JPH0156070B2 - - Google Patents
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- JPH0156070B2 JPH0156070B2 JP55143631A JP14363180A JPH0156070B2 JP H0156070 B2 JPH0156070 B2 JP H0156070B2 JP 55143631 A JP55143631 A JP 55143631A JP 14363180 A JP14363180 A JP 14363180A JP H0156070 B2 JPH0156070 B2 JP H0156070B2
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- gas
- section
- conduit
- hot water
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はエチレンを分子状酸素含有ガスにより
接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する方
法において、シエル板１、上部管板２，下部管板
３，反応部７のシエル側１６と冷却部８のシエル
側１１を仕切る仕切板４および多数の反応管５で
構成され、かつ反応管５の入口部に不活性充填物
を充填した予熱部６，反応管５の入口部と出口部
の間に銀触媒を充填した反応部７、反応管５の出
口部に不活性充填物を充填した冷却部８を設けた
縦型多管式熱交換型反応器９に、温度130〜180℃
の熱水を導管１０を通してシエル側１１に供給
し、冷却部８の200〜300℃の反応生成ガスの通る
反応管５の外側を接触させ、エチレン、エチレン
オキシド、酸素を含む反応生成ガスと熱交換した
200〜250℃の熱水は導管１２を通して気液分離槽
１３に送り、気液分離槽１３で分離した熱水は導
管１５を通して反応部７のシエル側１６に導入
し、反応部７の反応管５の外側を接触させ、反応
熱を奪い反応部７で沸騰した気液混相状態の熱水
は予熱部６の反応管５の外側と接触させ、原料ガ
スを予熱し、導管１７を通して気液分離槽１３に
自然循環することを特徴とするエチレンオキシド
の製造方法に関するものである。エチレンを分子
状酸素により接触気相酸化してエチレンオキシド
を製造する方法において、エチレンと分子状酸素
含有ガスとを反応せしめるエチレンオキシドの製
造方法に関する。
接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する方
法において、シエル板１、上部管板２，下部管板
３，反応部７のシエル側１６と冷却部８のシエル
側１１を仕切る仕切板４および多数の反応管５で
構成され、かつ反応管５の入口部に不活性充填物
を充填した予熱部６，反応管５の入口部と出口部
の間に銀触媒を充填した反応部７、反応管５の出
口部に不活性充填物を充填した冷却部８を設けた
縦型多管式熱交換型反応器９に、温度130〜180℃
の熱水を導管１０を通してシエル側１１に供給
し、冷却部８の200〜300℃の反応生成ガスの通る
反応管５の外側を接触させ、エチレン、エチレン
オキシド、酸素を含む反応生成ガスと熱交換した
200〜250℃の熱水は導管１２を通して気液分離槽
１３に送り、気液分離槽１３で分離した熱水は導
管１５を通して反応部７のシエル側１６に導入
し、反応部７の反応管５の外側を接触させ、反応
熱を奪い反応部７で沸騰した気液混相状態の熱水
は予熱部６の反応管５の外側と接触させ、原料ガ
スを予熱し、導管１７を通して気液分離槽１３に
自然循環することを特徴とするエチレンオキシド
の製造方法に関するものである。エチレンを分子
状酸素により接触気相酸化してエチレンオキシド
を製造する方法において、エチレンと分子状酸素
含有ガスとを反応せしめるエチレンオキシドの製
造方法に関する。
炭化水素の接触気相酸化反応、例えばエチレン
を銀触媒の存在下に分子状酸素により接触気相酸
化してエチレンオキシドを製造するプロセスにお
いては、エチレンの他にメタン、エタン等の飽和
炭化水素、窒素、二酸化炭素、アルゴン、酸素等
を含有する炭化水素含有ガスと空気、酸素を富化
した空気または純酸素からなる分子状酸素含有ガ
スとが所定の比率で混合されたのち、銀触媒を充
填した反応器に導入された接触気相反応が行なわ
れる。その際殆んどの炭化水素が示す発熱反応を
エチレンの場合もエチレンを銀触媒の存在下に分
子状酸素により反応させると、 C2H4＋１／2O2→C2H4O＋29Kca1／mol (1) C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O＋316Kca1／mol (2) で示される発熱反応を起す。
を銀触媒の存在下に分子状酸素により接触気相酸
化してエチレンオキシドを製造するプロセスにお
いては、エチレンの他にメタン、エタン等の飽和
炭化水素、窒素、二酸化炭素、アルゴン、酸素等
を含有する炭化水素含有ガスと空気、酸素を富化
した空気または純酸素からなる分子状酸素含有ガ
