專利名稱：固體床多管式反應器及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種填充固體粒狀物的固定床多管式反應器及其使用方法。
現(xiàn)有技術過去，關于催化劑等固體粒狀物在固定床多管式反應器中的填充方法的申請有很多，例如，特開昭52-3579號公報中公開了一種向多管式反應器中填充催化劑時從各反應管的上端開口部插入線形鋼的方法，另外，特開昭62-30545號公報中公開了一種在向多管式反應器中填充顆粒狀催化劑時使空氣從反應管下部流通的方法。進一步地，特開昭55-67325號公報和特開昭57-21928號公報中公開了關于在向多管式反應器中填充催化劑時使用的填充裝置的方法。
發(fā)明所要解決的課題采用上述的現(xiàn)有方法，由于可抑制催化劑填充時所產(chǎn)生的催化劑的破損和粉化，可以充分地獲得所希望的催化劑填充結果，但在長期穩(wěn)定地制造目的產(chǎn)物方面，還希望有進一步的改良。
因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種在填充催化劑等固體粒狀物用于制造各種物質時，能夠長期穩(wěn)定地制造目的產(chǎn)物的固定床多管式反應器及其使用方法。
解決課題的手段本發(fā)明者們?yōu)榱私鉀Q上述的課題，對于固定床多管式反應器的多數(shù)反應管中的固體粒狀物、特別是催化劑的填充的設定條件、特別是對于各反應管內填充的催化劑量反復進行了精心的研究和實驗。結果發(fā)現(xiàn)以下發(fā)明內容，從而完成本發(fā)明。
在將反應氣體導入填充有催化劑的多管式反應器中來長期穩(wěn)定地制造目的產(chǎn)物時，在使用固定床多管式反應器的工業(yè)規(guī)模的實施中，一般地，反應管數(shù)可達到3,000～30,000根，理想的，各反應管中填充的催化劑等的填充量在各反應管之間必須是均一的，而且由催化劑等的填充所造成的各反應管的壓力降在各反應管之間也必須是均一的。但是，工業(yè)用反應器在填充過程中，所必要的催化劑填充量可達數(shù)十噸，需要生產(chǎn)許多批。在制造這樣多的催化劑的場合，每批生產(chǎn)的催化劑之間在物理條件例如形狀、大小、密度等方面多少會產(chǎn)生一些差異，因此，一旦將其填充到多數(shù)的反應管中，則各反應管中填充的催化劑量以及各反應管的壓力降有很大的變動，對所填充的催化劑量、即所填充的催化劑的層長以及壓力降的調整就要花費大量的時間和勞力。
因此，本發(fā)明的這種固定床多管式反應器是一種將許多填充有固體粒狀物的反應管并列配置而形成的固定床多管式反應器，其特征是，容量可均一地計量，而且可在每升30秒以上的填充時間內將固體粒狀物填充到各反應管中。
本發(fā)明的這種固定床多管式反應器的使用方法是使用上述本發(fā)明的固定床多管式來制造各種物質的方法。
發(fā)明的實施方案作為本發(fā)明中使用的固體粒狀物沒有特別的限定，可以舉出例如催化劑、惰性物質等。
作為上述催化劑沒有特別的限定，可以使用公知的催化劑，可以舉出例如下述(1)～(10)等。
(1)含有銀作為必要成分、用于乙烯氣相氧化制備環(huán)氧乙烷的催化劑(特開昭63-116743號公報、特開昭62-4444號公報、特開平5-329368號公報、特表平10-510212號公報、特開平5-84440號公報等)。
(2)含有鉬、鉍和鐵作為必要成分、用于丙烯、異丁烯、叔丁醇和/或甲基叔丁基醚氣相氧化制備(甲基)丙烯醛和(甲基)丙烯酸的催化劑(特開昭50-13308號公報、特開昭64-56634號公報、特公昭56-52013號公報、特公昭56-23969號公報、特開昭59-76541號公報等)。
