TWI652109B - 反應生成氣體之製造方法及流動層氣相反應裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之反應生成氣體之製造方法包括：於在觸媒之存在下將原料氣體供於流動層氣相反應之反應步驟中，於滿足特定之條件中之至少1個之情形時，進行藉由至少阻斷第一供給管，而使流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟。

Description

反應生成氣體之製造方法及流動層氣相反應裝置

本發明係關於一種反應生成氣體之製造方法及流動層氣相反應裝置。

流動層技術自19世紀後半期被開發以來，已應用於各種製造技術。作為流動層之主要工業應用，可列舉：煤氣化爐、FCC(Fluid Catalytic Cracking，流體化煤裂)設備、利用丙烯之氨氧化之丙烯腈製造設備、聚乙烯氣相聚合設備、順丁烯二酸酐製造設備等。流動層反應器由於容易去除或施加反應熱，故而可列舉可將層內維持為均一溫度而可避免反應不均、可進行爆炸範圍之高濃度氣體之處理、生產性較高等作為特徵，今後亦期待於各方面之應用、改良。 圖1表示先前技術之流動層氣相反應裝置。進行氣相反應之流動層反應器1於其內部具有：分散板3，其供給含氧氣體A；或分散管5，其供給空氣等原料氣體B。進而具有冷卻盤管6，藉由使水或蒸氣流通而去除反應熱，控制反應溫度。反應中之流動層反應器1之內部空間具有位於下部之觸媒之空間密度較高之濃厚層9a、及位於上部之觸媒之空間密度較低之稀薄層9b。反應主要係於濃厚層9a中進行。稀薄層9b中之反應氣體中之流動層觸媒係利用旋風分離器7自反應氣體分離，並返回至反應器下部之濃厚層9a中。 一種以上之單獨或混合原料氣體B之流量係利用流量感測器進行測定，且利用流量指示計FI1顯示流量。同樣地，視需要導入之含氧氣體A之流量係利用流量感測器進行測定，且利用流量指示計FI2顯示流量。為了測定反應器內之溫度，於濃厚層9a設置溫度計TI1，於稀薄層9b設置TI2。反應壓力係利用設置於稀薄層9b例如反應器上部之壓力計PI1而進行測定 作為與流動層氣相反應裝置之反應之穩定性相關之發明，例如於專利文獻1中揭示有於溫度不穩定系統之流動層反應器中，實現精密之溫度控制之設計方法及流動層反應器。 於專利文獻2中揭示有非常規反應器之關閉法。認為係藉由如下安全地對化學反應製程進行操作之方法而達成，該方法包括：檢測有可能對製程造成影響之不理想之狀態之步驟；將反應物質之反應抑制為最低限度之步驟；及以自反應區移出反應混合物之方式維持通過製程之反應區之物質流之步驟。 於專利文獻3中揭示有一種用以省略運轉之不必要之緊急停止，僅確實地進行必要之緊急停止之不飽和烴之利用含分子氧之氣體之氣相部分氧化反應裝置的緊急停止方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1：日本專利特開2015-174063號公報 專利文獻2：日本專利特開2006-143730號公報 專利文獻3：日本專利特開2004-277339號公報

[發明所欲解決之問題] 流動層氣相反應裝置之穩定化就將目標產物之產率維持為高位之觀點、及安全運轉之觀點而言為必需之事項，且業界進行有大量發明。然而，關於防止流動層氣相反應裝置中之製程值因某些影響而紊亂，從而導致事故之流動層氣相反應裝置之運轉方法之發明，仍不充分，尚有改善之餘地。 專利文獻2係與監視部分氧化反應製程，必要時安全地關閉反應製程之方法相關之發明。為了實施上述發明之方法，製作需要關閉反應器裝置之不理想之反應製程條件之清單，特定出表示經清單化之不理想之條件之各者的臨界製程測定值。認為所使用之臨界製程測定值之種類可包含選自如下清單中的1種以上，該清單包含溫度、壓力、流向、供給比、可燃性計算值、及流動組成(例如利用線上分析儀決定)、以及反應器裝置內之支援裝置之操作狀態(例如反應器冷卻循環泵、反應物質饋送氣化裝置)及分離裝置及相關之裝置、及廢棄物減少裝置及相關之裝置之下游裝置之操作狀態。然而，由於上述臨界製程測定值之種類涉及多方面及未具體化，採用全部認為較為過量，並且緊急停止系統變得較複雜，故而認為有產生由較多測定器之任一者發生故障所引起之誤檢測之發生率上升之作動上的問題之虞。進而於經濟方面亦較困難。為了避免上述問題，於選擇採用有效之測定值之情形時亦未對選擇方法進行記載，而根據實施者之衡量加以選擇，有遺漏本來應選擇者等無法達成安全地關閉之目的之虞。 本發明之目的在於提供一種於使用流動層氣相反應裝置之氣相反應中，可防止異常之未檢測(係指將異常檢測為正常)及異常之誤檢測(係指將正常檢測為異常)，正確地檢測異常並停止運轉之確保充分之製程安全性的反應生成氣體之製造方法；及達成該方法之流動層氣相反應裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明者等人對在使用流動層氣相反應裝置之氣相反應中，確實地檢測異常反應，防止災害於未然之方法進行努力研究，結果發現，藉由對特定部位之製程值及氣體分析值與預先決定之基準值進行比較監視，可解決該課題，從而完成本發明。 即，本發明如下所述。 [1] 一種反應生成氣體之製造方法，其係使用流動層氣相反應裝置並利用原料氣體製造反應生成氣體之方法，且 上述流動層氣相反應裝置具有：反應器，其可流動地收納觸媒；第一供給管，其向上述反應器中供給上述原料氣體；流出管，其自上述反應器中排出上述反應生成氣體；冗餘之複數個溫度計TI，該等係設置於上述反應器；冗餘之複數個壓力計PI，該等係位於上述反應器之稀薄層部；及冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI，該等係位於上述流出管之下游；並且 該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第一至第六基準值之各者之實測值下，產生下述(a1)至(c3)之6種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟。 (a1)將反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低之溫度的90〜100%之值設為第一基準值，顯示大於第一基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態 (a2)將觸媒之活性降低而增加未反應，於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高之溫度的100〜120%之值設為第二基準值，顯示小於第二基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態 (b)將反應器之設計壓力之70〜85%之值設為第三基準值，顯示大於第三基準值之實測值之上述壓力計PI之數量超過壓力計PI之總數的過半數之狀態 (c1)將爆炸極限氧濃度之40〜100%之值設為第四基準值，顯示大於第四基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 (c2)將產生觸媒之還原劣化之氧濃度之100〜120%之值設為第五基準值，顯示小於第五基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 (c3)將原料氣體濃度之設計值之150〜300%之值設為第六基準值，顯示大於第六基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 [2] 如[1]中所記載之製造方法，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有冗餘之複數個原料氣體流量計FI，該等係設置於上述第一供給管；且 該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第七至第八基準值之各者之實測值下，產生下述(d1)至(d2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟。 (d1)將成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值、成為反應器之設計溫度之假定原料氣體流量值、及成為觸媒劣化之溫度之假定原料氣體流量值中之最低之流量值的85〜100%之值設為第七基準值，顯示大於第七基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形 (d2)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值的100〜120%之值設為第八基準值，顯示小於第八基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形 [3] 如[1]或[2]中所記載之製造方法，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有：第二供給管，其向上述反應器中供給含氧氣體；及冗餘之複數個含氧氣體流量計FI，該等係設置於上述第二供給管；且 該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第九至第十基準值之各者之實測值下，產生下述(e1)至(e2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管、或上述第一供給管及上述第二供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟。 (e1)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85〜100%之值設為第九基準值，顯示大於第九基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形 (e2)將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100〜120%之值設為第十基準值，顯示小於第十基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形 [4] 如[1]至[3]中任一項所記載之製造方法，其中上述原料氣體包含烷烴及/或烯烴。 [5] 如[4]中所記載之製造方法，其中上述烷烴為丙烷及/或異丁烷。 [6] 如[4]中所記載之製造方法，其中上述烯烴為丙烯及/或異丁烯。 [7] 如[1]至[6]中任一項所記載之製造方法，其中上述氣相反應為氨氧化反應。 [8] 一種流動層氣相反應裝置，其具有：反應器，其可流動地收納觸媒；第一供給管，其向上述反應器中供給原料氣體；流出管，其自上述反應器中排出反應生成氣體；冗餘之複數個溫度計TI，該等係設置於上述反應器；冗餘之複數個壓力計PI，該等係位於上述反應器之稀薄層部；冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI，該等係位於上述流出管之下游；及緊急反應停止控制部；且 於監視相對於下述第一至第六基準值之各者之實測值下，產生下述(a1)至(c3)之6種狀態中之至少1種狀態之情形時，上述緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者。 (a1)將反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低之溫度的90〜100%之值設為第一基準值，顯示大於第一基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態 (a2)將觸媒之活性降低而增加未反應，於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高之溫度的100〜120%之值設為第二基準值，顯示小於第二基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態 (b)將反應器之設計壓力之70〜85%之值設為第三基準值，顯示大於第三基準值之實測值之上述壓力計PI之數量超過壓力計PI之總數的過半數之狀態 (c1)將爆炸極限氧濃度之40〜100%之值設為第四基準值，顯示大於第四基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 (c2)將產生觸媒之還原劣化之氧濃度之100〜120%之值設為第五基準值，顯示小於第五基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 (c3)將原料氣體濃度之設計值之150〜300%之值設為第六基準值，顯示大於第六基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 [9] 如[8]中所記載之流動層氣相反應裝置，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有冗餘之複數個原料氣體流量計FI，該等係設置於上述第一供給管；且 於監視相對於下述第七至第八基準值之各者之實測值下，產生下述(d1)至(d2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，上述緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者。 (d1)將成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值、成為反應器之設計溫度之假定原料氣體流量值、及成為觸媒劣化之溫度之假定原料氣體流量值中之最低之流量值的85〜100%之值設為第七基準值，顯示大於第七基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形 (d2)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值的100〜120%之值設為第八基準值，顯示小於第八基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形 [10] 如[8]或[9]中所記載之流動層氣相反應裝置，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有：第二供給管，其向上述反應器中供給含氧氣體；及冗餘之複數個含氧氣體流量計FI，該等係設置於上述第二供給管；且 於監視相對於下述第九至第十基準值之各者之實測值下，產生下述(e1)至(e2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，上述緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷上述第一供給管、或 上述第一供給管及上述第二供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者。 (e1)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85〜100%之值設為第九基準值，顯示大於第九基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形 (e2)將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100〜120%之值設為第十基準值，顯示小於第十基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形 [發明之效果] 根據本發明，可提供一種於使用流動層氣相反應裝置之氣相反應中，可正確地檢測異常並停止運轉之確保充分之製程安全性的反應生成氣體之製造方法；及達成該方法之流動層氣相反應裝置。

以下，視需要一面參照圖式，一面對本發明之實施形態(以下，稱為「本實施形態」)詳細地進行說明，但本發明並不限定於此，可於不脫離其主旨之範圍內進行各種變化。再者，圖式中，對相同要素標註相同符號，且省略重複之說明。又，上下左右等位置關係只要未特別說明，則設為基於圖式所示之位置關係者。進而，裝置或構件之尺寸比率並不限定於圖示之比率。 再者，於本說明書中，存在將正常運轉與人該應對之異常運轉之邊界稱為「閾值1」，將人該應對之異常運轉與應自動進行緊急停止之異常運轉之邊界稱為「閾值2」之情形。又，存在將閾值2更具體而言，藉由壓力或氧濃度等進行數值化而加以表述者稱為「基準值」之情形。 [具有緊急反應停止控制部之流動層氣相反應裝置及使用該裝置之反應生成氣體之製造方法] 本實施形態之流動層氣相反應裝置具有：反應器，其可流動地收納觸媒；第一供給管，其向反應器中供給原料氣體；流出管，其自反應器中排出反應生成氣體；冗餘之複數個溫度計TI，該等係設置於反應器；冗餘之複數個壓力計PI，該等係位於反應器之稀薄層部；冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI，該等係位於流出管之下游；及緊急反應停止控制部。 首先，於異常狀態下作動之緊急反應停止控制部與於正常狀態下進行反應控制之系統(例如分散控制系統(DCS))於概念上不同。反應控制係根據運轉狀態而進行。所謂此處所指之運轉狀態，可列舉：監視對象之測定值(實測值)在正常運轉之範圍(為方便起見而稱為「藍色區域」)、危險運轉之範圍(為方便起見而稱為「紅色區域」)、於正常運轉之範圍外且亦於危險運轉之範圍外之具有冗餘性之範圍(為方便起見而稱為「黃色區域」)。以下亦將成為藍色區域與黃色區域之邊界之監視對象的測定值稱為閾值1，將成為黃色區域與紅色區域之邊界之監視對象的測定值稱為閾值2。 作為監視對象，若以溫度為例，則分散控制系統係監視特定之部位之溫度是否處於藍色區域內，於可見溫度即將偏離藍色區域之傾向時，藉由反饋及/或前饋控制而控制使溫度上升或下降之因素，藉此以溫度不偏離藍色區域之方式進行控制者。又，於溫度超過閾值1而自藍色區域進入至黃色區域時，分散控制系統亦以溫度再次返回至藍色區域之方式加以控制。又，於溫度進入至黃色區域時，亦存在反應裝置之監視者人為地進行反應控制，以溫度再次返回至藍色區域之方式加以控制之情形。 另一方面，於異常狀態下作動之緊急反應停止控制部係監視溫度是否超過閾值2而自黃色區域進入至紅色區域，於溫度超出黃色區域而進入至紅色區域時，強制地使反應裝置緊急停止者。 上述中係以溫度為例，但由於緊急反應停止控制部係為了防止流動層氣相反應裝置之事故於未然而構築者，故而必須應對流動層氣相反應裝置之所有事故。若基於此種觀點而進行研究，則可知流動層氣相反應裝置之事故可大致區分成火災、爆炸及破壞。首先，根據潛在危險及風險分析中所使用之方法例如FTA(Fault Tree Analysis，故障樹分析)或HAZOP(Hazard And Operability，危險與可操作性)等抽選異常檢測中所使用之儀器等。結果可知，反應器溫度、反應器壓力、原料氣體流量、含氧氣體流量、氣體流量/含氧氣體流量、反應生成氣體組成、冷卻盤管冷媒流量、流動層觸媒量、反應生成氣體配管之閥、原料氣體蒸發器之運轉條件、空氣壓縮機之運轉條件係產生流動層氣相反應裝置之異常之儀器或運轉條件。 如此，緊急反應停止控制部所檢測之對象除溫度以外，有壓力、各種氣體流量、氣體組成等，又，所檢測之場所有反應器、向反應器中供給原料之各種供給管、流出管等。於檢測流動層氣相反應裝置之運轉中之異常時，自設置於此種流動層氣相反應裝置之所有儀器及與流動層氣相反應裝置連接之所有設備之異常中檢測出1種以上為一種理想形態。然而，於在高溫高壓下運行之流動層氣相反應裝置中，無法排除產生儀器之故障及誤動作、不動作之可能性，若不擔保該方面而始終監視設置於流動層氣相反應裝置之所有儀器及與流動層氣相反應裝置連接之所有設備，即便為1種亦欲於進入至紅色區域之時刻進行緊急停止，則實際上亦容易弄錯正常地運轉者而進行緊急停止。又，即便自流動層氣相反應裝置之費用方面考慮，將所有儀器設置於流動層氣相反應裝置之各處亦缺乏現實性。又，進行假想實驗，單獨地對設置於流動層氣相反應裝置之各處之各儀器獨立設定自藍色區域至紅色區域之規定值亦不容易。 因此，就使緊急反應停止控制部正常地運行之觀點而言，必須不多不少地選擇必要之檢測機構。又，就排除產生儀器之故障及誤動作、不動作之可能性之觀點而言，關於異常檢測中所使用之儀器，必須以可確保相應之可靠性之方式構成。基於此種前提，本發明者等人對儀器之可靠性之擔保及必要之檢測機構之選擇進行研究，從而構成具有緊急反應停止控制部之流動層氣相反應裝置。以下，首先對儀器之可靠性之擔保進行說明，其後對檢測機構之選擇進行說明。 本實施形態之流動層氣相反應裝置中，作為異常檢測用之儀器，具有：冗餘之複數個溫度計TI，該等係設置於反應器；冗餘之複數個壓力計PI，該等係位於反應器之稀薄層部；及冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI，該等係位於流出管之下游；於在各場所中顯示異常值(紅色區域之範圍)之儀器超過所設置之儀器總數的過半數之情形，信任該儀器之值，使流動層氣相反應裝置緊急停止。其原因在於，於如圖1所示般各場所之儀器數為1個之情形時，防止因該唯一之儀器產生故障及誤動作、不動作而弄錯實際上正常地運轉者而進行緊急停止之情形、或將實際上異常地運轉者誤認為正常運轉並使之持續運行。此處，所謂「冗餘之複數個」係指利用複數個測定器對相同之對象進行測定。於該含義之範圍內，除將相同之種類之測定器設置於相同之位置而進行測定以外，且可使用測定方式不同之複數種測定器對相同對象(例如溫度)進行測定，可於即便測定位置完全不同亦將所測定之值視為計算上相同之位置範圍內設置複數個測定器，亦可將該等予以組合。例如，於圖5中，係利用TI1、TI2、TI3之3個溫度計對濃厚層9a之溫度進行測定，但若為將該等之溫度視為相同之範圍，則可相當於「冗餘之複數個」。又，關於測定稀薄層9b之溫度之溫度計TI4、TI5、或測定稀薄層9b之壓力之壓力計PI1、PI2亦同樣。 