スとが所定の比率で混合されたのち、銀触媒を充
填した反応器に導入された接触気相反応が行なわ
れる。その際殆んどの炭化水素が示す発熱反応を
エチレンの場合もエチレンを銀触媒の存在下に分
子状酸素により反応させると、 C2H4＋１／2O2→C2H4O＋29Kca1／mol (1) C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O＋316Kca1／mol (2) で示される発熱反応を起す。
このような発熱反応のうちで、エチレンオキシ
ドの収率の向上を図るためには、反応式(1)で示さ
れる反応が進む割合を大きくするベきで、銀触媒
や反応方法などについて検討されている。しか
し、現在のところ反応式(2)、すなわち反応熱が大
きいエチレンの完全酸化反応が起るのを避けるこ
とはできない。
ドの収率の向上を図るためには、反応式(1)で示さ
れる反応が進む割合を大きくするベきで、銀触媒
や反応方法などについて検討されている。しか
し、現在のところ反応式(2)、すなわち反応熱が大
きいエチレンの完全酸化反応が起るのを避けるこ
とはできない。
また、前記式(1)および(2)以外に、もう一つエチ
レンオキシドの収率に影響を及ぼす反応がある。
それはつぎの式(3)で示す反応式で進行するエチレ
ンオキシドのアセトアルデヒドへの異性化反応で
ある。
レンオキシドの収率に影響を及ぼす反応がある。
それはつぎの式(3)で示す反応式で進行するエチレ
ンオキシドのアセトアルデヒドへの異性化反応で
ある。
したがつて、エチレンのエチレンオキシドへの
選択率がいくら高くても、生成したエチレンオキ
シドのアセトアルデヒドへの異性化反応が多けれ
ば、エチレンオキシドの収率低下を招く、したが
つて、エチレンオキシドのエチレンオキシドへの
異性化反応を最小限にすることも、エチレンオキ
シド製造における課題の一つである。
選択率がいくら高くても、生成したエチレンオキ
シドのアセトアルデヒドへの異性化反応が多けれ
ば、エチレンオキシドの収率低下を招く、したが
つて、エチレンオキシドのエチレンオキシドへの
異性化反応を最小限にすることも、エチレンオキ
シド製造における課題の一つである。
近年、エチレンオキシドの需要が増大している
ことから、またエチレンオキシシドの製造コスト
の低減を図るため、エチレンオキシド製造プラン
トの大型化が進められている。そのため、エチレ
ンオキシド製造プラント１基あたりの反応器にお
ける反応熱量は、収率の向上がかなり達成されて
いるとはいうものの上記反応式から理解されるよ
うに大きいものになつている。この多量の反応熱
をどのような方法でいかに安全に、また、有効に
回収利用するかはエチレンを分子状酸素により接
触気相酸化してエチレンオキシドを製造するにあ
たつて安全上、経済上大きな問題である。
ことから、またエチレンオキシシドの製造コスト
の低減を図るため、エチレンオキシド製造プラン
トの大型化が進められている。そのため、エチレ
ンオキシド製造プラント１基あたりの反応器にお
ける反応熱量は、収率の向上がかなり達成されて
いるとはいうものの上記反応式から理解されるよ
うに大きいものになつている。この多量の反応熱
をどのような方法でいかに安全に、また、有効に
回収利用するかはエチレンを分子状酸素により接
触気相酸化してエチレンオキシドを製造するにあ
たつて安全上、経済上大きな問題である。
一般に、炭化水素の分子状酸素による接触気相
酸化法において、副反応抑制のために、反応生成
ガスを充填物を充填した冷却域に通すという方法
は公知である（米国特許第3147084号明細書）。ま
た、このような方法をエチレンの分子状酸素によ
る接触気相酸化法によりエチレンオキシドを製造
する方法に適用することも公知である。たとえば
特開昭51―4101号明細書によれば、反応域に隣接
したあるいは隣接しないでかつ不活性材料を含有
したあるいは含有しない冷却域に反応域で得られ
る反応生成物を通過させている。また、特開昭53
―2409号によれば、反応生成物を0.1m2／ｇ以下
の表面積を有する不活性耐火粒状物を充填した冷
却域に通過させている。しかしながら、これらの
方法で使用されている反応装置は、反応域にダウ
サムのような高沸点の熱媒体または水のような低
沸点の熱媒体を循環させて除熱を行なない、冷却
域はダウサムのような高沸点の熱媒体を使用する
方法を採用しているが、これらの方法は、熱媒体
が高沸点の危険物で取扱いが面倒なことや装置が
複雑で運転操作も容易でない欠点を持つている。
したがつて、本願の目的は反応装置の予熱部、反
応部および冷却部を連続して熱水で循環または通
過させ、しかも給水した熱水を水蒸気として回収
する方法の反応装置を使用して容易に有効な熱回
収を達成できる炭化水素の接触気相酸化方法およ
び装置を提供することにある。
酸化法において、副反応抑制のために、反応生成
ガスを充填物を充填した冷却域に通すという方法
は公知である（米国特許第3147084号明細書）。ま
た、このような方法をエチレンの分子状酸素によ
る接触気相酸化法によりエチレンオキシドを製造
する方法に適用することも公知である。たとえば
特開昭51―4101号明細書によれば、反応域に隣接
