RU2809250C2 - Способ загрузки гранул - Google Patents
Способ загрузки гранул Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809250C2 RU2809250C2 RU2021128254A RU2021128254A RU2809250C2 RU 2809250 C2 RU2809250 C2 RU 2809250C2 RU 2021128254 A RU2021128254 A RU 2021128254A RU 2021128254 A RU2021128254 A RU 2021128254A RU 2809250 C2 RU2809250 C2 RU 2809250C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- reaction tube
- reaction
- diameter portion
- loading
- Prior art date
Links
- 239000008187 granular material Substances 0.000 title claims abstract description 243
- 238000011068 loading method Methods 0.000 title claims abstract description 111
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 263
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 125000002485 formyl group Chemical class [H]C(*)=O 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 53
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 26
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 24
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000003405 preventing effect Effects 0.000 description 9
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 8
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 2
- MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N methamphetamine Chemical compound CN[C@@H](C)CC1=CC=CC=C1 MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- RGCLLPNLLBQHPF-HJWRWDBZSA-N phosphamidon Chemical compound CCN(CC)C(=O)C(\Cl)=C(/C)OP(=O)(OC)OC RGCLLPNLLBQHPF-HJWRWDBZSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical group [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Группа изобретений относится к вариантам способа загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок. В способе загрузку гранул осуществляют при вставке и подвешивании линейного элемента в реакционной трубке, которая имеет эффективную длину 1000 мм или более. Линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный на верхней стороне, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром. Участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше и 0,2 мм или больше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb), который больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и составляет 5,0-15,0 мм, и длина участка с малым диаметром от верхнего конца реакционной трубки составляет 10,0 мм или более. Расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более. Техническим результатом является обеспечение равномерной загрузки катализатора в реакционные трубки, исключение повреждения гранул и забивания реакционных трубок гранулами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 13 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001]
Настоящее изобретение относится к способу загрузки гранул катализатора и т.п. в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок. Настоящее изобретение относится к способу загрузки гранул, способному плавно и равномерно загружать гранулы без образования разницы в высоте загруженных слоев гранул и плотности загрузки между отдельными реакционными трубками, предотвращая в то же время повреждение гранул и забивание реакционных трубок гранулами при загрузке.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002]
До настоящего времени вертикальный реактор со множеством трубок широко использовался в процессе получения ненасыщенной карбоновой кислоты, такой как (мет)акриловая кислота, и ненасыщенного альдегида.
[0003]
Вертикальный реактор со множеством трубок включает в себя трубчатый барабан (основной корпус реактора), верхнюю и нижнюю трубные решетки, расположенные соответственно на верхнем и нижнем концах трубчатого барабана, и множество реакционных трубок, установленных между верхней и нижней трубными решетками. В вертикальном реакторе со множеством трубок текучая среда сырья подается так, чтобы она протекала через реакционные трубки, и текучая среда сырья в реакционных трубках нагревается теплоносителем, текущим снаружи реакционных трубок. В вертикальном реакторе со множеством трубок может быть получена эффективная реакция, потому что текучая среда сырья разделяется так, чтобы она протекала через множество реакционных трубок, так что нагревание или охлаждение могут равномерно выполняться с помощью теплоносителя, текущего вокруг реакционных трубок.
[0004]
Обычно гранулы катализатора (твердого катализатора, такого как катализатор на носителе) и неактивное вещество, служащее разбавителем, загружаются в отдельные реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок в зависимости от цели реакции. Эти гранулы должны быть равномерно загружены во все реакционные трубки, чтобы сформировать слои гранул с одинаковой высотой и одинаковой плотностью загрузки. Если плотности и высоты загруженных слоев гранул не будут одинаковы, может образоваться разность перепадов давления или смещение потока текучей среды сырья между реакционными трубками, когда текучая среда сырья поступает для прохождения через реакционные трубки. Следовательно, одинаковые результаты реакции не могут быть получены во всех реакционных трубках.
[0005]
Также для случая загруженного слоя гранул в одной реакционной трубке, если гранулы не загружаются с одинаковой плотностью во всех положениях, образуется смещение потока текучей среды сырья в реакционной трубке, ухудшая таким уровень результатов реакции.
Ухудшение уровня результатов реакции приводит к проблемам, включающим не только уменьшение выхода реакции, уменьшение селективности реакции и увеличение количества побочных продуктов, но также и уменьшение эффективности катализатора и сокращение срока его службы, когда гранулы представляют собой катализатор.
[0006]
До настоящего времени загрузка гранул в реакционную трубку выполнялась посредством помещения гранул в реакционную трубку, установленную в вертикальном направлении, сверху реакционной трубки так, чтобы гранулы падали под действием силы тяжести. Однако этот способ может физически повреждать гранулы (ломать или измельчать в порошок) из-за ударов, вызываемых падением, и может приводить к неравномерной плотности загрузки и забивке.
[0007]
Для решения вышеупомянутой проблемы предлагаются способы вставки в реакционную трубку элемента в виде струны, спирального элемента или элемента в виде цепочки и загрузки гранул с помощью этих элементов (см., например, Патентные документы (PTL) 1-3).
Эти способы используют эффект, заключающийся в том, что скорость падения гранул снижается, потому что падающие гранулы контактируют с нитью или подобным элементом, вставленным в реакционную трубку (такой эффект в данном описании называется «способствующим эффектом»). За счет уменьшения скорости падения гранул предотвращается их повреждение.
[0008]
Патентный документ 1: JP5-31351A
Патентный документ 2: JP2004-195279A
Патентный документ 3: JP2005-169345A
[0009]
Вышеописанные способы предшествующего уровня техники имеют следующие проблемы, поскольку должное внимание не уделяется внешнему диаметру струноподобного элемента и т.д.
1) Гранулы обычно загружаются в реакционную трубку при помощи струноподобного элемента через воронку, прикрепленную к верхнему участку реакционной трубки. В это время падению гранул препятствует струноподобный элемент. Следовательно, гранулы могут вызвать забивку на выходе из воронки и в некоторых случаях не могут загружаться плавно.
2) Даже когда струноподобный элемент используется, гранулы могут быть повреждены, и в некоторых случаях могут образовываться различия в плотностях и высотах загрузки слоев гранул между отдельными реакционными трубками.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0010]
Задачей настоящего изобретения является предложить способ загрузки гранул, позволяющего при загрузке гранул в отдельные реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок плавно и равномерно загружать гранулы в реакционные трубки для формирования слоев загруженных гранул с одинаковой высотой, предотвращая повреждение гранул и забивку реакционных трубок загружаемыми гранулами.
РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ
[0011]
Авторы изобретения обнаружили, что вышеописанные проблемы могут быть решены посредством регулирования внешнего диаметра линейного элемента, используемого для загрузки гранул, раздельно на верхней и нижней стороне, а также посредством установки расстояния между слоем загруженных гранул, сформированным в реакционной трубке, и нижним концом линейного элемента, так, чтобы оно было равно предопределенному значению или более.
Сущность настоящего изобретения заключается в следующем.
[0012]
[1] Способ загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, установленного в вертикальном направлении, посредством опускания гранул сверху каждой из реакционных трубок без использования воронки, в котором загрузку гранул осуществляют при вставке и подвешивании линейного элемента в реакционной трубке, которая имеет эффективную длину 1000 мм или более, и этот линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный на верхней стороне, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром, причем участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb) на 5,0-15,0 мм больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и длина участка с малым диаметром от верхнего конца реакционной трубки составляет 10,0 мм или более, и расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более.
[0013]
[2] Способ загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, установленного в вертикальном направлении, посредством опускания гранул сверху каждой из реакционных трубок через воронку, включающую в себя участок корпуса воронки, расположенный на стороне приема гранул, и участок ножки, имеющий цилиндрическую форму и расположенный на стороне выпуска гранул, в котором загрузку гранул осуществляют при вставке участка ножки в реакционную трубку и вставке и подвешивании линейного элемента через участок ножки воронки и подвешивании линейного элемента в реакционной трубке, которая имеет эффективную длину 1000 мм или более, и этот линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный на верхней стороне, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром, причем участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb) на 5,0-15,0 мм больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и длина участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляет 10,0 мм или более, и расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более.