緊急反應停止控制部係自流動層氣相反應裝置之溫度計、壓力計、及反應生成氣體分析器之各者接收測量值，於該等測量值根據多數決選定方式判斷為異常之情形時，藉由至少阻斷第一供給管，而使流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者。 就使用三取二(2 out of 3)之多數決選定方式之觀點而言，異常檢測用之儀器數較佳為3個。於將儀器三重化，即便3個輸出中之任一個發出錯誤之信號，剩餘之2個信號亦相同之情形時，藉由採用此，可提高可靠性。 再者，關於流量異常，亦可藉由反應器溫度及反應生成氣體分析代替地進行異常檢測，但為了判斷緊急停止，可進行流量計之監視。由於藉由直接監視流量，可發現更早期之異常，故而較佳為進行流量計之監視。流量計由於多數情況下於技術上或經濟上難以獨立設置多個，故而可為進行二重化者。於將儀器二重化之情形時，就防止誤動作之觀點而言，較佳為採用二取二(2 out of 2)之多數決選定方式。 圖2及圖3表示溫度計、壓力計及流量計進行二重化之態樣，圖4表示流量計進行二重化，溫度計與壓力計進行三重化之態樣。再者，於圖中，TI表示溫度計，PI表示壓力計，FI表示流量計。溫度計TI係分別設置於反應器1之觸媒以高濃度存在之濃厚層9a、及觸媒以相對低濃度存在之稀薄層9b。又，溫度計就監視反應溫度之觀點而言必須設置於濃厚層9a，進而亦可設置於稀薄層9b。又，壓力計PI係設置於較旋風分離器之入口更靠上之反應器上部。進而，流量計FI係分別設置於供給原料之供給管，於具有2根以上之供給管於進入至反應器中之前於中途合流之構造之情形時，係設置於各供給管。 該等溫度計與壓力計係與複數個反應生成氣體分析器組合而使用。圖7表示於較流動層氣相反應裝置之流出管更靠下游處，反應生成氣體分析器於不同之部位進行二重化之態樣。再者，於圖中，DI表示反應生成氣體分析器。 其次，於對異常檢測中所使用之儀器等進行說明前，對本實施形態之流動層氣相反應裝置之整體之構成態樣進行說明。 圖2係表示表示本實施形態之流動層氣相反應裝置之第1態樣之模式圖。於反應器1中，除具有可流動地收納觸媒，且自反應生成氣體中分離回收觸媒之旋風分離器7以外，視需要具有冷卻盤管6，其係主要用以去除反應器1之濃厚層9a之反應熱，控制反應溫度。 又，於反應器1上連接有供給原料氣體B之第一供給管4。原料氣體B係自與反應器1之下方連接之第一供給管4經由分散管5而向反應器1內供給。第一供給管4之上游可具有另一原料氣體D等各氣體種類之供給管進行合流之構造，於該情形時，較佳為於各氣體種類之供給管上分別設置冗餘之複數個流量計。 觸媒係於觸媒本身之自重及體積、以及原料氣體B及下述含氧氣體A之供給量等之平衡之中，於反應器1內流動。觸媒之每一單元空間之存在量(分佈)於較分散管5更靠上之空間中，隨著自反應器1之下向上而減少。 設置於反應器1之冷卻盤管6係以控制反應器1之反應熱之方式發揮作用，故而主要設置於觸媒濃度較高之反應器1之濃厚層9a。氣相反應中所產生之熱係利用流通於作為除熱管之冷卻盤管6內之冷媒而進行除熱，從而控制反應溫度。 反應器1具有：旋風分離器7，其於反應器1內自反應生成氣體C中分離回收觸媒；及流出管8，其自反應器1中排出利用旋風分離器7分離之反應生成氣體C。於旋風分離器7中，伴有觸媒之反應生成氣體C自其入口進入。進入至旋風分離器7中之觸媒於旋風分離器7之圓錐部分以描繪螺旋之方式向下方掉落，反應生成氣體C係自從旋風分離器7之上部向上方延伸之管被引導至流出管8。於旋風分離器7之圓錐部分之下方，管進而朝向反應器3之下方延伸，觸媒通過該管中而被引導至反應器1之下方。另一方面，被引導至設置於反應器1之下游之流出管8之反應生成氣體C係由流出管8輸送至下游步驟。 自流出管8流出之反應生成氣體C係視需要於位於下游之反應器出口熱交換器(未圖示)中經空氣及/或鍋爐水冷卻。其後，於急冷塔(參照圖7)中，利用硫酸中和反應生成氣體中之氨，去除高沸點物質等及觸媒，進而進行冷卻。自急冷塔流出之反應生成氣體被供於吸收塔(參照圖7)。於吸收塔中，使產物吸收至水等溶劑中，並向回收步驟輸送。自吸收塔頂流出之未反應氣體、包含未回收有機物等之未冷凝氣體係利用廢氣焚燒設備(參照圖7)進行焚燒處理。 圖3係表示表示本實施形態之流動層氣相反應裝置之第2態樣之模式圖。第2態樣之流動層氣相反應裝置係除於反應器1上連接有供給包含氧之含氧氣體A之第二供給管2以外，與第1態樣同樣地構成者。含氧氣體A係自與反應器1之下方連接之第二供給管2經由分散板3而向反應器1內供給。自複數個供給口4供給之原料氣體B與經分散板5分散而供給之含氧氣體A係以相互對向之方式供給，並一面交絡一面混合。 圖4係表示表示本實施形態之流動層氣相反應裝置之第3態樣之模式圖。第3態樣之流動層氣相反應裝置係除將溫度計與壓力計之各儀器三重化以外，與第2態樣同樣地構成者。於第3態樣中，可使用三取二之多數決選定方式。 圖5係表示表示本實施形態之流動層氣相反應裝置之第4態樣之模式圖。第4態樣之流動層氣相反應裝置係除將濃厚層之溫度計三重化以外，與第2態樣同樣地構成者。於第4態樣中，可使用三取二之多數決選定方式。於第4態樣中，變更水平方向及高度方向之位置，並且於溫度視為相同之範圍內利用TI1、TI2、TI3之3個溫度計對濃厚層9a之溫度進行測定，變更水平方向及高度方向之位置，並且於溫度視為相同之範圍內利用TI4、TI5之2個溫度計對稀薄層9b之溫度進行測定，變更水平方向之位置，並且於壓力視為相同之範圍內利用PI1、PI2之2個壓力計對稀薄層9b之壓力進行測定。如此，藉由在測定值視為實質上相同之範圍內設置冗餘之複數個測定器，可監視由測定器所圍成之一定之空間範圍之流動層氣相反應裝置之運轉狀態。又，於圖5中，雖未圖示，但可設為溫度計TI1等分別進行冗餘化之構成。 (異常檢測中所使用之儀器等) 其次，就降低誤動作及不動作之風險等級之觀點而言，對上述異常檢測中所使用之儀器、運轉條件等之層級劃分進行說明。如以下之記載及圖6所示，檢測直接導致火災、爆炸、破壞或對設備造成致命之損害(例如觸媒之失活等)之事故之異常現象的儀器、及就運轉管理之觀點而言較重要之儀器均可設為異常檢測用之儀器。 反應器內之溫度計： 若反應器內之溫度超過反應器之設計溫度，且仍上升，則會導致反應器之熔損(破壞)事故。另一方面，於反應器內之溫度降低之情形時，有向反應器1供給之原料氣體或含氧氣體中之未反應物增加，自排出口流出之反應生成氣體C、或反應器1內部之氣體容易形成爆炸混合氣之傾向。由於爆炸混合氣有導致爆炸事故之虞，故而反應器內之溫度為重要之運轉管理值。又，根據溫度高低，亦存在規定流動層觸媒進行過度氧化或過度還原等對觸媒造成不良影響之溫度之情形。因此，關於反應器內之溫度，特定之上限值及下限值被作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。於圖6中，係以粗線表示。 反應器內之溫度計係設置於濃厚層9a、或濃厚層9a與稀薄層9b之兩者。具體而言，可設置於低於冷卻盤管6之上端之位置及/或高於冷卻盤管6之上端之位置。溫度計係測定反應器1內部之溫度者，較佳為具備信號傳輸功能者。作為溫度計之種類，並無特別限制，只要為可於石油化學設備中測定溫度者即可，較佳為熱電偶、電阻溫度計。 流動層反應之溫度之特徵為相對較均一，但根據觸媒存在之有無、反應率、冷卻盤管之使用等有可能產生溫度分佈。因此，較佳為利用位於低於冷卻盤管之上端之位置之冗餘的複數個溫度計TI，監視主要活躍地產生氣相反應之觸媒濃度較高之反應器1之下部(濃厚層9a)的溫度，且利用高於冷卻盤管之上端之位置之冗餘的複數個溫度計TI，監視反應器1之上部(稀薄層9b)之溫度。於圖2及圖3之例中，利用2個溫度計TI3及TI4對濃厚層9a內之1個部位進行測定，且利用2個溫度計TI1及TI2對稀薄層9b之1個部位進行測定。於圖4之例中，利用3個溫度計TI4、TI5及TI6對濃厚層9a內之1個部位進行測定，且利用3個溫度計TI1、TI2及TI3對稀薄層9b之1個部位進行測定。假定發生由溫度計之斷線或接線不良等所引起之故障，較佳為進行如成為故障無礙(fail safe)側之故障之考慮。即，分別設置檢測溫度高及溫度低之溫度計。由此，於溫度高檢測用之溫度計發生故障之情形時，指示溫度高，於溫度低檢測用之溫度計發生故障之情形時，指示溫度低。例如，較佳為於將圖2之TI3及TI4設為檢測溫度高之溫度計之情形時，檢測溫度低之其他溫度計TI3'及TI4'係設置於濃厚層9a內之1個部位。 反應器內之壓力計： 若反應器內之壓力超過反應器之設計壓力，且仍上升，則會導致反應器之破壞。另一方面，反應器內之壓力之降低或許會對反應造成某些影響，但較少情況下會直接與事故相關聯。因此，關於反應器內之壓力，特定之上限值被作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 反應器內之壓力計可設置於反應器1之稀薄層9b尤其是塔頂部。壓力計係測定反應器1內部之壓力者，較佳為顯示表壓力，且具備信號傳輸功能者。作為壓力計之種類，並無特別限制，只要為可用於石油化學設備者即可，較佳為布爾登管、波紋管式、膜片式等。壓力計只要設置於可測定反應器之內部壓力之位置即可，並無特別限定，但由於流動層觸媒內之壓力會受到觸媒量或觸媒流動之影響，故而較佳為設置於稀薄層9b。 又，由於噴嘴阻塞等噴嘴之不良情況會對複數個壓力計造成影響，故而就儀器可靠性之觀點而言，與自1個取出噴嘴進行分支而與2個以上之壓力計連接之態樣相比，較佳為壓力計與反應器1通過噴嘴而以1對1連接。 原料氣體流量計： 原料氣體流量計可設置於第1供給管。若原料氣體流量增加，則下述原料氣體流量/含氧氣體流量亦發生變化。若原料氣體流量增加，則反應量增多，故而反應發熱熱增加，反應器溫度上升。若能夠以冷卻裝置應對，則可控制反應器溫度，但於因急劇之增加等而應對不充分之情形時，反應器溫度仍上升，而導致反應器之熔損(破壞)事故。作為因原料氣體流量之增加而未反應原料氣體異常增加之情形，例如可考慮無因原料氣體之急劇之增加、原料之不平衡而反應之對象之情形、流動層觸媒相對於增加氣體量不足之情形、因氣體之單向流動等而未反應原料氣體增加之情形等。於該等情形時，產生反應器下游機器尤其是廢氣焚燒設備中之異常燃燒或爆炸之危險性。又，未反應原料氣體之變化亦可藉由下述反應生成氣體組成分析而加以檢測。 另一方面，若原料氣體流量減少，則反應熱減少，反應器溫度降低。若反應器溫度降低，則原料氣體或含氧氣體之未反應物增加，形成爆炸混合氣而導致爆炸。於原料氣體流量減少之情形時，原料氣體流量/含氧氣體流量、及反應生成氣體組成分析值亦發生變化。 根據以上，原料氣體流量之增減就時間序列而言，經過原料氣體流量/含氧氣體流量之增減、反應器溫度之增減及反應生成氣體組成分析值之變化而與事故相關聯。此處，原料氣體流量為流動層氣相反應裝置之重要之運轉條件之一，考慮進行頻繁之運轉操作、原料氣體流量變化為引起異常現象之開端、流量計之測定值之可靠性相對較高。因此，雖然有可能不直接與事故相關聯，但關於原料氣體流量，特定之上限值及下限值可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 再者，流量計係測定向反應器1供給之氣體之流量者，較佳為設置於各種流體，且具備信號傳輸功能者。