JPH03120247A - α・β―不飽和ニトリルの製造装置 - Google Patents

α・β―不飽和ニトリルの製造装置

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JPH03120247A
JPH03120247A JP1257899A JP25789989A JPH03120247A JP H03120247 A JPH03120247 A JP H03120247A JP 1257899 A JP1257899 A JP 1257899A JP 25789989 A JP25789989 A JP 25789989A JP H03120247 A JPH03120247 A JP H03120247A
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JP
Japan
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gas
reactor
dispersion
dispersion tube
oxygen
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Pending
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JP1257899A
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English (en)
Inventor
Masanobu Ota
政信 太田
Tetsuo Tanaka
田中 鉄男
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to ES90914763T priority patent/ES2051025T3/es
Priority to DE69007965T priority patent/DE69007965T2/de
Priority to EP90914763A priority patent/EP0446379B1/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (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)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプロピレン又はイソブチレン又は第3ブチルア
ルコールをアンモキシデーシランによって原料オレフィ
ン又は第3級アルコールと同じ炭素数を有するα・β−
不飽和ニトリルを高収率で製造する装置に関するもので
ある。更に詳しくは流動層でアンモニア、酸素含有ガス
、およびオレフィン又は第3級アルコールを気相反応さ
せて不飽和ニトリル例えばアクリロニトリルやメタクリ
ロニトリルを製造するに際し、酸素含有ガス分散板ある
いは分数管、オレフィン又は第3級アルコールとアンモ
ニアの混合ガス(以後この混合ガスを「オレフィン混合
ガス」と略記する)分散管を有する反応器の改良に関す
るものである。
従来より気相接触反応によってアンモニ乙 酸素(多く
の場合、空気が用いられる)、およびオレフィン又は第
3級アルコールを反応させて不飽和ニトリルを製造する
場合はは流動層が広く用いられている。しかし、流動層
反応器では流動触媒が反応器中心部で上昇し、反応器本
体壁付近で下降するいわゆる粒子循環流を形成するため
、ガスの逆混合、吹抜けなど触媒との接触効率が低下し
て反応率の低下を招来し、触媒の能力を充分に発揮させ
ることができないという重大な欠点を有する。そのため
従来から流動改善の目的で流動層内部に多孔[等の構造
物を設は気泡の再分散化を行ってきた。しかし、気泡の
再分散を行うとこの部分における圧損の増大、あるいは
粒子の落下不足等により内部an物の下部に反応ガス滞
留部が生じ目的生成物の収車低下を招来するため適切で
ない。
一方、反応器内に供給されるガスの組成は爆発範凹内に
ある高濃度オレフィン又は第3級アルコールであるから
rオレフィン混合ガス」は酸素含有ガスの供給口とは別
個の供給口から供給される必要がある。すなわち、反応
器内では「オレフィン混合ガスノは分散管から噴出され
均一に分散される。また酸素含有ガスも同様に分散板ま
たは分散管から均一に分散される。流動層による不飽和
ニトリルの製造に際して、 「オレフィン混合ガスJと
W1素含有ガスを速やかに混合させて均一な混合ガスと
してから反応させることはきわめて重要であり、例えば
USP−4801731にみられるようにit素含有ガ
ス分肚板または分散管のノズルと「オレフィン混合ガス
」分散管のノズルを直孫上に配置させることにより「オ
レフィン混合ガスJとM素含有ガスを流動層反応器内で
向流接触させて混合させる提案がなされている。
しかしながら上記粒子循環流の存在下においては反応器
本体壁付近の下降流の影響により外周部での酸素含有ガ
スジェットが反応器中心y/Iハ曲げられるためυ5P
−4801731の方法では外周部でのrオレフィン混
合ガス」と[素含有ガスの混合が不十分であるという欠
点がなお残っている。
以下、本発明を説明するに、反応器中心からの距離と反
応器半径との比(以下r / Rと略記する)が0.8
−1.0の範囲を外周部と定義する。
本究明者らは流動層による不飽和ニトリルの製造装置に
ついて鋭!研究を重ねた結果、粒子循環流を抑制し且つ
rオレフィン混合ガス」と酸素含有ガスの外周部番:お
ける混合を十分は行うためには、上記分散板あるいは分
散管の最外周部ノズルと反応器本体壁との距離及び外周
部のノズル相互の位置関係がm*であることを知得した
すなわち、酸素含有ガス分散板あ6いは分散管およびr
オレフィン混合ガスJ分散管の最外周部ノズルと反応器
本体壁との距離を300mm以下とする事により反応器
本体・壁付近の流動触媒の下降流を抑制し、さらに反応
器本体W付近の下降流の影響により外周部での酸素含有
ガスジェットが反応器中心側に曲げられるのを考慮して
「オレフィン混合ガス」分散管の外周部ノズルを上記混
合ガス分散管の下部に配置される酸素含有ガス分散板ま
たは分散管の外111部ノズルより反応器中心側に配置
させる方法である。
本発明方法に使用し得る触媒としてはオレフィンのアン
モキシデージョン用触媒として公知の流動層反応触媒は
すべて使用できる。
本発明において反応器に供給する濃霧空気はオレフィン
又は第3級アルコールに対して5−19モル地 好まし
くは7−14モル比であり、供給アンモニアはオレフィ
ン又は第3級アルコールに対し1−2モル瓜 好ましく
は1−1.5モル比の範囲である。
なお反応温度は350℃−600℃、好ましくは400
℃−500″C,圧力は3 kg / e11’以下、
好ましくは0.2−1.5 kg/ cs’、接触時間
は1−10秒、好ましくは2−6秒の条件下で行われる
本発明方法によると、最外周部ノズルと反応器本体壁間
の距離が長い場合と比較して流動層触媒の流動状態が飛
躍的に改讐される。 また、外周部の酸素含有ガス分散
