JPH07508461A - 接触蒸留構造体 - Google Patents

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、構造体を反応のための触媒と蒸留構造体との両方として同時に用いて 、反応系の反応と蒸留とを実施する反応において使用可能である構造体に関する 。

２、関連技術 米国特許第４．２１５．０１１号は、ワイヤメツツユによって配置され、支持さ れる粒状触媒物質を含む、複数の閉じたクロスポケットを開示する。米国特許第 ４．２５０．０５２号はスルホン化カチオン樹脂から成る蒸留バッキング構造体 を開示する。

米国特許第４．２３．１７７号と第４．２４２．５３０号とは種々な触媒反応プ ロセスへのこのような構造体の使用方法を開示する。米国特許第２．　４０３゜ ０７２号は反応生成物を分留するためのカラム中のバンキング物質としてこの触 媒が役立つと、機能に関して述べているが、これを得るための物理的手段のヒン トは開示されていない。

米国特許第４．４４３．５５９号は反応蒸留カラムに用いるための接触蒸留構造 体を開示する。これらの触媒構造体は単一シリンダー１球、ドーナツ、キューブ 又は管の形状である。

本発明は、蒸留構造体として用いることができる、反応に利用することができる 接触蒸留構造体を提供する。両方の機能を果たすためには、構造体が３種類の基 準を満たさなければならないことが判明している。第一に、この構造体は反応器 蒸留カラムにおける空間的分散系（ｓｐａｔｉａｌ　ｄｉｓｐｅｒｓｅｍｅｎｔ ）を提供するものでなければならない。すなわち、この触媒構造体は反応位置と 蒸留位置との好ましい機能を果たす幾何学的配置でカラム内に存在しなければな らない。これを実現するために、構造体はカラム内でかなり均一な空間的分布を 形成するものでなければならない。

第二基準は、液相表面接触と蒸χ相蒸留とを可能にし、カラム内の物質を蒸留に よって蒸気相と液体相とに同時に分離するために充分な自由空間が触媒床中に存 在しなければならないことである。実行可能な分別を達成するために触媒床中の 約５０容量％の自由空間で充分であることが観察されている。

第三基準は、触媒床が使用中に膨張及び収縮しなければならないときに、触媒を 不当に磨砕せずに、膨張及び収縮できることの必要性である。

これらの基準は上記米国特許第４．２４２．５３０号、第４．２３２．１７７号 、第４．　２５０．０５２号、第４．２１５．０１１号及び第４．　４４３．　 ５５９号に述べられ、用いられている構造体において満たされている。

発明の概要 簡単には、本発明は、粒状触媒物質で満たされたフレキシブルな半硬質の、目の 粗いメンツユ管状物質を含む接触蒸留構造体であって、前記管状物質が２端部を 有し、前記管状物質の直径の約１／２から約２倍までの範囲内の長さを有し、第 １端部が第１軸に沿って共に７−ルされて第１ンームを形成し、第２端部が第２ 軸に沿って共に７−ルされて第２シームを形成し、前記管状物質の軸に沿った第 １ノームの面と前記管状物質の軸に沿った第２ンームの面とが相互と約１５〜９ ０°の角度を成して交差する前記構造体である。