(3)含有鉬和釩作為必要成分、用于丙烯醛氣相氧化制備丙烯酸的催化劑(特公昭49-11371號公報、特開昭52-85091號公報、特開平6-279030號公報、特開平8-299797號公報等)。
(4)含有鉬和磷作為必要成分、用于甲基丙烯醛氣相氧化制備甲基丙烯酸的催化劑(特公昭60-33539號公報、特公平3-26101號公報、特開昭59-12758號公報等)。
(5)含有釩和鈦作為必要成分、用于鄰二甲苯和/或萘氣相氧化制備鄰苯二甲酸酐的催化劑(特公平7-29056號公報、特公昭58-15176號公報等)。
(6)含有鉬作為必要成分、用于苯氣相氧化制備馬來酸酐的催化劑(特開昭62-78號公報等)。
(7)含有磷和釩作為必要成分、用于正丁烷氣相氧化制備馬來酸酐的催化劑(特開平10-167711號公報、特開平7-51573號公報、特開平5-115783號公報、特開昭50-35088號公報等)。
(8)含有鉬作為必要成分、用于丙烷氣相氧化制備丙烯、丙烯醛和/或丙烯酸的催化劑(特開平9-316023號公報、特開平10-57813號公報、特開平10-120617號公報等)。
(9)含有釩作為必要成分、用于1，2，4，5-四甲基苯氣相氧化制備1，2，4，5-苯四酸酐的催化劑。
(10)其他的填充到固定床多管式反應器中而被用于氣相接觸氧化反應的固體粒狀催化劑。
應予說明，作為本發(fā)明的填充到固定床多管式反應器中而使用的固體粒狀物實例的催化劑，不限定于被用于氣相接觸氧化反應的上述(1)～(10)的固體粒狀催化劑，還包括用于例如氨氧化反應、氫化反應、脫氫反應等的固體粒狀催化劑。
上述惰性物質是指例如用作在向固定床多管式反應器中填充催化劑時用于支持催化劑的支持體；催化劑的稀釋劑；反應氣體的預熱·冷卻材料等，對于上述氧化反應(原料和目的產(chǎn)物)一般為惰性的物質。作為其具體例沒有特別的限定，可以舉出二氧化硅、氧化鋁、二氧化硅-氧化鋁、金屬(不銹鋼等)等。另外，其形狀也沒有特別的限定，可以舉出例如球形、環(huán)狀、拉西環(huán)、圓柱形等。
惰性物質可以只使用1種，也可以將2種以上適宜地組合起來使用。
本發(fā)明中，各反應管中填充的固體粒狀物的填充量，可以通過例如使用與固定床多管式反應器的反應管內徑和長度相同的反應管進行填充試驗來適宜地決定。
作為用于均一地將催化劑填充到固定床多管式反應器各反應管中的方法，通過考慮由上述填充試驗獲得的填充量和上述填充試驗中所使用的催化劑的密度(具體為表觀密度或松密度)以及由多個催化劑制造單元構成的催化劑組(制造批次)的各密度，均一地計量被填充到固定床多管式反應器各反應管中的催化劑的容量，由此可以大大地減輕用于調整催化劑填充層長和壓力降的勞力。
本發(fā)明中，以催化劑為代表的固體粒狀物的表觀密度和松密度可以按照以下的方法求出。
松密度可以通過向已知容積的容器中填充固體粒狀物，由所填充的固體粒狀物的質量和容器的容量來求出。
本發(fā)明中，將固體粒狀物填充到內徑40cm、高40cm的圓筒中，在橡膠制成的緩沖材料上從5cm高的地方讓容器落下3次，向容器上部出現(xiàn)的空間中填充新的催化劑后，同樣地使其落下，重復進行同樣的操作直到容器上部不出現(xiàn)空間為止，然后，測定容器內填充的催化劑的質量。將此時的催化劑的質量作為X(g)，由X/(202×圓周率×40)求出松密度(g/cm3)。
作為固體粒狀物表觀密度的測定方法沒有特別的限定，可以舉出例如如下的2個方法。
