(57)【要約】      （修正有）【課題】不均一系触媒気相反応を効率的に行うことができる装置の提供。【解決手段】反応器３、反応器３に通じる導管１１、第１／第２の出発材料を導管１１に提供する第１／第２の供給部５／７、循環ガスを導管１１に提供する第３の供給部９、反応器３への進入前に第１／２の出発材料および／または循環ガスの温度制御を行うための、反応器３の上流に配置された温度制御ユニット１３、プロセス蒸気Ｄを温度制御ユニット１３に供給する第４の供給部、気相反応の生成物、副生成物および／または未反応出発材料のための排出部１５、凝縮物Ｋを排出する第２の排出部を含む、不均一系触媒気相反応装置１。【選択図】図１
2019069444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下：
−  反応器（３）、
−  出発材料を前記反応器（３）に導入するための、前記反応器（３）に通じる少なくとも１つの導管（１１）、
−  少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第１の供給部（５）、
−  少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第２の供給部（７）、
−  循環ガスＧを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第３の供給部（９）、
−  前記反応器（３）への進入前に前記第１の出発材料Ａおよび／または前記第２の出発材料Ｂおよび／または前記循環ガスＧの温度制御を行うための、前記導管（１１）内で前記反応器（３）の上流に配置された温度制御ユニット（１３）、および
−  気相反応の生成物、副生成物または未反応出発材料のための少なくとも１つの排出部（１５）
を含む、不均一系触媒気相反応を行うための装置（１）であって、前記温度制御ユニット（１３）が、不均一系触媒気相反応を行う際には、前記反応器（３）に供給されるガス混合物を予備加熱する予備加熱器として運転可能であり、かつ、保守運転では、前記反応器（３）に供給されるガスを冷却する冷却器として運転可能である、前記装置（１）。
【請求項２】
前記反応器（３）が多管式反応器であり、該多管式反応器の反応管には触媒活性材料が充填されている、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
さらに、以下：
−  前記温度制御ユニット（１３）にプロセス蒸気Ｄを供給するための、第４の供給部、ここで、前記第４の供給部は、弁Ｖ１を有するものとする、
−  前記温度制御ユニット（１３）に低温の凝縮物Ｋを供給するための、第５の供給部、ここで、前記第５の供給部は、弁Ｖ２を有するものとする、および
−  前記温度制御ユニット（１３）から導出される、凝縮物Ｋまたは高温の凝縮物ＨＫのための第２の排出部
を含む、請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
以下：
ａ）第１の供給部（５）において、少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するステップ、
ｂ）第２の供給部（７）において、少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するステップ、
ｃ）第３の供給部（９）において、少なくとも１つの循環ガスＧを提供するステップ、
ｄ）導管（１１）において、前記第１の出発材料Ａと、前記第２の出発材料Ｂと、前記循環ガスＧとを混合して、反応混合物Ｒを得るステップ、
ｅ）温度制御ユニット（１３）において、前記反応混合物Ｒの温度制御を行うステップ、
ｆ）前記温度制御された反応混合物Ｒを、反応器（３）に供給するステップ、
ｇ）少なくとも前記第１の出発材料Ａと前記第２の出発材料Ｂとの間で、少なくとも１つの不均一系触媒気相反応を行うステップ、および
ｈ）少なくとも１つの反応生成物Ｐと前記少なくとも１つの循環ガスＧとの混合物を、少なくとも１つの排出部（１５）を通じて排出するステップ
を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置（１）を使用して不均一系触媒気相反応を行うための方法であって、時間的な間隔をあけて、以下：