触媒要素は幾つかの形状をとることができる。粒状触媒物質の場合には、例えば スクリーンワイヤ又はポリマーメソツユのような多孔質容器中に一般に６０ｍｍ 〜約１ｍｍ以下の直径の粉末が封入される。この容器の製造に用いられる物質は 反応系中の反応物質と条件とに不活性でなければならない。スクリーンワイヤは アルミニウム、鋼、ステンレス鋼等である。ポリマーメソツユはナイロン、テフ ロン等である。該容器の製造に用いられる物質の１インチあたりのメソツユ又は スレッド（ｔｈｒｅａｄ）は、触媒が物質内に保持され、物質の孔（ｏｐｅｎｉ ｎｇ）を通過しないようなメツツユ又はスレッドである。約０．１５ｍｍサイズ の触媒粒子又は粉末を用いることができ、約１／４インチ直径までの粒子を容器 中に用いることができるが、約０．２５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内の粒度を用いるこ とが有利であるっ固体触媒物質を含む谷接触蒸留構造体は、好ましくは少なくと も７０容量％オーブンスペースから約９５容量％オーブンスペースまでを包Ｓす る弾性物質を含む容器内に触媒物質を含む。この接触蒸留構造体のオープンスペ ースの↑容量は少なくとも１０容量％、好ましくは少なくとも２０容量％〜約６ ５容量％であるべきである。したがって、該弾性物質は約３０容量％〜７０容量 ％を占めるべきである。このような物質の適切な１種は一般にデミスタ−ワイヤ 若しくはエキスパンデッドワイヤ若しくはエキスパンデッドアルミニウムとして 知られる、目の粗いメツシュのニット（ｋｎｉｔｔｅｄ）ステンレスワイヤであ る。池の弾性成分はナイロン、テフロン等の同様な、目の粗いニットポリマーフ ィラメントである。

本発明は、１端部において管を一緒に平らに潰すことによって閉ざし、次に、ス テーブル又は、例えば圧着、溶接若しくは縫合金属（ｓｅｗｎ　ｍｅｔａｌ）の ような、池の適当な手段によって固定した、ワイヤメソツユ管から成るパケット 容器である。

この管容器に次に適当な触媒物質を充填する。このワイヤメツツユ管の第２端部 を第１端部と同様なやり方で閉ざし、第２閉鎖端部の軸が第１閉鎖端部の軸に垂 直であるようにする。

図面の簡単な説明 図１は本発明の接触蒸留構造体のパケット構造である。

図２は接触蒸留構造体の平面図である。

図３は接触蒸留構造体の正面図である。

図４は接触蒸留構造体の側面図である。

図５はデミスタ−ワイヤの管（織物のワイヤソック（ｗｏｖｅｎ　ｗｉｒｅ　５ ｏｃｋ））である。

図６は１端部を圧着した図５の管である。

図７は両端部を圧着した図６の管である。

詳細な説明と好ましい実施態様 図１．２．３及び４は、本発明の接触蒸留構造体のパケット構造を示す。図５． ６及び７はデミスタ−ワイヤを用いたパケットの製造工程を示す。図１では、触 媒構造体１は、■端部において管を一緒に平らに潰し、次に、ステーブル３又は 、例えば圧着、溶接若しくは縫合金属等のような、他の適当な手段によって閉ざ したワイヤメソツユ管６から構成される。この管容器に次に適当な触媒物１ｆ４ を第２端部５から充填する。このワイヤメソツユ管の第２端部５を次に平らに潰 して、閉鎖し、第２閉鎖端部の軸か第１閉鎖端部の軸に垂直であるようにする。

第２端部５は、ステーブル３又は、例えば圧着、溶接若しくは縫合金属等のよう な、他の適当な手段によって閉ざすことができる。図３では、端部１の面と端部 ５の面との交差角度αは約９０°である。

ワイヤメツシュの代わりに、ポリマーから製造される同等な物質を用いることが できる。ステーブル又は縫合シーム等の代わりに、用いる物質が反応器蒸留カラ ムにおける物質による作用及び条件に耐えることだけを条件として、接着剤を用 いることができる。

ここに説明し、示すような、好ましい接触蒸留構造体は反応器蒸留カラムに入れ られると、弾性要素のために、すなわちシールされた端部を有する管状容器のた めに、提供された領域中に触媒要素を一様に分布させる。通常、カラムに沿って サポート手段が存在し、トレーとトレーとの間に若干のスペースを有する／−ブ トレーと同様にそれらの上に本発明の接触蒸留構造体を支えるが、長い連続床を 用いることもできる。