[0014]
[3] Способ загрузки гранул по п. [2], в котором диаметр отверстия участка ножки воронки составляет не менее 0,6 от внутреннего диаметра реакционной трубки.
[0015]
[4] Способ загрузки гранул по любому из пп. [1] - [3], в котором реакционная трубка имеет внутренний диаметр 22,0-35,0 мм.
[0016]
[5] Способ загрузки гранул по любому из пп. [1] - [4], в котором каждая из гранул имеет размер 3,0-15,0 мм.
[0017]
[6] Способ загрузки гранул по любому из пп. [1] - [5], в котором вертикальный реактор со множеством трубок является реактором для получения ненасыщенного альдегида.
[0018]
[7] Способ загрузки гранул по любому из пп. [1] - [5], в котором вертикальный реактор со множеством трубок является реактором для получения ненасыщенной карбоновой кислоты.
ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0019]
В соответствии с настоящим изобретением при загрузке гранул в отдельные реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок гранулы могут быть равномерно и плавно загружены в реакционные трубки для формирования слоев загруженных гранул с одинаковой высотой и плотностью загрузки, предотвращая при этом повреждение гранул и забивку реакционных трубок загружаемыми гранулами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0020]
[Фиг. 1] Фиг. 1 иллюстрирует реакционную трубку и линейный элемент, когда никакой воронки не используется в способе загрузки гранул в соответствии с настоящим изобретением; в частности Фиг. 1a показывает вид сверху, а Фиг. 1b показывает вертикальное поперечное сечение.
[Фиг. 2] Фиг. 2 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее реакционную трубку и линейный элемент, когда в способе загрузки гранул в соответствии с настоящим изобретением используется воронка.
[Фиг. 3] Фиг. 3 представляет собой вид в перспективе, иллюстрирующий размер гранулы.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0021]
Далее будут подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения.
[0022] [Способ загрузки гранул без использования воронки]
Способ загрузки гранул без использования воронки в соответствии с настоящим изобретением является способом загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, установленного в вертикальном направлении, посредством опускания гранул сверху каждой из реакционных трубок без использования воронки, в котором загрузку гранул осуществляют в таком состоянии, что линейный элемент вставлен и подвешен в реакционной трубке, которая имеет эффективную длину 1000 мм или более, и этот линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный на верхней стороне, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром, причем участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb) на 5,0-15,0 мм больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и длина участка с малым диаметром от верхнего конца реакционной трубки составляет 10,0 мм или более, и расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более.
[0023]
Линейный элемент, используемый в вышеописанном способе, описывается со ссылкой на Фиг. 1a и 1b.
Фиг. 1a и 1b иллюстрируют состояние, в котором линейный элемент вставлен и подвешен в реакционной трубке в способе загрузки гранул в соответствии с настоящим изобретением без использования воронки. Фиг. 1a представляет собой вид сверху, а Фиг. 1b - вертикальное поперечное сечение. Ссылочная цифра 1 обозначает реакционную трубку, 2 обозначает линейный элемент, 3 обозначает слой загруженных гранул, и 4 обозначает подвеску, на которой подвешен линейный элемент 2.
[0024]
Линейный элемент 2 имеет участок 2A с малым диаметром на верхней стороне и участок 2B с большим диаметром, непрерывно проходящий на нижней стороне от участка 2A с малым диаметром, в состоянии, когда линейный элемент 2 вставлен и подвешен в реакционной трубке 1. Участок 2A с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше, а участок 2B с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb) на 5,0-15,0 мм больший, чем наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром. Длина LA участка 2A с малым диаметром в реакционной трубке 1, а именно длина LA от верхнего конца реакционной трубки 1 до нижнего конца участка 2A с малым диаметром составляет 10,0 мм или более. Расстояние Lx между верхней поверхностью слоя 3 загруженных гранул, сформированного в реакционной трубке 1, и нижним концом линейного элемента 2, вставленного в реакционную трубку 1, составляет 100 мм или более.
Наружный диаметр линейного элемента 2 подразумевает диаметр того участка линейного элемента 2, который имеет максимальный диаметр в поперечном сечении, перпендикулярном к продольному направлению линейного элемента 2.
[0025]
Если наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром линейного элемента 2 превышает 5,0 мм, эффект предотвращения забивки во время загрузки гранул благодаря участку 2A с малым диаметром не может быть получен в достаточной степени. Если наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром является слишком малым, способствующий эффект для падающих гранул благодаря линейному элементу 2 не может быть получен в достаточной степени, и прочность линейного элемента 2 в некоторых случаях уменьшается. Предпочтительно, чтобы наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром составлял 0,2 мм или более, в частности 1,0 мм или более, и 4,5 мм или меньше, в частности 3,0 мм или меньше.
[0026]
Если длина LA участка 2A с малым диаметром составляет менее 10,0 мм, эффект предотвращения забивки во время загрузки гранул благодаря участку 2A с малым диаметром не может быть получен в достаточной степени. Если длина LA участка 2A с малым диаметром является слишком большой, способствующий эффект для падающих гранул благодаря линейному элементу 2 в некоторых случаях не может быть получен в достаточной степени. Длина LA участка 2A с малым диаметром предпочтительно составляет 10,0-500 мм и более предпочтительно 10,0-100 мм.
[0027]
Наружный диаметр (Rb) участка 2B с большим диаметром линейного элемента 2 превышает наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром и составляет 5,0-15,0 мм. Если наружный диаметр (Rb) участка 2B с большим диаметром составляет менее 5,0 мм, способствующий эффект для падающих гранул не может быть получен в достаточной степени. Если наружный диаметр (Rb) участка 2B с большим диаметром является слишком большим, расстояние между внутренней стенкой реакционной трубки 1 и линейным элементом 2 может быть слишком малым, и гранулы не смогут плавно падать и загружаться. Хотя это зависит от внутреннего диаметра реакционной трубки 1 и размера гранул, предпочтительно, чтобы наружный диаметр (Rb) участка 2B с большим диаметром составлял 5,0 мм или более, в частности 6,0 мм или более, и 12,0 мм или меньше, в частности приблизительно 10,0 мм или меньше.
[0028]
Полная длина линейного элемента 2 различается в зависимости от эффективной длины реакционной трубки, в которой применяется линейный элемент 2. Как проиллюстрировано на Фиг. 1b, полная длина линейного элемента 2 устанавливается такой, чтобы в состоянии, в котором линейный элемент 2 вставлен в реакционную трубку 1, расстояние Lx между верхней поверхностью слоя 3 загруженных гранул, сформированного в реакционной трубке 1 (а именно верхней поверхностью слоя загруженных гранул на конце загрузки гранул 10) и нижним концом линейного элемента 2, вставленного в реакционную трубку 1, составляло 100 мм или более. Иными словами, длина линейного элемента 2 устанавливается таким образом, чтобы в состоянии, в котором линейный элемент 2 вставлен в реакционную трубку 1, нижний конец линейного элемента 2 располагался выше верхней поверхности слоя 3 загруженных гранул внутри реакционной трубки 1 на 100 мм или более.
[0029]
Если расстояние Lx короче 100 мм, существует вероятность того, что, например, когда высота верхней поверхности слоя 3 загруженных гранул превышает предполагаемую высоту, верхняя поверхность слоя 3 загруженных гранул может располагаться выше нижнего конца линейного элемента 2, и линейный элемент 2 может препятствовать загрузке гранул.
[0030]
Если расстояние Lx является слишком большим, существует риск того, что расстояние, на которое гранулы падают в реакционной трубке 1 без помощи линейного элемента 2, может стать слишком длинным, и гранулы могут повредиться.
[0031]
Хотя это зависит от эффективной длины реакционной трубки 1, длина линейного элемента 2 предпочтительно проектируется таким образом, чтобы в состоянии, в котором линейный элемент 2 вставлен в реакционную трубку 1, слой 3 загруженных гранул формировался с расстоянием Lx 100-1500 мм, в частности 100-1200 мм, и с высотой слоя 300-2500 мм, в частности 300-2000 мм.