ｉ）前記ステップａ）およびｂ）を停止するステップ、
ｉｉ）前記ステップｃ）を行うステップ、
ｉｉｉ）前記ステップｄ）を停止するステップ、
ｉｖ）前記温度制御ユニット（１３）において前記循環ガスＧの温度制御を行うステップ、
ｖ）前記温度制御された循環ガスＧを前記反応器（３）に供給するステップ、
ｖｉ）前記ステップｇ）を停止するステップ、
ｖｉｉ）前記排出部（１５）を通じて前記循環ガスＧを排出するステップ
を行う、前記方法。
【請求項５】
前記温度制御ユニット（１３）を、ステップｅ）において前記反応混合物Ｒを予備加熱するための熱交換器として運転させる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記反応混合物Ｒを、ステップｅ）において前記温度制御ユニット（１３）において、前記反応器（３）における反応温度の６０％から１００％である温度に予備加熱する、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記温度制御ユニット（１３）に、熱媒として高温のプロセス蒸気Ｄを供給する、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
以下：
−  請求項５に記載の、前記反応混合物Ｒを予備加熱するための熱交換器としての、ステップｅ）における前記温度制御ユニット（１３）の運転、または
−  請求項６に記載の、前記温度制御ユニット（１３）におけるステップｅ）における前記反応混合物Ｒの予備加熱、または
−  請求項７に記載の、前記温度制御ユニット（１３）への熱媒としての高温のプロセス蒸気Ｄの供給
を、それぞれ、時間的な間隔をあけて、前記ステップｉ）からｖｉｉ）までに代えて行う、請求項５から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記温度制御ユニット（１３）を、ステップｉｖ）において前記循環ガスＧを冷却するための熱交換器として運転する、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記温度制御ユニット（１３）に、熱媒として低温の凝縮物Ｋを供給する、請求項４または５に記載の方法。
【請求項１１】
以下：
−  請求項９に記載の、前記循環ガスＧを冷却するための熱交換器としての、ステップｉｖ）における前記温度制御ユニット（１３）の運転、または
−  請求項１０に記載の、前記温度制御ユニット（１３）への熱媒としての低温の凝縮物Ｋの供給
を、それぞれ、時間的な間隔をあけて、前記ステップｉ）からｖｉｉ）までにしたがって行う、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項４から１１までのいずれか１項に記載の不均一系触媒気相反応を行うための方法における、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置（１）における温度制御ユニット（１３）の、予備加熱器としてかまたは冷却器としての使用。
【請求項１３】
前記温度制御ユニット（１３）が、不均一系触媒気相反応を行う際には、前記反応器（３）に供給されるガス混合物を予備加熱する役割を果たし、かつ、
保守運転では、この同一の温度制御ユニット（１３）が熱交換器として逆方向に運転されて、前記反応器（３）に供給されるガスを冷却する役割を果たす、請求項１２に記載の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不均一系触媒気相反応を行うための装置および方法に関する。
【０００２】
かかる装置および方法は、原則として従来技術から知られている。例えば、独国特許出願公開第４１３２２６３号明細書（ＤＥ  ４１３２２６３  Ａ１）には、触媒活性酸化物上で高められた温度で触媒管固定層型反応器中でアクロレインをアクリル酸へと接触気相酸化させるための方法が記載されており、その際、反応温度は、流れ方向でこの触媒管に沿って、連続する２つの反応帯域において所定の温度プロファイル下にある。独国特許出願公開第４０２３２３９号明細書（ＤＥ  ４０２３２３９  Ａ１）には、プロペンまたはイソブテンをアクロレインまたは（メタ）アクロレインへと接触気相酸化させるための類似の方法が記載されている。これらの文献の目的は、反応の選択性向上に鑑みて、反応温度の推移を改善することにある。