触媒要素のサイズとそれに関連する又は触媒要素を囲む弾性要素の相対量が床内 のオープンスペースを決定するが、このオープンスペースは少なくとも１０容量 ％、好ましくは少なくとも２０容量％であるべきである。長い床の場合には、大 きいオープンスペースを有することが望ましく、したがって、触媒要素に比べて 多量の弾性要素が用いられる。

本発明の接触蒸留構造体は同時の反応蒸留が存在するプロセスに特に有用である が、本発明の構造体から形成される触媒床は床を通しての圧力低下が非常に低い ので、蒸気相反応にも非常に有用である。

触媒物質は当面の反応に適当な、任意の物質であることができ、すなわち、この 触媒物質は多数の触媒反応に適した、酸触媒又は塩基性触媒又は、例えば触媒金 属とそれらの酸化物若しくはハロゲン化物のような、池の触媒であることができ 、もちろん、系中の反応流体又は池の流体と不均質であることができる。幾つか の特定の反応を以下に挙げる 触媒　反応 酸カチオン交換樹脂　ダイマー化、重合、エーテル化、エステル化、異性体化、 アルキル化 マグネノア、クロミア、　異性体化 ブルーサイト モレキュラーンーブ　ダイマー化、重合、（合成アルミノーンリケード）　アル キル化、異性体化、選択的ハロケン化、脱水素化 コバルトトリア（ｃｏｂａｌｔ　ｔｈｏｒｉａ）フイツシヤートロプツシユ（Ｆ ｉｓｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）プロセス モリブデン酸コバルト　水素精製性 容器形成物質は、例えばステンレス鋼、エキスパンデッドアルミニウム等のよう な、ワイヤメソツユ管質である。使用温度において軟化しない又は反応物質若し くは生成物によって作用されない、例えばエポキシ樹脂又は種々なホントメルト 接着剤のような、適当な接着剤もポリマー物質とワイヤの両方を適当な構造に結 合させるために使用可能である。同様に、ステーブル、無頭釘（ｂｒａｄ）又は その他の固定手段も使用可能である。ワイヤを溶接によってシールすることがで きる。

同様なやり方で、溶融可能な物質に対するレーザー溶接によってシールが得られ る。

個々の接触蒸留構造体の大きさは約１／２インチ〜１フィートの範囲であること ができ、例えば、１／４インチ錠剤をデミスタ−ワイヤの１／２管に入れる、又 は顆粒状樹脂ビーズを含む１／４インチクロス管（ｃｌｏｔｈ　ｔｕｂｅ）、１ フィート長さをデミスタ−ワイヤの１／２層に入れることができる。

接触蒸留構造体を反応器蔭留カラムに個々に、ランダムに入れる、又は特定のパ ターン若しくはグループ分けて配置することができる。さらに、触媒床は種々な 形状及びサイズの本発明の接触蒸留構造体の混合物であることができる。

実施例 比較のために、米国特許第４．２１５．０１１号に述べられている触媒バッキン グを本発明の構造体と比べた。この先１テ技術のバッキングは、ベルトを購切り て縫合された約３／４インチ〜１．５インチ幅の狭いポケットを有する、約６イ ンチ幅のガラス繊維布ベルトの形状のバッグから成るものであった。これらのポ ケットに触媒粒子を充填して、はぼ円筒形の容器を形成して、次に開放端部を縫 合で閉じて、粒子を閉じ込める。次に、このベルトをらせん形にねじって、カラ ム内に入れる。このベルトと共に、目の粗いメツシュのニットステンレス鋼ワイ ヤのストリップをねじると、このストリップは触媒充填布ポケットを分離させ、 蒸気流を通過させるために役立つ。

