, иллюстрирующий сечение, полученное посредством разрезания реактора пластинчатого типа на фиг.1 вдоль линии B-B'.FIG. 3 is a sectional view illustrating a section obtained by cutting the plate type reactor of FIG. 1 along line B-B '.

Фиг.4 представляет собой вид, иллюстрирующий один из примеров внешнего вида реактора пластинчатого типа на фиг.1,FIG. 4 is a view illustrating one example of the appearance of a plate type reactor in FIG. 1,

Фиг.5 представляет собой вид, показывающий размеры трубок-теплообменников 1.5 is a view showing the dimensions of the heat exchanger tubes 1.

Фиг.6 представляет собой вид, иллюстрирующий пример смесителей для теплоносителя.6 is a view illustrating an example of mixers for the coolant.

Фиг.7 представляет собой вид, иллюстрирующий пример перегородок 7.7 is a view illustrating an example of partitions 7.

Фиг.8 представляет собой вид, иллюстрирующий пример газопроницаемых пробок 8.8 is a view illustrating an example of gas permeable plugs 8.

Фиг.9 представляет собой вид, иллюстрирующий пример состояния газопроницаемой пробки 8, которая вставляется на место.9 is a view illustrating an example of a state of a gas permeable plug 8 that is inserted into place.

Фиг.10 представляет собой вид, иллюстрирующий пример устройств 9 для измерения температуры.10 is a view illustrating an example of temperature measuring devices 9.

Фиг.11 представляет собой вид, иллюстрирующий пример слоев катализатора, сформированных в пространстве между пластинами-теплообменниками 2.11 is a view illustrating an example of catalyst layers formed in the space between the heat exchanger plates 2.

Фиг.12 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий другую форму пластин-теплообменников.12 is a view schematically illustrating another form of heat exchanger plates.

Фиг.13 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий конфигурацию второго варианта осуществления реактора пластинчатого типа по настоящему изобретению.13 is a view schematically illustrating a configuration of a second embodiment of a plate type reactor of the present invention.

Фиг.14 представляет собой вид, иллюстрирующий сечение, полученное посредством разрезания реактора пластинчатого типа на фиг.13 вдоль линии A-A'.Fig. 14 is a view illustrating a cross section obtained by cutting the plate type reactor of Fig. 13 along line A-A '.

Фиг.15 представляет собой вид, иллюстрирующий сечение, полученное посредством разрезания реактора пластинчатого типа на фиг.13 вдоль линии B-B'.Fig. 15 is a view illustrating a cross section obtained by cutting the plate type reactor of Fig. 13 along line B-B '.

Фиг.16 представляет собой вид, иллюстрирующий соседние пластины-теплообменники 2 и перегородки 7, расположенные между ними.16 is a view illustrating adjacent plate heat exchangers 2 and partitions 7 located between them.

Фиг.17 представляет собой вид, иллюстрирующий пример перегородок 7.17 is a view illustrating an example of partitions 7.

Фиг.18 представляет собой вид, иллюстрирующий другой пример перегородок 7.Fig. 18 is a view illustrating another example of partitions 7.

Фиг.19 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример перегородок 7.19 is a view illustrating another example of partitions 7.

Фиг.20 представляет собой вид, иллюстрирующий дополнительный пример перегородок 7.20 is a view illustrating a further example of partitions 7.

Фиг.21 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример перегородок 7.21 is a view illustrating another example of partitions 7.

Фиг.22 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример перегородок 7.Fig is a view illustrating another example of partitions 7.

Фиг.23 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий конфигурацию третьего варианта осуществления реактора пластинчатого типа по настоящему изобретению.23 is a view schematically illustrating a configuration of a third embodiment of a plate type reactor of the present invention.

Фиг.24 представляет собой вид, иллюстрирующий сечение, полученное посредством разрезания реактора пластинчатого типа на фиг.23 вдоль линии A-A'.Fig. 24 is a view illustrating a cross section obtained by cutting the plate type reactor of Fig. 23 along line A-A '.

Фиг.25 представляет собой вид, иллюстрирующий сечение, полученное посредством разрезания реактора пластинчатого типа на фиг.23 вдоль линии B-B'.Fig. 25 is a view illustrating a cross section obtained by cutting the plate type reactor of Fig. 23 along line B-B '.

Фиг.26 представляет собой вид, иллюстрирующий перегородку 7.26 is a view illustrating a partition 7.

Фиг.27 представляет собой вид, иллюстрирующий соседние пластины-теплообменники 2 и перегородки 7, и газопроницаемую пробку 8, расположенную в каждом пространстве между ними.27 is a view illustrating adjacent heat exchanger plates 2 and partitions 7, and a gas permeable plug 8 located in each space between them.

Фиг.28 представляет собой общий вид газопроницаемой пробки 8.Fig. 28 is a perspective view of a gas permeable plug 8.

Фиг.29 представляет собой вид, показывающий действие газопроницаемой пробки 8.29 is a view showing the action of the gas permeable plug 8.

Фиг.30 представляет собой вид, иллюстрирующий структуру свободного присоединения/отсоединения между газопроницаемой пробкой 8 и перегородкой 7.30 is a view illustrating a free attach / detach structure between the gas permeable plug 8 and the baffle 7.

Фиг.31 представляет собой вид, показывающий пример инструментов для использования при отсоединении газопроницаемой пробки 8.31 is a view showing an example of tools for use in disconnecting a gas permeable plug 8.

Фиг.32 представляет собой вид, иллюстрирующий другую структуру свободного присоединения/отсоединения между газопроницаемой пробкой 8 и перегородкой 7.Fig. 32 is a view illustrating another free attach / detach structure between the gas permeable plug 8 and the baffle 7.

Фиг.33 представляет собой вид, иллюстрирующий другой пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению.33 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use in the present invention.

Фиг.34 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению.Fig. 34 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use in the present invention.

Фиг.35 представляет собой вид, иллюстрирующий дополнительный пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению.Fig. 35 is a view illustrating a further example of gas permeable plugs for use in the present invention.

Фиг.36 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению.Fig. 36 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use in the present invention.

Фиг.37 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению.37 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use with the present invention.

Фиг.38 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению.Fig. 38 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use in the present invention.

Фиг.39 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению и конфигурацию для их присоединения/отсоединения/установления.Fig. 39 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use in the present invention and a configuration for attaching / detaching / attaching them.

Фиг.40 представляет собой вид, иллюстрирующий еще один пример газопроницаемых пробок для использования по настоящему изобретению и конфигурацию для присоединения/отсоединения/установления.FIG. 40 is a view illustrating another example of gas permeable plugs for use in the present invention and a configuration for attach / detach / mount.

Фиг.41 показывает вид вертикального разреза реактора пластинчатого типа.Fig. 41 shows a vertical sectional view of a plate type reactor.

Фиг.42 показывает вид вертикального разреза другого реактора пластинчатого типа.Fig. 42 shows a vertical sectional view of another plate type reactor.

Фиг.43 показывает увеличенный вид пластин-теплообменников.Fig. 43 shows an enlarged view of heat exchanger plates.

Описание ссылочных номеров и обозначенийDescription of reference numbers and designations

1, a - c Трубка-теплообменник1, a - c Heat exchanger tube

2, 57 Пластина-теплообменник2, 57 Plate heat exchanger

3 Обкладочная пластина3 cover plate

4 Крепежный стержень4 mounting rod

5 Устройство для введения теплоносителя5 Device for introducing coolant

6 Газораспределительный элемент6 gas distribution element

7 Перегородка7 Partition

8 Газопроницаемая пробка8 Gas tight plug

9 Устройство для измерения температуры9 Temperature measuring device

10, 46 Перфорированная пластина10, 46 Perforated plate

11,12 Кожух11.12 Casing

13, 16, 18 Сопло13, 16, 18 Nozzle

14 Теплообменник14 Heat exchanger

15 Насос15 Pump

17 Распределительная трубка17 distribution pipe

19 Горловина19 Neck

20 Окно20 Window

21 Газопроницаемая пластина21 gas permeable plate

22 Первая деталь юбки22 The first detail of the skirt

23 Вторая деталь юбки23 The second detail of the skirt

24 Замковое окно24 Lock window

25, 50, 51 Замковый выступ25, 50, 51 Castle ledge

26 Опора26 Prop

27 Часть для измерения температуры27 Temperature measuring part

28 Разделительный стержень28 Separation rod

29 Фланец29 flange

30 Соединительный элемент30 Connecting element

31 Кабель31 cable

32 Фланец для установления32 flange to establish

33-35 Проход33-35 passage

36, 43 Слой катализатора36, 43 catalyst layer

37-39, 40-42 Реакционная зона37-39, 40-42 Reaction zone

44 Корпус44 Housing

45 Резервуар для теплоносителя45 Tank for the coolant

47 Регулятор температуры47 temperature controller

48, 48' Узел для введения газа48, 48 'Unit for introducing gas

49, 49' Конечная часть корпуса49, 49 'The end of the body

52 Первая газопроницаемая трубка52 First gas permeable tube

53 Вторая газопроницаемая трубка53 Second gas permeable tube

54 Фланцевый элемент54 flange element

55 Крепежная чека55 Fixing pin

56 Элемент смещения56 Offset Element

58 Вход для реакционного газа58 Reaction gas inlet

59 Выход для реакционного газа59 Outlet for the reaction gas

60-1 Проход для теплоносителя60-1 Passage for the coolant

60-2 Проход для теплоносителя60-2 Passage for the heat carrier

60-3 Проход для теплоносителя60-3 Passage for the heat carrier

61 Отверстие для введения теплоносителя61 Hole for the introduction of coolant

P Расстояние между парой пластин-теплообменниковP Distance between a pair of heat exchanger plates

L Период гофрировкиL Corrugation period

H Высота гофрировкиH Corrugation Height

Y Стрелка, показывающая направление протекания теплоносителяY An arrow showing the flow direction of the coolant

x Расстояниеx distance

Первый реактор пластинчатого типаThe first plate type reactor

Первый реактор пластинчатого типа имеет реакционную емкость для взаимодействия внутри нее газообразных исходных материалов, множество пластин-теплообменников, расположенных в реакционной емкости бок о бок и устройство для введения теплоносителя, для подачи теплоносителя, имеющего желаемую температуру, в пластины-теплообменники.The first plate type reactor has a reaction vessel for reacting gaseous starting materials within it, a plurality of heat exchanger plates located side by side in the reaction vessel, and a device for introducing a heat carrier to supply a heat carrier having a desired temperature to the heat exchanger plates.

В качестве реакционной емкости, может использоваться емкость, которая является пригодной для введения в нее газообразных исходных материалов (газа исходных материалов) и для высвобождения из нее газообразного продукта, и в которой множество пластин-теплообменников удерживаются бок о бок. Поскольку реакторы пластинчатого типа, как правило, используют для реакций, осуществляемых в атмосфере с повышенным давлением, является предпочтительным, чтобы реакционная емкость представляла собой емкость высокого давления, которая может выдерживать внутреннее давление 3000 кПа (килопаскаль). Примеры такой реакционной емкости включают: оболочку, включающую цилиндрическую часть или сочетание частей с цилиндрической частью; оболочку, в которой внутри имеется разделение с помощью одного или нескольких пластинчатых элементов, так что внутри нее удерживается множество пластин-теплообменников; и емкость, имеющую внутреннюю полость в форме параллелепипеда, окруженную элементами, составляющими плоские внутренние поверхности, так что внутри нее удерживается множество пластин-теплообменников.As a reaction vessel, a vessel can be used that is suitable for introducing gaseous starting materials (gas of starting materials) into it and for releasing a gaseous product from it, and in which a plurality of heat exchanger plates are held side by side. Since plate type reactors are typically used for reactions carried out in an atmosphere with a high pressure, it is preferable that the reaction vessel be a high-pressure vessel that can withstand an internal pressure of 3000 kPa (kilopascals). Examples of such a reaction vessel include: a shell comprising a cylindrical part or a combination of parts with a cylindrical part; a shell in which there is a separation inside with one or more plate elements, so that many heat exchanger plates are held inside; and a container having an internal cavity in the form of a parallelepiped, surrounded by elements making up flat internal surfaces, so that many heat exchanger plates are held inside it.

Каждая из пластин-теплообменников содержат множество трубок-теплообменников, соединенных друг с другом в вертикальном направлении на периферии или на краях формы поперечного сечения. А именно, пластины-теплообменники представляют собой пластинчатые объекты, каждый из которых содержит множество трубок-теплообменников, расположенных в виде ряда. В каждой пластине-теплообменнике, трубки-теплообменники могут быть непосредственно соединены друг с другом или могут опосредованно соединяться друг с другом через соответствующий элемент, например, пластину или изогнутый патрубок. С точки зрения изготовления пластин-теплообменников с низкой стоимостью, является предпочтительным, чтобы каждая пластина-теплообменник формировалась посредством соединения двух стальных листов, каждый из которых формируется в виде формы, содержащей половинки формы поперечного сечения трубки-теплообменника, которые могут располагаться в виде ряда, непосредственно или опосредованно.Each of the heat exchanger plates contains a plurality of heat exchanger tubes connected to each other in a vertical direction at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape. Namely, plate heat exchangers are plate objects, each of which contains a plurality of heat exchanger tubes arranged in a row. In each heat exchanger plate, the heat exchanger tubes can be directly connected to each other or can indirectly be connected to each other through a corresponding element, for example, a plate or a bent pipe. From the point of view of manufacturing low cost heat exchanger plates, it is preferable that each heat exchanger plate is formed by joining two steel sheets, each of which is formed into a mold containing half cross-sectional shapes of the heat exchanger tube, which may be arranged in a row, directly or indirectly.

Интервалы пластин-теплообменников устанавливают в соответствии с конструктивным значением, и пластины-теплообменники могут располагаться через равные интервалы или через различные интервалы двух или более видов. Например, в случае реакционной емкости, имеющей прямоугольную внутреннюю форму, пластины-теплообменники располагаются так, что оси соответствующих пластины-теплообменники являются параллельными друг другу и оси соответствующих трубок-теплообменников в каждой пластине-теплообменнике являются параллельными осям в других пластинах-теплообменниках. Кроме того, в случае, например, реакционной емкости, имеющей цилиндрическую внутреннюю полость, пластины-теплообменники могут располагаться образом, описанным выше, или могут располагаться так, что оси пластин-теплообменников ориентируются вдоль радиальных направлений поперечного сечения реакционной емкости и оси трубок-теплообменников в каждой пластине-теплообменнике являются параллельными осям в других пластинах-теплообменниках (то есть, располагаются радиально).The intervals of the plate heat exchangers are set in accordance with the design value, and the plate heat exchangers can be arranged at regular intervals or at different intervals of two or more kinds. For example, in the case of a reaction vessel having a rectangular internal shape, the heat exchanger plates are positioned so that the axes of the respective heat exchanger plates and the axes of the respective heat exchanger tubes in each heat exchanger plate are parallel to the axes in the other heat exchanger plates. In addition, in the case of, for example, a reaction vessel having a cylindrical internal cavity, the heat exchanger plates can be arranged as described above, or they can be arranged so that the axes of the heat exchanger plates are oriented along the radial directions of the cross section of the reaction vessel and the axis of the heat exchanger tubes in each heat exchanger plate is parallel to the axes in the other heat exchanger plates (that is, they are arranged radially).

Количество пластин-теплообменников, которые должны удерживаться в реакционной емкости, не ограничивается как-либо. Практически, их количество определяется количеством катализатора, необходимого для реакции. Обычно их количество составляет от десятков до нескольких сотен. С точки зрения реализации высокой производительности при промышленном получении реакционного продукта, количество пластин-теплообменников, которое должно удерживаться в реакционной емкости, предпочтительно представляет собой такое количество, что общий объем пространства между пластинами-теплообменниками составляет 3 л (литра) или больше, более предпочтительно, представляет собой такое количество, что их общий объем составляет 100 л или больше, еще более предпочтительно, представляет собой такое количество, что общий объем их составляет 250 л или больше. В случае, когда промежуточные вставки должны вставляться в пространство между пластинами-теплообменниками, объем каждой секции, окруженной промежуточными вставками и пластинами-теплообменниками, предпочтительно составляет 1 л или больше, более предпочтительно, 10 л или больше.The number of heat exchanger plates to be held in the reaction vessel is not limited in any way. In practice, their amount is determined by the amount of catalyst required for the reaction. Typically, their number is from tens to several hundred. From the point of view of realizing high productivity in the industrial production of the reaction product, the number of heat exchanger plates to be held in the reaction vessel is preferably such that the total space between the heat exchanger plates is 3 l (liter) or more, more preferably represents such an amount that their total volume is 100 l or more, even more preferably, represents such an amount that their total volume is 250 l or more. In the case where the intermediate inserts are to be inserted into the space between the heat exchanger plates, the volume of each section surrounded by the intermediate inserts and the heat exchanger plates is preferably 1 l or more, more preferably 10 l or more.

Расстояние между осями пластин-теплообменников, удерживаемых в реакционной емкости, равно 10-50 мм, с точки зрения достаточного контроля температуры реакции при газофазной каталитической реакции. Термин "ось пластины-теплообменника" имеет следующее значение. В сечении пластины-теплообменника, полученном посредством разрезания пластины-теплообменника, если смотреть из пространства около нее, вдоль направления прохождения газа через пространство, когда все трубки-теплообменники в пластине-теплообменнике соединяются на прямой линии, это прямая линия представляет собой ось пластин-теплообменников. Когда соединительные детали всех трубок-теплообменников не представлены на прямой лини, ось этой пластины-теплообменника представляет собой прямую линию, проходящую через средние точки между двумя параллельными линиями, между которыми заключаются все соединительные детали.The distance between the axes of the heat exchanger plates held in the reaction vessel is 10-50 mm, from the point of view of sufficient control of the reaction temperature in the gas-phase catalytic reaction. The term "axis of the heat exchanger plate" has the following meaning. In the cross section of the heat exchanger plate, obtained by cutting the heat exchanger plate, when viewed from the space near it, along the direction of gas passage through the space, when all the heat exchanger tubes in the heat exchanger plate are connected in a straight line, this straight line represents the axis of the heat exchanger plates . When the connecting parts of all heat exchanger tubes are not shown on a straight line, the axis of this heat exchanger plate is a straight line passing through the midpoints between two parallel lines between which all connecting parts are located.

Расстояние между осями пластин-теплообменников предпочтительно составляет 10-50 мм (в 1,1-5 раз превышает сумму половины ширины трубок-теплообменников в одной из соседних пластин-теплообменников и половины ширины трубок-теплообменников в другой), более предпочтительно, 10-40 мм, еще более предпочтительно, 20-35 мм, в терминах среднего значения, с точки зрения эффективного удаления тепла, сопровождающего реакцию, чтобы тем самым предотвратить повреждение катализатора из-за возникновения горячих пятен в слое катализатора (в случае экзотермической реакции), в то же время, регулируя температуру всех слоев катализатора до значения в оптимальном диапазоне и тем самым получая высокое преобразование и в высшей степени удовлетворительные результаты реакции.The distance between the axes of the heat exchanger plates is preferably 10-50 mm (1.1-5 times greater than the sum of half the width of the heat exchanger tubes in one of the adjacent heat exchanger plates and half the width of the heat exchanger tubes in the other), more preferably 10-40 mm, even more preferably 20-35 mm, in terms of the average value, from the point of view of efficient removal of heat accompanying the reaction, thereby preventing damage to the catalyst due to hot spots in the catalyst bed (in the case of exothermic reaction) at the same time, adjusting the temperature of the catalyst layer to a value within an optimum range and thus high conversion yield and highly satisfactory reaction results.

Расстояние между осями пластин-теплообменников зависит также от диаметра катализатора (обычно, предпочтительно, 1-10 мм, в случае промышленных катализаторов) и от химической активности катализатора, и даже от высокотемпературных рабочих характеристик катализатора. По отношению к удалению тепла реакции, контроль реакции становится проще, когда расстояние между осями пластин-теплообменников становится меньше. Однако когда расстояние между осями пластин-теплообменников составляет не больше чем 5-10 диаметров катализатора, имеются случаи, когда происходит сводообразование во время набивки катализатора, что приводит к уменьшению плотности набивки.The distance between the axes of the plate heat exchangers also depends on the diameter of the catalyst (usually, preferably 1-10 mm, in the case of industrial catalysts) and on the chemical activity of the catalyst, and even on the high temperature performance of the catalyst. With respect to the removal of reaction heat, the control of the reaction becomes easier when the distance between the axes of the heat exchanger plates becomes smaller. However, when the distance between the axes of the heat exchanger plates is not more than 5-10 diameters of the catalyst, there are cases when arching occurs during catalyst packing, which leads to a decrease in packing density.

В реакционной емкости, пластины-теплообменники могут располагаться так, что поверхностные выступы на одной пластине-теплообменнике находятся напротив выступов на поверхности другой, или могут располагаться так, что выступы на поверхности одной пластины-теплообменника находятся напротив бороздок на поверхности другой пластины-теплообменника.In the reaction vessel, the heat exchanger plates can be positioned so that the surface protrusions on one heat exchanger plate are opposite the protrusions on the surface of the other, or they can be located so that the protrusions on the surface of one heat exchanger plate are opposite the grooves on the surface of the other heat exchanger plate.

Как правило, трубки-теплообменники располагаются так, что когда пластины-теплообменники удерживаются в реакционной емкости, оси трубок-теплообменников простираются в направлении, которое пересекается с направлением прохождения газа в реакционной емкости. В этом случае, угол между осями трубок-теплообменников и направлением прохождения газа в реакционной емкости не ограничивается как-либо, постольку, поскольку оси трубок-теплообменников пересекают направления прохождения газа в реакционной емкости. С точки зрения контроля реакция исходных материалов посредством регулировки температуры теплоносителя в трубках-теплообменниках, более предпочтительно, трубки-теплообменники располагаются так, что оси трубок-теплообменников являются перпендикулярными направлению прохождения газа в реакционной емкости, то есть, направление потока, в котором теплоноситель протекает через трубки-теплообменники, является перпендикулярным направлению прохождения газа в реакционной емкости.Typically, the heat exchanger tubes are arranged so that when the heat exchanger plates are held in the reaction vessel, the axes of the heat exchanger tubes extend in a direction that intersects with the direction of gas flow in the reaction vessel. In this case, the angle between the axes of the heat exchanger tubes and the direction of gas passage in the reaction vessel is not limited in any way insofar as the axes of the heat exchanger tubes intersect the directions of gas passage in the reaction vessel. From a control point of view, the reaction of the starting materials by adjusting the temperature of the heat carrier in the heat exchanger tubes, more preferably, the heat exchanger tubes are arranged so that the axes of the heat exchanger tubes are perpendicular to the direction of gas flow in the reaction vessel, that is, the direction of flow in which the heat carrier flows through heat exchanger tubes is perpendicular to the direction of gas flow in the reaction vessel.

Трубки-теплообменники состоят из материала, имеющего такую теплопроводность, что осуществляется теплообмен между теплоносителем, присутствующем в трубках-теплообменниках, и слоями катализатора в контакте с наружными поверхностями трубок-теплообменников. Примеры такого материала включают нержавеющие стали, углеродистую сталь, Hastelloy, титан, алюминий, инженерные пластики и медь. Является предпочтительным использование нержавеющей стали. Предпочтительные нержавеющие стали представляют собой 304, 304L, 316 и 316L. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников может представлять собой круговую, приблизительно круговую форму, такую как эллиптическая форма или форма мяча для регби, форму листа, сформированную посредством симметричного соединения круговых дуг, или многоугольную форму, например, прямоугольник, или может представлять собой форму, составляющую сочетание двух или более из них. Термин "периферия формы поперечного сечения трубки-теплообменники" означает периферию круга, в то время как термин "края формы поперечного сечения трубки-теплообменники" означает края по отношению к большой оси приблизительно круговой формы или угловые края многоугольной формы.Heat exchanger tubes consist of a material having such heat conductivity that heat is exchanged between the heat carrier present in the heat exchanger tubes and the catalyst layers in contact with the outer surfaces of the heat exchanger tubes. Examples of such material include stainless steels, carbon steel, Hastelloy, titanium, aluminum, engineering plastics, and copper. The use of stainless steel is preferred. Preferred stainless steels are 304, 304L, 316 and 316L. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes may be a circular, approximately circular shape, such as an elliptical shape or a rugby ball shape, a sheet shape formed by symmetrical joining of circular arcs, or a polygonal shape, such as a rectangle, or may be a shape constituting a combination of two or more of them. The term "tube cross-sectional shape-heat exchangers" means the periphery of a circle, while the term "tube cross-sectional shape-heat exchangers" means edges with respect to a major axis of approximately circular shape or angular edges of a polygonal shape.

В каждой пластине-теплообменнике, диаметр трубок-теплообменников, как измерено в аксиальном направлении пластин-теплообменников, предпочтительно равен 10-100 мм, более предпочтительно, 15-70 мм, еще более предпочтительно, 20-50 мм, с точки зрения обеспечения достаточной (1) изгибной (на изгиб) жесткости в направлении, перпендикулярном как оси пластин-теплообменников, так и осям трубок-теплообменников, (2) формуемости формы трубок-теплообменников и точности формования, и (3) площади поверхностей теплообмена, необходимых для удаления тепла реакции, и с точки зрения получения (4) соответствующего распределения потока реакционного газа и умеренного коэффициента теплопередачи слоя катализатора, и (5) умеренной скорости потока и коэффициента теплопередачи теплоносителя в трубках-теплообменниках.In each heat exchanger plate, the diameter of the heat exchanger tubes, as measured in the axial direction of the heat exchanger plates, is preferably 10-100 mm, more preferably 15-70 mm, even more preferably 20-50 mm, from the point of view of ensuring sufficient ( 1) bending (bending) stiffness in a direction perpendicular to both the axis of the heat exchanger plates and the axes of the heat exchanger tubes, (2) the formability of the shape of the heat exchanger tubes and the molding accuracy, and (3) the heat exchange surface area needed to remove the reaction heat , and from the point of view of obtaining (4) the corresponding distribution of the flow of the reaction gas and the moderate heat transfer coefficient of the catalyst layer, and (5) the moderate flow velocity and heat transfer coefficient of the coolant in the heat exchanger tubes.

В каждой пластине-теплообменнике, радиус трубок-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном оси пластин-теплообменников, равен 1,5-25 мм, с точки зрения достаточного контроля температуры реакции при газофазных каталитических реакциях. Радиус трубок-теплообменников предпочтительно равен 1,5-25 мм, более предпочтительно, 3-20 мм, еще более предпочтительно, 5-15 мм, с точки зрения (1) контроля расстояния между соседними пластинами-теплообменниками, в соответствии с теплом реакции, генерируемым между пластинами-теплообменниками, и тем самым регулирования температуры слоя катализатора, с точки зрения обеспечения достаточной (2) площади поверхностей теплообмена, необходимых для удаления тепла реакции, и (3) формуемости формы трубок-теплообменников и точности формования, и с точки зрения получения (4) умеренного распределения скоростей турбулентного потока реакционного газа и умеренного коэффициента теплопередачи слоя катализатора, (5) умеренных потерь давления реакционного газа и (6) умеренной скорости потока и коэффициента теплопередачи теплоносителя в трубках-теплообменниках.In each heat exchanger plate, the radius of the heat exchanger tubes, as measured in the direction perpendicular to the axis of the heat exchanger plates, is 1.5-25 mm, from the point of view of sufficient control of the reaction temperature during gas-phase catalytic reactions. The radius of the heat exchanger tubes is preferably 1.5–25 mm, more preferably 3–20 mm, even more preferably 5–15 mm, from the point of view of (1) controlling the distance between adjacent heat exchanger plates, in accordance with the reaction heat, generated between the heat exchanger plates, and thereby controlling the temperature of the catalyst layer, from the point of view of providing sufficient (2) heat exchange surface area needed to remove the reaction heat, and (3) the formability of the shape of the heat exchanger tubes and the molding accuracy, and from the point of eniya obtaining (4) moderate distribution of turbulent flow of the reaction gas velocity, and moderate heat transfer coefficient of catalyst layer (5) moderate pressure loss of the reaction gas, and (6) a moderate flow velocity and heat transfer coefficient of the coolant-tubes in heat exchangers.

В реакторе пластинчатого типа, расстояние между пластинами-теплообменниками регулируется для цели контроля температуры слоев катализатора. Радиус трубок-теплообменников, как измерено в аксиальном направлении каждой пластины-теплообменника, и их радиус, как измерено в направлении, перпендикулярном оси, которые были описаны выше, связаны с расстоянием между пластинами-теплообменниками, а также с диаметром частиц катализатора. Когда эти радиусы находятся в диапазонах, показанных выше, эта цель может быть достигнута.In a plate type reactor, the distance between the heat exchanger plates is adjusted to control the temperature of the catalyst beds. The radius of the heat exchanger tubes, as measured in the axial direction of each heat exchanger plate, and their radius, as measured in the direction perpendicular to the axis described above, are related to the distance between the heat exchanger plates and also to the diameter of the catalyst particles. When these radii are in the ranges shown above, this goal can be achieved.

Вообще говоря, в каждой пластине-теплообменнике, множество трубок-теплообменников могут иметь одинаковую форму поперечного сечения и размер или могут различаться по форме поперечного сечения или по размеру.Generally speaking, in each heat exchanger plate, the plurality of heat exchanger tubes may have the same cross-sectional shape and size, or may vary in cross-sectional shape or size.

Длина в аксиальном направлении трубок-теплообменников не ограничивается как-либо. Однако их длина, как правило, равна 0,5-20 м. С точки зрения массового производства реакционного продукта, длина в аксиальном направлении трубок-теплообменников предпочтительно равна 3-15 м, более предпочтительно, 6-10 м.The axial length of the heat exchanger tubes is not limited in any way. However, their length is usually 0.5-20 m. From the point of view of mass production of the reaction product, the axial length of the heat exchanger tubes is preferably 3-15 m, more preferably 6-10 m.

Длина каждой пластины-теплообменника, как измерено в ее аксиальном направлении (то есть, в направлении соединения трубок-теплообменников, в сечении трубок-теплообменников, которое перпендикулярно осям трубок-теплообменников) предпочтительно равна 5 м или меньше, более предпочтительно, 0,5-2 м, еще более предпочтительно, 0,5-1,5 м, с точки зрения предотвращения изгиба или иной деформации пластин-теплообменников, удерживаемых в реакционной емкости.The length of each heat exchanger plate, as measured in its axial direction (i.e., in the direction of connection of the heat exchanger tubes, in a section of the heat exchanger tubes that is perpendicular to the axes of the heat exchanger tubes) is preferably 5 m or less, more preferably 0.5- 2 m, even more preferably 0.5-1.5 m, from the point of view of preventing bending or other deformation of the heat exchanger plates held in the reaction vessel.

Стандарты ширины листов и доступность стальных листов для использования при изготовлении пластин-теплообменников также важны для изготовления практичных и недорогих пластин-теплообменников. Обычно, размеры доступных стальных листов составляют 1,5-2 м или меньше, также и на международном рынке. Следовательно, когда желательной является ширина листа, превышающая такой практичный размер, можно соединять два или более стальных листов и использовать соединенный лист. Однако имеются случаи, когда формуемость деталей из соединенных стальных листов приводит к уменьшению точности формования.Sheet width standards and the availability of steel sheets for use in the manufacture of plate heat exchangers are also important for the manufacture of practical and inexpensive plate heat exchangers. Typically, the sizes of available steel sheets are 1.5-2 m or less, also in the international market. Therefore, when a sheet width exceeding such a practical size is desired, two or more steel sheets can be joined and a joined sheet can be used. However, there are cases where the formability of parts from connected steel sheets leads to a decrease in molding accuracy.

Для реализации конструктивного значения расстояния между поверхностями пластин-теплообменников, отклонения, связанные с формованием стальных листов, являются важными. Отклонения, связанные с формованием стальных листов, включают отклонения, измеренные в аксиальном направлении трубок-теплообменников, и отклонения, измеренные в направлении соединения трубок-теплообменников, и оба вида отклонений являются важными. В особенности, когда расстояние между поверхностями пластин-теплообменников изменяется в направлении протекания реакционного газа (обычно, в направлении соединения трубок-теплообменников), точность формования формы трубок-теплообменников, в терминах точности в направлении протекания реакционного газа, является особенно важной. С точки зрения уменьшения таких отклонений до желаемого значения или ниже него, длина в аксиальном направлении пластин-теплообменников предпочтительно составляет 2 м или меньше.To realize the structural value of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers, the deviations associated with the formation of steel sheets are important. Deviations associated with the formation of steel sheets include deviations measured in the axial direction of the heat exchanger tubes, and deviations measured in the direction of connection of the heat exchanger tubes, and both types of deviations are important. In particular, when the distance between the surfaces of the heat exchanger plates changes in the direction of flow of the reaction gas (usually in the direction of connection of the heat exchanger tubes), the accuracy of forming the shape of the heat exchanger tubes, in terms of accuracy in the direction of flow of the reaction gas, is especially important. From the point of view of reducing such deviations to or below the desired value, the axial length of the heat exchanger plates is preferably 2 m or less.

Конструктивное значение расстояния между поверхностями противоположных пластин-теплообменников равно 5-50 мм. Термин "расстояние между поверхностями пластин-теплообменников" означает расстояние в пространстве между противоположными пластинами-теплообменниками, между поверхностями пластин-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном плоскости, по отношению к которой плоскости, состоящие из осей пластин-теплообменников, являются эквидистантными. Альтернативно, термин "расстояние между поверхностями пластин-теплообменников" имеет следующее значение. В сечении пластин-теплообменников, сформированном посредством разрезания пластин-теплообменников, если смотреть из соседнего с ними пространства вдоль направления прохождения газа через пространство, этот термин означает расстояние между поверхностями пластин-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном линии, по отношению к которой оси пластин-теплообменников являются эквидистантными. Когда трубки-теплообменники должны присоединяться к устройству для введения теплоносителя, трубки-теплообменники, как правило, соединяются с устройством для введения теплоносителя с помощью сварки для предотвращения утечки теплоносителя в реакционную емкость и для предотвращения утечки газа из реакционной емкости в трубки-теплообменники или в устройство для введения теплоносителя. Следовательно, пластины-теплообменники, как правило, необратимо фиксируются в реакционной емкости. Поэтому, расположение пластин-теплообменников в реакционной емкости, как правило, задается на основе конструктивного значения в соответствии с желаемыми результатами реакции.The design value of the distance between the surfaces of the opposing heat exchanger plates is 5-50 mm. The term "distance between the surfaces of the heat exchanger plates" means the distance in space between the opposing heat exchanger plates, between the surfaces of the heat exchanger plates, as measured in a direction perpendicular to the plane with respect to which the planes consisting of the axes of the heat exchanger plates are equidistant. Alternatively, the term "distance between the surfaces of the plate heat exchangers" has the following meaning. In a section of heat exchanger plates formed by cutting heat exchanger plates, when viewed from a space adjacent to them along the direction of gas passage through space, this term refers to the distance between the surfaces of the heat exchanger plates, as measured in a direction perpendicular to the line with respect to which the axis heat exchanger plates are equidistant. When the heat exchanger tubes are to be connected to the heat transfer device, the heat exchanger tubes are generally connected to the heat transfer device by welding to prevent leakage of the heat carrier into the reaction vessel and to prevent gas leakage from the reaction vessel to the heat exchanger tubes or device for the introduction of coolant. Consequently, heat exchanger plates are typically irreversibly fixed in the reaction vessel. Therefore, the location of the heat exchanger plates in the reaction vessel is typically set based on the design value in accordance with the desired reaction results.

Конструктивное значение может определяться на основе требований к контролю реакций и к результатам реакции. Требования к контролю реакции могут определяться, например, на основе верхнего предела абсолютного значения пиковой температуры слоев катализатора в течение реакции. По отношению к результатам реакции, требования могут определяться, например, в основном на основе выхода продукта, в то же время, принимая в расчет преобразование исходных материалов и селективность по отношению к продукту. Конструктивное значение определяется в терминах толщины слоев катализатора, то есть, расстояния между поверхностями пластин-теплообменников, которое удовлетворяет требованиям к контролю реакции и требованиям к результатам реакции, в то же время, принимая в расчет другие факторы, такие как вид катализатора, композицию и скорость потока газа исходных материалов, температуру теплоносителя, и тому подобное. Вообще говоря, пиковая температура слоев катализатора представляет собой максимальную температуру слоев катализатора в экзотермических реакциях и представляет собой минимальную температуру слоев катализатора в эндотермических реакциях.The design value can be determined based on the requirements for the control of the reactions and the reaction results. The requirements for the control of the reaction can be determined, for example, based on the upper limit of the absolute value of the peak temperature of the catalyst layers during the reaction. With respect to the reaction results, requirements can be determined, for example, mainly on the basis of the product yield, at the same time, taking into account the conversion of the starting materials and the selectivity with respect to the product. The structural value is defined in terms of the thickness of the catalyst layers, i.e., the distance between the surfaces of the heat exchanger plates, which satisfies the requirements for the reaction control and the requirements for the reaction results, at the same time, taking into account other factors, such as the type of catalyst, composition and speed the flow of gas source materials, the temperature of the coolant, and the like. Generally speaking, the peak temperature of the catalyst layers represents the maximum temperature of the catalyst layers in exothermic reactions and represents the minimum temperature of the catalyst layers in endothermic reactions.

Конструктивное значение может определяться посредством: вычислений, основанных на компьютерном моделировании; эксперимента с использованием устройства для исследования, такого как реактор пластинчатого типа, имеющий простую конфигурацию, например, имеющий только одну пару пластин-теплообменников, или компактный реактор пластинчатого типа, имеющий общую емкость набивки катализатора примерно 3 л; или эксперимента с использованием трубчатого устройства для исследования реакции, содержащего одну реакционную трубку, набитую катализатором, и кожух для циркуляции теплоносителя вокруг реакционной трубки. Компьютерное моделирование может осуществляться с использованием программного обеспечения, такого, например, как CFX, производится Ansys, Inc., STAR-CD, производится CD-adapco Company, или gPROMS, производится PSE Ltd.The constructive value can be determined by: computations based on computer modeling; experiment using a research device such as a plate type reactor having a simple configuration, for example having only one pair of plate heat exchangers, or a compact plate type reactor having a total catalyst packing capacity of about 3 L; or an experiment using a tubular device for studying the reaction, containing one reaction tube packed with a catalyst, and a casing for circulating the coolant around the reaction tube. Computer simulations can be performed using software such as, for example, CFX, produced by Ansys, Inc., STAR-CD, produced by CD-adapco Company, or gPROMS, produced by PSE Ltd.

Конструктивное значение предпочтительно составляет 5-50 мм, более предпочтительно, 7-30 мм, еще более предпочтительно, 10-25 мм, с точек зрения точного контроля реакции, результатов реакции (выхода или селективности реакции) и производительности для реакционного продукта на единичное количество катализатора (часовой объемный выход). С точки зрения предоставления катализатору возможности для достижения высокой производительности, предпочтительным является меньшее расстояние между поверхностями пластин-теплообменников, поскольку контроль температуры является более простым и возможен прецизионный контроль реакции. Однако расстояние между поверхностями пластин-теплообменников ограничивается также диаметром частиц катализатора, которые должны вставляться. Диаметр частиц катализатора 1-10 мм часто используют в промышленных катализаторах, и конструктивное значение может предпочтительно определяться в пределах диапазона, показанного выше, а также с точки зрения этих требований.The design value is preferably 5-50 mm, more preferably 7-30 mm, even more preferably 10-25 mm, in terms of precise control of the reaction, reaction results (yield or selectivity of the reaction) and productivity for the reaction product per unit amount of catalyst (hourly volume output). From the point of view of providing the catalyst with the ability to achieve high performance, it is preferable to have a smaller distance between the surfaces of the heat exchanger plates, since temperature control is simpler and precise reaction control is possible. However, the distance between the surfaces of the heat exchanger plates is also limited by the diameter of the catalyst particles to be inserted. The particle diameter of the catalyst of 1-10 mm is often used in industrial catalysts, and the design value can preferably be determined within the range shown above, as well as from the point of view of these requirements.

Отклонение реального значения от конструктивного значения расстояния между поверхностями противоположных пластин-теплообменников (реальное значение) - (конструктивное значение) составляет от -0,6 до +2,0 мм. Здесь, "-" означает, что реальное значение меньше, чем конструктивное значение, в то же время, "+" означает, что реальное значение больше, чем конструктивное значение.The deviation of the real value from the design value of the distance between the surfaces of the opposing heat exchanger plates (real value) - (design value) is from -0.6 to +2.0 mm. Here, “-” means that the real value is less than the constructive value, at the same time, “+” means that the real value is greater than the constructive value.

Пока расстояние между поверхностями пластин-теплообменников находится в пределах 5-50 мм, расстояние может представлять собой расстояние между любыми участками, расположенными на поверхностях противоположных пластин-теплообменников. Например, когда трубка-теплообменник, расположенная в крайнем переднем положении в направлении прохождения газа исходных материалов в реакционной емкости, среди трубок-теплообменников, содержащихся в каждой пластине-теплообменнике, упоминается как трубка-теплообменник A, тогда термин "расстояние между поверхностями пластин-теплообменников" может означать расстояние между выступами, принадлежащими трубкам-теплообменникам A пары противоположных пластин-теплообменников, или может означать расстояние между бороздками, принадлежащими соединенным деталям, сформированным посредством соединения трубок-теплообменников A с соседними трубками-теплообменниками на задней стороне в паре противоположных пластин-теплообменников, или может означать расстояние между бороздкой, принадлежащей соединенной детали, сформированной посредством соединения трубки-теплообменника A с соседней расположенной на задней стороне трубкой-теплообменником в одной или другой из пары противоположных пластин-теплообменников и выступом, принадлежащим трубке-теплообменнику A второй пластины из пары.As long as the distance between the surfaces of the heat exchanger plates is within the range of 5-50 mm, the distance can be the distance between any areas located on the surfaces of the opposing heat exchanger plates. For example, when a heat exchanger tube located in its forward position in the direction of passage of the source gas in the reaction vessel among heat exchanger tubes contained in each heat exchanger plate is referred to as heat exchanger tube A, then the term “distance between the surfaces of the heat exchanger plates "may mean the distance between the protrusions belonging to the heat exchanger tubes A of the pair of opposing heat exchanger plates, or may mean the distance between the grooves belonging to single parts formed by connecting heat exchanger tubes A to adjacent heat exchanger tubes on the back side of a pair of opposed heat exchanger plates, or may mean the distance between the groove belonging to the connected part formed by connecting the heat exchanger tube A to an adjacent rear tube a heat exchanger in one or the other of a pair of opposing heat exchanger plates and a protrusion belonging to the heat exchanger tube A of the second plate from macaws.

Расстояние между поверхностями пластин-теплообменников может измеряться, например, посредством вставки стержня, имеющего такую же толщину, как конструктивное значение расстояния между поверхностями. Альтернативно, расстояние между поверхностями пластин-теплообменников может измеряться с помощью способа, в котором измерительный элемент, содержащий элемент вставляемого стержня, должен вставляться в пространство, и элемент измерительного стержня, имеющий такую же длину, как конструктивное значение и расположенный на краю элемента вставляемого стержня, перпендикулярно к оси элемента вставляемого стержня, вставляется в пространство и, в момент времени, когда края элемента измерительного стержня вступают в контакт с поверхностями пластин-теплообменников в пространстве, измеряют угол или угол вращения оси элемента вставляемого стержня. Из этого угла, может определяться расстояние между теми участками поверхностей пластин-теплообменников, которые вступают в контакт с элементом измерительного стержня.The distance between the surfaces of the plate heat exchangers can be measured, for example, by inserting a rod having the same thickness as the design value of the distance between the surfaces. Alternatively, the distance between the surfaces of the heat exchanger plates can be measured using a method in which a measuring element comprising an insertion rod element is inserted into space, and a measurement rod element having the same length as the structural value and located on the edge of the insertion rod element, perpendicular to the axis of the element of the inserted rod, is inserted into the space and, at the time when the edges of the element of the measuring rod come into contact with the surfaces of the pl Steen-exchangers in space is measured angle or angle of rotation axis of the rod member is inserted. From this angle, the distance between those surface sections of the heat exchanger plates that come into contact with the element of the measuring rod can be determined.

Когда отклонение реального значения от конструктивного значения больше, чем +2,0 мм, имеются случаи, когда невозможно осуществление достаточного контроля реакций, замедления резкого увеличения скорости реакции, предотвращения повреждения катализатора и предотвращения уменьшения выхода реакции. Когда отклонение реального значения от конструктивного значения представляет собой значение, которое ниже -0,6 мм, имеются случаи, когда введение катализатора в пространства между пластинами-теплообменниками может встретить трудности, или случаи, в которых, даже когда катализатор вводится без увеличения трудностей, сформированные слои катализатора имеют пониженную плотность набивки, которая приводит к дефициту количества катализатора и делает невозможным достижение желаемого преобразования. С точки зрения более точного контроля реакции, отклонение реального значения от конструктивного значения предпочтительно составляет от -0,5 до +1,5 мм, более предпочтительно, от -0,5 до +1,0 мм, еще более предпочтительно, от -0,3 до +1,0 мм.When the deviation of the real value from the design value is more than +2.0 mm, there are cases when it is not possible to sufficiently control the reactions, slow down the sharp increase in the reaction rate, prevent damage to the catalyst and prevent a decrease in the yield of the reaction. When the deviation of the real value from the design value is a value that is lower than -0.6 mm, there are cases where the introduction of the catalyst into the spaces between the heat exchanger plates may encounter difficulties, or cases in which, even when the catalyst is introduced without increasing the difficulties, formed the catalyst layers have a reduced packing density, which leads to a deficiency in the amount of catalyst and makes it impossible to achieve the desired conversion. From the point of view of more precise control of the reaction, the deviation of the real value from the design value is preferably from -0.5 to +1.5 mm, more preferably from -0.5 to +1.0 mm, even more preferably from -0 , 3 to +1.0 mm.

Наиболее предпочтительно, чтобы отклонение реального значения от конструктивного значения находилось в пределах от -0,6 до +2,0 мм по всему реактору пластинчатого типа. Однако, с точки зрения достижения, как предотвращения резкого увеличения скорости реакции, так и поддержания высокой производительности, является желательным, чтобы отклонение каждого, по меньшей мере, из 50% от всех реальных значений от конструктивного значения находилось в пределах от -0,6 до +2,0 мм, и является предпочтительным, чтобы отклонение каждого, по меньшей мере, из 70% всех реальных значений от конструктивного значения находилось в пределах от -0,6 до +2,0 мм. Является более предпочтительным, чтобы отклонение каждого, по меньшей мере, из 80% их от конструктивного значения находилось в пределах от -0,6 до +2,0 мм, и является еще более предпочтительным, чтобы отклонение каждого, по меньшей мере, из 90% их от конструктивного значения находилось в пределах от -0,6 до +2,0 мм.Most preferably, the deviation of the real value from the design value is in the range from -0.6 to +2.0 mm throughout the plate type reactor. However, from the point of view of achieving both preventing a sharp increase in the reaction rate and maintaining high productivity, it is desirable that the deviation of each of at least 50% of all real values from the design value be in the range from -0.6 to +2.0 mm, and it is preferable that the deviation of each of at least 70% of all real values from the design value is in the range from -0.6 to +2.0 mm. It is more preferable that the deviation of each of at least 80% of them from the structural value is in the range from -0.6 to +2.0 mm, and it is even more preferred that the deviation of each of at least 90 % of their design value was in the range from -0.6 to +2.0 mm.

Количество участков измерения для измерения реального значения в аксиальном направлении пластин-теплообменников предпочтительно составляет 2-30, более предпочтительно, 5-25, еще более предпочтительно, 10-20. Количество участков измерения для измерения реального значения в аксиальном направлении трубок-теплообменников пластин-теплообменников, составляет предпочтительно 2-50, более предпочтительно, 5-30, еще более предпочтительно, 10-20.The number of measurement sites for measuring the real value in the axial direction of the heat exchanger plates is preferably 2-30, more preferably 5-25, even more preferably 10-20. The number of measurement sections for measuring the real value in the axial direction of the tube heat exchangers of the plate heat exchangers is preferably 2-50, more preferably 5-30, even more preferably 10-20.

Как будет описываться далее, имеются случаи, когда промежуточные вставки (перегородки) вставляются между соседними пластинами-теплообменниками для контроля расстояния между пластинами-теплообменниками. В этом случае, поскольку промежуточные вставки имеют воздействие регулирования пространства между пластинами-теплообменниками, реальное значение может измеряться на двух участках, выбранных из средних точек между промежуточными вставками. Когда должно располагаться множество промежуточных вставок, промежуточные вставки обычно располагаются с интервалами от 50 см до 1 м. Однако, пока расстояние между пластинами-теплообменниками может контролироваться посредством использования очень жестких пластин-теплообменников и создания боковых пластин, и сваривания их вместе для соединения пластин-теплообменников друг с другом, является возможным использование расстояния между промежуточными вставками 1 м или больше.As will be described later, there are cases when intermediate inserts (partitions) are inserted between adjacent heat exchanger plates to control the distance between the heat exchanger plates. In this case, since the intermediate inserts have the effect of regulating the space between the heat exchanger plates, the real value can be measured in two sections selected from midpoints between the intermediate inserts. When a plurality of intermediate inserts should be located, the intermediate inserts are usually spaced from 50 cm to 1 m. However, while the distance between the heat exchanger plates can be controlled by using very rigid heat exchanger plates and creating side plates, and welding them together to connect the plates heat exchangers with each other, it is possible to use a distance between intermediate inserts of 1 m or more.

В случае, когда каждая из пластин-теплообменников должна формироваться, например, посредством соединения двух формованных стальных листов, отклонение реального значения от конструктивного значения может регулироваться с тем, чтобы оно находилось в пределах от -0,6 до +2,0 мм, например, посредством осуществления способа, в котором выбирают и используют формованные с высокой точностью стальные листы, имеющие достаточно малое отклонение от конструктивного значения при формовании стального листа (например, отклонение в пределах ±0,5 мм), и способ, в котором формованные стальные листы, имеющие недостаточную точность, отбирают, выпрямляют для повышения точности и используют. По отношению к отклонению от конструктивного значения при формовании стального листа, например, лазерные датчики смещения располагаются соответствующим образом на обеих сторонах сформованного стального листа и либо датчики смещения, либо стальной лист перемещают для измерения таким способом смещений на каждой поверхности сформованного стального листа. Таким образом, можно определить форму и точность формования сформированного стального листа и отклонения от конструктивного значения.In the case where each of the heat exchanger plates must be formed, for example, by connecting two molded steel sheets, the deviation of the real value from the design value can be adjusted so that it is in the range from -0.6 to +2.0 mm, for example , by implementing a method in which high-precision molded steel sheets are selected and used having a sufficiently small deviation from the structural value when forming the steel sheet (for example, a deviation within ± 0.5 mm), and b, wherein the molded steel sheets having insufficient accuracy, select, straightened to improve the accuracy and used. With respect to the deviation from the structural value when forming the steel sheet, for example, laser displacement sensors are positioned accordingly on both sides of the molded steel sheet, and either the displacement sensors or the steel sheet are moved to measure displacements on each surface of the formed steel sheet in this way. Thus, it is possible to determine the shape and molding accuracy of the formed steel sheet and deviations from the structural value.

Кроме того, использование трубок-теплообменников, имеющих в аксиальном направлении длину 10 м или меньше, в качестве трубок-теплообменников является эффективным с точки зрения предотвращения изгиба трубок-теплообменников и пластин-теплообменников и является предпочтительным с точки зрения регулирования отклонения реального значения от конструктивного значения в пределах от -0,6 до +2,0 мм.In addition, the use of heat exchanger tubes having an axial length of 10 m or less as heat exchanger tubes is effective from the point of view of preventing bending of the heat exchanger tubes and heat exchanger plates and is preferable from the point of view of controlling the deviation of the real value from the design value ranging from -0.6 to +2.0 mm.