【０００３】
プロペンからアクロレインへの不均一系触媒部分気相酸化の長期運転のための方法をその主題とする独国特許出願公開第１０２０１００４８４０５号明細書（ＤＥ  １０２０１００４８４０５  Ａ１）も、同様の目的を有する。この刊行物によれば、空間的に連続する２つの温度帯域ＡおよびＢに分割された固定触媒層を反応ガス混合物が通過する。この場合、この固定触媒層は、反応チャンバに、例えば（反応）管の内部空間に、導入される。この固定触媒層の全長が特定の長さの場合に、触媒成形体と希釈成形体との均質な混合物が第１の帯域として提供される。もう１つの帯域では、あまり希釈されていないかまたは希釈されていない固定触媒層が導入される。さらに、純粋な不活性材料層も予定されている。この不活性材料層の長さは固定触媒層の長さを基準として５％から２０％までであり、かつ、この不活性材料層は反応ガス混合物の流れ方向でこの固定触媒層に通じている。この不活性材料層は、反応ガス混合物のための加熱帯域として利用される。
【０００４】
触媒成形体の製造方法に関する独国特許出願公開第１０２００７００４９６１号明細書（ＤＥ  １０２００７００４９６１  Ａ１）においても、反応管に、全長の約２５％の第１部分において不活性予備層を充填し、約６０％の第２の部分において触媒材料を充填し、その際、この反応管の約１５％の割合を未充填のままとすることが提案されている。
【０００５】
したがって従来技術によれば、反応器容積の２０％以上が、不均一系触媒気相反応のためではなく、１００℃から１２０℃までで供給される反応ガス混合物を加熱するために用いられている。このことは、（反応器容積を基準として）比較的低い運転負荷を甘受するか、または相応する比較的高い運転負荷のために反応器容積をもう一度大きくするかのいずれかが必要であることを意味する。さらに、反応ガス混合物が比較的低温であることから、反応管の入口で最適な反応温度を調節することができず、それによって出発材料の転化が不十分となることが多い。
【０００６】
従来技術におけるさらなる不利な態様としては、反応器または反応器容積（反応管、触媒層、不活性材料層、熱媒などを含む）を２４０℃から３００℃までの必要な反応温度に加熱するには極めて高いエネルギー投入が必要であって、このエネルギー投入は、反応ガス混合物を加熱するためだけに部分的にしか消費されないということを考慮すべきである。
【０００７】
このような背景に鑑み、本発明は、従来技術の欠点を克服するとともに、特に不均一系触媒気相反応を効率的に行うことができる装置を提供しかつそのような方法を示すという課題に基づく。
【０００８】
前述の課題はまず、以下：
−  反応器（３）、
−  出発材料を前記反応器（３）に導入するための、前記反応器（３）に通じる少なくとも１つの導管（１１）、
−  少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第１の供給部（５）、
−  少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第２の供給部（７）、
−  循環ガスＧを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第３の供給部（９）、
−  前記反応器（３）への進入前に前記第１の出発材料Ａおよび／または前記第２の出発材料Ｂおよび／または前記循環ガスＧの温度制御を行うための、前記導管（１１）内で前記反応器（３）の上流に配置された温度制御ユニット（１３）、および
−  気相反応の生成物、副生成物および／または未反応出発材料のための少なくとも１つの排出部（１５）
を含む、不均一系触媒気相反応を行うための装置により解決される。
【０００９】
上述の課題はさらに、以下：
ａ）第１の供給部（５）において、少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するステップ、
ｂ）第２の供給部（７）において、少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するステップ、