Хотя это зависит от эффективной длины реакционной трубки 1, предпочтительно, чтобы расстояние Lx составляло 2% или более, в частности 3% или более, и 50% или меньше, в частности 40% или меньше от эффективной длины реакционной трубки 1.
[0032]
Между участком 2A с малым диаметром и участком 2B с большим диаметром линейный элемент 2 может иметь участок с промежуточным диаметром. Диаметры участка 2A с малым диаметром и участка 2B с большим диаметром могут изменяться ступенчато или непрерывно. Диаметр может постепенно увеличиваться от участка 2A с малым диаметром к участка 2B с большим диаметром.
[0033]
Нет никаких конкретных ограничений на материалы и формы линейного элемента 2, если эти материалы и формы могут помочь падению гранул таким образом, чтобы уменьшить скорость падения, не препятствуя ему.
Примерами материалов линейного элемента 2 могут служить нержавеющие стали и пластмассы.
Линейный элемент 2 может иметь форму, например, нити (струны), цепи и спирали. Линейный элемент 2 предпочтительно является цепью. Более предпочтительно в линейном элементе 2 участок 2A с малым диаметром является шаровой цепью, состоящей из соединенных шариков с наружным диаметром, равным вышеупомянутому наружному диаметру (Ra) участка 2A с малым диаметром, а участок 2B с большим диаметром является кольцевой цепью, состоящей из соединенных колец с наружным диаметром, равным вышеупомянутому наружному диаметру (Rb) участка 2B с большим диаметром.
[0034]
В реакционную трубку могут быть вставлены два или более линейных элементов. Однако если в реакционную трубку вставляется слишком много линейных элементов, они вопреки намерению могут препятствовать падению гранул. Хотя это зависит от размера реакционной трубки, обычно предпочтительно, чтобы только один линейный элемент 2 вставлялся и подвешивался по центральной оси реакционной трубки 1.
[0035]
Линейный элемент 2 может быть вставлен и подвешен в реакционной трубке 1, как проиллюстрировано на Фиг. 1a и 1b, посредством установки на верхнем открытом конце реакционной трубки 1 подвески 4, включающей кольцо 4A с размером больше, чем наружный диаметр реакционной трубки 1, и стержень 4B, который проходит через кольцо 4A в радиальном направлении, и к которому присоединяется линейный элемент 2, и присоединения линейного элемента 2 к подвеске 4 так, чтобы он был вставлен и подвешен в реакционной трубке 1.
[0036]
Гранулы входят в реакционную трубку 1 через отверстие 4C подвески 4 и падают, загружаясь в реакционную трубку 1 при помощи линейного элемента 2.
[0037] [Способ загрузки гранул с использованием воронки]
Способ загрузки с использованием воронки в соответствии с настоящим изобретением является способом загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, установленного в вертикальном направлении, посредством опускания гранул сверху каждой из реакционных трубок через воронку, включающую в себя участок корпуса воронки, расположенный со стороны приема гранул, и участок ножки, имеющий цилиндрическую форму и расположенный со стороны выпуска гранул, в котором загрузка гранул осуществляется в таком состоянии, что участок ножки вставляется в реакционную трубку, и линейный элемент вставляется через участок ножки воронки и подвешивается в реакционной трубке, которая имеет эффективную длину 1000 мм или более, и этот линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный с верхней стороны, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром, причем участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb) на 5,0-15,0 мм больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и длина участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляет 10,0 мм или более, и расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более.
[0038]
Линейный элемент и воронка, используемые в вышеописанном способе, описываются со ссылкой на Фиг. 2.
Фиг. 2 представляет собой вертикальное поперечное сечение, иллюстрирующее состояние, в котором линейный элемент вставлен и подвешен в реакционной трубке через воронку в способе загрузки гранул в соответствии с настоящим изобретением с использованием воронки. На Фиг. 2 элементы с функциями, аналогичными функциям элементов, проиллюстрированных на Фиг. 1, обозначены теми же самыми ссылочными цифрами. Ссылочная цифра 5 обозначает воронку.
[0039]
Воронка 5 включает в себя участок 5A корпуса воронки с большим диаметром, расположенный на стороне приема гранул, и участок 5B ножки, расположенный на стороне выпуска гранул. Участок 5A корпуса воронки имеет по существу форму перевернутого конуса с диаметром, постепенно уменьшающимся к участку 5B ножки. Участок 5B ножки имеет цилиндрическую форму с постепенно уменьшающимся диаметром. Хотя участок 5B ножки воронки 5, проиллюстрированной на Фиг. 2, имеет диаметр, постепенно уменьшающийся в направлении вниз, участок 5B ножки может иметь цилиндрическую форму с постоянным диаметром. Нижнее выпускное отверстие участка 5B ножки имеет наклонный срез, хотя он может быть и горизонтальным.
[0040]
Внешний диаметр (Rc) участка 5B ножки воронки 5 означает минимальный диаметр участка 5B ножки. Нижний конец участка 5B ножки является выпускным концом участка 5B ножки и обозначен как 5x на Фиг. 2.
[0041]
Линейный элемент 2 имеет участок 2A с малым диаметром, расположенный с верхней стороны, и участок 2B с большим диаметром, расположенный с нижней стороны и непрерывно проходящий от участка 2A с малым диаметром в состоянии, в котором линейный элемент 2 вставлен и подвешен в реакционной трубке 1 через воронку 5. Участок 2A с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше, а участок 2B с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb) на 5,0-15,0 мм больший, чем наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром. Длина La от нижнего конца 5x участка 5B ножки воронки 5 внутри реакционной трубки 1 до нижнего конца участка 2A с малым диаметром составляет 10,0 мм или более. Расстояние Lx между верхней поверхностью слоя 3 загруженных гранул, сформированного в реакционной трубке 1, и нижним концом линейного элемента 2, вставленного в реакционную трубку 1, составляет 100 мм или более.
Как было описано выше, наружный диаметр линейного элемента 2 подразумевает диаметр того участка линейного элемента 2, который имеет максимальный диаметр в поперечном сечении, перпендикулярном к продольному направлению линейного элемента 2.
[0042]
Если наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром линейного элемента 2 превышает 5,0 мм, эффект предотвращения забивки во время загрузки гранул благодаря участку 2A с малым диаметром не может быть получен в достаточной степени. Если наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром является слишком малым, способствующий эффект для падающих гранул благодаря линейному элементу 2 не может быть получен в достаточной степени, и прочность линейного элемента 2 в некоторых случаях уменьшается. Предпочтительно, чтобы наружный диаметр (Ra) участка 2A с малым диаметром составлял 0,2 мм или более, в частности 1,0 мм или более, и 4,5 мм или меньше, в частности 3,0 мм или меньше.
[0043]
Если длина La участка 2A с малым диаметром от нижнего конца 5x участка 5B ножки воронки 5 составляет менее 10,0 мм, эффект предотвращения забивки во время загрузки гранул благодаря участку 2A с малым диаметром не может быть получен в достаточной степени. Если длина La участка 2A с малым диаметром является слишком большой, способствующий эффект для падающих гранул благодаря линейному элементу 2 в некоторых случаях не может быть получен в достаточной степени. Длина La участка 2A с малым диаметром предпочтительно составляет 10,0-500 мм и более предпочтительно 10,0-100 мм.
[0044]
Наружный диаметр (Ra) участка 2B с большим диаметром линейного элемента 2, расстояние Lx между нижним концом линейного элемента 2 и верхней поверхностью слоя 3 загруженных гранул, длина линейного элемента 2 во вставленном в реакционную трубку состоянии, высота формируемого слоя 3 загруженных гранул, а также материалы и формы линейного элемента 2 описаны выше в связи с вариантом осуществления, проиллюстрированным на Фиг. 1a и 1b.