Отклонение реального значения от конструктивного значения может представлять собой одно значение. Однако отклонение может иметь множество значений, отличающихся вдоль аксиального направления каждой из пластин-теплообменников в соответствии с ожидаемым преобразованием в газофазной каталитической реакции, в которой используют пластины-теплообменники. Например, при газофазной каталитической реакции является предпочтительным, чтобы входная часть для газа исходных материалов у пространства для реакции между пластинами-теплообменниками, в которой реакция является особенно жесткой и преобразование исходных материалов является низким, должна изготавливаться с меньшим отклонением реального значения от конструктивного значения, чем выходная часть для газа исходных материалов. А именно, является предпочтительным, с точки зрения предотвращения резкого увеличения скорости реакции, чтобы отклонение реального значения от конструктивного значения было меньше на передней стороне в направлении прохождения газа в пространстве между пластинами-теплообменниками.The deviation of the real value from the design value can be a single value. However, the deviation can have many values that differ along the axial direction of each of the heat exchanger plates in accordance with the expected conversion in a gas-phase catalytic reaction in which heat exchanger plates are used. For example, in a gas-phase catalytic reaction, it is preferable that the feed gas inlet of the reaction space between the heat exchanger plates, in which the reaction is particularly rigid and the conversion of the feed materials is low, be made with a smaller deviation of the real value from the design value than the outlet for the gas source materials. Namely, it is preferable, from the point of view of preventing a sharp increase in the reaction rate, so that the deviation of the real value from the design value is less on the front side in the direction of gas passage in the space between the heat exchanger plates.

С этой точки зрения, является предпочтительным, чтобы отклонение реального значения от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходный материал имеет преобразование 70% или меньше, было сделано меньше, и является более предпочтительным, чтобы отклонение реального значения от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходный материал имеет преобразование 60% или меньше, было сделано меньше. Является еще более предпочтительным, чтобы отклонение реального значения от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы имеют преобразование 50% или меньше, было сделано меньше. Кроме того, с точки зрения, описанной выше, отклонение реального значения от конструктивного значения, как измерено на этом участке, было меньше чем отклонение реального значения от конструктивного значения, как измерено на другом участке, предпочтительно, на 0,2 мм или более, в терминах абсолютного значения, более предпочтительно, на 0,5 мм или более, в терминах абсолютного значения.From this point of view, it is preferable that the deviation of the real value from the design value, as measured in the area where the source material has a conversion of 70% or less, is made less, and it is preferable that the deviation of the real value from the design value, as measured in the area where the starting material has a conversion of 60% or less, less has been done. It is even more preferable that a deviation of the real value from the design value, as measured in the area where the starting materials have a conversion of 50% or less, be done less. In addition, from the point of view described above, the deviation of the real value from the design value, as measured in this section, was less than the deviation of the real value from the design value, as measured in another section, preferably 0.2 mm or more, in in terms of absolute value, more preferably 0.5 mm or more, in terms of absolute value.

Участок, где исходные материалы начинают иметь заданное значение преобразования в аксиальном направлении пластин-теплообменников в пространстве между пластинами-теплообменниками, определяется различными условиями, относящимися к ходу реакции и теплопроводности, такими как форма поперечного сечения и размер труб-теплообменников, температура и скорость потока теплоносителя, протекающего через трубки-теплообменники, расстояние между поверхностями пластин-теплообменников, вид катализатора и композиция, и скорость потока газа исходных материалов. Участок может определяться, например, посредством эксперимента с использованием любого из устройств для исследования, описанных выше, или вычисления с помощью компьютерного моделирования, описанного выше.The area where the starting materials begin to have a preset axial conversion value of the heat exchanger plates in the space between the heat exchanger plates is determined by various conditions related to the course of the reaction and heat conduction, such as the cross-sectional shape and size of the heat exchanger tubes, temperature and flow rate flowing through heat exchanger tubes, the distance between the surfaces of the heat exchanger plates, the type of catalyst and composition, and the initial gas flow rate x materials. The site can be determined, for example, by experiment using any of the research devices described above, or by calculation using computer simulations described above.

Устройство для введения теплоносителя представляет собой устройство, которое соединено с трубками-теплообменниками пластин-теплообменников на обоих краях трубок-теплообменников и служит для подачи теплоносителя, имеющего желаемую температуру, в трубки-теплообменники. В качестве устройства для введения теплоносителя, может использоваться обычное устройство для подачи теплоносителя в трубки-теплообменники в реакторах пластинчатого типа. Устройство для введения теплоносителя может представлять собой устройство, которое подает теплоноситель в одном направлении во множество трубок-теплообменников, или может представлять собой устройство, которое подает теплоноситель в одном направлении в часть из множества трубок-теплообменников и подает теплоноситель в обратном направлении в другую часть множества трубок-теплообменников.A device for introducing a heat carrier is a device that is connected to the heat exchanger tubes of the plate heat exchangers at both edges of the heat exchanger tubes and serves to supply the heat carrier having the desired temperature to the heat exchanger tubes. As a device for introducing coolant, a conventional device for supplying coolant to heat exchanger tubes in plate-type reactors can be used. The device for introducing the coolant may be a device that delivers the coolant in one direction to the plurality of heat exchanger tubes, or may be a device that delivers the coolant in one direction to a part of the plurality of heat exchanger tubes and feeds the coolant in the opposite direction to another part of the plurality heat exchanger tubes.

Является предпочтительным, чтобы устройство для введения теплоносителя имело множество камер для циркуляции теплоносителя, разделенных в направлении, которое пересекает аксиальное направление пластин-теплообменников, с точки зрения формирования множества реакционных зон в каждом слое катализатора вдоль аксиального направления пластин-теплообменников. Устройство для введения теплоносителя предпочтительно представляет собой устройство, осуществляющее циркуляцию теплоносителя внутри и снаружи реакционной емкости посредством трубок-теплообменников.It is preferable that the device for introducing the coolant had a plurality of chambers for circulating the coolant separated in a direction that intersects the axial direction of the heat exchanger plates, from the point of view of forming a plurality of reaction zones in each catalyst bed along the axial direction of the heat exchanger plates. The device for introducing the coolant is preferably a device for circulating the coolant inside and outside the reaction vessel by means of heat exchanger tubes.

Устройство для введения теплоносителя имеет устройство, которое регулирует температуру теплоносителя, который должен подаваться в трубки-теплообменники. Примеры такого устройства включают теплообменник, расположенный в канале для циркуляции теплоносителя, смеситель для теплоносителя, для смешивания теплоносителя, присутствующего в камерах устройства для введения теплоносителя, с теплоносителем, имеющем другую температуру, устройство для измерения температуры теплоносителя и устройство для регулирования скорости потока теплоносителя. В качестве смесителя для теплоносителя, может использоваться распределительная трубка, которая выступает в устройство для введения теплоносителя и может подавать с распределением теплоноситель в устройство для введения теплоносителя, проницаемая для жидкости пластина, расположенная в устройстве для введения теплоносителя, и смеситель стационарного типа, называемый обычно статическим смесителем.The device for introducing the coolant has a device that controls the temperature of the coolant to be supplied to the heat exchanger tubes. Examples of such a device include a heat exchanger located in the channel for circulation of the coolant, a mixer for the coolant, for mixing the coolant present in the chambers of the device for introducing the coolant with a coolant having a different temperature, a device for measuring the temperature of the coolant and a device for controlling the flow rate of the coolant. As a mixer for the coolant, a distribution pipe can be used that protrudes into the coolant introducer and can distribute the coolant to the coolant introducer, a liquid-permeable plate located in the coolant introducer, and a stationary mixer, usually called static a mixer.

Примеры распределительной трубки включают: распределительную трубку, имеющую множество узлов для прохождения жидкости, таких как щели или отверстия, сформированные в стенке трубки, в продольном направлении распределительной трубки; и распределительную трубку, которая дополнительно имеет разветвленные трубки, имеющие узлы для прохождения жидкости. Является предпочтительным, чтобы распределительная трубка располагалась с тем, чтобы она простиралась в направлении, перпендикулярном к направлению, в котором протекает теплоноситель в устройстве для введения теплоносителя. Является предпочтительным, чтобы распределительная трубка, имеющая разветвленные трубки, имела главную трубку и ответвляющиеся трубки и располагалась так, чтобы как главная трубка, так и ответвляющиеся трубки простирались в направлениях, перпендикулярных к направлению, в котором протекает теплоноситель, в устройстве для введения теплоносителя, и чтобы направление, в котором простирается главная трубка, и направление, в котором простираются ответвляющиеся трубки, были перпендикулярны друг к другу, с точек зрения улучшения эффективности диспергирования теплоносителя, имеющего различные температуры, и уменьшения потерь давления.Examples of the distribution tube include: a distribution tube having a plurality of fluid passage nodes, such as slots or openings formed in the tube wall, in the longitudinal direction of the distribution tube; and a distribution tube, which further has branched tubes having nodes for the passage of fluid. It is preferable that the distribution tube is arranged so that it extends in a direction perpendicular to the direction in which the coolant flows in the device for introducing the coolant. It is preferable that the distribution tube having branched tubes have a main tube and branch tubes and are positioned so that both the main tube and the branch tubes extend in directions perpendicular to the direction in which the coolant flows in the coolant introducing device, and so that the direction in which the main tube extends and the direction in which the branch tubes extend are perpendicular to each other, in terms of improving efficiency and dispersing a heat carrier having different temperatures and reducing pressure losses.

Первый реактор пластинчатого типа может дополнительно иметь составляющие элементы, иные, чем те, которые описаны выше. Примеры таких иных составляющих элементов включают промежуточные вставки, газопроницаемые пробки, устройства для измерения температуры и обкладочные детали для пластин.The first plate type reactor may further have constituent elements other than those described above. Examples of such other constituent elements include intermediate inserts, gas permeable plugs, temperature measuring devices, and lining parts for plates.

Промежуточные вставки (перегородки) представляют собой элементы для формирования заданного расстояния между пластинами-теплообменниками. Промежуточные вставки располагаются в контакте с поверхностями пластин-теплообменников и предпочтительно имеют жесткость, достаточную для поддержания расстояния между пластинами-теплообменниками. В случае, когда промежуточные вставки состоят из материала стали, является предпочтительным, чтобы промежуточные вставки представляли собой элементы, которые находятся в чередующемся контакте с поверхностями пластин-теплообменников в аксиальном направлении пластин-теплообменников, с точки зрения уменьшения количества материалов стали, необходимых для реактора пластинчатого типа. С точки зрения предотвращения изгиба или иной деформации пластин-теплообменников в реакционной емкости, является предпочтительным, чтобы промежуточные вставки представляли собой элементы, которые находятся в непрерывном контакте с поверхностями пластин-теплообменников в аксиальном направлении пластин-теплообменников. Кроме того, с точки зрения набивки катализатора, является предпочтительным, чтобы промежуточные вставки представляли собой элементы, которые не позволяют катализатору проходить через них в аксиальном направлении трубок-теплообменников, поскольку такие промежуточные вставки могут разделять пространства между пластинами-теплообменниками на секции, имеющие заданный объем. А именно, такие промежуточные вставки являются предпочтительными с точки зрения простой и точной набивки катализатора в пространства между пластинами-теплообменниками. Является предпочтительным, чтобы промежуточные вставки располагались либо на 10, либо на большем количестве участков, либо через интервалы 100-1000 мм в аксиальном направлении трубок-теплообменников, с точки зрения предотвращения деформации пластин-теплообменников в реакционной емкости. Примеры промежуточных вставок включают элементы различной формы, такие как стержни, пластины и блоки, и дополнительно включают перегородки, используемые во втором реакторе пластинчатого типа, который будет описываться далее.Intermediate inserts (partitions) are elements for forming a predetermined distance between the heat exchanger plates. The intermediate inserts are in contact with the surfaces of the heat exchanger plates and preferably have a rigidity sufficient to maintain the distance between the heat exchanger plates. In the case where the intermediate inserts are composed of steel material, it is preferable that the intermediate inserts are elements that are in alternate contact with the surfaces of the plate heat exchangers in the axial direction of the plate heat exchangers, from the point of view of reducing the amount of steel materials required for the plate reactor type. From the point of view of preventing bending or other deformation of the heat exchanger plates in the reaction vessel, it is preferred that the intermediate inserts are elements that are in continuous contact with the surfaces of the heat exchanger plates in the axial direction of the heat exchanger plates. In addition, from the point of view of catalyst packing, it is preferable that the intermediate inserts are elements that prevent the catalyst from passing through them in the axial direction of the heat exchanger tubes, since such intermediate inserts can divide the spaces between the heat exchanger plates into sections having a predetermined volume . Namely, such intermediate inserts are preferred in terms of simple and accurate packing of the catalyst in the spaces between the heat exchanger plates. It is preferable that the intermediate inserts are located either on 10, or on a larger number of sections, or at intervals of 100-1000 mm in the axial direction of the heat exchanger tubes, from the point of view of preventing deformation of the heat exchanger plates in the reaction vessel. Examples of intermediate inserts include elements of various shapes, such as rods, plates, and blocks, and further include baffles used in a second plate type reactor, which will be described later.

Газопроницаемые пробки представляют собой элементы, которые имеют проницаемость для газа и, которые служат, чтобы закрывать с возможностью свободного удаления края пластин-теплообменников в аксиальном направлении у пространств между пластинами-теплообменниками или у секций, когда реактор дополнительно имеет промежуточные вставки, в то же время, предотвращая прохождение катализатора через них. Примеры таких газопроницаемых пробок включают элементы, каждый из которых включает: газопроницаемую пластину, которая закрывает край в аксиальном направлении пластины-теплообменника у пространства между пластинами-теплообменниками или у каждой из секций; и замковый элемент, расположенный на газопроницаемой пластине и закрепляющий с возможностью свободного удаления любую пластину-теплообменник или промежуточную вставку. Является предпочтительным, чтобы газопроницаемые пробки представляли собой элементы, которые с возможностью свободного удаления располагались на краях секций, с точки зрения простой и точной набивки катализатора в пространства между пластинами-теплообменниками. В качестве газопроницаемых пробок, могут использоваться газопроницаемые пробки, используемые во втором реакторе пластинчатого типа, который будет описываться далее.Gas permeable plugs are elements that have gas permeability and which serve to close with the possibility of free removal of the edges of the heat exchanger plates in the axial direction between the spaces between the heat exchanger plates or in sections when the reactor additionally has intermediate inserts, at the same time preventing the passage of catalyst through them. Examples of such gas permeable plugs include elements, each of which includes: a gas permeable plate that covers the edge in the axial direction of the heat exchanger plate in the space between the heat exchanger plates or in each of the sections; and a locking element located on the gas-permeable plate and fixing with the possibility of free removal of any plate-heat exchanger or intermediate insert. It is preferable that the gas permeable plugs are elements that are freely removable at the edges of the sections, in terms of simple and accurate packing of the catalyst in the spaces between the heat exchanger plates. As gas permeable plugs, gas permeable plugs used in the second plate type reactor, which will be described later, can be used.

Устройства для измерения температуры представляют собой устройства, с помощью которых измеряют температуру слоев катализатора, сформированных в пространствах между пластинами-теплообменниками. Примеры таких устройств для измерения температуры включают устройство, имеющее опору, имеющую гибкость, и часть для измерения температуры, находящуюся на опоре. В качестве опоры, может использоваться гибкая струна, лента, цепь или трубка. Примеры части для измерения температуры включают платиновый термометр сопротивления баллонного типа, термистор, термопару и термометр типа оптического волокна.Temperature measuring devices are devices that measure the temperature of catalyst layers formed in the spaces between the heat exchanger plates. Examples of such temperature measuring devices include a device having a support having flexibility and a temperature measuring portion located on the support. As a support, a flexible string, tape, chain or tube may be used. Examples of a part for measuring temperature include a cylinder type platinum resistance thermometer, a thermistor, a thermocouple, and an optical fiber type thermometer.

Количество таких устройства для измерения температуры, которые должны располагаться в одной реакционной емкости, предпочтительно составляет 2-20, с точки зрения полного определения температур слоев катализатора. Толщина (ширина) опоры предпочтительно равна 0,5-5 мм. По отношению к частям для измерения температуры, является предпочтительным размещать 1-30 частей для измерения температуры на каждой опоре, с точки зрения отражения измерения температуры каждого слоя катализатора при контроле реакции. В случае, когда в каждом слое катализатора формируется множество реакционных зон, является предпочтительным размещать по 1-10 частей для измерения температуры на каждую реакционную зону. Каждое устройство для измерения температуры может соответствующим образом располагаться в пространстве между пластинами-теплообменниками посредством линейного растяжения опоры в пространстве с тем, чтобы она располагалась в положении, по отношению к которому соседние пластины-теплообменники являются эквидистантными, и набивки катализатора в пространство, в то же время, поддерживая опору в растянутом состоянии. В случае, когда устройства для измерения температуры используют для цели изучения влияния деформации на пластины-теплообменники или отклонений формы трубок-теплообменников на частичную аномалию реакции или на аномалию распределения температуры слоев катализатора, необходимо измерять температуру на двух или более участках на каждый слой катализатора. С точки зрения облегчения контроля реакции, предпочтительным является большее количество участков измерения температуры.The number of such temperature measuring devices, which should be located in one reaction vessel, is preferably 2-20, from the point of view of the complete determination of the temperature of the catalyst layers. The thickness (width) of the support is preferably 0.5-5 mm. In relation to the parts for measuring the temperature, it is preferable to place 1-30 parts for measuring the temperature on each support, from the point of view of reflecting the temperature measurement of each catalyst layer in the reaction control. In the case where many reaction zones are formed in each catalyst bed, it is preferable to place 1-10 parts for measuring temperature in each reaction zone. Each temperature measuring device can be appropriately positioned in the space between the heat exchanger plates by linearly stretching the support in space so that it is in a position with respect to which adjacent heat exchanger plates are equidistant and the catalyst packings are in space, at the same time time, supporting the support in a stretched state. In the case when temperature measuring devices are used for the purpose of studying the effect of deformation on plate heat exchangers or deviations in the shape of heat exchanger tubes on a partial reaction anomaly or temperature distribution anomaly of the catalyst layers, it is necessary to measure the temperature in two or more sections for each catalyst layer. From the point of view of facilitating the control of the reaction, it is preferable to have a larger number of temperature measurement sites.

Обкладочная деталь для пластин представляют собой элемент, который располагается в контакте с пластинами-теплообменниками, расположенный соответственно на обоих краях в направлении, в котором все пластины-теплообменники расположены бок о бок, так что обкладочная деталь для пластин блокирует прохождение газа исходных материалов, по меньшей мере, вдоль аксиального направления трубок-теплообменников, и она удерживает множество пластин-теплообменников в направлении, в котором пластины-теплообменники располагаются бок о бок. Обкладочная деталь для пластин может располагаться в реакционной емкости или может составлять пару противоположных стенок реакционной емкости. Обкладочная деталь для пластин является предпочтительной с точки зрения предотвращения возникновения застоя газа вблизи стенок реакционной емкости. Примеры обкладочной детали для пластин включают сочетание: пары обкладочных пластин, которые находятся в контакте, по меньшей мере, с одной трубкой-теплообменником пластин-теплообменников, расположенных, соответственно, на обоих краях в направлении, в котором множество пластин-теплообменников расположены бок о бок, так что обкладочные пластины находятся в контакте со всеми трубками-теплообменниками в направлении протяженности трубок-теплообменников; и крепежных стержней, которые пронизывают и удерживают эти обкладочные пластины.The lining part for the plates is an element that is in contact with the heat exchanger plates, located respectively on both edges in the direction in which all the heat exchanger plates are located side by side, so that the lining part for the plates blocks the passage of gas of the starting materials for at least along the axial direction of the heat exchanger tubes, and it holds the plurality of heat exchanger plates in the direction in which the heat exchanger plates are located side by side. The lining part for the plates may be located in the reaction vessel or may comprise a pair of opposite walls of the reaction vessel. A lining part for the plates is preferable from the point of view of preventing the occurrence of gas stagnation near the walls of the reaction vessel. Examples of the cover part for the plates include a combination of: pairs of cover plates that are in contact with at least one heat exchanger tube of the plate heat exchangers located respectively at both ends in a direction in which the plurality of heat exchanger plates are located side by side so that the cover plates are in contact with all the heat exchanger tubes in the direction of the extent of the heat exchanger tubes; and mounting rods that pierce and hold these cover plates.

Кроме того, является более предпочтительным, чтобы крепежные стержни представляли собой элементы, способные соединять обкладочные пластины в противоположных направлениях с заданным интервалом, такие как стержни, имеющие, по меньшей мере, на каждой конечной части, нарезанную резьбу, на которую может наворачиваться гайка, с точки зрения тонкой регулировки расстояния между каждой из обкладочных пластин и пластиной теплообменников, которая должна прокладываться между ними, с точки зрения легкого размещения каркасов для набивки катализатора или инспекции внутреннего пространства реактора пластинчатого типа, и с точки зрения осуществления изменений в реакторе пластинчатого типа, работающего при других условиях.In addition, it is more preferable that the fixing rods are elements capable of connecting the cover plates in opposite directions at a predetermined interval, such as rods having, at least on each end part, a threaded thread on which a nut can be screwed, with from the point of view of fine adjustment of the distance between each of the cover plates and the heat exchanger plate, which should be laid between them, from the point of view of easy placement of the frames for packing ra or inspection of the interior of a plate-type reactor, and from the point of view of making changes to a plate-type reactor operating under other conditions.

В первом реакторе пластинчатого типа, катализатор набивают в пространства между пластинами-теплообменниками, когда этот реактор пластинчатого типа используют в газофазной каталитической реакции. Катализатор выбирают в соответствии с исходными материалами для газофазной каталитической реакции и реакционным продуктом. В качестве катализатора, при газофазных каталитических реакциях могут использоваться обычные катализаторы в виде частиц, набитые в трубки или в пространство между пластинами-теплообменниками. Может использоваться один катализатор или два или более катализаторов. Примеры таких катализаторов включают катализаторы, имеющие диаметр частиц (диаметр большой оси) 1-20 мм. Диаметр частиц катализатора, который должен использоваться, более предпочтительно, составляет 1-10 мм. По отношению к форме катализатора, могут использоваться известные формы. Примеры их включают сферическую форму, цилиндрические формы, формы колец Рашига и формы седла.In the first plate type reactor, the catalyst is packed into the spaces between the plate heat exchangers when this plate type reactor is used in a gas phase catalytic reaction. The catalyst is selected in accordance with the starting materials for the gas-phase catalytic reaction and the reaction product. As a catalyst in gas-phase catalytic reactions, conventional particulate catalysts packed into tubes or into the space between heat exchanger plates can be used. One catalyst or two or more catalysts may be used. Examples of such catalysts include catalysts having a particle diameter (major axis diameter) of 1-20 mm. The particle diameter of the catalyst to be used is more preferably 1-10 mm. With respect to the form of the catalyst, known forms may be used. Examples thereof include spherical shape, cylindrical shape, shape of Raschig rings and saddle shape.

Первый способ получения реакционного продуктаThe first method of obtaining a reaction product

Первый реактор пластинчатого типа имеет способность осуществлять теплообмен и может использоваться для экзотермических или эндотермических реакций, для которых необходима реакционная емкость, имеющая функцию теплообмена, среди газофазных каталитических реакций, в которых используют газ исходных материалов и твердый катализатор. А именно, первый реактор пластинчатого типа может использоваться в первом способе получения реакционного продукта, который включает стадию, на которой газообразные исходные материалы поступают в реакционную емкость и проходят через слои катализатора, и стадию, на которой теплоноситель, имеющий данную температуру, подается во множество трубок-теплообменников, составляющих пластины-теплообменники, и на которой газ исходных материалов взаимодействует в присутствии катализатора с получением газообразного реакционного продукта. Такой способ получения может осуществляться таким же способом, как и для газофазных каталитических реакций, осуществляемых с использованием известных реакторов пластинчатого типа, или может осуществляться при таких же условиях, как и для газофазных каталитических реакций, осуществляемых с использованием известных многотрубчатых реакторов.The first plate type reactor has the ability to conduct heat transfer and can be used for exothermic or endothermic reactions, which require a reaction vessel having a heat transfer function, among gas-phase catalytic reactions in which the gas of the starting materials and the solid catalyst are used. Namely, the first plate-type reactor can be used in the first method for producing a reaction product, which includes a stage in which gaseous starting materials enter the reaction vessel and pass through the catalyst beds, and a stage in which a heat carrier having a given temperature is fed into a plurality of tubes -heat exchangers making up the plate-heat exchangers, and on which the gas of the starting materials interacts in the presence of a catalyst to obtain a gaseous reaction product. Such a production method can be carried out in the same manner as for gas-phase catalytic reactions carried out using known plate-type reactors, or can be carried out under the same conditions as for gas-phase catalytic reactions carried out using known multitube reactors.

Примеры газофазных каталитических реакций, осуществляемых с помощью экзотермической реакции, включают: реакцию, в которой одно соединение из акролеина и акриловой кислоты, или как то, так и другое, получают из пропана или пропилена и кислорода; реакцию, в которой одно соединение из метакролеина и метакриловой кислоты, или как то, так и другое, получают из изобутилена и кислорода; реакцию, в которой этиленоксид получают из этилена и кислорода; реакцию, в которой один из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3 или меньше атомов углерода, и ненасыщенных жирных кислот, или как то, так и другое, получают из углеводородов, имеющих 3 атома углерода, и кислорода; реакцию, в которой один из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, или как то, так и другое, получают из кислорода и одного углеводорода, имеющего 4 атома углерода, и третичного бутанола, или как то, так и другое; реакцию, в которой ненасыщенную жирную кислоту, имеющую 3 или 4 атома углерода, получают из ненасыщенного алифатического альдегида, имеющего 3 или 4 атома углерода, и кислорода; реакцию, в которой малеиновую кислоту получают из углеводорода, имеющего 4 или более атомов углерода, например, н-бутана или бензола, и кислорода; реакцию, в которой фталевую кислоту получают из ксилола и/или нафталина, и из кислорода; и реакцию, в которой бутадиен получают посредством окислительного дегидрирования бутена.Examples of gas-phase catalytic reactions carried out using an exothermic reaction include: a reaction in which one compound of acrolein and acrylic acid, or both, is obtained from propane or propylene and oxygen; a reaction in which one compound of methacrolein and methacrylic acid, or both, is obtained from isobutylene and oxygen; a reaction in which ethylene oxide is obtained from ethylene and oxygen; a reaction in which one of unsaturated aliphatic aldehydes having 3 or less carbon atoms and unsaturated fatty acids, or both, is obtained from hydrocarbons having 3 carbon atoms and oxygen; a reaction in which one of the unsaturated aliphatic aldehydes having 4 carbon atoms and unsaturated fatty acids, or both, is obtained from oxygen and one hydrocarbon having 4 carbon atoms, and tertiary butanol, or both other; a reaction in which an unsaturated fatty acid having 3 or 4 carbon atoms is obtained from an unsaturated aliphatic aldehyde having 3 or 4 carbon atoms and oxygen; a reaction in which maleic acid is obtained from a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms, for example, n-butane or benzene, and oxygen; a reaction in which phthalic acid is obtained from xylene and / or naphthalene, and from oxygen; and a reaction in which butadiene is obtained by oxidative dehydrogenation of butene.

Примеры газофазных каталитических реакций, сопровождаемых эндотермической реакции, включают реакцию, в которой стирол получают посредством дегидрирования этилбензола.Examples of gas-phase catalytic reactions accompanied by an endothermic reaction include a reaction in which styrene is obtained by dehydrogenation of ethylbenzene.

Первый способ получения реакционного продукта является пригодным для использования при получении одного соединения из метакролеина и метакриловой кислоты, или как того, так и другого, одного соединения из акролеина и акриловой кислоты, или как того, так и другого, малеиновой кислоты, фталевой кислоты, этиленоксида или бутадиена.The first method of obtaining the reaction product is suitable for use in the preparation of one compound from methacrolein and methacrylic acid, or both, one and the other from acrolein and acrylic acid, or both, maleic acid, phthalic acid, ethylene oxide or butadiene.

Например, первый способ получения реакционного продукта для получения одного из (мет)акролеина (акролеина или метакролеина) и (мет)акриловой кислоты, или как того, так и другого, может осуществляться с помощью известного способа, такого, как тот, который описан в JP-A-2003-252807, в котором пропан, пропилен или изобутилен окисляется молекулярным кислородом или газом, содержащим кислород, в присутствии катализатора, за исключением того, что в качестве реактора используют первый реактор пластинчатого типа. В качестве катализатора, могут использоваться катализаторы, известные в известных способах при использовании в газофазных каталитических реакциях для получения (мет)акриловой кислоты, например, композитный оксидный катализатор Mo-V-Te, композитный оксидный катализатор Mo-V-Sb, композитный оксидный катализатор Mo-Bi и композитный оксидный катализатор Mo-V, такие как те, которые описаны в этом патентном документе.For example, a first method for preparing a reaction product for producing one of (meth) acrolein (acrolein or methacrolein) and (meth) acrylic acid, or both, can be carried out using a known method, such as that described in JP-A-2003-252807, in which propane, propylene or isobutylene is oxidized by molecular oxygen or an oxygen-containing gas in the presence of a catalyst, except that the first reactor is a plate type reactor. As a catalyst, it is possible to use catalysts known in the known methods when used in gas-phase catalytic reactions to obtain (meth) acrylic acid, for example, a Mo-V-Te composite oxide catalyst, a Mo-V-Sb composite oxide catalyst, a Mo composite oxide catalyst -Bi and a Mo-V composite oxide catalyst, such as those described in this patent document.

Кроме того, первый способ получения реакционного продукта является пригодным для использования в газофазной каталитической реакции, сопровождаемой экзотермической реакцией, которая представляет собой реакцию, в которой исходные материалы, содержащиеся в газе исходных материалах, взаимодействуют в присутствии катализатора.In addition, the first method for producing the reaction product is suitable for use in a gas-phase catalytic reaction followed by an exothermic reaction, which is a reaction in which the starting materials contained in the starting material gas are reacted in the presence of a catalyst.

В первом способе получения реакционного продукта, теплоноситель подается в трубки-теплообменники из устройства для введения теплоносителя, теплоноситель имеет температуру, которая позволяет слоям катализатора во время реакции иметь распределение температуры в аксиальном направлении пластины-теплообменника, при котором пиковая температура равна заданному значению пиковой температуры слоев катализатора, заданное значение устанавливается, когда конструируется первый реактор пластинчатого типа. Такой контроль температуры теплоносителя может осуществляться с использованием известного способа контроля, например, контроля с обратной связью на основе конструктивного значения. Контроль температуры теплоносителя во время реакции предпочтительно осуществляется так, что пиковая температура слоев катализатора находится в пределах ±20°C по отношению к конструктивному значению, более предпочтительно, так, что пиковая температура слоев катализатора находится в пределах ±10°C по отношению к конструктивному значению, а еще более предпочтительно, так, что пиковая температура слоев катализатора находится в пределах ±5°C по отношению к конструктивному значению. Заданное значение определяется с помощью эксперимента, осуществляемого, когда устанавливается конструктивное значение для реактора пластинчатого типа, или посредством вычисления на основе компьютерного моделирования, описанного выше. Температура теплоносителя может контролироваться с использованием устройства для введения теплоносителя.In the first method for producing the reaction product, the heat carrier is supplied to the heat exchanger tubes from the heat carrier introduction device, the heat carrier has a temperature that allows the catalyst layers to have a temperature distribution in the axial direction of the heat exchanger plate during the reaction, at which the peak temperature is equal to the specified value of the peak temperature of the layers catalyst, a setpoint is set when the first plate type reactor is constructed. Such control of the temperature of the coolant can be carried out using a known control method, for example, feedback control based on the design value. The temperature control of the coolant during the reaction is preferably carried out so that the peak temperature of the catalyst layers is within ± 20 ° C with respect to the design value, more preferably, so that the peak temperature of the catalyst layers is within ± 10 ° C with respect to the design value , and even more preferably, so that the peak temperature of the catalyst layers is within ± 5 ° C with respect to the design value. The predetermined value is determined by an experiment carried out when a design value for the plate type reactor is set, or by calculation based on the computer simulation described above. The temperature of the coolant can be controlled using a device for introducing a coolant.

Способ изготовления первого реактора пластинчатого типаA method of manufacturing a first plate type reactor

Первый реактор пластинчатого типа получают посредством размещения пластин-теплообменников, оставляя, в то же время, пространство между ними так, что расстояние между поверхностями противоположных пластин-теплообменников равно конструктивному значению, и соединения трубок-теплообменников с устройством для введения теплоносителя с помощью сварки или чего-либо подобного. Пластины-теплообменники можно тут размещать, оставляя между ними расстояние, равное конструктивному значению, например, посредством размещения пластин-теплообменников бок о бок через элементы стержней, имеющих толщину, равную конструктивному значению. Элементы стержней извлекают из пространств между пластинами-теплообменниками после того как трубки-теплообменники сваривают с устройством для введения теплоносителя.The first plate type reactor is obtained by placing heat exchanger plates, while at the same time leaving a space between them so that the distance between the surfaces of the opposing heat exchanger plates is equal to the design value and the heat exchanger tubes are connected to the device for introducing the heat transfer medium by welding or what anything like that. Heat exchanger plates can be placed here, leaving a distance between them equal to the structural value, for example, by placing the heat exchanger plates side by side through rod elements having a thickness equal to the structural value. The elements of the rods are removed from the spaces between the heat exchanger plates after the heat exchanger tubes are welded with a device for introducing the coolant.

Альтернативно, в случае, когда реактор пластинчатого типа имеет промежуточные вставки, пластины-теплообменники можно размещать, оставляя между ними расстояние, равное конструктивному значению, с помощью способа, в котором пластины-теплообменники не соединяются и промежуточные вставки, чередуясь с ними, располагаются близко друг к другу.Alternatively, in the case where the plate type reactor has intermediate inserts, the heat exchanger plates can be placed leaving a distance equal to the structural value between them, using a method in which the heat exchanger plates are not connected and the intermediate inserts alternating with them are closely spaced to friend.

Варианты осуществления настоящего изобретения объясняются ниже более подробно с помощью ссылок на чертежи.Embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the drawings.

Первый вариант осуществленияFirst Embodiment

Как показано, например, на фиг.1 - 4, первый реактор пластинчатого типа содержит: множество пластин-теплообменников 2, содержащих трубки-теплообменники 1 и расположенных бок о бок в реакционной емкости; пару обкладочных пластин 3, которые располагаются в контакте с пластинами-теплообменниками 2, по меньшей мере, вдоль осей трубок-теплообменников 1, которые располагаются, соответственно, на обоих краях в направлении, в котором все пластины-теплообменники 2 располагаются бок о бок, и которые удерживаются между множеством пластин-теплообменников 2 в направлении, в котором пластины-теплообменники 2 располагаются бок о бок; множество крепежных стержней 4, которые соединяют эти обкладочные пластины 3; устройство 5 для введения теплоносителя, которое располагается в контакте с обоими краями трубок-теплообменников 1 пластин-теплообменников 2, и которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники 1; газораспределительный элемент 6, который перекрывает оба края множества пластин-теплообменников 2 в направлении, пересекающем оси трубок-теплообменников 1, и который пропускает газ через пространства между соседними пластинами-теплообменниками 2; перегородки 7, которые разделяют пространства между соседними пластинами-теплообменниками 2 вдоль направления прохождения газа на множество секций для удерживания катализатора, набитого в них; газопроницаемые пробки 8, которые закрывают нижние края соответствующих секций; устройства 9 для измерения температуры, растянутых в центральных частях заданных секций в направлении, пересекающих оси трубок-теплообменников 1; и перфорированную пластину 10, расположенную с тем, чтобы перекрывать пространство, перекрывающее множество пластин-теплообменников 2.As shown, for example, in FIGS. 1 to 4, the first plate type reactor comprises: a plurality of heat exchanger plates 2 comprising heat exchanger tubes 1 and located side by side in the reaction vessel; a pair of cover plates 3, which are in contact with the heat exchanger plates 2, at least along the axes of the heat exchanger tubes 1, which are located, respectively, at both edges in the direction in which all the heat exchanger plates 2 are located side by side, and which are held between the plurality of heat exchanger plates 2 in a direction in which the heat exchanger plates 2 are arranged side by side; a plurality of fixing rods 4 that connect these cover plates 3; a device 5 for introducing a heat carrier, which is located in contact with both edges of the heat exchanger tubes 1 of the heat exchanger plates 2, and which supplies the heat carrier to the heat exchanger tubes 1; a gas distribution element 6, which overlaps both edges of the plurality of heat exchanger plates 2 in a direction intersecting the axis of the heat exchanger tubes 1, and which passes gas through the spaces between adjacent heat exchanger plates 2; partitions 7 that divide the spaces between adjacent heat exchanger plates 2 along the gas flow direction into a plurality of sections to hold the catalyst packed therein; gas permeable plugs 8, which cover the lower edges of the respective sections; device 9 for measuring temperature, stretched in the Central parts of the given sections in the direction crossing the axis of the tube heat exchangers 1; and a perforated plate 10 disposed so as to overlap a space overlapping a plurality of heat exchanger plates 2.

Трубки-теплообменники 1 представляют собой трубки, которые имеют форму поперечного сечения, содержащую, в качестве главного составляющего элемента, круговую дугу, эллиптическую дугу или часть прямоугольной или многоугольной формы, и которые, например, имеют диаметр, как измерено в аксиальном направлении пластины-теплообменника 2 (диаметр большой оси, L), 30-50 мм и диаметр, как измерено в направлении, перпендикулярном аксиальному направлению пластины-теплообменника 2 (диаметр малой оси, H), 10-20 мм. Длина трубок-теплообменников 1, как правило, равна 0,1-20 м, например, 10 м. На Фиг.5 показаны трубки-теплообменники, имеющие сечение в форме листа, содержащие круговые дуги в качестве составляющих элементов формы поперечного сечения. На фиг.5, диаметр большой оси и диаметр малой оси для каждой трубки-теплообменника обозначается L и H, соответственно.Heat exchanger tubes 1 are tubes that have a cross-sectional shape containing, as a main constituent element, a circular arc, an elliptical arc or a part of a rectangular or polygonal shape, and which, for example, have a diameter as measured in the axial direction of the heat exchanger plate 2 (diameter of the major axis, L), 30-50 mm and the diameter, as measured in the direction perpendicular to the axial direction of the plate-heat exchanger 2 (diameter of the minor axis, H), 10-20 mm. The length of the tube heat exchangers 1, as a rule, is 0.1-20 m, for example, 10 m. Figure 5 shows the tube heat exchangers having a cross section in the form of a sheet containing circular arcs as constituent elements of the cross-sectional shape. 5, the diameter of the major axis and the diameter of the minor axis for each heat exchanger tube are denoted by L and H, respectively.

Каждая пластина-теплообменник 2 имеет форму, сформированную посредством соединения множества трубок-теплообменников 1 на краях формы поперечного сечения. Пластина-теплообменник 2 формируется из двух стальных листов, сформированных с тем, чтобы они имели форму, состоящую из ряда эллиптических дуг, посредством соединения формованных стальных листов друг с другом с помощью сварки на выступах, сформированных на краях дуг в обоих стальных листах. В качестве стальных листов, используют стальные листы, имеющие толщину 2 мм или меньше, предпочтительно, 1 мм или меньше. Форма таких стальных листов, которые формируются, точно проверяется. Сформованные стальные листы, у которых отклонение от конструктивного значения в течение формования находится, например, в пределах ±1%, используют как есть, в то время как формованные стальные листы, у которых отклонение от конструктивного значения в течение формования превышают ±5%, используют после выпрямления с тем, чтобы получить отклонение от конструктивного значения в течение формования в пределах ±2%.Each heat exchanger plate 2 has a shape formed by connecting a plurality of heat exchanger tubes 1 at the edges of the cross-sectional shape. The heat exchanger plate 2 is formed of two steel sheets formed to have a shape consisting of a series of elliptical arcs by connecting the molded steel sheets to each other by welding on the protrusions formed on the edges of the arcs in both steel sheets. As steel sheets, steel sheets having a thickness of 2 mm or less, preferably 1 mm or less, are used. The shape of such steel sheets that are formed is precisely checked. Molded steel sheets in which the deviation from the structural value during molding is, for example, within ± 1%, are used as is, while molded steel sheets in which the deviation from the structural value during molding exceeds ± 5%, are used after straightening in order to obtain a deviation from the design value during molding within ± 2%.

Вообще говоря, соседние пластины-теплообменники 2 могут располагаться так, что выступы на поверхности одной пластины 2 располагаются напротив выступов другой. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.1, однако, соседние пластины-теплообменники 2 располагаются так, что выступ на поверхности одной пластины-теплообменники 2 располагается напротив бороздок на поверхности другой пластины-теплообменники 2.Generally speaking, adjacent heat exchanger plates 2 can be positioned such that protrusions on the surface of one plate 2 are located opposite the protrusions of the other. In the plate type reactor shown in FIG. 1, however, adjacent heat exchanger plates 2 are arranged such that a protrusion on the surface of one heat exchanger plate 2 is located opposite the grooves on the surface of another heat exchanger plate 2.

Каждая пластина-теплообменник 2 может состоять из трубок-теплообменников 1, которые все одинаковы, или может состоять из трубок-теплообменников 1, отличающихся по размерам поперечного сечения. Например, пластина-теплообменник 2 может представлять собой пластину, в которой верхняя часть, средняя часть и нижняя часть пластины-теплообменники 2 состоят, соответственно, из трех видов трубок-теплообменников, отличающихся по размерам поперечного сечения. Более конкретно, как показано на фиг.7, пластина-теплообменник 2 формируется так, что большие оси трех видов трубок-теплообменников располагаются на одной прямой линии. Например, пластина-теплообменник 2 может представлять собой пластину, у которой верхняя часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 20% высоты пластины-теплообменника 2, состоит из трубок-теплообменников a, имеющих наибольший размер поперечного сечения, средняя часть пластины-теплообменники 2, которая составляет 30% высоты пластины-теплообменника 2, состоит из трубок-теплообменников b, имеющих второй, наибольший размер поперечного сечения, нижняя часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 40% высоты пластины-теплообменники 2, состоит из трубок-теплообменников c, имеющих самый маленький размер поперечного сечения, и 10% высоты пластины-теплообменника 2 состоит из соединенных частей пластин, служащих в качестве верхней конечной части и нижней конечной части пластины-теплообменника 2. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников представляет собой форму листа, которая имеет, например, диаметр большой оси (L) 50 мм и диаметр малой оси (H) 20 мм, и форма поперечного сечения трубок-теплообменников b представляет собой форму листа, которая имеет, например, диаметр большой оси (L) 40 мм и диаметр малой оси (H) 16 мм. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников c представляет собой форму листа, которая имеет, например, диаметр большой оси (L) 30 мм и диаметр малой оси (H) 10 мм.Each heat exchanger plate 2 may consist of heat exchanger tubes 1, which are all the same, or may consist of heat exchanger tubes 1, differing in cross-sectional dimensions. For example, the heat exchanger plate 2 may be a plate in which the upper part, the middle part and the lower part of the heat exchanger plate 2 consist, respectively, of three types of heat exchanger tubes, differing in cross-sectional dimensions. More specifically, as shown in FIG. 7, the heat exchanger plate 2 is formed so that the large axes of the three types of heat exchanger tubes are in a straight line. For example, the heat exchanger plate 2 may be a plate in which the upper part of the heat exchanger plate 2, which is 20% of the height of the heat exchanger plate 2, consists of heat exchanger tubes a having the largest cross-sectional size, the middle part of the heat exchanger plate 2, which is 30% of the height of the heat exchanger plate 2, consists of heat exchanger tubes b having the second largest cross-sectional dimension, the lower part of the heat exchanger plate 2, which is 40% of the height of the heat exchanger plate 2 consists of heat exchanger tubes c having the smallest cross-sectional size, and 10% of the height of the heat exchanger plate 2 consists of connected parts of the plates serving as the upper end part and the lower end part of the heat exchanger plate 2. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes is a sheet shape that, for example, has a major axis diameter (L) of 50 mm and a minor axis diameter (H) of 20 mm, and a cross-sectional shape of heat exchanger tubes b is a sheet shape that has, for example, a large diameter th axis (L) of 40 mm diameter and a minor axis (H) of 16 mm. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes c is a sheet shape which, for example, has a major axis diameter (L) of 30 mm and a minor axis diameter (H) of 10 mm.

Пластины-теплообменники 2 имеют длину, как измерено в аксиальном направлении пластин-теплообменников 2, как правило, 0,5-10 м, предпочтительно, 2 м или меньше. В случае, когда является желаемой пластина-теплообменник 2, имеющая длину в аксиальном направлении 2 м или больше, две пластины-теплообменники 2 могут использоваться либо после соединения друг с другом, либо в сочетании.The heat exchanger plates 2 have a length as measured in the axial direction of the heat exchanger plates 2, typically 0.5-10 m, preferably 2 m or less. In the case where the heat exchanger plate 2 is desired having an axial length of 2 m or more, two heat exchanger plates 2 can be used either after being connected to each other or in combination.

Обкладочные пластины 3 представляют собой пару пластин, как показано на фиг.2 и фиг.3. Например, пластины 3 представляют собой пару пластин, изготовленных из нержавеющей стали. Обкладочные пластины 3 формируются с тем, чтобы они были больше, чем пластины-теплообменники 2, так, что обкладочные пластины 3 могут соединяться с помощью крепежных стержней 4 на крайних частях.The cover plates 3 are a pair of plates, as shown in FIG. 2 and FIG. 3. For example, plates 3 are a pair of plates made of stainless steel. The cover plates 3 are formed so that they are larger than the heat exchanger plates 2, so that the cover plates 3 can be connected by means of fixing rods 4 at the extreme parts.

Как показано на фиг.3, крепежные стержни 4 представляют собой множество стержней, которые пронизывают и соединяют пару обкладочных пластин 3. Например, крепежные стержни 4 представляют собой стержни из нержавеющей стали, каждый из них имеет резьбу на каждой конечной части. Как показано на фиг.2 - фиг.4, обкладочные пластины 3 фиксируются в положениях, где обкладочные пластины 3 находятся в контакте с наружной периферией трубок-теплообменников 1 (трубки-теплообменники a), расположенных в верхней части пластин-теплообменников 2, посредством наворачивания гаек на обе конечные части крепежных стержней 4. Обкладочные пластины 3 могут фиксироваться в положениях, отличающихся по направлениям, в которых между ними расположены пластины-теплообменники 2, в пределах резьбы, сформированной на крепежных стержнях 4. Крепежные стержни 4 располагаются в таких же положениях, как перегородки 7, расположенные в пространствах между пластинами-теплообменниками 2, если смотреть с вертикального направления. Пара обкладочных пластин 3 и крепежные стержни 4 составляют часть обкладочных пластин.As shown in FIG. 3, the fixing rods 4 are a plurality of rods that penetrate and connect a pair of cover plates 3. For example, the fixing rods 4 are stainless steel rods, each of which has a thread on each end portion. As shown in FIGS. 2 - 4, the cover plates 3 are fixed in positions where the cover plates 3 are in contact with the outer periphery of the heat exchanger tubes 1 (heat exchanger tubes a) located in the upper part of the heat exchanger plates 2 by screwing nuts on both end parts of the fixing rods 4. The cover plates 3 can be fixed in positions that differ in the directions in which the heat exchanger plates 2 are located between them, within the thread formed on the fixing rods 4. Fixing rods 4 are located in the same positions as the partition 7, arranged in the spaces between the plates 2, the heat exchangers when viewed from a vertical direction. A pair of cover plates 3 and fixing rods 4 form part of the cover plates.

Как показано на фиг.1 и фиг.2, устройство для введения теплоносителя 5 содержит: пару кожухов 11 и 12, изготовленных из нержавеющей стали, которые представляют собой пару емкостей, соответственно, в контакте с обоими краями трубок-теплообменников 1 пластин-теплообменников 2, и имеет отверстия, например, соответствующие трубкам-теплообменникам 1, находящимся в контакте с ними; сопла 13, расположенные в кожухах и используемые для подачи и высвобождения теплоносителя; теплообменник 14 для регулирования температуры теплоносителя, высвобождающегося из кожуха 11; и насос 15 для циркуляции теплоносителя между кожухом 11 и теплообменником 14. Устройство для введения теплоносителя 5 газонепроницаемым образом соединяется с обкладочными пластинами 3 на частях боковых краев обкладочных пластин 3 с использованием обычных крепежных элементов, таких как резьба и гайки, и уплотнений, таких как манжеты.As shown in figure 1 and figure 2, the device for introducing the coolant 5 contains: a pair of casings 11 and 12 made of stainless steel, which are a pair of tanks, respectively, in contact with both edges of the tube-heat exchangers 1 of the plate-heat exchangers 2 , and has openings, for example, corresponding to heat exchanger tubes 1 in contact with them; nozzles 13 located in the casings and used to supply and release coolant; a heat exchanger 14 for controlling the temperature of the coolant released from the casing 11; and a pump 15 for circulating the heat medium between the casing 11 and the heat exchanger 14. The device for introducing the heat medium 5 is gas-tightly connected to the cover plates 3 on parts of the lateral edges of the cover plates 3 using conventional fasteners, such as threads and nuts, and seals, such as cuffs .

Внутреннее пространство кожухов 11 и 12 может соответствующим образом разделяться на камеры, которые являются непрерывными или блокируются вдоль направления, пересекающего оси пластин-теплообменников 2, так что теплоноситель протекает в одном направлении через каждый из наборов из заданного количества трубок-теплообменников 1 или протекает в противоположных направлениях через них, в кожухи 11 и 12 и из них.The inner space of the housings 11 and 12 can be appropriately divided into chambers that are continuous or are blocked along the direction crossing the axis of the heat exchanger plates 2, so that the coolant flows in one direction through each of the sets of a given number of heat exchanger tubes 1 or flows in opposite directions through them, into casings 11 and 12 and from them.

Устройство для введения теплоносителя 5 может, например, представлять собой устройство, которое, как показано на фиг.2 стрелками Y, заставляет теплоноситель протекать из одного кожуха 11 в другой кожух 12 в одном направлении через все трубки-теплообменники 1.The device for introducing coolant 5 may, for example, be a device that, as shown in FIG. 2 by arrows Y, causes the coolant to flow from one casing 11 to another casing 12 in one direction through all heat exchanger tubes 1.

Кроме того, устройство для введения теплоносителя 5 имеет смеситель для теплоносителя, например, в кожухах 11 и 12 или в любой из множества камер, сформированных посредством блокирования кожухов 11 и 12 вдоль аксиального направления пластин-теплообменников 2. Как показано на фиг.6, смеситель для теплоносителя имеет сопло 16, с помощью которого сообщаются внутреннее и наружное пространство кожуха, и распределительную трубку 17, соединенную с соплом 16 в кожухе и простирающуюся в направлении, перпендикулярном направлению потока теплоносителя в кожухе. Распределительная трубка 17, например, представляет собой трубку, которая закрыта на краю и имеет множество отверстий, сформированных по всей длине продольного направления распределительной трубки.In addition, the device for introducing the coolant 5 has a mixer for the coolant, for example, in the casings 11 and 12 or in any of the many chambers formed by blocking the casings 11 and 12 along the axial direction of the plate-heat exchangers 2. As shown in Fig.6, the mixer for the coolant has a nozzle 16, through which the inner and outer space of the casing is communicated, and a distribution tube 17 connected to the nozzle 16 in the casing and extending in a direction perpendicular to the direction of flow of the coolant into the casing ear. The distribution tube 17, for example, is a tube that is closed at the edge and has a plurality of holes formed along the entire length of the longitudinal direction of the distribution tube.