したあるいは隣接しないでかつ不活性材料を含有
したあるいは含有しない冷却域に反応域で得られ
る反応生成物を通過させている。また、特開昭53
―2409号によれば、反応生成物を0.1m2／ｇ以下
の表面積を有する不活性耐火粒状物を充填した冷
却域に通過させている。しかしながら、これらの
方法で使用されている反応装置は、反応域にダウ
サムのような高沸点の熱媒体または水のような低
沸点の熱媒体を循環させて除熱を行なない、冷却
域はダウサムのような高沸点の熱媒体を使用する
方法を採用しているが、これらの方法は、熱媒体
が高沸点の危険物で取扱いが面倒なことや装置が
複雑で運転操作も容易でない欠点を持つている。
したがつて、本願の目的は反応装置の予熱部、反
応部および冷却部を連続して熱水で循環または通
過させ、しかも給水した熱水を水蒸気として回収
する方法の反応装置を使用して容易に有効な熱回
収を達成できる炭化水素の接触気相酸化方法およ
び装置を提供することにある。
従来、エチレンと分子状酸素により接触気相酸
化してエチレンオキシドを製造する際の反応器と
して、多管式熱交換型反応器の反応管の外側と水
蒸気を生成させる構造の熱交換器との間を、熱媒
体たとえばダウサム（ザ・ダウ社、商品名）のよ
うな高沸点の熱媒体をポンプにより強制循環させ
反応管を冷却し、反応熱を奪つて高められた温度
の熱媒体は、熱交換器で水に熱を与えて水蒸気を
発生させ、ここで冷却された熱媒体は再び反応管
外側を冷却するため再循環する構造の多管式熱交
換型反応器は公知である。
化してエチレンオキシドを製造する際の反応器と
して、多管式熱交換型反応器の反応管の外側と水
蒸気を生成させる構造の熱交換器との間を、熱媒
体たとえばダウサム（ザ・ダウ社、商品名）のよ
うな高沸点の熱媒体をポンプにより強制循環させ
反応管を冷却し、反応熱を奪つて高められた温度
の熱媒体は、熱交換器で水に熱を与えて水蒸気を
発生させ、ここで冷却された熱媒体は再び反応管
外側を冷却するため再循環する構造の多管式熱交
換型反応器は公知である。
また、熱媒体として、たとえば水のような蒸発
する熱媒体を使用する場合、多管式熱交換型反応
器のシエル側で直接水蒸気を生成するため前記の
ような水蒸気を生成する構造の熱交換器は必要と
しない、しかも、熱水を使用した場合自然循環が
できるため、ポンプの設備を必要としない構造の
多管式熱交換型反応装置も公知である。
する熱媒体を使用する場合、多管式熱交換型反応
器のシエル側で直接水蒸気を生成するため前記の
ような水蒸気を生成する構造の熱交換器は必要と
しない、しかも、熱水を使用した場合自然循環が
できるため、ポンプの設備を必要としない構造の
多管式熱交換型反応装置も公知である。
しかし上記方法では、反応器出口からの反応ガ
スの温度は高温であり、反応原料ガスと生成ガス
との熱交換器で行なわれる熱交換で原料ガスは高
温度となり反応器入口までの管内は高温に保持さ
れる。その結果、原料ガス中の酸素濃度は、その
温度における爆発限界下限の濃度以下とするため
に、生産性を犠性にして低く制御されなければな
らない欠点がある。
スの温度は高温であり、反応原料ガスと生成ガス
との熱交換器で行なわれる熱交換で原料ガスは高
温度となり反応器入口までの管内は高温に保持さ
れる。その結果、原料ガス中の酸素濃度は、その
温度における爆発限界下限の濃度以下とするため
に、生産性を犠性にして低く制御されなければな
らない欠点がある。
本発明の他の目的としては、触媒層から流出し
たエチレン、エチレンオキシドおよび酸素を含有
した反応生成ガスの高温の爆発性ガスの爆発の危
険性を少なくするばかりでなく、流出反応生成ガ
スまたは原料ガス中の酸素濃度の向上により生産
性の向上が望める炭化水素の接触気相酸化方法を
提供することにもある。
たエチレン、エチレンオキシドおよび酸素を含有
した反応生成ガスの高温の爆発性ガスの爆発の危
険性を少なくするばかりでなく、流出反応生成ガ
スまたは原料ガス中の酸素濃度の向上により生産
性の向上が望める炭化水素の接触気相酸化方法を
提供することにもある。
本発明のその他の目的は、以下の記述から明ら
かとされる。
かとされる。
本発明はエチレンを分子状酸素含有ガスにより
接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する方
法において、シエル板１、上部管板２，下部管板
３，反応部７のシエル側１６と冷却部８のシエル
側１１を仕切る仕切板４および多数の反応管５で
構成され、かつ反応管５の入口部に不活性充填物
を充填した予熱部６，反応管５の入口部と出口部
の間に銀触媒を充填した反応部７、反応管５の出
口部に不活性充填物を充填した冷却部８を設けた
縦型多管式熱交換型反応器９に、温度130〜180℃
の熱水を導管１０を通してシエル側１１に供給
し、冷却部８の200〜300℃の反応生成ガスの通る
反応管５の外側を接触させ、エチレン、エチレン
オキシド、酸素を含む反応生成ガスと熱交換した
200〜250℃の熱水は導管１２を通して気液分離槽
１３に送り、気液分離槽１３で分離した熱水は導
管１５を通して反応部７のシエル側１６に導入
し、反応部７の反応管５の外側を接触させ、反応