板あるいは分散管のノズルとrオレフィン混合がス」分
散管のノズルを反応器本体中心側にずらさない場合と比
較して外周部の反応率が飛躍的に向上する。
次に、木兄WARIIの一例を第1図、第2■を用いて
説明する。第1図は本発明方法によって用いられる流動
層反応器の一区であり、図中1は流動層反応器本体、 
2は除熱コイル、 3は「オレフィン混合ガス」分散管
、4は酸素含有ガス分散板を示す、第2図は本究明を特
徴づけている各ノズルの位置関係、および粒子層II流
の流れの損金の一例を示しており、図中5は「オレフィ
ン混合ガス」分散管のノズル、 6は酸素含有ガス分散
板のノズル、 7はI!素含有ガス分分散のノズルによ
って形成されるジェット、 8は粒子循環流を示す0本
発明方法においては、s2素含有ガス分数板あるいは分
散管を流動!!1蝮層の下部に、上記分散板あるいは分
散管の上方にrオレフィン混合ガス」分散管を、さらに
上記酸素含有ガス分t[あるいは分散管ノズルにより形
成される酸素含有ガスジェットあるいは気泡の内部に上
記「オレフィン混合ガスJ分敢菅ノズルを投置した構造
を有する流動層Eiz器を使用し、酸素含有ガス分散板
又は分散管の最外周部ノズルと反応器本体壁との路肩を
300+nm以下、好ましくは50mm−200mmの
範囲内になるように上記最外周部のノズルを設置する。
また、外Jai1部のrオレフィン混合ガス」分散管の
ノズルと酸素含有ガス分散板あるいは分散管のノズルと
の位置関係は粒子循環流あるいは各々の分散管ノズルの
距##によって左右されるため限定されるものではない
が、本5!明者らの観察によると上記反応条件下の一般
的な商業用規模の流動層反応器において上記ノズル相互
の好ましい位置関係は酸素含有ガス分散板あるいは分散
管ノズルのガス吹き出し口中心と「オレフィン混合がス
」分散管ノズルのガス吹き出し口中心を結んだ綿と酸素
含有ガス分散板あるいは分散管ノズルのガス吹き出し口
の鉛直線が交わる角度(以下、 リズル角度jと略す)
が40°以下、さらに好ましい上記「ノズル角度」は3
0@以下であった。
次に本発明方法を比較例および実施例によりさらに説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、下記の実施
側番;限定されるものではない、流動触媒層密度は酸素
含有ガス分散板からあるいは分散管ノズルのガス吹き出
し口から上750mmおよび1250mmの位置の静圧
差を測定する圧力タップを流動層反応器の中心部でr/
R=0.0の位置および外J11部でr/R=0.9の
位置に設置し、一般的に知られている圧力差を眉いて密
度を算出する手法を使用した。ここで、粒子循環流が形
成されるドライビングフォースは流動層の半径方向密度
差テアル(rFl、tlI[1IZATION ENG
INEERINGJ(0,にunit、0.Leven
spieliF )) P 354 * 照)、よって
流動触媒層密度の半径方向分布が均一であれば粒子循環
流が形成されていないことは自明である。また、未反応
オレフィンは高さ9mの中心部でr / P、 = O
、Oおよび同一高さの外周部でr/R=0.9の位置に
ガスサンプリングノズルを設け、当該ノズルからでるガ
スを水で洗浄して取り出し、ガスクロマトグラフを用い
て分析した。計器その他相MHI備は通常使用されるも
のであり、通常の誤差[匣内のものである。
比較例 使用した反応器はl[径7.8mで、触媒は粒径10−
100μm、平均な径50μmのモリブデン−ビスマス
−鉄系シリカ担持触媒である。上記触媒を静止層高3m
となるように充填した。
最外周部ノズルと反応器本体壁間距趨が450mm、外
周部の「ノズル角度」が0°の分散板および分散管を使
用し、流動層下部より空気を4100ONM3/H,プ
ロピレンを400ONM’/H17ンモ:−7ヲ480
0 N M 3/ H供m シ、反E温度450℃、圧
力1kg / cm ’で反応させたところ、次のu1
4を得た。
中心部 外周部 流動態IIJA密度 (kg/@3)   480 7
30未圧応プロピレン (vo14)  0.17 1
.05実施灘 1 比較例と同一の友応ト二本5e明方法により、最外周部
ノズルと反応器本体壁間距盾が150mm、外周部の「
ノズル角度」が15@の分散板および分散管を使用し、
同一の条件下で反応を行ったところ、次のように粒子循
環流および外周部未反応プロピレンの著しい減少がみら
れた。
中心部 外周部 流動触媒密度 (kg/鳳り   570 590未反
応プロピレン(val、χ)0.09 0.11実施例
 2−3 実施例1ζ準じて、最外周部ノズルと反応器本体壁間距
離および外周部の「ノズル角度」を表1に示すように変
化させて反応を行わせた結果を表1に示す。
0ONM3/H,アンモニアを300ONM’/H供給
し、反応濃度430″C,圧力1kg/口2で反応させ
たところ、次の結果を停妃 中心部 外周部 流動触媒密度 (kg / m’) 未反応イソブチレン (val、χ) 560   570 0.07  0.08 (双下奈白) 実施例 4 使用した反応器は+1!径5.3mで、触媒は粒径10
−100μm、平均FRffi50.umのモリブデン
−ビスマス−鉄系シリカtl持MaIである。上記触媒
を静止層高3mとなるように充填した。
最外周部ノズルと反応器本体壁間距離が120mm、外
周部の「ノズル角度jが156の分数板および分散管を
使用し、流動層下部より空気を2
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明するための一実施例を示す流動層
反応器の断面図であり、第2図は同実施例でガス分散板
および分散管付近のノズルのα1および粒子と!2素含
有ガスの流れの模式図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)プロピレン又はイソブチレン又は第3ブチルアルコ
    ールをアンモニアと酸素含有ガスと共に高温かつ気相で
    流動層反応触媒によって接触反応させて原料オレフィン
    又は第3級アルコールと同じ炭素数を有する、α・β−
    不飽和ニトリルを製造する際に使用する反応器において
    、下部より酸素含有ガス分散板または分散管、オレフィ
    ン又は第3級アルコールとアンモニアの混合ガス分散管
    を配置させて、且つ上記分散板および分散管の最外周部
    ノズルと反応器本体壁との距離を300mm以下とする
    ことを特徴とするα・β−不飽和ニトリルの製造装置。 2)オレフィン又は第3級アルコールとアンモニアの混
    合ガス分散管の外周部ノズルを、当該混合ガス分散管の
    下部に配置される酸素含有ガス分散板または分散管の外
    周部ノズルより反応器中心側に寄せて配置させることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の製造装置。
JP1257899A 1989-10-04 1989-10-04 α・β―不飽和ニトリルの製造装置 Pending JPH03120247A (ja)