[0045]
В варианте осуществления, проиллюстрированном на Фиг. 2, участок 2A с малым диаметром линейного элемента 2 может состоять из первого участка с малым диаметром, расположенного внутри воронки 5, и второго участка с малым диаметром, проходящего вниз от участка 5B ножки воронки 5, и наружный диаметр (Ra1) первого участка с малым диаметром может быть задан равным или меньше, чем наружный диаметр (Ra2) второй участка с малым диаметром.
Верхняя область участка 2A с малым диаметром линейного элемента 2 является областью, проходящей через воронку 5. Если расстояние между внутренней стенкой участка 5B ножки воронки 5 и участком 2A с малым диаметром является слишком малым, это в некоторых случаях может препятствовать загрузке гранул. Для обеспечения вышеупомянутого расстояния наружный диаметр (Ra1) первого участка с малым диаметром предпочтительно устанавливается как можно меньшим.
В таком случае наружный диаметр (Ra2) второго участка с малым диаметром равен вышеупомянутому наружному диаметру (Ra) участка 2A с малым диаметром. Наружный диаметр (Ra1) первого участка с малым диаметром предпочтительно устанавливается равным 5,0 мм или меньше, в частности 3,0 мм или меньше, и 1,0 мм или более.
[0046]
В этом варианте осуществления, использующем воронку 5, нет никаких конкретных ограничений на воронку 5. Диаметр (Rc) отверстия участка 5B ножки предпочтительно составляет не менее 0,6, более предпочтительно 0,65 или более, более предпочтительно не менее 0,7, еще более предпочтительно не менее 0,75, еще более предпочтительно не менее 0,8, и наиболее предпочтительно не менее 0,85 от внутреннего диаметра реакционной трубки 1. При задании наружного диаметра (Rc) участка 5B ножки не меньше вышеупомянутого значения нижнего предела может быть обеспечена плавная нагрузка при подавлении забивки даже при увеличении скорости загрузки. Нет никаких конкретных ограничений на верхний предел диаметра (Rc) отверстия участка 5B ножки, и наружный диаметр участка 5B ножки может быть равным внутреннему диаметру реакционной трубки 1.
[0047]
Длина (Lb на Фиг. 2), на которую участок 5B ножки воронки вставляется в реакционную трубку 1, обычно составляет приблизительно 20-70 мм.
[0048]
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 2, после их помещения в участок 5A корпуса воронки 5 гранулы проходят через отверстие 4C подвески 4, расположенной внутри участка 5A корпуса и входят в реакционную трубку 1 через участок 5B ножки воронки 5, чтобы падать и загружаться в реакционную трубку 1 при помощи линейного элемента 2.
[0049] [Реакционная трубка]
Независимо от того, используется ли воронка, реакционная трубка 1, к которой применяется настоящее изобретение, является реакционной трубкой, расположенной в вертикальном реакторе со множеством трубок, и имеет эффективную длину 1000 мм или более. Эффективная длина подразумевает длину пустой области в реакционной трубке и обычно почти равна расстоянию между верхней трубной решеткой и нижней трубной решеткой вертикального реактора со множеством трубок.
[0050]
Если эффективная длина реакционной трубки 1 составляет менее 1000 мм, повреждения, вызываемые падением гранул во время загрузки, являются менее проблематичными, даже когда настоящее изобретение не применяется. С этой точки зрения эффективная длина реакционной трубки 1 предпочтительно составляет 1000 мм или более, и более предпочтительно 1100 мм или более. С другой стороны, эффективная длина реакционной трубки 1 обычно составляет 10000 мм или меньше с точки зрения ограничений на размер вертикального реактора со множеством трубок.
[0051]
Внутренний диаметр реакционной трубки 1 предпочтительно составляет 22,0 мм или более, и более предпочтительно 24,0 мм или более с точки зрения падения и загрузки гранул описываемого позже размера при использовании линейного элемента 2 с вышеописанным наружным диаметром. Если внутренний диаметр реакционной трубки 1 является слишком большим, способствующий эффект для падающих гранул не может быть получен в достаточной степени даже с использованием линейного элемента 2. Кроме того, если внутренний диаметр реакционной трубки 1 является слишком большим, эффект нагревания или охлаждения реакционной трубки при использовании вертикального реактора со множеством трубок уменьшается, и эффект от множества реакционных трубок с относительно малым диаметром уменьшается. По этой причине внутренний диаметр реакционной трубки 1 предпочтительно составляет 35,0 мм или меньше и более предпочтительно 30,0 мм или меньше.
[0052] [Гранула]
Независимо от того, используется ли воронка, нет никаких конкретных ограничений на тип гранул, загружаемых в реакционную трубку 1 в настоящем изобретении. Гранула может быть катализатором для использования в реакции, или неактивным веществом, служащим разбавителем.
[0053]
Нет никаких конкретных ограничений на форму гранулы, и гранула может иметь любую форму из сферической, столбчатой, цилиндрической, кольцевой, кубической, хлопьевидной сетчатой и т.д.
[0054]
Нет никаких конкретных ограничений на размер гранулы. Размер гранулы предпочтительно составляет 3,0-15,0 мм и более предпочтительно 5,0-15,0 мм с точки зрения плавной загрузки гранул без повреждений и забивки при использовании линейного элемента 2 и реакционной трубки 1 вышеописанных размеров. Если размер гранулы меньше вышеупомянутого значения нижнего предела, зазор между гранулами в реакционной трубке может быть настолько малым, что будет приводить к повышению перепада давления, например, когда гранула является катализатором, а реакционная трубка предназначена для реакции в газовой фазе, в которой исходный газ подается с одного конца, и газ продукта реакции выходит из другого конца. Если размер гранулы превышает вышеупомянутое верхнее предельное значение, площадь контакта гранулы с исходным газом на единицу объема гранулы может уменьшиться, и реакция в газовой фазе может стать недостаточной.
[0055]
Размер гранулы подразумевает размер участка гранулы, в котором при размещении гранулы между двумя параллельными пластинами расстояние между этими двумя пластинами увеличивается до максимума. Например, когда гранула имеет форму сферы, размер гранулы равен диаметру сферы.
Когда гранула 10 имеет кольцевую, цилиндрическую или столбчатую форму, размер гранулы 10 обозначается буквой W, как показано на Фиг. 3.
Здесь
W2 = (наружный диаметр гранулы 10)2 + (высота гранулы 10)2
Например, в случае гранулы Рашига в форме кольца с внешним диаметром 10 мм, внутренним диаметром 6 мм и высотой 10 мм, которая используется в примерах, описанных ниже,
W2=102+102
W = √(2) × 10=14,1 мм.
[0056]
Гранулы, загружаемые в реакционную трубку, могут быть только одного типа или могут быть смесью двух или более типов гранул, которые различаются по их материалу, форме и/или размеру.
Слой загруженных гранул, состоящий из двух или более слоев различных типов гранул в направлении высоты, может быть сформирован посредством загрузки гранул I на начальной стадии загрузки с последующей загрузкой гранул II, отличающихся от гранул I.
[0057]
Нет никаких конкретных ограничений на скорость загрузки гранул. Скорость загрузки гранул различается в зависимости от размера гранул, размера реакционной трубки, формы используемого линейного элемента, механической прочности гранул и т.д. В случае гранул с размером 3,0-15,0 мм, например, забивка гранулами может быть легко подавлена посредством задания такой скорости загрузки гранул, чтобы загружаемый в секунду объем составлял 10,0-50 см3.
[0058] [Производство ненасыщенного альдегида и ненасыщенной карбоновой кислоты]
Нет никаких конкретных ограничений на области приложения способа загрузки гранул в соответствии с настоящим изобретением. Выгодные эффекты способа загрузки гранул в соответствии с настоящим изобретением эффективно проявляются особенно в том случае, когда гранулы катализатора и т.п. загружаются в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, который используется для получения ненасыщенного альдегида и ненасыщенной карбоновой кислоты.
[0059]
Ниже будет описан способ загрузки катализатора в вертикальный реактор со множеством трубок для получения ненасыщенной карбоновой кислоты с ненасыщенным альдегидом в качестве промежуточного соединения.