Газораспределительные элементы 6 могут, например, состоять из: одной или нескольких крышек реакционных емкостей, которые покрывают края множества пластин-теплообменников, находясь, в то же время, на некотором расстоянии от них, и герметизирует оба края боковых стенок реакционной емкости, состоящих из устройства для введения теплоносителя и части обкладочных пластин; и узлов для прохождения газа (сопла 18), через которые вводится газ исходных материалов или выводится газ реакционных продуктов. В качестве крышек для реакционной емкости, могут использоваться крышки различных форм, таких как куполообразная форма, коническая форма, форма четырехугольной пирамиды, форма треугольной призмы и форма параллелепипеда. В качестве узлов для прохождения газа, могут использоваться, например, обычные узлы для прохождения газа, включающие сопло, открытое в крышку реакционной емкости, и фланец, сформированный на краю сопла. Крышки реакционной емкости обычно представляют собой пару крышек реакционной емкости, расположенных на боковых стенках реакционной емкости, и эти крышки могут быть одинаковыми или различными. Хотя обычно на одной крышке реакционной емкости располагается один узел для прохождения газа, могут располагаться и два или более узла для прохождения газа. Хотя узлы для прохождения газа, которые должны располагаться в реакторе пластинчатого типа, обычно представляют собой пару узлов для прохождения газа, эти узлы для прохождения газа могут быть одинаковыми или различными.The gas distribution elements 6 may, for example, consist of: one or more lids of the reaction vessels, which cover the edges of the plurality of heat exchanger plates, at the same time, at a certain distance from them, and seals both edges of the side walls of the reaction vessel, consisting of a device for the introduction of the coolant and part of the lining plates; and nodes for the passage of gas (nozzle 18) through which the gas of the starting materials is introduced or the gas of the reaction products is discharged. As caps for the reaction vessel, caps of various shapes can be used, such as a dome-shaped, conical, quadrangular pyramid shape, triangular prism shape and parallelepiped shape. As nodes for the passage of gas, can be used, for example, conventional nodes for the passage of gas, including a nozzle open in the lid of the reaction vessel, and a flange formed on the edge of the nozzle. The reaction vessel caps are typically a pair of reaction vessel caps located on the side walls of the reaction vessel, and these caps may be the same or different. Although usually on one lid of the reaction vessel there is one gas passage assembly, two or more gas passage assemblies may be located. Although the nodes for the passage of gas, which should be located in a plate-type reactor, are usually a pair of nodes for the passage of gas, these nodes for the passage of gas may be the same or different.

Более конкретно, как показано на фиг.1 и фиг.3, газораспределительные элементы 6 представляют собой пару элементов, которые соединены газонепроницаемым образом с каждым из верхних краев обкладочных пластин 3, верхних краев кожухов 11 и 12, нижних краев обкладочных пластин 3 и нижних краев кожухов 11 и 12 с помощью крепежных элементов и уплотнений для перекрывания множества пластин-теплообменников 2. Газораспределительные элементы 6, например, представляют собой крышки из нержавеющей стали, имеющие полуцилиндрическую форму. Каждый из газораспределительных элементов 6 имеет сопло 18 и горловину 19, Газ поступает через сопло 18 одного из газораспределительных элементов 6 по направлению к пространствам между пластинами-теплообменниками 2, и газ высвобождается из пространства через сопло 18 другой крышки. В реакторе пластинчатого типа, обкладочные пластины 3, устройство для введения теплоносителя 5 и газораспределительные элементы 6 соединяются газонепроницаемым образом, формируя тем самым реакционную емкость.More specifically, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, the gas distribution elements 6 are a pair of elements that are gas-tightly connected to each of the upper edges of the cover plates 3, the upper edges of the housings 11 and 12, the lower edges of the cover plates 3 and the lower edges casing 11 and 12 using fasteners and seals to overlap many plates of heat exchangers 2. Gas distribution elements 6, for example, are stainless steel covers having a semi-cylindrical shape. Each of the gas distribution elements 6 has a nozzle 18 and a neck 19, gas flows through the nozzle 18 of one of the gas distribution elements 6 towards the spaces between the heat exchanger plates 2, and gas is released from the space through the nozzle 18 of the other cover. In a plate-type reactor, cover plates 3, a device for introducing a coolant 5 and gas distribution elements 6 are connected in a gas-tight manner, thereby forming a reaction vessel.

Горловины 19 представляют собой дверцы, чтобы позволить рабочему входить в газораспределительные элементы 6 и выходить их них в состоянии, когда они должны обновляться. Расположение сопел 18 и горловин 19 не ограничивается как-либо. Однако, в случае, когда газораспределительные элементы 6 представляют собой полуцилиндрические крышки, сопло 18 располагается на одном краю каждой крышки, а горловина 19 располагается на другом краю крышки, как показано, например, на фиг.1. Кроме того, в газораспределительных элементах 6 располагаются устройства безопасности, такие как предохранительные клапаны и разрывные диски, в качестве мер безопасности против аномального увеличения давления или аномальной реакции, во входной части и/или выходной части главного корпуса каждого газораспределительного элемента 6 или в соплах 18. По отношению к газораспределительному элементу 6 и горловине 19, расположенным на выходной стороне реакционной емкости, когда газ, содержащий реакционный продукт, застаивается, и это вызывает разложение желаемого продукта и аккумуляцию побочного продукта, тогда является желательным расположить структуру или дополнительный элемент для уменьшения участков застоя.The necks 19 are doors to allow the worker to enter the gas distribution elements 6 and exit them in a state where they should be updated. The arrangement of the nozzles 18 and the necks 19 is not limited in any way. However, in the case where the gas distribution elements 6 are semi-cylindrical caps, the nozzle 18 is located on one edge of each cap and the neck 19 is located on the other edge of the cap, as shown, for example, in FIG. In addition, safety devices, such as safety valves and rupture disks, are located in the gas distribution elements 6 as safety measures against an abnormal pressure increase or abnormal reaction in the inlet and / or outlet of the main body of each gas distribution element 6 or in nozzles 18. With respect to the gas distribution element 6 and the neck 19, located on the output side of the reaction vessel, when the gas containing the reaction product stagnates, and this causes dix desired product and byproduct accumulation, whereas it is desirable to arrange an additional structure or element to reduce the stagnation portions.

Перегородки 7 располагаются вдоль направления, пересекающего оси трубок-теплообменников 1, то есть, в направлении прохождения газа через реактор пластинчатого типа, в пространствах между соседними пластинами-теплообменниками 2. Как показано на фиг.7, перегородки 7, например, представляют собой пластинчатые элементы, имеющие достаточную жесткость, которые находятся в контакте с поверхностями трубок-теплообменников 1 и имеют в своей нижней части окно 20, которое представляет собой прямоугольное сквозное отверстие. Перегородки 7 служат в качестве промежуточной вставки для поддерживания расстояния между пластинами-теплообменниками 2 при заданном значении. Перегородки 7 могут располагаться через одинаковые интервалы по всему реактору пластинчатого типа или могут располагаться через различные интервалы. Например, перегородки 7 располагаются бок о бок через одинаковые интервалы 400 мм с формированием множества секций, имеющих объем 12 л, в пространстве между пластинами-теплообменниками 2.Partitions 7 are located along the direction that intersects the axis of the heat exchanger tubes 1, that is, in the direction of gas passage through the plate type reactor, in the spaces between adjacent heat exchanger plates 2. As shown in FIG. 7, the partitions 7, for example, are plate elements having sufficient rigidity, which are in contact with the surfaces of the tube-heat exchangers 1 and have in their lower part a window 20, which is a rectangular through hole. Partitions 7 serve as an intermediate insert to maintain the distance between the heat exchanger plates 2 at a given value. Partitions 7 may be spaced at regular intervals throughout the plate type reactor, or may be spaced at different intervals. For example, partitions 7 are located side by side at equal intervals of 400 mm with the formation of many sections having a volume of 12 l in the space between the plate-heat exchangers 2.

Как показано на фиг.8, каждая газопроницаемая пробка 8 имеет: газопроницаемую пластину 21, имеющую такую же прямоугольную форму, как и форма поперечного сечения каждой секции; первые детали 22 юбок, простирающиеся вертикально вниз от коротких сторон газопроницаемой пластины 21; и вторые детали юбок 23, простирающиеся вертикально вниз от длинных сторон газопроницаемой пластины 21. Каждая первая деталь 22 юбки имеет прямоугольное замковое окно 24, сформированное в ней, и замковый выступ 25, расположенный рядом с ним.As shown in FIG. 8, each gas permeable plug 8 has: a gas permeable plate 21 having the same rectangular shape as the cross-sectional shape of each section; first skirt parts 22 extending vertically downward from the short sides of the gas permeable plate 21; and second skirt parts 23 extending vertically downward from the long sides of the gas-permeable plate 21. Each first skirt part 22 has a rectangular locking window 24 formed therein and a locking protrusion 25 located next to it.

Газопроницаемая пластина 21, например, представляет собой пластину, имеющую 2-мм круглые отверстия, сформированные в ней, при доле отверстий 30%. Замковое окно 24 имеет такой размер, что его ширина и высота достаточны для размещения в нем замкового выступа 25. Замковый выступ 25 формируется посредством проделывания двух параллельных надрезов от нижнего края первой детали 22 юбки и изгибания области надреза с тем, чтобы сформировать наружный выступ. В паре противоположных первых деталей 22 юбки, замковое окно 24 одной детали 22 юбки находится напротив замкового выступа 25 другой, а замковый выступ 25 первой находится напротив замкового окно 24 последней. Окно 20 каждой перегородки 7 имеет такой размер, что ее ширина и высота являются достаточными для включения в нее как замкового окна 24, так и замкового выступа 25.The gas permeable plate 21, for example, is a plate having 2 mm round holes formed therein, with a hole ratio of 30%. The lock window 24 is sized such that its width and height are sufficient to accommodate the lock protrusion 25 in it. The lock protrusion 25 is formed by making two parallel cuts from the lower edge of the first part 22 of the skirt and bending the notch area in order to form the outer protrusion. In a pair of opposing first parts 22 of the skirt, the castle window 24 of one part 22 of the skirt is opposite the castle protrusion 25 of the other, and the castle protrusion 25 of the first is opposite the castle window 24 of the last. The window 20 of each partition 7 is so large that its width and height are sufficient to include both the lock window 24 and the lock protrusion 25.

Газопроницаемую пробку 8 вставляют в каждую секцию с нижнего края секции, с газопроницаемой пластиной 21, направленной вверх. Когда вставляют газопроницаемую пробку 8, перегородка 7 нажимает на замковый выступ 25, в то же время, сопротивляясь смещения наружу. Однако когда замковый выступ 25 достигает окна 20, выступ 25 высвобождается от давления перегородки 7 и выступает в окно 20. Таким образом, выступ 25 фиксируется в окне 20, как показано на фиг.9.A gas permeable plug 8 is inserted into each section from the lower edge of the section, with a gas permeable plate 21 pointing upward. When a gas-tight plug 8 is inserted, the baffle 7 presses on the locking protrusion 25, at the same time, resisting outward displacement. However, when the locking protrusion 25 reaches the window 20, the protrusion 25 is released from the pressure of the partition 7 and protrudes into the window 20. Thus, the protrusion 25 is fixed in the window 20, as shown in Fig.9.

Устройства 9 для измерения температуры располагаются, например, в самых крайних снаружи пространствах среди множества пространств, сформированных пластинами-теплообменниками 2, и в любых желаемых пространствах, расположенных на их внутренней стороне, как показано на фиг.2. По отношению к каждому пространству между пластинами-теплообменниками 2, устройства 9 для измерения температуры располагаются на множестве участков, в том числе, вблизи входа для теплоносителя и вблизи выхода для теплоносителя, вдоль аксиального направления трубок-теплообменников 1, то есть, в направлении потока теплоносителя. Участки, где должны располагаться устройства 9 для измерения температуры, могут определяться в соответствии с разностью температур между теплоносителем в передней части и теплоносителем в задней части внутри одной трубки для теплообменника 1 пластины-теплообменники 2. Например, в случае, когда температура теплоносителя должна контролироваться в единицах 0,5°C, устройства 9 для измерения температуры располагаются на участках, где разность температур между теплоносителем в передней части и теплоносителем в задней части внутри одной трубки-теплообменника 1 пластины-теплообменники 2 становится равной 2°C или более.The temperature measuring devices 9 are located, for example, in the outermost spaces, among the plurality of spaces formed by the heat exchanger plates 2, and in any desired spaces located on their inner side, as shown in FIG. With respect to each space between the heat exchanger plates 2, the temperature measuring devices 9 are located in a plurality of sections, including, near the heat carrier inlet and near the heat carrier outlet, along the axial direction of the heat exchanger tubes 1, i.e., in the direction of the heat carrier flow . The areas where the temperature measuring devices 9 should be located can be determined in accordance with the temperature difference between the coolant in the front and the coolant in the back inside one tube for heat exchanger 1 of the plate-heat exchangers 2. For example, in the case where the temperature of the coolant should be controlled in units of 0.5 ° C, temperature measuring devices 9 are located in areas where the temperature difference between the coolant in the front and the coolant in the back inside one tube the heat exchanger 1 plate heat exchangers 2 becomes equal to 2 ° C or more.

Как показано на фиг.10, устройство 9 для измерения температуры содержит гибкую опору 26, множество элементов 27 для измерения температуры, расположенных на опоре 26, множество ограничительных стержней 28, простирающихся горизонтально от опоры 26 и находящихся в контакте с поверхностью пластины-теплообменника 2, фланец 29, сформированный на краю основания опоры 26, разъем 30, соединенный с фланцем 29, кабель 31, соединенный с разъемом 30, и фланец для фиксации 32, сформированный на нижнем краю опоры 26.As shown in FIG. 10, the temperature measuring device 9 comprises a flexible support 26, a plurality of temperature measuring elements 27 located on the support 26, a plurality of restriction rods 28 extending horizontally from the support 26 and in contact with the surface of the heat exchanger plate 2, a flange 29 formed on the edge of the base of the support 26, a connector 30 connected to the flange 29, a cable 31 connected to the connector 30, and a flange for fixing 32 formed on the lower edge of the support 26.

Опора 26 представляет собой трубку, изготовленную из нержавеющей стали, имеющую среднюю толщину стенок 0,2 мм. Одиннадцать термопар вставлены в элементы измерения температуры 27 в опоре 26. Элементы для измерения температуры 27 располагаются в соответствии с изменениями температуры в каждом слое катализатора. Например, элементы для измерения температуры 27 располагаются вблизи входа для реакционного газа и вблизи выхода для реакционного газа, в слое катализатора и на трех участках, где, как ожидается, будет находиться максимальная температура, соответственно, в трех реакционных зонах каждого слоя катализатора. Более конкретно, как показано на фиг.10, элементы 27 для измерения температуры располагаются так, что вдоль направления прохождения газа через каждое пространство, один из них располагается в верхней крайней части пространства, три располагаются в центральной части первой реакционной зоны, сформированной с помощью трубок-теплообменников a, три располагаются в центральной части второй реакционной зоны, сформированных с помощью трубок-теплообменников b, три располагаются в центральной части третьей реакционной зоны сформированной с помощью трубок-теплообменников c, и один располагается в нижней конечной части пространства.The support 26 is a tube made of stainless steel having an average wall thickness of 0.2 mm. Eleven thermocouples are inserted into the temperature measuring elements 27 in the support 26. The temperature measuring elements 27 are arranged in accordance with temperature changes in each catalyst bed. For example, temperature measuring elements 27 are located near the inlet for the reaction gas and in the vicinity of the outlet for the reaction gas, in the catalyst bed and in three areas where the maximum temperature is expected to be in the three reaction zones of each catalyst bed, respectively. More specifically, as shown in FIG. 10, the temperature measuring elements 27 are arranged such that along the direction of gas passage through each space, one of them is located in the upper extreme part of the space, three are located in the central part of the first reaction zone formed by the tubes -heat exchangers a, three are located in the central part of the second reaction zone formed by heat exchanger tubes b, three are located in the central part of the third reaction zone formed by труб tube heat exchangers c, and one is located in the lower end part of the space.

Вообще говоря, участки в каждой трубке теплообменника 1, между которыми разность температур теплоносителя становится равной 2°C или более, и участки, где, как ожидается, возникнет максимальная температура, соответственно, в реакционных зонах каждого слоя катализатора, могут определяться на основе результатов эксперимента, осуществляемого с использованием устройства для исследования для этого реактора, или на основе результатов компьютерного моделирования, осуществляемого с использованием программного обеспечения такого, например, как CFX, производится Ansys, Inc., STAR-CD, производится CD-adapco Company или gPROMS, производится PSE Ltd.Generally speaking, the areas in each tube of the heat exchanger 1 between which the temperature difference of the coolant becomes equal to 2 ° C or more, and the areas where it is expected that the maximum temperature will occur, respectively, in the reaction zones of each catalyst layer, can be determined based on the experimental results carried out using a research device for this reactor, or based on the results of computer simulations carried out using software such as, for example CFX, manufactured by Ansys, Inc., STAR-CD, manufactured by CD-adapco Company or gPROMS, manufactured by PSE Ltd.

Каждый из ограничительных стержней 28 представляет собой стержень, изготовленный из нержавеющей стали, край основания которого фиксируется на опоре 26, и который простирается в горизонтальном направлении. Ограничительные стержни 28 имеют соответствующую длину, в соответствии с их положениями на опоре 26; каждый ограничительный стержень 28 имеет такую длину, что когда опора 26 удерживается в центральной плоскости каждого пространства, тогда свободный край ограничительного стержня 28 находится в контакте с поверхностью пластины-теплообменника 2. Три ограничительных стержня 28 располагаются на участке, находящемся в пределах от центральной части до части края основания опоры 26, так что три ограничительных стержня 28 находятся попеременно в контакте с соответствующими противоположными пластинами-теплообменниками 2.Each of the restriction rods 28 is a rod made of stainless steel, the edge of the base of which is fixed on the support 26, and which extends in the horizontal direction. The restriction rods 28 have an appropriate length, in accordance with their positions on the support 26; each restriction rod 28 is so long that when the support 26 is held in the central plane of each space, then the free edge of the restriction rod 28 is in contact with the surface of the heat exchanger plate 2. Three restriction rods 28 are located in the area from the central part to part of the edge of the base of the support 26, so that the three restrictive rods 28 are alternately in contact with the respective opposite plates of the heat exchangers 2.

Фланец 29 устанавливают, например, на опорном элементе для фланца для поддержания фланца 29, на заданной высоте внутри реакционной емкости, для фиксирования опоры 26 на верхней части реакционной емкости. Опорный элемент для фланца представляет собой, например, элемент, в который вставляют болт, простирающийся вертикально из верхнего газораспределительного элемента 6, и поддерживаемый на заданной высоте с помощью гайки. Например, опорный элемент для фланца состоит из двух стальных проволок, расположенных, соответственно, на обеих сторонах опоры 26, опорный элемент из стальной проволоки имеет отверстие для болта и он поддерживает две стальных проволоки, и гайка, с помощью которой опорный элемент из стальной проволоки в котором болт вставляется в отверстие для болта, наворачивается снизу. Фланец 32 для фиксации представляет собой диск или кольцо, имеющий диаметр, больший, чем диаметр отверстий газопроницаемой пластины 21 у каждой газопроницаемой пробки 8. Например, фланец 32 для фиксации фиксируется на нижнем краю опоры 26 после того как нижний край опоры проходит через отверстие газопроницаемой пластины 21.The flange 29 is mounted, for example, on a support element for the flange to maintain the flange 29, at a predetermined height inside the reaction vessel, for fixing the support 26 on the upper part of the reaction vessel. The supporting element for the flange is, for example, an element into which a bolt is inserted, extending vertically from the upper gas distribution element 6, and supported at a predetermined height by means of a nut. For example, the support element for the flange consists of two steel wires located, respectively, on both sides of the support 26, the support element made of steel wire has a hole for the bolt and it supports two steel wires, and a nut with which the support element is made of steel wire in which the bolt is inserted into the hole for the bolt, is screwed up from below. The fixing flange 32 is a disk or ring having a diameter larger than the diameter of the holes of the gas-permeable plate 21 at each gas-permeable plug 8. For example, the fixing flange 32 is fixed on the lower edge of the support 26 after the lower edge of the support passes through the opening of the gas-permeable plate 21.

Устройство 9 для измерения температуры, показанное на фиг.10, имеет следующую конфигурацию вдоль вертикального направления. В нижней крайней части пространства, нижний край опоры 26 фиксируются на газопроницаемой пробке 8 с помощью фланца 32 для фиксации в положении, по отношению к которому пластины-теплообменники 2 являются эквидистантными. В верхней крайней части пространства, край основания опоры 26 фиксируется с помощью опорного элемента фланца в положении, по отношению к которому пластины-теплообменники 2 являются эквидистантными. Посредством наворачивания гайки опорного элемента фланца, гайка перемещается вверх и опора 26 растягивается вверх с помощью опорного элемента фланца и становится линейной, при этом каждый ограничительный стержень 28 находится в контакте с поверхностью пластины-теплообменника 2.The temperature measuring device 9 shown in FIG. 10 has the following configuration along a vertical direction. In the lower extreme part of the space, the lower edge of the support 26 is fixed on the gas-permeable plug 8 by means of a flange 32 for fixing in a position with respect to which the heat exchanger plates 2 are equidistant. In the upper extreme part of the space, the edge of the base of the support 26 is fixed with the support element of the flange in a position with respect to which the heat exchanger plates 2 are equidistant. By screwing the nut of the flange support element, the nut moves upward and the support 26 is stretched upward with the help of the flange support element and becomes linear, with each restrictive rod 28 being in contact with the surface of the heat exchanger plate 2.

В реакторе пластинчатого типа, который имеет конфигурацию, описанную выше, пластины-теплообменники 2 располагаются бок о бок через одинаковые интервалы, при этом минимальные расстояния между наружными стенками трубок-теплообменников составляют, например, 14 мм (расстояние между осями пластин-теплообменников 2 составляет 30 мм).In the plate type reactor, which has the configuration described above, the heat exchanger plates 2 are arranged side by side at regular intervals, while the minimum distances between the outer walls of the heat exchanger tubes are, for example, 14 mm (the distance between the axes of the heat exchanger plates 2 is 30 mm).

Пластины-теплообменники 2 располагаются в желаемых положениях посредством поочередного размещения пластин-теплообменников 2 и промежуточных вставок 7, и оба края трубок-теплообменников 1 соединяются в этих положениях с кожухами 10 и 11 с помощью сварки. Здесь, расстояние между поверхностями пластин-теплообменников 2 представляет собой расстояние между поверхностями пластин-теплообменников 2, как измерено в направлении, перпендикулярном линии, по отношению к которой оси пластин-теплообменников 2 являются эквидистантными, в сечении пластин-теплообменников 2 (фиг.3 и фиг.5), сформированном посредством разрезания пластин-теплообменников 2 вдоль направления прохождения газа через пространство (линия B-B' на фиг.1), если смотреть на пластины-теплообменники 2 из пространства между пластинами-теплообменниками 2 (фиг.1). Пластины-теплообменники 2 располагаются так, что оси пластин-теплообменников 2 простираются в вертикальном направлении и оси трубок-теплообменников 1 простираются в горизонтальном направлении. Поэтому, когда конструктивное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников 2 составляет, например, 20 мм, в терминах расстояния между выступами одной пластины-теплообменника и бороздками другой пластины-теплообменника, среди расстояний в горизонтальном направлении между поверхностями пластин-теплообменников 2, расположенных так, что их оси простираются в вертикальном направлении, и когда реальные значения этого расстояния составляют, например, 19,5-21 мм, тогда отклонения от конструктивного значения расстояния между поверхностями пластин-теплообменников 2 составляют от -0,5 до 1,0 мм.The heat exchanger plates 2 are located in the desired positions by alternately placing the heat exchanger plates 2 and the intermediate inserts 7, and both edges of the heat exchanger tubes 1 are connected in these positions to the casings 10 and 11 by welding. Here, the distance between the surfaces of the heat exchanger plates 2 is the distance between the surfaces of the heat exchanger plates 2, as measured in a direction perpendicular to the line with respect to which the axes of the heat exchanger plates 2 are equidistant in cross section of the heat exchanger plates 2 (Fig. 3 and 5), formed by cutting heat exchanger plates 2 along the direction of gas passage through the space (line BB 'in Fig. 1), when looking at the heat exchanger plates 2 from the space between the heat plates exchangers 2 (figure 1). The heat exchanger plates 2 are arranged so that the axes of the heat exchanger plates 2 extend in the vertical direction and the axes of the heat exchanger tubes 1 extend in the horizontal direction. Therefore, when the design value of the distance between the surfaces of the heat exchanger plates 2 is, for example, 20 mm, in terms of the distance between the protrusions of one heat exchanger plate and the grooves of the other heat exchanger plate, among the horizontal distances between the surfaces of the heat exchanger plates 2, arranged so that their axes extend in the vertical direction, and when the real values of this distance are, for example, 19.5-21 mm, then deviations from the design value of the distance between -surface plates of heat exchangers 2 are from 0.5 to 1.0 mm.

Каждая секция пространств между соседними пластинами-теплообменниками 2 набита катализатором. В качестве катализатора, может использоваться, например, катализатор на основе молибдена (Mo)-висмута (Bi), имеющий максимальный средний диаметр 5 мм и имеющий кольцевую форму. Каждая секция, сформированная с помощью пластин-теплообменников 2 и перегородок 7, набита катализатором в данном объеме, соответствующем объему этой секции.Each section of the spaces between adjacent heat exchanger plates 2 is packed with a catalyst. As a catalyst, for example, a molybdenum (Mo) -bismuth (Bi) -based catalyst having a maximum average diameter of 5 mm and having a ring shape can be used. Each section formed using heat exchanger plates 2 and partitions 7 is packed with a catalyst in a given volume corresponding to the volume of this section.

Состояние, в котором катализатор набивают в виде формы пространства между пластинами-теплообменниками 2 показано на фиг.11. Как показано на фиг.11, пластины-теплообменники 2, каждая из которых получается посредством формования двух листов в форме круговых дуг, эллиптических дуг или частей прямоугольника или многоугольника и соединения формованных листов так, чтобы они находились друг напротив друга, образуют три вида проходов для теплоносителя 33, 34 и 35, отличающихся по площади поперечного сечения. Проходы 33 имеют самую большую ширину и, следовательно, между проходами 33 слой 36 катализатора является самым узким. Проходы 34 и проходы 35 уменьшаются по ширине в указанном порядке по сравнению с проходами 33 и, следовательно, ширина слоя 36 катализатора постепенно увеличивается.The state in which the catalyst is packed in the form of a space between the heat exchanger plates 2 is shown in FIG. 11. As shown in FIG. 11, heat exchanger plates 2, each of which is obtained by molding two sheets in the form of circular arcs, elliptical arcs or parts of a rectangle or polygon, and joining the molded sheets so that they are opposite each other, form three types of passages for coolant 33, 34 and 35, differing in cross-sectional area. The passages 33 have the largest width and, therefore, between the passages 33, the catalyst bed 36 is the narrowest. The passages 34 and passages 35 are reduced in width in this order compared to the passages 33 and, therefore, the width of the catalyst layer 36 is gradually increasing.

Слой 36 катализатора составляет три реакционные зоны 37, 38 и 39 в соответствии с проходами 33, 34 и 35. Когда толщина слоя 36 катализатора рассматривается как среднее расстояние между пластинами-теплообменниками 2, как измерено в направлении, перпендикулярном осям пластин-теплообменников 2, тогда толщина слоя 36 катализатора в реакционной зоне 37 равна, например, 8-15 мм, и толщина слоя 36 катализатора в реакционной зоне 38, которая следует за реакционной зоной 37, равна, например, 10-20 мм. Далее, толщина слоя 36 катализатора в реакционной зоне 39, которая следует после реакционной зоны 38, равна, например, 15-30 мм.The catalyst layer 36 comprises three reaction zones 37, 38 and 39 according to the passages 33, 34 and 35. When the thickness of the catalyst layer 36 is considered as the average distance between the heat exchanger plates 2, as measured in the direction perpendicular to the axes of the heat exchanger plates 2, then the thickness of the catalyst layer 36 in the reaction zone 37 is, for example, 8-15 mm, and the thickness of the catalyst layer 36 in the reaction zone 38, which follows the reaction zone 37, is, for example, 10-20 mm Further, the thickness of the catalyst layer 36 in the reaction zone 39, which follows after the reaction zone 38, is, for example, 15-30 mm.

В случае, когда реактор пластинчатого типа используют для осуществления газофазной каталитической реакции, температуру реакции контролируют посредством температуры теплоносителя, протекающего через трубки-теплообменники 1. Хотя температура теплоносителя изменяется в зависимости от видов исходных материалов, продукта и катализатора, является, как правило, предпочтительным, чтобы ее температура составляла 200-600°C. Примером температуры теплоносителя являются 300-400°C, что представляет собой случай, когда газ исходных материалов представляет собой C3-C4 ненасыщенный углеводород. Температуру теплоносителя, который должен доставляться в реакционные зоны, определяют и контролируют независимо для каждой реакционной зоны. Когда газ исходных материалов представляет собой (мет)акролеин, выбирают температуру теплоносителя в пределах 250-320°C.In the case where the plate type reactor is used to carry out a gas-phase catalytic reaction, the reaction temperature is controlled by the temperature of the coolant flowing through the heat exchanger tubes 1. Although the temperature of the coolant varies depending on the types of starting materials, product and catalyst, it is generally preferred. so that its temperature is 200-600 ° C. An example of a coolant temperature is 300-400 ° C, which is the case when the feed gas is a C3-C4 unsaturated hydrocarbon. The temperature of the coolant to be delivered to the reaction zones is determined and controlled independently for each reaction zone. When the feed gas is (meth) acrolein, a heat transfer temperature of between 250-320 ° C. is selected.

Преобразование газа исходных материалов при реакции является особенно важным, и температуру теплоносителя контролируют для получения желаемого преобразования. Когда температура слоя катализатора повышается выше допустимых температур работы реактора пластинчатого типа, имеются случаи, когда возникают проблемы, такие как уменьшение каталитической активности, уменьшение селективности и возникает увеличение скорости реакции, уменьшение активности или селективности. Термин "преобразование" в настоящем документе означает пропорцию количества газа исходных материалов (например, пропилена), преобразованного в продукт посредством реакции, по отношению к поступающему количеству газа исходных материалов, которое вводится в слой катализатора, и термин "селективность" означает пропорцию количества газа исходных материалов, преобразованную в желаемый продукт, по отношению к количеству газа исходных материалов, которое подвергается преобразованию посредством реакции.The conversion of the feed gas during the reaction is especially important, and the temperature of the coolant is controlled to obtain the desired conversion. When the temperature of the catalyst layer rises above the permissible operating temperatures of the plate type reactor, there are cases when problems arise, such as a decrease in catalytic activity, a decrease in selectivity, and an increase in the reaction rate, a decrease in activity or selectivity. The term "conversion" as used herein means the proportion of the amount of gas of starting materials (e.g., propylene) converted to the product by reaction with respect to the incoming amount of gas of starting materials that is introduced into the catalyst bed, and the term "selectivity" means the proportion of the amount of gas of starting materials materials converted to the desired product, in relation to the amount of gas of the starting materials, which is converted by reaction.

Температуру теплоносителя контролируют для получения заданного преобразования. Однако для поддерживания высоких рабочих характеристик катализатора в течение продолжительного времени, является важным, чтобы максимальная температура слоя катализатора не превышала максимальную допустимую температуру используемого катализатора. Более предпочтительно, является важным поддержания максимальной температуры слоя катализатора настолько низкой, насколько это возможно, постольку, поскольку получаются желаемые результаты реакции.The temperature of the coolant is controlled to obtain a given conversion. However, in order to maintain high catalyst performance over an extended period of time, it is important that the maximum temperature of the catalyst bed does not exceed the maximum allowable temperature of the catalyst used. More preferably, it is important to maintain the maximum temperature of the catalyst bed as low as possible, insofar as the desired reaction results are obtained.

Теплоноситель подается в две-пять реакционных зон при температуре, которая делает возможным достижение пиковой температуры слоя катализатора в каждой реакционной зоне в пределах (заданная температура)±10°C, и протекает в направлении (направление поперечного потока), перпендикулярном направлению потока реакционного газа. Разница температур теплоносителя между входом и выходом одной трубки-теплообменника 1 предпочтительно составляет 0,5-10°C, более предпочтительно, 2-5°C. В конфигурации, показанной на фиг.11, имеются случаи, где теплоноситель, регулируемый с тем, чтобы он имел заданную температуру, заставляют, например, протекать отдельно через индивидуальные трубки-теплообменники 1 проходов 33-35, или случаи, когда теплоноситель заставляют протекать одновременно через все трубки-теплообменники 1 одной и той же реакционной зоны. Кроме того, теплоноситель, который подают в трубки-теплообменники 1 одной реакционной зоны и высвобождают оттуда, может подаваться в трубки-теплообменники 1 этой же или другой реакционной зоны.The coolant is supplied to two to five reaction zones at a temperature that makes it possible to achieve a peak temperature of the catalyst layer in each reaction zone within (predetermined temperature) ± 10 ° C, and flows in a direction (transverse flow direction) perpendicular to the direction of reaction gas flow. The temperature difference between the inlet and outlet of one tube-heat exchanger 1 is preferably 0.5-10 ° C, more preferably 2-5 ° C. In the configuration shown in FIG. 11, there are cases where the heat carrier, controlled so that it has a predetermined temperature, is forced, for example, to flow separately through individual heat exchanger tubes 1 of passages 33-35, or cases where the heat carrier is forced to flow simultaneously through all the heat exchanger tubes 1 of the same reaction zone. In addition, the coolant that is supplied to and released from the heat exchanger tubes 1 of one reaction zone can be supplied to the heat exchanger tubes 1 of the same or another reaction zone.

Значимые факторы точности, относящиеся к изготовлению реактора пластинчатого типа, которые с высокой вероятностью связаны с результатами реакции, представляют собой толщину трубок-теплообменников a-c и расстояние между осями пары пластин-теплообменников 2, толщину и расстояние, управляющие толщиной слоя 36 катализатора (расстояние между поверхностями пластин-теплообменников 2). Когда расстояние между осями пластин-теплообменников 2 является постоянным и трубки-теплообменники 1 имеют толщину, меньшую, чем заданное значение, или когда расстояние между осями пластин-теплообменников 2 больше, чем заданное значение, тогда слой 36 катализатора имеет повышенную толщину (расстояние между поверхностями пластин-теплообменников 2 увеличивается) и эффективного теплообмена не происходит. Имеются, следовательно, случаи, когда температуры слоя 36 катализатора и исходных материалов не могут поддерживаться соответствующим образом.Significant accuracy factors related to the manufacture of a plate type reactor, which are highly likely to be associated with the reaction results, are the thickness of the heat exchanger tubes ac and the distance between the axes of the pair of heat exchanger plates 2, the thickness and distance that control the thickness of the catalyst layer 36 (distance between surfaces heat exchanger plates 2). When the distance between the axes of the heat exchanger plates 2 is constant and the heat exchanger tubes 1 have a thickness less than a predetermined value, or when the distance between the axes of the heat exchanger plates 2 is greater than a predetermined value, then the catalyst layer 36 has an increased thickness (the distance between the surfaces heat exchanger plates 2 increases) and effective heat exchange does not occur. There are therefore cases where the temperatures of the catalyst bed 36 and the starting materials cannot be maintained appropriately.

Когда расстояние между осями пластин-теплообменников 2 является постоянным и проходы для теплоносителя имеют толщину, большую, чем заданное значение, или когда расстояние между осями пластин-теплообменников 2 меньше, чем заданное значение, тогда слой 36 катализатора имеет уменьшенную толщину (расстояние между поверхностями пластин-теплообменников уменьшается). В результате, хотя осуществляется эффективный теплообмен, имеются случаи, когда заданный катализатор не может набиваться соответствующим образом и газофазная каталитическая реакция больше не может поддерживаться соответствующим образом.When the distance between the axes of the plates of the heat exchangers 2 is constant and the passages for the coolant have a thickness greater than the specified value, or when the distance between the axes of the plates of the heat exchangers 2 is less than the specified value, then the catalyst layer 36 has a reduced thickness (the distance between the surfaces of the plates -heat exchangers is reduced). As a result, although efficient heat transfer is effected, there are cases where a predetermined catalyst cannot be packed properly and the gas phase catalytic reaction can no longer be supported accordingly.

В реакторе пластинчатого типа, когда теплоноситель, имеющий температуру, например, 345°C, заставляют протекать через трубки-теплообменники 1, и газ, содержащий пропилен, молекулярный кислород, водяной пар и инертный газ, заставляют протекать в качестве газа исходных материалов из верхнего газораспределительного элемента 6, тогда получают реакционный газ, содержащий акролеин и акриловую кислоту. Газ исходных материалов подают при скорости введения, которая определяется по конструктивному значению, для получения реакционных продуктов с желаемым выходом, и теплоноситель, имеющий температуру, определяемую по конструктивному значению, подают в трубки-теплообменники 1 при скорости введения, определяемой по конструктивному значению. Максимальную температуру (пиковую температуру) A слоев 36 катализатора измеряют с помощью устройства 9 для измерения температуры.In a plate type reactor, when a heat carrier having a temperature of, for example, 345 ° C is forced to flow through heat exchanger tubes 1, and a gas containing propylene, molecular oxygen, water vapor and an inert gas is forced to flow as source gas from the upper gas distribution element 6, then receive a reaction gas containing acrolein and acrylic acid. The source material gas is supplied at an introduction rate that is determined by the structural value to obtain reaction products with the desired yield, and a coolant having a temperature determined by the constructive value is supplied to the heat exchanger tubes 1 at the introduction rate determined by the structural value. The maximum temperature (peak temperature) A of the catalyst beds 36 is measured using a temperature measuring device 9.

В случае, когда пиковая температура A находится в пределах (заданная температура) ±10°C, теплоноситель подается в трубки-теплообменники 1 при температуре и скорости введения, установленных для теплоносителя. В случае, когда пиковая температура A выше, чем (заданное значение)+10°C, теплоноситель подают в трубки-теплообменники 1 при температуре более низкой, чем заданная температура теплоносителя, и при заданной скорости введения теплоносителя. В случае, когда пиковая температура A ниже, чем (заданное значение)-10°C, теплоноситель подается в трубки-теплообменники 1 при температуре, более высокой, чем заданная температура теплоносителя, и при заданной скорости введения теплоносителя. С помощью контролирования, таким образом, температуры теплоносителя в соответствии с пиковой температурой слоев 36 катализатора, получение реакционного продукта может продолжаться без изменения скорости введения газа исходных материалов и без понижения выхода реакции.In the case when the peak temperature A is in the range of (set temperature) ± 10 ° C, the coolant is supplied to the heat exchanger tubes 1 at the temperature and rate of introduction established for the coolant. In the case when the peak temperature A is higher than (set value) + 10 ° C, the coolant is supplied to the heat exchanger tubes 1 at a temperature lower than the set temperature of the coolant and at a given rate of coolant introduction. In the case when the peak temperature A is lower than (set value) -10 ° C, the heat carrier is supplied to the heat exchanger tubes 1 at a temperature higher than the set temperature of the heat transfer medium and at a given rate of heat transfer. By controlling, thus, the temperature of the coolant in accordance with the peak temperature of the catalyst beds 36, the production of the reaction product can continue without changing the rate of introduction of the gas of the starting materials and without reducing the yield of the reaction.

Реактор пластинчатого типа использует пластины-теплообменники 2, сформированные посредством соединения стальных листов, которые формуются таким образом, чтобы они имели отклонение от конструктивного значения в пределах ±1%. Поэтому, посредством контроля температуры теплоносителя таким образом, что реальные значения пиковой температуры слоев катализатора становятся заданными значениями пиковой температуры для слоя катализатора, получение реакционного продукта может поддерживаться при условиях, которые приводят к высокой производительности.The plate type reactor uses plate heat exchangers 2 formed by joining steel sheets that are molded so that they deviate from the design value within ± 1%. Therefore, by controlling the temperature of the coolant in such a way that the real values of the peak temperature of the catalyst layers become predetermined values of the peak temperature for the catalyst layer, the preparation of the reaction product can be maintained under conditions that lead to high productivity.

Поскольку реактор пластинчатого типа имеет перегородки 7, это является эффективным с точки зрения размещения пластин-теплообменников 2 в соответствии с конструктивным значением расстояния между поверхностями пластин-теплообменников 2. Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет перегородки 7, каждое пространство между пластинами-теплообменниками 2 имеет множество секций и секции по-отдельности набивают катализатором. Следовательно, эта конфигурация является эффективной с точки зрения равномерной набивки пространства катализатором.Since the plate type reactor has partitions 7, this is efficient in terms of placing the heat exchanger plates 2 in accordance with the design value of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers 2. In addition, since the plate type reactor has partitions 7, each space between the heat exchanger plates 2 It has many sections and sections are individually packed with a catalyst. Therefore, this configuration is effective in terms of uniformly packing the space with the catalyst.

Поскольку реактор пластинчатого типа имеет устройства для измерения температуры 9, может измеряться температура слоев 36 катализатора. Это конфигурация является эффективной с точки зрения получения продукта с высокой эффективностью на основе контроля температуры теплоносителя в соответствии с пиковой температурой слоев 36 катализатора.Since the plate type reactor has temperature measuring devices 9, the temperature of the catalyst beds 36 can be measured. This configuration is effective from the point of view of obtaining a product with high efficiency based on the temperature control of the coolant in accordance with the peak temperature of the catalyst layers 36.

Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет смеситель для теплоносителя, эта конфигурация является эффективной с точки зрения быстрого и точного контроля температуры теплоносителя в устройстве 5 для введения теплоносителя.In addition, since the plate type reactor has a mixer for the coolant, this configuration is effective from the point of view of quick and accurate control of the temperature of the coolant in the device 5 for introducing the coolant.

Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет газопроницаемые пробки 8, может извлекаться только катализатор, присутствующий в любой желаемой секции. Эта конфигурация является эффективной с точек зрения гомогенизации слоев 36 катализатора и повышения эффективности обслуживания/инспекции.In addition, since the plate type reactor has gas permeable plugs 8, only the catalyst present in any desired section can be removed. This configuration is effective in terms of homogenizing the catalyst beds 36 and improving the maintenance / inspection efficiency.

Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет газораспределительные части 6 и горловины 19 и дополнительно имеет крепежные стержни 4, расположенные в таких же положениях, как перегородки 7, крепежные стержни 4 могут использоваться в качестве скелетных или опорных элементов для них при операции набивки катализатора или при обслуживании/инспекции. Это конфигурация является эффективной с точки зрения эффективного осуществления операций внутри реактора пластинчатого типа.In addition, since the plate type reactor has gas distribution parts 6 and necks 19 and additionally has fixing rods 4 located in the same positions as partitions 7, fixing rods 4 can be used as skeletal or supporting elements for them during catalyst packing operations or maintenance / inspection. This configuration is effective from the point of view of efficient operations inside the plate type reactor.

Варианты осуществления первого реактора пластинчатого типа включают те, которые показаны на фиг.12, в которых три реакционных зоны 40, 41 и 42, сформированные вдоль направления потока газа исходных материалов, имеют соответствующие значения толщины слоя 43 катализатора, которые увеличиваются в указанном порядке так, как это описано в патентном документе 2.Embodiments of the first plate type reactor include those shown in FIG. 12, in which the three reaction zones 40, 41 and 42 formed along the direction of the feed gas stream have corresponding catalyst layer thicknesses 43 that increase in this order so as described in patent document 2.

Реакторы пластинчатого типа, как правило, трудно изготавливать с удовлетворительной точностью. Например, в теплообменниках пластинчатого типа, имеющих одинаковую конфигурацию, расстояние между поверхностями пластин-теплообменников, как правило, имеет отклонение от конструктивного значения 3-5 мм или более. В соответствии с первым реактором пластинчатого типа, может быть предусмотрен реактор пластинчатого типа, содержащий пластины-теплообменники, расположенные с тем, чтобы они имели отклонения в пределах такого малого диапазона, что контроль реакции является возможным посредством контроля температуры теплоносителя. Следовательно, возможность промышленного использования реакторов пластинчатого типа может быть сильно расширена.Plate type reactors are generally difficult to manufacture with satisfactory accuracy. For example, in plate-type heat exchangers having the same configuration, the distance between the surfaces of the plate-heat exchangers, as a rule, has a deviation from the design value of 3-5 mm or more. According to a first plate type reactor, a plate type reactor may be provided comprising plate heat exchangers arranged so that they have deviations within such a small range that reaction control is possible by controlling the temperature of the coolant. Therefore, the possibility of industrial use of plate type reactors can be greatly expanded.

Первый реактор пластинчатого типа может использоваться для реакций, в которых газофазные исходные материалы взаимодействуют в присутствии твердофазного катализатора. В частности, первый реактор пластинчатого типа дает более заметные воздействия, когда используется при таких условиях, что имеется большая разница между внутренней температурой реактора при использовании и обычной температурой, при которой осуществляют операции для подготовки или инспекции, или когда его используют при таких условиях, что газ исходных материалов и газ продукта экспонируются в течение продолжительного времени для условий использования, и возникающие в результате изменения этих газов могут вызвать повреждения реактора, или при использовании в случае, когда взаимодействие компонентов реакционного газа выделяет значительное количество тепла реакции и возможно термическое повреждение катализатора, и является важным контроль температуры слоев катализатора.The first plate type reactor can be used for reactions in which gas-phase feeds are reacted in the presence of a solid-phase catalyst. In particular, the first plate type reactor produces more noticeable effects when used under such conditions that there is a big difference between the internal temperature of the reactor during use and the normal temperature at which operations are carried out for preparation or inspection, or when it is used under such conditions that source gas and product gas are exposed for a long time to the conditions of use, and resulting changes in these gases can cause damage to the reactor Or, when used in the case where the reaction of the reaction gas components allocates a significant amount of reaction heat, and possible thermal damage to the catalyst and is an important control of the temperature of the catalyst layers.

Второй реактор пластинчатого типаThe second reactor plate type

Второй реактор пластинчатого типа содержит реакционную емкость для взаимодействия исходных материалов внутри нее, множество пластин-теплообменников, содержащих трубки-теплообменники и расположенных бок о бок в реакционной емкости, устройство для введения теплоносителя, которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники, и одну или несколько перегородок, которые разделяют пространство между соседними пластинами-теплообменниками, вдоль направления прохождения газа через реакционную емкость, на множество секций для удерживания в них набитого катализатора.The second plate type reactor contains a reaction vessel for the interaction of the starting materials within it, a plurality of heat exchanger plates containing heat exchanger tubes and located side by side in the reaction vessel, a coolant introduction device that delivers the heat carrier to the heat exchanger tubes, and one or more baffles that divide the space between adjacent heat exchanger plates along the direction of gas passage through the reaction vessel into a plurality of sections for holding in their packed catalyst.

В реакционной емкости располагается множество пластин-теплообменников, расположенных бок о бок в направлении прохождения газа в реакционной емкости. Кроме того, множество слоев катализатора, расположенных бок о бок в направлении прохождения газа в реакционной емкости, формируются посредством набивки катализатора в пространства между соседними пластинами-теплообменниками. В качестве реакционной емкости используют, например, корпус, в котором поперечное сечение, пересекающее направление прохождения газа, имеет прямоугольную форму, или оболочку, в которой поперечное сечение имеет круговую форму.A plurality of heat exchanger plates are disposed in the reaction vessel, located side by side in the direction of gas flow in the reaction vessel. In addition, many catalyst layers located side by side in the direction of gas flow in the reaction vessel are formed by packing the catalyst into the spaces between adjacent heat exchanger plates. As a reaction vessel, for example, a housing is used in which a cross-section intersecting the direction of gas passage has a rectangular shape, or a shell in which the cross-section is circular.

Реакционная емкость представляет собой емкость, в которой поступающие исходные материалы проходят через пространства между соседними пластинами-теплообменниками перед высвобождением, и обычно имеет пару узлов для прохождения газа. Один из пары узлов для прохождения газа имеет входное отверстие для исходных материалов, которые должны поступать в реакционную емкость, а другой представляет собой выходное отверстие для реакционного продукта, получаемого в реакционной емкости. Форма узлов для прохождения газа не ограничивается как-либо, постольку, поскольку введение исходных материалов в реакционную емкость и высвобождение реакционного продукта из реакционной емкости осуществляется через них. Является предпочтительным, чтобы пара узлов для прохождения газа располагалась с тем, чтобы они находились друг напротив друга. Примеры таких узлов для прохождения газа включают: пару узлов для прохождения газа, расположенных на обоих краях корпуса или оболочки; и пару узлов для прохождения газа, которые представляют собой цилиндрические узлы для прохождения, соответственно, сформированные в центральной части оболочки, содержащей ее ось, и во внутренней периферийной части оболочки, так что реакционная текучая среда проходит через узлы для прохождения газа радиально по поперечному сечению оболочки.The reaction vessel is a vessel in which incoming raw materials pass through the spaces between adjacent heat exchanger plates before being released, and typically has a pair of nodes for the passage of gas. One of the pair of nodes for the passage of gas has an inlet for raw materials that must enter the reaction vessel, and the other is an outlet for the reaction product obtained in the reaction vessel. The shape of the nodes for the passage of gas is not limited in any way, insofar as the introduction of the starting materials into the reaction vessel and the release of the reaction product from the reaction vessel are carried out through them. It is preferable that the pair of nodes for the passage of gas is located so that they are opposite each other. Examples of such gas passage assemblies include: a pair of gas passage assemblies located at both edges of the housing or shell; and a pair of nodes for the passage of gas, which are cylindrical nodes for passage, respectively, formed in the Central part of the shell containing its axis, and in the inner peripheral part of the shell, so that the reaction fluid passes through the nodes for the passage of gas radially along the cross section of the shell .

Каждая из пластин-теплообменников формируется в виде плоской формы, содержащей множество трубок-теплообменников, соединенных друг с другом на периферии или на краях формы поперечного сечения в одном направлении.Each of the heat exchanger plates is formed into a flat shape containing a plurality of heat exchanger tubes connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape in one direction.

Такая пластина-теплообменник может формироваться, как описано в патентном документе 1, из двух гофрированных листов, имеющих ряд структур, таких как круговые дуги, эллиптические дуги или прямоугольные формы, посредством соединения выступов, сформированных на краях структур одного гофрированного листа, с выступами другого. Альтернативно, пластина-теплообменник может формироваться посредством соединения множества трубок-теплообменников вида, описанного выше, на их периферии или на краях. Альтернативно, пластина-теплообменник может формироваться посредством пакетирования множества трубок-теплообменников вида, описанного выше, в реакционной емкости так, что трубки-теплообменники находятся в контакте друг с другом на своей периферии или на краях.Such a heat exchanger plate may be formed, as described in Patent Document 1, from two corrugated sheets having a number of structures, such as circular arcs, elliptical arcs or rectangular shapes, by connecting the protrusions formed at the edges of the structures of one corrugated sheet with the protrusions of the other. Alternatively, a heat exchanger plate may be formed by connecting a plurality of heat exchanger tubes of the kind described above at their periphery or at the edges. Alternatively, the heat exchanger plate may be formed by stacking a plurality of heat exchanger tubes of the kind described above in the reaction vessel so that the heat exchanger tubes are in contact with each other at their periphery or at the edges.

Форма пластин-теплообменников определяется в соответствии с формой и размером реакционной емкости. В целом, однако, их форма является прямоугольной. Размер пластин-теплообменников определяется в соответствии с формой и размером реакционной емкости. Однако, в случае прямоугольных пластин-теплообменников, например, их вертикальный размер (то есть, высота соединения трубок-теплообменников) составляет 0,5-5 м, более предпочтительно, 1-3 м и их горизонтальный размер (то есть, длина трубок-теплообменников) составляет 0,05-10 м, более предпочтительно, 1-10 м. Обычно, однако, ограничений на горизонтальный размер нет.The shape of the heat exchanger plates is determined in accordance with the shape and size of the reaction vessel. In general, however, their shape is rectangular. The size of the heat exchanger plates is determined in accordance with the shape and size of the reaction vessel. However, in the case of rectangular heat exchanger plates, for example, their vertical size (i.e., the connection height of the heat exchanger tubes) is 0.5-5 m, more preferably 1-3 m and their horizontal size (i.e., the length of the tubes heat exchangers) is 0.05-10 m, more preferably 1-10 m. Usually, however, there are no restrictions on horizontal size.