(1)在大氣壓下將溫度(T(℃))保持一定，向比重瓶中填充準確稱量的固體粒狀物(質量w(g))，注入水銀至比重瓶的標線后，測量水銀的質量(W(g))。另外，測量比重瓶中未填充固體粒狀物但同樣注入水銀時的水銀質量(W’(g))。另外，將所填充的固體粒狀物的體積作為v(cm3)。然后，按照下述式求出固體粒狀物的表觀密度。
固體粒狀物的表觀密度＝w/v此處，v＝(W’-W)/d(d溫度T(℃)下的水銀密度)。
(2)由固體粒狀物的真密度(g/cm3)和細孔容積(cm3/g)按下述式進行計算。
表觀密度＝1/((1/真密度)+細孔容積)應予說明，真密度使用(株)島津制作所生產(chǎn)的自動比重計1320按照氦的平衡式壓力比較法進行測定。
每克固體粒狀物的細孔容積使用(株)島津制作所生產(chǎn)的AutoporeIII 9420以水銀壓入式進行測定。
本發(fā)明中，如上所述的各反應管中應填充的固體粒狀物的必要量，要考慮其密度來設定。就是說，要考慮到各制造批次之間的表觀密度或松密度的差別，進行質量管理以使各反應管中應填充的固體粒狀物的容積達到均一，以及，將固體粒狀物填充到各反應管中時的填充時間沒有特別的限定，但應對固體粒狀物的形狀、大小以及固體粒狀物的大小與反應管徑之間的關系進行控制，具體地說，每升(以下將“升”簡寫為“L”)固體粒狀物的填充時間應采用30秒以上、優(yōu)選30～120秒，由此可以防止固體粒狀物填充時發(fā)生的壓力降的不均一化以及固體粒狀物填充層長的不均一化。
長時間的反應期間，固體粒狀物發(fā)生粉化、崩解或固體粒狀物構成成分的飛散、升華等的場合，有時壓力降隨著時間而發(fā)生變化，但本發(fā)明的固定床多管式反應器中，由于填充的固體粒狀物產(chǎn)生的壓力降在各反應管之間是均一的，因此，即使進行長時間的反應，也可以防止各反應管之間壓力降的變化所造成的不均一化。
本發(fā)明的固定床多管式反應器即使是多個并列配置的場合，也可以控制或防止固體粒狀物填充時可能發(fā)生的各固定床多管式反應器之間的壓力降的不均一化。
本發(fā)明的固定床多管式反應器中，由于可以使各反應管中填充的固體粒狀物的容積和壓力降達到均一，因此，向該反應器中導入反應氣體時，可以使導入各反應管中的反應氣體的量達到均一。
每1L固體粒狀物的填充時間不足30秒時，產(chǎn)生架橋現(xiàn)象(未填充固體粒狀物的空間)等，導致固體粒狀物填充層長的不均一化，同時還存在著使目標產(chǎn)物的收量降低的傾向。另一方面，每1L固體粒狀物的填充時間超過120秒時，固體粒狀物的填充就需要很多的作業(yè)時間。
本發(fā)明的固定床多管式反應器中，固體粒狀物的填充優(yōu)選是設定各反應管中的固體粒狀物的填充層長以及填充固體粒狀物所造成的各反應管的壓力降，以使其在整個反應管中達到均一。在實際的工業(yè)規(guī)模實施中，它們的優(yōu)選范圍如下。
固定床多管式反應器中，為了使其各反應管中填充的固體粒狀物的容積均一，各反應管中的固體粒狀物的填充層長，對于其平均值(平均填充層長)而言，優(yōu)選為90～110％(平均值的±10％以內)，更優(yōu)選為95～105％(平均值的±5％以內)。特別地，在放熱反應中，在固體粒狀物填充層中形成異常發(fā)熱部(發(fā)熱點)，但如果反應管間填充層長的偏差大，則發(fā)熱點的位置在反應管之間變化，因此難以穩(wěn)定地運轉。
各反應管中由固體粒狀物的填充造成的壓力降并不受特別的限定，但對于其平均值(平均壓力降)而言，優(yōu)選為85～115％(平均值的±15％以內)，更優(yōu)選為92～108％(平均值的±8％以內)。通過設定在該范圍內，可以在長時間內保持穩(wěn)定并維持目的產(chǎn)物的高收率。如果反應管間壓力降的偏差大，則導入各反應管中的反應氣體的量就不均一，特別地，由于在長時間的反應期間，當固體粒狀物發(fā)生粉化、損壞或固體粒狀物構成成分的飛散、升華等時，反應管間的壓力降變化不同，結果造成目標產(chǎn)物的收率降低，而且難以穩(wěn)定地運轉，因此是不優(yōu)選的。