[0060]
В качестве катализаторов для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, такой как (мет)акриловая кислота, применяются катализатор, используемый для реакции 1-й стадии от олефина (пропилена или изобутилена) до ненасыщенного альдегида или ненасыщенной карбоновой кислоты, катализатор, используемый для реакции второй стадии от ненасыщенного альдегида до ненасыщенной карбоновой кислоты, и катализатор, используемый для реакции от алкана до ненасыщенной карбоновой кислоты.
[0061]
Пример катализатора, используемого в реакции первой стадии, выражается следующей общей формулой (I).
MoaWbBicFedAeBfCgDhEiOx (I)
Где Mo - молибден, W - вольфрам, Bi - висмут и Fe - железо. A - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из никеля и кобальта. B - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из натрия, калия, рубидия, цезия и таллия. C - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из щелочноземельных металлов. D - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из фосфора, теллура, сурьмы, олова, церия, свинца, ниобия, марганца, мышьяка, бора и цинка. E - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из кремния, алюминия, титана и циркония. O представляет собой кислород.
Кроме того, a, b, c, d, e, f, g, h, i и x обозначают атомные отношения Mo, W, Bi, Fe, A, B, C, D, E и O соответственно. В случае a=12 удовлетворяются условия 0≤b≤10, 0 < c≤10 (предпочтительно 0,1≤c≤10), 0 < d≤10 (предпочтительно 0,1≤d≤10), 2≤e≤15, 0≤f≤10, 0≤g≤10, 0≤h≤4, и 0≤i≤30. Кроме того, x обозначает значение, которое определяется в зависимости от степени окисления отдельных элементов.
[0062]
Пример катализатора, используемого в реакции второй стадии, выражается следующей общей формулой (II).
MoaVbXcCudYeSbfZgSihCiOj (II)
Где Mo - молибден, и V - ванадий. X - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из ниобия и вольфрама. Cu представляет собой медь. Y - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из магния, кальция, стронция, бария и цинка. Z - по меньшей мере один тип элемента, выбираемого из железа, кобальта, никеля, титана и висмута. Si представляет собой кремний, C - углерод, и O - кислород.
Кроме того, a, b, c, d, e, f, g, h и j обозначают атомные отношения Mo, V, X, Cu, Y, Sb, Z, Si, C и O, соответственно. В случае a=12 удовлетворяются условия 0 b≤12, 0 < c≤12, 0 < d≤12, 0≤e≤8, 0≤f≤500, 0≤g≤500, 0≤h≤500, и 0 i 500. Кроме того, j обозначает значение, которое определяется в зависимости от степени окисления отдельных элементов.
[0063]
Каждый из вышеупомянутых катализаторов может быть получен посредством смешивания водных растворов растворимых в воде солей предопределенных металлических компонентов в присутствии носителя, например, кремнезема или глинозема, в зависимости от необходимости, сушки полученной смеси, формования высушенной смеси в желаемую форму и ее обжига.
[0064]
Каждый из вышеупомянутых катализаторов может быть формованным катализатором, получаемым способом экструдирования или способом таблетирования, или катализатором на носителе, в котором композитный оксид, состоящий из компонентов катализатора, нанесен на неактивный носитель, такой как карбид кремния, оксид алюминия, оксид циркония или оксид титана.
[0065]
Нет никаких конкретных ограничений на форму катализатора. Катализатор может иметь любую форму из сферической, столбчатой, цилиндрической, кольцевой, звездчатой и т.д. В частности, использование кольцевого катализатора эффективно для предотвращения накопления тепла в горячей области.
[0066]
Вышеупомянутое вещество катализатора может также использоваться в комбинации с неактивным веществом. После объединения неактивного вещества с веществом катализатора полученная смесь может быть сформована в частицы аналогично частицам катализатора, описанным выше. Вместо этого после формования неактивного вещества в неактивные частицы подходящей формы эти частицы могут быть объединены с частицами, которые формуются аналогичным образом с использованием вещества катализатора.
[0067]
Нет никаких конкретных ограничений на неактивное вещество, если оно является стабильным и не влияет на реакцию в реакционной трубке, и неактивное вещество определяется подходящим образом в зависимости от намеченного использования. Различные типы неактивных материалов, известных в данной области техники, могут опционально использоваться в качестве неактивного вещества. Примерами неактивного вещества являются огнеупоры, такие как глинозем, оксид циркония, оксид титана, электрокорунд, муллит, карборунд, нержавеющая сталь, карбид кремния, стеатит, фарфор, железо и различная керамика.
[0068]
Нет никаких конкретных ограничений на форму неактивной частицы, сделанной из неактивного вещества. Неактивные частицы могут иметь, например, сферическую форму, столбчатую форму, цилиндрическую форму, сетчатую форму или пластинчатую форму. Насадки, сделанные из неактивного вещества, коммерчески доступны в различных формах. Примерами насадок, которые могут быть легко доступными по существу в той же самой форме, являются кольца Рашига, замковые седла, седла Берла, керамические шарики, насадка Макмагона, и насадка Диксона.
[0069]
Количество неактивного используемого вещества определяется сообразно с обстоятельствами в зависимости от каталитической активности объекта. Например, предпочтительно использовать метод разделения слоя катализатора, загруженного в реакционную трубку, и увеличения количества неактивного вещества, используемого в области около входа исходного газа, чтобы понизить каталитическую активность и подавить чрезмерное повышение температуры слоя катализатора в этой области, и/или уменьшения количества неактивного вещества, используемого в области около выхода газа, для увеличения каталитической активности, ускорения реакции и уменьшения остаточного количества исходного газа.
[0070]
Следующее описание сделано в предположении о неподвижном слое катализатора, в который исходный газ вводится сверху. Также можно использовать псевдоожиженный слой катализатора, в который исходный газ вводится снизу.
[0071]
Теплоноситель нагревается подходящими средствами, например, нагревательным устройством, таким как кипятильник или электронагреватель, до температуры, при которой вводимый исходный газ начинает реакцию. Когда реакция представляет собой реакцию газофазного контактного окисления, теплоноситель действует как хладагент, поглощая тепло, выделяемое в результате реакции окисления после начала реакции. В этом случае теплоноситель направляется к соответствующим средствам, таким как теплообменник, и охлаждается по мере необходимости.
[0072]
В качестве типичных промышленных методов реакции газофазного контактного окисления с получением ненасыщенного альдегида и (мет)акриловой кислоты известны однопроходный метод, метод рециркуляции непрореагировавшего алкана и метод рециркуляции отходящего газа сгорания.
[0073]
В соответствии с однопроходным методом на первой стадии реакции алкан, такой как пропилен (или изобутилен), воздух и водяной пар смешиваются и подаются через входное отверстие для исходного газа реакции каждой реакционной трубки вертикального реактора со множеством трубок для реакции первой стадии, в результате чего алкан превращается в основном в ненасыщенный альдегид, такой как мет(акролеин), и ненасыщенную карбоновую кислоту, такую как (мет)акриловая кислота. Выходящий газ подается в каждую реакционную трубку вертикального реактора со множеством трубок для реакции второй стадии без отделения от продуктов, тем самым окисляя ненасыщенный альдегид, такой как мет(акролеин), до ненасыщенной карбоновой кислоты, такой как (мет)акриловая кислота. При этом также в дополнение к газу, выходящему из реакции первой стадии, обычно подаются воздух и водяной пар, которые необходимы для проведения реакции второй стадии.
[0074]
Согласно методу рециркуляции непрореагировавшего алкана газообразный продукт реакции, содержащий ненасыщенную карбоновую кислоту, такую как (мет)акриловая кислота, получаемый на выходе реакции второй стадии, вводится в устройство для улавливания ненасыщенной карбоновой кислоты, и ненасыщенная карбоновая кислота улавливается водным раствором. Часть отходящего газа, содержащего непрореагировавший алкан, подается из улавливающего устройства к входному отверстию для исходного газа реакции первой стадии, в результате чего часть непрореагировавшего алкана возвращается в реакцию.