ｃ）第３の供給部（９）において、少なくとも１つの循環ガスＧを提供するステップ、
ｄ）導管（１１）において、前記第１の出発材料Ａと、前記第２の出発材料Ｂと、前記循環ガスＧとを混合して、反応混合物Ｒを得るステップ、
ｅ）温度制御ユニット（１３）において、前記反応混合物Ｒの温度制御を行うステップ、
ｆ）前記温度制御された反応混合物Ｒを、反応器（３）に供給するステップ、
ｇ）少なくとも前記第１の出発材料Ａと前記第２の出発材料Ｂとの間で、少なくとも１つの不均一系触媒気相反応を行うステップ、および
ｈ）少なくとも１つの反応生成物Ｐと前記少なくとも１つの循環ガスＧとの混合物を、少なくとも１つの排出部（１５）を通じて排出するステップ
を含む、本発明による装置（１）を使用して不均一系触媒気相反応を行うための方法により解決される。
【００１０】
本発明は、反応混合物Ｒの予備加熱を反応器（３）から移動することで、装置コストを顕著に削減してこの予備加熱を行うことができることを特徴とする。さらに、これによって、実質的に全反応器容積を気相反応に利用することができる。さらに、この方法によって、エネルギーがより低い温度レベルで導入され、かつ顕著により高いレベルで反応器内で回収されるという利点がもたらされる。
【００１１】
以下の記載において、本発明による装置（１）に関連して方法の特徴も挙げられている場合には、この特徴は好ましくは本発明による方法に関連するものである。同様に、本発明による方法に関連して挙げられる、物についての特徴は、好ましくは本発明による装置（１）に関するものである。
【００１２】
以下に、本発明をより詳細に説明する。
【００１３】
本発明の第１の対象は、以下：
−  反応器（３）、
−  出発材料を前記反応器（３）に導入するための、前記反応器（３）に通じる少なくとも１つの導管（１１）、
−  少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第１の供給部（５）、
−  少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第２の供給部（７）、
−  循環ガスＧを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第３の供給部（９）、
−  前記反応器（３）への進入前に前記第１の出発材料Ａおよび／または前記第２の出発材料Ｂおよび／または前記循環ガスＧの温度制御を行うための、前記導管（１１）内で前記反応器（３）の上流に配置された温度制御ユニット（１３）、および
−  気相反応の生成物、副生成物および／または未反応出発材料のための少なくとも１つの排出部（１５）
を含む、不均一系触媒気相反応を行うための装置（１）である。
【００１４】
本発明による装置は、反応混合物を予備加熱するための設備である温度制御ユニット（１３）が反応器（３）の外に移動されており、この温度制御ユニット（１３）を、反応器（３）の加熱に必要な熱媒とは異なる熱媒を用いて運転することができる、という利点を有する。これによって、プロセスにおける排出すべきエネルギー流を、比較的低い温度レベルでプロセスに再度導入し、かつより高いエネルギーレベルで高圧蒸気として回収することができる。
【００１５】
第１の出発材料Ａは、本発明によれば、液状またはガス状の化合物であるか、またはこれらの化合物の２つ以上の混合物であることができる。極めて具体的な例は、液状のプロピレン、プロパン、アクロレインおよび（メタ）アクロレイン、ブタン、ｎ−ブテンまたはイソブテンである。
【００１６】
第２の出発材料Ｂも同様に、本発明によれば、液状またはガス状の化合物であるか、またはこれらの化合物の２つ以上の混合物であることができるが、本発明によれば、酸素含有ガス、特に空気であることが好ましい。
【００１７】
不均一系触媒気相反応であって、該反応のために本発明による装置（１）が設計されているところの反応は、特に、プロペン、プロパンもしくはイソブテンからアクロレインへの、または（メタ）アクロレイン、ｎ−ブテンからマレイン酸への、およびアクロレインもしくは（メタ）アクロレインからアクリル酸もしくは（メタ）アクリル酸への、不均一系触媒の、場合により部分的な気相酸化である。
【００１８】