熱を奪い反応部７で沸騰した気液混相状態の熱水
は予熱部６の反応管５の外側と接触させ、原料ガ
スを予熱し、導管１７を通して気液分離槽１３に
自然循環することを特徴とするエチレンオキシド
の製造方法に関するものである。
接触気相酸化してエチレンオキシドを製造する方
法において、シエル板１、上部管板２，下部管板
３，反応部７のシエル側１６と冷却部８のシエル
側１１を仕切る仕切板４および多数の反応管５で
構成され、かつ反応管５の入口部に不活性充填物
を充填した予熱部６，反応管５の入口部と出口部
の間に銀触媒を充填した反応部７、反応管５の出
口部に不活性充填物を充填した冷却部８を設けた
縦型多管式熱交換型反応器９に、温度130〜180℃
の熱水を導管１０を通してシエル側１１に供給
し、冷却部８の200〜300℃の反応生成ガスの通る
反応管５の外側を接触させ、エチレン、エチレン
オキシド、酸素を含む反応生成ガスと熱交換した
200〜250℃の熱水は導管１２を通して気液分離槽
１３に送り、気液分離槽１３で分離した熱水は導
管１５を通して反応部７のシエル側１６に導入
し、反応部７の反応管５の外側を接触させ、反応
熱を奪い反応部７で沸騰した気液混相状態の熱水
は予熱部６の反応管５の外側と接触させ、原料ガ
スを予熱し、導管１７を通して気液分離槽１３に
自然循環することを特徴とするエチレンオキシド
の製造方法に関するものである。
本発明において予熱部は、反応管の入口部に不
活性充填物が充填された領域で、反応部は反応管
の入口部と出口部の間に銀触媒が充填された領域
で、冷却部は反応管の出口部に不活性充填物が充
填された領域である。
活性充填物が充填された領域で、反応部は反応管
の入口部と出口部の間に銀触媒が充填された領域
で、冷却部は反応管の出口部に不活性充填物が充
填された領域である。
本発明お反応器の予熱部と冷却部に充填する不
活性充填物としては、不活性耐火性物であればよ
く、球、半球、ペレツト、リングおよび無定形を
問わずいずれも使用できるが、好ましくは銀触媒
用の担体として通常使用されるアルミナ、シリカ
ーアルミナ、ジルコニア、マグネシア、炭化ケイ
素等が好ましく、特にα―アルミナおよびジルコ
ニアが好ましい。これらの不活性耐火性担体の形
状、寸法、孔、比表面積、見かけの気孔率等は反
応管に充填した際の圧力損失、機械的強度を考慮
して適当に選ぶことができる。平均粒径は通常1/
１６〜1/2インチ、好ましくは3/16〜1/2インチであ
り、球ないしリング状物が好ましい。また、上記
不活性耐火性担体にナトリウム、カリウム、ルビ
ジウム、セシウム、リチウム、カルシウム、スト
ロンチウム、バリウムおよびタリウムから選ばれ
ると少くとも１種を析出させたものが好適に使用
でき、特にナトリウム、カリウム、ルビジウム、
セシウムおよびタリウムが好ましい。これらに特
に、冷却部８の反応管５に充填することが好まし
い。
活性充填物としては、不活性耐火性物であればよ
く、球、半球、ペレツト、リングおよび無定形を
問わずいずれも使用できるが、好ましくは銀触媒
用の担体として通常使用されるアルミナ、シリカ
ーアルミナ、ジルコニア、マグネシア、炭化ケイ
素等が好ましく、特にα―アルミナおよびジルコ
ニアが好ましい。これらの不活性耐火性担体の形
状、寸法、孔、比表面積、見かけの気孔率等は反
応管に充填した際の圧力損失、機械的強度を考慮
して適当に選ぶことができる。平均粒径は通常1/
１６〜1/2インチ、好ましくは3/16〜1/2インチであ
り、球ないしリング状物が好ましい。また、上記
不活性耐火性担体にナトリウム、カリウム、ルビ
ジウム、セシウム、リチウム、カルシウム、スト
ロンチウム、バリウムおよびタリウムから選ばれ
ると少くとも１種を析出させたものが好適に使用
でき、特にナトリウム、カリウム、ルビジウム、
セシウムおよびタリウムが好ましい。これらに特
に、冷却部８の反応管５に充填することが好まし
い。
本発明において使用する縦型多管式熱交換型反
応器のシエル側を反応部と冷却部に仕切板で仕切
ることにより、触媒層から流出した炭化水素、そ
の酸化生成物および酸素を含有した200〜300℃の
高温の反応生成ガスを不活性充填物を充填した冷
却部でシエル側に温度130〜180℃の熱水を供給し
て冷却し、冷却部出口の反応生成ガスを150〜250
℃の温度に制御することができる。この冷却部を
設けることは、たとえば、分子状酸素を用いてエ
チレンを接触気相酸化してエチレンオキシドを製
造するに際して、酸化反応は200〜300℃の温度で
行なわれており、当然、生成ガス温度も同程度以
上になり、エチレンオキシドのアセトアルデヒド
への異性化反応を起すから、反応生成ガスが反応
部から出た直後に冷却部を設けることにより、エ
チレンオキシドのアセトアルデヒドへの異性化反
応の減少という効果をもたらす。
応器のシエル側を反応部と冷却部に仕切板で仕切
ることにより、触媒層から流出した炭化水素、そ
の酸化生成物および酸素を含有した200〜300℃の
高温の反応生成ガスを不活性充填物を充填した冷
却部でシエル側に温度130〜180℃の熱水を供給し
て冷却し、冷却部出口の反応生成ガスを150〜250