[0075]
В соответствии с методом рециркуляции отходящего газа сгорания газообразный продукт реакции, содержащий ненасыщенную карбоновую кислоту и получаемый на выходе из реактора для реакции второй стадии, вводится в устройство для улавливания ненасыщенной карбоновой кислоты, и ненасыщенная карбоновая кислота улавливается в водном растворе. Весь отходящий газ из улавливающего устройства окисляется посредством сжигания контактным способом, в результате чего непрореагировавший алкан и т.д., содержащийся в отходящем газе, превращается в основном в диоксид углерода и воду. Часть отходящего газа, при сжигании, подается на вход исходного газа для реакции первой стадии.
[0076]
В вышеописанной реакции, выполняемой с использованием вертикального реактора со множеством трубок, газовая смесь, содержащая, например, 4-15 об.% пропилена, 4-30 об.% кислорода, от 0 до 60 об.% водяного пара, и 20-80 об.% инертного газа, такого как азот или диоксид углерода, вводится в слой катализатора с температурой 250-450°C под давлением 50-200 кПа с объемной скоростью (SV) 300-5000 час-1.
ПРИМЕРЫ
[0077]
Далее настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылками на примеры. Настоящее изобретение не ограничивается следующими примерами, поскольку они не выходят за рамки настоящего изобретения.
[0078] <Измерение доли разрушенных гранул>
Гранулы, загруженные в реакционную трубку, вынимались из нее, и измерялся их вес. Из вынутых гранул визуально выбирались и собирались разрушенные. Измерялся вес собранных разрушенных гранул, и доля разрушенных гранул вычислялась с использованием следующей формулы.
Доля разрушенных гранул (мас.%) = (вес разрушенных гранул/вес вынутых гранул) × 100
[0079] <Пример 1>
Гранулы загружались в соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на Фиг. 2, с использованием воронки.
[0080]
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 30 мм и длину 4000 мм (эффективная длина 4000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Выполненная из алюминия воронка (у которой участок ножки имел диаметр отверстия 22,5 мм) была присоединена к вершине каждой из этих двух реакционных трубок. Подвеска была расположена внутри конического участка корпуса выполненной из алюминия воронки. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри участка ножки выполненной из алюминия воронки и реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 2630 мм), включающим шаровую цепь, имеющую наружный диаметр 3 мм и расположенную с верхней стороны в вертикальном направлении, и кольцевую цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящую из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм и расположенную с нижней стороны в вертикальном направлении, причем шаровая цепь и кольцевая цепь были соединены последовательно. В линейном элементе, проходящем вниз в вертикальном направлении от подвески, шаровая цепь с наружным диаметром 3 мм проходила вниз на 20 мм от нижнего конца участка ножки воронки, а кольцевая цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящая из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм, проходила ниже шаровой цепи. Наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром линейного элемента составлял 3 мм, длина La участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляла 20 мм, наружный диаметр (Rb) участка с большим диаметром линейного элемента составлял 7 мм, и длина участка с большим диаметром составляла 1330 мм. Длина Lb, на которую участок ножки воронки был вставлен в реакционную трубку, составляла 50 мм.
[0081]
Затем 234 г кольцевых гранул Рашига (с размером 14,1 мм), сделанных из глинозема-кремнезема и имеющих наружный диаметр 10 мм, внутренний диаметр 6 мм и высоту 10 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху через воронку со скоростью загрузки 30 см3/с. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 1110 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 2 была равна 1110 мм.
[0082]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Доля разрушенных гранул, загруженных в эти две реакционные трубки, составила 0,9 мас.% и 0,9 мас.%, т.е. была одинаковой. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 440 мм и 440 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку доли разрушенных гранул и высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0083] <Пример 2>
Гранулы загружались в соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на Фиг. 1, без использования воронки.
[0084]
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 25 мм и длину 2000 мм (эффективная длина 2000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Подвеска располагалась сверху каждой из этих двух реакционных трубок. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 1290 мм), включающим шаровую цепь, имеющую наружный диаметр 3 мм и расположенную с верхней стороны в вертикальном направлении, и кольцевую цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящую из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм и расположенную с нижней стороны в вертикальном направлении, причем шаровая цепь и кольцевая цепь были соединены последовательно. В линейном элементе шаровая цепь с наружным диаметром 3 мм проходила вниз в вертикальном направлении на 50 мм от подвески, и кольцевая цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящая из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм, проходила ниже шаровой цепи. Наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром линейного элемента составлял 3 мм, длина LA участка с малым диаметром составляла 50 мм, наружный диаметр (Rb) участка с большим диаметром линейного элемента составлял 7 мм, и длина участка с большим диаметром составляла 1240 мм.
[0085]
Затем 273 г гранул (с размером 5,53 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,53 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху со скоростью загрузки 30 см3/с. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 200 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 1 была равна 200 мм.
[0086]
Атомное соотношение каталитически активных элементов катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, было следующим:
Mo12Bi2,9Fe0,8Co3,4Ni3,4
[0087]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 510 мм и 510 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0088] <Пример 3>
Гранулы загружались в соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на Фиг. 2, с использованием воронки.
[0089]
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 25 мм и длину 2000 мм (эффективная длина 2000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Выполненная из алюминия воронка (у которой участок ножки имел диаметр отверстия 22,5 мм) была присоединена к вершине каждой из этих двух реакционных трубок. Подвеска была расположена внутри конического участка корпуса выполненной из алюминия воронки. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри участка ножки выполненной из алюминия воронки и реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 1470 мм), включающим шаровую цепь, имеющую наружный диаметр 3 мм и расположенную с верхней стороны в вертикальном направлении, и кольцевую цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящую из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм и расположенную с нижней стороны в вертикальном направлении, причем шаровая цепь и кольцевая цепь были соединены последовательно. В линейном элементе, проходящем вниз в вертикальном направлении от подвески, шаровая цепь с наружным диаметром 3 мм проходила вниз на 20 мм от нижнего конца участка ножки воронки, а кольцевая цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящая из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм, проходила ниже шаровой цепи. Наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром линейного элемента составлял 3 мм, длина La участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляла 20 мм, наружный диаметр (Rb) участка с большим диаметром линейного элемента составлял 7 мм, и длина участка с большим диаметром составляла 1220 мм. Длина Lb, на которую участок ножки воронки был вставлен в реакционную трубку, составляла 50 мм.
[0090]
Затем 273 г гранул (с размером 5,53 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, аналогичных использовавшимся в Примере 2 и имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,53 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху через воронку со скоростью загрузки 30 см3/с. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 200 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 2 была равна 200 мм.
[0091]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 510 мм и 510 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0092] <Пример 4>
Гранулы засыпались и загружались со скоростью загрузки 30 см3/с аналогично Примеру 2 за исключением использования в качестве загружаемых гранул 287 г гранул (с размером 5,16 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,16 мм, вместо гранул катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,53 мм. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 190 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 1 была равна 190 мм.
[0093]
Атомное соотношение каталитически активных элементов катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, было следующим:
Mo12V6W1,1Cu2,5Sb1Ti2,5
[0094]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 520 мм и 520 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0095] <Пример 5>
Гранулы засыпались и загружались со скоростью загрузки 30 см3/с аналогично Примеру 3 за исключением использования в качестве загружаемых гранул 287 г гранул (с размером 5,16 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, аналогичных использовавшимся в Примере 4 и имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,16 мм, вместо гранул катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,53 мм. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 190 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 1 была равна 190 мм.
[0096]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 520 мм и 520 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0097] <Пример 6>
Гранулы загружались в соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на Фиг. 1, без использования воронки.
[0098]
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 25 мм и длину 2000 мм (эффективная длина 2000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Подвеска располагалась сверху каждой из этих двух реакционных трубок. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 1400 мм), включающим шаровую цепь, имеющую наружный диаметр 3 мм и расположенную с верхней стороны в вертикальном направлении, и кольцевую цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящую из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм и расположенную с нижней стороны в вертикальном направлении, причем шаровая цепь и кольцевая цепь были соединены последовательно. В линейном элементе шаровая цепь с наружным диаметром 3 мм проходила вниз в вертикальном направлении на 50 мм от подвески, и кольцевая цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящая из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм, проходила ниже шаровой цепи. Наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром линейного элемента составлял 3 мм, длина LA участка с малым диаметром составляла 50 мм, наружный диаметр (Rb) участка с большим диаметром линейного элемента составлял 7 мм, и длина участка с большим диаметром составляла 1350 мм.