固體粒狀物的平均填充層長以及平均壓力降，可以通過測定固定床多管式反應器的全部反應管中固體粒狀物的填充層長和壓力降來求出，但可以測定相當于固定床多管式反應器的全部反應管數(shù)5％的反應管中的填充層長和壓力降，將獲得的平均值作為代表值使用。
本發(fā)明中，固體粒狀物的填充后的壓力降，為在反應管下部開放的狀態(tài)下，以一定流量從反應管上部導入空氣、氮氣等氣體時的反應管上部的壓力值。作為其測定條件沒有特別的限定，可以根據(jù)實際上用于反應時的每根反應管的流量來適宜地決定。例如，對于用于丙烯氧化制備丙烯酸的固體粒狀物的填充而言，在測定壓力降時，可以在10～100升/分(標準狀態(tài))的范圍內適宜地選擇上述氣體的流量。
本發(fā)明的固定床多管式反應器中，為了抑制或防止固體粒狀物填充層中的異常發(fā)熱(發(fā)熱點)，優(yōu)選按照活性不同的順序填充活性不同的幾種固體粒狀物。作為用于進行這種填充的方法沒有特別的限定，如果舉出用于丙烯等氧化的場合中幾種活性不同的催化劑的調制方法，則可以舉出改變堿金屬等的用量和/或種類的方法(特公昭63-38331號公報)、用對反應惰性的物質進行稀釋的方法(特公昭53-30688號公報)、改變催化劑占有容積的方法(特開平4-217932號公報、特開平9-241209號公報)、改變催化劑活性物質擔持率的方法(特開平7-10802號公報)等。這些方法可以只使用1種，也可以將2種以上的方法適宜地組合起來使用。
關于用于向固定床多管式反應器中填充固體粒狀物的作業(yè)方法，可以采用公知的方法。例如，可以采用實公平1-33152號公報、特公平3-9770號公報、特開平11-333282號公報等中公開的通過使用填充機而有效地進行作業(yè)。
作為固定床多管式反應器的反應管，一般使用其截面形狀為圓形的反應管，本發(fā)明中，將反應管的內徑作為反應管的管徑。該管徑并不受特別的限定，優(yōu)選為15～50mm，更優(yōu)選為20～40mm，進一步優(yōu)選為22～38mm。反應管的管徑不足15mm時，由于反應管數(shù)增加，反應器的制造費用增高，因此是不優(yōu)選的。另外，如果反應管管徑超過50mm，則發(fā)熱點的蓄熱增加，同時最不利的情況是，存在著引起反應失控等的傾向，因此是不優(yōu)選的。
關于固體粒狀物的粒徑，例如，當固體粒狀物為球形或圓柱狀的場合，將其直徑作為粒徑，為環(huán)狀的場合，將其外徑作為粒徑，為橢圓形的場合，將其長徑與短徑的平均值作為粒徑。
固體粒狀物的粒徑(d)與反應管的管徑(D)之比(d/D)并不受特別的限定，優(yōu)選為0.1/1～0.5/1，更優(yōu)選0.12/1～0.45/1，進一步優(yōu)選0.15/1～0.40/1。如果上述比例小于0.1/1，則由于逐級反應的增加，結果導致目標產(chǎn)物的收量有降低趨勢，因此是不優(yōu)選的。另外，如果上述比例大于0.5/1，則由于存在著固體粒狀物與反應氣體的接觸效率降低，目標產(chǎn)物的收量降低的傾向，是不優(yōu)選的。
實施例以下，舉出本發(fā)明的實施例和比較例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受下述實施例的限定。應予說明，轉化率以及收率的定義如下。
轉化率(摩爾％)＝發(fā)生反應的原料摩爾數(shù)/供給的原料摩爾數(shù)×100收率(摩爾％)＝生成的目的產(chǎn)物摩爾數(shù)/供給的原料摩爾數(shù)×100<參考例1>