℃の温度に制御することができる。この冷却部を
設けることは、たとえば、分子状酸素を用いてエ
チレンを接触気相酸化してエチレンオキシドを製
造するに際して、酸化反応は200〜300℃の温度で
行なわれており、当然、生成ガス温度も同程度以
上になり、エチレンオキシドのアセトアルデヒド
への異性化反応を起すから、反応生成ガスが反応
部から出た直後に冷却部を設けることにより、エ
チレンオキシドのアセトアルデヒドへの異性化反
応の減少という効果をもたらす。
本発明は、反応装置の熱媒体として、熱水を用
いるため、着火するような危険がなく、熱水を使
用することにより自然循環することが可能で循環
ポンプの設備を必要としない。したがつて循環ポ
ンプの急な停止による反応部の異常温度上昇の弊
害が皆無である。また、熱水を用いた場合、伝熱
が良いので熱除去が効率よく行なへ、その結果反
応率が他の熱媒体を使用した場合より大きくとれ
る利点がある。
いるため、着火するような危険がなく、熱水を使
用することにより自然循環することが可能で循環
ポンプの設備を必要としない。したがつて循環ポ
ンプの急な停止による反応部の異常温度上昇の弊
害が皆無である。また、熱水を用いた場合、伝熱
が良いので熱除去が効率よく行なへ、その結果反
応率が他の熱媒体を使用した場合より大きくとれ
る利点がある。
本発明は、反応部から流出したエチレンおよび
酸素を含有した反応生成ガスを冷却部で150〜250
℃に冷却することにより、反応生成ガスにより原
料ガスを予熱する熱交換器において、原料ガスの
温度を100〜200℃に抑えることができ、原料ガス
中の酸素濃度を上げることができる効果を発揮す
るものである。また、本発明の反応装置を用いる
ことにより熱媒体として供給しる熱水は、反応器
シエル側で直接水蒸気を生成することができ、し
かも供給した熱水に見合う水蒸気を回収する効果
をもたらすものである。また、冷却部を出た熱水
を反応部の冷却媒体の補給に使用することは、熱
エネルギーの利用、建設、設備費等の経済面から
考えて有利である。
酸素を含有した反応生成ガスを冷却部で150〜250
℃に冷却することにより、反応生成ガスにより原
料ガスを予熱する熱交換器において、原料ガスの
温度を100〜200℃に抑えることができ、原料ガス
中の酸素濃度を上げることができる効果を発揮す
るものである。また、本発明の反応装置を用いる
ことにより熱媒体として供給しる熱水は、反応器
シエル側で直接水蒸気を生成することができ、し
かも供給した熱水に見合う水蒸気を回収する効果
をもたらすものである。また、冷却部を出た熱水
を反応部の冷却媒体の補給に使用することは、熱
エネルギーの利用、建設、設備費等の経済面から
考えて有利である。
前記した如く、冷却部と反応部を別々に冷却媒
体を通過或は循環させる方法は公知であり、反応
面における効果は同じである。
体を通過或は循環させる方法は公知であり、反応
面における効果は同じである。
しかしながら、本発明の方法は後のエネルギー
の利用において有利なエネルギーレベルの高い高
圧蒸気を多量に発生させ得る点で違つており、ま
たプロセスの簡略化による建設、設備面での経済
性もちがつている。
の利用において有利なエネルギーレベルの高い高
圧蒸気を多量に発生させ得る点で違つており、ま
たプロセスの簡略化による建設、設備面での経済
性もちがつている。
本発明方法を適用し得るプロセスおよび反応条
件は、従来この分野で公知のプロセスおよび反応
条件のいずれも適用できる。たとえば、エチレン
を分子状酸素で接触触気相酸化してエチレンオキ
シドを製造するプロセスは、酸素源として空気を
用いる空気酸化法と純酸素を用いる酸素酸化法と
があるが、本発明方法はいずれの場合にも有効に
適用できる。特に触媒層１回通過当りの反応量を
大きくすることができ、エチレンオキキシド濃度
を高くすることができる酸素酸化法が有効に適用
できる。
件は、従来この分野で公知のプロセスおよび反応
条件のいずれも適用できる。たとえば、エチレン
を分子状酸素で接触触気相酸化してエチレンオキ
シドを製造するプロセスは、酸素源として空気を
用いる空気酸化法と純酸素を用いる酸素酸化法と
があるが、本発明方法はいずれの場合にも有効に
適用できる。特に触媒層１回通過当りの反応量を
大きくすることができ、エチレンオキキシド濃度
を高くすることができる酸素酸化法が有効に適用
できる。
操作条件は、原料ガス混合物はエチレン、酸
素、炭酸ガス、窒素、アルゴン、メタン、エタ
ン、二塩化エタン等の反応抑制等からなつてお
り、エチレン濃度は高いほど有利であるが、40容
量％以下である。炭酸ガスは10容量％以下であ
る。また、メタンまたはエタンをガス中に存在さ
せた場合、メタンは爆発範囲を安全側にずらし、
爆発範囲を狭くする作用があるので、反応ガス希
釈剤としてかなり高濃度で存在することが有効で
ある。
素、炭酸ガス、窒素、アルゴン、メタン、エタ
ン、二塩化エタン等の反応抑制等からなつてお
り、エチレン濃度は高いほど有利であるが、40容
量％以下である。炭酸ガスは10容量％以下であ
る。また、メタンまたはエタンをガス中に存在さ
せた場合、メタンは爆発範囲を安全側にずらし、
