JPH0749102B2 - 多管式反応器 - Google Patents

多管式反応器

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JPH0749102B2
JPH0749102B2 JP61163526A JP16352686A JPH0749102B2 JP H0749102 B2 JPH0749102 B2 JP H0749102B2 JP 61163526 A JP61163526 A JP 61163526A JP 16352686 A JP16352686 A JP 16352686A JP H0749102 B2 JPH0749102 B2 JP H0749102B2
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    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/16Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
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    • C07C51/265Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、その内部の液体収容部分内に配設された多数
の管内で被処理流体に発熱反応または吸熱反応を起こさ
せる多管式反応器に関する。上記多数の管は上記液体収
容部分内の液体に囲まれ、またこの液体の少なくとも一
部は、熱交換手段を経た後、上記反応器に戻される。
〔発明の概要〕
本発明の多管式反応器は、円筒形の内、外壁で囲まれた
環状の液体収容部分と、上記内壁により囲まれた液体非
収容部分とを有し、上記液体収容部分に配設された多数
の管内に被処理流体を流しかつこの液体収容部分内の液
体で上記被処理流体を加熱または冷却して、被処理流体
に吸熱または発熱反応を継続させる構造であり、上記内
壁内側の液体非収容部分に設けられて上記液体を循環さ
せるポンプ、上記液体の一部をこのポンプで循環させる
ことにより、この液体の加熱または冷却を行う熱交換手
段及び上記ポンプと液体収容部分との間に介在された少
なくとも2つのマニホールドを備えることにより、液体
が受ける抵抗が小さく、均一な加熱又は冷却が行われ、
反応器と循環ポンプとの間の連絡管路を短縮できるよう
にしたものである。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
この種の多管式反応器は公知であり、例えばドイツ特許
公開公報第28 46 693号及びこれに対応する米国特許
公報第4 263 141号に記載されている。公知の多管式
反応器では、管内に粒状の触媒が堆積物の形態で収容さ
れ、反応ガス混合物がこの堆積物を通過して導かれる。
管は、一般に同心円上に設けられ、この同心円の最外側
と最内側の直径の比率は、各反応器の構造によって、ほ
ぼ10:1〜20:1の範囲で変動する。熱を与え又は奪う液体
は、その流路において多数の管列を管に沿って通過しな
ければならず、このため大きな圧力損失が生じる。しか
も内側の管列を通過する液体の流速は、外側の管列の場
合に比べ、直径の差が大きいために遥かに大きくなり、
熱伝導に極めて大きな相違が生じる。外側の列の管でも
十分な熱伝導を行うには液体の循環量を大きくしなけれ
ばならない。しかしその結果、内側の管列の領域では液
体の流速が不必要に大きくなるから、熱伝導が均一に行
われないほか、液体循環のための動力の所要量が大きく
なる欠点も生じる。
外部に循環ポンプを有する公知の多管式反応器において
は、液体は、反応器内に流入する前に、反応器の外壁に
設けられた環状のマニホールドにまず導入される。次い
で上記液体は、上記マニホールドに設けた多数の開口を
経て、上記多数の管が配列された反応器内の領域に導入
される。循環ポンプへの還流も同様に反応器の外壁に設
けられた他のマニホールドを介して行われる。これらの
外部マニホールドの断面積は、循環する液体のほぼ半量
に対応して設定されなければならず、又、マニホールド
と循環ポンプとの管の連絡管路がしばしば著しく長くな
る。公知の方法においてポンプを1台ではなく2台設置
すれば連絡管路を短縮しうるが、これは無視できない程
の出費を意味する。
本発明は、上記多数の管が配列された反応器内の領域で
液体が受ける抵抗が小さく、できるだけ均一な加熱又は
除熱が行われ、反応器と循環ポンプとの間の連絡管路の
短縮が可能であるように多管式反応器を構成することを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、冒頭に述べた多管式反応器において、複数
の管とこれらの管を囲む液体とがほぼ円筒形の内壁と、
この内壁をほぼ同軸的に囲む外壁との間に存在し、内壁
に囲まれて液体の無い空間に循環ポンプを設けるように
反応器を構成することによって達成される。このように
循環ポンプが、上記液体のない空間、すなわち液体非収
容部分に設けられていると、維持管理等のため外部から
循環ポンプを取扱うことが容易である。ほぼ円に沿って
設けられた本発明による反応器の管において、最外側の