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KR1019910700564A KR940007528B1 (ko) 1989-10-04 1990-10-04 α, β-불포화 니트릴의 제조장치
CA002042584A CA2042584C (en) 1989-10-04 1990-10-04 .alpha., .beta.-unsaturated nitrile manufacturing apparatus
PCT/JP1990/001279 WO1991004961A1 (en) 1989-10-04 1990-10-04 APPARATUS FOR PRODUCING α,β-UNSATURATED NITRILE
ES90914763T ES2051025T3 (es) 1989-10-04 1990-10-04 Aparato para la fabricacion de nitrilo alfa,beta no saturado.
DE69007965T DE69007965T2 (de) 1989-10-04 1990-10-04 Apparatur zur herstellung von alpha-beta-ungesättigten nitrilen.
EP90914763A EP0446379B1 (en) 1989-10-04 1990-10-04 Apparatus for producing alpha-beta-unsaturated nitrile
SU914895746A RU1829957C (ru) 1989-10-04 1991-06-03 Устройство дл получени @ , @ ненасыщенного нитрила

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003002870A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Asahi Kasei Corp 不飽和ニトリル製造時における青酸の併産方法
JP2008080219A (ja) * 2006-09-27 2008-04-10 Asahi Kasei Chemicals Corp 流動層反応器の温度制御方法

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JP2003002870A (ja) * 2001-06-21 2003-01-08 Asahi Kasei Corp 不飽和ニトリル製造時における青酸の併産方法
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