爆発範囲を狭くする作用があるので、反応ガス希
釈剤としてかなり高濃度で存在することが有効で
ある。
反応圧力は０〜40Kg／cm2Ｇ、好ましくは10〜30
Kg／cm2Ｇである。反応温度は150〜300℃、好まし
くは180〜280℃である。空間速度は1000〜
10000hr-1、好ましくは2000〜8000hr-1である。
Kg／cm2Ｇである。反応温度は150〜300℃、好まし
くは180〜280℃である。空間速度は1000〜
10000hr-1、好ましくは2000〜8000hr-1である。
反応部に充填される触媒は、従来公知の銀触媒
のいずれも使用できるが、比表面積20m2／ｇ以
下、好ましくは0.01〜10m2／ｇ、見かけの気孔率
20容量％以上、好ましくは30〜70容量％の不活性
耐火性担体に微粒金属銀を析出担持したものがよ
く、また反応促進剤としてアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、タリウム、アンチモン、スズ等から
選ばれる少くとも１種を添加したものが好まし
い。担体材料としてアルミナ、シリカーアルミ
ナ、シリコンカーバイド、ジルコニア、マグネシ
ア等の不活性耐火性担体が使用でき、特にα―ア
ルミナを主成分とする不活性耐火性担体が好まし
い。担体の形状は球、半球、リング、ペレツト等
があるが球ないし、リングが好ましい。また、そ
の平均粒径は1/16〜1/2インチが好ましく、特に
３／１６〜5/16インチが好ましい。担持される銀の量
は触媒中に１〜20重量％でよく、特に５〜15重量
％が実質的に経済的である。
のいずれも使用できるが、比表面積20m2／ｇ以
下、好ましくは0.01〜10m2／ｇ、見かけの気孔率
20容量％以上、好ましくは30〜70容量％の不活性
耐火性担体に微粒金属銀を析出担持したものがよ
く、また反応促進剤としてアルカリ金属、アルカ
リ土類金属、タリウム、アンチモン、スズ等から
選ばれる少くとも１種を添加したものが好まし
い。担体材料としてアルミナ、シリカーアルミ
ナ、シリコンカーバイド、ジルコニア、マグネシ
ア等の不活性耐火性担体が使用でき、特にα―ア
ルミナを主成分とする不活性耐火性担体が好まし
い。担体の形状は球、半球、リング、ペレツト等
があるが球ないし、リングが好ましい。また、そ
の平均粒径は1/16〜1/2インチが好ましく、特に
３／１６〜5/16インチが好ましい。担持される銀の量
は触媒中に１〜20重量％でよく、特に５〜15重量
％が実質的に経済的である。
本発明をさらに詳しく説明するために、図面に
より説明する。図面は銀触媒の存在下、エチレン
を分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化する際
の実施態様および使用される装置の一を示すもの
で、本発明を拘束するものではない。
より説明する。図面は銀触媒の存在下、エチレン
を分子状酸素含有ガスにより接触気相酸化する際
の実施態様および使用される装置の一を示すもの
で、本発明を拘束するものではない。
図―１において、シエル板１、上部管板２、下
部管板３、反応部７のシエルル側１６と冷却部８
のシエル側１１を仕切る仕切板４および多数の反
応管５で構成され、かつ反応管５の入口部に不活
性充填物を充填した予熱部６、反応管５の入口部
と出口部の間に銀触媒を充填した反応部７、反応
管５の出口部に不活性充填物を充填した冷却部８
を設けた縦型多管式熱交換型反応器９に、温度
130〜180℃の熱水を導管１０を通してシエル側１
１に供給し、冷却部８の200〜300℃の反応生成ガ
スの通る反応管５の外側を接触させ、エチレン、
エチレンオキシド、酸素を含む反応生成ガスと熱
交換した200〜250℃の熱水は導管１２を通して気
液分離槽１３に送り、気液分離槽１３で分離した
熱水は導管１５を通して反応部７のシエル側１６
に導入し、反応部７の反応管５外側と接触させ、
反応熱を奪い反応部７で沸騰した気液混相状態の
熱水は予熱部６の反応管５の外側と接触して原料
ガスを予熱し、導管１７を通して気液分離槽１３
に自然循環し、導管１２よりの熱水と混合し温度
を下げられる。気液分離槽１３で分離した温度
210〜250℃、圧力20〜40Kg／cm2Ｇの水蒸気を導管
１４より回収することができる。一方、導管１８
よりエチレンと分子状酸素を含む温度10〜80℃の
原料ガスを導入し、熱交換器１９を通して100〜
200℃に予熱し、導管２０を経て縦型多管式熱交
換型反応器９の反応管５に導入し、予熱部６、反
応部７および冷却部８を経て、導管２２を通して
150〜250℃の反応生成ガスを熱交換器１９に送
り、原料ガスを予熱することができる。
部管板３、反応部７のシエルル側１６と冷却部８
のシエル側１１を仕切る仕切板４および多数の反
応管５で構成され、かつ反応管５の入口部に不活
性充填物を充填した予熱部６、反応管５の入口部
と出口部の間に銀触媒を充填した反応部７、反応
管５の出口部に不活性充填物を充填した冷却部８
を設けた縦型多管式熱交換型反応器９に、温度
130〜180℃の熱水を導管１０を通してシエル側１
１に供給し、冷却部８の200〜300℃の反応生成ガ
スの通る反応管５の外側を接触させ、エチレン、