循環ガスＧとは、本発明の趣意においては、出発材料ＡおよびＢを希釈しかつ反応熱を吸収する役割を果たすとともに、気相反応において実質的に不活性にふるまうガスであると理解されるべきである。循環ガスＧには、窒素、水蒸気、炭素酸化物およびその混合物が含まれうる。
【００１９】
本発明による装置（１）の上述の定義においては、本発明に必須の装置部分のみを挙げた。例えば、反応器（３）のための熱媒のための加熱および循環装置、または必要な導入部および導出部といった当業者にとって自明の装置部分は、明示されてはいないものの、この定義から排除されるものではない。
【００２０】
好ましい一実施形態においては、反応器（３）は多管式反応器であり、この多管式反応器の反応管には、実質的に完全に触媒活性材料が充填されている。本発明による装置（１）は温度制御ユニット（１３）を含むため、出発材料Ａ、Ｂおよび／または循環ガスＧを（場合により不活性層を用いて）予備加熱するための帯域を反応器（３）内に設ける必要はなく、したがって、この多管式反応器の反応管の実質的に全容積を気相反応に利用することができる。したがって、同一の反応器容積でより高い運転負荷を実現することができる。
【００２１】
不均一系触媒気相反応を行うための一般的な装置は、保守作業のために、例えば触媒充填物を交換するために、定期的に運転を停止してシャットダウンを行う必要がある。この目的のために、通常は、冷却されたガス、例えば循環ガスＧまたは空気が使用される。従来技術によれば、こうしたガスを装置の反応器に供給してこの反応器自体を内部から冷却する前に、こうしたガスを別個の冷却器（熱交換器）によって冷却する。反応器は、該反応器の安定した金属性の構造と多量の熱媒とに基づいて高い熱容量を有するため、冷却のための高いエネルギー導入と同様に、対応する寸法の導管を敷設するための追加の投資が必要となる。
【００２２】
投資およびエネルギー導入を削減するために、本発明の一発展形態においては、温度制御ユニット（１３）は、予備加熱器としてかまたは冷却器として運転可能な熱交換器としての形態をとっている。通常運転では、すなわち不均一系触媒気相反応を行う際には、温度制御ユニット（１３）、すなわち熱交換器は、反応器（３）に供給されるガス混合物を予備加熱する役割を果たす。保守運転では、同一の温度制御ユニット（１３）が熱交換器として逆方向に運転され、すなわちこの温度制御ユニット（１３）が今度は、反応器（３）に供給されるガスを冷却する役割を果たす。
【００２３】
この実施形態における本発明による温度制御ユニット（１３）は、純粋な予備加熱器または純粋な冷却器よりも複雑に構成されていなければならないが、それにもかかわらず、本発明による装置のための装置コスト、ひいては投資コストを顕著に削減することができる。
【００２４】
本発明のもう１つの対象は、以下：
ａ）第１の供給部（５）において、少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するステップ、
ｂ）第２の供給部（７）において、少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するステップ、
ｃ）第３の供給部（９）において、少なくとも１つの循環ガスＧを提供するステップ、
ｄ）導管（１１）において、第１の出発材料Ａと、第２の出発材料Ｂと、循環ガスＧとを混合して、反応混合物Ｒを得るステップ、
ｅ）温度制御ユニット（１３）において、前記反応混合物Ｒの温度制御を行うステップ、
ｆ）前記温度制御された反応混合物Ｒを、反応器（３）に供給するステップ、
ｇ）少なくとも前記第１の出発材料Ａと前記第２の出発材料Ｂとの間で、少なくとも１つの不均一系触媒気相反応を行うステップ、および
ｈ）少なくとも１つの反応生成物Ｐと前記少なくとも１つの循環ガスＧとの混合物を、少なくとも１つの排出部（１５）を通じて排出するステップ
を含む、本発明による装置（１）を使用して不均一系触媒気相反応を行うための方法である。
【００２５】
この本発明による方法は、上述の装置（１）と実質的に同一の利点を有する。特に、本発明による温度制御ユニット（１３）によって、反応混合物Ｒの予備加熱を反応器（３）の外に移動することができるとともに、この予備加熱を、従来技術により考えうるエネルギーコストよりも顕著に低いエネルギーコストで行うことができる。
【００２６】