[0099]
Затем 131 г гранул (с размером 5,8 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих кольцевую форму с наружным диаметром 5,0 мм, внутренним диаметром 2,0 мм и высотой 3,0 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху со скоростью загрузки 30 см3/с. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 197 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 1 была равна 197 мм.
[0100]
Атомное соотношение каталитически активных элементов катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, было следующим:
Mo12Bi3Co2,5Ni2,5Fe0,5Na0,4B0,4K0,1Si24
[0101]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 403 мм и 403 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0102] <Пример 7>
Гранулы загружались в соответствии с вариантом осуществления, проиллюстрированным на Фиг. 2, с использованием воронки.
[0103]
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 25 мм и длину 2000 мм (эффективная длина 2000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Выполненная из алюминия воронка (у которой участок ножки имел диаметр отверстия 22,5 мм) была присоединена к вершине каждой из этих двух реакционных трубок. Подвеска была расположена внутри конического участка корпуса выполненной из алюминия воронки. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри участка ножки выполненной из алюминия воронки и реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 1580 мм), включающим шаровую цепь, имеющую наружный диаметр 3 мм и расположенную с верхней стороны в вертикальном направлении, и кольцевую цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящую из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм и расположенную с нижней стороны в вертикальном направлении, причем шаровая цепь и кольцевая цепь были соединены последовательно. В линейном элементе, проходящем вниз в вертикальном направлении от подвески, шаровая цепь с наружным диаметром 3 мм проходила вниз на 20 мм от нижнего конца участка ножки воронки, а кольцевая цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящая из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм, проходила ниже шаровой цепи. Наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром линейного элемента составлял 3 мм, длина La участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляла 20 мм, наружный диаметр (Rb) участка с большим диаметром линейного элемента составлял 7 мм, и длина участка с большим диаметром составляла 1330 мм. Длина Lb, на которую участок ножки воронки был вставлен в реакционную трубку, составляла 50 мм.
[0104]
Затем 131 г гранул (с размером 5,8 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, аналогичных использовавшимся в Примере 6 и имеющих кольцевую форму с наружным диаметром 5,0 мм, внутренним диаметром 2,0 мм и высотой 3,0 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху через воронку со скоростью загрузки 30 см3/с. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 197 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 2 была равна 197 мм.
[0105]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 403 мм и 403 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0106] <Пример 8>
Гранулы засыпались и загружались со скоростью загрузки 30 см3/с аналогично Примеру 6 за исключением использования 265 г гранул (с размером 5,8 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, имеющих кольцевую форму с наружным диаметром 5,0 мм, внутренним диаметром 2,0 мм и высотой 3,0 мм, вместо гранул (с размером 5,8 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих кольцевую форму с наружным диаметром 5,0 мм, внутренним диаметром 2,0 мм и высотой 3,0 мм. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 185 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 1 была равна 185 мм.
[0107]
Атомное соотношение каталитически активных элементов катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, было следующим:
Mo12V2,4Nb1Cu1,2Ni8,5Sb20Si2
[0108]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 415 мм и 415 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0109] <Пример 9>
Гранулы засыпались и загружались со скоростью загрузки 30 см3/с аналогично Примеру 7 за исключением использования 265 г гранул (с размером 5,8 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, аналогичных использовавшимся в Примере 8 и имеющих кольцевую форму с наружным диаметром 5,0 мм, внутренним диаметром 2,0 мм и высотой 3,0 мм, вместо гранул (с размером 5,8 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих кольцевую форму с наружным диаметром 5,0 мм, внутренним диаметром 2,0 мм и высотой 3,0 мм. В конце загрузки расстояние между нижним концом линейного элемента и верхней поверхностью слоя загруженных гранул составляло 185 мм. Другими словами, длина Lx на Фиг. 2 была равна 185 мм.
[0110]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках составляли 415 мм и 415 мм, т.е. были одинаковыми. Поскольку высоты слоев загруженных гранул были одинаковыми, можно сказать, что плотности загрузки в этих двух реакционных трубках также были одинаковыми.
[0111] <Сравнительный пример 1>
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 30 мм и длину 1000 мм (эффективная длина 1000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Выполненная из алюминия воронка (у которой участок ножки имел диаметр отверстия 22,5 мм) была присоединена к вершине каждой из этих двух реакционных трубок. Подвеска была расположена внутри конического участка корпуса выполненной из алюминия воронки. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри участка ножки выполненной из алюминия воронки и реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 420 мм) в форме кольцевой цепи (с наружным диаметром 7 мм), состоящим из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм.
[0112]
Затем 117 г кольцевых гранул Рашига (с размером 14,1 мм), сделанных из глинозема-кремнезема и имеющих наружный диаметр 10 мм, внутренний диаметр 6 мм и высоту 10 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху через воронку со скоростью загрузки 30 см3/с. Забивка гранулами произошла в каждой из этих двух реакционных трубок у выходного отверстия воронки во время загрузки гранул, и загрузка не смогла быть выполнена полностью.
[0113] <Сравнительный пример 2>
Гранулы засыпались и загружались аналогично Примеру 1 за исключением использования в качестве линейного элемента (длиной 2400 мм) нейлонового троса с наружным диаметром 3 мм.
[0114]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Однако доли разрушенных гранул, загруженных в эти две реакционные трубки, были значительно выше, чем в Примере 1, а именно 23 мас.% и 22 мас.%. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках отличались друг от друга и составляли 390 мм и 385 мм.
[0115] <Сравнительный пример 3>
Две реакционные трубки, сделанные из винилхлорида и имеющие внутренний диаметр 25 мм и длину 2000 мм (эффективная длина 2000 мм), устанавливались в вертикальном направлении. Подвеска располагалась сверху каждой из этих двух реакционных трубок. Один конец линейного элемента был прикреплен к подвеске таким образом, чтобы линейный элемент проходил вниз в вертикальном направлении внутри реакционной трубки вдоль центральной оси реакционной трубки. Линейный элемент был линейным элементом (длиной 1290 мм) в форме кольцевой цепи (с наружным диаметром 7 мм), состоящим из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм.
[0116]
Затем 287 г гранул (с размером 5,4 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенной карбоновой кислоты, аналогичных использовавшимся в Примере 4 и имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,4 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху через воронку со скоростью загрузки 30 см3/с. Забивка гранулами произошла в каждой из этих двух реакционных трубок на входе в реакционную трубку во время загрузки гранул, и загрузка не смогла быть выполнена полностью.
[0117] <Сравнительный пример 4>
Гранулы катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, загружались аналогично Примеру 3, за исключением использования линейного элемента (длиной 1650 мм), включающего шаровую цепь, имеющую наружный диаметр 3 мм и расположенную с верхней стороны в вертикальном направлении, и кольцевую цепь (с наружным диаметром 7 мм), состоящую из эллиптических кольцевых элементов с горизонтальной шириной 7 мм и вертикальной длиной 12 мм и расположенную с нижней стороны в вертикальном направлении, причем шаровая цепь и кольцевая цепь были соединены последовательно. Наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром линейного элемента составлял 3 мм, длина La участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляла 20 мм, наружный диаметр (Rb) участка с большим диаметром линейного элемента составлял 7 мм, длина участка с большим диаметром составляла 1400 мм, и длина Lb, на которую участок ножки воронки был вставлен в реакционную трубку, составляла 50 мм.
[0118]
Затем 273 г гранул (с размером 5,2 мм) катализатора, используемого для получения ненасыщенного альдегида, имеющих сферическую форму со средним диаметром гранулы 5,2 мм, засыпались и загружались в каждую из этих двух реакционных трубок сверху через воронку со скоростью загрузки 30 см3/с.
