[发明专利]向流化床反应器填充催化剂的方法及腈化合物的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如向烃的气相氧化反应所使用的流化床反应器填充流化床用催化剂的方法及腈化合物的制造方法。

现有技术

已知各种使用烃、氨、及含有氧气的气体作为原料，通过气相氧化反应制造含氮化合物的方法。特别是将烃、氨及含有氧气的气体作为原料，通过气相流化床反应而制造不饱和腈类的方法，作为氨氧化反应而为人所知。其中，通过丙烯的氨氧化反应的丙烯腈的制造在工业上被广泛实施。

通常，氨氧化反应使用流化床用催化剂。在大规模的工业规模的氨氧化反应中，以可充分发挥流化床用催化剂的性能的方式，开发使组成、制备方法、形状、粒径、密度及活性等最佳化的催化剂。

关于催化剂的组成及制备方法等，也提出了各种方案。关于流化床用催化剂的物性，提出了粒子密度、形状、粒径等理想的物性，特别是关于粒径分布，已知通过将44μm以下的微粉的比例保持在一定范围，从而催化剂的流动状态变得良好(非专利文献1)，由此，反应成绩也变化。

此外，关于流化床用催化剂的填充方法，已知：在实质上不含氧气和/或可燃性气体的气氛中升温的方法(专利文献1、专利文献2)；有效利用从反应器以后的工艺中排出的气体的方法(专利文献3)等。

此外，在流化床反应器中将反应器内的气体流速设为流化床用催化剂的最终速度以上的状态进行反应，因此流化床用催化剂的微粉的一部分伴随反应塔内的气体从流化床反应器向反应器外飞散。因此，通常采用如下的反应方法：一边在反应中补充大量包含微粉的催化剂，一边将反应器内的催化剂的粒径分布保持在理想的范围，由此长期维持良好的催化剂的流动状态(专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-55355号公报

专利文献2：国际公开2012/096367号小册子

专利文献3：日本特开2002-53519号公报

专利文献4：日本特开昭63-36831号公报

非专利文献

非专利文献1：化学工学[10]p.1013-1019,Vol.34(1970)

发明内容

发明所要解决的课题

在使用流化床的目标产物的制造中，不仅催化剂的最佳化，而且为了充分发挥催化剂的能力而采用最佳的运转条件时，并不能实现最终的反应成绩的提高。特别是为了实现反应成绩的提高，催化剂填充时的条件选择成为重要的因素。

专利文献1～专利文献3的方法的目的均在于减少对催化剂、装置及安全性造成不良影响的氧气及可燃性气体。此外，专利文献4的目的在于：在开始反应后，良好地维持催化剂的流动状态。向流化床反应器填充催化剂时，有使用用于导入至反应器内的气体的情况，但专利文献1～专利文献4中，并没有关于所述气体的流速的记载。即，对于为了提高催化剂的反应成绩，而使向流化床反应器填充催化剂时的反应器内的气体的流速最佳化，并没有进行研究。

本申请发明人等对反应器内的气体的流速进行了研究，结果可知如下。

即，通过加快催化剂填充中的反应器内的气体的流速，从而可以在短时间内完成催化剂的填充。但是，催化剂(特别是微粉)的飞散量增加，因飞散的催化剂引起的配管的闭塞等设备操作故障产生的可能性升高。

如果一边以使催化剂(特别是微粉)大量飞散的状态流动，一边进行催化剂的填充及填充后的反应，则催化剂的流动状态变差而反应变得不稳定，引起目标产物的收率降低和部分催化剂的劣化等工业上的问题。

此外，通过减慢气体的流速而延长催化剂的填充时间，则可以抑制催化剂的飞散量。但是，在催化剂的填充完成之前需要长时间，在将导入至反应器的导入气体预热时所使用的可燃性气体等所耗费的能量消耗也变得过大。

专利文献1～专利文献4所记载的方法均未考虑到：向流化床反应器填充催化剂时使反应器内的气体的流速最佳化，因此无法提高催化剂的反应成绩直至可满足工业上需求的水平。

本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于通过抑制向反应器外飞散的催化剂量，且以更短时间进行催化剂的填充，从而更高效率地进行更高收率的反应。

用于解决课题的方法