さらに、本発明によれば、実質的に全反応器容積を気相反応に利用することができるため、同一の反応器容積でより高い運転負荷を実現することができる。
【００２７】
本発明による方法の一発展形態においては、温度制御ユニット（１３）は、ステップｄ）において反応混合物Ｒを予備加熱するための熱交換器として運転される。これにより、反応器（３）内で、より均一でかつ気相反応により最適な温度分布を調整することができる。なぜならば、反応器に比較的低温の反応混合物Ｒが供給されることがないためである。さらに、反応混合物Ｒは比較的高温で触媒充填物に到達し、これによって生成物収率が向上する。
【００２８】
反応混合物Ｒが、ステップｄ）において温度制御ユニット（１３）において、反応器（３）における反応温度の６０％から１００％である温度に予備加熱される場合には、出発材料ＡおよびＢの最適な転化にとってさらに好ましい。
【００２９】
温度制御ユニット（１３）、すなわち熱交換器に、熱媒として高温のプロセス蒸気Ｄが供給される場合には、本発明による方法のエネルギー収支にとって有利であることが判明した。化学工業の大規模運転においては、高温のプロセス蒸気Ｄが通常は比較的価値の低いエネルギーとして大量に生じ、これを様々な用途に利用することができる。この比較的価値の低いエネルギー、特に１０バールから２５バールまでのプロセス蒸気Ｄを、本発明による温度制御ユニット（１３）において反応混合物Ｒを予備加熱するために使用することによって、例えば反応器（３）の加熱に使用しなければならない、従来技術と比較してより価値の高いエネルギーを、すなわち少なくとも３５バールの高圧蒸気を、節約することができる。
【００３０】
上述したように、不均一系触媒気相反応を行うための一般的な装置は、保守作業のために定期的に運転を停止してシャットダウンを行う必要がある。この必要性について考慮したものが、時間的な間隔をあけて、以下：
ｉ）ステップａ）およびｂ）を停止するステップ、
ｉｉ）ステップｃ）を行うステップ、
ｉｉｉ）ステップｄ）を停止するステップ、
ｉｖ）温度制御ユニット（１３）において循環ガスＧの温度制御を行うステップ、
ｖ）前記温度制御された循環ガスＧを反応器（３）に供給するステップ、
ｖｉ）ステップｇ）を停止するステップ、
ｖｉｉ）排出部（１５）を通じて循環ガスＧを排出するステップ
を行うことによる、本方法のもう１つの実施形態である。
【００３１】
これによって、単純ではあるが効率的に、本来の不均一系触媒気相反応が停止され、かつ本方法が保守モードまたは整備モードとなる。
【００３２】
この実施形態の一発展形態においては、温度制御ユニット（１３）は、ステップｄ）において循環ガスＧを冷却するための熱交換器として運転される。この措置により、有利に本発明による装置（１）のための投資および本発明による方法のためのエネルギー導入を削減することができる。ここでは、不均一系触媒気相反応を行うための通常運転と比較して、温度制御ユニット（１３）、すなわち熱交換器の運転モードを逆にして、反応器（３）に供給されるガスの冷却に使用する。
【００３３】
エネルギー効率のためには、温度制御ユニット（１３）に熱媒として低温の凝縮物Ｋを供給することが合理的であることが判明した。低温の凝縮物Ｋは、（高温のプロセス蒸気Ｄと同様に）化学工業の大規模運転において通常は多量に生じる。凝縮物Ｋを冷却熱媒として使用した後に、これを、さらなる使用に十分なエネルギー量を有する高温の凝縮物ＨＫとしてさらに利用することができる。それによって、化学工業の運転の局所的なエネルギー収支をさらに改善することができる。
【００３４】
さらなる目的、特徴、利点および使用可能性は、図面を参照して、本発明の実施例の以下の説明から明らかである。この場合、記載されたおよび／または図示されたすべての特徴は、それらが特許請求の範囲またはその引用のいずれに記載されているかに関わらず、単独でもまたは任意に組み合わせても、本発明の対象となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態における装置（１）の概略図を示す。
【図２】図２は、本発明の第２の実施形態における装置（１）の概略図を示す。
【００３６】