本発明の構造体は、図１に示すように、繊ったワイヤメツシュパケットであった 。先行技術バッキングと本発明の構造体の両方にアルミナ支持パラジウム触媒を 充填し、プロピレン中の汚染物（ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔ）を選択的に水素化し た。各実施のために実質的に同量の触媒を用いた。特定の汚染物はメチルアセチ レン／プロパジエン（ＭＡＰＤ）であり、これはプロパジエンと共に平衡トラン スフオーメーノヨンを受ける。プロピレン流からのＭＡＰＤの除去に関して、ワ イヤメソツユバケノトが布パケット触媒バッキングよりも優れていることが判明 した。触媒を先行技術の布容器に含めた場合には、より高い温度と非常に高い水 素モル比が必要であった。水素が含まれる触媒に接触できるための障害物として 布が作用することが仮定された（以下の表を参照のこと）。

表１ 布　ワイヤメツシュ 平均触媒温度’　Ｆ　（’Ｃ）　１１８　（４７，８）　１１０　（４３，３） 本水素モル比　１．　８　１．　１ 供給速度（Ｉｂ／時）　９０　９０ オーバーヘツド圧（ｐｓ　ｉｇ）２７０　２４０生成物ＭＡＰＤ　＜Ｉ　ＰＰＭ 　＜Ｉ　ＰＰＭ本水素モル比は供給〜ｆＡＰ、Ｄモルによって除した供給水素モ ル比として定義される。

ＦＩＧ、３　ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、６ フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＮＥ 、ＳＮ。

ＴＤ、ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、ＢＢ、ＢＧ、ＢＲ，ＣＡ。

ＣＨ，ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ 、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　ＮＯ、ＰＬ、　ＲＯ，ＲＵ、ＳＤ、ＳＥ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．それを通しての圧力低下の低い充填床に用いるための接触蒸留構造体であっ て、粒状触媒物質で満たされたフレキシブルな半硬質の、目の粗いメッシュ管状 物質を含み、前記管状物質が２端部を有し、前記管状物質の直径の約１／２から 約２倍までの範囲内の長さを有し、第１端部が第１軸に沿って共にシールされて 第１シームを形成し、第２端部が第２軸に沿って共にシールされて第２シームを 形成し、前記管状物質の軸に沿った第１シームの面と前記管状物質の軸に沿った 第２シームの面とが相互と約１５〜９０°の角度を成して交差する前記構造体。
2. ２．前記管状物質が約９５容量％までのオープンスペースを含む請求項１記載の 接触蒸留構造体。
3. ３．前記管状物質（弾性要素）が前記接触蒸留の３０〜７０容量％を占める請求 項１記載の接触蒸留構造体。
4. ４．前記管状物質がポリマーメッシュ、ワイヤメッシュ、ステンレス鋼スクリー ンワイヤ、又はアルミニウムスクリーンワイヤを含む請求項１記載の接触蒸留構 造体。
5. ５．前記粒状触媒物質が約０．１５ｍｍ〜約１／４インチ（６．３５ｍｍ）の範 囲内の粒度を含む請求項４記載の接触蒸留構造体。
6. ６．粒度が約０．２５ｍｍ〜１ｍｍの範囲内である請求項５記載の接触蒸留構造 体。
7. ７．約１０〜６５容量％のオープンスペースを含む請求項１記載の接触蒸留構造 体。
8. ８．前記管状物質中の孔が触媒粒子の直径よりも小さい請求項１記載の接触蒸留 構造体。
9. ９．前記第１面と第２面とが約９０°で交差する請求項１記載の接触蒸留構造体 。
10. １０．複数の接触蒸留構造体の列であって、各接触蒸留構造体が粒状触媒物質で 満たされたフレキシブルな半硬質の、目の担いメッシュ管状物質を含み、前記管 状物質が２端部を有し、前記管状物質の直径の約１／２から約２倍までの範囲内 の長さを有し、第１端部が第１軸に沿って共にシールされて第１シームを形成し 、第２端部が第２軸に沿って共にシールされて第２シームを形成し、前記管状物 質の軸に沿った第１シームの面と前記管状物質の軸に沿った第２シームの面とが 相互と約１５〜９０°の角度を成して交差する接触蒸留構造体である前記列。