В реакционной емкости, соседние пластины-теплообменники могут располагаться так, что выступы на поверхности одной пластины-теплообменника располагаются напротив выступов другой, или они могут располагаться так, что выступы на поверхности одной пластин-теплообменников находятся напротив бороздок на поверхности другой. По отношению к расстоянию между соседними пластинами-теплообменниками, среднее расстояние между большой осью трубок-теплообменников в одной пластине-теплообменнике и трубок в другой пластине-теплообменнике устанавливается в диапазоне 15-50 мм, более предпочтительно, 23-50 мм (составляет 1,1-5, более предпочтительно, 1,1-2, от суммы половины ширины трубок-теплообменников в одной из соседних пластин-теплообменников и половины ширины трубок-теплообменников в другой), так что между пластинами-теплообменниками формируется расстояние, имеющее ширину 3-40 мм, более предпочтительно, 3-15 мм, в направлении, пересекающем трубки-теплообменники. Расстояние между пластинами-теплообменниками предпочтительно равно 10-50 мм, более предпочтительно, 10-40 мм, еще более предпочтительно, 20-35 мм, в терминах среднего расстояния между большими осями трубок-теплообменников, с точки зрения получения результатов высокого преобразования и высоких скоростей реакции.In the reaction vessel, adjacent heat exchanger plates can be located so that the protrusions on the surface of one heat exchanger plate are opposite the protrusions of the other, or they can be located so that the protrusions on the surface of one heat exchanger plate are opposite the grooves on the surface of the other. With respect to the distance between adjacent heat exchanger plates, the average distance between the major axis of the heat exchanger tubes in one heat exchanger plate and the tubes in another heat exchanger plate is set in the range of 15-50 mm, more preferably 23-50 mm (1.1 -5, more preferably 1.1-2, of the sum of half the width of the heat exchanger tubes in one of the adjacent heat exchanger plates and half the width of the heat exchanger tubes in the other), so that a distance having widths is formed between the heat exchanger plates 3-40 mm, more preferably 3-15 mm, in the direction crossing the heat exchanger tubes. The distance between the heat exchanger plates is preferably 10-50 mm, more preferably 10-40 mm, even more preferably 20-35 mm, in terms of the average distance between the large axes of the heat exchanger tubes, from the point of view of obtaining high conversion results and high speeds reactions.

Является предпочтительным, чтобы трубки-теплообменники в каждой пластине теплообменника формировались так, чтобы они не простирались в направлении, параллельном направлению прохождения газа в реакционной емкости, с точки зрения контроля реакции исходных материалов посредством регулировки температуры теплоносителя в трубках-теплообменниках. Более предпочтительно, с точки зрения контроля реакции исходных материалов посредством регулировки температуры теплоносителя в трубках-теплообменниках, чтобы трубки-теплообменники формировались так, чтобы они простирались в направлении, перпендикулярном направлению прохождения газа в реакционной емкости, то есть, направление, в котором теплоноситель протекает через трубки-теплообменники, должно быть перпендикулярным направлению прохождения газа в реакционной емкости.It is preferable that the heat exchanger tubes in each plate of the heat exchanger are formed so that they do not extend in a direction parallel to the direction of gas flow in the reaction vessel, from the point of view of controlling the reaction of the starting materials by adjusting the temperature of the heat carrier in the heat exchanger tubes. More preferably, from the point of view of controlling the reaction of the starting materials by adjusting the temperature of the coolant in the heat exchanger tubes, the heat exchanger tubes are formed so that they extend in a direction perpendicular to the direction of gas flow in the reaction vessel, that is, the direction in which the coolant flows through heat exchanger tubes should be perpendicular to the direction of gas flow in the reaction vessel.

Трубки-теплообменники состоят из материала, имеющего теплопроводность, которая позволяет осуществление теплообмена между теплоносителем, присутствующим в трубках-теплообменниках, и слоями катализатора, находящимися в контакте с наружными поверхностями трубок-теплообменников. Примеры такого материала включают нержавеющую сталь и углеродистую сталь. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников может представлять собой круговую, приблизительно круговую форму, такую как эллиптическая форма или форма мячей для регби, или прямоугольную форму. Термин "периферия формы поперечного сечения трубки-теплообменника" означает периферию круга, в то время как термин "края формы поперечного сечения трубки-теплообменника" означает края большой оси приблизительно круговой формы или угловые края прямоугольной формы.Heat exchanger tubes consist of a material having thermal conductivity, which allows heat exchange between the heat carrier present in the heat exchanger tubes and catalyst layers in contact with the outer surfaces of the heat exchanger tubes. Examples of such a material include stainless steel and carbon steel. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes may be a circular, approximately circular shape, such as an elliptical shape or the shape of rugby balls, or a rectangular shape. The term "peripheral cross-sectional shape of the heat exchanger tube" means the periphery of the circle, while the term "transverse cross-sectional shape of the heat exchanger tube" means the edges of a major axis of approximately circular shape or the angular edges of a rectangular shape.

В каждой пластине-теплообменнике, множество трубок-теплообменников могут иметь одинаковую форму и размер поперечного сечения или могут отличаться по форме или размеру поперечного сечения. Размер формы поперечного сечения трубок-теплообменников, является например, следующим. Ширина трубок-теплообменников составляет 3-50 мм, более предпочтительно, 3-20 мм или 5-50 мм, и высота трубок-теплообменников составляет 10-100 мм, более предпочтительно, 10-50 мм или 20-100 мм.In each heat exchanger plate, the plurality of heat exchanger tubes may have the same shape and cross-sectional size, or may differ in cross-sectional shape or size. The cross-sectional shape size of the heat exchanger tubes is, for example, as follows. The width of the heat exchanger tubes is 3-50 mm, more preferably 3-20 mm or 5-50 mm, and the height of the heat exchanger tubes is 10-100 mm, more preferably 10-50 mm or 20-100 mm.

В случае, когда количество тепла, переносимого через пластину теплообменника за единичный период времени или через единичную площадь, является малым, более предпочтительно, ширина трубок-теплообменников составляет 3-20 мм, с точек зрения увеличения толщины слоя катализатора, то есть, формирования толстого слоя катализатора и увеличения количества катализатора для повышения скорости реакции. В случае, когда количество тепла, переносимого через пластину теплообменника за единичный период времени или через единичную площадь, является большим, ширина трубок-теплообменников, более предпочтительно, составляет 5-50 мм, с точек зрения уменьшения толщины слоя катализатора для улучшения теплопроводности и уменьшения количества катализатора для понижения скорости реакции. По отношению к высоте каждой трубки-теплообменника, в случае, когда количество тепла, переносимого через пластину теплообменника за единичный период времени или через единичную площадь, является малым, его высота, более предпочтительно, составляет 10-50 мм, с точек зрения увеличения толщины слоя катализатора, то есть, формирования толстого слоя катализатора, и увеличения количества катализатора для повышения скорости реакции. В случае, когда количество тепла, переносимого через пластину теплообменника за единичный период времени или через единичную площадь, является большим, высота каждой трубки-теплообменники, более предпочтительно, составляет 20-100 мм, с точек зрения уменьшения толщины слоя катализатора для улучшения теплопроводности и уменьшения количества катализатора для уменьшения скорости реакции.In the case where the amount of heat transferred through the heat exchanger plate over a unit period of time or through a unit area is small, more preferably, the width of the heat exchanger tubes is 3-20 mm, from the point of view of increasing the thickness of the catalyst layer, i.e., the formation of a thick layer catalyst and increasing the amount of catalyst to increase the reaction rate. In the case where the amount of heat transferred through the plate of the heat exchanger for a unit period of time or through a unit area is large, the width of the heat exchanger tubes is more preferably 5-50 mm, from the point of view of reducing the thickness of the catalyst layer to improve thermal conductivity and reduce the amount catalyst to lower the reaction rate. With respect to the height of each heat exchanger tube, in the case where the amount of heat transferred through the heat exchanger plate in a unit time period or through a unit area is small, its height is more preferably 10-50 mm from the point of view of increasing the layer thickness catalyst, that is, the formation of a thick catalyst layer, and increasing the amount of catalyst to increase the reaction rate. In the case where the amount of heat transferred through the plate of the heat exchanger for a single period of time or through a unit area is large, the height of each heat exchanger tube is more preferably 20-100 mm, from the point of view of reducing the thickness of the catalyst layer to improve thermal conductivity and reduce amount of catalyst to reduce the reaction rate.

Устройство для введения теплоносителя может представлять собой любое устройство, которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники. Примеры такого устройства для введения теплоносителя включают устройство, которое подает теплоноситель в одном направлении во все из множества трубок-теплообменников, и устройство, которое подает теплоноситель в одном направлении в часть из множества трубок-теплообменников и подает теплоноситель в обратном направлении в другую часть из множества трубок-теплообменников. Устройство для введения теплоносителя предпочтительно представляет собой устройство, которое осуществляет циркуляцию теплоносителя через внутренне и наружное пространство реакционной трубки с помощью трубок-теплообменников. С точки зрения контроля реакции, осуществляемой в реакционной емкости, является предпочтительным, чтобы устройство для введения теплоносителя имело устройство, которое регулирует температуру теплоносителя.The device for introducing the coolant may be any device that delivers the coolant to the tube-heat exchangers. Examples of such a device for introducing a heat carrier include a device that delivers a heat carrier in one direction to all of a plurality of heat exchanger tubes, and a device that delivers a heat carrier in one direction to a part from a plurality of heat exchanger tubes and feeds a heat carrier back to another part from a plurality heat exchanger tubes. The device for introducing the coolant is preferably a device that circulates the coolant through the inner and outer spaces of the reaction tube using heat exchanger tubes. From the point of view of controlling the reaction carried out in the reaction vessel, it is preferable that the device for introducing the coolant had a device that controls the temperature of the coolant.

В пространстве между соседними пластинами-теплообменниками вдоль направления прохождения газа в реакционной емкости располагаются перегородки для формирования множества секций в этом пространстве. Перегородки могут представлять собой любые элементы, которые, после набивки катализатора в каждой секции, могут удерживать катализатор в секции. Является предпочтительным, чтобы перегородки состояли из такого же материала, как и пластины-теплообменники, имели теплопроводность, не имели химической активности в реакции, которая должна осуществляться в реакционной емкости, и имели термическую стойкость, когда реакция в реакционной емкости представляет собой экзотермическую реакцию. Является также предпочтительным, чтобы перегородки имели жесткость, с точки зрения удерживания катализатора, набитого в каждой секции. Примеры таких секций включают пластины, квадратные бруски, круглые бруски и сетки, изготовленные из нержавеющей стали, стекловату и керамические пластины.In the space between adjacent heat exchanger plates along the direction of gas passage in the reaction vessel, partitions are arranged to form a plurality of sections in this space. Partitions can be any elements that, after packing the catalyst in each section, can hold the catalyst in the section. It is preferred that the baffles consist of the same material as the heat exchanger plates, have thermal conductivity, have no chemical activity in the reaction to be carried out in the reaction vessel, and have thermal stability when the reaction in the reaction vessel is an exothermic reaction. It is also preferred that the partitions have rigidity in terms of retaining the catalyst packed in each section. Examples of such sections include plates, square bars, round bars and nets made of stainless steel, glass wool and ceramic plates.

Форма перегородок может представлять собой любую форму постольку, поскольку катализатор может удерживаться в каждой из секций, сформированных с помощью перегородок. Перегородки могут иметь форму, находящуюся в контакте с трубками-теплообменниками, или могут иметь форму в тесном контакте с трубками-теплообменниками. С точки зрения удерживания катализатора, набитого в каждой секции, перегородки предпочтительно имеют форму, находящуюся в контакте с поверхностью наружной стенки каждой трубки-теплообменника, а более предпочтительно, имеют форму, находящуюся в тесном контакте с поверхностью наружной стенки каждой трубки-теплообменника. Кроме того, с точки зрения легкости размещения перегородок, является предпочтительным, чтобы перегородки имели такую форму, чтобы их вид спереди был четырехугольным, имея ширину, равную минимальному расстоянию между соседними пластинами-теплообменниками.The shape of the partitions can be any shape insofar as the catalyst can be held in each of the sections formed by the partitions. The baffles may be in shape in contact with the heat exchanger tubes, or may be in close contact with the heat exchanger tubes. In terms of holding the catalyst packed in each section, the baffles preferably have a shape in contact with the surface of the outer wall of each heat exchanger tube, and more preferably, have a shape that is in close contact with the surface of the outer wall of each heat exchanger tube. In addition, from the point of view of ease of placement of the partitions, it is preferable that the partitions be shaped so that their front view is quadrangular, having a width equal to the minimum distance between adjacent heat exchanger plates.

Является предпочтительным, чтобы перегородки располагались через такие интервалы, чтобы секции, сформированные перегородками, имели объем 1-100 л, с той точки зрения, что такой объем обеспечивает точную и простую набивку катализатора в каждую секцию. Секции, сформированные с помощью перегородок, могут иметь одинаковый объем или могут иметь различные объемы. Однако является предпочтительным, чтобы секции имели одинаковый объем, с точки зрения точной и простой набивки катализатора во все секции. Объем каждой секции желательно составляет 1,5-30 л, предпочтительно, 2-15 л, более предпочтительно, 3-15 л, еще более предпочтительно, 5-10 л. Расстояния между секциями (интервалы секций) предпочтительно равны 0,1-1 м, с той же самой точки зрения. Вообще говоря, термин "интервалы перегородок" означает длину каждой секции, как измерено в аксиальном направлении трубок-теплообменников, то есть, расстояния между соседними перегородками, формирующими секцию, или расстояния между внутренней поверхностью стенки реакционной емкости, к которой присоединены трубки-теплообменники, и перегородкой, которая образует секцию во взаимодействии с внутренней поверхностью стенки.It is preferable that the partitions be spaced at such intervals that the sections formed by the partitions have a volume of 1-100 L, from the point of view that such a volume provides accurate and easy packing of the catalyst into each section. Sections formed using partitions may have the same volume or may have different volumes. However, it is preferable that the sections have the same volume, in terms of accurate and easy packing of the catalyst in all sections. The volume of each section is preferably 1.5-30 liters, preferably 2-15 liters, more preferably 3-15 liters, even more preferably 5-10 liters. The distances between the sections (section intervals) are preferably 0.1-1 m, from the same point of view. Generally speaking, the term "baffle intervals" means the length of each section, as measured in the axial direction of the heat exchanger tubes, that is, the distance between adjacent baffles forming the section, or the distance between the inner wall surface of the reaction vessel to which the heat exchanger tubes are attached, and a partition, which forms a section in interaction with the inner surface of the wall.

Перегородки могут соответствующим образом располагаться в пространствах между пластинами-теплообменниками в соответствии с природой перегородок. Например, в случае перегородок, имеющих гибкость, или перегородок формы, имеющей ширину, равную минимальному расстоянию между пластинами-теплообменниками, сначала в реакционной емкости размещается множество пластин-теплообменников, а затем перегородки вставляются в пространства между соседними пластинами-теплообменниками. Перегородки, таким образом, могут располагаться в пространствах между пластинами-теплообменниками. В случае перегородок, имеющих форму, которая вступает в тесный контакт с поверхностями пластин-теплообменников, пластины-теплообменники и перегородки размещаются поочередно, когда пластины-теплообменники размещаются в реакционной емкости. Таким образом, такие перегородки могут располагаться в пространствах между пластинами-теплообменниками.Partitions can be appropriately located in the spaces between the heat exchanger plates in accordance with the nature of the partitions. For example, in the case of partitions having flexibility or partitions of a shape having a width equal to the minimum distance between the heat exchanger plates, a plurality of heat exchanger plates are first placed in the reaction vessel, and then the partitions are inserted into the spaces between adjacent heat exchanger plates. Partitions, thus, can be located in the spaces between the heat exchanger plates. In the case of partitions having a shape that comes into close contact with the surfaces of the plate heat exchangers, the plate heat exchangers and partitions are placed alternately when the plate heat exchangers are placed in the reaction vessel. Thus, such partitions can be located in the spaces between the heat exchanger plates.

Когда катализатор должен набиваться в секции, может использоваться обычный катализатор в виде частиц, который набивается в трубку или в пространство между пластинами-теплообменниками при газофазной реакции. Могут использоваться один катализатор или два или более катализаторов. Примеры таких катализаторов включают катализатор, имеющий диаметр частиц (диаметр большой оси) 1-20 мм, и катализатор, имеющий диаметр частиц (диаметр большой оси) 3-20 мм и относительную плотность 0,7-1,5. По отношению к форме катализатора, могут использоваться известные формы. Примеры их включают сферическую форму, цилиндрические формы, формы колец Рашига и формы седла. В случае, когда перегородки формируются в виде формы, которая не вступает в тесный контакт с поверхностями пластин-теплообменников, является предпочтительным, чтобы катализатор имел форму, имеющую диаметр малой оси, больший, чем расстояние между пластинами-теплообменниками и перегородками, с точки зрения предотвращения вытекания катализатора из секций. В случае, когда перегородки формируется в виде формы, которая не вступает в тесный контакт с поверхностями пластин-теплообменников, является более предпочтительным, чтобы катализатор имел форму, имеющую диаметр малой оси, который в 1,2-2 раза больше максимального значения расстояния между перегородками и пластинами-теплообменниками.When the catalyst is to be packed in a section, a conventional particulate catalyst can be used, which is packed in a tube or in the space between the heat exchanger plates in a gas phase reaction. One catalyst or two or more catalysts may be used. Examples of such catalysts include a catalyst having a particle diameter (major axis diameter) of 1-20 mm, and a catalyst having a particle diameter (major axis diameter) of 3-20 mm and a relative density of 0.7-1.5. With respect to the form of the catalyst, known forms may be used. Examples thereof include spherical shape, cylindrical shape, shape of Raschig rings and saddle shape. In the case where the partitions are formed in the form of a mold that does not come into close contact with the surfaces of the heat exchanger plates, it is preferable that the catalyst have a shape having a small axis diameter larger than the distance between the heat exchanger plates and the partitions from the viewpoint of preventing catalyst leakage from sections. In the case where the partitions are formed in the form of a form that does not come into close contact with the surfaces of the heat exchanger plates, it is more preferable that the catalyst has a shape having a small axis diameter that is 1.2-2 times the maximum distance between the partitions and heat exchanger plates.

Набивка катализатора в пространство между соседними пластинами-теплообменниками осуществляется посредством набивки катализатора в каждую секцию. Каждая секция может набиваться катализатором посредством непрерывной или периодической набивки катализатора в секцию в количестве, равном объему секции. Находится ли катализатор в соответствующем состоянии набивки, можно определяться, например, на основе сравнения между секциями в положениях поверх набитого катализатора (слоя катализатора) или на основе сравнения реального значения положения верхней части каждой секции и вычисленного значения положения верхней части для этой секции.The packing of the catalyst into the space between adjacent heat exchanger plates is carried out by packing the catalyst into each section. Each section can be packed with the catalyst by continuously or periodically filling the catalyst into the section in an amount equal to the volume of the section. Whether the catalyst is in the appropriate state of the packing can be determined, for example, by comparing between sections at positions on top of the packed catalyst (catalyst bed) or by comparing the actual value of the position of the top of each section and the calculated value of the position of the top for this section.

Второй реактор пластинчатого типа может дополнительно иметь составляющие элементы, иные, чем составляющие элементы, описанные выше. Примеры таких иных составляющих элементов включают: элементы для предотвращения утечки (например, газопроницаемые пробки), которые имеют проницаемость для газа и располагаются на краю с задней стороны, в направлении прохождения газа в реакционной емкости, у пластин-теплообменников, и которые служат для предотвращения утекания набитого катализатора из реакционной емкости; и замковые элементы (замковые детали для перегородок, для фиксирования перегородок), которые располагаются на одном из краев перегородок и служат для фиксирования перегородок на элементах для предотвращения утечек или на пластинах-теплообменниках.The second plate type reactor may further have constituent elements other than the constituent elements described above. Examples of such other constituent elements include: leak prevention elements (e.g., gas permeable plugs) that are gas permeable and are located on the edge on the rear side, in the direction of gas flow in the reaction vessel, at the heat exchanger plates, and which serve to prevent leakage packed catalyst from a reaction vessel; and locking elements (locking parts for partitions, for fixing partitions), which are located on one of the edges of the partitions and are used to fix partitions on the elements to prevent leaks or on the heat exchanger plates.

Газопроницаемые пробки представляют собой элементы, которые позволяют получить как проницаемость для газа для каждой секции, так и удерживание катализатора, и представляют собой элементы, которые должны фиксироваться с возможностью свободного удаления на краях секций в направлении прохождения газа. Газопроницаемые пробки могут располагаться на передних краях или на задних краях, в направлении прохождения газа, у секций, или могут располагаться на обоих краях, постольку, поскольку утечка катализатора из каждой секции может предотвращаться с их помощью. Газопроницаемые пробки могут представлять собой пробки, которые являются полностью газопроницаемыми, или могут представлять собой пробки, которые являются проницаемыми для газа только в направлении прохождения газа в каждой секции. Термин "газопроницаемый" как правило, означает, что газы, которые представляют собой одно из состояний исходных материалов и реакционных продуктов, проходят через него. Однако, в случае, когда исходные материалы или реакционные продукты находятся в состоянии текучей среды, иной, чем газообразное (например, в жидком состоянии), этот термин в настоящем описании также означает, что и эта текучая среда проходит через него.Gas-permeable plugs are elements that make it possible to obtain both gas permeability for each section and catalyst retention, and are elements that must be fixed with the possibility of free removal at the edges of the sections in the direction of gas passage. Gas-permeable plugs can be located at the leading edges or at the rear edges, in the direction of gas flow, at the sections, or can be located at both edges insofar as catalyst leakage from each section can be prevented by using them. Gas permeable plugs can be plugs that are completely gas permeable, or can be plugs that are gas permeable only in the gas flow direction in each section. The term “gas permeable” generally means that gases, which are one of the states of the starting materials and reaction products, pass through it. However, in the case where the starting materials or reaction products are in a fluid state other than a gaseous state (for example, in a liquid state), this term in the present description also means that this fluid passes through it.

Является предпочтительным, чтобы газопроницаемые пробки имели некоторый уровень отверстий, в терминах отверстий, открытых в направлении прохождения газа в каждой секции, 10% или выше, с точки зрения обеспечения проницаемости газа в каждой секции. Более предпочтительно уровень их отверстий составляет 20% или выше, еще более предпочтительно, 30% или выше, с точки зрения предотвращения потерь давления, когда газопроницаемые пробки фиксируются на краях секций.It is preferred that the gas permeable plugs have a certain level of openings, in terms of openings in the gas flow direction in each section, of 10% or higher, from the point of view of ensuring gas permeability in each section. More preferably, the level of their openings is 20% or higher, even more preferably 30% or higher, from the point of view of preventing pressure loss when gas permeable plugs are fixed at the edges of the sections.

С точки зрения удерживания катализатора в каждой секции, газопроницаемые пробки имеют диаметр пор, в терминах пор, открытых в направлении прохождения газа, в каждой секции, предпочтительно, 5 мм или меньше, более предпочтительно, 3 мм или меньше, еще более предпочтительно, 1 мм или меньше.From the point of view of holding the catalyst in each section, gas permeable plugs have a pore diameter, in terms of pores open in the gas flow direction, in each section, preferably 5 mm or less, more preferably 3 mm or less, even more preferably 1 mm or less.

Газопроницаемые пробки, каждая, могут состоять из одного или нескольких элементов, имеющих проницаемость для газа. Примеры газопроницаемых пробок включают: газопроницаемую пластину, такую как плоская сетка или перфорированная пластина; газопроницаемый цилиндр, полученный посредством формования газопроницаемой пластины в виде цилиндрической формы; элемент, содержащий газопроницаемую пластину и деталь юбки, расположенную перпендикулярно газопроницаемой пластине на части ее периферийных краев или по всем краям; и газопроницаемую двойную трубку, содержащую первый газопроницаемый цилиндр, имеющий циклическую или прямоугольную форму поперечного сечения, и второй газопроницаемый цилиндр, который располагается внутри первого газопроницаемого цилиндра с возможностью свободного скольжения. Газопроницаемый цилиндр, элемент, имеющий деталь юбки, и газопроницаемая двойная трубка являются предпочтительными, с точки зрения получения прочности, достаточной для удерживания катализатора. Элемент, имеющий деталь юбки, является более предпочтительным с точки зрения простого присоединения/отсоединения элемента на краю каждой секции.Gas permeable plugs, each, may consist of one or more elements having a gas permeability. Examples of gas permeable plugs include: a gas permeable plate, such as a flat mesh or perforated plate; a gas permeable cylinder obtained by forming a gas permeable plate in the form of a cylindrical shape; an element containing a gas-permeable plate and a detail of the skirt located perpendicular to the gas-permeable plate on part of its peripheral edges or along all edges; and a gas-permeable double tube containing a first gas-permeable cylinder having a circular or rectangular cross-sectional shape, and a second gas-permeable cylinder, which is freely slidable inside the first gas-permeable cylinder. A gas permeable cylinder, an element having a skirt part, and a gas permeable double tube are preferred from the point of view of obtaining strength sufficient to hold the catalyst. An element having a skirt part is more preferred in terms of simply attaching / detaching the element at the edge of each section.

У элемента, имеющего деталь юбки, газопроницаемая пластина предпочтительно имеет такую же форму, как и форма поперечного сечения каждой секции, с точки зрения предотвращения утечки катализатора из каждой секции. С точки зрения простоты фиксирования газопроницаемой пробки способом с возможностью свободного удаления, является предпочтительным, чтобы деталь юбки располагалась на части периферийных краев газопроницаемой пластины как пара деталей юбок, находящихся в контакте, например, с противоположными перегородками или пластинами-теплообменниками для каждой секции. С точки зрения повышения прочности газопроницаемой пробки, предпочтительно располагать такие детали юбок по всем периферийным краям газопроницаемой пластины. Детали юбок могут располагаться так, чтобы они выступали по обе стороны газопроницаемых пластин, или могут располагаться так, чтобы они выступали только в одну сторону газопроницаемой пластины.For an element having a skirt part, the gas-permeable plate preferably has the same shape as the cross-sectional shape of each section in terms of preventing catalyst leakage from each section. From the point of view of ease of fixing the gas-permeable plug with a free-removal method, it is preferable that the skirt part is located on a part of the peripheral edges of the gas-permeable plate as a pair of skirt parts in contact, for example, with opposite partitions or heat exchanger plates for each section. From the point of view of increasing the strength of the gas-permeable plug, it is preferable to arrange such parts of the skirts along all the peripheral edges of the gas-permeable plate. The details of the skirts may be located so that they protrude on both sides of the gas-permeable plates, or may be located so that they protrude only on one side of the gas-permeable plate.

Газопроницаемые пробки фиксируются с возможностью свободного удаления на краях соответствующих секций. С точки зрения простоты фиксирования и удаления газопроницаемых пробок и с точки зрения установки газопроницаемых пробок с усилием, достаточным для удерживания катализатора, предпочтительная конфигурация для фиксирования с возможностью свободного удаления каждой газопроницаемой пробки включает первую замковую деталь, расположенную на боковой стороне секции, то есть, расположенную либо на пластинах-теплообменниках, либо на перегородках, либо как на тех, так и на других, и вторую замковую деталь, расположенную на газопроницаемой пробке и фиксирующуюся с возможностью свободного удаления на первой замковой детали. Примеры первой и второй замковых деталей включают: отверстие и выступ, который может смещаться в отверстие; и отверстие с болтом и гайкой. С точки зрения предотвращения залипания, которое может происходить, когда реакционная емкость имеет относительно высокую температуру, является предпочтительным, чтобы первая и вторая замковые детали имели простую конфигурацию, такую как отверстие и выступ.Gas-tight plugs are fixed with the possibility of free removal at the edges of the respective sections. From the point of view of ease of fixing and removing gas permeable plugs and from the point of view of installing gas permeable plugs with a force sufficient to hold the catalyst, the preferred configuration for fixation with the possibility of free removal of each gas permeable plug includes a first locking part located on the side of the section, that is, located either on heat exchanger plates, or on partitions, or both, and on others, and a second locking part located on a gas-tight plug and is fixed with the possibility of free removal of the first parts of the castle. Examples of the first and second locking parts include: a hole and a protrusion that can move into the hole; and a hole with a bolt and nut. From the point of view of preventing sticking, which may occur when the reaction vessel has a relatively high temperature, it is preferable that the first and second locking parts have a simple configuration, such as an opening and a protrusion.

Газопроницаемые пробки состоят из материала, имеющего жесткость, достаточную для удерживания катализатора. Примеры такого материала включают металлы, такие как нержавеющая сталь, и керамику. С точек зрения термической стойкости и химической стойкости, является предпочтительным, чтобы газопроницаемые пробки состояли из такого же материала, как и пластины-теплообменники.Gas permeable plugs consist of a material having a rigidity sufficient to hold the catalyst. Examples of such a material include metals such as stainless steel, and ceramics. In terms of thermal and chemical resistance, it is preferred that the gas permeable plugs consist of the same material as the heat exchanger plates.

Катализатор, набитый в каждую секцию, извлекается через край секции посредством удаления газопроницаемой пробки. Таким образом, катализатор может извлекаться из секций последовательно.The catalyst packed in each section is removed through the edge of the section by removing the gas permeable plug. Thus, the catalyst can be removed from the sections sequentially.

Реактор пластинчатого типа по настоящему изобретению объясняется ниже более подробно со ссылками на чертежи.The plate type reactor of the present invention is explained below in more detail with reference to the drawings.

Второй вариант осуществленияSecond Embodiment

Как показано, например, на фиг.13-15, второй реактор пластинчатого типа содержит: прямоугольный корпус 44; множество пластин-теплообменников 2, содержащих трубки-теплообменники 1 и расположенных бок о бок в корпусе 44 так, что они находятся друг напротив друга; резервуары 45 для теплоносителя, в которых удерживается теплоноситель, для доставки в трубки-теплообменники 1; множество перегородок 7, которые разделяют пространства между соседними пластинами-теплообменниками 2 вдоль направления прохождения газа в корпусе 44 на множество секций, в которых набивается и удерживается катализатор; перфорированные пластины 10 и 46, расположенные над пластинами-теплообменниками 2 и под ними; насос 15 для осуществления циркуляции теплоносителя, удерживаемого в резервуарах 45 для теплоносителя; и регулятор 47 температуры для регулирования температуры теплоносителя, который должен циркулировать.As shown, for example, in FIGS. 13-15, the second plate type reactor comprises: a rectangular body 44; a plurality of heat exchanger plates 2 containing heat exchanger tubes 1 and located side by side in the housing 44 so that they are opposite each other; reservoirs 45 for the coolant in which the coolant is held for delivery to the heat exchanger tubes 1; a plurality of partitions 7 that divide the spaces between adjacent heat exchanger plates 2 along the gas flow direction in the housing 44 into a plurality of sections in which the catalyst is packed and held; perforated plates 10 and 46 located above and below the heat exchanger plates 2; a pump 15 for circulating the coolant held in the reservoirs 45 for the coolant; and a temperature controller 47 for controlling the temperature of the heat transfer medium to be circulated.

Корпус 44 составляет проход для газа, имеющий прямоугольную форму поперечного сечения, и соответствует реакционной емкости. Корпус 44 имеет пару противоположных узлов для прохождения газа 48 и 48', соответственно, на верхнем и нижнем краю корпуса 44. Трубки-теплообменники 1 представляют собой трубки, имеющие эллиптическую форму поперечного сечения, имеющего, например, диаметр большой оси 30-50 мм и диаметр малой оси 10-20 мм.Case 44 constitutes a gas passage having a rectangular cross-sectional shape and corresponds to a reaction vessel. The housing 44 has a pair of opposing nodes for the passage of gas 48 and 48 ', respectively, on the upper and lower edges of the housing 44. Tubes-heat exchangers 1 are tubes having an elliptical cross-sectional shape, having, for example, a major axis diameter of 30-50 mm and the diameter of the minor axis is 10-20 mm.

Каждая пластина-теплообменник 2 имеет форму, сформированную посредством соединения множества трубок-теплообменников 1 на краях формы поперечного сечения. Пластина-теплообменник 2 формируется из двух гофрированных листов, имеющих ряд эллиптических дуг, посредством соединения выступов, сформированных на краях дуг одного гофрированного листа, с выступами другого. Соседние пластины-теплообменники 2 могут располагаться так, что выступы на поверхности одной пластины-теплообменника располагаются напротив выступов другой. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.13, однако, соседние пластины-теплообменники 2 располагаются так, что выступы на поверхности одной пластины-теплообменника 2 находятся напротив бороздок на поверхности другой пластины-теплообменника 2.Each heat exchanger plate 2 has a shape formed by connecting a plurality of heat exchanger tubes 1 at the edges of the cross-sectional shape. The heat exchanger plate 2 is formed of two corrugated sheets having a series of elliptical arcs by connecting the protrusions formed on the edges of the arcs of one corrugated sheet with the protrusions of the other. Adjacent plate-heat exchangers 2 can be located so that the protrusions on the surface of one plate-heat exchanger are located opposite the protrusions of the other. In the plate type reactor shown in FIG. 13, however, adjacent heat exchanger plates 2 are arranged so that protrusions on the surface of one heat exchanger plate 2 are opposite the grooves on the surface of the other heat exchanger plate 2.

Каждая пластина-теплообменник 2 содержит, например, три вида трубок-теплообменников a-c, которые различаются по размеру поперечного сечения, соответственно, в верхней части, средней части и нижней части, как показано на фиг.16. Пластина-теплообменник 2 формируется так, что большие оси трубок-теплообменников a-c располагаются на одной прямой линии. Например, трубки-теплообменники a составляют часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 20% от высоты пластины-теплообменника 2, трубки-теплообменники b составляют часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 30% от высоты пластины-теплообменника 2, и трубки-теплообменники c составляют часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 40% высоты пластины-теплообменника 2. Десять процентов от высоты пластины-теплообменника 2 состоят из соединенных частей пластин, служащих в качестве верхней крайней части и нижней крайней части пластины-теплообменника 2.Each heat exchanger plate 2 contains, for example, three types of heat exchanger tubes a-c, which differ in cross-sectional size, respectively, in the upper part, the middle part and the lower part, as shown in Fig. 16. The heat exchanger plate 2 is formed so that the large axes of the a-c heat exchanger tubes are located on one straight line. For example, heat exchanger tubes a make up part of the heat exchanger plate 2, which is 20% of the height of the heat exchanger plate 2, heat exchanger tubes b make up part of the heat exchanger plate 2, which is 30% of the height of the heat exchanger plate 2, and heat exchanger tubes c make up the part of the plate-heat exchanger 2, which is 40% of the height of the plate-heat exchanger 2. Ten percent of the height of the plate-heat exchanger 2 consists of connected parts of the plates serving as the upper extreme part and the lower extreme part 2-exchanger plates.

Форма поперечного сечения трубок-теплообменников a, которая формируется в верхней части пластины-теплообменника 2, представляет собой эллиптическую форму, имеющую диаметр большой оси 50 мм и диаметр малой оси 20 мм. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников b, которая формируется в средней части пластины-теплообменника 2, представляет собой эллиптическую форму, имеющую диаметр большой оси 40 мм и диаметр малой оси 16 мм. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников c, которая формируется в нижней части пластины-теплообменника 2, имеет эллиптическую форму, имеющую диаметр большой оси 30 мм и диаметр малой оси 10 мм.The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes a, which is formed in the upper part of the heat exchanger plate 2, is an elliptical shape having a major axis diameter of 50 mm and a minor axis diameter of 20 mm. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes b, which is formed in the middle part of the heat exchanger plate 2, is an elliptical shape having a major axis diameter of 40 mm and a minor axis diameter of 16 mm. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes c, which is formed in the lower part of the heat exchanger plate 2, has an elliptical shape having a major axis diameter of 30 mm and a minor axis diameter of 10 mm.

Пластины-теплообменники 2 могут располагаться через различные интервалы в реакционной емкости. Однако, в реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.13, пластины-теплообменники 2 расположены через одинаковые интервалы (например, минимальное расстояние между наружными стенками трубок-теплообменников a составляет 14 мм (расстояние между большими осями трубок-теплообменников в пластинах-теплообменниках 2 составляет 30 мм)).The heat exchanger plates 2 can be arranged at various intervals in the reaction vessel. However, in the plate type reactor shown in FIG. 13, the heat exchanger plates 2 are spaced at regular intervals (for example, the minimum distance between the outer walls of the heat exchanger tubes a is 14 mm (the distance between the large axes of the heat exchanger tubes in the heat exchanger plates 2 is 30 mm)).

Резервуары 45 для теплоносителя представляют собой емкости, расположенные на паре противоположных стенок корпуса 44, и в стенках формируются входные отверстия для подачи теплоносителя в трубки-теплообменники 1. Например, каждый резервуар 45 для теплоносителя разделяется на заданных высотах на множество камер так, что теплоноситель протекает зигзагом через трубки-теплообменники 1 между резервуарами 45 для теплоносителя по всей реакционной емкости.The coolant reservoirs 45 are containers located on a pair of opposite walls of the housing 44, and inlets are formed in the walls for supplying the coolant to the heat exchanger tubes 1. For example, each coolant reservoir 45 is divided at a given height into a plurality of chambers so that the coolant flows zigzag through the tube-heat exchangers 1 between the tanks 45 for the coolant throughout the reaction vessel.

Перегородки 7 располагаются вдоль направления прохождения газа в корпусе 44 в пространствах между соседними пластинами-теплообменниками 2. Перегородки 7 могут располагаться через различные интервалы по реакционной емкости. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.13, однако, перегородки 7 располагаются бок о бок через одинаковые интервалы (например, 1000 мм), с формированием секций, имеющих объем 23 л. Интервалы для перегородок 7, которые должны размещаться, предпочтительно составляют от 5 см до 2 м, более предпочтительно, от 10 см до 1 м. Объем каждой секции, окруженной пластинами-теплообменниками и перегородками, предпочтительно составляет 1-100 л, более предпочтительно, 1,5-30 л, с той точки зрения, что набивка материала набивки в пространства осуществляется последовательно по секциям для осуществления точной и простой набивки катализатора.Partitions 7 are located along the direction of gas flow in the housing 44 in the spaces between adjacent heat exchanger plates 2. Partitions 7 can be located at different intervals along the reaction vessel. In the plate-type reactor shown in FIG. 13, however, the baffles 7 are located side by side at regular intervals (for example, 1000 mm), with the formation of sections having a volume of 23 l. The intervals for the partitions 7 to be placed are preferably 5 cm to 2 m, more preferably 10 cm to 1 m. The volume of each section surrounded by heat exchanger plates and partitions is preferably 1-100 l, more preferably 1 , 5-30 l, from the point of view that the stuffing of the stuffing material in the spaces is carried out sequentially in sections for accurate and easy packing of the catalyst.

В качестве перегородок 7, используются элементы, которые после набивки катализатора в каждую секцию могут удерживать катализатор в секции. Например, пластины или сетки формы, имеющей боковые края, которые вступают в тесный контакт с выступами и углублениями на поверхности пластин-теплообменников 2, такие как те, которые показаны на фиг.17-19, могут использоваться в качестве перегородок 7.As partitions 7, elements are used that, after packing the catalyst in each section, can hold the catalyst in the section. For example, plates or grids of a shape having lateral edges that come into close contact with protrusions and recesses on the surface of the heat exchanger plates 2, such as those shown in FIGS. 17-19, can be used as partitions 7.

Кроме того, элементы, которые вступают в контакт с трубками-теплообменниками a соседних пластин-теплообменников 2, но не вступают в контакт ни с выступами, ни с бороздками других трубок-теплообменников, то есть, трубок-теплообменников b и c из пластин-теплообменников 2, могут использоваться в качестве перегородок 7, если только катализатор, набитый в каждую секцию, не вытекает в соседние секции через пространства между пластинами-теплообменниками 2 и перегородками 7. Например, могут использоваться круглые бруски или квадратные бруски, имеющие диаметр или ширину, равную минимальному расстоянию между соседними пластинами-теплообменниками 2, таких как те, которые показаны на фиг.20 и 21.In addition, elements that come into contact with the heat exchanger tubes a of the adjacent heat exchanger plates 2 but do not come into contact with the protrusions or grooves of other heat exchanger tubes, that is, the heat exchanger tubes b and c from the heat exchanger plates 2 can be used as partitions 7, unless the catalyst packed into each section flows into adjacent sections through the spaces between the heat exchanger plates 2 and partitions 7. For example, round bars or square bars having a diameter or width equal to the minimum distance between adjacent heat exchanger plates 2, such as those shown in FIGS. 20 and 21.

Кроме того, перегородки 7 могут представлять собой сетки, имеющие отверстия, которые меньше чем размер частиц катализатора, которые должны набиваться, как показано на фиг.18. Если только катализатор, набитый в каждую секцию, не утекает в соседние секции, могут использоваться сетки, имеющие отверстия, большие, чем частицы катализатора (например, составляющие до 0,8 от диаметра малой оси катализатора), как показано на фиг.19.In addition, the partitions 7 may be grids having openings that are smaller than the particle size of the catalyst to be packed, as shown in FIG. If only the catalyst packed in each section does not leak into adjacent sections, nets having openings larger than catalyst particles (for example, up to 0.8 of the diameter of the minor axis of the catalyst) can be used, as shown in FIG. 19.

В случае, когда две соседние пластины-теплообменника 2 располагаются так, что выступы одной из пластин-теплообменников 2 находятся напротив бороздок другой пластины-теплообменника 2, перегородки 7 могут представлять собой пластины или сетки зигзагообразной формы, у которых боковые края перегородок 7 выступают в направлении бороздок пластин-теплообменников 2 и находятся на некотором расстоянии от выступов пластин-теплообменников 2, как показано на фиг.22. Такие перегородки 7 являются пригодными для использования в случае, когда пространство между двумя пластинами теплообменников 2 располагается так, что выступы одной пластины находится напротив бороздок другой (среднее расстояние между большими осями трубок-теплообменников 1 в одной пластине теплообменника 2 и среднее расстояние в другой составляет 0,9-1,5 от суммы половины максимального диаметра малой оси трубок-теплообменников в одной из пластин-теплообменников 2 и половины диаметра в другой).In the case where two adjacent heat exchanger plates 2 are arranged so that the protrusions of one of the heat exchanger plates 2 are opposite the grooves of the other heat exchanger plate 2, the partitions 7 can be zigzag plates or nets in which the side edges of the partitions 7 protrude in the direction the grooves of the plates of the heat exchangers 2 and are located at some distance from the protrusions of the plates of the heat exchangers 2, as shown in Fig.22. Such partitions 7 are suitable for use in the case where the space between the two plates of the heat exchangers 2 is located so that the protrusions of one plate are opposite the grooves of the other (the average distance between the large axes of the heat exchanger tubes 1 in one plate of the heat exchanger 2 and the average distance in the other is 0 , 9-1.5 of the sum of half the maximum diameter of the small axis of the heat exchanger tubes in one of the heat exchanger plates 2 and half the diameter in the other).

Перегородки 7 формы, имеющие боковые края, которые вступают в контакт с бороздками и выступами на поверхности у пластины-теплообменника 2, такие как показаны на фиг.17-19 и 22, располагаются между двумя пластинами теплообменников 2 посредством поочередного размещения пластин-теплообменников 2 и перегородок 7, которые должны вступать в контакт друг с другом, когда пластины-теплообменники 2 размещаются в корпусе 44. Перегородки 7, имеющие диаметр или ширину, равную минимальному расстоянию между соседними пластинами-теплообменниками 2, такие как показано на фиг.20 и 21, могут располагаться между двумя пластинами теплообменников 2 посредством поочередного размещения пластин-теплообменников 2 и перегородок 7, которые должны вступать в контакт друг с другом, или посредством вставки перегородок 7 в пространство между соседними пластинами-теплообменниками 2, между пластинами-теплообменниками 2, которые уже расположены бок о бок. Перегородки 7, обладающие гибкостью, такие как сетки или тонкие стальные листы, могут располагаться посредством вставки перегородки 7 в пространство между соседними пластинами-теплообменниками 2, между пластинами-теплообменниками 2, которые уже расположены бок о бок.Partitions 7 of the form, having lateral edges that come into contact with grooves and protrusions on the surface of the heat exchanger plate 2, such as shown in Figs. 17-19 and 22, are located between the two heat exchanger plates 2 by alternately placing the heat exchanger plates 2 and partitions 7, which should come into contact with each other when the plate heat exchangers 2 are placed in the housing 44. Partitions 7 having a diameter or width equal to the minimum distance between adjacent plate heat exchangers 2, such as shown in Fig.20 and 21, can be located between two plates of heat exchangers 2 by alternately placing the plates of the heat exchangers 2 and partitions 7, which should come into contact with each other, or by inserting the partitions 7 into the space between adjacent plates of the heat exchangers 2, between heat exchanger plates 2, which are already located side by side. Partitions 7 having flexibility, such as nets or thin steel sheets, can be positioned by inserting the partition 7 into the space between adjacent heat exchanger plates 2, between heat exchanger plates 2, which are already located side by side.

Каждая из перфорированных пластин 10 и 46 представляют собой пластину, в которой могут формироваться отверстия, имеющие диаметр, который составляет 0,20-0,99 от диаметра большой оси катализатора, который должен набиваться, при доле отверстий 20-99%. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.13, перфорированные пластины 10 и 46 формируются так, чтобы блокировать зазор, находящийся в пределах от краев каждой крайней снаружи пластины-теплообменника 2 до стенки корпуса 44, как показано на фиг.15, чтобы предотвратить прохождение газа между крайней снаружи пластиной теплообменника 2 и стенкой корпуса 44.Each of the perforated plates 10 and 46 is a plate in which holes can be formed having a diameter that is 0.20-0.99 of the diameter of the major axis of the catalyst to be packed, with a proportion of holes of 20-99%. In the plate-type reactor shown in FIG. 13, perforated plates 10 and 46 are formed so as to block a gap ranging from the edges of each outermost plate of the heat exchanger 2 to the wall of the housing 44, as shown in FIG. 15, to prevent passage gas between the outermost plate of the heat exchanger 2 and the wall of the housing 44.

В качестве насоса 15 используют устройство, способное переносить теплоноситель, имеющий желаемую температуру. В качестве регулятора 47 температуры, используют устройство, такое как теплообменник, который способен регулировать температуру теплоносителя при желаемой температуре. Резервуар 45 для теплоносителя, насос 15 и регулятор 47 температуры составляют устройство для введения теплоносителя.As the pump 15, a device capable of transferring a heat transfer medium having a desired temperature is used. As a temperature controller 47, a device is used, such as a heat exchanger, which is able to control the temperature of the heat carrier at the desired temperature. The reservoir 45 for the coolant, the pump 15 and the temperature controller 47 constitute a device for introducing the coolant.

Набивка катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2 осуществляется посредством набивки катализатора в каждую секцию. Поскольку все секции, сформированные пластинами-теплообменниками 2 и перегородками 7, имеют одинаковый объем, катализатор набивают в каждую секцию в объеме, равном объему секции (например, в объеме, который составляет 95-100% от объема каждой секции).The stuffing of the catalyst into the space between the plate-heat exchangers 2 is carried out by stuffing the catalyst in each section. Since all sections formed by heat exchanger plates 2 and partitions 7 have the same volume, the catalyst is packed into each section in a volume equal to the volume of the section (for example, in a volume that is 95-100% of the volume of each section).

Находится ли катализатор в удовлетворительном состоянии набивки, можно определить на основе сравнения теоретического значения и реального значения высоты катализатора, набитого при заданном количестве (например, отклонение реального значения от теоретического значения находится в пределах 10%), или на основе сравнения высоты набивки катализатора между секциями (например, различие в высоте набивки между секциями находятся в пределах 2% от высоты набивки).Whether the catalyst is in a satisfactory state of packing can be determined by comparing the theoretical value and the actual height of the catalyst packed at a given amount (for example, the deviation of the real value from the theoretical value is within 10%), or based on a comparison of the height of the catalyst packing between sections (for example, the difference in packing height between sections is within 2% of the packing height).

Вообще говоря, каждая из перегородок 7 может иметь крюк, который зацепляется в замковой детали, такой как отверстие в перфорированной пластине 46 или отверстие или кольцо, сформированное на краю пластины-теплообменника 2. Является возможным размещение таких перегородок 7 в пространстве между соседними пластинами-теплообменниками 2 посредством закрепления крюков в замковых частях и тем самым растяжение перегородок 7. Эта конфигурация делает возможным использование материала, не имеющего удерживаемой формы, например, стекловаты, в качестве перегородок 7.Generally speaking, each of the partitions 7 may have a hook that engages in a locking part, such as a hole in the perforated plate 46 or an opening or ring formed on the edge of the heat exchanger plate 2. It is possible to place such partitions 7 in the space between adjacent heat exchanger plates 2 by fixing the hooks in the locking parts and thereby stretching the partitions 7. This configuration makes it possible to use a material that does not have a retained shape, for example glass wool, as baffles 7.

Поскольку реактор пластинчатого типа имеет перегородки 7, катализатор может равномерно набиваться по всему реактору посредством независимой набивки катализатора в каждой секции, с тем, чтобы получить одинаковое состояние. Следовательно, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, набивать катализатор легче, получая в то же время точное количество катализатора на основе конструктивного значения и давая возможность получения секций, одинаковых по состоянию набивки (например, по плотности и пористости набивки).Since the plate type reactor has baffles 7, the catalyst can be uniformly packed throughout the reactor by independently packing the catalyst in each section so as to obtain the same condition. Therefore, in comparison with the packing of the catalyst into the space between the heat exchanger plates 2 that do not have such sections, it is easier to fill the catalyst, while at the same time obtaining the exact amount of catalyst based on the design value and making it possible to obtain sections identical in state of packing (for example, packing density and porosity).

Поскольку все секции, формируемые в реакторе пластинчатого типа с помощью пластин-теплообменников 2 и перегородок 7, имеют одинаковый объем, количество катализатора, которое должно использоваться для одной операции набивки катализатора, является постоянным. Следовательно, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, операция набивки катализатора может осуществляться быстрее.Since all sections formed in the plate-type reactor by means of plate heat exchangers 2 and baffles 7 have the same volume, the amount of catalyst that should be used for one operation of filling the catalyst is constant. Therefore, in comparison with the packing of the catalyst in the space between the plate-heat exchangers 2 that do not have such sections, the operation of packing the catalyst can be faster.

Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет перегородки 7, состояние набивки катализатора может определяться по секциям последовательно. Следовательно, когда имеется секция, в которой состояние набивки катализатора имеет дефект, состояние набивки катализатора может быть исправлено посредством повторной набивки катализатора только в секцию, рассматриваемую как дефектную. По этой причине, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, операция набивки катализатора может регулироваться проще.In addition, since the plate type reactor has partitions 7, the state of the catalyst packing can be determined in sections in series. Therefore, when there is a section in which the state of the catalyst packing is defective, the state of the catalyst packing can be corrected by refilling the catalyst only into the section considered to be defective. For this reason, in comparison with the packing of the catalyst in the space between the plate-heat exchangers 2 that do not have such sections, the operation of packing the catalyst can be controlled more easily.

Третий вариант осуществленияThird Embodiment

Как показано, например, на фиг.23-25, второй реактор пластинчатого типа имеет такую же конфигурацию, как второй вариант осуществления реактора пластинчатого типа, за исключением того, что этот реактор пластинчатого типа имеет множество газопроницаемых пробок 8 вместо перфорированных пластин 46, которые имеют проницаемость для газа и закрывают нижние края секций.As shown, for example, in FIGS. 23-25, the second plate-type reactor has the same configuration as the second embodiment of the plate-type reactor, except that this plate-type reactor has a plurality of gas-permeable plugs 8 instead of perforated plates 46 that have gas permeability and cover the lower edges of the sections.