図１に、本発明の第１の実施形態を示す。詳細には図示されていない貯蔵容器から、液状またはガス状の出発材料Ａが第１の供給部５を通じて提供される。この出発材料Ａは、次いで第３の供給部９で、予備加熱された循環ガスＧと混合される。そのため、この出発材料Ａが液体の形態である場合には、この出発材料Ａは実質的に完全に蒸発される。第２の供給部７を通じて第２の出発材料Ｂが供給され、これが出発材料Ａと循環ガスＧとの混合物と混合されることによって、反応混合物Ｒが得られる。
【００３７】
この反応混合物Ｒは、導管１１を通じて温度制御ユニット１３に導入される。この反応混合物Ｒは、この温度制御ユニット１３において、この実施形態ではプロセス蒸気Ｄによって２００℃の温度に予備加熱される。このように予備加熱された反応混合物Ｒは、反応器３に、この実施形態では固定層触媒充填物を有する多管式反応器に、供給される。
【００３８】
この反応混合物Ｒはすでに不均一系触媒気相反応に十分な温度に予備加熱されているため、多管式反応器３の反応管には実質的に完全に触媒活性材料が充填されており、そのため、これらの反応管の最初ですでに、出発材料ＡとＢとの反応が生じる。生成物、副生成物および／または未反応出発材料ＡおよびＢが、排出部１５を通じて反応器３から排出される。
【００３９】
図１では、生成物および副生成物のさらなる後処理のための従来技術から原則的に知られている設備、例えば吸収塔、脱着塔、蒸留塔、晶出器などは、省略されている。
【００４０】
図１には、反応モードでの本発明による装置１が示されており、これに対して図２には、この装置の保守および整備のためのもう１つの実施形態が示されている。保守モードでは出発材料が提供されないため、出発材料ＡおよびＢのための第１の供給部５および第２の供給部７は示されていない。循環ガスＧが第３の供給部９を通じて提供され、そして導管１１を通じて温度制御ユニット１３に供給される。この実施形態では、熱交換器としての形態をとる温度制御ユニット１３を、反応混合物Ｒを予備加熱するためのプロセス蒸気Ｄを用いて運転することは、行われない。弁Ｖ１を閉鎖することによってプロセス蒸気Ｄの供給が中断され、その代わりに、弁Ｖ２を開放して、低温であるかまたは予備冷却された凝縮物Ｋが供給され、それによって、温度制御ユニット１３において循環ガスが冷却される。
【００４１】
このようにして冷却された循環ガスＧが反応器３に供給されることによって、この反応器３がその側で内部から冷却される。熱交換により、冷却された凝縮物Ｋが加熱されて高温の凝縮物ＨＫが生成され、この高温の凝縮物ＨＫを他の様式で合理的にさらに使用することができる。
【００４２】
反応器３内で加熱された循環ガスＧは、排出部１５を通じて引き出され、そして、実質的に、図示されていない循環部を通じて第３の供給部９で提供されることよって、冷却器として作用する温度制御ユニット１３に再度供給される。
【００４３】
図２にも、例えば、反応モードで多管式反応器のおよび反応管の周囲を流れる熱媒のための、循環部および考えうる収容容器および貯蔵容器のような、いくつかの装置部分は示されていない。この熱媒も、当然のことながら反応器３から排出され、それによって、この反応器３を十分に冷却することができる。
【００４４】
以下、親出願（特願２０１６−５７２６２３）の出願当初の請求項である。
［請求項１］
以下：
−  反応器（３）、
−  出発材料を前記反応器（３）に導入するための、前記反応器（３）に通じる少なくとも１つの導管（１１）、
−  少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第１の供給部（５）、
−  少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第２の供給部（７）、
−  循環ガスＧを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第３の供給部（９）、
−  前記反応器（３）への進入前に前記第１の出発材料Ａおよび／または前記第２の出発材料Ｂおよび／または前記循環ガスＧの温度制御を行うための、前記導管（１１）内で前記反応器（３）の上流に配置された温度制御ユニット（１３）、および
−  気相反応の生成物、副生成物および／または未反応出発材料のための少なくとも１つの排出部（１５）
を含む、不均一系触媒気相反応を行うための装置（１）。
［請求項２］