流量計之種類只要為可測定石油化學設備中之氣體流體者，則並無特別限制，較佳為差壓式流量計、面積式李流量計、渦式流量計、渦輪式流量計、容積式流量計、科利奧利式流量計、超音波流量計。以下，於含氧氣體流量計方面亦同樣。 含氧氣體流量計： 若含氧氣體流量增加，則由作為可燃性氣體之原料氣體及生成氣體與氧形成爆炸混合氣，而導致爆炸。另一方面，若含氧氣體流量減少，則原料氣體無法充分地反應，未反應之原料氣體增加。該等現象有於廢氣焚燒裝置等反應器下游機器中導致異常燃燒、爆炸之虞。含氧氣體流量之變化亦會使原料氣體流量/含氧氣體流量及反應生成氣體組成分析值產生變化。含氧氣體流量之異常雖然不直接與事故相關聯，但與原料氣體之情形同樣地，較妥當的是作為必須選擇之測定值而進行處理。因此，關於含氧氣體流量，特定之上限值及下限值可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 含氧氣體流量/原料氣體流量計： 雖然能夠以含氧氣體流量及原料氣體流量進行代替，但亦可進而進行含氧氣體流量/原料氣體之監視。由於含氧氣體流量/原料氣體係來自2個儀器之運算值，故而於不使用分散控制系統(DCS)之情形時，另外需要進行運算之系統例如安全儀器等。於圖6中，係以細線表示。 反應生成氣體分析器： 反應生成氣體包含生成氣體、未反應原料氣體，若為氧化反應，則進而添加氧、或視情形之氮等。於通常運轉中，反應生成氣體中之氧濃度就防止爆炸之觀點而言，係管理為未達極限氧濃度。進而，於如觸媒於還原氣氛下劣化之情形時，係以觸媒不進行還原劣化之氧濃度以上進行管理。然而，於在反應場中產生某些異常之情形時，反應生成氣體組成發生變化。關於此種情形，即便尚不明確反應場中之異常之詳情，只要可監視反應生成氣體之組成是否產生異常，則亦可獲知異常之產生。例如，若氣層接觸反應為氧化反應，則將反應生成氣體中所含之氧濃度設為必需之測定對象。其原因在於，即便為可燃物，只要不存在氧則亦不會產生爆炸，故而就防止爆炸之觀點而言，較重要的是將氧濃度設為必需之測定對象。又，若為氧化反應以外，則測定原料氣體濃度及/或生成氣體濃度。因此，關於反應生成氣體分析，特定之上限值係作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 利用反應生成氣體分析器DI進行之反應生成氣體之分析可連續對自反應器1中流出之反應生成氣體取樣而進行。反應生成氣體之取樣部位(反應生成氣體分析器之設置部位)如圖7中所記載般，較佳為反應器(出口熱交換器)〜急冷塔間或急冷塔〜吸收塔間。作為於進行氧分析之情形時之分析器，並無特別限制，例如可列舉：氧化鋯式、磁式、雷射分光式、電極式之分析器。又，反應產物及/或反應未反應物之分析較佳為使用氣相層析法。為了可減少分析器之污垢，更佳為於急冷塔〜吸收塔間進行反應生成氣體之分析。 冷卻盤管冷媒流量計： 就提高正確性之方面而言，可進而進行冷卻盤管之冷媒流量之監視。若冷卻盤管冷媒流量發生變動，則對反應溫度造成影響。作為與冷卻盤管相連通之冷媒，多數可使用飽和溫度之水及/或蒸氣。與冷卻盤管相連通之飽和溫度之水吸收於反應中所產生之熱，且其一部分(蒸發率5〜30%)蒸發。於飽和溫度之水之流量增加之情形時，該類型之冷卻盤管之除熱量亦幾乎無變化。於冷媒為蒸氣之情形時，若蒸氣流量增加，則成為除熱量增加之傾向，但由於可使用之蒸氣流量之上限存在限制及/或使用蒸氣之冷卻盤管數相對較少，故而對反應溫度造成之影響較少。另一方面，於冷媒流量減少之情形時，無法去除反應熱，而反應溫度上升。即，考慮冷卻盤管冷媒流量之減少之結果帶來反應器溫度高，通常不進行冷卻盤管流量之變更。因此，關於冷卻盤管冷媒流量，特定之上限值及下限值可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 流動層觸媒量之測定： 可進而進行流動層觸媒量之監視。未假定於正常運轉中流動層觸媒增加。然而，因某些原因例如旋風分離器之不正常而無法捕捉流動層觸媒，於流動層觸媒量減少之情形時，有可能不進行反應而使未反應物增加。於此種情形時，反應生成氣體中之原料氣體濃度上升，或於氧化反應之情形時，氧濃度上升。因此，於觸媒量減少之情形時，可藉由上述反應生成氣體組成之分析而代替地進行檢測。又，關於觸媒量之減少，即便反應器內之溫度降低，亦可代替地進行檢測。進而，流動層觸媒量亦可利用複數個壓力計等儀器而間接地算出。如此，關於流動層觸媒量，可利用已說明之其他儀器進行代替之檢測。因此，如上所述，就費用方面或實現性、或預先防止錯誤之緊急停止之觀點而言，可不作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定，只要擔保該等，則亦可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 反應生成氣體配管之閥： 可進而進行反應生成氣體配管之閥關閉之觀測。於安裝於用以移送自反應器中流出之反應生成氣體之配管之閥因某些原因而向關閉方向作動之情形時，反應器之壓力上升，有可能會導致反應器之破壞。因此，閥之關閉由於反應器壓力較高等，故而可利用壓力計代替地進行檢測。如此，關於反應生成氣體配管之閥關閉，可利用已說明之其他儀器進行代替之檢測。因此，如上所述，就費用方面或實現性、或預先防止錯誤之緊急停止之觀點而言，可不作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定，只要擔保該等，則亦可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 原料氣體蒸發器之運轉條件、狀態： 可進而進行原料氣體蒸發器之運轉異常之觀測。原料氣體蒸發器之運轉受到熱媒之流量及溫度、原料氣體蒸發器內之原料液位、原料氣體蒸發器內之壓力等之影響，且影響波及原料氣體流量。因此，原料氣體蒸發器之運轉異常可利用原料氣體流量代替地進行檢測。又，對原料氣體蒸發器之運轉造成影響之各條件有不易直接對反應器運轉造成影響之傾向。如此，與原料氣體蒸發器之運轉條件、狀態相關之檢測異常可利用已說明之其他儀器進行代替之檢測。因此，如上所述，就費用方面或實現性、或預先防止錯誤之緊急停止之觀點而言，可不作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定，只要擔保該等，則亦可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 空氣壓縮機之運轉條件、狀態： 可進而進行空氣壓縮機之運轉異常之觀測。空氣壓縮機之運轉受到作為壓縮機之驅動源之蒸氣或電之供給狀況、作為空氣供給對象之反應器之壓力之影響，且影響波及含氧氣體流量。因此，空氣壓縮機之運轉異常可利用含氧氣體流量代替地進行檢測。如此，與空氣壓縮機之運轉條件、狀態相關之檢測異常可利用已說明之其他儀器進行代替之檢測。因此，如上所述，就費用方面或實現性、或預先防止錯誤之緊急停止之觀點而言，可不作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定，只要擔保該等，則亦可作為用以判斷緊急停止之值而進行選擇設定。 (閾值) 於本實施形態中，於對複數個溫度計TI、壓力計PI、及反應生成氣體分析器DI應用多數決選定方式而獲得之值超過特定之閾值之情形，緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷第一供給管，而使流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止。具體而言，於在觸媒之存在下將原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第一至第六基準值之各者之實測值下，產生下述(a1)至(c3)之6種狀態中之至少1種狀態之情形時，使流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止。 (a1)將反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低之溫度的90〜100%之值設為第一基準值，顯示大於第一基準值之實測值之溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態 (a2)將觸媒之活性降低而未反應增加，於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高之溫度的100〜120%之值設為第二基準值，顯示小於第二基準值之實測值之溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態 (b)將反應器之設計壓力之70〜85%之值設為第三基準值，顯示大於第三基準值之實測值之壓力計PI之數量超過壓力計PI之總數的過半數之狀態 (c1)將爆炸極限氧濃度之40〜100%之值設為第四基準值，顯示大於第四基準值之實測值之反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 (c2)將產生觸媒之還原劣化之氧濃度之100〜120%之值設為第五基準值，顯示小於第五基準值之實測值之反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 (c3)將原料氣體濃度之設計值之150〜300%之值設為第六基準值，顯示大於第六基準值之實測值之反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態 又，本實施形態之流動層氣相反應裝置進而具有設置於第一供給管之冗餘之複數個原料氣體流量計FI，且於監視相對於下述第七至第八基準值之各者之實測值下，產生下述(d1)至(d2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，緊急反應停止控制部可藉由至少阻斷第一供給管，而使流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止。 (d1)將成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值、成為反應器之設計溫度之假定原料氣體流量值、及成為觸媒劣化之溫度之假定原料氣體流量值中之最低之流量值的85〜100%之值設為第七基準值，顯示大於第七基準值之實測值之原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形 (d2)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值的100〜120%之值設為第八基準值，顯示小於第八基準值之實測值之原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形 進而，流動層氣相反應裝置進而具有：第二供給管，其向反應器中供給含氧氣體；及設置於第二供給管之冗餘之複數個含氧氣體流量計FI，且於監視相對於下述第九至第十基準值之各者之實測值下，產生下述(e1)至(e2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，緊急反應停止控制部可藉由至少阻斷第一供給管，而使流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止。 (e1)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85〜100%之值設為第九基準值，顯示大於第九基準值之實測值之含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形 (e2)將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100〜120%之值設為第十基準值，顯示小於第十基準值之實測值之含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形 反應器溫度之上限及下限之閾值： 狀態(a1)係決定反應器溫度之上限之閾值之條件，將反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低之溫度的90〜100%之值設為第一基準值。又，狀態(a2)係決定反應器溫度之下限之閾值之條件，將藉由反應溫度降低，觸媒之活性降低而未反應增加，於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高之溫度的100〜120%之值設為第二基準值。 關於狀態(a1)，本發明者等人藉由模擬對反應溫度之動態特性進行研究。據此得知，反應溫度自穩態值達到上限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則反應溫度即時降低。基於該等見解，第一基準值之上限可設為使用最高溫度(反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低者)之100%。又，關於第一基準值之下限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較低，但考慮到由條件變動時等之溫度變動所引起之誤動作而採用90%。 關於狀態(a2)，與狀態(a1)同樣地進行模擬，並對反應溫度之動態特性進行研究。據此得知，反應溫度自穩態值達到下限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則爆炸混合氣之形成立即消除。基於該等見解，第二基準值之下限可設為使用最低溫度(於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高者)之100%。又，關於第二基準值之上限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較高，但考慮到由條件變動時等之溫度變動所引起之誤動作而採用120%。 圖8中表示狀態(a1)及狀態(a2)中之緊急停止流程圖。如圖8所示，冗餘之複數個溫度計TI持續監視設置場所中之溫度直至反應結束。於圖8中，判斷根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之溫度是否超過溫度之上限閾值1而進入至黃色區域，於進入至黃色區域之情形時，向降低溫度之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而溫度仍繼續上升，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之溫度超過溫度之上限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。再者，此處，上限閾值2係於狀態(a1)中被決定為第一基準值者。 另一方面，冗餘之複數個溫度計TI亦對根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之溫度是否超過溫度之下限閾值1而進入至黃色區域進行判斷，於進入至黃色區域之情形時，對使溫度上升之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而溫度仍繼續下降，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之溫度超過溫度之下限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。此處，下限閾值2係於狀態(a2)中被決定為第二基準值者。於圖8中，成為於進行重大性相對較高之狀態(a1)之判斷後判斷狀態(a2)之流程，但對此並無特別限制。 反應器壓力之上限之閾值： 狀態(b)係決定反應器壓力之上限之閾值之條件，將反應器之設計壓力之70〜85%之值設為第三基準值。又，如上所述，對於反應器壓力之下限之閾值，並無特別限制。 關於狀態(b)，本發明者等人藉由模擬而對反應器壓力之動態特性進行研究。據此得知，反應器壓力自穩態值達到上限之閾值之時間為幾十秒之等級，相對較快。根據實際機器裝置之運轉實績等發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止氣體供給，則反應器壓力即時降低。考慮壓力上升相對較快地產生之模擬結果，第三基準值之上限係設為設計壓力之85%，具有相對於啟動緊急停止後之動作例如控制閥之關閉動作時間等之裕度。又，關於第三基準值之下限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較低，但考慮由條件調整時之壓力增高所引起之誤動作而採用70%。 圖9中表示狀態(b)中之緊急停止流程圖。如圖9所示，冗餘之複數個壓力計PI持續監視設置場所中之溫度直至反應結束。於圖9中，判斷根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之壓力是否超過壓力之上限閾值1而進入至黃色區域，於進入至黃色區域之情形時，向降低壓力之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而壓力仍繼續上升，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之壓力超過壓力之上限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。再者，此處，上限閾值2係於狀態(b)中被決定為第三基準值者。 反應生成氣體組成之上限之閾值： 狀態(c1)就防止爆炸之觀點而言，係決定反應生成氣體之氧濃度之上限之閾值之條件，將爆炸極限氧濃度之40〜100%之值設為第四基準值。又，狀態(c2)就防止觸媒劣化之觀點而言，係決定反應生成氣體之氧濃度之下限之閾值之條件，將產生觸媒之還原劣化之氧濃度之100〜120%之值設為第五基準值。進而，狀態(c3)就廢氣焚燒裝置中之處理能力之觀點而言，係決定反應生成氣體中之原料氣體濃度之上限之閾值之條件，將原料氣體濃度之設計值之150〜300%之值設為第六基準值。再者，此處，所謂「原料氣體濃度之設計值」係指向反應器供給之原料氣體之0.5〜10%之值。通常，於反應器中，原料氣體之轉化率並非100%，相當於上述原料氣體濃度之設計值之原料氣體於未反應之狀態下殘留。於反應器中，於因某些原因而原料氣體之轉化率降低之情形時，向對原料氣體進行焚燒處理之廢氣焚燒裝置中供給過量之原料氣體。如此，成為原料氣體處理過多，而有廢氣焚燒裝置失控之虞。 關於狀態(c1)，本發明者等人藉由模擬而對反應生成氣體之氧濃度之動態特性進行研究。據此得知，氧濃度自穩態值達到上限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則氧濃度即時降低。基於該等見解，第四基準值之上限可設為爆炸極限氧濃度之100%。又，關於第四基準值之下限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較低，但考慮到條件變動時之誤動作而採用40%。 關於狀態(c2)，與狀態(c1)同樣地進行模擬，並對反應生成氣體之氧濃度之動態特性進行研究。據此得知，氧濃度自穩態值達到下限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則藉由溫度降低立即抑制觸媒之劣化。基於該等見解，第五基準值之下限可設為使用最低氧濃度之100%。又，關於第五基準值之上限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較高，但考慮到條件變動時之誤動作而採用120%。 關於狀態(c3)，與狀態(c1)同樣地進行模擬，並對反應生成氣體之原料氣體濃度之動態特性進行研究。據此得知，反應生成氣體中之原料氣體濃度自穩態值達到上限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則反應生成氣體中之原料氣體流量立即降低。基於該等見解，第六基準值之下限設定就防止誤動作及早期檢測之觀點而言，可設為原料氣體濃度之設計值之150%。又，第六基準值之上限取決於廢氣焚燒裝置之設備能力而採用300%。 圖10中表示於狀態(c1)〜狀態(c3)下監視氧濃度及原料氣體濃度之情形時之緊急停止流程圖。如圖10所示，冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI持續監視設置場所中之反應生成氣體組成直至反應結束。於圖10中，判斷根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之反應生成氣體組成(氧濃度、原料氣體濃度、或其他可燃性氣體濃度)是否超過反應生成氣體組成之上限閾值1而進入至黃色區域，於進入至黃色區域之情形時，向使反應生成氣體組成正常化之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而反應生成氣體組成仍繼續變化，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之反應生成氣體組成超過反應生成氣體組成之上限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。再者，此處，上限閾值2就防止爆炸之觀點而言，係決定反應生成氣體之氧濃度之上限之閾值之條件，係於狀態(c1)中被決定為第四基準值者，或者，就廢氣焚燒裝置中之處理能力之觀點而言，係決定反應生成氣體中之原料氣體濃度之上限之閾值之條件，係於狀態(c3)中被決定為第六基準值者。 另一方面，冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI判斷根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之反應生成氣體組成(氧濃度、原料氣體濃度、或其他可燃性氣體濃度)是否超過反應生成氣體組成之下限閾值1而進入至黃色區域，於進入至黃色區域之情形時，向使反應生成氣體組成正常化之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而反應生成氣體組成仍繼續變化，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之反應生成氣體組成超過反應生成氣體組成之下限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。