[发明专利]流化床反应器的温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及流化床反应器的温度控制方法，更详细地说， 涉及在使用流化床反应器实施气相放热反应时，可更精确地控 制反应器内的温度的温度控制方法。

背景技术

在通过气相放热反应工业上制造对制造各种合成树脂和合 成纤维有用的单体时，广泛使用流化床反应器。作为工业上实 施的气相放热反应的代表例子，可列举部分氧化反应、氨气共 存下的氨氧化反应等的连续氧化反应。在连续氧化反应中，作 为目标产物的部分氧化产物的氧化稳定性由于通常并不那么 高，因而伴随着反应的进行、即伴随着反应转化率的上升，进 行目标产物的连续反应。其结果，有完全氧化产物增加、目标 产物的选择率降低的倾向。因此，以转化率与选择率之积得到 的目标产物的收率在某转化率上具有极大值。例如，非专利文 献1中公开了如下内容：关于通过丙烯的氨氧化反应进行的丙烯 腈制造，通常在转化率为85～95％时，收率为最高值。因此， 为了经济地、更有利地制造目标产物，将反应的转化率控制在 优选范围是极其重要的。当然可以认为，这并不限于氧化反应， 对一般的气相放热反应也成立。

另一方面，与其它的反应器形式、例如固定床式的反应器 相比，作为流化床反应器所具有的优点之一，可以列举出反应 器内的热移动快、比较容易控制反应温度。使用流化床反应器 实施气相放热反应时，在控制反应器内的温度时，通常使用如 下方法，即，基于设置于反应器内的温度检测器所检测的温度 来控制反应器内的温度。例如，专利文献1公开了如下内容：在 至少一个除热管中以可变速度流过冷却介质，通过调节其流量， 从而可控制温度的流化床反应器和流化床反应器的温度调节方 法。此外，专利文献2公开了如下内容：在供给液体及其蒸气的 混合物作为冷却介质时，通过调节基本上一定流量的蒸气中所 混合的液体的流量来控制温度的方法。

非专利文献1：田中铁男、“丙烯腈制造技术的进步”、日化 协月报、社团法人日本化学工业协会、昭和46年10月号、p551 -561

专利文献1：WO95/21692号小册子

专利文献2：美国专利第2697334号说明书

发明内容

发明要解决的问题

这里，气相放热反应的原料的转化率依赖于催化剂的活性， 且在催化剂活性上升的同时转化率也上升。此外，催化剂活性 依赖于反应温度，除了酶反应这样的例子以外，通常反应温度 上升的同时，催化剂活性上升。进而，例如氧化反应的情形中， 部分氧化产物与完全氧化产物的生成能相比较时，可知完全氧 化产物(例如CO₂)更稳定，如果完全氧化反应的贡献率上升， 则反应体系全体的放热量增大，这是不言自明的。可认为这对 一般的气相放热反应也成立。

因此，气相放热反应中，假如反应温度因一些原因而上升 时，趋向于显示如下循环动作：1)温度上升的同时催化剂活性 上升、2)伴随催化剂活性上升而反应的转化率上升，从而进行 连续反应、3)供给的原料当中实际反应的量增加，此外，伴随 连续反应的进行，更稳定的产物的贡献增加，从而反应体系全 体的每单位时间的放热量增大、4)结果，反应温度进一步上升。 当然反应温度降低的情形也同样，是显示反向的循环动作，在 任一情形中，由于温度在反应器的局部位置发散，成为产生反 应器内温度分布的原因，进而在极端的情形中，反应器全体的 温度发散并有可能导致反应器的热失控、反应停止。因此，在 气相放热反应中，为了经济且更有利地制造目标产物是不必说 的，为了稳定地持续反应，精细地控制反应温度是极其重要的。

像这样，鉴于气相放热反应中的温度控制的重要性，根据 反应，传统上的温度控制并不充分，要求进一步精确的温度控 制。鉴于上述情况，本发明的目的在于提供用流化床反应器实 施气相放热反应时，可更精确地控制流动反应器内的温度的温 度控制方法。

解决问题的方法