В этом варианте осуществления, корпус 44 составляет проход для газа, имеющий прямоугольную форму поперечного сечения, и соответствует реакционной емкости. Корпус 44 имеет пару противоположных узлов для введения газа 48 и 48', соответственно, на верхнем краю и на нижнем краю корпуса 44, и состоит из конечной части корпуса 49, содержащей узел для прохождения газа 48, конечной части корпуса 49', содержащей узел для прохождения газа 48', и главное тело корпуса, в котором удерживаются пластины-теплообменники 2. Каждая из конечных частей 49 и 49' может соединяться с возможностью свободного удаления с главным телом корпуса. Трубки-теплообменники 1 представляют собой трубки, имеющие эллиптическую форму поперечного сечения, имеющие, например, диаметр большой оси 20-100 мм и диаметр малой оси 5-50 мм.In this embodiment, the housing 44 constitutes a gas passage having a rectangular cross-sectional shape and corresponds to a reaction vessel. The housing 44 has a pair of opposing nodes for introducing gas 48 and 48 ', respectively, on the upper edge and on the lower edge of the housing 44, and consists of an end part of the housing 49 containing a node for the passage of gas 48, an end part of the housing 49' containing a node for the passage of gas 48 ', and the main body of the body in which the plate heat exchangers 2 are held. Each of the end parts 49 and 49' can be connected with the possibility of free removal with the main body of the body. Heat exchanger tubes 1 are tubes having an elliptical cross-sectional shape, having, for example, a diameter of a major axis of 20-100 mm and a diameter of a minor axis of 5-50 mm.

Каждая пластина-теплообменник 2 имеет форму, сформированную посредством соединения множества трубок-теплообменников 1 на краях формы поперечного сечения. Пластина-теплообменник 2 формируется из двух гофрированных листов, имеющих ряд эллиптических дуг, посредством соединения выступов, сформированных на краях дуг одного гофрированного листа с выступами другого. Соседние пластины-теплообменники 2 могут располагаться так, что выступы на поверхности одной пластины-теплообменника находятся напротив выступов другой. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.23, однако, соседние пластины-теплообменники 2 располагаются так, что выступы на поверхности одной пластины-теплообменника 2 находятся напротив бороздок на поверхности другой пластины-теплообменника 2.Each heat exchanger plate 2 has a shape formed by connecting a plurality of heat exchanger tubes 1 at the edges of the cross-sectional shape. The heat exchanger plate 2 is formed of two corrugated sheets having a series of elliptical arcs by connecting protrusions formed on the edges of the arcs of one corrugated sheet with the protrusions of the other. Adjacent plate-heat exchangers 2 can be located so that the protrusions on the surface of one plate-heat exchanger are opposite the protrusions of another. In the plate type reactor shown in FIG. 23, however, adjacent heat exchanger plates 2 are arranged so that protrusions on the surface of one heat exchanger plate 2 are opposite the grooves on the surface of the other heat exchanger plate 2.

Каждан пластина-теплообменник 2 содержит, например, три вида трубок-теплообменников, a-c, которые различаются по размеру поперечного сечения, соответственно, в верхней части, средней части и нижней части, как показано на фиг.16. Пластина-теплообменник 2 формируется так, что большие оси трубок-теплообменников a-c располагаются на одной прямой линии. Например, в этом варианте осуществления, трубки-теплообменники a составляют часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 30% от высоты пластины-теплообменника 2, трубки-теплообменники b составляют часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 25% от высоты пластины-теплообменники 2, и трубки-теплообменники c составляют часть пластины-теплообменника 2, которая составляет 45% от высоты пластины-теплообменника 2.Each plate-heat exchanger 2 contains, for example, three types of heat exchanger tubes, a-c, which differ in cross-sectional size, respectively, in the upper part, middle part and lower part, as shown in Fig. 16. The heat exchanger plate 2 is formed so that the large axes of the a-c heat exchanger tubes are located on one straight line. For example, in this embodiment, the heat exchanger tubes a make up the part of the heat exchanger plate 2, which is 30% of the height of the heat exchanger plate 2, the heat exchanger tubes b make up the part of the heat exchanger plate 2, which is 25% of the height of the heat exchanger plate 2 and the heat exchanger tubes c form part of the heat exchanger plate 2, which is 45% of the height of the heat exchanger plate 2.

Форма поперечного сечения трубок-теплообменников a, которые формируются в верхней части пластины-теплообменника 2, представляет собой эллиптическую форму, имеющую диаметр большой оси 50 мм и диаметр малой оси 20 мм. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников b, которые формируются в средней части пластины-теплообменника 2, представляет собой эллиптическую форму, имеющую диаметр большой оси 40 мм и диаметр малой оси 16 мм. Форма поперечного сечения трубок-теплообменников c, которые формируются в нижней части пластины-теплообменника 2, имеет эллиптическую форму, имеющую диаметр большой оси 30 мм и диаметр малой оси 10 мм.The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes a, which are formed in the upper part of the heat exchanger plate 2, is an elliptical shape having a major axis diameter of 50 mm and a minor axis diameter of 20 mm. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes b, which are formed in the middle part of the heat exchanger plate 2, is an elliptical shape having a major axis diameter of 40 mm and a minor axis diameter of 16 mm. The cross-sectional shape of the heat exchanger tubes c, which are formed in the lower part of the heat exchanger plate 2, has an elliptical shape having a major axis diameter of 30 mm and a minor axis diameter of 10 mm.

Пластины-теплообменники 2, в этом варианте осуществления, могут располагаться через различные интервалы по всей реакционной емкости. Однако в реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.23, пластины-теплообменники 2 располагаются через одинаковые интервалы (например, минимальное расстояние между наружными стенками трубок-теплообменников a составляет 5 мм (расстояние между большими осями трубок-теплообменников в пластинах-теплообменниках 2 составляет 25 мм)).The heat exchanger plates 2, in this embodiment, can be arranged at various intervals throughout the reaction vessel. However, in the plate type reactor shown in FIG. 23, the heat exchanger plates 2 are spaced at regular intervals (for example, the minimum distance between the outer walls of the heat exchanger tubes a is 5 mm (the distance between the large axes of the heat exchanger tubes in the heat exchanger plates 2 is 25 mm)).

Резервуары 45 для теплоносителя являются такими же, как резервуары 45 для теплоносителя, используемые во втором варианте осуществления.The coolant reservoirs 45 are the same as the coolant reservoirs 45 used in the second embodiment.

Перегородки 7 располагаются вдоль направления прохождения газа в корпусе 44 в пространстве между соседними пластинами-теплообменниками 2. Перегородки 7 могут располагаться через различные интервалы по всей реакционной емкости. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.23, однако, перегородки 7 располагаются бок о бок через одинаковые интервалы (например, 500 мм), с формированием секций, имеющих объем 25 л. В этом варианте осуществления, перегородки 7, например, представляют собой пластины, изготовленные из нержавеющей стали, которые имеют форму, имеющую боковые края, которые вступают в тесный контакт с углублениями и выступами на поверхности пластин-теплообменников 2, как показано на фиг.26, и имеют окно 20 в нижней крайней части.Partitions 7 are located along the direction of gas flow in the housing 44 in the space between adjacent heat exchanger plates 2. Partitions 7 can be located at different intervals throughout the reaction vessel. In the plate type reactor shown in FIG. 23, however, the baffles 7 are located side by side at regular intervals (e.g., 500 mm), with sections being formed having a volume of 25 liters. In this embodiment, the partitions 7, for example, are plates made of stainless steel, which have a shape having lateral edges that come into close contact with recesses and protrusions on the surface of the heat exchanger plates 2, as shown in FIG. 26, and have a window of 20 at the bottom extreme.

Газопроницаемые пробки 8 располагаются на нижних краях секций, как показано на фиг.27. Как показано, например, на фиг.28, каждая газопроницаемая пробка 8 имеет: газопроницаемую пластину 21, имеющую такую же прямоугольную форму, как форма поперечного сечения каждой секции; первые детали 22 юбок, простирающиеся вертикально вниз от коротких сторон газопроницаемой пластины 21; и вторые детали юбок 23, простирающиеся вертикально вниз от длинных сторон газопроницаемой пластины 21. Каждая первая деталь 22 юбки имеет прямоугольное замковое окно 24, сформированное в ней, и замковый выступ 50, расположенный рядом с ней, как показано на фиг.28.Gas-permeable plugs 8 are located on the lower edges of the sections, as shown in Fig.27. As shown, for example, in FIG. 28, each gas permeable plug 8 has: a gas permeable plate 21 having the same rectangular shape as the cross-sectional shape of each section; first skirt parts 22 extending vertically downward from the short sides of the gas permeable plate 21; and second skirt parts 23 extending vertically downward from the long sides of the gas-permeable plate 21. Each first skirt part 22 has a rectangular locking window 24 formed therein and a locking protrusion 50 located next to it, as shown in FIG. 28.

Каждая газопроницаемая пробка 8 формируется из пластины из нержавеющей стали, которая имеет форму, сформированную посредством развертки на плоскости газопроницаемой пластины 21 и деталей 22 и 23 юбок и в которой замковое окно 24 и надрезы 50, дающие замковый выступ, формируются в каждой детали 22 юбки, как показано на фиг.29, посредством сгибания пластины из нержавеющей стали на границе между газопроницаемой пластиной 21 и каждой из деталей 22 и 23 юбок и сваривания краев деталей юбок. Газопроницаемая пластина 21, например, представляет собой пластину, в которой формируется 2-мм круговые отверстия при доле отверстий 30%.Each gas permeable plug 8 is formed of a stainless steel plate, which has a shape formed by scanning on the plane of the gas permeable plate 21 and skirt parts 22 and 23 and in which a lock window 24 and notches 50 giving a protrusion are formed in each skirt part 22, as shown in FIG. 29, by folding the stainless steel plate at the boundary between the gas-permeable plate 21 and each of the skirt parts 22 and 23 and welding the edges of the skirt parts. The gas permeable plate 21, for example, is a plate in which 2 mm circular holes are formed with a hole ratio of 30%.

В каждой первой детали 22 юбки формируется замковый выступ 50 посредством изгиба двух параллельных надрезов, простирающихся от нижнего края первой детали 22 юбки, и тем самым формируется наружный выступ. Первые детали 22 юбок эквивалентны друг другу в позиционном соотношении между газопроницаемой пластиной 21 и каждым замковым окном 24 и замковым выступом 50. Следовательно, в паре противоположных первых деталей 22 юбок, замковое окно 24 одной первой детали 22 юбки находится напротив замкового выступа 50 другой, и замковый выступ 50 первой из первых деталей 22 юбки находится напротив замкового окна 24 последней. Вообще говоря, каждое замковое окно 24 формируется с тем, чтобы оно имело такой размер, чтобы его ширина и высота были достаточными для удерживания в нем замкового выступа 50, и окно 20 каждой перегородки 7 формируется с тем, чтобы оно имело такой размер, чтобы его ширина и высота были достаточными для удерживания в ней как замкового окна 24, так и замкового выступа 50.In each first part 22 of the skirt, a locking protrusion 50 is formed by bending two parallel notches extending from the lower edge of the first part 22 of the skirt, and thereby forming an outer protrusion. The first parts 22 of the skirts are equivalent to each other in the positional relationship between the gas-permeable plate 21 and each locking window 24 and the locking protrusion 50. Therefore, in a pair of opposite first parts 22 of the skirts, the locking window 24 of one first part 22 of the skirt is opposite the locking protrusion 50 of the other, and castle protrusion 50 of the first of the first parts 22 of the skirt is opposite the castle window 24 of the last. Generally speaking, each lock window 24 is formed so that it is sized such that its width and height are sufficient to hold the lock protrusion 50 therein, and the window 20 of each partition 7 is formed so that it is sized so that it the width and height were sufficient to hold in it both the locking window 24 and the locking protrusion 50.

Газопроницаемую пробку 8 вставляют в каждую секцию с нижнего края секции, при этом газопроницаемая пластина 21 смотрит вверх. Когда вставляется газопроницаемая пробка 8, перегородка 7 нажимает на замковый выступ 50, в то же время, сопротивляясь смещения наружу. Однако когда замковый выступ 50 достигает окна 20, выступ 50 высвобождается от давления со стороны перегородки 7 и выступает в окно 20. Таким образом, выступ 50 замыкается в окне 20, как показано на фиг.30. Окно 20 соответствует первой замковой детали, а замковый выступ 50 соответствует второй замковой детали.The gas permeable plug 8 is inserted into each section from the lower edge of the section, with the gas permeable plate 21 looking up. When a gas-tight plug 8 is inserted, the baffle 7 presses on the locking protrusion 50, at the same time, resisting outward displacement. However, when the locking protrusion 50 reaches the window 20, the protrusion 50 is released from the pressure from the partition 7 and protrudes into the window 20. Thus, the protrusion 50 closes in the window 20, as shown in Fig. The window 20 corresponds to the first locking part, and the locking protrusion 50 corresponds to the second locking part.

Перфорированная пластина 10, в этом варианте осуществления, представляет собой пластину, в которой формируются отверстия, имеющие диаметр, который в 0,3-0,8 раза меньше, чем диаметр большой оси катализатора, который должен набиваться, при доле отверстий 20-40%. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.23, перфорированная пластина 10 формируется так, чтобы она блокировала зазор, находящийся в пределах от края каждой крайней снаружи пластины-теплообменника 2 до стенки корпуса 44, как показано на фиг.25, для предотвращения прохождения газа через зазор между каждой крайней снаружи пластиной-теплообменником 2 и стенкой корпуса 44.The perforated plate 10, in this embodiment, is a plate in which holes are formed having a diameter that is 0.3-0.8 times smaller than the diameter of the major axis of the catalyst to be packed, with a proportion of holes of 20-40% . In the plate type reactor shown in FIG. 23, a perforated plate 10 is formed so as to block a gap that is in the range from the edge of each outermost plate of the heat exchanger 2 to the wall of the housing 44, as shown in FIG. 25, to prevent gas from passing through the gap between each outermost plate of the heat exchanger 2 and the wall of the housing 44.

Насос 15 и регулятор 47 температуры являются такими же, как насос 15 и регулятор 47 температуры, используемые в первом варианте осуществления. Резервуары 45 для теплоносителя, насос 15 и регулятор 47 температуры составляют устройство для введения теплоносителя.The pump 15 and the temperature controller 47 are the same as the pump 15 and the temperature controller 47 used in the first embodiment. The tanks 45 for the coolant, the pump 15 and the temperature controller 47 constitute a device for introducing the coolant.

Набивка катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2 осуществляется посредством набивки катализатора в каждую секцию. Поскольку все секции, сформированные пластинами-теплообменниками 2 и перегородками 7, имеют одинаковый объем, катализатор в этом варианте осуществления набивают в каждую секцию, например, при объеме, равном объему секции (например, при объеме, который составляет 97-103% от объема каждой секции).The stuffing of the catalyst into the space between the plate-heat exchangers 2 is carried out by stuffing the catalyst in each section. Since all sections formed by the heat exchanger plates 2 and partitions 7 have the same volume, the catalyst in this embodiment is packed into each section, for example, for a volume equal to the volume of the section (for example, for a volume that is 97-103% of each sections).

Находится ли катализатор в удовлетворительном состоянии набивки, может определяться в этом варианте осуществления на основе сравнения теоретического значения и реального значения высоты набитого катализатора (например, отклонение реального значения от теоретического значения находится в пределах 3%) или на основе сравнения высоты набивки катализатора между секциями (например, различия в высоте набивки между секциями находятся в пределах 5% от высоты набивки).Whether the catalyst is in a satisfactory state of packing can be determined in this embodiment based on a comparison of the theoretical value and the actual height of the packed catalyst (for example, the deviation of the real value from the theoretical value is within 3%) or based on a comparison of the height of the catalyst packing between sections ( for example, differences in packing height between sections are within 5% of the packing height).

Когда имеется секция, в которой состояние набивки катализатора имеет дефект, газопроницаемую пробку 8 в этой секции удаляют, при удалении через нижний край этой секции, только катализатор, набитый в этой секции. Поскольку окно 20 каждой перегородки 7 формируется так, чтобы оно имело размер, достаточный для удерживания в ней замковых окон 24 и замковых выступов 50, когда на ней фиксируются газопроницаемые пробки 8, окно 20 является открытым для замковых окон 24 и замковых выступов 50 двух газопроницаемых пробок 8, соседствующих друг с другом через перегородки 7. Кроме того, поскольку каждое замковое окно 24 формируется так, чтобы оно имело размер, достаточный для удерживания в нем замкового выступа 50, замковое окно 24 одной из двух газопроницаемых пробок 8, соседствующих друг с другом через перегородки 7, открыто для замкового выступа 50 другой, и замковое окно 24 последней открыто для замкового выступа 50 первой. Поэтому, каждый замковый выступ 50 в замкнутом состоянии не блокируется соседней газопроницаемой пробкой 8 в пространстве под газопроницаемой пластиной 21. Следовательно, замковый выступ 50 может непосредственно вдавливаться в пространство под газопроницаемой пластиной 21. Следовательно, каждая из газопроницаемых пробок 8 может удаляться с использованием инструмента, имеющего на одном краю крюк, который может вставляться в каждое замковое окно 24, такое, например, как показано на фиг.31, посредством вдавливания каждого замкового выступа 50 с помощью крюка через замковое окно 24 газопроницаемой пробки 8, соседствующей с ним через перегородку 7, и через окно 20 перегородки 7, для устранения фиксации замкового выступа 50 в окне 20.When there is a section in which the state of the catalyst packing is defective, the gas-permeable plug 8 in this section is removed, when removed through the lower edge of this section, only the catalyst packed in this section. Since the window 20 of each partition 7 is formed so that it is large enough to hold the lock windows 24 and the lock protrusions 50 in it when gas permeable plugs 8 are fixed on it, the window 20 is open for the lock windows 24 and the lock protrusions 50 of the two gas permeable plugs 8 adjacent to each other through partitions 7. In addition, since each locking window 24 is formed so that it is large enough to hold the locking protrusion 50 in it, the locking window 24 of one of the two gas-permeable plugs 8, co traveling with each other through the partitions 7, another is open for the locking protrusion 50, and the locking window 24 of the latter is open for the locking protrusion 50 of the first. Therefore, each locking protrusion 50 in the closed state is not blocked by the adjacent gas-permeable plug 8 in the space under the gas-permeable plate 21. Therefore, the locking protrusion 50 can be directly pressed into the space under the gas-permeable plate 21. Therefore, each of the gas-permeable plugs 8 can be removed using a tool, having a hook on one edge that can be inserted into each lock window 24, such as, for example, as shown in FIG. 31, by pressing each lock protrusion 50 with with the help of a hook through the lock window 24 of the gas-permeable plug 8 adjacent to it through the partition 7, and through the window 20 of the partition 7, to eliminate the fixation of the lock protrusion 50 in the window 20.

После удаления катализатора, газопроницаемую пробку 8 вставляют опять с нижнего края секции и фиксируют, и набивают в эту секцию катализатор. Таким образом, набивка катализатора в каждую секцию, может осуществляться повторно.After removal of the catalyst, the gas-permeable plug 8 is inserted again from the lower edge of the section and fixed, and the catalyst is packed into this section. Thus, the packing of the catalyst in each section can be repeated.

Поскольку реактор пластинчатого типа имеет перегородки 7, катализатор может равномерно набиваться по всему реактору посредством независимой набивки катализатора в каждую секцию, с получением одинакового состояния. Следовательно, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, точная набивка катализатора является более простой.Since the plate type reactor has baffles 7, the catalyst can be uniformly packed throughout the reactor by independently packing the catalyst in each section to obtain the same condition. Therefore, in comparison with packing the catalyst into the space between the heat exchanger plates 2 having no such sections, precise packing of the catalyst is simpler.

Поскольку все секции, сформированные в реакторе пластинчатого типа пластинами-теплообменниками 2 и перегородками 7, имеют одинаковый объем, количество катализатора, который должен использоваться для одной операции набивки катализатора является постоянным. Следовательно, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, операция набивки катализатора может осуществляться быстрее.Since all sections formed in the plate type reactor by the heat exchanger plates 2 and baffles 7 have the same volume, the amount of catalyst that should be used for one catalyst packing operation is constant. Therefore, in comparison with the packing of the catalyst in the space between the plate-heat exchangers 2 that do not have such sections, the operation of packing the catalyst can be faster.

Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет перегородки 7, состояние набивки катализатора может определяться отдельно по секциям. Следовательно, когда имеется секция, в которой состояние набивки катализатора имеет дефект, состояние набивки катализатора может исправляться посредством повторной набивки катализатора только в одну секцию, считающуюся дефектной. По этой причине, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, операция набивки катализатора может регулироваться легче.In addition, since the plate type reactor has partitions 7, the state of the catalyst packing can be determined separately in sections. Therefore, when there is a section in which the state of the catalyst packing is defective, the state of the catalyst packing can be corrected by refilling the catalyst in only one section that is considered to be defective. For this reason, in comparison with the packing of the catalyst into the space between the heat exchanger plates 2 having no such sections, the catalyst packing operation can be more easily controlled.

Кроме того, поскольку реактор пластинчатого типа имеет газопроницаемые пробки 8, катализатор может легко удаляться отдельно по секциям. Следовательно, когда имеется секция, в которой состояние набивки катализатора имеет дефект, состояние набивки катализатора в конкретной секции может легко быть исправлено посредством удаления газопроницаемой пробки из секции, считающейся дефектной, для удаления катализатора из этой секции и повторной набивки катализатора в эту секцию. По этой причине, по сравнению с набивкой катализатора в пространство между пластинами-теплообменниками 2, не имеющими таких секций, операция набивки катализатора может регулироваться легче.In addition, since the plate type reactor has gas permeable plugs 8, the catalyst can be easily removed separately in sections. Therefore, when there is a section in which the state of the catalyst packing is defective, the state of the catalyst packing in a particular section can be easily corrected by removing the gas-tight plug from the section that is considered defective, to remove the catalyst from this section and refilling the catalyst in this section. For this reason, in comparison with the packing of the catalyst into the space between the heat exchanger plates 2 having no such sections, the catalyst packing operation can be more easily controlled.

Поскольку каждая из газопроницаемых пробок 8 содержит прямоугольную газопроницаемую пластину 21 и первую и вторую детали 22 и 23 юбок, газопроницаемые пробки 8 являются превосходными с точки зрения получения прочности, достаточной для поддержки слоя катализатора в каждой секции. Поскольку газопроницаемые пробки 8 получают посредством вырубания, изгиба и сварки стальной пластины, такие превосходные газопроницаемые пробки 8 могут быть получены легко.Since each of the gas permeable plugs 8 contains a rectangular gas permeable plate 21 and the first and second skirt parts 22 and 23, the gas permeable plugs 8 are excellent in terms of obtaining strength sufficient to support the catalyst layer in each section. Since gas permeable plugs 8 are obtained by cutting, bending and welding a steel plate, such excellent gas permeable plugs 8 can be obtained easily.

В каждой газопроницаемой пробке 8, каждая из пары противоположных первых деталей 22 юбок имеет замковое окно 24 и замковый выступ 50. В паре противоположных первых деталей 22 юбок, замковое окно 24 одной детали юбки находится напротив замкового выступа 50 другой, а замковый выступ 50 первой находится напротив замкового окна 24 последней. Поэтому в газопроницаемых пробках 8, которые находятся по соседству друг с другом через перегородку 7, замковые выступы 50, выступающие из соответствующих газопроницаемых пробок 8, не перекрываются или не вступают в контакт друг с другом. Эта конфигурация является превосходной с точек зрения фиксирования газопроницаемых пробок 8 с достаточной прочностью и простого удаления газопроницаемых пробок 8.In each gas-tight plug 8, each of the pair of opposite first skirt parts 22 has a lock window 24 and a lock protrusion 50. In a pair of opposite first skirt parts 22, the lock window 24 of one skirt part is opposite the lock protrusion 50 of the other, and the lock protrusion 50 of the first is opposite the castle window 24 last. Therefore, in gas-permeable plugs 8, which are adjacent to each other through the partition 7, the locking protrusions 50 protruding from the corresponding gas-permeable plugs 8 do not overlap or do not come into contact with each other. This configuration is excellent in terms of fixing gas permeable plugs 8 with sufficient strength and easy removal of gas permeable plugs 8.

Кроме того, поскольку окно 20 каждой из перегородок 7 формируется так, чтобы оно имело размер, достаточный для удерживания в них замковых окон 24 и замковых выступов 50, когда на них фиксируются газопроницаемые пробки 8, замковый выступ 50 любой из двух газопроницаемых пробок 8 в контакте с перегородкой 7 фиксируется в окне 20 с возможностью свободного удаления. Поскольку перегородки 7, имеющие окно 20, располагаются в реакторе пластинчатого типа в соответствии с единым стандартом, как описано выше, этот реактор пластинчатого типа является превосходным с точки зрения получения при низких затратах конфигурации, в которой газопроницаемые пробки 8 свободно присоединяются/отсоединяются.In addition, since the window 20 of each of the partitions 7 is formed so that it is large enough to hold the lock windows 24 and the lock protrusions 50 in them when gas-tight plugs 8 are fixed on them, the lock protrusion 50 of either of the two gas-tight plugs 8 is in contact with a partition 7 is fixed in the window 20 with the possibility of free removal. Since the baffles 7 having a window 20 are arranged in a plate type reactor in accordance with a single standard, as described above, this plate type reactor is excellent in terms of producing a low cost configuration in which gas permeable plugs 8 are freely connected / disconnected.

Кроме того, в реакторе пластинчатого типа, каждая газопроницаемая пробка 8 фиксируется под газопроницаемой пластиной 21 посредством контакта, использующего малую площадь контакта, то есть, посредством фиксирования замкового выступа 50 в замковом окне 20. Поэтому этот реактор пластинчатого типа является превосходным с точки зрения предотвращения возникновения залипания между замковым выступом 50 и окном 20, когда реактор пластинчатого типа используют в реакциях, осуществляемых при условиях относительно высоких температур, таких как реакции окисления.In addition, in the plate type reactor, each gas permeable plug 8 is fixed under the gas permeable plate 21 by means of a contact using a small contact area, that is, by fixing the locking protrusion 50 in the castle window 20. Therefore, this plate type reactor is excellent in preventing occurrence sticking between the locking protrusion 50 and the window 20 when the plate type reactor is used in reactions carried out under relatively high temperature conditions, such as oxidation.

В реакторе пластинчатого типа, в качестве второй замковой детали, формируется окно 20 в каждой перегородке 7. Однако даже когда такая вторая замковая деталь формируется в нижней крайней части каждой пластины-теплообменника 5, газопроницаемые пробки 8 могут располагаться таким же образом, как и в реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.23. Таким образом, газопроницаемые пробки могут фиксироваться также посредством фиксирования с возможностью свободного удаления пробок, используя при этом нижние крайние части пластин-теплообменников 5, даже когда перегородок нет. Кроме того, вторая замковая деталь может формироваться как в нижней крайней части каждой перегородки 7, так и в нижней крайней части каждой пластины-теплообменника 5. Этот случай является эффективным с точки зрения увеличения прочности фиксирования газопроницаемых пробок.In the plate type reactor, a window 20 is formed as a second locking part in each partition 7. However, even when such a second locking part is formed in the lower extreme part of each heat exchanger plate 5, gas-permeable plugs 8 can be arranged in the same manner as in the reactor lamellar type shown in Fig.23. Thus, gas-permeable plugs can also be fixed by fixing with the possibility of free removal of plugs, while using the lower extreme parts of the plate heat exchangers 5, even when there are no partitions. In addition, the second locking part can be formed both in the lower extreme part of each partition 7 and in the lower extreme part of each heat exchanger plate 5. This case is effective in terms of increasing the fixation strength of gas-permeable plugs.

В качестве перегородок, могут использоваться различные перегородки в соответствии, например, с видом второй замковой детали и с участком, где должна располагаться замковая деталь, с размером зазоров, формируемых между каждой перегородкой и пластинами-теплообменниками, и с расстоянием между пластинами-теплообменниками. Примеры таких перегородок включают: сетку с формой, имеющей боковые края, которые вступают в тесный контакт с бороздками и выступами на поверхности пластин-теплообменников 2, как показано на фиг.18 и 19; пластину или круглый брусок, или квадратный брусок, такой как те, которые показаны на фиг.20 и 21, имеющие диаметр или ширину, равную минимальному расстоянию между соседними пластинами-теплообменниками 2; пластину или сетку зигзагообразной формы, в которой боковые края перегородки 7 выступают в направлении бороздок пластин-теплообменников 2 и находятся на некотором расстоянии от выступов пластин-теплообменников 2, как показано на фиг.22; и элемент, состоящий из материала, который не может удерживать форму, например, стекловаты.As partitions, various partitions can be used in accordance, for example, with the type of the second locking part and with the area where the locking part should be located, with the size of the gaps formed between each partition and the heat exchanger plates, and with the distance between the heat exchanger plates. Examples of such partitions include: a mesh with a shape having lateral edges that come into close contact with grooves and protrusions on the surface of the heat exchanger plates 2, as shown in FIGS. 18 and 19; a plate or a round bar or a square bar, such as those shown in FIGS. 20 and 21, having a diameter or width equal to the minimum distance between adjacent heat exchanger plates 2; a zigzag-shaped plate or mesh in which the lateral edges of the partition 7 protrude in the direction of the grooves of the heat exchanger plates 2 and are located at some distance from the protrusions of the heat exchanger plates 2, as shown in FIG. 22; and an element consisting of a material that cannot hold a shape, such as glass wool.

Перегородки, такие как те, которые показаны на фиг.18 и 19, в этом варианте осуществления, пригодны для использования в случае, где сетка, используемая в этих перегородках, имеет такой размер отверстий, что катализатор не вытекает через них (например, составляющих до 0,5 от диаметра большой оси катализатора). Является предпочтительным, чтобы сетка, которая должна использоваться для перегородок, имела размер отверстий, который составляет до 0,8 от диаметра малой оси катализатора.Partitions, such as those shown in FIGS. 18 and 19, in this embodiment are suitable for use in the case where the mesh used in these partitions has a hole size such that the catalyst does not flow out through them (for example, up to 0.5 of the diameter of the major axis of the catalyst). It is preferred that the mesh to be used for the partitions has a hole size that is up to 0.8 of the diameter of the minor axis of the catalyst.

Перегородки, такие как те, которые показаны на фиг.20 и 21, в этом варианте осуществления, являются пригодными для использования в случае, когда не формируется зазора, имеющего ширину, которая позволяет катализатору вытекать из него между пластинами-теплообменниками и перегородками. Перегородки, такие как те, которые показаны на фиг.22, в этом варианте осуществления, являются пригодными для использования в случае, когда расстояние между двумя пластинами теплообменников 2 расположенными так, что выступы одной пластины находятся напротив бороздок другой (среднее расстояние между большими осями трубок-теплообменников 1 в одной пластине теплообменника 2 и большой осью другой составляет 0,9-1,5 от суммы половины максимального диаметра малой оси трубок-теплообменников в одной из пластин-теплообменников 2 и половины диаметра во второй).Partitions, such as those shown in FIGS. 20 and 21, in this embodiment, are suitable for use when a gap is not formed having a width that allows the catalyst to flow from it between the heat exchanger plates and the partitions. Partitions, such as those shown in FIG. 22, in this embodiment are suitable for use when the distance between the two plates of the heat exchangers 2 is located so that the protrusions of one plate are opposite the grooves of the other (the average distance between the large axes of the tubes -heat exchangers 1 in one plate of the heat exchanger 2 and the other major axis is 0.9-1.5 of the sum of half the maximum diameter of the small axis of the heat exchanger tubes in one of the heat exchanger plates 2 and half the diameter on the second).

Любая из перегородок, описанных выше, может использоваться в случае, когда, например, вторая замковая деталь в перегородках не формируется. В случае, когда вторая замковая деталь представляет собой, например, окно, могут использоваться пластинчатые элементы, в которых может формироваться окно, способное поддерживать газопроницаемые пробки. Кроме того, в случае, когда вторая замковая деталь представляет собой, например, окно, сетчатые элементы, имеющие достаточно большие отверстия, которые могут использоваться в качестве окна, могут использоваться в качестве перегородок.Any of the partitions described above can be used when, for example, a second locking part is not formed in the partitions. In the case where the second locking part is, for example, a window, lamellar elements may be used in which a window capable of supporting gas-permeable plugs can be formed. In addition, in the case where the second locking part is, for example, a window, mesh elements having sufficiently large openings that can be used as a window can be used as partitions.

Перегородки, имеющие формы с боковыми краями, которые вступают в контакт с бороздками и выступами на поверхности пластин-теплообменников, такие как те, которые показаны на фиг.26, 18, 19 и 22, располагаются между двумя пластинами теплообменников посредством поочередного размещения пластин-теплообменников и перегородок, которые должны приводиться в контакт друг с другом, когда пластины-теплообменники размещаются в корпусе. Перегородки, имеющие диаметр или ширину, равную минимальному расстоянию между соседними пластинами-теплообменниками, такими как те, которые показаны на фиг.20 и 21, могут располагаться между двумя пластинами теплообменников посредством поочередного размещения пластин-теплообменников и перегородок, которые должны приводиться в контакт друг с другом, или посредством вставки перегородок в пространство между соседними пластинами-теплообменниками, между пластинами-теплообменниками, которые уже располагаются бок о бок. Перегородки, имеющие гибкость, такие как сетки, ткани или тонкие стальные листы, могут располагаться посредством вставки перегородок в пространство между соседними пластинами-теплообменниками между пластинами-теплообменниками, которые уже располагаются бок о бок.Partitions having shapes with lateral edges that come into contact with grooves and protrusions on the surface of the heat exchanger plates, such as those shown in FIGS. 26, 18, 19 and 22, are located between the two heat exchanger plates by alternately placing the heat exchanger plates and partitions, which should be brought into contact with each other when the plate heat exchangers are placed in the housing. Partitions having a diameter or width equal to the minimum distance between adjacent heat exchanger plates, such as those shown in FIGS. 20 and 21, can be located between two heat exchanger plates by alternately placing the heat exchanger plates and partitions to be brought into contact with each other with the other, or by inserting partitions into the space between adjacent heat exchanger plates, between heat exchanger plates, which are already located side by side. Partitions having flexibility, such as nets, fabrics or thin steel sheets, can be positioned by inserting partitions into the space between adjacent heat exchanger plates between heat exchanger plates that are already located side by side.

Вообще говоря, каждая из перегородок может иметь крюк, который зацепляется в другой замковой детали, такой как отверстие в газопроницаемой пробке 8 или отверстие, или кольцо, сформированное на краю пластины-теплообменника 2. Можно размещать такие перегородки в пространстве между соседними пластинами-теплообменниками 2 посредством размещения крюков в замковых частях и растягивания тем самым перегородок. Эта конфигурация является предпочтительной с точки зрения использования материала, не имеющего удерживаемой формы, например, стекловаты, в качестве перегородок.Generally speaking, each of the partitions may have a hook that engages in another locking part, such as an opening in the gas permeable plug 8 or an opening or ring formed on the edge of the heat exchanger plate 2. Such partitions can be placed in the space between adjacent heat exchanger plates 2 by placing hooks in the castle parts and thereby stretching the partitions. This configuration is preferable from the point of view of using material that does not have a retained shape, such as glass wool, as partitions.

В качестве газопроницаемых пробок 8, в реакторе пластинчатого типа, могут использоваться газопроницаемые пробки, которые имеют вместо замковых выступов 50, замковые выступы 51, каждый из которых находится в контакте с нижней крайней стороной окна 20, как показано на фиг.32. Такие газопроницаемые пробки лучше с точки зрения прочного фиксирования газопроницаемых пробок в соответствующих секциях. Газопроницаемые пробки, имеющие замковые выступы 51, являются эффективными также с точки зрения предотвращения выпадения газопроницаемых пробок, даже когда реактор пластинчатого типа используют в течение продолжительного времени, и предотвращения предоставления возможности катализатору для утечки из пространства между пластинами-теплообменниками.As gas permeable plugs 8, in a plate-type reactor, gas permeable plugs can be used, which have instead of locking protrusions 50, locking protrusions 51, each of which is in contact with the lower extreme side of the window 20, as shown in Fig. 32. Such gas permeable plugs are better in terms of firmly fixing the gas permeable plugs in the respective sections. Gas permeable plugs having locking protrusions 51 are also effective in preventing gas permeable plugs from falling out even when the plate type reactor has been used for a long time and preventing the catalyst from leaking out of the space between the heat exchanger plates.

Кроме того, газопроницаемые пробки могут использоваться в различных формах, постольку, поскольку пробки имеют соответствующую структуру для свободного присоединения/отсоединения, такую как окно 20 и замковый выступ 50. Примеры таких газопроницаемых пробок включают цилиндр, состоящий из сетки или газопроницаемой пластины, такой как тот, который показан на фиг.33, пластину, имеющую газопроницаемые отверстия, такую как та, которая показана на фиг.34, элемент, состоящий из газопроницаемой пластины или сетки, поддерживаемый с помощью пары деталей юбок, такой как те, которые показаны на фиг.35 и 36, и элемент в форме параллелепипеда, имеющий поверхности, состоящие из сетки, такой как те, которые показаны на фиг.37 и 38.In addition, gas permeable plugs can be used in various forms, insofar as the plugs have a suitable structure for free attachment / detachment, such as window 20 and locking protrusion 50. Examples of such gas permeable plugs include a cylinder consisting of a mesh or a gas permeable plate, such as which is shown in FIG. 33, a plate having gas permeable openings, such as that shown in FIG. 34, an element consisting of a gas permeable plate or mesh supported by a pair of a part skirts, such as those shown at 35 and 36, and an element in the shape of a parallelepiped, having a surface consisting of a grid, such as those shown at 37 and 38.

Примеры газопроницаемых пробок в других формах на основе форм, описанных выше, включают газопроницаемую пробку, имеющую структуру двойной трубки, содержащей первую газопроницаемую трубку 52, которая является газопроницаемой в направлении прохождения газа, в каждой секции, и вторую газопроницаемую трубку 53, которая является газопроницаемой в направлении прохождения газа, в каждой секции, и может свободно скользить в первой газопроницаемой трубке 52, такой как показана на фиг.39. В случае использования таких газопроницаемых пробок, каждая из перегородок 7 снабжается, например, фланцевыми деталями 54, выступающими из поверхности нижнего края перегородки 7. Газопроницаемая пробка растягивается до тех пор, пока пробка не вступит в контакт с перегородками 7, расположенными на обоих краях и размещенными на фланцевых деталях 54. Растяжение/сжатие в направлении скольжения газопроницаемой пробки фиксируется с помощью крепежной чеки 55. Таким образом, газопроницаемая пробка располагается в нижней части каждой секции.Examples of gas permeable plugs in other forms based on the forms described above include a gas permeable plug having a double tube structure comprising a first gas permeable tube 52, which is gas permeable in the gas flow direction, in each section, and a second gas permeable tube 53, which is gas permeable in the direction of gas flow, in each section, and can slide freely in the first gas-permeable tube 52, such as shown in Fig. 39. In the case of using such gas-permeable plugs, each of the partitions 7 is provided, for example, with flange parts 54 protruding from the surface of the lower edge of the partition 7. The gas-permeable plug is stretched until the plug comes into contact with the partitions 7 located on both edges and placed on the flange parts 54. The tension / compression in the sliding direction of the gas permeable plug is fixed with the fastening pin 55. Thus, the gas permeable plug is located in the lower part of each section.

Крепежная чека 55, например, состоит из крепежной оси, кольца, расположенного на одном краю оси, и гибкой полосы тонкого металла, расположенной на другом краю крепежной оси в направлении, перпендикулярном направлению, в котором простирается крепежная ось. Когда крепежную чеку 55 вставляют через газопроницаемое отверстие в нижней поверхности газопроницаемой пробки, полоска тонкого металла сгибается во время прохождения через газопроницаемое отверстие и возвращается из изогнутого состояния после прохождение через газопроницаемое отверстие. В результате образуется состояние, в котором крепежная чека 55 свисает вниз с газопроницаемой пробки. Если тянуть кольцо крепежной чеки 55, полоска тонкого металла проходит через газопроницаемое отверстие, будучи при этом изогнутой, и тем самым крепежная чека 55 удаляется. Кроме того, посредством скольжения второй газопроницаемой трубки 53, газопроницаемая пробка может извлекаться из-под пластины-теплообменника.The mounting pin 55, for example, consists of a mounting axis, a ring located on one edge of the axis, and a flexible strip of thin metal located on the other edge of the mounting axis in a direction perpendicular to the direction in which the mounting axis extends. When the fastening pin 55 is inserted through the gas permeable hole in the lower surface of the gas permeable plug, the strip of thin metal bends as it passes through the gas permeable hole and returns from the bent state after passing through the gas permeable hole. As a result, a state is formed in which the fastening pin 55 hangs down from the gas permeable plug. If you pull the ring of the mounting pin 55, a strip of thin metal passes through the gas-permeable hole, while being bent, and thereby the fixing pin 55 is removed. Furthermore, by sliding the second gas permeable tube 53, the gas permeable plug can be removed from under the heat exchanger plate.

Альтернативно, примеры газопроницаемых пробок в других формах включают газопроницаемую пробку, содержащую первую газопроницаемую трубку 52, вторую газопроницаемую трубку 53 и элемент 56 смещения, такой как спиральная пружина, который смещает вторую газопроницаемую трубку 53 в таком направлении, что вторая газопроницаемая трубка 53 выступает из первой газопроницаемой трубки 52, такой как та, которая показана на фиг.40. Эта газопроницаемая пробка также располагается в нижней часть каждой секции посредством перегородок 7, имеющих фланцевые детали 54. Эта газопроницаемая пробка размещается в нижней части каждой секции посредством сокращения газопроницаемой пробки, в то же время, оказывая сопротивление силе смещения элемента 56 смещения и размещая газопроницаемую пробку на фланцевых деталях 54. Посредством сокращения газопроницаемой пробки, в то же время, оказывая сопротивление силе смещения элемента 56 смещения, газопроницаемая пробка может извлекаться из-под пластин-теплообменников. Крепежная чека 55 и вторая газопроницаемая трубка 53 могут осуществлять проскальзывание с использованием крюка инструмента, показанного на фиг.31, крюк вставляют в кольцо крепежной чеки 55 или в газопроницаемое отверстие нижней части второй газопроницаемой трубки 53.Alternatively, examples of gas permeable plugs in other forms include a gas permeable plug containing a first gas permeable tube 52, a second gas permeable tube 53 and a biasing member 56, such as a coil spring, that biases the second gas permeable tube 53 in such a direction that the second gas permeable tube 53 protrudes from the first a gas permeable tube 52, such as that shown in FIG. This gas-tight plug is also located in the lower part of each section by partitions 7 having flange parts 54. This gas-tight plug is placed in the lower part of each section by reducing the gas-tight plug, while resisting the bias force of the biasing member 56 and placing the gas-tight plug on flange parts 54. By reducing the gas permeable plug, while at the same time resisting the bias force of the biasing member 56, the gas permeable plug can be removed and -under-plate heat exchangers. The fixing pin 55 and the second gas permeable tube 53 can slip using the hook of the tool shown in FIG. 31, the hook is inserted into the ring of the fixing pin 55 or into the gas permeable opening of the lower part of the second gas permeable tube 53.

Второй способ получения реакционного продуктаThe second method of obtaining the reaction product

Второй способ получения реакционного продукта по настоящему изобретению представляет собой способ получения реакционного продукта с использованием второго реактора пластинчатого типа, описанного выше, и включает стадию, на которой теплоноситель, имеющий желаемую температуру, подается в трубки-теплообменники, и стадию, на которой исходный материал поступают в пространство, набитое катализатором, между соседними пластинами-теплообменниками, с получением реакционного продукта, высвобождающегося из этого пространства. Во втором способе, исходные материалы содержат: этилен; по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, или, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода; углеводорода, имеющего 4 или более атомов углерода; ксилола и/или нафталина; олефина; карбонильного соединения; кумена гидропероксида; бутена или этилбензола. Реакционный продукт включает: этиленоксид; по меньшей мере, одно соединение из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода; малеиновую кислоту; фталевую кислоту; парафин; спирт; ацетон и фенол; бутадиен или стирол.A second method for producing a reaction product of the present invention is a method for producing a reaction product using the second plate type reactor described above, and includes a step in which a heat carrier having a desired temperature is supplied to the heat exchanger tubes, and a step in which the feed material into the space filled with the catalyst between adjacent heat exchanger plates to obtain a reaction product released from this space. In the second method, the starting materials contain: ethylene; at least one compound selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one compound selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 atoms carbon; a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms; xylene and / or naphthalene; olefin; carbonyl compound; cumene hydroperoxide; butene or ethylbenzene. The reaction product includes: ethylene oxide; at least one compound of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms; maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; butadiene or styrene.

Второй реактор пластинчатого типа применяется на стадиях, включающих каталитическую реакцию в неподвижном слое, и применяется, в частности, на стадиях реакции, на которых большое количество тепла реакции может вызвать повреждение катализатора или повреждение результатов реакции, среди других стадий реакции. Хотя второй реактор пластинчатого типа является особенно применимым к исходным материалам в виде текучих сред, например, к газам и жидкостям, которые могут проходить через слои катализатора, сформированные посредством набивки катализатора, второй реактор пластинчатого типа является пригодным для случаев, где исходные материалы представляет собой газ, из которого тепло удалять труднее, чем из жидкого состояния.The second plate type reactor is used in the steps involving a catalytic reaction in a fixed bed, and is used, in particular, in the reaction steps in which a large amount of reaction heat can cause damage to the catalyst or damage to the reaction results, among other reaction steps. Although the second plate-type reactor is particularly applicable to feedstocks in the form of fluids, for example, gases and liquids that can pass through catalyst beds formed by packing the catalyst, the second plate-type reactor is suitable for cases where the starting materials are gas , from which heat is more difficult to remove than from a liquid state.

Примеры реакций, к которым эффективно применим второй реактор пластинчатого типа, включают реакции, в которых исходные материалы представляет собой: этилен; по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, или, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода; углеводорода, имеющего 4 или более атомов углерода, например, н-бутана или бензола; ксилола и/или нафталина; олефина; карбонильного соединения; кумена гидропероксида; бутена или этилбензола, и реакционный продукт, который должен быть получен, представляет собой: этиленоксид; по меньшей мере, одно соединение из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода; малеиновую кислоту; фталевую кислоту; парафин; спирт; ацетон и фенол; бутадиен или стирол.Examples of reactions to which the second plate type reactor is effectively applicable include reactions in which the starting materials are: ethylene; at least one compound selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one compound selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 atoms carbon; a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms, for example, n-butane or benzene; xylene and / or naphthalene; olefin; carbonyl compound; cumene hydroperoxide; butene or ethylbenzene, and the reaction product to be obtained is: ethylene oxide; at least one compound of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms; maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; butadiene or styrene.

Особенно предпочтительно, второй реактор пластинчатого типа применяется при газофазных каталитических реакциях окисления, которые известны как реакции, в которых могут иметь место горячие пятна. Примеры таких реакций включают реакции, в которых используют, по меньшей мере, один из исходных материалов, выбранных из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола или, по меньшей мере, один из исходных материалов, выбранных из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода.Particularly preferably, a second plate type reactor is used in gas phase catalytic oxidation reactions, which are known as reactions in which hot spots can occur. Examples of such reactions include reactions in which at least one of the starting materials selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol or at least one of the starting materials selected from a group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms.

Конкретно, примеры углеводородов, имеющих 3 атома углерода, включают пропилен и пропан. Примеры углеводородов, имеющих 4 атома углерода, включают изобутилен, бутены и бутаны. Примеры ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, включают акролеин и метакролеин. Примеры ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, включают акриловую кислоту и метакриловую кислоту.Specifically, examples of hydrocarbons having 3 carbon atoms include propylene and propane. Examples of hydrocarbons having 4 carbon atoms include isobutylene, butenes and butanes. Examples of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms include acrolein and methacrolein. Examples of unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms include acrylic acid and methacrylic acid.

Во втором способе получения реакционного продукта, известный катализатор для использования в обычных каталитических реакциях, в которых используют эти исходные материалы, например, каталитические реакции этих исходных материалов, осуществляемые с использованием многотрубчатых реакторов, может использоваться в качестве катализатора. Инертные частицы, например, шарики муллита, которые не имеют химической активности в этих каталитических реакциях, могут смешиваться с катализатором. Температура теплоносителя, который должен подаваться в трубки-теплообменники во втором способе получения реакционного продукта, может определяться, например, посредством оптимизации реакционных условий, которые должны использоваться в реакции с использованием второго реактора пластинчатого типа, на основе реакционных условий, используемых при обычных каталитических реакциях, например, при каталитических реакциях этих исходных материалов, осуществляемых с использованием многотрубчатых реакторов. Другие реакционные условия во втором способе получения реакционного продукта могут определяться посредством оптимизации с помощью известной технологии, таким же способом, как и для температуры теплоносителя, как описано выше. Альтернативно, реакционные условия для первого способа получения реакционного продукта, описанного выше, или для третьего способа получения реакционного продукта, который будет описываться ниже, могут применяться к реакционным условиям, которые должны использоваться во втором способе получения реакционного продукта.In a second method for preparing a reaction product, a known catalyst for use in conventional catalytic reactions using these starting materials, for example, catalytic reactions of these starting materials using multitube reactors, can be used as a catalyst. Inert particles, for example, mullite balls, which do not have chemical activity in these catalytic reactions, can be mixed with the catalyst. The temperature of the coolant to be supplied to the heat exchanger tubes in the second method for producing the reaction product can be determined, for example, by optimizing the reaction conditions to be used in the reaction using the second plate type reactor based on the reaction conditions used in conventional catalytic reactions, for example, in catalytic reactions of these starting materials carried out using multi-tube reactors. Other reaction conditions in the second method of obtaining the reaction product can be determined by optimization using known technology, in the same way as for the temperature of the coolant, as described above. Alternatively, the reaction conditions for the first method for preparing the reaction product described above, or for the third method for preparing the reaction product, which will be described later, can be applied to the reaction conditions to be used in the second method for preparing the reaction product.

Третий способ получения реакционного продуктаThe third method of obtaining the reaction product

Третий способ получения реакционного продукта представляет собой способ, который включает: (A) введение смеси исходных материалов, содержащих молекулярный кислород и, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, в реактор пластинчатого типа, снабженный слоем катализатора, сформированным между пластинами-теплообменниками, и каталитическое окисление исходных материалов в газовой фазе с получением, по меньшей мере, одного реакционного продукта, выбранного из группы, состоящей из ненасыщенных углеводородов и ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода; или (B) введение смеси исходных материалов, содержащей молекулярный кислород и, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, в реактор пластинчатого типа, снабженный слоем катализатора, сформированным между пластинами-теплообменниками, и каталитическое окисление исходных материалов в газовой фазе, с получением, по меньшей мере, одного реакционного продукта, выбранного из группы, состоящей из ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода.A third method for preparing a reaction product is a method that includes: (A) introducing a mixture of starting materials containing molecular oxygen and at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and a tertiary butanol, into a plate-type reactor equipped with a catalyst layer formed between the heat exchanger plates, and catalytic oxidation of the starting materials in the gas phase to produce at least one reaction product, brane from the group consisting of unsaturated hydrocarbons, and unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms; or (B) introducing a mixture of starting materials containing molecular oxygen and at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms, in a plate-type reactor equipped with a catalyst layer formed between heat exchanger plates, and catalytic oxidation of the starting materials in the gas phase, to obtain at least one reaction product selected from the group consisting of unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms .

В третьем способе получения реакционного продукта, реактор пластинчатого типа разделяется на множество реакционных зон, различающихся по средней толщине слоя катализатора, и теплоноситель с независимо регулируемой температурой подается во множество реакционных зон для удаления через пластины-теплообменники тепла, генерируемого посредством окисления, и для независимого контроля внутренней температуры слоя катализатора.In the third method for producing the reaction product, the plate-type reactor is divided into many reaction zones differing in the average thickness of the catalyst layer, and an independently controlled temperature coolant is supplied to the many reaction zones to remove heat generated by oxidation through the plate-heat exchangers and for independent control the internal temperature of the catalyst bed.

В третьем способе получения реакционного продукта, температура T(S1) теплоносителя, который подается в реакционную зону S1, расположенную ближе всего к входу для смеси исходных материалов, выше, чем температура T(S2) теплоносителя, который подается в реакционную зону S2, соседнюю с реакционной зоной S1 и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов.In the third method for producing the reaction product, the temperature T (S1) of the heat carrier, which is supplied to the reaction zone S1, which is closest to the inlet for the starting material mixture, is higher than the temperature T (S2) of the heat carrier, which is supplied to the reaction zone S2 adjacent to the reaction zone S1 and located after it along the flow of the mixture of starting materials.