(催化劑的調制)在離子交換水500L中溶解硝酸鈷378kg、硝酸鎳172kg以及硝酸鐵95kg。另外，將硝酸鉍138kg溶解于由濃硝酸25L與離子交換水100L構成的硝酸水溶液中。進一步地，向加熱的離子交換水1,500L中加入仲鉬酸銨500kg，一邊攪拌一邊使其溶解。向獲得的水溶液中滴入上述分別調制的2種水溶液，混合，接著添加硝酸鉀2.4kg溶解在離子交換水50L中形成的水溶液。
加熱攪拌這樣獲得的漿液，蒸發(fā)干固并使其干燥。接著，將獲得的固形物粉碎，向獲得的粉末中加入適量的硝酸銨和水，混煉后，成型為外徑6mm、內徑2mm、長為外徑1.1倍的環(huán)狀，在空氣流通下，在480℃下燒結8小時，獲得催化劑(1)600kg。
該催化劑(1)的金屬元素組成(氧除外。以下相同。)如下。
催化劑(1)Mo12Bi1.2Fe1Co5.5Ni2.5K0.1另外，催化劑(1)的松密度為0.94g/cm3。
<參考例2>
參考例1中，用硝酸銫3.2kg代替硝酸鉀2.4kg，將環(huán)狀成型物的外徑改為8mm，除此之外，與參考例1同樣地進行，獲得催化劑(2)。
該催化劑(2)的金屬元素組成如下。
催化劑(2)Mo12Bi1.2Fe1Co5.5Ni2.5Cs0.07另外，催化劑(2)的松密度為0.92g/cm3。
<實施例1>
以填充時間60秒向反應管內徑25mm、長3000mm的反應管中填充催化劑(1)1L，然后測定催化劑填充層長和壓力降。結果示于表1中。應予說明，測定壓力降時，使用30L/分(標準狀態(tài))流量的空氣。
<實施例2～5和比較例1>
實施例1中，使催化劑(1)1L的填充時間分別為15、30、45、90、120秒，除此之外，與實施例1同樣地填充催化劑(1)，測定催化劑填充層長和壓力降。結果示于表1中。
表1

催化劑(1)的場合下，每1L的填充時間為45秒以上，顯示出大致穩(wěn)定的填充層長和壓力降的值。
上述實施例1～5以及比較例1中，除使用平均粒徑8mmφ的陶瓷球和催化劑(2)代替催化劑(1)以外，同樣地改變填充時間進行填充時，每1L陶瓷球的填充時間為30秒以上，每1L催化劑(2)的填充時間為60秒以上，顯示出大致穩(wěn)定的填充層長和壓力降的值。
<實施例6>
向由15,000根反應管(反應管徑25mmφ、反應管長3,500mm)構成的固定床多管式反應器中填充固體粒狀物時，按平均粒徑8mmφ陶瓷球、催化劑(2)、催化劑(1)的順序，從反應管下部開始填充，使這些各固體粒狀物的計劃填充層長分別為200mm、800mm、2200mm。此處，作為上述陶瓷球使用市售產(chǎn)品，其松密度為1.4g/cm3。另外，催化劑(1)和催化劑(2)是按照上述參考例1和2的程序，分數(shù)十次制造出用于填充上述固定床多管式反應器的必要量，此時獲得的催化劑(1)和催化劑(2)的松密度分別為0.94±0.05g/cm3、0.92±0.06g/cm3。
使用1根與上述固定床多管式反應器的反應管內徑和長度相同的反應管進行填充試驗。按照上述陶瓷球、催化劑(2)、催化劑(1)的順序分別填充200mm、800mm、2200mm的長度時，各固體粒狀物的填充量分別為118g、338g、950g。在計算反應管總數(shù)為15,000根的各固體粒狀物的填充量時，要考慮制造批次間的松密度差別，例如，對于催化劑(1)而言，進行上述填充試驗的制造批次的松密度為0.94g/cm3，另一制造批次的松密度為0.98g/cm3時，按950g×0.98/0.94＝990g計量。