再者，此處，下限閾值2就防止觸媒劣化之觀點而言，係決定反應生成氣體之氧濃度之下限之閾值之條件，係於狀態(c2)中被決定為第五基準值者。 原料氣體流量之上限及下限之閾值： 狀態(d1)係決定原料氣體流量之上限之閾值之條件，係基於檢測由原料氣體供給系統之異常所引起之流量增加之觀點、及檢測導致異常現象之流量增加之觀點而決定。然而，定量地推定原料氣體流量之變化對溫度、壓力、氣體組成造成之影響需要各條件之前提，多數情況下難以實質地進行流量值之特定。因此，單純地藉由計算求出僅原料氣體流量增加之情形之影響，而決定流量值。具體而言，(1)若原料氣體流量增加，則反應器溫度上升且氧消耗量增加，而氧濃度降低。若將由低氧氣氛下之觸媒之還原所引起之失活假定為異常現象，則可計算成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值。(2)若原料氣體流量增加，則反應器溫度上升。若將反應器之熔損假定為異常現象，則可計算成為反應器之設計溫度之假定原料氣體流量值。(3)若原料氣體流量增加，則反應器溫度上升。若將高反應溫度氣氛下之觸媒之劣化假定為異常現象，則可計算成為觸媒劣化之溫度之假定原料氣體流量值。採用以上(1)〜(3)中所求出之假定原料氣體流量值中之最小值，於狀態(d1)中，將該最小值之85〜100%設為第七基準值。 關於狀態(d1)，本發明者等人藉由模擬而對原料氣體流量對溫度、壓力、氣體組成造成之影響之動態特性進行研究。據此得知，原料氣體流量自穩態值達到上限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，藉由緊急停止可立即停止原料氣體。基於該等見解，第七基準值之上限可設為假定原料氣體流量值之100%。又，關於第七基準值之下限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較低，但考慮到條件變動時之誤動作而採用85%。 又，作為抑制於反應器下游產生之其他異常現象之觀點，可考慮原料氣體流量之增加部分於未反應器內未反應，而於後續步驟之廢氣焚燒裝置中焚燒之情形。由於基於廢氣焚燒裝置之焚燒能力及燃燒生成氣體之處理之觀點而決定可燃燒之可燃性氣體量，故而亦可將可燃燒之可燃性氣體量之85〜100%設為基準而併用。 又，狀態(d2)係決定原料氣體流量之下限之閾值之條件，係基於檢測由原料氣體供給系統之異常所引起之流量減少之觀點、及檢測導致異常現象之流量減少之觀點而決定。然而，定量地推定原料氣體流量之變化對溫度、壓力、氣體組成造成之影響需要各條件之前提，多數情況下難以實質地進行流量值之特定。因此，單純地藉由計算求出僅原料氣體流量減少之情形之影響，而決定流量值。具體而言，若原料氣體流量減少，則氧消耗量減少，氧濃度上升。若將爆炸混合氣形成假定為異常現象，則可計算流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值。於狀態(d2)中，將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值的100〜120%之值設為第八基準值。 關於狀態(d2)，本發明者等人藉由模擬而對原料氣體流量對溫度、壓力、氣體組成造成之影響之動態特性進行研究。據此得知，原料氣體流量自穩態值達到下限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則爆炸混合氣之形成立即消失。基於該等見解，第八基準值之下限可設為設最低流量之100%。又，關於第八基準值之上限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較高，但考慮到條件變動時之誤動作而採用120%。 含氧氣體流量之上限及下限之閾值： 狀態(e1)係決定含氧氣體流量之上限之條件，係基於檢測由含氧氣體供給系統之異常所引起之流量增加之觀點、及檢測導致異常現象之流量增加之觀點而決定。然而，定量地推定含氧氣體流量之變化對溫度、壓力、氣體組成造成之影響需要各條件之前提，多數情況下難以實質地進行流量值之特定。因此，單純地藉由計算求出僅含氧氣體流量增加之情形之影響，而決定流量值。具體而言，若含氧氣體流量增加，則氧濃度上升，形成爆炸混合氣，而導致爆炸。若將爆炸混合氣形成假定為異常現象，則可計算流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值。於狀態(e1)中，將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85〜100%之值設為第九基準值。 關於狀態(e1)，本發明者等人藉由模擬而對含氧氣體流量對溫度、壓力、氣體組成造成之影響之動態特性進行研究。據此得知，含氧氣體流量自穩態值達到上限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，藉由緊急停止可立即停止含氧氣體。基於該等見解，第九基準值之上限可設為上述假定含氧氣體流量值之100%。又，關於第九基準值之下限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較低，但考慮到條件變動時之誤動作而採用85%。 狀態(e2)係決定含氧氣體流量之下限之條件，係基於檢測由含氧氣體供給系統之異常所引起之流量減少之觀點、及檢測導致異常現象之流量減少之觀點而決定。然而，定量地推定含氧氣體流量之變化對溫度、壓力、氣體組成造成之影響需要各條件之前提，多數情況下難以實質地進行流量值之特定。因此，單純地藉由計算求出僅含氧氣體流量減少之情形之影響，而決定流量值。具體而言，若含氧氣體流量減少，則氧濃度降低。若將由低氧氣氛下之觸媒之還原所引起之失活假定為異常現象，則可計算成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值。於狀態(e2)中，將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100〜120%之值設為第十基準值。 又，作為抑制於反應器下游產生之其他異常現象之觀點，可考慮若含氧氣體流量減少，則原料氣體之一部分無法與氧於反應器內反應成為未反應，而於後續步驟之廢氣焚燒裝置中焚燒之情形。由於基於廢氣焚燒裝置之焚燒能力及燃燒生成氣體之處理之觀點而決定可燃燒之可燃性氣體量，故而亦可將可燃燒之可燃性氣體量之100〜120%設為基準而併用。 關於狀態(e2)，本發明者等人藉由模擬而對含氧氣體流量對溫度、壓力、氣體組成造成之影響之動態特性進行研究。據此得知，含氧氣體流量自穩態值達到下限之閾值之時間為幾分鐘〜幾十分鐘，為相對較和緩之速度。進而，根據實際機器裝置之運轉實績等亦發現，氣相反應若藉由緊急停止而停止反應，則藉由溫度降低立即抑制觸媒之劣化及可燃性氣體之生成立即消失。基於該等見解，第十基準值之下限可設為設最低流量之100%。又，關於第十基準值之上限，就早期檢測之觀點而言，較佳為較高，但考慮到條件變動時之誤動作而採用120%。 圖11中表示狀態(d1)〜(e2)中之緊急停止流程圖。如圖11所示，冗餘之複數個原料氣體流量計FI及含氧氣體流量計FI(以下，亦一併稱為「流量計FI」)持續監視設置場所中之流量直至反應結束。於圖11中，判斷根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之流量是否超過流量之上限閾值1而進入至黃色區域，於進入至黃色區域之情形時，向降低流量之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而流量亦繼續上升，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之流量超過流量之上限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。再者，此處，上限閾值2係於狀態(d1)及(e1)中被決定為第七基準值及第九基準值者。 另一方面，冗餘之複數個流量計FI亦對根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之流量是否超過流量之下限閾值1而進入至黃色區域進行判斷，於進入至黃色區域之情形時，向使流量上升之方向施加反饋及/或前饋控制。即便藉由該控制而流量仍繼續下降，於根據多數決決定方式而被認為具有可靠性之流量超過流量之下限閾值2而進入至紅色區域之情形時，本實施形態之緊急停止進行作動。此處，下限閾值2係於狀態(d2)及(e2)中被決定為第八基準值及第十基準值者。於圖11中，成為於進行重大性相對較高之狀態(d1)及(e1)之判斷後判斷狀態(d2)及(e2)之流程，但對此並無特別限制。 (檢測到異常之情形時之動作) 於檢測異常之儀器之任一者檢測到異常之情形時，反應器係向停止方向操作。就停止反應之觀點而言，向反應器之供給氣體均阻斷。即，停止向反應器供給原料氣體及含氧氣體。氣體之阻斷除控制流量之控制閥(CV)之關閉以外，較佳為設置阻斷閥而將其關閉。其原因在於，假定來自CV之洩漏，就防止洩漏之觀點而言，較佳為設置阻斷閥，預先進行二重化。確保自反應器中流出之氣體之目的地，防止反應器加壓而破壞。通常，自反應器中流出之氣體係依反應器→急冷塔→吸收塔→廢氣焚燒設施→大氣之順序流動，但於緊急停止時，使阻斷閥自動作動，設為反應器→急冷塔→廢氣焚燒設備→大氣。不與吸收塔連接之原因在於，反應器有複數台，於共用吸收塔之情形時，不向連接有正常之反應生成氣體之吸收塔中導入不穩定時之氣體。反應器內之氣體之利用惰性氣體進行之沖洗並非必須，但就防止高溫且反應生成氣體氣氛下之性能劣化之觀點而言，亦可對流動層觸媒進行利用惰性氣體之反應生成氣體之清理。於未利用惰性氣體對反應器內之氣體進行沖洗之情形時，停止後，反應器溫度降低，故而作為反應器之負壓對策，宜以不成為負壓之方式適量流通惰性氣體。惰性氣體較佳為使用氮。 由於向停止之反應器供給之空氣並非必要，故而空氣壓縮機較佳為停止。向冷卻盤管之冷媒供給可於原樣之狀態下維持。 (反應) 作為使用本實施形態之流動層氣相反應裝置進行之流動層氣相反應，並無特別限定，例如可列舉：氧化反應、氨氧化反應、烷基化反應。又，氣相反應可為發熱反應，亦可為吸熱反應，就本實施形態之緊急停止之必要性之觀點而言，較佳為發熱反應。 作為反應原料，只要係成為氣相反應之原料者，則並無特別限定，例如可列舉：烷烴、烯烴、醇、芳香族烴。具體而言，於上述氨氧化反應之情形時，可使用烴等有機化合物、氧或空氣等氧化劑、及氨作為反應原料。作為成為氨氧化反應之原料之一之烴之例，可列舉烷烴及/或烯烴。有機化合物及氧化劑分別可單獨使用一種或組合兩種以上而使用。 作為烷烴，並無特別限制，例如可列舉：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷。又，作為烯烴，並無特別限制，例如可列舉：乙烯、丙烯、正丁烯、異丁烯、第三丁烯。該等之中，就所生成之腈化合物之作為化學品中間原料之價值之觀點而言，作為烷烴，較佳為丙烷及/或異丁烷，作為烯烴，較佳為丙烯及/或異丁烯。 又，作為填充至反應器內之氣相反應之觸媒，只要為於該反應中通常所使用之固體觸媒，則並無特別限定，例如可列舉擔載於二氧化矽等之金屬氧化物觸媒。 實施例 以下，為了更具體地說明本發明，對將丙烯、氨及空氣供於立式圓筒型之流動層反應器，實施丙烯之氨氧化反應之情形時之模擬結果進行說明。但本發明並不受到以下之實施例之任何限定。 首先，將實施之模擬條件示於表1。再者，作為流動層氣相反應裝置，假定具有圖3之構成者。再者，作為氣相反應，原料氣體係設為丙烯，其他原料氣體係設為氨，含氧氣體係設為空氣，假定氨氧化反應。 [表1] <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 丙烯流量 </td><td> Nm³/h </td><td> 6700 </td><td> </td><td> 反應溫度高閾值 </td><td> ℃ </td><td> 500 </td><td> </td></tr><tr><td> 氨流量 </td><td> Nm³/h </td><td> 7370 </td><td> </td><td> 反應溫度低閾值 </td><td> ℃ </td><td> 360 </td><td> </td></tr><tr><td> 空氣流量 </td><td> Nm³/h </td><td> 57620 </td><td> </td><td> 反應器壓力高閾值 </td><td> kg/cm²G </td><td> 2.0 </td><td> </td></tr><tr><td> 反應溫度 </td><td> ℃ </td><td> 440 </td><td> </td><td> 氧濃度高閾值 </td><td> vol% </td><td> 12 </td><td> </td></tr><tr><td> 反應器壓力 </td><td> kg/cm²G </td><td> 0.65 </td><td> </td><td> 反應溫度高基準值 </td><td> ℃ </td><td> 500 </td><td> 閾值之100% </td></tr><tr><td> 氧濃度 </td><td> vol%乾燥 </td><td> 0.2 </td><td> </td><td> 反應溫度低基準值 </td><td> ℃ </td><td> 410 </td><td> 閾值之114% </td></tr><tr><td> 反應器容積 </td><td> m³</td><td> 1300 </td><td> </td><td> 反應器壓力高基準值 </td><td> kg/cm²G </td><td> 1.5 </td><td> 閾值之 75% </td></tr><tr><td> 配管容積 </td><td> m³</td><td> 30 </td><td> </td><td> 氧濃度高基準值 </td><td> vol% </td><td> 7 </td><td> 閾值之 58% </td></tr><tr><td> 急冷塔容積 </td><td> m³</td><td> 250 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 觸媒質量 </td><td> t </td><td> 160 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 反應器質量 </td><td> t </td><td> 360 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 觸媒熱容量 </td><td> kcal/kg/℃ </td><td> 0.13 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 反應器熱容量 </td><td> kcal/kg/℃ </td><td> 0.11 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr><tr><td> 反應氣體熱容量 </td><td> kcal/Nm³/℃ </td><td> 0.385 </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr></TBODY></TABLE>[實施例1] 於在上述表1中所記載之條件下保持原料氣體流量及空氣流量之狀態下進行假定冷卻盤管之冷媒喪失之反應溫度之模擬。將冷卻盤管之冷媒喪失時刻設為0 min，將自冷卻盤管之冷媒喪失起之反應器內之溫度變化(實線)示於圖12。若藉由冗餘之複數個溫度計TI測定之反應器內之溫度成為500℃(表1之反應溫度之高基準值(第一基準值))而達到狀態(a1)，則緊急停止進行作動而阻斷向反應器之原料氣體及空氣之供給。其結果為，反應溫度如虛線般降溫。 [實施例2] 於上述表1中所記載之條件下進行假定丙烯之供給減少之模擬。將丙烯流量之減少開始時刻設為0 min，將丙烯流量每1分鐘減少1%之實例(實線)與丙烯流量每1分鐘減少5%之實例(虛線)之反應溫度的推移示於圖13。若藉由冗餘之複數個溫度計TI測定之反應器內之溫度成為410℃(表1之反應溫度之低基準值(第二基準值))而達到狀態(a2)，則緊急停止進行作動而阻斷向反應器之原料氣體及空氣之供給。其結果為，確認到爆炸混合氣之形成消除。 [實施例3] 於上述表1中所記載之條件下進行假定關閉急冷塔出口之閥，反應生成氣體未自反應器中排出之模擬。將急冷塔出口之閥之關閉時刻設為0 sec，將自急冷塔出口之閥之關閉起之反應器內之壓力變化(實線)示於圖14。若藉由冗餘之複數個壓力計PI測定之反應器內之壓力成為1.5 kg/cm ²G(表1之反應器壓力之高基準值(第三基準值))而達到狀態(b)，則緊急停止進行作動而阻斷向反應器之原料氣體及空氣之供給，排氣閥打開。其結果為，反應器壓力如虛線般降低。 [實施例4] 於上述表1中所記載之條件下進行假定空氣供給之增加之模擬。將原料空氣流量之增加開始時刻設為0 min，將空氣流量每1分鐘增加5%之實例(實線)與空氣流量每1分鐘增加10%之實例(虛線)之氧濃度的推移示於圖15。若藉由冗餘之複數個反應生成氣體分析器DI測定之氧濃度成為7%(表1之氧濃度之高基準值(第四基準值))而達到狀態(c1)，則緊急停止進行作動而阻斷向反應器之原料氣體及空氣之供給。其結果為，氧濃度如點劃線般降低。 [比較例1-1] 將反應溫度之高基準值設為445℃(閾值之89%)，除此以外，進行與實施例1同樣之模擬。其結果為，雖然處於正常運轉之範圍內，但存在反應步驟中之反應溫度因上下浮動(波動)而達到445℃之情形，故而反應器之緊急停止錯誤地進行作動。 [比較例1-2] 將反應溫度之高基準值設為510℃(閾值之102%)，除此以外，進行與實施例1同樣之模擬。其結果為，有於反應器之緊急停止進行作動前，對反應器之材質造成不良影響之虞。 [比較例2-1] 將反應溫度之低基準值設為350℃(閾值之97%)，除此以外，進行與實施例2同樣之模擬。其結果為，有反應氣體形成爆炸混合氣，產生反應器下游機器中之火災、爆炸現象之虞。 [比較例2-2] 將反應溫度之低基準值設為435℃(閾值之121%)，除此以外，進行與實施例2同樣之模擬。其結果為，雖然處於正常運轉之範圍內，但存在反應步驟中之反應溫度因上下浮動(波動)而達到435℃之情形，故而反應器之緊急停止錯誤地進行作動。 [比較例3-1] 將反應器壓力之高基準值設為1.3 kg/cm ²G(閾值之65%)，除此以外，進行與實施例3同樣之模擬。其結果為，雖然處於正常運轉之範圍內，但存在於實際機器運轉之啟動及/或關閉操作時反應器壓力接近1.3 kg/cm ²G之情形，故而反應器之緊急停止錯誤地進行作動。 [比較例3-2] 將反應器壓力之高基準值設為1.8 kg/cm ²G(閾值之90%)，除此以外，進行與實施例3同樣之模擬。其結果得知，若由緊急停止所引起之降壓較慢，則有可能接近2.0 kg/cm ²G(反應器之設計壓力)。 [比較例4-1] 將氧濃度之高基準值設為4%(閾值之33%)，除此以外，進行與實施例4同樣之模擬。其結果為，雖然處於正常運轉之範圍內，但存在於實際機器運轉之啟動及/或關閉操作時氧濃度接近4%之情形，反應器之緊急停止錯誤地進行作動。 [比較例4-2] 將氧濃度之高基準值設為13%(閾值之108%)，除此以外，進行與實施例4同樣之模擬。結果得知，於緊急停止進行作動前超過極限氧濃度，為火災、爆炸之可能性較高之狀態。 [產業上之可利用性] 本發明之方法可有效地用作使用流動層氣相反應裝置並利用原料氣體製造反應生成氣體之方法。尤其是就流動層氣相反應裝置之安全之運轉之觀點而言，作為流動層氣相反應裝置之緊急停止方法較有用。

1 反應器 2 含氧氣體導入管 3 含氧氣體分散板 4 原料氣體導入管 5 原料氣體分散管 6 冷卻盤管 7 旋風分離器 8 流出管 9a 濃厚層 9b 稀薄層 A 含氧氣體 B 原料氣體 C 反應生成氣體 D 另一原料氣體 DI 反應生成氣體分析器 DI1 反應生成氣體分析器 DI2 反應生成氣體分析器 DI3 反應生成氣體分析器 DI4 反應生成氣體分析器 FI 流量指示計 FI1 流量指示計 FI2 流量指示計 FI3 流量指示計 FI4 流量指示計 FI5 流量指示計 FI6 流量指示計 PI 壓力指示計 PI1 壓力指示計 PI2 壓力指示計 PI3 壓力指示計 TI 溫度指示計 TI1 溫度指示計 TI2 溫度指示計 TI3 溫度指示計 TI4 溫度指示計 TI5 溫度指示計 TI6 溫度指示計

圖1係表示先前技術之流動層氣相反應裝置之概略圖。 圖2係表示本實施形態之流動層氣相反應裝置之一例的概略圖。 圖3係表示另一本實施形態之流動層氣相反應裝置之一例的概略圖。 圖4係表示另一本實施形態之流動層氣相反應裝置之一例的概略圖。 圖5係表示另一本實施形態之小型流動層氣相反應裝置之一例的概略圖。 圖6係表示導致災害現象之現象與異常檢測之一例的概念圖。 圖7係表示較本實施形態之流動層氣相反應裝置之流出管8更靠下游的概念圖。 圖8為條件(a1)及條件(a2)中之緊急停止流程圖。 圖9為條件(b)中之緊急停止流程圖。 圖10係於在條件(c)中監視氧濃度之情形之緊急停止流程圖。 圖11為條件(d1)〜(e2)中之緊急停止流程圖。 圖12係表示實施例1之模擬結果之曲線圖。 圖13係表示實施例2之模擬結果之曲線圖。 圖14係表示實施例3之模擬結果之曲線圖。 圖15係表示實施例4之模擬結果之曲線圖。

Claims (14)