Кроме того, в третьем способе получения реакционного продукта, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов составляет 150 л/час [в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа)] или более на литр катализатора, и когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов составляет 160 л/час [в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора.In addition, in the third method for producing the reaction product, when at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the load of the starting materials is 150 l / h [in terms under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa)] or more per liter of catalyst, and when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized , load and starting materials is 160 l / h [in terms of the number under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101,325 kPa) or more per liter of catalyst.

Исходные материалы, которые должны использоваться в третьем способе получения реакционного продукта, представляют собой, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, или, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода. Примеры углеводородов, имеющих 3 атома углерода, включают пропилен и пропан. Примеры углеводородов, имеющих 4 атома углерода, включают изобутилен, н-бутен, изобутен, н-бутан и изобутан. Примеры ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, включают акролеин и метакролеин.The starting materials to be used in the third method for preparing the reaction product are at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms. Examples of hydrocarbons having 3 carbon atoms include propylene and propane. Examples of hydrocarbons having 4 carbon atoms include isobutylene, n-butene, isobutene, n-butane and isobutane. Examples of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms include acrolein and methacrolein.

Состояние этих исходных материалов не ограничивается как-либо, постольку, поскольку исходные материалы имеют текучесть, которая позволяет исходным материалам проходить через слой катализатора. Однако предпочтительные примеры включают состояние газа (газа исходных материалов).The state of these starting materials is not limited in any way, insofar as the starting materials have a fluidity that allows the starting materials to pass through the catalyst bed. However, preferred examples include the state of the gas (feed gas).

Среди ненасыщенных углеводородов, ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, которые представляют собой реакционные продукты, примеры ненасыщенных углеводородов включают бутадиен; примеры ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, включают акролеин и метакролеин и примеры ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, включают акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту и малеиновый ангидрид.Among unsaturated hydrocarbons, unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms, and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms, which are reaction products, examples of unsaturated hydrocarbons include butadiene; examples of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms include acrolein and methacrolein; and examples of unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and maleic anhydride.

Причины того, почему третий способ получения реакционного продукта считается применимым ко всем этим реакционным продуктам, являются следующими.The reasons why the third method of obtaining the reaction product is considered applicable to all of these reaction products are as follows.

Примеры этих причин включают то, что катализаторы для использования при получении акролеина из пропилена, который имеет 3 атома углерода, катализаторы для использования при получении метакролеина из изобутилена, который имеет 4 атома углерода, и катализаторы для использования при получении бутадиена из нормального бутена, в основном эквивалентны по основной композиции (например, система молибден (Mo) - висмут (Bi)), по способу получения и форме, и кроме того, включают то, что для этих реакционных продуктов, тип реакции и способ в промышленном отношении являются одинаковыми. Кроме того, их примеры включают также то, что при получении акриловой кислоты из акролеина, который представляет собой ненасыщенный алифатический альдегид, метакриловой кислоты из метакролеина и малеинового ангидрида из бутена, катализаторы, имеющие одинаковую основную композицию (например, система молибден (Mo) -ванадий (V)) и одинаковую форму, используются для промышленного получения реакционных продуктов с использованием одного и того же типа реакций и одного и того же способа. Каждая из этих реакций представляет собой каталитическое газофазное окисление молекулярным кислородом и представляет собой реакцию, сопровождаемую значительным выделением тепла. Согласно знаниям, которыми обладают авторы, эти реакции имеют одинаковую природу и считается, что третий способ получения реакционного продукта может эффективно применяться к ним.Examples of these reasons include catalysts for use in the preparation of acrolein from propylene, which has 3 carbon atoms, catalysts for use in the production of methacrolein from isobutylene, which has 4 carbon atoms, and catalysts for use in the preparation of butadiene from normal butene, mainly equivalent in the basic composition (for example, the molybdenum (Mo) - bismuth (Bi) system), in the preparation method and form, and in addition, include the fact that for these reaction products, the type of reaction and the method in industrial wearing the same. In addition, examples thereof also include the fact that upon receipt of acrylic acid from acrolein, which is an unsaturated aliphatic aldehyde, methacrylic acid from methacrolein and maleic anhydride from butene, catalysts having the same basic composition (for example, the (Mo) -vanadium molybdenum system (V)) and the same form are used for the industrial production of reaction products using the same type of reactions and the same method. Each of these reactions represents a catalytic gas-phase oxidation by molecular oxygen and represents a reaction accompanied by significant heat release. According to the knowledge possessed by the authors, these reactions are of the same nature and it is believed that the third method of obtaining the reaction product can be effectively applied to them.

Смесь исходных материалов, которая должна вводиться в реактор пластинчатого типа, включает исходные материалы и молекулярный кислород и может дополнительно содержать газ, инертный по отношению к реакции, такой как азот или водяной пар, при необходимости. Исходные материалы могут состоять только из одного соединения или могут представлять собой смесь, полученную посредством смешивания двух или более соединений (например, смешанный газ). Смесь исходных материалов (например, газ реакционной смеси) имеет композицию, выбранную соответствующим образом в соответствии с задачами изобретения.The feed mixture to be introduced into the plate type reactor includes feed materials and molecular oxygen, and may further comprise a gas inert to the reaction, such as nitrogen or water vapor, if necessary. The starting materials may consist of only one compound or may be a mixture obtained by mixing two or more compounds (for example, mixed gas). A mixture of starting materials (e.g., reaction gas) has a composition that is suitably selected in accordance with the objectives of the invention.

Содержание исходных материалов в смеси исходных материалов не ограничивается как-либо. Однако их содержание предпочтительно составляет 5-13% моль в терминах общего количества исходных материалов. Содержание молекулярного кислорода в смеси исходных материалов предпочтительно в 1-3 раза больше, чем общее количество исходных материалов.The content of the starting materials in the starting material mixture is not limited in any way. However, their content is preferably 5-13% mol in terms of the total amount of starting materials. The content of molecular oxygen in the mixture of starting materials is preferably 1-3 times greater than the total amount of starting materials.

Содержание инертного газа в смеси исходных материалов представляет собой значение, получаемое посредством вычитания общего количества исходных материалов и количества молекулярного кислорода из смеси исходных материалов в целом. В качестве инертного газа, может использоваться инертный газ, получаемый посредством рециклирования выходного газа, высвобождаемого из реакционной системы.The inert gas content of the starting material mixture is the value obtained by subtracting the total amount of starting materials and the amount of molecular oxygen from the mixture of starting materials as a whole. As an inert gas, an inert gas obtained by recycling the outlet gas released from the reaction system can be used.

Известный катализатор может использоваться в соответствии с задачами изобретения в третьем способе получения реакционного продукта. Примеры композиций катализатора включают оксиды металлов, содержащие молибден, вольфрам, висмут, и тому подобное, или оксиды металлов, содержащие ванадий, и тому подобное. Порошок оксида металла, имеющий такую композицию, формуется в виде сферической формы, гранул или кольцевой формы и выжигается при высокой температуре перед использованием в качестве катализатора. По отношению к форме катализатора, могут использоваться известные формы. Соответствующие катализаторы имеют сферическую форму, имеющую диаметр 1-15 мм (миллиметров), или имеют форму гранул, иную, чем эллипсоид, имеющих эквивалентный диаметр 1-15 мм, или имеют форму кольца, которое представляет собой цилиндр, имеющий сквозное отверстие, простирающееся вдоль оси, и имеет наружный диаметр кольца 4-10 мм, внутренний диаметр кольца 1-3 мм и высоту 2-10 мм. Более предпочтительными являются катализаторы, у которых диаметр, эквивалентный диаметр, наружный диаметр кольца и высота равны 3-5 мм.Known catalyst can be used in accordance with the objectives of the invention in the third method of obtaining the reaction product. Examples of catalyst compositions include metal oxides containing molybdenum, tungsten, bismuth, and the like, or metal oxides containing vanadium, and the like. A metal oxide powder having such a composition is formed into a spherical shape, granules or a ring shape and burns out at high temperature before being used as a catalyst. With respect to the form of the catalyst, known forms may be used. The corresponding catalysts have a spherical shape having a diameter of 1-15 mm (millimeters), or have a granule shape different from an ellipsoid having an equivalent diameter of 1-15 mm, or have a ring shape that is a cylinder having a through hole extending along axis, and has an outer diameter of the ring of 4-10 mm, an inner diameter of the ring of 1-3 mm and a height of 2-10 mm. More preferred are catalysts in which the diameter, equivalent diameter, outer diameter of the ring and height are 3-5 mm.

В случае, когда исходные материалы представляет собой пропилен, предпочтительные примеры оксидов металлов включают соединения, представленные следующей общей формулой (1).In the case where the starting material is propylene, preferred examples of metal oxides include compounds represented by the following general formula (1).

Mo(a)Bi(b)Co(c)Ni(d)Fe(e)X(f)Y(g)Z(h)Q(i)Si(j)O(k)Mo (a) Bi (b) Co (c) Ni (d) Fe (e) X (f) Y (g) Z (h) Q (i) Si (j) O (k) (1)(one)

В формуле (1), Mo представляет собой молибден; Bi представляет собой висмут; Co представляет собой кобальт; Ni представляет собой никель; Fe представляет собой железо; X представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из натрия, калия, рубидия, цезия и таллия; Y представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из бора, фосфора, мышьяка и вольфрама; Z представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из магния, кальция, цинка, церия и самария; Q представляет собой элемент галоген; Si представляет собой кремний и O представляет собой кислород.In the formula (1), Mo is molybdenum; Bi is bismuth; Co is cobalt; Ni is nickel; Fe is iron; X represents at least one element selected from the group consisting of sodium, potassium, rubidium, cesium and thallium; Y represents at least one element selected from the group consisting of boron, phosphorus, arsenic and tungsten; Z represents at least one element selected from the group consisting of magnesium, calcium, zinc, cerium and samarium; Q is a halogen element; Si is silicon and O is oxygen.

В формуле (1), приведенной выше, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j и k, соответственно представляют собой атомные пропорции Mo, Bi, Co, Ni, Fe, X, Y, Z, Q, Si и O. Когда количество атомов молибдена (Mo) равно 12, тогда 0,5≤b≤7, 0≤c≤10, 0≤d≤10, 1≤c+d≤10, 0,05≤e≤3, 0,0005≤f≤3, 0≤g≤3, 0≤h≤1, 0≤i≤0,5 и 0≤j≤40, и k представляет собой значение, определяемое по состоянию окисления каждого элемента.In the formula (1) above, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j and k, respectively, are atomic proportions of Mo, Bi, Co, Ni, Fe, X, Y, Z, Q, Si and O. When the number of molybdenum atoms (Mo) is 12, then 0.5≤b≤7, 0≤c≤10, 0≤d≤10, 1≤c + d≤10, 0.05 ≤e≤3,0,0005≤f≤3,0≤g≤3,0≤h≤1,0≤i≤0,5 and 0≤j≤40, and k is a value determined by the oxidation state of each item.

С другой стороны, в случае, когда исходный материал представляет собой акролеин, предпочтительные примеры оксидов металлов включают соединения, представленные следующей общей формулой (2).On the other hand, in the case where the starting material is acrolein, preferred examples of metal oxides include compounds represented by the following general formula (2).

Mo(12)V(a)X(b)Cu(c)Y(d)Sb(e)Z(f)Si(g)C(h)O(i)Mo (12) V (a) X (b) Cu (c) Y (d) Sb (e) Z (f) Si (g) C (h) O (i) (2)(2)

В формуле (2), X представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Nb и W; Y представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Mg, Ca, Sr, Ba и Zn; Z представляет собой, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из Fe, Co, Ni, Bi и Al; где Mo, V, Nb, Cu, W, Sb, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Fe, Co, Ni, Bi, Al, Si, C и O представляют собой символы элементов.In the formula (2), X represents at least one element selected from the group consisting of Nb and W; Y represents at least one element selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba and Zn; Z represents at least one element selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Bi and Al; where Mo, V, Nb, Cu, W, Sb, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Fe, Co, Ni, Bi, Al, Si, C and O are symbols of elements.

В формуле (2), приведенной выше, a, b, c, d, e, f, g, h и i соответственно представляют собой атомные пропорции элементов. Когда количество атомов молибдена (Mo) равно 12, тогда 0≤a≤12, 0≤b≤12, 0≤c≤12, 0≤d≤8, 0≤e≤500, 0≤f≤500, 0≤g≤500 и 0≤h≤500, и i представляет собой значение, определяемое степенью окисления каждого из компонентов, исключая C.In formula (2) above, a, b, c, d, e, f, g, h and i respectively represent atomic proportions of elements. When the number of molybdenum atoms (Mo) is 12, then 0≤a≤12, 0≤b≤12, 0≤c≤12, 0≤d≤8, 0≤e≤500, 0≤f≤500, 0≤g ≤500 and 0≤h≤500, and i is a value determined by the oxidation state of each of the components, excluding C.

В практических реакторах, требуется увеличить технологическую нагрузку исходных материалов на единицу количества катализатора для увеличения производительности по отношению к желаемому реакционному продукту. Однако когда технологическая нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора повышается, необходимо принять меры по соответствующему контролю тепла, генерируемого реакцией, и тем самым, по предотвращению возникновения горячих пятен и повреждения катализатора, и для улучшения преобразования исходных материалов и выхода желаемого реакционного продукта.In practical reactors, it is required to increase the technological load of the starting materials per unit amount of catalyst in order to increase productivity in relation to the desired reaction product. However, when the technological load of the starting materials per unit amount of catalyst increases, measures must be taken to appropriately control the heat generated by the reaction, and thereby to prevent the occurrence of hot spots and damage to the catalyst, and to improve the conversion of the starting materials and the yield of the desired reaction product.

С точки зрения осуществления этого, реактор пластинчатого типа, который должен использоваться в третьем способе получения реакционного продукта, отличается следующими далее признаками (1) и (2), хотя его форма, и тому подобное, не ограничиваются как-либо.From the point of view of implementing this, the plate type reactor to be used in the third method for producing the reaction product is characterized by the following features (1) and (2), although its shape and the like are not limited in any way.

(1) Реактор пластинчатого типа разделяется на множество реакционных зон, различающихся по средней толщине слоя катализатора, сформированного между пластинами-теплообменниками.(1) The plate type reactor is divided into a plurality of reaction zones differing in the average thickness of the catalyst layer formed between the heat exchanger plates.

(2) Теплоноситель, имеющий регулируемую температуру, подается во множество реакционных зон, и при необходимости подается множество теплоносителей, имеющих независимо регулируемую температуру. Тепло, генерируемое каталитической газофазной реакцией окисления, удаляется через пластины-теплообменники. Внутренняя температура слоя катализатора может таким образом контролироваться независимо.(2) A heat carrier having a controlled temperature is supplied to a plurality of reaction zones, and, if necessary, a plurality of heat carriers having an independently controlled temperature. The heat generated by the catalytic gas-phase oxidation reaction is removed through heat exchanger plates. The internal temperature of the catalyst bed can thus be independently controlled.

В качестве такого реактора пластинчатого типа, может использоваться реактор пластинчатого типа по настоящему изобретению, описанный выше. Использование реактора пластинчатого типа по настоящему изобретению в третьем способе является предпочтительным с той точки зрения, что как воздействия реактора пластинчатого типа по настоящему изобретению, так и воздействия третьего способа получения реакционного продукта получают в третьем способе для получения реакционного продукта.As such a plate type reactor, the plate type reactor of the present invention described above can be used. The use of the plate type reactor of the present invention in the third method is preferable from the point of view that both the effects of the plate type reactor of the present invention and the effects of the third method for producing the reaction product are obtained in the third method for producing the reaction product.

Варианты осуществления реактора пластинчатого типа, который должен использоваться в третьем способе получения реакционного продукта, описываются ниже. В следующих далее формулировках, имеются случаи, когда объяснение осуществляют с использованием термина "реакционный газ", который означает одну из форм реакционной текучей среды, который представляет собой общий термин для исходных материалов, смеси исходных материалов, смеси реакционных продуктов, получаемых с помощью реакции, и тому подобное, для удобства.Embodiments of a plate type reactor to be used in a third method for producing a reaction product are described below. In the following formulations, there are cases where the explanation is carried out using the term “reaction gas”, which means one form of reaction fluid, which is a general term for starting materials, mixtures of starting materials, mixtures of reaction products obtained by reaction, and the like, for convenience.

Первый вариант осуществления реактора пластинчатого типа представляет собой реактор пластинчатого типа, в котором катализатор набивают в пространство между парой пластин-теплообменников с формированием реакционной зоны и который имеет на наружной стороне пластин-теплообменников проходы для теплоносителя, в которые подается теплоноситель.The first embodiment of the plate type reactor is a plate type reactor in which the catalyst is packed into the space between a pair of heat exchanger plates to form a reaction zone and which has passages for the heat carrier on the outside of the heat exchanger plates to which the heat carrier is supplied.

Реакционная зона в реакторе пластинчатого типа может разделяться на множество областей, и толщина слоя катализатора, набитого в каждой реакционной зоне, может изменяться посредством регулировки пространства между парой пластин-теплообменников. Особенно предпочтительным является, чтобы реактор имел структуру, в которой толщина слоя катализатора в областях реакционной зоны увеличивалась от входа для смеси исходных материалов, которые должны вводиться, по направлению к выходу для них. Кроме того, наружные пространства пары пластин-теплообменников разделяется на множество проходов для теплоносителя, и в соответствующие проходы можно подавать теплоноситель, имеющий различные температуры.The reaction zone in the plate-type reactor can be divided into many regions, and the thickness of the catalyst bed packed in each reaction zone can be changed by adjusting the space between the pair of plate-heat exchangers. It is particularly preferred that the reactor has a structure in which the thickness of the catalyst layer in the regions of the reaction zone increases from the inlet for the mixture of starting materials that are to be introduced, towards the outlet for them. In addition, the outer spaces of the heat exchanger plate pair are divided into a plurality of coolant passages, and a coolant having different temperatures can be supplied to the corresponding passages.

Реакционный газ поступает в реактор пластинчатого типа в таком направлении, что реакционный газ протекает вдоль пластин-теплообменников, в то время как теплоноситель подается в наружное пространство пары пластин-теплообменников. Направление потока теплоносителя не ограничивается как-либо. Однако, поскольку обычно необходимо удерживать большое количество катализатора в реакционных устройствах, работающих в промышленном масштабе, и в устройствах размещается большое количество пар пластин-теплообменников, удобно, чтобы теплоноситель проходил в направлении, перпендикулярном потоку реакционного газа.The reaction gas enters the plate-type reactor in such a direction that the reaction gas flows along the heat exchanger plates, while the coolant is supplied to the outer space of the heat exchanger plate pair. The direction of flow of the coolant is not limited in any way. However, since it is usually necessary to retain a large amount of catalyst in reaction devices operating on an industrial scale, and a large number of pairs of heat exchanger plates are placed in the devices, it is convenient that the coolant flows in a direction perpendicular to the flow of the reaction gas.

В обычных реакциях, количество реакционного газа, который взаимодействует, является наибольшим в области вокруг входа для реакционного газа, и генерирование тепла реакции, которое сопровождает реакцию, является максимальным вокруг этой области и уменьшается в направлении выхода для реакционного газа. Посредством регулировки расстояния между пластинами-теплообменниками и тем самым изменения средней толщины слоя катализатора, реакция и тепло, которое должно генерироваться под действием реакции, могут контролироваться более точно. Таким образом, может предотвращаться возникновение горячих пятен, которое сопровождает увеличение температуры слоя катализатора, и может предотвращаться повреждение катализатора.In conventional reactions, the amount of reaction gas that interacts is greatest in the region around the inlet for the reaction gas, and the generation of heat of reaction that accompanies the reaction is maximum around this region and decreases in the exit direction for the reaction gas. By adjusting the distance between the heat exchanger plates and thereby changing the average thickness of the catalyst layer, the reaction and the heat to be generated by the reaction can be controlled more precisely. Thus, the occurrence of hot spots, which accompanies an increase in the temperature of the catalyst layer, can be prevented, and damage to the catalyst can be prevented.

Кроме того, для многотрубчатых реакторов встречается та проблема, что увеличение потерь давления реакционного газа и уменьшение в результате выхода желаемого реакционного продукта, происходящее при условиях, включающих высокую технологическую нагрузку реакционного газа на единицу количества катализатора, может быть устранено при использовании реактора пластинчатого типа. Кроме того, может быть уменьшена стоимость энергии для компрессора для введения реакционного газа, и тому подобное, которая необходима из-за увеличения внутреннего давления реактора.In addition, for multi-tube reactors, the problem is that an increase in pressure loss of the reaction gas and a decrease in the yield of the desired reaction product, occurring under conditions including a high technological load of the reaction gas per unit amount of catalyst, can be eliminated by using a plate type reactor. In addition, the energy cost for the compressor for introducing the reaction gas, and the like, which is necessary due to the increase in the internal pressure of the reactor, can be reduced.

На фиг.41 показан первый пример реактора пластинчатого типа.FIG. 41 shows a first example of a plate type reactor.

Тонкие пластины-теплообменники (57), которые отделяют проходы (60-1, 60-2 и 60-3) для теплоносителя от слоя (43) катализатора, деформируются в порядке изменения толщины слоя (43) катализатора вдоль потока от входа (58) для реакционного газа к выходу (59). Термин "средняя толщина слоя катализатора" в настоящем документе означает расстояние между пластинами, как измерено в направлении, перпендикулярном направлению потока реакционного газа.Thin plate heat exchangers (57) that separate the passages (60-1, 60-2 and 60-3) for the coolant from the catalyst layer (43) are deformed in the order of changing the thickness of the catalyst layer (43) along the flow from the inlet (58) for the reaction gas to the exit (59). The term "average catalyst bed thickness" as used herein means the distance between the plates, as measured in a direction perpendicular to the direction of flow of the reaction gas.

Толщина слоя (43) катализатора, сформированного между парой пластин-теплообменников (57) соответствует соответствующим проходам (60-1, 60-2 и 60-3) для теплоносителя и соответственно формирует реакционные зоны (S1, S2 и S3). Номер 61 относится к отверстию для введения теплоносителя. Хотя здесь имеются три реакционных зоны, это является только примером и количество реакционных зон не ограничивается.The thickness of the catalyst layer (43) formed between the pair of heat exchanger plates (57) corresponds to the corresponding passages (60-1, 60-2 and 60-3) for the coolant and accordingly forms reaction zones (S1, S2 and S3). Number 61 refers to the coolant inlet. Although there are three reaction zones, this is only an example and the number of reaction zones is not limited.

В качестве пластин-теплообменников (57), могут использоваться плоские листы, листы, которые штампуются в порядке создания углублений и выступов на них, или гофрированные листы, на которых формируются гофрировка в направлении, перпендикулярном потоку реакционного газа. Листы с изгибами или гофрированная форма является пригодной для использования, когда принимается во внимание эффективность теплопроводности между реакционным газа и теплоносителем. В первом примере, в случае, когда штампованные или гофрированные листы используют в качестве пластин-теплообменников (57), средняя толщина слоя катализатора определяется с помощью следующего уравнения.As heat exchanger plates (57), flat sheets, sheets that are stamped in the order of creating recesses and protrusions on them, or corrugated sheets on which corrugation is formed in the direction perpendicular to the flow of the reaction gas, can be used. Bent sheets or corrugated shapes are suitable for use when the thermal conductivity between the reaction gas and the heat transfer medium is taken into account. In the first example, in the case when stamped or corrugated sheets are used as heat exchanger plates (57), the average thickness of the catalyst layer is determined using the following equation.

(Уравнение) [Средняя толщина слоя катализатора]=[объем слоя катализатора]÷[длина (ширина) пластин-теплообменников (длина в направлении, перпендикулярном плоскости на фиг.41)]÷[длина пластин-теплообменников в направлении потока реакционного газа](Equation) [Average catalyst layer thickness] = [catalyst bed volume] ÷ [length (width) of heat exchanger plates (length in the direction perpendicular to the plane in Fig. 41)] ÷ [length of heat exchanger plates in the direction of reaction gas flow]

Здесь, объем слоя катализатора определяется посредством вертикального удерживания пары пластин-теплообменников, между которыми должен формироваться слой катализатора, помещая крышку в нижней части (самый нижний участок реакционных зон), наливая жидкость, например, воду, или стеклянные шарики, имеющие диаметр 1 мм или меньше, в пространство между парой пластин-теплообменников и принимая "объем катализатора" как объем жидкости, например, воды, или стеклянных шариков, имеющих диаметр 1 мм или меньше, необходимый для заполнения пространства с их помощью.Here, the volume of the catalyst layer is determined by vertically holding a pair of heat exchanger plates between which a catalyst layer is to be formed by placing a lid in the lower part (the lowest portion of the reaction zones), pouring liquid, for example water, or glass beads having a diameter of 1 mm or less into the space between the pair of heat exchanger plates and taking the “catalyst volume” as the volume of liquid, for example water, or glass balls having a diameter of 1 mm or less, required to fill the space with their help.

Второй вариант осуществления реактора пластинчатого типа представляет собой реактор пластинчатого типа, который содержит расположенное в нем множество пластин-теплообменников, каждую из которых получают из двух гофрированных листов, имеющих непрерывную структуру, содержащую круговую дугу, эллиптическую дугу или часть прямоугольника или многоугольника в качестве главного составляющего элемента, посредством размещения двух гофрированных листов друг напротив друга и соединения выступов одного из гофрированных листов с выступами другого с формированием множества проходов для теплоносителя, и при этом выступы гофрированного листа одной из соседних пластин-теплообменников находятся напротив бороздок другого гофрированного листа, с формированием слоя катализатора, имеющего заданное пространство. Термин "гофрированный лист, имеющий непрерывную структуру, содержащую круговую дугу, эллиптическую дугу или часть прямоугольника или многоугольника в качестве главного составляющего элемента" в настоящем документе означает, что форма гофрировки гофрированного листа представляет собой непрерывную структуру (форму), содержащую круговую дугу, эллиптическую дугу или часть прямоугольника или многоугольника в качестве главного составляющего элемента.The second embodiment of the plate type reactor is a plate type reactor, which contains a plurality of heat exchanger plates located therein, each of which is obtained from two corrugated sheets having a continuous structure containing a circular arc, an elliptical arc or part of a rectangle or polygon as the main component element by placing two corrugated sheets opposite each other and connecting the protrusions of one of the corrugated sheets with the protrusions of the other it is necessary to form multiple passages for the coolant, and the protrusions of the corrugated sheet of one of the adjacent heat exchanger plates are opposite the grooves of the other corrugated sheet, with the formation of a catalyst layer having a predetermined space. The term "corrugated sheet having a continuous structure containing a circular arc, an elliptical arc or part of a rectangle or polygon as the main constituent element" in this document means that the shape of the corrugation of a corrugated sheet is a continuous structure (shape) containing a circular arc, an elliptical arc or part of a rectangle or polygon as the main component.

В реакторе пластинчатого типа, толщина слоя катализатора может изменяться от входа для реакционного газа, который должен вводиться в слой катализатора, по направлению к выходу для него, посредством изменения формы круговой дуги, эллиптической дуги или части прямоугольника или многоугольника, придаваемой гофрированным листам. В реакторе пластинчатого типа, реакционная зона может разделяться на множество областей, и реакционная зона, разделенная на множество областей, может быть сделана соответствующий изменению толщины слоя катализатора. Кроме того, теплоноситель, имеющий регулируемую температуру, независимо подается во множество разделенных реакционных зон, и тепло, генерируемое с помощью каталитической газофазной реакции окисления, удаляется через пластины-теплообменники. Таким образом, может независимо контролироваться внутренняя температура слоя катализатора.In a plate type reactor, the thickness of the catalyst layer can vary from the inlet for the reaction gas to be introduced into the catalyst layer, towards the outlet for it, by changing the shape of the circular arc, elliptical arc, or part of the rectangle or polygon attached to the corrugated sheets. In a plate-type reactor, the reaction zone can be divided into many regions, and the reaction zone divided into many regions can be made corresponding to a change in the thickness of the catalyst layer. In addition, a heat carrier having a controlled temperature is independently supplied to a plurality of divided reaction zones, and the heat generated by the catalytic gas-phase oxidation reaction is removed through heat exchanger plates. Thus, the internal temperature of the catalyst bed can be independently controlled.

Реакционный газ поступает в реактор пластинчатого типа в таком направлении, что реакционный газ протекает вдоль наружного пространства пластин-теплообменников, в то время как теплоноситель подается во внутреннее пространство каждой пары пластин-теплообменников. Направление потока теплоносителя является перпендикулярным потоку реакционного газа, то есть, теплоноситель протекает в поперечном направлении.The reaction gas enters the plate type reactor in such a direction that the reaction gas flows along the outer space of the heat exchanger plates, while the coolant is supplied to the inner space of each pair of heat exchanger plates. The flow direction of the coolant is perpendicular to the flow of the reaction gas, that is, the coolant flows in the transverse direction.

В обычных реакциях, количество реакционного газа, который взаимодействует, больше всего в области вокруг входа для реакционного газа, и генерирование тепла реакции, которое сопровождает реакцию, является максимальным вокруг этой области и уменьшается по направлению к выходу для реакционного газа. Для эффективного удаления тепла реакции, является предпочтительным, чтобы форма гофрировки гофрированного листа, который должен использоваться в одной пластине-теплообменнике, и форма гофрированного листа, который должен использоваться в соседней пластине-теплообменнике, изменялась, и расстояние между двумя пластинами теплообменников должно регулироваться для изменения средней толщины слоя катализатора. Посредством изменения средней толщины слоя катализатора, реакция может контролироваться более точно. Таким образом, может предотвращаться возникновение горячих пятен, которое сопровождает увеличение температуры слоя катализатора, и может предотвращаться повреждение катализатора.In conventional reactions, the amount of reaction gas that interacts is most in the region around the inlet for the reaction gas, and the generation of heat of reaction that accompanies the reaction is maximal around this region and decreases toward the outlet for the reaction gas. To effectively remove reaction heat, it is preferable that the shape of the corrugation of the corrugated sheet to be used in one heat exchanger plate and the shape of the corrugated sheet to be used in the adjacent heat exchanger plate, and the distance between the two heat exchanger plates should be adjusted to change average thickness of the catalyst layer. By changing the average thickness of the catalyst layer, the reaction can be controlled more precisely. Thus, the occurrence of hot spots, which accompanies an increase in the temperature of the catalyst layer, can be prevented, and damage to the catalyst can be prevented.

На фиг.42 показан второй пример реактора пластинчатого типа.42 shows a second example of a plate type reactor.

Каждую пластину-теплообменник (57) получают посредством деформирования двух листов с тем, чтобы придать им непрерывную структуру, содержащую часть круга, эллипса, прямоугольника или многоугольника в качестве главного составляющего элемента, и соединения деформированных листов в состоянии, когда они располагаются напротив друг друга (в соотношении зеркального отражения) с формированием проходов 60-1, 60-2 и 60-3) для теплоносителя, как показано на фиг.42. Пара таких пластин-теплообменников (57) располагается друг напротив друга с формированием пространства между ними, относительное положение таких пластин-теплообменников сдвинуто на расстояние, соответствующе половине проходов для теплоносителя, и катализатор набивают в полученное пространство с формированием слой (43) катализатора. Кроме того, пару пластин-теплообменников (57) снабжают входом (58) для реакционного газа, для введения через него газа реакционной смеси в слой (43) катализатора, и выходом для реакционного газа (59), для вывода через него реакционного газа.Each heat exchanger plate (57) is obtained by deforming two sheets in order to give them a continuous structure containing part of a circle, ellipse, rectangle or polygon as the main constituent element, and connecting the deformed sheets in a state when they are opposite each other ( in the ratio of specular reflection) with the formation of passages 60-1, 60-2 and 60-3) for the coolant, as shown in Fig. 42. A pair of such heat exchanger plates (57) is located opposite each other with the formation of a space between them, the relative position of such heat exchanger plates is shifted by a distance corresponding to half of the passages for the coolant, and the catalyst is packed into the resulting space with the formation of the catalyst layer (43). In addition, a pair of heat exchanger plates (57) is provided with an inlet (58) for the reaction gas, for introducing the gas of the reaction mixture through it into the catalyst bed (43), and an outlet for the reaction gas (59), for discharging the reaction gas through it.

Проходы для теплоносителя различаются по форме поперечного сечения (площади поперечного сечения) каждого прохода, и проходы для теплоносителя (60-1) имеют наибольшую ширину. В случае, когда проходы для теплоносителя (60-1) имеют наибольшую ширину, пространство (A), сформированное соседними пластинами-теплообменниками, у которых выступы гофрировки у одной пластины находятся напротив бороздок гофрировки другой (а именно, толщина слоя (43) катализатора) уже всего, поскольку расстояние между соседними пластинами-теплообменниками (57) является постоянным. Ширина проходов для теплоносителя постепенно уменьшается от проходов (60-2) для теплоносителя до проходов (60-3) для теплоносителя, и толщина слоя (43) катализатора соответствующая этим проходам для теплоносителя, увеличивается. Следовательно, области слоя (43) катализатора, которые, соответственно, соответствуют проходам (60-1, 60-2 и 60-3) для теплоносителя, отличаются по средней толщине слоя катализатора. Таким образом, может формироваться множество реакционных зон (S1, S2 и S3), отличающихся по средней толщине слоя катализатора.The coolant passages differ in cross-sectional shape (cross-sectional area) of each pass, and the coolant passages (60-1) have the largest width. In the case where the coolant passages (60-1) have the largest width, the space (A) formed by adjacent heat exchanger plates, in which the corrugation protrusions on one plate are opposite the corrugation grooves of the other (namely, the thickness of the catalyst layer (43)) already, since the distance between adjacent heat exchanger plates (57) is constant. The width of the passages for the coolant gradually decreases from the passages (60-2) for the coolant to the passages (60-3) for the coolant, and the thickness of the catalyst layer (43) corresponding to these passages for the coolant increases. Therefore, the regions of the catalyst layer (43), which respectively correspond to the passages (60-1, 60-2, and 60-3) for the coolant, differ in the average thickness of the catalyst layer. Thus, a plurality of reaction zones (S1, S2, and S3) can be formed that differ in the average thickness of the catalyst layer.

Здесь, термин "средняя толщина слоя катализатора" означает среднее значение расстояния (A), как измерено в слое катализатора для каждой из реакционных зон (S1, S2 и S3), в направлении, перпендикулярном направлению потока реакционного газа. Во втором примере, средняя толщина слоя катализатора определяется с использованием следующего уравнения для вычисления.Here, the term “average catalyst layer thickness” means the average distance (A), as measured in the catalyst layer for each of the reaction zones (S1, S2, and S3), in a direction perpendicular to the direction of flow of the reaction gas. In a second example, the average catalyst layer thickness is determined using the following equation for calculation.

(Уравнение) [Средняя толщина слоя катализатора]=[объем слоя катализатора]÷[длина (ширина) пластин-теплообменников (длина в направлении, перпендикулярном плоскости на фиг.42)]÷[длина пластин-теплообменников в направлении потока реакционного газа](Equation) [Average catalyst layer thickness] = [catalyst bed volume] ÷ [length (width) of heat exchanger plates (length in the direction perpendicular to the plane in Fig. 42)] ÷ [length of heat exchanger plates in the direction of reaction gas flow]

Здесь, объем слоя катализатора определяется посредством вертикального удерживания пары пластин-теплообменников, между которыми должен формироваться слой катализатора, помещая крышку в нижней части (самый нижний участок реакционных зон), наливая жидкость, например, воду, или стеклянные шарики, имеющие диаметр 1 мм или меньше, в пространство между парой пластин-теплообменников, и принимая "объем катализатора" как объем жидкости, например, воды, или стеклянных шариков, имеющих диаметр 1 мм или меньше, необходимый для заполнения пространства с их помощью.Here, the volume of the catalyst layer is determined by vertically holding a pair of heat exchanger plates between which a catalyst layer is to be formed by placing a lid in the lower part (the lowest portion of the reaction zones), pouring liquid, for example water, or glass beads having a diameter of 1 mm or less into the space between the pair of heat exchanger plates, and taking the “catalyst volume” as the volume of liquid, such as water, or glass beads having a diameter of 1 mm or less needed to fill the space their help.

Хотя здесь имеются три реакционных зоны, это всего лишь пример и в третьем способе получения реакционного продукта количество реакционных зон не ограничивается.Although there are three reaction zones, this is just an example and in the third method for preparing the reaction product, the number of reaction zones is not limited.

Конфигурация пластин-теплообменников (57), используемых во втором примере реактора пластинчатого типа, объясняется более подробно с помощью ссылки на фиг.43. Фиг.43 показывает каждую из пластин-теплообменников, полученных из двух гофрированных листов, которые деформированы так, чтобы они имели непрерывную структуру, содержащую круговую дугу, эллиптическую дугу или часть прямоугольника или многоугольника в качестве главного составляющего элемента, посредством размещения двух гофрированных листов друг напротив друга и соединения выступов одного из гофрированных листов с выступами другого, с формированием множества проходов для теплоносителя.The configuration of the plate heat exchangers (57) used in the second example of the plate type reactor is explained in more detail with reference to FIG. 43. Fig. 43 shows each of the heat exchanger plates obtained from two corrugated sheets that are deformed so that they have a continuous structure comprising a circular arc, an elliptical arc, or a part of a rectangle or polygon as the main constituent element, by placing two corrugated sheets opposite each other friend and connection of the protrusions of one of the corrugated sheets with the protrusions of the other, with the formation of many passages for the coolant.

Размер каждого прохода для теплоносителя и средняя толщина слоя катализатора определяются как (L), что соответствует периоду гофрировки каждого гофрированного листа и высоты гофрировки (H). Здесь, период гофрировки (L) предпочтительно составляет 10-100 мм, более предпочтительно, 20-50 мм. С другой стороны, их высота (H) предпочтительно составляет 5-50 мм, более предпочтительно, 10-30 мм.The size of each passage for the coolant and the average thickness of the catalyst layer are defined as (L), which corresponds to the corrugation period of each corrugated sheet and the height of the corrugation (H). Here, the corrugation period (L) is preferably 10-100 mm, more preferably 20-50 mm. On the other hand, their height (H) is preferably 5-50 mm, more preferably 10-30 mm.

Пара таких пластин-теплообменников располагается параллельно друг другу, друг напротив друга, с формированием пространства между ними, относительные положения этих пластин-теплообменников сдвигаются на расстояние (L/2), соответствующее половине проходов для теплоносителя, и катализатор набивают в полученное пространство с формированием слоя катализатора.A pair of such heat exchanger plates is parallel to each other, opposite each other, with the formation of a space between them, the relative positions of these heat exchanger plates are shifted by a distance (L / 2) corresponding to half of the passages for the coolant, and the catalyst is filled into the resulting space with the formation of a layer catalyst.

Толщина слоя катализатора регулируется посредством изменения расстояния (P) между парой параллельных пластин-теплообменников и периода (L) и высоты (H) проходов для теплоносителя. Расстояние P между парой пластин-теплообменников, как правило, составляет 10-50 мм, более предпочтительно, 20-50 мм.The thickness of the catalyst layer is controlled by changing the distance (P) between the pair of parallel heat exchanger plates and the period (L) and the height (H) of the coolant passages. The distance P between the pair of heat exchanger plates is typically 10-50 mm, more preferably 20-50 mm.

На фиг.43, форма каждой пластины-теплообменники изображена так, что она должна состоять из части круговых дуг. Однако форма может представлять собой непрерывную структуру, содержащую эллиптическую дугу или часть прямоугольника, треугольника или многоугольника в качестве главного составляющего элемента. Посредством изменения периода (L) и высоты (H), толщина слоя катализатора может контролироваться с удовлетворительной точностью. Является предпочтительным, чтобы толщина слоя катализатора была равномерной в направлении по длине (ширине) пластин-теплообменников (в направлении, перпендикулярном странице).On Fig, the shape of each plate-heat exchangers is depicted so that it should consist of a part of circular arcs. However, the shape may be a continuous structure containing an elliptical arc or part of a rectangle, triangle or polygon as the main constituent element. By changing the period (L) and height (H), the thickness of the catalyst layer can be controlled with satisfactory accuracy. It is preferable that the thickness of the catalyst layer be uniform in the direction along the length (width) of the heat exchanger plates (in the direction perpendicular to the page).

Средняя толщина слоя катализатора коррелирует с расстоянием (x), показанным на фиг.43, и расстояние (x) обычно составляет 0,7-0,9 от средней толщины слоя катализатора, определенной с помощью уравнения, приведенного выше.The average catalyst layer thickness correlates with the distance (x) shown in FIG. 43, and the distance (x) is usually 0.7-0.9 of the average catalyst layer thickness determined using the equation above.

В качестве листов пластин-теплообменников (57) каждого реактора, используются стальные листы, имеющие толщину листа 2 мм или меньше, предпочтительно, 1 мм или меньше.As sheets of heat exchanger plates (57) of each reactor, steel sheets are used having a sheet thickness of 2 mm or less, preferably 1 mm or less.

Длина пластин-теплообменников (57), как измерено в направлении потока реакционного газа, составляет 0,5-10 м (метров), предпочтительно, 0,5-5 м, более предпочтительно, 0,5-3 м, если желательной является длина 1,5 м или больше, две пластины могут соединяться друг другу или использоваться в сочетании, с учетом размеров доступных обычно стальных листов.The length of the heat exchanger plates (57), as measured in the direction of flow of the reaction gas, is 0.5-10 m (meters), preferably 0.5-5 m, more preferably 0.5-3 m, if length is desired 1.5 m or more, the two plates can be joined together or used in combination, taking into account the dimensions of the commonly available steel sheets.

Длина в направлении, перпендикулярном направлению потока реакционного газа (на фиг.41 и 42, глубина в направлении, перпендикулярном странице), не ограничивается как-либо. Их длина, которая должна использоваться, как правило, составляет 0,1-20 м, предпочтительно, 3-15 м, более предпочтительно, 6-10 м. Пластины-теплообменники (57) располагаются с такой же структурой слоя, как показано на фиг.43, и количество пластин-теплообменников, размещенных таким образом, не ограничивается. Практически, их количество определяется по количеству катализатора, необходимого для реакции, и составляет от десятков до нескольких сотен.The length in the direction perpendicular to the flow direction of the reaction gas (in FIGS. 41 and 42, the depth in the direction perpendicular to the page) is not limited in any way. Their length, which should be used, is usually 0.1–20 m, preferably 3–15 m, more preferably 6–10 m. Heat exchanger plates (57) are arranged with the same layer structure as shown in FIG. .43, and the number of heat exchanger plates placed in this way is not limited. In practice, their number is determined by the amount of catalyst required for the reaction, and ranges from tens to several hundred.

Средняя толщина слоя катализатора в каждой реакционной зоне не ограничивается как-либо. Однако их средняя толщина предпочтительно составляет 4-50 мм. Средняя толщина слоя катализатора в каждой реакционной зоне изменяется в зависимости также и от нагрузки исходных материалов и формы (диаметра частиц и тому подобное) катализатора. В реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.41, однако, является предпочтительным, например, чтобы средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S1) составляла 4-18 мм (более предпочтительно, 5-13 мм), средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S2), которая следует за реакционной зоной (S1), составляла 5-23 мм (более предпочтительно, 7-17 мм), и средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S3), которая следует за реакционной зоной (S2), составляла 8-27 мм (более предпочтительно, 10-22 мм).The average thickness of the catalyst layer in each reaction zone is not limited in any way. However, their average thickness is preferably 4-50 mm. The average thickness of the catalyst layer in each reaction zone also varies depending on the load of the starting materials and the shape (particle diameter and the like) of the catalyst. In the plate type reactor shown in FIG. 41, however, it is preferable, for example, that the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S1) is 4-18 mm (more preferably 5-13 mm), the average thickness of the catalyst layer in the reaction the zone (S2) that follows the reaction zone (S1) was 5-23 mm (more preferably 7-17 mm), and the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S3) that follows the reaction zone (S2), was 8-27 mm (more preferably 10-22 mm).

С другой стороны, в реакторе пластинчатого типа, показанном на фиг.42, является предпочтительным, например, чтобы средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S1) составляла 5-20 мм (более предпочтительно, 7-15 мм), средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S2), которая следует за реакционной зоной (S1), составляла 7-25 мм (более предпочтительно, 10-20 мм), и средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S3), которая следует за реакционной зоной (S2), составляла 12-30 мм (более предпочтительно, 15-25 мм).On the other hand, in the plate type reactor shown in FIG. 42, it is preferred, for example, that the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S1) is 5-20 mm (more preferably 7-15 mm), the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S2), which follows the reaction zone (S1), was 7-25 mm (more preferably 10-20 mm), and the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S3), which follows the reaction zone (S2 ) was 12-30 mm (more preferably 15-25 mm).

Вообще говоря, является предпочтительным, чтобы средняя толщина слоя катализатора для множества реакционных зон постепенно увеличивалась от входа для реакционного газа в направлении выхода.Generally speaking, it is preferable that the average catalyst layer thickness for the plurality of reaction zones gradually increase from the inlet for the reaction gas in the outlet direction.

В особенности, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, и нагрузка исходных материалов составляет 150 л/час [в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа)] или более на литр катализатора, и/или когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и нагрузка исходных материалов составляет 160 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора, тогда является более предпочтительным, чтобы средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S1), которая соединена с входом (58) для реакционного газа для введения газа реакционной смеси в слой (43) катализатора, составляла 5-15 мм (особенно предпочтительно, 7-12 мм), средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S2), которая следует за реакционной зоной (S1), составляла 7-17 мм (особенно предпочтительно, 10-15 мм), и средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне (S3), которая следует за реакционной зоной (S2), составляла 12-27 мм (особенно предпочтительно, 15-20 мм).In particular, when at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, and the loading of the starting materials is 150 l / h [in terms of quantity under normal conditions ( temperature, 0 ° C; 101.325 kPa)] or more per liter of catalyst, and / or when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized and the load of the starting materials materials is 160 l / h, in t terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst, then it is more preferable that the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S1), which is connected to the inlet (58) for the reaction gas for introduction the gas of the reaction mixture into the catalyst layer (43) was 5-15 mm (particularly preferably 7-12 mm), the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone (S2), which follows the reaction zone (S1), was 7-17 mm (particularly preferably 10-15 mm), and the average thickness of the layer rolled the isator in the reaction zone (S3), which follows the reaction zone (S2), was 12-27 mm (particularly preferably 15-20 mm).

В случае, когда средняя толщина слоя катализатора меньше, чем этот диапазон, набивка катализатора в реакционную зону S1 может вызвать ту проблему, что происходит сводообразование между частицами катализатора в слое катализатора, что приводит к увеличению периода времени, необходимого для набивки, и тому подобное. Разумеется, минимальная толщина слоя катализатора должна быть больше, чем диаметр частиц для частиц катализатора. Обычно является предпочтительным, чтобы минимальная толщина слоя катализатора составляла, по меньшей мере, 1,5 от диаметра частиц катализатора. Следовательно, средние значения толщины слоя катализатора, показанные выше как примеры, являются пригодными для частиц катализатора, имеющих диаметр частиц 3-5 мм.In the case where the average thickness of the catalyst layer is less than this range, packing the catalyst into the reaction zone S1 can cause the problem that arches are formed between the catalyst particles in the catalyst layer, which leads to an increase in the time period required for packing, and the like. Of course, the minimum thickness of the catalyst layer should be greater than the particle diameter for the catalyst particles. It is generally preferred that the minimum catalyst layer thickness is at least 1.5 times the diameter of the catalyst particles. Therefore, the average catalyst layer thicknesses shown above as examples are suitable for catalyst particles having a particle diameter of 3-5 mm.

С другой стороны, в случае, когда средняя толщина слоя катализатора больше, чем этот диапазон, имеется вероятность того, что это вызовет возникновение горячих пятен. В особенности, когда внутренняя температура слоя катализатора в реакционной зоне, расположенной вблизи выхода для реакционного газа, например, в реакционной зоне (S3), возрастает, приводя к возникновению состояния, в котором может возникнуть явление горячих пятен или состояния, подобного горячим пятнам, в котором преобразование исходных материалов становится выше, чем оптимальное значение, тогда имеются случаи, когда получаются уменьшенные результаты реакции и выход желаемого реакционного продукта уменьшается. Когда такое состояние ухудшается в результате возникновения горячих пятен, имеются случаи, когда катализатор повреждается. В этом случае, необходимо, чтобы температура теплоносителя понижалась для ограничения количества исходных материалов, которые взаимодействуют, и для ускорения удаления тепла реакции, или чтобы для уменьшения нагрузки исходных материалов уменьшалось поступающее количество газа реакционной смеси.On the other hand, in the case where the average catalyst layer thickness is greater than this range, it is likely that this will cause hot spots. In particular, when the internal temperature of the catalyst layer in the reaction zone located near the outlet for the reaction gas, for example, in the reaction zone (S3), increases, leading to a condition in which the occurrence of hot spots or a condition similar to hot spots in in which the conversion of the starting materials becomes higher than the optimum value, then there are cases when reduced reaction results are obtained and the yield of the desired reaction product decreases. When this condition worsens as a result of hot spots, there are cases when the catalyst is damaged. In this case, it is necessary that the temperature of the coolant be lowered to limit the amount of starting materials that interact, and to accelerate the removal of heat of the reaction, or to reduce the load of the starting materials, the incoming gas amount of the reaction mixture is reduced.

Детали средней толщины слоя катализатора изменяются в зависимости от изменения количества исходных материалов, которые взаимодействуют. Однако их средняя толщина может непрерывно изменяться от входа до выхода слоя (43) катализатора, или может изменяться ступенчато. Когда принимается во внимание неоднородность химической активности, возникающая в результате производительности катализатора, предпочтительным является скорее ступенчатое изменение средней толщины слоя катализатора, поскольку может быть обеспечена некоторая степень свободы.Details of the average thickness of the catalyst layer vary depending on changes in the amount of starting materials that interact. However, their average thickness can continuously change from the inlet to the output of the catalyst layer (43), or can vary in steps. When taking into account the inhomogeneity of the chemical activity resulting from the productivity of the catalyst, it is preferable that the stepwise change in the average thickness of the catalyst layer be preferable, since some degree of freedom can be ensured.

Количество секций, на которые разделяется реакционная зона, предпочтительно составляет 2-5. Является предпочтительным, чтобы средняя толщина слоя катализатора для реакционных зон увеличивалась от входа для реакционного газа в направлении выхода.The number of sections into which the reaction zone is divided is preferably 2-5. It is preferred that the average thickness of the catalyst layer for the reaction zones increases from the inlet for the reaction gas in the exit direction.

Длина слоя катализатора в каждой реакционной зоне, как измерено в направлении потока реакционного газа, определяется, принимая при этом во внимание преобразование исходных материалов, и тому подобное. Однако, в случае, когда реакционную зону разделяют, например, на три, является предпочтительным применять следующие значения длины слоя катализатора: пропорция для участка реакционной зоны (S1) составляет 10%-55%, для участка реакционной зоны (S2) она составляет 20%-65% и для участка реакционной зоны (S3) она составляет 25%-70%, в каждом случае, по отношению к общей длине слоя катализатора. Также является предпочтительным, чтобы длина слоя катализатора участка реакционной зоны (S3) изменялась в соответствии со степенью осуществления преобразования исходных материалов.The length of the catalyst layer in each reaction zone, as measured in the direction of flow of the reaction gas, is determined taking into account the conversion of the starting materials, and the like. However, in the case when the reaction zone is divided, for example, into three, it is preferable to apply the following values of the catalyst layer length: the proportion for the reaction zone section (S1) is 10% -55%, for the reaction zone section (S2) it is 20% -65% and for the portion of the reaction zone (S3) it is 25% -70%, in each case, with respect to the total length of the catalyst layer. It is also preferred that the length of the catalyst layer of the reaction zone portion (S3) be varied in accordance with the degree of conversion of the starting materials.