エチレンオキシド、酸素を含む反応生成ガスと熱
交換した200〜250℃の熱水は導管１２を通して気
液分離槽１３に送り、気液分離槽１３で分離した
熱水は導管１５を通して反応部７のシエル側１６
に導入し、反応部７の反応管５外側と接触させ、
反応熱を奪い反応部７で沸騰した気液混相状態の
熱水は予熱部６の反応管５の外側と接触して原料
ガスを予熱し、導管１７を通して気液分離槽１３
に自然循環し、導管１２よりの熱水と混合し温度
を下げられる。気液分離槽１３で分離した温度
210〜250℃、圧力20〜40Kg／cm2Ｇの水蒸気を導管
１４より回収することができる。一方、導管１８
よりエチレンと分子状酸素を含む温度10〜80℃の
原料ガスを導入し、熱交換器１９を通して100〜
200℃に予熱し、導管２０を経て縦型多管式熱交
換型反応器９の反応管５に導入し、予熱部６、反
応部７および冷却部８を経て、導管２２を通して
150〜250℃の反応生成ガスを熱交換器１９に送
り、原料ガスを予熱することができる。
以下、実施例により、この発明をさらに詳しく
説明する。しかし、この実施例は発明の一態様で
あつて、この発明を規制するものではない。
説明する。しかし、この実施例は発明の一態様で
あつて、この発明を規制するものではない。
実施例 １
シエル板１、上部管板２、下部管板３、反応部
７のシエル側１６と冷却部８のシエル側１１とを
仕切る仕切板４および多数の反応管５で構成さ
れ、かつ、反応管５の入口部に不活性耐火性アル
ミナ担体を充填した予熱部６、反応管５の入口部
と出口部の間に銀触媒を充填した反応部７、反応
管５の出口部にセシウムを担持した不活性耐火性
アルミナ担体を充填した冷却部８を設けた縦型多
管式熱交換型反応器９に、温度145℃の熱水を導
管１０を通して90Kg／時の割合で冷却部８のシエ
ル側１１に供給し、反応部７の反応管５からの温
度255℃のエチレン、エチレンオキシド、酸素、
炭酸ガスを含む反応生成ガスの通る冷却部８の反
応管５の外側を冷却し、反応熱を奪つて温度240
℃に加温された熱水は、導管１２を通して気液分
離槽１３に送り、気液分離し、気液分離槽１３の
底部より温度240℃の熱水は、4500Kg／時の割合
で導管１５を通して反応部７のシエル側１６に導
入し、反応部７および予熱部６の反応管５の外側
を沸騰した気液混相の状態で接触し、導管１７に
より気液分離槽１３に導く経路の自然循環を行な
わしめ、気液分離槽１３で分離した圧力33.1Kg／
cm2Ｇ、温度240℃の水蒸気を90Kg／時の割合で導
管１４を通して回収した。
７のシエル側１６と冷却部８のシエル側１１とを
仕切る仕切板４および多数の反応管５で構成さ
れ、かつ、反応管５の入口部に不活性耐火性アル
ミナ担体を充填した予熱部６、反応管５の入口部
と出口部の間に銀触媒を充填した反応部７、反応
管５の出口部にセシウムを担持した不活性耐火性
アルミナ担体を充填した冷却部８を設けた縦型多
管式熱交換型反応器９に、温度145℃の熱水を導
管１０を通して90Kg／時の割合で冷却部８のシエ
ル側１１に供給し、反応部７の反応管５からの温
度255℃のエチレン、エチレンオキシド、酸素、
炭酸ガスを含む反応生成ガスの通る冷却部８の反
応管５の外側を冷却し、反応熱を奪つて温度240
℃に加温された熱水は、導管１２を通して気液分
離槽１３に送り、気液分離し、気液分離槽１３の
底部より温度240℃の熱水は、4500Kg／時の割合
で導管１５を通して反応部７のシエル側１６に導
入し、反応部７および予熱部６の反応管５の外側
を沸騰した気液混相の状態で接触し、導管１７に
より気液分離槽１３に導く経路の自然循環を行な
わしめ、気液分離槽１３で分離した圧力33.1Kg／
cm2Ｇ、温度240℃の水蒸気を90Kg／時の割合で導
管１４を通して回収した。
一方、エチレンと分子状酸素を含む温度45℃の
原料ガスを導管１８を通して熱交換器１９のシエ
ル側に導入し、導管２１を通して熱交換器１９の
管側に導入された温度210℃の反応生成ガスと熱
交換せしめ温度75℃に冷却された反応生成ガスは
導管２２を通してエチレンオキシド吸収工程へ送
つた。一方、温度180℃に予熱された原料ガスは
導管２０を通して縦型多管式熱交換型反応器９の
反応管５に空間速度5000hr-1の割合で導入し、予
熱部６、反応部７および冷却部８を経て、反応生
成ガスを導管２１を通して熱交換器１９に送つ
た。
原料ガスを導管１８を通して熱交換器１９のシエ
ル側に導入し、導管２１を通して熱交換器１９の
管側に導入された温度210℃の反応生成ガスと熱
交換せしめ温度75℃に冷却された反応生成ガスは
導管２２を通してエチレンオキシド吸収工程へ送
つた。一方、温度180℃に予熱された原料ガスは
導管２０を通して縦型多管式熱交換型反応器９の
反応管５に空間速度5000hr-1の割合で導入し、予
熱部６、反応部７および冷却部８を経て、反応生
成ガスを導管２１を通して熱交換器１９に送つ
た。
図―１はエチレンオキシド製造用装置の一例を
示す図である。
示す図である。
Claims (1)
- １ エチレンを分子状酸素含有ガスにより接触気
相酸化してエチレンオキシドを製造する方法にお