[0119]
В результате загрузки гранул забивки гранулами не было в обеих реакционных трубках. Расстояния между нижними концами линейных элементов и верхними поверхностями слоев загруженных гранул составляли 25 мм и 35 мм. Другими словами, длины Lx на Фиг. 2 составляли 25 мм и 35 мм, то есть менее 100 мм. Высоты слоев загруженных гранул в этих двух реакционных трубках отличались друг от друга и составляли 505 мм и 495 мм.
[0120]
В соответствии с настоящим изобретением, как будет понятно из приведенного выше описания, при загрузке гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок гранулы могут быть плавно и равномерно загружены в реакционные трубки, при этом предотвращается повреждение гранул и забивка реакционных трубок гранулами.
[0121]
Хотя настоящее изобретение было подробно описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления, специалистам в данной области будет очевидно, что настоящее изобретение может быть различным образом модифицировано при практическом использовании без отклонения от цели и области охвата настоящего изобретения.
Настоящая заявка основана на японской патентной заявке № 2019-066219, поданной 29 марта 2019 г., полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
[0122]
1 - реакционная трубка
2 - линейный элемент
2A - участок с малым диаметром
2B - участок с большим диаметром
3 - слой загруженных гранул
4 - подвеска
5 - воронка
10 - гранула
Claims (13)
1. Способ загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, установленного в вертикальном направлении, посредством опускания гранул сверху каждой из реакционных трубок без использования воронки, причем загрузку гранул осуществляют при вставке и подвешивании линейного элемента в реакционной трубке,
причем реакционная трубка имеет эффективную длину 1000 мм или более,
причем линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный на верхней стороне, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром, причем участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше и 0,2 мм или больше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb), который больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и составляет 5,0-15,0 мм, и длина участка с малым диаметром от верхнего конца реакционной трубки составляет 10,0 мм или более, и
расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более.
2. Способ загрузки гранул в реакционные трубки вертикального реактора со множеством трубок, установленного в вертикальном направлении, посредством опускания гранул сверху каждой из реакционных трубок через воронку, включающую в себя участок корпуса воронки, расположенный на стороне приема гранул, и участок ножки, имеющий цилиндрическую форму и расположенный на стороне выпуска гранул, причем загрузку гранул осуществляют при вставке участка ножки в реакционную трубку и при вставке линейного элемента через участок ножки воронки и подвешивании линейного элемента в реакционной трубке,
причем реакционная трубка имеет эффективную длину 1000 мм или более,
причем линейный элемент, вставленный в реакционную трубку, включает в себя участок с малым диаметром, расположенный на верхней стороне, и участок с большим диаметром, непрерывно проходящий от участка с малым диаметром, причем участок с малым диаметром имеет наружный диаметр (Ra) 5,0 мм или меньше и 0,2 мм или больше, участок с большим диаметром имеет наружный диаметр (Rb), который больше, чем наружный диаметр (Ra) участка с малым диаметром, и составляет 5,0-15,0 мм, и длина участка с малым диаметром от нижнего конца участка ножки воронки составляет 10,0 мм или более, и
расстояние между верхней поверхностью слоя загруженных гранул, сформированного внутри реакционной трубки, и нижним концом линейного элемента, вставленного в реакционную трубку, составляет 100 мм или более.
3. Способ по п. 2, в котором диаметр отверстия участка ножки воронки составляет не менее 0,6 от внутреннего диаметра реакционной трубки.
4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором реакционная трубка имеет внутренний диаметр 22,0-35,0 мм.
5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором каждая из гранул имеет размер 3,0-15,0 мм.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором вертикальный реактор со множеством трубок представляет собой реактор для получения ненасыщенного альдегида.
7. Способ по любому из пп. 1-5, в котором вертикальный реактор со множеством трубок представляет собой реактор для получения ненасыщенной карбоновой кислоты.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019-066219 | 2019-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021128254A RU2021128254A (ru) | 2023-05-02 |
| RU2809250C2 true RU2809250C2 (ru) | 2023-12-08 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0548999B1 (en) * | 1991-12-20 | 1996-05-08 | NORSK HYDRO a.s. | Method for filling particulate material into tubes |
| JP2004195279A (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | 触媒充填方法 |
| US7597529B2 (en) * | 2003-08-19 | 2009-10-06 | Basf Aktiengesellschaft | Method for filling a vertical tube with catalyst particles |
| RU2396110C2 (ru) * | 2005-03-08 | 2010-08-10 | Басф Акциенгезельшафт | Способ заполнения реактора |
| WO2017129689A1 (de) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Aldo Cota | Vorrichtung zum befüllen eines rohres mit partikelförmigem füllgut |
| EP1626801B1 (en) * | 2003-04-24 | 2019-03-06 | Cat Tech International Ltd. | Method and apparatus for loading catalyst |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0548999B1 (en) * | 1991-12-20 | 1996-05-08 | NORSK HYDRO a.s. | Method for filling particulate material into tubes |
| JP2004195279A (ja) * | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | 触媒充填方法 |
| EP1626801B1 (en) * | 2003-04-24 | 2019-03-06 | Cat Tech International Ltd. | Method and apparatus for loading catalyst |
| US7597529B2 (en) * | 2003-08-19 | 2009-10-06 | Basf Aktiengesellschaft | Method for filling a vertical tube with catalyst particles |
| RU2396110C2 (ru) * | 2005-03-08 | 2010-08-10 | Басф Акциенгезельшафт | Способ заполнения реактора |
| WO2017129689A1 (de) * | 2016-01-28 | 2017-08-03 | Aldo Cota | Vorrichtung zum befüllen eines rohres mit partikelförmigem füllgut |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7667072B2 (en) | Method for vapor phase catalytic oxidation | |
| US7534339B2 (en) | Reactor filled with solid particle and gas-phase catalytic oxidation with the reactor | |
| US6808689B1 (en) | Reactor for catalytic gas phase oxidation | |
| JP3948798B2 (ja) | アクリル酸の製造方法 | |
| US8517180B2 (en) | Process for charging a reactor with a fixed catalyst bed which comprises at least annular shaped catalyst bodies K | |
| CN106622044B (zh) | 一种氨氧化反应器及腈类化合物制备方法 | |
| EP1097745A1 (en) | Reactor for catalytic gas phase oxidation | |
| JPH0784400B2 (ja) | 不飽和アルデヒドおよび不飽和酸の製造方法 | |
| JP2001194076A (ja) | 多管式熱交換器 | |
| EP2295136A1 (en) | Method of packing solid particulate substance into fixed-bed multitubular reactor | |
| EP1880757A1 (en) | A reactor for gas-phase catalytic oxidation and a process for producing acrylic acid using it | |
| JPWO2009017074A1 (ja) | 二段接触気相酸化によるアクリル酸の製造方法 | |
| JP2001137688A (ja) | 多管式反応器 | |
| JP5586382B2 (ja) | 不飽和アルデヒドおよび／または不飽和カルボン酸製造用触媒の製造方法およびその触媒、ならびに該触媒を用いたアクロレインおよび／またはアクリル酸の製造方法 | |
| RU2809250C2 (ru) | Способ загрузки гранул | |
| JP2008535802A (ja) | オレフィンから不飽和酸を製造する方法 | |
| JP5845338B2 (ja) | 固定床多管式反応器を用いてのアクロレインおよびアクリル酸の製造方法 | |
| US11975318B2 (en) | Granule loading method | |
| JP2005325044A (ja) | 多管式反応器のパイロットテスト方法 | |
| JP5171031B2 (ja) | 接触気相酸化用反応器およびそれを用いたアクリル酸の製造方法 | |
| JP2004000944A (ja) | 多管式反応器 | |
| JP2003252820A (ja) | （メタ）アクロレイン又は（メタ）アクリル酸の製造方法 | |
| JP4465957B2 (ja) | 粉化、崩壊した触媒を除去しながら触媒充填する方法 | |
| JP2003261501A (ja) | 気相接触酸化方法 | |
| JP2004195279A (ja) | 触媒充填方法 |