Как описано выше, в практических реакторах, необходимо, чтобы даже тогда, когда нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора увеличивается, тепло, которое генерируется реакцией, должно соответствующим образом контролироваться для предотвращения возникновение горячих пятен и повреждения катализатора и для улучшения преобразования исходных материалов и выхода желаемого реакционного продукта.As described above, in practical reactors, it is necessary that even when the load of the starting materials per unit amount of catalyst increases, the heat generated by the reaction must be adequately controlled to prevent the occurrence of hot spots and damage to the catalyst and to improve the conversion of the starting materials and yield desired reaction product.

В третьем способе получения реакционного продукта, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов составляет 150 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора. Когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов предпочтительно составляет 170-290 л/час в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа), особенно предпочтительно, 200-250 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) на литр катализатора. Когда нагрузка исходных материалов составляет 150 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора, это означает, что технологическая нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора увеличивается.In a third method for producing a reaction product, when at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the load of the starting materials is 150 l / h, in terms of quantity at normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst. When at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the loading of the starting materials is preferably 170-290 l / h in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa), particularly preferably 200-250 l / h, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) per liter of catalyst. When the load of the starting materials is 150 L / hr, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst, this means that the technological load of the starting materials per unit amount of catalyst is increased.

В то же время, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов составляет 160 л/час, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора. Когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов предпочтительно составляет 180-300 л/час в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) на литр катализатора, особенно предпочтительно, 200-250 л/час в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) на литр катализатора. Когда нагрузка исходных материалов составляет 160 л/час в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора, это означает, что технологическая нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора увеличивается.At the same time, when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized, the load of the starting materials is 160 l / h, in terms of quantity under normal conditions (temperature , 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst. When at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized, the loading of the starting materials is preferably 180-300 l / h in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) per liter of catalyst, particularly preferably 200-250 l / h in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) per liter of catalyst. When the load of the starting materials is 160 l / h in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst, this means that the technological load of the starting materials per unit amount of catalyst increases.

В третьем способе получения реакционного продукта, температуры теплоносителя, который должен подаваться во множество реакционных зон, независимо контролируются для улучшения преобразования исходных материалов и выхода желаемого реакционного продукта. Вообще говоря, единица температуры, используемая в третьем способе получения реакционного продукта, представляет собой градус Цельсия [°C].In a third method for preparing a reaction product, the temperature of the heat carrier to be supplied to the plurality of reaction zones is independently controlled to improve the conversion of the starting materials and the yield of the desired reaction product. Generally speaking, the unit of temperature used in the third method for producing the reaction product is degrees Celsius [° C].

В третьем способе получения реакционного продукта, с точки зрения улучшения преобразования исходных материалов и выхода желаемого реакционного продукта важно, чтобы температура T(S1) теплоносителя, который подается в реакционную зону S1, расположенную ближе всего к входу для смеси исходных материалов, была выше, чем температура T(S2) теплоносителя, который подается в реакционную зону S2, соседнюю с реакционной зоной S1 и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов.In the third method for producing the reaction product, from the point of view of improving the conversion of the starting materials and the yield of the desired reaction product, it is important that the temperature T (S1) of the heat carrier, which is supplied to the reaction zone S1, which is closest to the input for the mixture of starting materials, is higher than the temperature T (S2) of the coolant, which is supplied to the reaction zone S2 adjacent to the reaction zone S1 and located after it along the flow of the mixture of starting materials.

Более предпочтительно, "T(S1)-T(S2)" равна 5°C или больше, еще более предпочтительно, 10°C или больше, особенно предпочтительно, 15°C или больше. Является предпочтительным, чтобы "T(S1)-T(S2)" составляла 40°C или меньше.More preferably, “T (S1) -T (S2)” is 5 ° C or more, even more preferably 10 ° C or more, particularly preferably 15 ° C or more. It is preferred that "T (S1) -T (S2)" is 40 ° C or less.

Температура теплоносителя, который подается в любую реакционную зону, расположенную после реакционной зоны S2 по ходу потока смеси исходных материалов, не ограничивается, и может быть такой же, как температура T(S2), или отличаться от нее. Однако, в особенности для реакционной зоны, содержащей область, в которой преобразование исходных материалов составляет 90% или выше, предпочтительной является температура более низкая, чем температура T(S2).The temperature of the coolant that is supplied to any reaction zone located downstream of reaction zone S2 is not limited, and may be the same as or different from temperature T (S2). However, in particular for a reaction zone containing a region in which the conversion of starting materials is 90% or higher, a temperature lower than temperature T (S2) is preferred.

В примерах реактора пластинчатого типа, описанных на фиг.41 и 42, преобразование исходных материалов и выход желаемого реакционного продукта, могут быть улучшены, когда температура T(S1) теплоносителя, который подается в реакционную зону (S1), выше, чем температура T(S2) теплоносителя, который подается в реакционную зону (S2).In the examples of the plate type reactor described in FIGS. 41 and 42, the conversion of the starting materials and the yield of the desired reaction product can be improved when the temperature T (S1) of the coolant that is supplied to the reaction zone (S1) is higher than the temperature T ( S2) the coolant that is supplied to the reaction zone (S2).

Является предпочтительным с точки зрения улучшения выхода желаемого реакционного продукта, чтобы температура теплоносителя, который подается в реакционную зону, расположенную ближе всего к выходу для смеси исходных материалов, была ниже, чем температура теплоносителя, который подается в реакционную зону, соседнюю с этой реакционной зоной и расположенную перед ней по ходу потока смеси исходных материалов. Кроме того, более предпочтительно, абсолютное значение разности температур составляет 5°C или больше, особенно предпочтительно, 10°C или больше. Является предпочтительным, чтобы абсолютное значение разности температур составляло 30°C или меньше.It is preferable from the point of view of improving the yield of the desired reaction product, so that the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone closest to the outlet for the mixture of starting materials is lower than the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone adjacent to this reaction zone and located in front of it along the flow of the mixture of starting materials. In addition, more preferably, the absolute value of the temperature difference is 5 ° C or more, particularly preferably 10 ° C or more. It is preferred that the absolute value of the temperature difference is 30 ° C or less.

В третьем способе получения реакционного продукта, является более предпочтительным, чтобы тогда, когда температура теплоносителя, который подается в любую неуказанную реакционную зону S(j), выражается как T(Sj), и температура теплоносителя, который подается в реакционную зону S(j+1), соседнюю с реакционной зоной S(j) и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов, выражается как T(Sj+1), тогда T(Sj) и T(Sj+1) должны удовлетворять соотношению T(Sj)>T(Sj+1).In a third method for preparing a reaction product, it is more preferable that when the temperature of the heat transfer medium that is supplied to any unspecified reaction zone S (j) is expressed as T (Sj) and the temperature of the heat transfer medium that is supplied to the reaction zone S (j + 1), adjacent to the reaction zone S (j) and located after it along the flow of the mixture of starting materials, is expressed as T (Sj + 1), then T (Sj) and T (Sj + 1) must satisfy the relation T (Sj) > T (Sj + 1).

А именно, в примерах реактора пластинчатого типа, описанных на фиг.41 и 42, является предпочтительным, чтобы тогда, когда температура теплоносителя, который подается в реакционную зону (S1), температура теплоносителя, который подается в реакционную зону (S2), и температура теплоносителя, который подается в реакционную зону (S3), выражаются как T(S1), T(S2) и T(S3), соответственно, тогда эти температуры должны удовлетворять соотношению T(S1)>T(S2)>T(S3).Namely, in the examples of the plate type reactor described in FIGS. 41 and 42, it is preferable that when the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone (S1), the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone (S2), and the temperature the coolant that is supplied to the reaction zone (S3) is expressed as T (S1), T (S2) and T (S3), respectively, then these temperatures must satisfy the relation T (S1)> T (S2)> T (S3) .

В третьем способе получения реакционного продукта, является более предпочтительным с точки зрения дополнительного улучшения выхода желаемого реакционного продукта, чтобы тогда, когда температура теплоносителя, который подается в любую неуказанную реакционную зону S(j), выражается как T(Sj), и температура теплоносителя, который подается в реакционную зону S(j+1), соседнюю с реакционной зоной S(j) и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов, выражается как T(Sj+1), тогда T(Sj) и T(Sj+1) должны удовлетворять соотношению T(Sj)-T(Sj+1)≥5. Является еще более предпочтительным, чтобы T(Sj)-T(Sj+1)≥10, и является особенно предпочтительным, чтобы T(Sj)-T(Sj+1)≥15. Является предпочтительным, чтобы значение T(Sj)-T(Sj+1) составляло 30 или меньше.In the third method for preparing the reaction product, it is more preferable from the point of view of further improving the yield of the desired reaction product, so that when the temperature of the heat carrier that is supplied to any unspecified reaction zone S (j) is expressed as T (Sj) and the temperature of the heat carrier, which is fed into the reaction zone S (j + 1), adjacent to the reaction zone S (j) and located after it along the flow of the mixture of starting materials, is expressed as T (Sj + 1), then T (Sj) and T (Sj + 1) must satisfy the relation T (Sj) -T (Sj + 1) ≥5. It is even more preferred that T (Sj) -T (Sj + 1) ≥10, and it is particularly preferred that T (Sj) -T (Sj + 1) ≥15. It is preferred that the value of T (Sj) -T (Sj + 1) is 30 or less.

Как описано выше, температура теплоносителя регулируется в порядке поддержания оптимального преобразования исходных материалов. В третьем способе получения реакционного продукта, когда преобразование исходных материалов желательно улучшить посредством ускорения реакции, температура теплоносителя, который подается в реакционную зону, расположенную раньше по ходу потока смеси исходных материалов, для регулирования реакции повышается. Наоборот, когда желательно уменьшить преобразование, которое стало слишком высоким, температура теплоносителя, который подается в реакционную зону, расположенную позже в направлении потока смеси исходных материалов, сначала понижается для регулирования преобразования.As described above, the temperature of the coolant is controlled in order to maintain optimal conversion of the starting materials. In the third method of obtaining the reaction product, when the conversion of the starting materials is desired to be improved by accelerating the reaction, the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone located earlier along the flow of the mixture of starting materials increases to control the reaction. On the contrary, when it is desirable to reduce the conversion, which has become too high, the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zone, located later in the direction of flow of the mixture of starting materials, is first lowered to control the conversion.

В третьем способе получения реакционного продукта, преобразование исходных материалов на выходе для реакционного продукта реактора пластинчатого типа предпочтительно составляет 90% или выше, более предпочтительно, 95% или выше, особенно предпочтительно, 97% или выше.In a third method for preparing the reaction product, the conversion of the starting materials for the reaction product of the plate type reactor is preferably 90% or higher, more preferably 95% or higher, particularly preferably 97% or higher.

Теплоноситель подается во множество реакционных зон при соответствующих оптимальных температурах. При этой операции является предпочтительным, чтобы направление, в котором теплоноситель заставляют протекать, было перпендикулярным направлению потока реакционного газа.The coolant is supplied to a plurality of reaction zones at appropriate optimum temperatures. In this operation, it is preferable that the direction in which the coolant is forced to flow is perpendicular to the direction of flow of the reaction gas.

Разница между температурой на входе и температурой на выходе у теплоносителя предпочтительно составляет 0,5-10°C, более предпочтительно, 2-5°C.The difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the coolant is preferably 0.5-10 ° C, more preferably 2-5 ° C.

В случае реактора пластинчатого типа, показанного на фиг.42, также возможно, в каждом из проходов для теплоносителя (60-1, 60-2 и 60-3), изменять скорость потока, температуру и направление потока теплоносителя по отношению к каждому проходу или каждому набору проходов. В каждой реакционной зоне, имеются случаи, когда части теплоносителя, которые имеют одинаковую температуру, заставляют независимо протекать в одном и том же направлении или в противоположных направлениях, соответственно, через индивидуальные проходы или индивидуальные наборы проходов. Кроме того, теплоноситель, который подается в проходы для теплоносителя одной реакционной зоны и высвобождается из них, может подаваться в проходы для теплоносителя в этой же или в другой реакционной зоне.In the case of the plate type reactor shown in Fig. 42, it is also possible, in each of the coolant passages (60-1, 60-2 and 60-3), to change the flow rate, temperature and flow direction of the coolant with respect to each pass or each set of passes. In each reaction zone, there are cases where parts of the coolant that have the same temperature are forced to flow independently in the same direction or in opposite directions, respectively, through individual passages or individual sets of passages. In addition, the coolant that is supplied to and released from the coolant passages of one reaction zone can be supplied to the coolant passages in the same or in a different reaction zone.

Является критически важным стабильное контролирование температуру теплоносителя, который подается в реакционные зоны для удаления тепла реакции через пластины-теплообменники, и независимое контролирование внутренних температур слоя катализатора внутри реакционных зон с более высокой определенностью. По отношению к температуре теплоносителя, является предпочтительным, чтобы реактор имел контроллеры температуры, которые работают независимо. Например, является предпочтительным, чтобы, когда теплоноситель, который проходит через реакционную зону S(j+1), должен циркулировать в расположенной до нее реакционной зоне S(j), температура этого теплоносителя T(Sj) должна регулироваться с помощью контроллера температуры перед тем, как теплоноситель подается в реакционную зону S(j). Можно также смешивать теплоноситель с теплоносителем из другой реакционной зоны или с теплоносителем, имеющим другую температуру, или с ответвлением теплоносителя, а затем регулировать его температуру, перед тем, как теплоноситель подается в реакционную зону S(j).Stable control of the temperature of the coolant that is supplied to the reaction zones to remove reaction heat through the heat exchanger plates, and independent control of the internal temperatures of the catalyst layer inside the reaction zones with higher certainty is critical. With respect to the temperature of the coolant, it is preferred that the reactor has temperature controllers that operate independently. For example, it is preferable that when the coolant that passes through the reaction zone S (j + 1) is to be circulated in the adjacent reaction zone S (j), the temperature of this coolant T (Sj) should be controlled by the temperature controller before , as the coolant is supplied to the reaction zone S (j). You can also mix the coolant with a coolant from another reaction zone or with a coolant having a different temperature, or with a branch of the coolant, and then adjust its temperature before the coolant is supplied to the reaction zone S (j).

Является предпочтительным, чтобы температура теплоносителя, который подается в проходы для теплоносителя, составляла 200-600°C. Когда исходные материалы представляют собой, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, теплоноситель предпочтительно подается в каждую реакционную зону при 250-450°C, более предпочтительно, при 300-420°C. Когда исходные материалы представляют собой пропилен, температура теплоносителя, который подается во множество реакционных зон, предпочтительно составляет 250-400°C, более предпочтительно, 320-400°C.It is preferable that the temperature of the coolant that is supplied to the passages for the coolant is 200-600 ° C. When the starting materials are at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, the coolant is preferably supplied to each reaction zone at 250-450 ° C, more preferably at 300-420 ° C. When the starting materials are propylene, the temperature of the coolant that is supplied to the plurality of reaction zones is preferably 250-400 ° C, more preferably 320-400 ° C.

С другой стороны, когда исходные материалы представляют собой, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, теплоноситель предпочтительно подается в каждую реакционную зону при 200-350°C, более предпочтительно, при 250-330°C. Когда исходные материалы представляют собой акролеин, температура теплоносителя, который подается во множество реакционных зон, предпочтительно составляет 250-320°C.On the other hand, when the starting materials are at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms, the coolant is preferably supplied to each reaction zone at 200-350 ° C, more preferably at 250-330 ° C. When the starting materials are acrolein, the temperature of the coolant that is supplied to the plurality of reaction zones is preferably 250-320 ° C.

Является предпочтительным, чтобы в одной и той же реакционной зоне, температура теплоносителя была в основном одинаковой. Однако можно изменять ее температуру в пределах, где не возникает явление горячих пятен.It is preferred that in the same reaction zone, the temperature of the coolant is substantially the same. However, its temperature can be changed within the limits where the phenomenon of hot spots does not occur.

Скорость потока теплоносителя, который должен подаваться в проходы для теплоносителя, определяется количеством тепла реакции и сопротивлением теплопереносу. Однако сопротивление теплопереносу редко доставляет проблемы, поскольку сопротивление теплопереносу обычно выше со стороны газа, то есть, реакционного газа, чем для теплоносителя, который представляет собой жидкость. Предпочтительно, для жидкости в проходах для теплоносителя используется линейная скорость, равная 0,3 м/сек или выше. Для регулирования сопротивления теплопереносу со стороны теплоносителя, с тем, чтобы оно было более низким и доставляло меньше проблем по сравнению с сопротивлением со стороны реакционного газа, наиболее удобной является линейная скорость 0,5-1,0 м/сек. Слишком высокие скорости потока требуют большей мощности для насоса для циркуляции теплоносителя и, следовательно, являются нежелательными с точки зрения экономической эффективности. Вообще говоря, теплоноситель, который должен использоваться, может представлять собой известный теплоноситель.The flow rate of the coolant, which must be supplied to the passages for the coolant, is determined by the amount of heat of reaction and resistance to heat transfer. However, the resistance to heat transfer rarely causes problems, since the resistance to heat transfer is usually higher on the gas side, i.e., the reaction gas, than for the heat carrier, which is a liquid. Preferably, a linear velocity of 0.3 m / s or higher is used for the fluid in the coolant passages. To regulate the resistance to heat transfer from the coolant, so that it is lower and delivers less problems than resistance from the reaction gas, a linear velocity of 0.5-1.0 m / s is most convenient. Too high flow rates require more power for the pump to circulate the coolant and, therefore, are undesirable from the point of view of economic efficiency. Generally speaking, the coolant to be used may be a known coolant.

В третьем способе получения реакционного продукта, давление реакции обычно составляет от обычного давления до 3000 кПа (килопаскаль), предпочтительно, от обычного давления до 1000 кПа (килопаскаль), более предпочтительно, от обычного давления до 300 кПа.In a third method for preparing the reaction product, the reaction pressure is usually from ordinary pressure to 3000 kPa (kilopascal), preferably from ordinary pressure to 1000 kPa (kilopascal), more preferably from ordinary pressure to 300 kPa.

ПримерыExamples

Настоящее изобретение будет объясняться, ниже, подробно со ссылками на Примеры, но изобретение не должно рассматриваться как ограничиваемое Примерами каким-либо образом.The present invention will be explained below in detail with reference to Examples, but the invention should not be construed as being limited in any way by the Examples.

Пример 1Example 1

В первом реакторе пластинчатого типа, слои катализатора могут подвергаться эффективному теплопереносу. Первый реактор пластинчатого типа, следовательно, может применяться к любому исходному материалу, катализатору и реакции, постольку, поскольку реакция требует теплопереноса. Однако в качестве Примера, показана реакция, в которой пропилен окисляется с помощью кислорода, с получением акролеина и акриловой кислоты.In the first plate type reactor, the catalyst beds can undergo efficient heat transfer. The first plate type reactor, therefore, can be applied to any starting material, catalyst, and reaction insofar as the reaction requires heat transfer. However, as an Example, a reaction is shown in which propylene is oxidized with oxygen to produce acrolein and acrylic acid.

При приготовлении к получению акролеина посредством окисления пропилена с помощью молекулярного кислорода, катализатор получают следующим образом, с помощью способа, описанного в JP-A-63-54942, JP-B-6-13096, JP-B-6-38918 и тому подобное.When preparing to produce acrolein by oxidizing propylene with molecular oxygen, the catalyst is prepared as follows, using the method described in JP-A-63-54942, JP-B-6-13096, JP-B-6-38918 and the like. .

Получение катализатораCatalyst Preparation

Девяносто четыре части массовых аммония парамолибдата растворяют в 400 частях массовых чистой воды при нагревании. С другой стороны, 7,2 части массовых нитрата железа, 25 частей массовых нитрата кобальта и 38 частей массовых нитрата никеля растворяют в 60 частях массовых чистой воды при нагревании. Эти растворы смешивают вместе при достаточном перемешивании, с получением раствора в состоянии суспензии.Ninety-four parts by weight of ammonium paramolybdate are dissolved in 400 parts by weight of pure water when heated. On the other hand, 7.2 parts by weight of iron nitrate, 25 parts by weight of cobalt nitrate and 38 parts by weight of nickel nitrate are dissolved in 60 parts by weight of pure water when heated. These solutions are mixed together with sufficient stirring to obtain a solution in suspension.

Затем, 0,85 частей массовых боракса и 0,36 части массовых нитрата калия растворяют в 40 частях массовых чистой воды при нагревании, и этот раствор добавляют к суспензии. К ней добавляют шестьдесят четыре части массовых частиц диоксида кремния, и смесь перемешивают. Затем, к ней добавляют 58 частей массовых оксикарбоната висмута, которые объединили до этого с 0,8% масс магния, и ингредиенты смешивают вместе посредством перемешивания. Полученную в результате суспензию сушат при нагревании, а затем подвергают термической обработке при 300°C в течение 1 часа в атмосфере воздуха. Полученный твердый продукт в виде частиц таблетируют в виде таблеток, имеющих диаметр 4 мм и высоту 3 мм, с использованием машины для таблетирования, а затем выжигают при 500°C в течение 4 часов, с получением катализатора A.Then, 0.85 parts by weight of borax and 0.36 parts by weight of potassium nitrate are dissolved in 40 parts by weight of pure water by heating, and this solution is added to the suspension. Sixty-four parts by weight of silica particles are added to it, and the mixture is stirred. Then, 58 parts by weight of bismuth oxycarbonate are added to it, which were previously combined with 0.8% by weight of magnesium, and the ingredients are mixed together by stirring. The resulting suspension is dried by heating, and then subjected to heat treatment at 300 ° C for 1 hour in an atmosphere of air. The obtained particulate solid product is tabletted in the form of tablets having a diameter of 4 mm and a height of 3 mm using a tabletting machine and then burned at 500 ° C. for 4 hours to obtain catalyst A.

Полученный катализатор A представляет собой композитный оксид, имеющий композицию, представленную Mo(12)Bi(5)Ni(3)Co(2)Fe(0,4)Na(0,2)Mg(0,4)B(0,2)K(0,1)Si(24)O(x) (пропорция x кислорода представляет собой значение, определяемое состоянием окисления каждого металла).The resulting catalyst A is a composite oxide having a composition represented by Mo (12) Bi (5) Ni (3) Co (2) Fe (0.4) Na (0.2) Mg (0.4) B (0, 2) K (0,1) Si (24) O (x) (the proportion x of oxygen is a value determined by the oxidation state of each metal).

Реактор пластинчатого типа A, имеющий такую же конфигурацию, как и реактор пластинчатого типа, показанный на фиг.1, используют для осуществления реакции окисления пропилена. Реактор пластинчатого типа A содержит пластины-теплообменники, каждая из которых формируется посредством формования пластин из нержавеющей стали, имеющих толщину 1 мм, и соединения двух таких формованных пластин друг с другом. Трубки-теплообменники 1 имеют диаметр большой оси (L) 40 мм и диаметр малой оси (H) 20 мм, и расстояние (P) между осями пластин-теплообменников составляет 26 мм. Этот реактор имеет одну реакционную зону, и в ней удерживается катализатор A. Форма формованных пластин исследуется с помощью CCD лазерного датчика смещения (LK-G152, производится Keyence Corp.). В результате, сформированные пластины, как обнаружено, имеют отклонения от конструктивного значения для формования в пределах ±0,2 мм, исключая +0,2 мм и -0,2 мм. В реакторе пластинчатого типа A, пластины-теплообменники располагаются так, что их оси являются вертикальными.The plate type reactor A, having the same configuration as the plate type reactor shown in FIG. 1, is used to carry out the oxidation reaction of propylene. The plate type reactor A comprises plate heat exchangers, each of which is formed by molding stainless steel plates having a thickness of 1 mm and connecting two such molded plates to each other. The heat exchanger tubes 1 have a major axis diameter (L) of 40 mm and a minor axis diameter (H) of 20 mm, and a distance (P) between the axes of the heat exchanger plates is 26 mm. This reactor has one reaction zone and catalyst A is held therein. The shape of the molded plates is examined using a CCD laser displacement sensor (LK-G152, manufactured by Keyence Corp.). As a result, the formed plates were found to have deviations from the structural value for molding within ± 0.2 mm, excluding +0.2 mm and -0.2 mm. In plate type reactor A, the plate heat exchangers are arranged so that their axes are vertical.

Конструктивное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников в реакторе пластинчатого типа A составляет 15 мм, в терминах расстояния между выступами, приписываемым трубкам-теплообменникам одной пластины- теплообменника и бороздками, приписываемыми соединяемым частям трубок-теплообменников другой пластины-теплообменника. Расстояние между поверхностью одной из пластин-теплообменников и поверхностью другой измеряют на 7 участках, распределенных вдоль аксиального направления пластин-теплообменников, и на 3 участках, распределенных вдоль аксиального направления трубок-теплообменников пластин-теплообменников, то есть, в целом на 21 участке. В результате, отклонение реальных значений от конструктивного значения находится в пределах 0,2 мм на 17 участках, что составляет 81% участков измерения. Расстояние между поверхностями пластин-теплообменников измеряют с помощью двух видов измерительных инструментов, каждый из них состоит из элемента стержня, имеющего длину 50 см и диаметр 4 мм, и элемента измерительного стержня, имеющего диаметр 1 мм и длину 15,2 мм или 14,8 мм, прикрепленного перпендикулярно к элементу стержня в положении, находящемся на расстоянии 30 мм от его края. Измерительные инструменты при измерении вставляют в пространство между пластинами-теплообменниками. Реактор пластинчатого типа A принимается как реактор, в котором отклонение реальных значений расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от его конструктивного значения составляет 0 мм.The structural value of the distance between the surfaces of the plate-heat exchangers in the plate type reactor A is 15 mm, in terms of the distance between the protrusions attributed to the heat exchanger tubes of one plate-heat exchanger and the grooves attributed to the connected parts of the heat exchanger tubes of another plate-heat exchanger. The distance between the surface of one of the heat exchanger plates and the surface of the other is measured in 7 sections distributed along the axial direction of the heat exchanger plates and in 3 sections distributed along the axial direction of the heat exchanger tubes-heat exchangers, that is, in total in 21 sections. As a result, the deviation of real values from the design value is within 0.2 mm in 17 sections, which is 81% of the measurement sections. The distance between the surfaces of the heat exchanger plates is measured using two types of measuring instruments, each of which consists of a rod element having a length of 50 cm and a diameter of 4 mm, and a measuring rod element having a diameter of 1 mm and a length of 15.2 mm or 14.8 mm, attached perpendicular to the element of the rod in a position located at a distance of 30 mm from its edge. Measuring instruments during measurement are inserted into the space between the heat exchanger plates. The plate type reactor A is adopted as a reactor in which the deviation of the actual distance between the surfaces of the plate heat exchangers from its design value is 0 mm.

В качестве теплоносителя используют расплав смеси солей азотной кислоты (селитру). Теплоноситель регулируют так, чтобы он имел температуру, соответствующую реакционной зоне, и подают в трубки-теплообменники. Теплоноситель подают так, чтобы получить скорость потока теплоносителя 0,7 м/сек или выше.As a heat carrier, a melt of a mixture of nitric acid salts (nitrate) is used. The coolant is regulated so that it has a temperature corresponding to the reaction zone, and is fed into heat exchanger tubes. The coolant is supplied so as to obtain a flow rate of the coolant of 0.7 m / s or higher.

Газ смеси исходных материалов, имеющий концентрацию пропилена как газа исходных материалов 9,5% моль, концентрацию воды 9,5% моль и концентрацию кислорода 14,2% моль и содержащий 66,8% азота, вводят в реактор пластинчатого типа при скорости 6,750 л/час (стандартное состояние) таким образом, чтобы получить давление на входе в реактор 0,07 МПа(мегапаскалей в датчике).A feed mixture gas having a propylene gas concentration of feed materials of 9.5% mol, a water concentration of 9.5% mol and an oxygen concentration of 14.2% mol and containing 66.8% nitrogen is introduced into the plate type reactor at a speed of 6.750 L / hour (standard state) so as to obtain a pressure at the inlet of the reactor of 0.07 MPa (megapascals in the sensor).

Диаметр большой оси и диаметр малой оси трубок-теплообменников, длина реакционной зоны и расстояние между пластинами-теплообменниками (P) в реакторе пластинчатого типа A показаны в таблице 1. В таблице 2 показана температура теплоносителя, преобразование пропилена (PP) как исходных материалов, селективность, получаемая делением общего выхода акролеина (ACR) и акриловой кислоты (AA) в качестве желаемых продуктов на преобразование пропилена (PP), и пиковую температуру слоя катализатора. The diameter of the major axis and the diameter of the minor axis of the heat exchanger tubes, the length of the reaction zone and the distance between the heat exchanger plates (P) in the plate type reactor A are shown in Table 1. Table 2 shows the temperature of the coolant, the conversion of propylene (PP) as starting materials, the selectivity obtained by dividing the total yield of acrolein (ACR) and acrylic acid (AA) as the desired products by the conversion of propylene (PP) and the peak temperature of the catalyst layer.

Таблица 1Table 1     Диаметр трубки-теплообменникаHeat Exchanger Tube Diameter Длина реакцион-ной зоны (мм)The length of the reaction zone (mm) Расстояние между пластинами-теплообменни-ками, P (мм)The distance between the plates, heat exchangers, P (mm)     Большая ось L (мм)Big axis L (mm) Малая ось
H (мм)Minor axis
H (mm) Реактор AReactor A   4040 20twenty 600600 26,026.0 Реактор BReactor B   4040 20twenty 600600 26,526.5 Реактор CReactor C   4040 20twenty 600600 27,527.5 Реактор DReactor D   4040 20twenty 600600 28,528.5 Реактор EReactor E Первая реакционная зонаFirst reaction zone 4040 20twenty 600600 26,526.5   Вторая реакционная зонаSecond reaction zone 4040 1616 400400 27,527.5 Реактор FReactor F Первая реакционная зонаFirst reaction zone 4040 20twenty 600600 28,528.5 Вторая реакционная зонаSecond reaction zone 4040 1616 400400 27,527.5

Figure 00000001
Figure 00000001

Пример 2Example 2

Реактор пластинчатого типа B, имеющий такую же структуру, как и реактор пластинчатого типа A, за исключением того, что расстояние между осями пластин-теплообменников (P) составляет 26,5 мм, используют для осуществления сначала реакции при таких же условиях, как в Примере 1. По отношению к реальным значениям расстояния между поверхностями пластин-теплообменников в реакторе пластинчатого типа B, расстояние между выступами одной пластины-теплообменника и бороздками другой пластины-теплообменника измеряют таким же способом, как в Примере 1. В результате, реальные значения составляют 15,5±0,2 мм на 16 участках, что составляет 76% участков измерения. Реактор пластинчатого типа B соответствует случаю, когда отклонение реальных значений от конструктивного значения составляет +0,5 мм. В этой реакции, пиковая температура слоя катализатора достигает 419°C и растет дальше. По этой причине, реакцию временно приостанавливают.The plate type B reactor having the same structure as the plate type A reactor, except that the distance between the axes of the plate heat exchangers (P) is 26.5 mm, is used to carry out the reaction first under the same conditions as in Example 1. With respect to the actual values of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers in the plate reactor type B, the distance between the protrusions of one plate of the heat exchanger and the grooves of the other plate of the heat exchanger is measured in the same manner as in Example 1. In cut ltate, real values are 15.5 ± 0.2 mm in the 16 areas, which is 76% of the measurement sites. The plate reactor type B corresponds to the case where the deviation of the actual values from the design value is +0.5 mm. In this reaction, the peak temperature of the catalyst bed reaches 419 ° C and grows further. For this reason, the reaction is temporarily suspended.

Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что температуру теплоносителя понижают до 338°C так, что пиковая температура слоя катализатора в реакторе пластинчатого типа B становится такой же, как пиковая температура слоя катализатора в Примере 1. В результате, получают результаты реакции, эквивалентные результатам Примера 1, как показано в таблице 2.The reaction is carried out in the same manner as in Example 1, except that the temperature of the coolant is lowered to 338 ° C so that the peak temperature of the catalyst layer in the plate reactor B becomes the same as the peak temperature of the catalyst layer in Example 1. As a result get the reaction results equivalent to the results of Example 1, as shown in table 2.

Пример 3Example 3

Реактор пластинчатого типа C, имеющий такую же структуру, как реактор пластинчатого типа A, за исключением того, что расстояние между осями пластин-теплообменников (P) составляет 27,5 мм, используют для осуществления сначала реакции при таких же условиях, как в Примере 1. По отношению к реальным значениям расстояния между поверхностями пластин-теплообменников в реакторе пластинчатого типа C, расстояния между выступами одной пластины-теплообменника и бороздкой другой пластины-теплообменника измеряют таким же способом, как в Примере 1. В результате, реальные значения составляют 16,5±0,2 мм на 18 участках, что составляет 86% участков измерения. Реактор пластинчатого типа C соответствует случаю, когда отклонение реальных значений от конструктивного значения составляет +1,5 мм. В этой реакции, пиковая температура слоя катализатора достигает 442°C и растет дальше. По этой причине, реакцию временно приостанавливают.The plate type C reactor having the same structure as the plate type A reactor, except that the distance between the axes of the plate heat exchangers (P) is 27.5 mm, is used to carry out the reaction first under the same conditions as in Example 1 With respect to the actual values of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers in the plate type reactor C, the distances between the protrusions of one plate of the heat exchanger and the groove of the other plate of the heat exchanger are measured in the same manner as in Example 1. As a result tate, the real values are 16.5 ± 0.2 mm in 18 sections, which is 86% of the measurement sections. The plate reactor type C corresponds to the case where the deviation of the actual values from the design value is +1.5 mm. In this reaction, the peak temperature of the catalyst bed reaches 442 ° C and grows further. For this reason, the reaction is temporarily suspended.

Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что температуру теплоносителя понижают до 330°C так, что пиковая температура слоя катализатора в реакторе пластинчатого типа C становится такой же, как пиковая температура слоя катализатора в Примере 1. В результате, получают результаты реакции, эквивалентные результатам Примера 1, как показано в таблице 2.The reaction is carried out in the same manner as in Example 1, except that the coolant temperature is lowered to 330 ° C so that the peak temperature of the catalyst layer in the plate type reactor C becomes the same as the peak temperature of the catalyst layer in Example 1. As a result get the reaction results equivalent to the results of Example 1, as shown in table 2.

Сравнительный пример 1Comparative Example 1

Реактор пластинчатого типа D, имеющий такую же структуру, как реактор пластинчатого типа A, за исключением того, что расстояние между осями пластинами-теплообменниками (P) составляет 28,5 мм, используют для осуществления сначала реакции при таких же условиях, как в Примере 3. По отношению к реальным значениям расстояния между поверхностями пластин-теплообменников в реакторе пластинчатого типа D, расстояния между выступами одной пластины-теплообменника и бороздкой другой пластины-теплообменника измеряют таким же способом, как в Примере 1. В результате, реальные значения составляют 17,5+0,2 мм на 19 участках, что составляет 90% участков измерения. Реактор пластинчатого типа D соответствует случаю, когда отклонение реальных значений от конструктивного значения составляет +2,5 мм. В этой реакции, пиковая температура слоя катализатора достигает 450°C и имеется возможность резкого увеличения скорости реакции. По этой причине реакцию временно приостанавливают. Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что температуру теплоносителя понижают до 300°C. Однако преобразование не превышает 50% и реакция не осуществляется.The plate-type reactor D having the same structure as the plate-type reactor A, except that the distance between the axes of the plate-heat exchangers (P) is 28.5 mm, is used to carry out the reaction first under the same conditions as in Example 3 With respect to the actual values of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers in the plate type reactor D, the distances between the protrusions of one plate of the heat exchanger and the groove of the other plate of the heat exchanger are measured in the same manner as in Example 1. In As a result, real values are 17.5 + 0.2 mm in 19 sections, which is 90% of the measurement sections. The plate-type reactor D corresponds to the case where the deviation of the actual values from the design value is +2.5 mm. In this reaction, the peak temperature of the catalyst layer reaches 450 ° C and there is the possibility of a sharp increase in the reaction rate. For this reason, the reaction is temporarily suspended. The reaction is carried out in the same manner as in Example 1, except that the temperature of the coolant is reduced to 300 ° C. However, the conversion does not exceed 50% and the reaction is not carried out.

Пример 4Example 4

Реактор пластинчатого типа E, имеющий две реакционные зоны, используют для осуществления окисления пропилена. В реакторе пластинчатого типа E, первая реакционная зона имеет такую же структуру, как реактор пластинчатого типа B. Вторая реакционная зона, которая следует за первой реакционной зоной, имеет такую же структуру, как реактор пластинчатого типа, в котором трубки-теплообменники имеют диаметр малой оси (H) 16 мм, реакционная зона имеет длину 400 мм и расстояние между осями пластины-теплообменника составляет 27,5 мм.The plate reactor type E, having two reaction zones, is used to carry out the oxidation of propylene. In the plate type E reactor, the first reaction zone has the same structure as the plate type B. The second reaction zone that follows the first reaction zone has the same structure as the plate type reactor in which the heat exchanger tubes have a small axis diameter (H) 16 mm, the reaction zone is 400 mm long and the distance between the axes of the heat exchanger plate is 27.5 mm.

В первой реакционной зоне в реакторе пластинчатого типа E, конструктивное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников составляет 15,5 мм в терминах расстояния между выступами одной пластины-теплообменника и бороздками другой пластины-теплообменника. Первая реакционная зона соответствует случаю, когда отклонение реальных значений расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от его среднего значения составляет +0,5 мм. Во второй реакционной зоне реактора пластинчатого типа E, конструктивное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников составляет 18,5 мм в терминах расстояния между выступами одной пластины-теплообменника и бороздками другой пластины-теплообменника. Расстояние измеряют таким же способом, как в Примере 1, и, как результат, реальные значения составляют 18,5+0,2 мм на 13 участках, что составляет 87% участков измерения. Вторая реакционная зона соответствует случаю, когда отклонение реальных значений расстояния между поверхностями пластин-теплообменников от его среднего значения составляет +1,5 мм.In the first reaction zone in a plate-type reactor E, the design value of the distance between the surfaces of the heat exchanger plates is 15.5 mm in terms of the distance between the protrusions of one heat exchanger plate and the grooves of the other heat exchanger plate. The first reaction zone corresponds to the case when the deviation of the actual values of the distance between the surfaces of the heat exchanger plates from its average value is +0.5 mm. In the second reaction zone of the plate type E reactor, the structural value of the distance between the surfaces of the heat exchanger plates is 18.5 mm in terms of the distance between the protrusions of one heat exchanger plate and the grooves of the other heat exchanger plate. The distance is measured in the same manner as in Example 1, and, as a result, the real values are 18.5 + 0.2 mm in 13 sections, which is 87% of the measurement sections. The second reaction zone corresponds to the case when the deviation of the actual values of the distance between the surfaces of the plate heat exchangers from its average value is +1.5 mm.

Реакцию осуществляют при таких же условиях, как в Примере 1, за исключением того, что температуру теплоносителя для первой реакционной зоны и температуру теплоносителя для второй реакционной зоны регулируют при 330°C и 328°C, соответственно, так что пиковая температура слоя катализатора в каждой реакционной зоне становится такой же, как пиковая температура слоя катализатора в Примере 1. В результате, как показано в таблице 2, получают превосходные результаты реакции, как в Примере 1.The reaction is carried out under the same conditions as in Example 1, except that the coolant temperature for the first reaction zone and the coolant temperature for the second reaction zone are controlled at 330 ° C and 328 ° C, respectively, so that the peak temperature of the catalyst layer in each the reaction zone becomes the same as the peak temperature of the catalyst layer in Example 1. As a result, as shown in Table 2, excellent reaction results are obtained, as in Example 1.

Сравнительный пример 2Reference Example 2

Реактор пластинчатого типа F, имеющий две реакционных зоны, используют для осуществления окисления пропилена. В реакторе пластинчатого типа F, первая реакционная зона имеет такую же структуру, как в реакторе пластинчатого типа D, и вторая реакционная зона является такой же, как вторая реакционная зона, используемая в Примере 4. Первая реакционная зона в реакторе пластинчатого типа F соответствует случаю, когда отклонение реальных значений от конструктивного значения составляет +2,5 мм, и вторая реакционная зона в реакторе пластинчатого типа F соответствует случаю, когда отклонение реальных значений от конструктивного значения составляет +1,5 мм, как в Примере 4.The plate type reactor F having two reaction zones is used to carry out the oxidation of propylene. In the plate type F reactor, the first reaction zone has the same structure as in the plate type D reactor, and the second reaction zone is the same as the second reaction zone used in Example 4. The first reaction zone in the plate type F reactor corresponds to the case when the deviation of the real values from the design value is +2.5 mm, and the second reaction zone in the plate type reactor F corresponds to the case when the deviation of the real values from the design value is +1.5 mm, as in Example 4

Реакцию осуществляют при таких же условиях, как в Примере 1, за исключением того, что используют такие же температуры теплоносителя, как в Примере 4. В результате, пиковая температуры слоя катализатора достигает 450°C и имеется возможность резкого увеличения скорости реакции. По этой причине реакцию временно приостанавливают. Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 1, за исключением того, что температуру теплоносителя в первой реакционной зоне понижают до 300°C. Однако преобразование не превышает 50% и реакции не происходит.The reaction is carried out under the same conditions as in Example 1, except that the same coolant temperatures are used as in Example 4. As a result, the peak temperature of the catalyst layer reaches 450 ° C and there is the possibility of a sharp increase in the reaction rate. For this reason, the reaction is temporarily suspended. The reaction is carried out in the same manner as in Example 1, except that the temperature of the coolant in the first reaction zone is reduced to 300 ° C. However, the conversion does not exceed 50% and the reaction does not occur.

Пример 5Example 5

Реактор пластинчатого типа, показанный на фиг.16, изготавливают для использования при исследовании набивки. Размещают шесть пластин-теплообменников. Длина пластин-теплообменников (ширина пластин-теплообменников), как измерено в аксиальном направлении трубок-теплообменников, составляет 5 м. Замковые элементы для фиксирования газопроницаемых пластин (перфорированных пластин) располагаются в нижней части каждой из пластин-теплообменников. Высота пластин-теплообменников, как измерено в аксиальном направлении пластин-теплообменников от газопроницаемых пластин, составляет 1,88 м, и линейные части, не содержащие трубок-теплообменников, формируются вверх от газопроницаемых пластин на 150 мм. Перегородки располагаются через интервалы 50 см. Перегородки имеют форму, показанную на фиг.17, и имеют толщину пластин 5 мм.The plate type reactor shown in FIG. 16 is made for use in the study of packing. Place six heat exchanger plates. The length of the heat exchanger plates (the width of the heat exchanger plates), as measured in the axial direction of the heat exchanger tubes, is 5 m. The locking elements for fixing gas-permeable plates (perforated plates) are located in the lower part of each of the heat exchanger plates. The height of the heat exchanger plates, as measured in the axial direction of the heat exchanger plates from the gas permeable plates, is 1.88 m, and the linear parts not containing heat exchanger tubes are formed 150 mm up from the gas permeable plates. The partitions are spaced at 50 cm intervals. The partitions have the shape shown in FIG. 17 and have a plate thickness of 5 mm.

Каждую из пластин-теплообменников изготавливают посредством формования листов нержавеющей стали (SUS304L), имеющих толщину 1 мм, с тем, чтобы придать им форму поперечного сечения, состоящего из ряда углублений в форме круговых дуг и выступающих краев, сформированных между углублениями, и сваривания выступов одного из двух таких формованных стальных листов с выступами другого. Описание трубок-теплообменников в этих пластинах-теплообменниках показано в следующей далее таблице 3. В реакторе пластинчатого типа, расстояние между линейными частями соседних пластин-теплообменников составляет 24 мм. Each of the heat exchanger plates is manufactured by forming stainless steel sheets (SUS304L) having a thickness of 1 mm so as to give them a cross-sectional shape consisting of a series of recesses in the form of circular arcs and protruding edges formed between the recesses, and welding the protrusions of one of two such molded steel sheets with projections of the other. A description of the heat exchanger tubes in these heat exchanger plates is shown in the following table 3. In a plate type reactor, the distance between the linear parts of adjacent heat exchanger plates is 24 mm.

Таблица 3Table 3   Диаметр большой оси (мм)Diameter of the major axis (mm) Диаметр малой оси (мм)Small axis diameter (mm) Количество трубок-теплообменниковNumber of heat exchanger tubes Первая реакционная зона 2aThe first reaction zone 2a 50fifty 20twenty 1212 Вторая реакционная зона 2bThe second reaction zone 2b 4040 1616 11eleven Третья реакционная зона 2cThird reaction zone 2c 30thirty 1010 2323

Катализатор набивают в секции, сформированные в реакторе пластинчатого типа посредством соседних пластин-теплообменников и перегородок. В качестве катализатора можно использовать катализатор, полученный посредством приготовления порошка композитного оксида металлов, имеющего композицию, представленную Mo(12)Bi(5)Co(3)Ni(2)Fe(0,4)Na(0,4)B(0,2)K(0,08)Si(24)O(x), формования порошка в виде цилиндрической формы, имеющей наружный диаметр 4 мм и высоту 3 мм, и выжигания формованного порошка. В формуле, приведенной выше, Mo, Bi, Co, Ni, Fe, Na, B, K, Si, и O представляют собой символы атомов, и (x) из O(x) представляет собой значение, определяемое состоянием окисления каждого оксида металла.The catalyst is packed into sections formed in a plate-type reactor by means of adjacent plate heat exchangers and baffles. As a catalyst, a catalyst obtained by preparing a composite metal oxide powder having a composition represented by Mo (12) Bi (5) Co (3) Ni (2) Fe (0.4) Na (0.4) B (0 , 2) K (0.08) Si (24) O (x), molding the powder in the form of a cylindrical shape having an outer diameter of 4 mm and a height of 3 mm, and burning the molded powder. In the formula above, Mo, Bi, Co, Ni, Fe, Na, B, K, Si, and O are atomic symbols, and (x) from O (x) is a value determined by the oxidation state of each metal oxide .

Для набивки катализатора используют вибрационное устройство для введения, имеющее такую же ширину, как интервалы сит, то есть, 50 см. Катализатор подают в секции при скорости набивки 1 л (литр)/мин или ниже (примерно 0,8-0,9 л/мин). Более конкретно, 11,6-литровые порции катализатора по отдельности помещают в соответствующие виниловые мешки, с приготовлением 33 мешков катализатора, и набивают в соответствующие секции с помощью вибрационного устройства для введения. Вычисленное теоретическое значение высоты набивки, определяемое по объему каждой секции, составляет 182,5 см.For stuffing the catalyst, a vibrating introduction device is used having the same width as the sieve intervals, i.e. 50 cm. The catalyst is fed into the sections at a stuffing speed of 1 l (liter) / min or lower (about 0.8-0.9 l / min). More specifically, 11.6-liter portions of the catalyst are individually placed in the appropriate vinyl bags, with the preparation of 33 bags of catalyst, and stuffed into the appropriate sections using a vibrating introduction device. The calculated theoretical value of the height of the packing, determined by the volume of each section, is 182.5 cm.

После этого, поверхность сформированного слоя катализатора разравнивают для измерения высоты слоя катализатора, и измеряют расстояние между поверхностью слоя катализатора и верхним краем каждой пластины-теплообменника. Высоту набивки определяют по разности между этим расстоянием и высотой пластин-теплообменников от газопроницаемых пластин. Измерение этого расстояния осуществляют на 11 участках с интервалами 5 см в каждой секции. Скорость введения катализатора с помощью вибрационного устройства для введения флуктуирует, и скорость введения иногда становится высокой. Чрезмерное отклонение скорости введения приводит к увеличению высоты слоя катализатора, и случайно может приводить к случаям, когда происходит сводообразование и катализатор перетекает через край секции. В таких случаях, замковые элементы, прикрепленные к нижней части секции, снимают для удаления газопроницаемой пластины и извлечения катализатора, и набивку осуществляют повторно. Когда операцию набивки осуществляют в целом 300 раз, общее количество таких операций повторной набивки, которые становятся необходимыми, составляют самое большее три.After that, the surface of the formed catalyst layer is leveled to measure the height of the catalyst layer, and the distance between the surface of the catalyst layer and the upper edge of each heat exchanger plate is measured. The height of the packing is determined by the difference between this distance and the height of the heat exchanger plates from the gas permeable plates. This distance is measured in 11 sections at 5 cm intervals in each section. The rate of introduction of the catalyst by the vibratory introduction device fluctuates, and the rate of introduction sometimes becomes high. Excessive deviation of the introduction rate leads to an increase in the height of the catalyst layer, and may accidentally lead to cases when arching occurs and the catalyst flows over the edge of the section. In such cases, the locking elements attached to the bottom of the section are removed to remove the gas-permeable plate and to remove the catalyst, and the packing is repeated. When the stuffing operation is carried out a total of 300 times, the total number of such re-stuffing operations that become necessary is at most three.

Результаты измерения высоты набивки показывают, что высота слоя катализатора находится в пределах ±5 см по отношению к теоретическому значению. Высота слоя катализатора имеет отклонение ±2,7% по отношению к теоретическому значению. Эти результаты показывают, что в реакторе пластинчатого типа, имеющего перегородки, катализатор может исключительно равномерно набиваться в пространства, когда катализатор набивается отдельно по секциям.The results of measuring the height of the packing show that the height of the catalyst layer is within ± 5 cm with respect to the theoretical value. The height of the catalyst layer has a deviation of ± 2.7% with respect to the theoretical value. These results show that in a plate type reactor having baffles, the catalyst can be extremely uniformly packed into spaces when the catalyst is packed separately in sections.

Пример 6Example 6

Способы вычисления, используемые в этом Примере, который относится к третьему способу получения реакционного продукта, для определения преобразования исходных материалов, селективности по отношению к желаемому реакционному продукту, выхода желаемого реакционного продукта и нагрузки исходных материалов, показаны ниже.The calculation methods used in this Example, which relates to the third method for producing a reaction product, for determining the conversion of starting materials, selectivity for the desired reaction product, yield of the desired reaction product and loading of the starting materials are shown below.

<1> Преобразование исходных материалов (пропилен, акролеин и тому подобное) [%]=(количество молей исходных материалов преобразованных в другое веществе в реакторе)/(количество молей исходных материалов, вводимых в реактор)× 100<1> Conversion of starting materials (propylene, acrolein and the like) [%] = (number of moles of starting materials converted to another substance in the reactor) / (number of moles of starting materials introduced into the reactor) × 100

<2> Селективность по отношению к желаемому реакционному продукту [%]=(количество молей желаемого реакционного продукта на выходе из реактора)/(количество молей исходных материалов преобразованных в другое вещество в реакторе)×100<2> Selectivity with respect to the desired reaction product [%] = (number of moles of the desired reaction product at the outlet of the reactor) / (number of moles of starting materials converted to another substance in the reactor) × 100

<3> Выход желаемого реакционного продукта [%]=(количество молей желаемого реакционного продукта на выходе из реактора)/(количество молей исходных материалов, вводимых в реактор)×100<3> Yield of the desired reaction product [%] = (number of moles of the desired reaction product at the outlet of the reactor) / (number of moles of the starting materials introduced into the reactor) × 100

<4> Нагрузка исходных материалов [л, н.у./л·час]=(скорость введения исходных материалов в час, л [литр] [количество при нормальных условиях])/(количество катализатора, подвергающегося взаимодействию, л [литр])<4> Load of raw materials [l, ns / l · hour] = (rate of introduction of raw materials per hour, l [liter] [amount under normal conditions]) / (amount of catalyst subjected to interaction, l [liter] )

Термин "стандартное состояние" в настоящем документе обозначает состояние материала, помещенного при температуре 0°C и при 101,325 кПа (абсолютное давление).The term "standard condition" as used herein refers to the condition of a material placed at a temperature of 0 ° C and at 101.325 kPa (absolute pressure).