いて、シエル板１、上部管板２、下部管板３、反
応部７のシエル側１６と冷却部８のシエル側１１
を仕切る仕切板４および多数の反応管５で構成さ
れ、かつ反応管５の入口部に不活性充填物を充填
した予熱部６、反応管５の入口部と出口部の間に
銀触媒を充填した反応部７、反応管５の出口部に
不活性充填物を充填した冷却部８を設けた縦型多
管式熱交換型反応器９に、温度130〜180℃の熱水
を導管１０を通してシエル側１１に供給し、冷却
部８の200〜300℃の反応生成ガスの通る反応管５
の外側を接触させ、エチレン、エチレンオキシ
ド、酸素を含む反応生成ガスと熱交換した200〜
250℃の熱水は導管１２を通して気液分離槽１３
に送り、気液分離槽１３で分離した熱水は導管１
５を通して反応部７のシエル側１６に導入し、反
応部７の反応管５の外側を接触させ、反応熱を奪
い反応部７で沸騰した気液混相状態の熱水は予熱
部６の反応管５の外側と接触させ、原料ガスを予
熱し、導管１７を通して気液分離槽１３に自然循
環することを特徴とするエチレンオキシドの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14363180A JPS5767573A (en) | 1980-10-16 | 1980-10-16 | Catalytic gas-phase oxidation of hydrocarbon and plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14363180A JPS5767573A (en) | 1980-10-16 | 1980-10-16 | Catalytic gas-phase oxidation of hydrocarbon and plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5767573A JPS5767573A (en) | 1982-04-24 |
| JPH0156070B2 true JPH0156070B2 (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=15343241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14363180A Granted JPS5767573A (en) | 1980-10-16 | 1980-10-16 | Catalytic gas-phase oxidation of hydrocarbon and plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5767573A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19843654A1 (de) * | 1998-09-23 | 2000-03-30 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Ethylenoxid durch Direktoxidation von Ethylen mit Luft oder Sauerstoff |
| JP2001199973A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-24 | Nippon Shokubai Co Ltd | ボイラ給水および反応器の孔食防止方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS514110A (en) * | 1974-04-30 | 1976-01-14 | Snam Progetti | Kisoniokeru jukikagobutsunobubunsankaho oyobi soreojitsushisurutamenosochi |
| JPS561531Y2 (ja) * | 1974-10-15 | 1981-01-14 | ||
| JPS5243679U (ja) * | 1975-09-23 | 1977-03-28 | ||
| US4061659A (en) * | 1976-06-28 | 1977-12-06 | Shell Oil Company | Process for the production of ethylene oxide |
| JPS5564579A (en) * | 1978-11-08 | 1980-05-15 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | Preparation of ethylene oxide |
-
1980
- 1980-10-16 JP JP14363180A patent/JPS5767573A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5767573A (en) | 1982-04-24 |
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