按照陶瓷球、催化劑(2)、催化劑(1)的順序，分別以每1L 45±5秒、75±5秒、60±5秒的填充時間填充后，測定填充層長和壓力降，其結果，填充層長的分布對于平均填充層長為±3％，壓力降分布對于平均壓力降為±7％。
象這樣填充固體粒狀物的反應器中，在反應溫度310℃、接觸時間2.4秒、反應器入口壓力0.2MPa(絕對壓力)下，導入由丙烯8容量％、氧15容量％、水蒸汽10容量％和氮氣等惰性氣體67容量％構成的混合氣體，進行丙烯的氧化反應。反應初期和經(jīng)過8,000小時時的結果示于表2中。
<比較例2>
實施例6中，除了不考慮各固體粒狀物的松密度差別，使各固體粒狀物在每根反應管中填充的質量相同以外，與實施例6同樣地填充各固體粒狀物。
填充層長的分布對于平均填充層長為±14％，壓力降分布對于平均壓力降為±21％。
接著，與實施例6同樣地進行丙烯的氧化反應。結果示于表2中。
<比較例3>
實施例6中，制作容量分別為8mmφ陶瓷球、催化劑(2)、催化劑(1)的每根反應管容量的3種容器，按照各固體粒狀物的填充量容量準備15000根反應管。
各固體粒狀物按照實施例6的程序進行填充，測定填充層長和壓力降，其結果，填充層長的分布對于平均填充層長為±11％，壓力降的分布對于平均壓力降為±17％。
接著，與實施例6同樣地進行丙烯的氧化反應。結果示于表2中。
表2

<參考例3>
(P-V系催化劑的調整)使五氧化釩40kg懸浮在異丁醇400L中，一邊攪拌，一邊將溫度保持在105℃，還原10小時。另外，將99質量％原磷酸43.5kg溶解在100L的異丁醇中，配制磷酸溶液。向還原的釩溶液中添加磷酸溶液，加熱并將溫度保持在105℃，攪拌10小時后，生成深藍色沉淀。將反應液漿液放置冷卻后，過濾分離出生成的沉淀，用丙酮洗凈后，在140℃下干燥12小時。接著，將其成型為長5mm、直徑5mm的圓筒形，然后在空氣氣流500℃下燒結4小時，獲得催化劑(3)120kg。
該催化劑(3)除氧以外的金屬元素組成如下。
催化劑(3)P1.05V1另外，催化劑(3)的真密度為3.1g/cm3，細孔容積為0.38cm3/g，催化劑(3)的表觀密度為1.42/cm3。
<實施例7>
向由10000根反應管(反應管內徑21mm，反應管長3000mm)構成的固定床多管式反應器中填充P-V系催化劑時，使計劃填充層長為2500mm。催化劑(3)按照上述參考例3的程序，分數(shù)十次制造用于填充上述固定床多管式反應器的必要量，此時獲得的催化劑(3)的表觀密度為1.42±0.09g/cm3。
使用1根與上述固定床多管式反應器的反應管內徑和長度相同的反應管進行試填充。將催化劑(3)填充至2500mm長時，催化劑(3)的填充量為796g。
對反應管總數(shù)10000根的各固體粒狀物的填充量進行計量時，要考慮各制造批次間的松密度差別，例如，上述填充試驗中使用的催化劑(3)的表觀密度為1.42g/cm3，另一批的表觀密度為1.33g/cm3時，按796g×1.33/1.42＝746g進行計量。
催化劑(3)以每1L催化劑75±5秒的填充時間填充到各反應管中后，測定填充層長和壓力降，其結果，填充層長的分布對于平均填充層長為±2％，壓力降的分布對于平均壓力降為±5％。
向這樣填充催化劑(3)的反應器中以接觸時間3.6秒供給含有正丁烷1.8容量％的空氣混合氣體。此時，以1℃/分的比例從400℃升溫至480℃，在480℃下進行12小時的活化處理，然后在接觸時間2秒、反應溫度380℃、反應器入口壓力0.18MPa(絕對壓力)下，導入含正丁烷1.8容量％的空氣混合氣，進行正丁烷的氧化反應。反應初期和經(jīng)過4000小時后的結果示于表3中。
<比較例4>