При приготовлении к получению акриловой кислоты посредством каталитического газофазного окисления пропилена молекулярным кислородом, катализатор в форме цилиндрических гранул, имеющих наружный диаметр 4 мм и высоту 3 мм, получают как катализатор для первой ступени, для преобразования пропилена в акролеин и акриловую кислоту, посредством приготовления порошка оксида металла, имеющего композицию, представленную как Mo(12)Bi(5)Co(3)Ni(2)Fe(0,4)Na(0,4)B(0,2)K(0,08)Si(24)O(x), и формования порошка. Кроме того, катализатор в форме колец, имеющих наружный диаметр 5 мм, внутренний диаметр 2 мм и высоту 3 мм, получают как катализатор для последней ступени, для преобразования акролеина в акриловую кислоту, посредством приготовления порошка оксида металла, имеющего композицию, представленную как Mo(12)V(2,4)Ni(15)Nb(1)Cu(1)Sb(59)Si(7)O(x), и формования порошка. В формулах, (x) из O(x) представляет собой значение, определяемое по состоянию окисления каждого оксида металла.When preparing to obtain acrylic acid by catalytic gas-phase oxidation of propylene with molecular oxygen, a catalyst in the form of cylindrical granules having an outer diameter of 4 mm and a height of 3 mm is obtained as a catalyst for the first step for converting propylene to acrolein and acrylic acid by preparing an oxide powder a metal having a composition represented as Mo (12) Bi (5) Co (3) Ni (2) Fe (0.4) Na (0.4) B (0.2) K (0.08) Si (24 ) O (x), and powder molding. In addition, a ring-shaped catalyst having an outer diameter of 5 mm, an inner diameter of 2 mm and a height of 3 mm is obtained as a catalyst for the last step to convert acrolein to acrylic acid by preparing a metal oxide powder having a composition represented as Mo ( 12) V (2,4) Ni (15) Nb (1) Cu (1) Sb (59) Si (7) O (x), and powder molding. In the formulas, (x) from O (x) is a value determined by the oxidation state of each metal oxide.

В качестве реакторов пластинчатого типа, используют реакторы, имеющие структуру, показанную на фиг.42. Две тонких пластины из нержавеющей стали (толщина, 1 мм), имеющих гофрированную форму, соединяют друг с другом с формированием проходов для теплоносителя для регулирования температуры реакции. Период (L) и высота (H) гофрировки, которые иллюстрируются на фиг.43, и количество изгибов гофрировки показаны в таблице 4.As plate type reactors, reactors having the structure shown in FIG. 42 are used. Two thin plates of stainless steel (thickness, 1 mm), having a corrugated shape, are connected to each other with the formation of passages for the coolant to control the reaction temperature. The corrugation period (L) and height (H), which are illustrated in FIG. 43, and the number of corrugation bends are shown in Table 4.

Пара таких гофрированных пластин-теплообменников, полученных посредством соединения, в качестве реактора первой ступени, набивают катализатором для первой ступени, в то время как другую пару в качестве реактора для последней ступени набивают катализатором для последней ступени. Таким образом, формируют слои катализатора. В каждом реакторе, из реактора первой ступени и последней ступени, слой катализатора разделяют на реакционную зону (S1), реакционную зону (S2) и реакционную зону (S3), расположенные со стороны входа в направлении потока реакционного газа, как показано в таблице 4, в соответствии с описаниями формы гофрировки. Как показано на фиг.42, каждая пара гофрированных пластин-теплообменников располагается параллельно, и расстояние между ними (P на фиг.43) регулируется при 26 мм. Пластины-теплообменники имеют ширину 114 мм. A pair of such corrugated heat exchanger plates obtained by bonding as a first stage reactor is packed with a catalyst for the first stage, while another pair as a reactor for the last stage is packed with a catalyst for the last stage. In this way, catalyst beds are formed. In each reactor, from the reactor of the first stage and the last stage, the catalyst layer is divided into a reaction zone (S1), a reaction zone (S2) and a reaction zone (S3) located on the inlet side in the direction of reaction gas flow, as shown in table 4, in accordance with the descriptions of the form of corrugation. As shown in FIG. 42, each pair of corrugated heat exchanger plates is arranged in parallel, and the distance between them (P in FIG. 43) is adjustable at 26 mm. Heat exchanger plates have a width of 114 mm.

Таблица 4Table 4 Реактор первой ступениFirst stage reactor Период гофрировки, L (мм)Corrugation period, L (mm) Высота гофрировки, H (мм)Corrugation Height, H (mm) Количество изгибов гофрировкиNumber of bends of corrugation Количество катализатора (литры)Amount of catalyst (liters) Первая реакционная зона (S1)The first reaction zone (S1) 4040 20twenty 15fifteen   Вторая реакционная зона (S2)The second reaction zone (S2) 4040 1616 11eleven   Третья реакционная зона (S3)Third reaction zone (S3) 30thirty 1010 2323         ВсегоTotal 3,223.22 Реактор последней ступени Last stage reactor Период гофрировки, L (мм)Corrugation period, L (mm) Высота гофрировки, H (мм)Corrugation Height, H (mm) Количество изгибов гофрировкиNumber of bends of corrugation Количество катализатора (литр)Amount of catalyst (liter) Первая реакционная зона (S1)The first reaction zone (S1) 4040 20twenty 1919   Вторая реакционная зона (S2)The second reaction zone (S2) 4040 1616 1010   Третья реакционная зона (S3)Third reaction zone (S3) 30thirty 1010 1919         ВсегоTotal 2,912.91

Количества катализатора, показанные в таблице 4, представляют собой результаты измерений объема, при котором объем каждого слоя катализатора измеряют посредством удерживания реактора в вертикальном положении, присоединения пластины к самому нижнему слою катализатора и наливания воды сверху. Количества катализатора используют для вычисления нагрузки исходных материалов.The amounts of catalyst shown in Table 4 are volume measurements in which the volume of each catalyst layer is measured by holding the reactor upright, attaching the plate to the lowermost catalyst layer, and pouring water from above. Amounts of catalyst are used to calculate the load of the starting materials.

Смесь исходных материалов (далее упоминается как газ реакционной смеси), содержащая 9,5% моль пропилена, проходит, как исходные материалы, от входа (реакционная зона (S1)) реактора первой ступени. Газ реакционной смеси содержит кроме пропилена 15,2% моль кислорода, 65,9% моль азота и 9,4% моль водяного пара.A mixture of starting materials (hereinafter referred to as reaction gas), containing 9.5% mole of propylene, passes as starting materials from the inlet (reaction zone (S1)) of the first stage reactor. The gas of the reaction mixture contains, in addition to propylene, 15.2% mol of oxygen, 65.9% mol of nitrogen and 9.4% mol of water vapor.

Катализатор первой ступени набивают в реактор первой ступни, показанный в таблице 4, и осуществляют реакцию окисления пропилена. В качестве теплоносителя, используют NeoSK-OIL (зарегистрированное торговое наименование 1400, производится Soken Tecnix Co., Ltd). Теплоноситель подается в реакционную зону (S1) - реакционную зону (S3) после регулировки, с тем, чтобы он имел температуры, соответствующие этим зонам. Скорость введения теплоносителя регулируется так, чтобы скорость потока теплоносителя составляла 0,7 м/сек или выше.The first stage catalyst is packed into the first stage reactor, shown in table 4, and the propylene oxidation reaction is carried out. NeoSK-OIL (registered trade name 1400, manufactured by Soken Tecnix Co., Ltd) is used as a heat transfer medium. The coolant is supplied to the reaction zone (S1) - the reaction zone (S3) after adjustment, so that it has temperatures corresponding to these zones. The rate of introduction of the coolant is controlled so that the flow rate of the coolant is 0.7 m / s or higher.

Газ реакционной смеси, имеющий концентрацию пропилена 9,5% моль, вводится на вход реактора при скорости 5,670 л/час [количество при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа)]. Температуры теплоносителя, подающегося в реакционные зоны (S1), (S2) и (S3), регулируют при 342°C, 329°C и 329°C, соответственно. Скорость введения пропилена составляет 539 л/час, количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) (далее также упоминается как л, н.у./час). Давление на входе реактора составляет 0,109 МПа (мегапаскалей в датчике), и разность давлений между входом и выходом слоя катализатора реактора (потери давления) является исключительно малой, 14 кПа.The gas of the reaction mixture, having a propylene concentration of 9.5% mol, is introduced into the reactor inlet at a speed of 5.670 l / h [amount under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa)]. The temperatures of the coolant fed to the reaction zones (S1), (S2) and (S3) are controlled at 342 ° C, 329 ° C and 329 ° C, respectively. The propylene injection rate is 539 l / h, the amount under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) (hereinafter also referred to as l, n.o./h). The pressure at the reactor inlet is 0.109 MPa (megapascals in the sensor), and the pressure difference between the inlet and outlet of the reactor catalyst layer (pressure loss) is extremely small, 14 kPa.

Выходной газ анализируют с помощью газовой хроматографии. В результате, преобразование пропилена составляет 97,2%, выход акриловой кислоты составляет 10,1% и выход акролеина составляет 81,7%. Нагрузка пропилена составляет 167 л/час, количество при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) (далее упоминается также как л, н.у./час).The outlet gas is analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of propylene is 97.2%, the yield of acrylic acid is 10.1% and the yield of acrolein is 81.7%. The propylene load is 167 l / h, the amount under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) (hereinafter also referred to as l, n.o./h).

Пример 7Example 7

Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 6, за исключением того, что температуры теплоносителя, подающегося в реакционные зоны (S1), (S2) и (S3), регулируют при 360°C, 345°C и 329°C, соответственно. Выходной газ анализируют с помощью газовой хроматографии. В результате, преобразование пропилена составляет 98,3% и общий выход акриловой кислоты и акролеина составляет 92,7%.The reaction is carried out in the same manner as in Example 6, except that the temperatures of the coolant supplied to the reaction zones (S1), (S2) and (S3) are controlled at 360 ° C, 345 ° C and 329 ° C, respectively . The outlet gas is analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of propylene is 98.3% and the total yield of acrylic acid and acrolein is 92.7%.

Пример 8Example 8

Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 6, за исключением того, что скорость введения газа реакционной смеси увеличивают до 7,817 л/час, количество при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) и что температуры теплоносителя, подающегося в реакционные зоны (S1), (S2) и (S3), регулируют при 342°C, 335°C и 334°C, соответственно. Скорость введения пропилена составляет 743 л, н.у./час.The reaction is carried out in the same manner as in Example 6, except that the gas injection rate of the reaction mixture is increased to 7.817 l / hr, the amount under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) and that the temperature of the coolant fed to the reaction zones (S1), (S2) and (S3) are adjusted at 342 ° C, 335 ° C and 334 ° C, respectively. The propylene injection rate is 743 L, n.o./h.

Выходной газ анализируют с помощью газовой хроматографии. В результате, преобразование пропилена составляет 95,4%, выход акриловой кислоты составляет 11,5% и выход акролеина составляет 79,2%. Нагрузка пропилена составляет 231 л, н.у./л·час. Давление на входе в реактор составляет 0,134 МПа (мегапаскалей в датчике), и потери давления в слое катализатора реактора составляют 30 кПа (килопаскаль).The outlet gas is analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of propylene is 95.4%, the yield of acrylic acid is 11.5% and the yield of acrolein is 79.2%. The propylene load is 231 l, nos / l · h. The pressure at the inlet to the reactor is 0.134 MPa (megapascals in the sensor), and the pressure loss in the catalyst bed of the reactor is 30 kPa (kilopascals).

Пример 9Example 9

Газ на выходе реакторе, получаемый в Примере 8, вводят в реактор последней ступени, и акролеин окисляют с получением акриловой кислоты. Воздух, в качестве источника молекулярного кислорода для реакции окисления, и азот подают при скорости 2186 л/час количество при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) и 680 л/час [количество при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа)], соответственно, и смешивают с выходным газом реактора первой ступни, и эту смесь вводят в реактор последней ступени.The gas at the outlet of the reactor obtained in Example 8 is introduced into the reactor of the last stage, and the acrolein is oxidized to produce acrylic acid. Air, as a source of molecular oxygen for the oxidation reaction, and nitrogen are supplied at a rate of 2186 l / hr under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa) and 680 l / hr [amount under normal conditions (temperature, 0 ° C ; 101.325 kPa)], respectively, and mixed with the exhaust gas of the reactor of the first stage, and this mixture is introduced into the reactor of the last stage.

Температуры теплоносителя, подающегося в реакционные зоны (S1), (S2) и (S3) реактора последней ступени составляют 284°C, 278°C и 278°C, соответственно. Скорость введения теплоносителя регулируют так, что скорость потока теплоносителя в проходах для теплоносителя каждой реакционной зоны составляет 0,4 м/сек или выше. Давление на входе реактора последней ступени составляет 0,097 МПа (мегапаскалей в датчике), и потеря давления в слое катализатора реактора составляет 29 кПа (килопаскаль).The temperatures of the coolant fed to the reaction zones (S1), (S2) and (S3) of the last stage reactor are 284 ° C, 278 ° C and 278 ° C, respectively. The coolant injection rate is controlled so that the coolant flow rate in the coolant passages of each reaction zone is 0.4 m / s or higher. The pressure at the inlet of the last stage reactor is 0.097 MPa (megapascals in the sensor), and the pressure loss in the catalyst bed of the reactor is 29 kPa (kilopascals).

Выходной газ анализируют с помощью газовой хроматографии. В результате, преобразования акролеина составляет 99,4%, выход акриловой кислоты по отношению к пропилену, вводимому в реактор первой ступни, составляет 86,3%, и нагрузка акролеина составляет 201 л, н.у./л·час.The outlet gas is analyzed by gas chromatography. As a result, the conversion of acrolein is 99.4%, the yield of acrylic acid relative to the propylene introduced into the first foot reactor is 86.3%, and the acrolein load is 201 L, n.o./L · h.

Примеры 10-12 и сравнительные примеры 3 и 4Examples 10-12 and comparative examples 3 and 4

Реакцию осуществляют таким же способом, как в Примере 6, за исключением того, что газ реакционной смеси, который должен подвергаться взаимодействию, заменяют газом, имеющим композицию, состоящую из 9,4% моль пропилена, 15,2% моль кислорода, 65,9% моль азота и 9,5% моль водяного пара, что газ реакционной смеси вводят так, чтобы получить нагрузку пропилена 219 л, н.у./л·час, и что температуры теплоносителя, подающегося в реакционные зоны (S1), (S2) и (S3), регулируются при температурах, показанных в таблице 2. Результаты анализа выходного газ с помощью газовой хроматографии показаны в таблице 5. Реакцию дополнительно продолжают в течение 230 часов или более. В результате, преобразование и выход являются стабильными, и не наблюдается никаких признаков повреждения катализатора.The reaction is carried out in the same manner as in Example 6, except that the gas of the reaction mixture to be reacted is replaced with a gas having a composition consisting of 9.4% mol of propylene, 15.2% mol of oxygen, 65.9 % mol of nitrogen and 9.5% mol of water vapor, that the gas of the reaction mixture is introduced so as to obtain a propylene load of 219 L, n.o./L · h, and that the temperature of the coolant supplied to the reaction zones (S1), (S2 ) and (S3), are regulated at the temperatures shown in table 2. The results of the analysis of the exhaust gas using gas XP matografii shown in Table 5. The reaction was further continued for 230 hours or more. As a result, the conversion and yield are stable, and no signs of damage to the catalyst are observed.

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 13 и сравнительный пример 5Example 13 and comparative example 5

Используют реактор пластинчатого типа, который представляет собой реактор первой ступни и который имеет такой же период (L), высоту (H), количество изгибов гофрировки и расстояние между гофрированными листами P, как те, которые показаны в таблице 4, но имеют ширину пластины-теплообменника 96 мм. Этот тип реактора с пластинами-теплообменниками набивают катализатором для последней ступени. Высота набивки составляет 1,8 м, и количество катализатора составляет 2,5 л (литр).Use a plate type reactor, which is a first-stage reactor and which has the same period (L), height (H), the number of bends of the corrugation and the distance between the corrugated sheets P, as those shown in table 4, but have a plate width heat exchanger 96 mm. This type of reactor with plate heat exchangers is packed with catalyst for the last stage. The packing height is 1.8 m and the amount of catalyst is 2.5 l (liter).

Сравнительный Пример 5 осуществляют следующим образом. Трубку из нержавеющей стали, имеющую внутренний диаметр 27 мм, используют в качестве реакционной трубки, и катализатор для последней ступени набивают в реакционную трубку до высоты набивки 1,8 м, с получением трубчатого реактора. Количество катализатора составляет 1,0 л.Comparative Example 5 is as follows. A stainless steel tube having an inner diameter of 27 mm was used as a reaction tube, and the catalyst for the last stage was packed into the reaction tube to a packing height of 1.8 m to obtain a tubular reactor. The amount of catalyst is 1.0 l.

Реактор пластинчатого типа и трубчатый реактор фиксируют в вертикальном положении, и в них сверху подают воздух при комнатной температуре. Давление на входе и давление на выходе измеряют для определения потерь давления в каждом слое катализатора. Результаты этого измерения показаны в таблице 6. The plate-type reactor and the tubular reactor are fixed in a vertical position, and air is supplied from above at room temperature. The inlet pressure and outlet pressure are measured to determine the pressure loss in each catalyst bed. The results of this measurement are shown in table 6.

Таблица 6Table 6 РеакторReactor Скорость прохождения газаGas flow rate НагрузкаLoad Потери давленияPressure loss   л, н.у./л·часl, n.o./l · hour м3/часm 3 / hour Содержание пропилена принимают как 9,5% моль
(л, н.у./л·час)The propylene content is taken as 9.5% mol
(l, n.o./l · hour) кПа (килопаскаль)kPa (kilopascal) Пластинчатого типаPlate type 1,0001,000 2,52,5 9595 2,52,5 Пластинчатого типаPlate type 2,0002,000 5,05,0 190190 7,67.6 Пластинчатого типаPlate type 3,0003,000 7,57.5 285285 1616 РеакторReactor Скорость прохождения газаGas flow rate НагрузкаLoad Потеря давленияPressure loss   л, н.у./л·часl, n.o./l · hour м3/часm 3 / hour Пропилен, 9,5 % (л, н.у./л·час)Propylene, 9.5% (l, n.o./l · hour) кПа (килопаскаль)kPa (kilopascal) Трубчатый реакторTubular reactor 1,0001,000 1,01,0 9595 66 Трубчатый реакторTubular reactor 2,0002,000 2,02.0 190190 1717 Трубчатый реакторTubular reactor 3,0003,000 3,03.0 285285 30thirty

Термин "скорость прохождения газа [л, н.у./л·час]" в настоящем документе означает скорость введения газа на л (литр) катализатора в час. Объем каждого газа приводится в терминах объема в стандартном состоянии (0°C, 101,325 кПа).The term "gas flow rate [l, ns / l · hour]" in this document means the rate of gas injection per liter (liter) of catalyst per hour. The volume of each gas is given in terms of volume in the standard state (0 ° C, 101.325 kPa).

Хотя настоящее изобретение описывается подробно и со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, специалисту в данной области будет понятно, что различные изменения и модификации могут быть проделаны в нем без отклонения от его духа и рамок.Although the present invention is described in detail and with reference to specific options for its implementation, the specialist in this field will be clear that various changes and modifications can be made in it without deviating from its spirit and scope.

Настоящая заявка основывается на заявке на патент Японии, поданной на 31 марта 2008 года (заявка № 2008-091298), на заявке на патент Японии, поданной 31 марта 2008 года (заявка № 2008-091705), на заявке на патент Японии, поданной 31 марта 2008 года (заявка № 2008-091818), и на заявке на патент Японии, поданной 24 декабря 2008 года (заявка № 2008-327973), содержание которых включается в настоящий документ в качестве ссылок.This application is based on the Japanese patent application filed on March 31, 2008 (application No. 2008-091298), on the Japanese patent application filed March 31, 2008 (application No. 2008-091705), on the Japanese patent application filed 31 March 2008 (application No. 2008-091818), and on the Japanese patent application filed December 24, 2008 (application No. 2008-327973), the contents of which are incorporated herein by reference.

Реакторы пластинчатого типа имеют ту проблему, что пластины-теплообменники, во время изготовления реакторов, располагаются в положениях, отклоняющихся от конструктивного значения, и желаемые результаты реакции, которые устанавливаются, когда реакторы конструируются, не получаются с помощью реальных реакторов пластинчатого типа. Однако первый реактор пластинчатого типа и способ изготовления реактора предусматривают технологию, при которой диапазон допусков относительного расположения пластин-теплообменников конкретизируется и пластины-теплообменники фиксируются в этом диапазоне допусков. Таким образом, первый способ получения реакционного продукта, где температура теплоносителя контролируется, и нет структурных изменений реактора пластинчатого типа, может использоваться для установления технологии, для получения желаемых результатов реакции с помощью реального реактора пластинчатого типа. Ожидается, что возможность использования реакторов пластинчатого типа при промышленном получении реакционных продуктов посредством газофазных каталитических реакций сильно повышается. Следовательно, настоящее изобретение, как ожидается, приведет к дополнительным разработкам в области получения реакционных продуктов, посредством газофазных каталитических реакций.Lamellar type reactors have the problem that the heat exchanger plates, during the manufacture of the reactors, are located in positions that deviate from the design value, and the desired reaction results that are established when the reactors are constructed are not obtained using real plate type reactors. However, the first plate type reactor and the method of manufacturing the reactor provide a technology in which the tolerance range of the relative position of the plate heat exchangers is specified and the plate heat exchangers are fixed in this tolerance range. Thus, the first method of obtaining a reaction product, where the temperature of the coolant is controlled and there are no structural changes in the plate type reactor, can be used to establish the technology, to obtain the desired reaction results using a real plate type reactor. It is expected that the possibility of using plate-type reactors in the industrial production of reaction products through gas-phase catalytic reactions is greatly increased. Therefore, the present invention is expected to lead to further developments in the preparation of reaction products through gas-phase catalytic reactions.

В реакторах пластинчатого типа, имеются случаи, когда реакция контролируется посредством регулировки толщины слоя катализатора. В таком реакторе пластинчатого типа, сложнее равномерно набить катализатор по всему реактору. Однако, во втором реакторе пластинчатого типа, катализатор может соответствующим образом набиваться быстро, точно и просто. Эффективность установки реакторов пластинчатого типа и эффективность их обслуживания и периодической инспекции, как ожидается, заметно улучшится.In plate type reactors, there are cases where the reaction is controlled by adjusting the thickness of the catalyst layer. In such a plate type reactor, it is more difficult to uniformly fill the catalyst throughout the reactor. However, in the second plate type reactor, the catalyst can be appropriately packed up quickly, accurately and simply. The installation efficiency of plate-type reactors and the efficiency of their maintenance and periodic inspection are expected to improve markedly.

Второй способ получения реакционного продукта имеет следующие воздействия. При способе получения, при котором исходные материалы вводятся в реактор пластинчатого типа, набитый катализатором, и исходные материалы взаимодействуют, с получением реакционного продукта, предотвращается уменьшение результатов реакции из-за неоднородного состояния набивки катализатора. Ожидается получение желаемых результатов реакции в соответствии с рабочими характеристиками катализатора и дальнейшее улучшение результатов реакции с использованием улучшенного катализатора.The second method of obtaining the reaction product has the following effects. In the production method, in which the starting materials are introduced into a plate type reactor packed with a catalyst and the starting materials are reacted to produce a reaction product, the reduction of the reaction results due to the non-uniform state of the catalyst packing is prevented. The desired reaction results are expected to be consistent with the performance of the catalyst and further improvement of the reaction results using the improved catalyst.

Третий способ получения реакционного продукта имеет следующие воздействия. При способе получения, при котором исходные материалы вводятся в реактор пластинчатого типа, набитый катализатором, и исходные материалы взаимодействуют, с получением реакционного продукта, предотвращается увеличение потерь давления реакционного газа, проходящего через катализатор, когда технологическая нагрузка исходных материалов на единицу количества катализатора увеличивается. Кроме того, соответствующим образом контролируется тепло, генерируемое реакцией. Таким образом, выход желаемого реакционного продукта может улучшаться, предотвращая в то же время возникновение горячих пятен и повреждение катализатора.The third method of obtaining the reaction product has the following effects. In the production method, in which the starting materials are introduced into the plate type reactor packed with the catalyst and the starting materials are reacted to produce the reaction product, the pressure loss of the reaction gas passing through the catalyst is prevented from increasing when the technological load of the starting materials per unit amount of catalyst is increased. In addition, the heat generated by the reaction is appropriately controlled. Thus, the yield of the desired reaction product can be improved while preventing the occurrence of hot spots and damage to the catalyst.

Следовательно, настоящее изобретение имеет большое промышленное значение.Therefore, the present invention is of great industrial importance.

Claims (31)

1. Реактор пластинчатого типа, содержащий реакционную емкость для взаимодействия газообразных исходных материалов внутри нее, множество пластин-теплообменников, расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство для введения теплоносителя для подачи теплоносителя, имеющего желаемую температуру, в пластины-теплообменники, при этом каждая из пластин-теплообменников содержит множество трубок-теплообменников, соединенных друг с другом по периферии или по краям формы поперечного сечения, причем устройство для введения теплоносителя представляет собой устройство, подающее теплоноситель в трубки-теплообменники пластин-теплообменников, расположенных в реакционной емкости, где в пространстве между противоположными пластинами-теплообменниками конструктивное значение расстояния между поверхностями пластин-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном к плоскости, по отношению к которой плоскости, состоящие из осей пластин-теплообменников, являются эквидистантными, составляет 5-50 мм и отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения составляет от -0,6 до +2,0 мм.1. The plate-type reactor containing a reaction vessel for the interaction of gaseous starting materials within it, a plurality of heat exchanger plates located side by side in the reaction vessel, and a device for introducing a heat carrier for supplying a heat carrier having a desired temperature to the heat exchanger plates, wherein each of the heat exchanger plates contains a plurality of heat exchanger tubes connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape, the device for introducing the heat carrier spruce is a device that supplies coolant to the tube heat exchangers of the heat exchanger plates located in the reaction vessel, where in the space between the opposite heat exchanger plates the design value of the distance between the surfaces of the heat exchanger plates, as measured in the direction perpendicular to the plane with respect to which the planes consisting of the axes of the heat exchanger plates are equidistant, 5-50 mm and the deviation of the real value of the distance between the surface and of the design value is from -0.6 to +2.0 mm. 2. Реактор пластинчатого типа по п.1, в котором пластины-теплообменники имеют длину в аксиальном направлении 5 м или меньше.2. The plate type reactor according to claim 1, wherein the plate heat exchangers have an axial length of 5 m or less. 3. Реактор пластинчатого типа по п.1, который дополнительно имеет промежуточную вставку для формирования заданного расстояния между пластинами-теплообменниками.3. The plate type reactor according to claim 1, which further has an intermediate insert for forming a predetermined distance between the heat exchanger plates. 4. Реактор пластинчатого типа по п.1, в котором каждая из пластин-теплообменников представляет собой пластину, полученную посредством соединения двух стальных листов, сформированных в виде формы, состоящей из ряда из множества половинок, каждая из которых образована посредством разделения пополам формы поперечного сечения трубки-теплообменника вдоль оси пластины-теплообменника.4. The plate type reactor according to claim 1, wherein each of the heat exchanger plates is a plate obtained by joining two steel sheets formed into a mold consisting of a series of many halves, each of which is formed by halving the cross-sectional shape heat exchanger tubes along the axis of the heat exchanger plate. 5. Реактор пластинчатого типа по п.1, в котором отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения меньше на входной стороне в направлении прохождения газа исходных материалов через пространство между пластинами-теплообменниками.5. The plate-type reactor according to claim 1, in which the deviation of the real value of the distance between the surfaces from the structural value is less on the input side in the direction of passage of the gas of the starting materials through the space between the plate heat exchangers. 6. Реактор пластинчатого типа по п.5, в котором отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы в газе исходных материалов имеют преобразование 70% или ниже, меньше, чем отклонение реального значения расстояния между поверхностями от конструктивного значения, как измерено на участке, где исходные материалы имеют преобразование выше, чем 70%.6. The plate type reactor according to claim 5, in which the deviation of the real value of the distance between the surfaces from the structural value, as measured in the area where the starting materials in the gas of the starting materials have a conversion of 70% or lower, is less than the deviation of the real value of the distance between the surfaces from the design value, as measured in the area where the starting materials have a conversion higher than 70%. 7. Реактор пластинчатого типа по пп.1-6, в котором пространство имеет общий объем 3 л или больше.7. The plate type reactor according to claims 1 to 6, in which the space has a total volume of 3 l or more. 8. Реактор пластинчатого типа по п.1, который дополнительно имеет устройство для измерения температуры, для измерения, по меньшей мере, на двух участках, температуры слоя катализатора, образованного посредством набивки катализатора в это пространство.8. The plate type reactor according to claim 1, which further has a device for measuring temperature, for measuring, in at least two sections, the temperature of the catalyst layer formed by packing the catalyst into this space. 9. Способ получения реакционного продукта посредством взаимодействия газа исходных материалов в присутствии катализатора с получением газообразного реакционного продукта с использованием реактора пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость и множество пластин-теплообменников, расположенных в ней бок о бок, в котором катализатор набивают в пространство между пластинами-теплообменниками с формированием слоя катализатора, при этом способ включает стадию, на которой газообразные исходные материалы поступают в реакционную емкость и проходят через слой катализатора, и стадию, на которой теплоноситель, имеющий заданную температуру, подают во множество трубок-теплообменников, составляющих пластины-теплообменники, где реактор пластинчатого типа, как описано в любом из пп.1-8, используют в качестве реактора пластинчатого типа, и теплоноситель, который подают в трубки-теплообменники, имеет температуру, которая делает температуру слоя катализатора равной пиковой температуре, равной заданному значению пиковой температуры слоя катализатора, причем заданное значение задают, когда конструируется реактор пластинчатого типа.9. A method of obtaining a reaction product by reacting a gas of starting materials in the presence of a catalyst to obtain a gaseous reaction product using a plate-type reactor that contains a reaction vessel and a plurality of heat exchanger plates located side by side in it, in which the catalyst is packed into the space between the plates -heat exchangers with the formation of a catalyst layer, the method includes a stage in which gaseous starting materials enter the reaction capacity and pass through the catalyst bed, and the stage at which the coolant having a predetermined temperature is fed into a plurality of heat exchanger tubes constituting the plate heat exchangers, where the plate type reactor, as described in any one of claims 1 to 8, is used as a reactor the plate type, and the coolant that is supplied to the heat exchanger tubes has a temperature that makes the temperature of the catalyst layer equal to the peak temperature equal to a predetermined peak temperature of the catalyst layer, and the predetermined value The setting is specified when the plate type reactor is designed. 10. Способ получения реакционного продукта по п.9, в котором реакция исходных материалов, содержащихся в газе исходных материалов, которая осуществляется в присутствии катализатора, представляет собой экзотермическую реакцию.10. The method of obtaining the reaction product according to claim 9, in which the reaction of the starting materials contained in the gas of the starting materials, which is carried out in the presence of a catalyst, is an exothermic reaction. 11. Способ получения реакционного продукта по п.10, в котором реакционный продукт представляет собой одно соединение из акролеина и акриловой кислоты, или как то, так и другое, одно соединение из метакролеина и метакриловой кислоты, или как то, так и другое, малеиновую кислоту, фталевую кислоту, этилепоксид, парафин, спирт, ацетон и фенол или бутадиен.11. The method for producing the reaction product of claim 10, wherein the reaction product is one compound of acrolein and acrylic acid, or both, one compound of methacrolein and methacrylic acid, or both maleic acid, phthalic acid, ethylene oxide, paraffin, alcohol, acetone and phenol or butadiene. 12. Способ изготовления реактора пластинчатого типа, который содержит реакционную емкость для взаимодействия газообразных исходных материалов в ней, множество пластин-теплообменников, расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство для введения теплоносителя, для подачи теплоносителя, имеющего желаемую температуру, в пластины-теплообменники, каждая из которых содержит множество трубок-теплообменников, соединенных друг с другом по периферии или по краям формы поперечного сечения, причем устройство для введения теплоносителя представляет собой устройство, подают теплоноситель в трубки-теплообменники пластин-теплообменников, расположенных в реакционной емкости, способ включает стадию, на которой пластины-теплообменники размещают, в то же время оставляя пространство между ними, так что в пространстве между противоположными пластинами-теплообменниками расстояние между поверхностями пластин-теплообменников, как измерено в направлении, перпендикулярном к плоскости, по отношению к которой плоскости, состоящие из осей пластин-теплообменников, являются эквидистантными, равно конструктивному значению, а трубки-теплообменники соединяют с устройством для введения теплоносителя.12. A method of manufacturing a plate type reactor, which contains a reaction vessel for the interaction of gaseous starting materials in it, a plurality of heat exchanger plates located side by side in the reaction vessel, and a device for introducing a heat carrier for supplying a heat carrier having a desired temperature into the plates heat exchangers, each of which contains a plurality of heat exchanger tubes connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape, moreover, a device for introducing heat carrier I am a device, feed the coolant into the tube-heat exchangers of the plate-heat exchangers located in the reaction vessel, the method includes the stage at which the plate-heat exchangers are placed, while at the same time leaving a space between them, so that the distance between the opposite plate-heat exchangers is between the surfaces of the heat exchanger plates, as measured in a direction perpendicular to the plane with respect to which the planes consisting of the axes of the heat exchanger plates are equi distant, equal to the structural value, and the heat exchanger tubes are connected to a device for introducing a coolant. 13. Способ изготовления реактора пластинчатого типа по п.12, в котором каждая из пластин-теплообменников предпочтительно представляют собой пластину-теплообменник, полученную посредством соединения двух стальных листов, сформированных в виде формы, состоящей из ряда из множества половинок, каждая из которых образована посредством разделения пополам формы поперечного сечения трубки-теплообменника вдоль оси пластины-теплообменника, сформированные стальные листы представляют собой сформированные стальные листы, в которых отклонение от конструктивного значения, установленного для формирования стального листа, находится в пределах ±0,5 мм.13. The method of manufacturing a plate type reactor according to item 12, in which each of the plate heat exchangers are preferably a plate heat exchanger obtained by joining two steel sheets formed in the form of a mold consisting of a number of many halves, each of which is formed by halving the cross-sectional shape of the heat exchanger tube along the axis of the heat exchanger plate, the formed steel sheets are formed steel sheets in which the deviation from the structural value set for the formation of the steel sheet is within ± 0.5 mm. 14. Способ изготовления реактора пластинчатого типа по п.12, в котором пластины-теплообменники представляют собой пластины-теплообменники, имеющие длину в аксиальном направлении 5 м или меньше.14. A method of manufacturing a plate type reactor according to claim 12, wherein the plate heat exchangers are plate heat exchangers having an axial length of 5 m or less. 15. Способ изготовления реактора пластинчатого типа по любому из пп.12-14, который дополнительно включает стадию, на которой пластины-теплообменники размещают, перед соединением с устройством для введения теплоносителя, в реакционной емкости через промежуточную вставку, формирующую между пластинами-теплообменниками пространство, которое делает расстояние между поверхностями пластин-теплообменников равным конструктивному значению.15. A method of manufacturing a plate-type reactor according to any one of claims 12-14, which further comprises the step of placing the heat exchanger plates in the reaction vessel through an intermediate insert forming a space between the heat exchanger plates before connecting to the heat transfer medium device, which makes the distance between the surfaces of the plate heat exchangers equal to the design value. 16. Реактор пластинчатого типа, содержащий реакционную емкость для взаимодействия исходных материалов внутри нее, множество пластин-теплообменников, содержащих трубки-теплообменники и расположенных бок о бок в реакционной емкости, и устройство, которое подает теплоноситель в трубки-теплообменники, причем реакционная емкость представляет собой емкость, где поступающие исходные материалы проходят через пространство между соседними пластинами-теплообменниками перед высвобождением и каждая из пластин-теплообменников содержит множество трубок-теплообменников, соединенные друг с другом по периферии или по краям формы поперечного сечения, при этом пространство между соседними пластинами-теплообменниками набито катализатором, а реактор пластинчатого типа дополнительно содержит одну или несколько перегородок, разделяющих пространство между соседними пластинами-теплообменниками, вдоль направления прохождения газа внутри реакционной емкости, на множество секций для удерживания набитого катализатора внутри них.16. The plate type reactor containing a reaction vessel for the interaction of the starting materials within it, a plurality of heat exchanger plates containing heat exchanger tubes and located side by side in the reaction vessel, and a device that delivers the heat transfer medium to the heat exchanger tubes, wherein the reaction vessel is a container where incoming raw materials pass through the space between adjacent heat exchanger plates before release and each of the heat exchanger plates contains about heat exchanger tubes connected to each other at the periphery or at the edges of the cross-sectional shape, while the space between adjacent heat exchanger plates is packed with a catalyst, and the plate type reactor additionally contains one or more partitions separating the space between adjacent heat exchanger plates, along the direction the passage of gas inside the reaction vessel, into many sections to hold the packed catalyst inside them. 17. Реактор пластинчатого типа по п.16, в котором множество секций имеют одинаковый объем.17. The plate type reactor according to clause 16, in which many sections have the same volume. 18. Реактор пластинчатого типа по п.16, в котором объем каждой из множества секций составляет 1-100 л.18. The plate type reactor according to clause 16, in which the volume of each of the many sections is 1-100 liters 19. Реактор пластинчатого типа по и. 18, в котором объем каждой из множества секций составляет 2-25 л.19. The plate reactor according to and. 18, in which the volume of each of the many sections is 2-25 liters. 20. Реактор пластинчатого типа по п.16, который дополнительно имеет множество газопроницаемых пробок, которые имеют проницаемость для газа и которые фиксируются с возможностью свободного удаления на краях секций для закрывания краев секций для удерживания катализатора, расположенного в каждой секции.20. The plate type reactor according to clause 16, which further has a plurality of gas permeable plugs that are gas permeable and which are fixed with the possibility of free removal at the edges of the sections to close the edges of the sections to hold the catalyst located in each section. 21. Реактор пластинчатого типа по п.20, в котором либо перегородки, либо пластины-теплообменники, либо как то, так и другое, имеют первую замковую деталь для закрепления газопроницаемых пробок, и каждая из газопроницаемых пробок содержит газопроницаемую пластину, имеющую проницаемость для газа и не позволяющую катализатору проходить через нее, деталь юбки, расположенную перпендикулярно к газопроницаемой пластине на части периферийных краев газопроницаемой пластины или на всех их, и вторую замковую деталь, расположенную в детали юбки и закрепленную с возможностью свободного удаления в первой замковой детали.21. The plate type reactor according to claim 20, in which either the baffles or the heat exchanger plates, or both, have a first locking part for securing gas-permeable plugs, and each of the gas-permeable plugs contains a gas-permeable plate having gas permeability and not allowing the catalyst to pass through it, a part of the skirt located perpendicular to the gas-permeable plate on part of the peripheral edges of the gas-permeable plate or on all of them, and a second locking part located in the part of the skirt and eplennuyu with the possibility of free disposal in the first part of the castle. 22. Реактор пластинчатого типа по п.16, в котором интервалы между перегородками из множества перегородок составляют 0,1-1 м.22. The plate type reactor according to clause 16, in which the intervals between the partitions of the many partitions are 0.1-1 m 23. Способ получения реакционного продукта с использованием реактора пластинчатого типа по любому из пп.16-22,
включающий стадию, на которой теплоноситель, имеющий желаемую температуру, подают в трубки-теплообменники, и стадию, на которой исходные материалы поступают в набитое катализатором пространство между соседними пластинами-теплообменниками с получением реакционного продукта, высвобождающегося из пространства, где
исходные материалы включают: этилен; по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, или, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода; углеводорода, имеющего 4 или более атомов углерода; ксилола и/или нафталина; олефина; карбонильного соединения; кумена гидропероксида; бутена или этилбензола, и
реакционный продукт включает: этиленоксид; по меньшей мере, один из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода; малеиновую кислоту; фталевую кислоту; парафин; спирт; ацетон и фенол; бутадиен или стирол.23. The method of obtaining the reaction product using a plate type reactor according to any one of paragraphs.16-22,
comprising a step in which a heat carrier having a desired temperature is supplied to the heat exchanger tubes, and a step in which the starting materials enter the space filled with the catalyst between adjacent heat exchanger plates to produce a reaction product released from the space where
starting materials include: ethylene; at least one compound selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol, or at least one compound selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 atoms carbon; a hydrocarbon having 4 or more carbon atoms; xylene and / or naphthalene; olefin; carbonyl compound; cumene hydroperoxide; butene or ethylbenzene, and
the reaction product includes: ethylene oxide; at least one of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms; maleic acid; phthalic acid; paraffin; alcohol; acetone and phenol; butadiene or styrene. 24. Способ получения одного или нескольких реакционных продуктов, выбранных из группы, состоящей из ненасыщенных углеводородов, ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, в котором осуществляют:
(A) введение смеси исходных материалов, содержащих молекулярный кислород и, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, в реактор пластинчатого типа, снабженный слоем катализатора, сформированным между пластинами-теплообменниками, и каталитическое окисление исходных материалов в газовой фазе с получением, по меньшей мере, одного реакционного продукта, выбранного из группы, состоящей из ненасыщенных углеводородов и ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, или
(B) использование реактора пластинчатого типа, снабженного слоем катализатора, сформированным между пластинами-теплообменниками, введение смеси исходных материалов, содержащих молекулярный кислород и, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, и каталитическое окисление исходных материалов в газовой фазе с получением, по меньшей мере, одного реакционного продукта, выбранного из группы, состоящей из ненасыщенных жирных кислот, имеющих 3-4 атома углерода, где
реактор пластинчатого типа разделен на множество реакционных зон, отличающихся по средней толщине слоя катализатора, и, независимо, теплоноситель с регулируемой температурой подастся во множество реакционных зон для удаления через пластины-теплообменники тепла, генерируемого посредством окисления, и для независимого контроля внутренней температуры слоя катализатора,
температура T(S1) теплоносителя, который подается в реакционную зону S1, расположенную ближе всего к входу для смеси исходных материалов, выше, чем температура T(S2) теплоносителя, который подастся в реакционную зону S2, соседнюю с реакционной зоной S1 и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов,
когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов составляет 150 л/ч в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа) или более на литр катализатора, и
когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов составляет 160 л/ч, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа), или более на литр катализатора.24. A method of obtaining one or more reaction products selected from the group consisting of unsaturated hydrocarbons, unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms, and unsaturated fatty acids having 3-4 carbon atoms, in which:
(A) introducing a mixture of starting materials containing molecular oxygen and at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol into a plate-type reactor equipped with a catalyst bed formed between the heat exchanger plates, and the catalytic oxidation of the starting materials in the gas phase to produce at least one reaction product selected from the group consisting of unsaturated hydrocarbons and unsaturated aliphatic a icedehydes having 3-4 carbon atoms, or
(B) using a plate type reactor equipped with a catalyst layer formed between the heat exchanger plates, introducing a mixture of starting materials containing molecular oxygen and at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atom, and catalytic oxidation of the starting materials in the gas phase to produce at least one reaction product selected from the group consisting of unsaturated fatty acids having 3-4 atoms ma carbon where
the plate type reactor is divided into many reaction zones differing in the average thickness of the catalyst layer, and, independently, the temperature-controlled coolant is fed into the many reaction zones to remove heat generated by oxidation through the plate heat exchangers and to independently control the internal temperature of the catalyst layer,
the temperature T (S1) of the coolant that is supplied to the reaction zone S1, which is closest to the input for the mixture of starting materials, is higher than the temperature T (S2) of the coolant that is fed to the reaction zone S2 adjacent to and located after the reaction zone S1 along the flow of the mixture of starting materials,
when at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the load of the starting materials is 150 l / h in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C ; 101.325 kPa) or more per liter of catalyst, and
when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized, the loading of the starting materials is 160 l / h, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa), or more per liter of catalyst. 25. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором, когда температура теплоносителя, который подают в любую неуказанную реакционную зону S(j), выражается как T(Sj), и температура теплоносителя, который подают в реакционную зону S(j+1), соседнюю с реакционной зоной S(j) и расположенную после нее по ходу потока смеси исходных материалов, выражается как T(Sj+l), тогда T(Sj) и T(Sj+1) удовлетворяют соотношению T(Sj)-T(Sj+1)≥5.25. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which, when the temperature of the coolant that is supplied to any unspecified reaction zone S (j) is expressed as T (Sj), and the temperature of the coolant that is fed to the reaction zone S (j + 1), adjacent to the reaction zone S (j) and located after it along the flow of the mixture of starting materials, is expressed as T (Sj + l), then T (Sj) and T (Sj + 1) satisfy the relation T (Sj) - T (Sj + 1) ≥5. 26. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором количество реакционных зон предпочтительно равно 2-5, и средняя толщина слоя катализатора в реакционной зоне увеличивается от входа для смеси исходных материалов по направлению к выходу для нее.26. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which the number of reaction zones is preferably equal to 2-5, and the average thickness of the catalyst layer in the reaction zone increases from the entrance to the mixture of starting materials towards the exit for it. 27. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из углеводородов, имеющих 3-4 атома углерода, и третичного бутанола, нагрузка исходных материалов составляет 170-290 л/ч, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа), на литр катализатора.27. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which when at least one starting material selected from the group consisting of hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and tertiary butanol is oxidized, the load of the starting materials is 170- 290 l / h, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa), per liter of catalyst. 28. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором, когда окисляется, по меньшей мере, один исходный материал, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенных алифатических альдегидов, имеющих 3-4 атома углерода, нагрузка исходных материалов составляет 180-300 л/ч, в терминах количества при нормальных условиях (температура, 0°C; 101,325 кПа), на литр катализатора.28. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which when at least one starting material selected from the group consisting of unsaturated aliphatic aldehydes having 3-4 carbon atoms is oxidized, the load of the starting materials is 180-300 l / hr, in terms of quantity under normal conditions (temperature, 0 ° C; 101.325 kPa), per liter of catalyst. 29. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором преобразование исходных материалов на выходе реакционного продукта из реактора пластинчатого типа составляет 90% или выше.29. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which the conversion of the starting materials at the outlet of the reaction product from the plate type reactor is 90% or higher. 30. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором исходный материал представляет собой пропилен, и температуры теплоносителя, который подают во множество реакционных зон, составляют 320-400°C.30. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which the starting material is propylene, and the temperature of the coolant, which is served in many reaction zones, are 320-400 ° C. 31. Способ получения реакционного продукта по п.24, в котором исходный материал представляет собой акролеин, и температуры теплоносителя, который подают во множество реакционных зон, составляют 250-320°C. 31. The method of obtaining the reaction product according to paragraph 24, in which the starting material is acrolein, and the temperature of the coolant, which is served in many reaction zones, are 250-320 ° C.
RU2010144507/05A 2008-03-31 2009-03-30 Plate-type reactors, methods of their production and method of producing reaction product using plate-type reactor RU2489203C2 (en)

Applications Claiming Priority (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008091705 2008-03-31
JP2008091818 2008-03-31
JP2008-091818 2008-03-31
JP2008091298 2008-03-31
JP2008-091298 2008-03-31
JP2008-091705 2008-03-31
JP2008-327973 2008-12-24
JP2008327973A JP6088120B2 (en) 2008-12-24 2008-12-24 Plate type reactor, method for producing the same, and method for producing a reaction product using the reactor
PCT/JP2009/056567 WO2009123151A1 (en) 2008-03-31 2009-03-30 Plate type reactor, manufacturing method therefor, and reaction product manufacturing method using the plate type reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010144507A RU2010144507A (en) 2012-05-10
RU2489203C2 true RU2489203C2 (en) 2013-08-10

Family

ID=41135525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010144507/05A RU2489203C2 (en) 2008-03-31 2009-03-30 Plate-type reactors, methods of their production and method of producing reaction product using plate-type reactor

Country Status (3)

Country Link
CN (3) CN101977678A (en)
RU (1) RU2489203C2 (en)
WO (1) WO2009123151A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575382C1 (en) * 2014-12-12 2016-02-20 Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") System for distribution of flows between heat exchangers connected in series
RU2731464C2 (en) * 2016-07-01 2020-09-03 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Heat exchanger comprising a device for distribution of liquid-gas mixture
RU201548U1 (en) * 2020-06-16 2020-12-21 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Plate heat exchanger

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2975922B1 (en) * 2011-06-06 2013-05-31 Arkema France PLATE REACTOR WITH INJECTION IN SITU
CN102688725B (en) * 2012-07-02 2014-04-09 西南石油大学 Hot plate type reactor
DE102015122129A1 (en) * 2015-12-17 2017-06-22 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Reactor for carrying out exo- or endothermic reactions
JP6728781B2 (en) * 2016-03-03 2020-07-22 株式会社Ihi Reactor
CN117556274B (en) * 2024-01-11 2024-03-15 北京英沣特能源技术有限公司 Temperature data anomaly analysis method for heat pipe backboard

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2824755A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-22 Physiques Et Chimiques Modular reactor for an exothermic reaction with reaction and heat-extracting plates alternating in a sandwich, with channels for catalyst and reaction, and for exchange fluid respectively
RU2285690C2 (en) * 2000-06-20 2006-10-20 Басф Акциенгезельшафт Method for preparing acrolein and/or acrylic acid

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4401644B2 (en) * 2002-11-22 2010-01-20 三菱化学エンジニアリング株式会社 Plate type catalytic reactor and method for producing (meth) acrylic acid, etc.
DE10361456A1 (en) * 2003-12-23 2005-07-28 Basf Ag Preparation of (meth)acrolein and (meth)acrylic acid by catalytic oxidation of hydrocarbon precursors, using reactor divided by vertical thermal plates and fitted with sensors to monitor temperature
KR101196047B1 (en) * 2003-12-23 2012-11-02 바스프 에스이 Method for the production of methacrolein and/or methacrylic acid by means of heterogeneously catalyzed partial oxidation of c3 and/or c4 precursor compounds
JP4507711B2 (en) * 2004-06-15 2010-07-21 三菱化学株式会社 Catalytic reactor

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2285690C2 (en) * 2000-06-20 2006-10-20 Басф Акциенгезельшафт Method for preparing acrolein and/or acrylic acid
FR2824755A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-22 Physiques Et Chimiques Modular reactor for an exothermic reaction with reaction and heat-extracting plates alternating in a sandwich, with channels for catalyst and reaction, and for exchange fluid respectively

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2575382C1 (en) * 2014-12-12 2016-02-20 Публичное акционерное общество криогенного машиностроения (ПАО "Криогенмаш") System for distribution of flows between heat exchangers connected in series
RU2731464C2 (en) * 2016-07-01 2020-09-03 Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод Heat exchanger comprising a device for distribution of liquid-gas mixture
RU201548U1 (en) * 2020-06-16 2020-12-21 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Plate heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009123151A1 (en) 2009-10-08
CN101977678A (en) 2011-02-16
RU2010144507A (en) 2012-05-10
CN104707540A (en) 2015-06-17
CN104803834A (en) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2489203C2 (en) Plate-type reactors, methods of their production and method of producing reaction product using plate-type reactor
AU2012211334B2 (en) Monolithic reactor
EP2049626B1 (en) Low pressure drop reforming reactor
JP6254974B2 (en) Reactor panel for catalytic process
CA2691566A1 (en) Process for performing an endothermic reaction
JP5239667B2 (en) Plate reactor and method for producing reaction product using the same
WO2003031050A1 (en) Heat exchange reactor
JP5617213B2 (en) Plate reactor and reaction product production method
CN106999885A (en) Reactor and its application method
JP2010149105A (en) Reaction method using heat-exchange type reactor
EP3431175B1 (en) Method of packing a packing material into a plate-type reactor
JP6088120B2 (en) Plate type reactor, method for producing the same, and method for producing a reaction product using the reactor
US20110060149A1 (en) Process for preparing ethylene oxide
JP5708711B2 (en) Plate reactor, reaction product production method using the same, and catalyst filling method
JP2010042339A (en) Plate-type reactor
JP5169784B2 (en) Plate type reactor and method for producing reaction product using the same
JP5532652B2 (en) Plate reactor and reaction product production method
JP5835420B2 (en) Plate reactor and reaction product production method
JP2010155188A (en) Plate-type reactor, method for producing reaction product by using the same and method for packing catalyst
US20110130573A1 (en) Method for producing phthalic acid anhydride
JP2010069344A (en) Plate-type reactor
WO2017212341A1 (en) Systems for heating multi-tubular reactors

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20171102

PD4A Correction of name of patent owner