円と最内側の円との直径な相違は、公知の多管式反応器
の場合より遥かに小さい。
反応器に液体を供給するため及び反応器から液体を取り
出すために少なくとも各1つ宛のマニホールドを本発明
による多管式反応器の内壁に設けると有利である。本発
明の目的に沿って、液体を供給するため及び液体を取り
出すために少なくとも各2つの連絡管路が反応器と循環
ポンプとの間に設けられる。これにより、マニホールド
は、例えば星状に設けられた複数の管路を介して循環ポ
ンプに連絡しているので、ただ1組の連絡管路による方
式に比べてマニホールドの断面積を小さくすることがで
きる。
本発明による多管式反応器は、少なくとも1.2mの内壁直
径及び少なくとも4mの外壁直径を有する。本発明の長所
はこのような大型の反応器において特によく発揮され
る。外壁と内壁との直径の比率は、通常4:1〜1.1:1の範
囲であり、好ましくは3:1〜1.5:1の範囲である。内壁に
囲まれた上記液体非収容部分には、循環ポンプ以外に熱
交換手段を設けると反応器をコンパクトに構成すること
も勿論可能である。
〔実施例〕
次に本発明の実施態様を図面を参照しながら説明する。
本実施例の多管式反応器は、円筒形の内壁1と、内壁1
とほぼ同軸の外壁2とを備えている。外壁2は、外壁2
の上部領域及び下部領域で内側に曲げられ、この上部領
域及び下部領域で内壁1に結合されている。この際、管
路4を経て未反応ガス混合物が送り込まれる上部分配室
3と、管路6を経て生成物が取り出される下部分配室5
とが、それぞれ形成される。上部管板7と下部管板8と
の間に多数の垂直管10が設けられ、垂直管10は常法に従
って粒状の触媒が充填されている。未反応ガス混合物は
公知の方法で上部分配室から管10に流入及び管10を貫流
し、この際、発熱又は吸熱反応が行われ、生成物が下部
分配室5及び管路6を経て取り出される。
管10の内部から熱を奪い又は管10の内部に熱を与えるた
め、各管10は循環する液体で囲まれている。この液体は
まず内壁1の開口11を経てマニホールド12に達し、そこ
から複数の連絡管路13a及び13bを経て循環ポンプ15に達
する。循環ポンプ15は、内壁1に囲まれた液体非収容部
分に存在する。管路13a及び13bを経て吸引された液体の
一部は、連絡管路16a、16b、16c及び16dを経て(第2図
も参照)マニホールド17に送り込まれる。マニホールド
17は、上部マニホールド12と同様、環状に形成されて内
壁1に設けられ、反応器において管10が貫通して設けら
れた領域、すなわち液体収容部分に開口18を介して連絡
している。ポンプ15によって送られた液体が、この開口
18を経て反応器の中に入り、管10に接して流れ、上部マ
ニホールド12を経て再び循環ポンプ15に吸込まれる。
液体の一部は循環ポンプ15によって管路20を経て熱交換
器21に絶えず送り込まれ、そこから管路22を経て循環ポ
ンプ15の吸引領域に戻される。熱交換器21では液体が管
10に熱を与えるか又は熱を奪うかによってそれぞれ液体
の加熱又は冷却が行われる。
勿論、熱交換器21は内壁1に囲まれた前記液体非収容部
分に設けることもできるが、第1図では、見易くするた
め、このことは考慮されなかった。
液体としては、例えば水、溶融塩又はそれ自体は公知で
ある有機液体を挙げることができる。何れにせよ、この
多管式反応器は、特定の液体を使用するように限定され
るものではない。上部マニホールド12と循環ポンプ15と
の間又は循環ポンプ15と下部マニホールド17との間の各
連絡管路の数は限定されないが、通常、2〜6の範囲で
ある。
本発明の構成は、 液体収容部分を囲む殻であるほヾ円筒形の外壁と、 この外壁から離れた位置でこの外壁に囲繞されかつ上記
液体収容部分の外縁に接する上記外壁と協動してこの液
体収容部分の範囲を環状に限定すると共に、液体非収容
部分を囲繞するほヾ円筒形の内壁と、 その内部の被処理流体に吸熱又は発熱反応を起こさせる
ために上記液体収容部分内に配設されてこの液体収容部
分内の液体と接触し、その一端は反応前の上記被処理流
体の導入口に、その他端は反応後の上記被処理流体の排
出口にそれぞれ接続される手段を備えた多数の管と、 上記液体の温度を変えるために吸熱反応であるときは加
熱器となり、発熱反応であるときは冷却器となる熱交換
手段と、 上記液体非収容部分に収容されると共に、上記液体収容
部分及び、この液体収容部分との間で上記液体を循環す
る熱交換手段の両者に接続された循環ポンプと、 上記内壁に設けられると共に上記液体収容部分に連通さ
れて、上記液体をこの液体収容部分にその一方を経て送
り込み、その他方を経て取り出すために、それぞれが少
なくとも2本の管で上記ポンプに接続されている少なく
とも2つのマニホールドとを備え、 上記内壁の径は少なくとも1.2m、上記外壁の径は少なく
とも4mであり、上記内外壁の径比が3:1から1.1:1の間に
ある点に特徴がある。
〔発明の効果〕
本発明の多管式反応器によれば、循環ポンプ15の駆動エ
ネルギーを実質的に節約でき、さらに、液体と各管との
間の熱の伝導が均一化される。また、従来の多管式反応
器に比べ、液体の循環量を、同じ循環ポンプ出力でも多
くすることができ、このため、反応器内の水平及び垂直
方向のより均一な温度分布が結果として得られ、このこ
とは、多くのプロセスにおいて決定的な意義を持つもの