1. 一種反應生成氣體之製造方法，其係使用流動層氣相反應裝置而利用原料氣體製造反應生成氣體之方法，且上述流動層氣相反應裝置具有：反應器，其可流動地收納觸媒；第一供給管，其向上述反應器中供給上述原料氣體；流出管，其自上述反應器中排出上述反應生成氣體；複數個溫度計TI，該等係設置於上述反應器；複數個壓力計PI，該等係位於上述反應器之稀薄層部；及複數個反應生成氣體分析器DI，該等係位於上述流出管之下游；並且該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第一至第六基準值之各者之實測值下，產生下述(a1)至(c3)之6種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟，(a1)將反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低之溫度的90~100%之值設為第一基準值，顯示大於第一基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態(a2)將觸媒之活性降低而未反應增加，於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高之溫度的100~120%之值設為第二基準值，顯示小於第二基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態(b)將反應器之設計壓力之70~85%之值設為第三基準值，顯示大於第三基準值之實測值之上述壓力計PI之數量超過壓力計PI之總數的過半數之狀態(c1)將爆炸極限氧濃度之40~100%之值設為第四基準值，顯示大於第四基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態(c2)將產生觸媒之還原劣化之氧濃度之100~120%之值設為第五基準值，顯示小於第五基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態(c3)將原料氣體濃度之設計值之150~300%之值設為第六基準值，顯示大於第六基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態。
2. 如請求項1之製造方法，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有複數個原料氣體流量計FI，該等係設置於上述第一供給管；且該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第七至第八基準值之各者之實測值下，產生下述(d1)至(d2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟，(d1)將成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值、成為反應器之設計溫度之假定原料氣體流量值、及成為觸媒劣化之溫度之假定原料氣體流量值中之最低之流量值的85~100%之值設為第七基準值，顯示大於第七基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形(d2)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值的100~120%之值設為第八基準值，顯示小於第八基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形。
3. 如請求項1之製造方法，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有：第二供給管，其向上述反應器中供給含氧氣體；及複數個含氧氣體流量計FI，該等係設置於上述第二供給管；且該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第九至第十基準值之各者之實測值下，產生下述(e1)至(e2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管、或上述第一供給管及上述第二供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟，(e1)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85~100%之值設為第九基準值，顯示大於第九基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形(e2)將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100~120%之值設為第十基準值，顯示小於第十基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形。
4. 如請求項2之製造方法，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有：第二供給管，其向上述反應器中供給含氧氣體；及複數個含氧氣體流量計FI，該等係設置於上述第二供給管；且該製造方法包括：於在上述反應器內，於上述觸媒之存在下將上述原料氣體供於氣相反應之反應步驟中，於監視相對於下述第九至第十基準值之各者之實測值下，產生下述(e1)至(e2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，進行藉由至少阻斷上述第一供給管、或上述第一供給管及上述第二供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止之停止步驟，(e1)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85~100%之值設為第九基準值，顯示大於第九基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形；(e2)將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100~120%之值設為第十基準值，顯示小於第十基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形。
5. 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中上述原料氣體包含烷烴及/或烯烴。
6. 如請求項5之製造方法，其中上述烷烴為丙烷及/或異丁烷。
7. 如請求項5之製造方法，其中上述烯烴為丙烯及/或異丁烯。
8. 如請求項1至4中任一項之製造方法，其中上述氣相反應為氨氧化反應。
9. 如請求項5之製造方法，其中上述氣相反應為氨氧化反應。
10. 如請求項6之製造方法，其中上述氣相反應為氨氧化反應。
11. 如請求項7之製造方法，其中上述氣相反應為氨氧化反應。
12. 一種流動層氣相反應裝置，其具有：反應器，其可流動地收納觸媒；第一供給管，其向上述反應器中供給原料氣體；流出管，其自上述反應器中排出反應生成氣體；複數個溫度計TI，該等係設置於上述反應器；複數個壓力計PI，該等係位於上述反應器之稀薄層部；複數個反應生成氣體分析器DI，該等係位於上述流出管之下游；及緊急反應停止控制部；且於監視相對於下述第一至第六基準值之各者之實測值下，產生下述(a1)至(c3)之6種狀態中之至少1種狀態之情形時，上述緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者，(a1)將反應器之設計溫度或基於保護觸媒之觀點而決定之最高溫度中之任一較低之溫度的90~100%之值設為第一基準值，顯示大於第一基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態(a2)將觸媒之活性降低從而未反應增加，於反應器中形成爆炸混合氣之溫度或於下游機器中發生異常燃燒之溫度中之任一較高之溫度的100~120%之值設為第二基準值，顯示小於第二基準值之實測值之上述溫度計TI之數量超過溫度計TI之總數的過半數之狀態(b)將反應器之設計壓力之70~85%之值設為第三基準值，顯示大於第三基準值之實測值之上述壓力計PI之數量超過壓力計PI之總數的過半數之狀態(c1)將爆炸極限氧濃度之40~100%之值設為第四基準值，顯示大於第四基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態(c2)將產生觸媒之還原劣化之氧濃度之100~120%之值設為第五基準值，顯示小於第五基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態(c3)將原料氣體濃度之設計值之150~300%之值設為第六基準值，顯示大於第六基準值之實測值之上述反應生成氣體分析器DI之數量超過反應生成氣體分析器DI之總數的過半數之狀態。
13. 如請求項12之流動層氣相反應裝置，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有複數個原料氣體流量計FI，該等係設置於上述第一供給管；且於監視相對於下述第七至第八基準值之各者之實測值下，產生下述(d1)至(d2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，上述緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷上述第一供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者，(d1)將成為觸媒失活之氧濃度之假定原料氣體流量值、成為反應器之設計溫度之假定原料氣體流量值、及成為觸媒劣化之溫度之假定原料氣體流量值中之最低之流量值的85~100%之值設為第七基準值，顯示大於第七基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形(d2)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定原料氣體流量值的100~120%之值設為第八基準值，顯示小於第八基準值之實測值之上述原料氣體流量計FI之數量超過原料氣體流量計FI之總數的過半數之情形。
14. 如請求項12或13之流動層氣相反應裝置，其中上述流動層氣相反應裝置進而具有：第二供給管，其向上述反應器中供給含氧氣體；及複數個含氧氣體流量計FI，該等係設置於上述第二供給管；且於監視相對於下述第九至第十基準值之各者之實測值下，產生下述(e1)至(e2)之2種狀態中之至少1種狀態之情形時，上述緊急反應停止控制部係藉由至少阻斷上述第一供給管、或上述第一供給管及上述第二供給管，而使上述流動層氣相反應裝置之運轉緊急停止者，(e1)將流出管中之氧濃度成為極限氧濃度之假定含氧氣體流量值的85~100%之值設為第九基準值，顯示大於第九基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形(e2)將成為觸媒失活之氧濃度之假定含氧氣體流量的100~120%之值設為第十基準值，顯示小於第十基準值之實測值之上述含氧氣體流量計FI之數量超過含氧氣體流量計FI2之總數的過半數之情形。