實施例7中，除了不考慮催化劑(3)的表觀密度的差別，使催化劑(3)在每根反應管中填充的質量相同以外，與實施例7同樣地填充催化劑(3)。填充層長的分布對于平均填充層長為±12％，壓力降的分布對于平均壓力降為±17％。
接著，與實施例7同樣地進行正丁烷的氧化反應，結果示于表3中。
表3

n-C4正丁烷MAN馬來酸酐發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的這種固定床多管式反應器，由于各反應管中填充的固體粒狀物的容量和填充時間是均一的，因此，各反應管中填充的固體粒狀物的量(填充層長、容積等)是均一的，而且由固體粒狀物的填充所產(chǎn)生的各反應管的壓力降也是均一的，在用于實際反應的場合下，可以使導入各反應管內的反應氣體的量均一。因此，即使持續(xù)地進行長時間的反應，壓力降隨時間發(fā)生變化，固定床多管式反應器的各反應管間的壓力降也能保持均一，可以長期穩(wěn)定地制造目的產(chǎn)物。
如果采用本發(fā)明的這種固定床多管式反應器的使用方法，由于使用上述本發(fā)明的固定床多管式反應器制造各物質，可以長期穩(wěn)定地制造目的產(chǎn)物。
權利要求
1.一種固定床多管式反應器，其特征在于，在固定床多管式反應器中，使容量均一地計量，并以每升30秒以上的填充時間將固體粒狀物填充到各反應管中。
2.權利要求1中所述的固定床多管式反應器，其中，上述固體粒狀物的填充是將上述多數(shù)反應管中由固體粒狀物的填充所產(chǎn)生的壓力降設定為平均壓力降的85～115％。
3.權利要求1或2中所述的固定床多管式反應器，其中，上述固體粒狀物的填充是將上述多數(shù)反應管中固體粒狀物的填充層長設定為平均填充層長的90～110％。
4.權利要求1～3任一項中所述的固定床多管式反應器，其中，上述反應管的管徑為15～50mm。
5.權利要求4中所述的固定床多管式反應器，其中，上述固體粒狀物的粒徑與上述管徑之比為0.1/1～0.5/1。
6.權利要求1～5任一項中所述的固定床多管式反應器，其中，上述固體粒狀物為選自下述(1)～(9)的催化劑中的任一種(1)含有銀作為必要成分、用于乙烯氣相氧化制備環(huán)氧乙烷的催化劑；(2)含有鉬、鉍和鐵作為必要成分、用于丙烯、異丁烯、叔丁醇和/或甲基叔丁基醚氣相氧化制備(甲基)丙烯醛和(甲基)丙烯酸的催化劑；(3)含有鉬和釩作為必要成分、用于丙烯醛氣相氧化制備丙烯酸的催化劑；(4)含有鉬和磷作為必要成分、用于甲基丙烯醛氣相氧化制備甲基丙烯酸的催化劑；(5)含有釩和鈦作為必要成分、用于鄰二甲苯和/或萘氣相氧化制備鄰苯二甲酸酐的催化劑；(6)含有鉬作為必要成分、用于苯氣相氧化制備馬來酸酐的催化劑；(7)含有磷和釩作為必要成分、用于正丁烷氣相氧化制備馬來酸酐的催化劑；(8)含有鉬作為必要成分、用于丙烷氣相氧化制備丙烯、丙烯醛和/或丙烯酸的催化劑；(9)含有釩作為必要成分、用于1，2，4，5-四甲苯氣相氧化制備1，2，4，5-苯四酸酐的催化劑。
7.一種使用權利要求6中所述的固定床多管式反應器制造各種物質的方法。
全文摘要
提供一種在填充催化劑等固體粒狀物用于制造各種物質時,可以長期穩(wěn)定地制造目的產(chǎn)物的固定床多管式反應器及其使用方法。其特征在于,在填充有固體粒狀物的由多根并列配置的反應管構成的固定床多管式反應器中,使容量均一地計量,并以每升30秒以上的填充時間將固體粒狀物填充到各反應管中。
文檔編號C07C51/31GK1376534SQ02102099
公開日2002年10月30日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權日2001年1月25日
發(fā)明者谷本道雄, 羽柴秀人 申請人:株式會社日本觸媒