である。極めて大型の反応器においても、循環ポンプを
1台以上設ける必要はない。この反応器の単なる応用例
として、オルトキシロール又はナフタリンからの無水フ
タール酸の製造あるいはエチルベンゼンの脱水素による
スチロール製造が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の反応容器の縦断面の一部概略図、第2
図は第1図の反応器のII−II線に沿った断面図である。 なお図面に用いた符号において、 1……内壁 2……外壁 3……上部分配室(管10を導入口4に接続する手段) 4……管路(導入口) 5……下部分配室(管10を排出口6に接続する手段) 6……管路(排出口) 10……管 12……上部マニホールド 13a,13b,16a,16b,16c,16d……連絡管路 15……循環ポンプ 17……下部マニホールド 21……熱交換器 である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液体収容部分を囲む殻であるほヾ円筒形の
    外壁と、 この外壁から離れた位置でこの外壁に囲繞されかつ上記
    液体収容部分の外縁に接する上記外壁と協動してこの液
    体収容部分の範囲を環状に限定すると共に、液体非収容
    部分を囲繞するほヾ円筒形の内壁と、 その内部の被処理流体に吸熱又は発熱反応を起こさせる
    ために上記液体収容部分内に配設されてこの液体収容部
    分内の液体と接触し、その一端は反応前の上記被処理流
    体の導入口に、その他端は反応後の上記被処理流体の排
    出口にそれぞれ接続される手段を備えた多数の管と、 上記液体の温度を変えるために吸熱反応であるときは加
    熱器となり、発熱反応であるときは冷却器となる熱交換
    手段と、 上記液体非収容部分に収容されると共に、上記液体収容
    部分及び、この液体収容部分との間で上記液体を循環す
    る熱交換手段の両者に接続された循環ポンプと、 上記内壁に設けられると共に上記液体収容部分に連通さ
    れて、上記液体をこの液体収容部分にその一方を経て送
    り込み、その他方を経て取り出すために、それぞれが少
    なくとも2本の管で上記ポンプに接続されている少なく
    とも2つのマニホールドとを備え、 上記内壁の径は少なくとも1.2m、上記外壁の径は少なく
    とも4mであり、上記内外壁の径比が3:1から1.1:1の間に
    ある吸熱又は発熱反応を行うための多管式反応器。
  2. 【請求項2】上記熱交換手段は上記液体非収容部分に配
    設される特許請求の範囲第1項に記載の多管式反応器。
  3. 【請求項3】上記熱交換手段は上記外壁の外方に配設さ
    れる特許請求の範囲第1項に記載の多管式反応器。
JP61163526A 1985-07-27 1986-07-11 多管式反応器 Expired - Lifetime JPH0749102B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19853526967 DE3526967A1 (de) 1985-07-27 1985-07-27 Roehrenreaktor
DE3526967.7 1985-07-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6233538A JPS6233538A (ja) 1987-02-13
JPH0749102B2 true JPH0749102B2 (ja) 1995-05-31

Family

ID=6276971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61163526A Expired - Lifetime JPH0749102B2 (ja) 1985-07-27 1986-07-11 多管式反応器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4737347A (ja)
EP (1) EP0210680B1 (ja)
JP (1) JPH0749102B2 (ja)
DE (2) DE3526967A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3895527B2 (ja) * 1999-08-31 2007-03-22 株式会社日本触媒 接触気相酸化方法

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Also Published As

Publication number Publication date
JPS6233538A (ja) 1987-02-13
EP0210680A3 (en) 1987-05-27
DE3526967A1 (de) 1987-01-29
DE3661886D1 (en) 1989-03-02
EP0210680A2 (de) 1987-02-04
US4737347A (en) 1988-04-12
EP0210680B1 (de) 1989-01-25

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