前記反応器（３）が多管式反応器であり、該多管式反応器の反応管には実質的に完全に触媒活性材料が充填されている、請求項１に記載の装置（１）。
［請求項３］
前記温度制御ユニット（１３）が、予備加熱器としてかまたは冷却器として運転可能な熱交換器である、請求項１または２に記載の装置（１）。
［請求項４］
以下：
ａ）第１の供給部（５）において、少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するステップ、
ｂ）第２の供給部（７）において、少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するステップ、
ｃ）第３の供給部（９）において、少なくとも１つの循環ガスＧを提供するステップ、
ｄ）導管（１１）において、前記第１の出発材料Ａと、前記第２の出発材料Ｂと、前記循環ガスＧとを混合して、反応混合物Ｒを得るステップ、
ｅ）温度制御ユニット（１３）において、前記反応混合物Ｒの温度制御を行うステップ、
ｆ）前記温度制御された反応混合物Ｒを、反応器（３）に供給するステップ、
ｇ）少なくとも前記第１の出発材料Ａと前記第２の出発材料Ｂとの間で、少なくとも１つの不均一系触媒気相反応を行うステップ、および
ｈ）少なくとも１つの反応生成物Ｐと前記少なくとも１つの循環ガスＧとの混合物を、少なくとも１つの排出部（１５）を通じて排出するステップ
を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置（１）を使用して不均一系触媒気相反応を行うための方法。
［請求項５］
前記温度制御ユニット（１３）を、ステップｄ）において前記反応混合物Ｒを予備加熱するための熱交換器として運転させる、請求項４に記載の方法。
［請求項６］
前記反応混合物Ｒを、ステップｄ）において前記温度制御ユニット（１３）において、前記反応器（３）における反応温度の６０％から１００％である温度に予備加熱する、請求項４または５に記載の方法。
［請求項７］
前記温度制御ユニット（１３）に、熱媒として高温のプロセス蒸気Ｄを供給する、請求項５または６に記載の方法。
［請求項８］
時間的な間隔をあけて、以下：
ｉ）前記ステップａ）およびｂ）を停止するステップ、
ｉｉ）前記ステップｃ）を行うステップ、
ｉｉｉ）前記ステップｄ）を停止するステップ、
ｉｖ）前記温度制御ユニット（１３）において前記循環ガスＧの温度制御を行うステップ、
ｖ）前記温度制御された循環ガスＧを前記反応器（３）に供給するステップ、
ｖｉ）前記ステップｇ）を停止するステップ、
ｖｉｉ）前記排出部（１５）を通じて前記循環ガスＧを排出するステップ
を行う、請求項４に記載の方法。
［請求項９］
前記温度制御ユニット（１３）を、ステップｄ）において前記循環ガスＧを冷却するための熱交換器として運転する、請求項８に記載の方法。
［請求項１０］
前記温度制御ユニット（１３）に、熱媒として低温の凝縮物Ｋを供給する、請求項８または９に記載の方法。
【図１】
2019069444.tif 000003
【図２】
2019069444.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月10日(2019.1.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下：
−  反応器（３）、
−  出発材料を前記反応器（３）に導入するための、前記反応器（３）に通じる少なくとも１つの導管（１１）、
−  少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第１の供給部（５）、
−  少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第２の供給部（７）、
−  循環ガスＧを提供するための、前記導管（１１）に通じる少なくとも１つの第３の供給部（９）、
−  前記反応器（３）への進入前に前記第１の出発材料Ａおよび／または前記第２の出発材料Ｂおよび／または前記循環ガスＧの温度制御を行うための、前記導管（１１）内で前記反応器（３）の上流に配置された温度制御ユニット（１３）、
−  気相反応の生成物、副生成物または未反応出発材料のための少なくとも１つの排出部（１５）
−  前記温度制御ユニット（１３）にプロセス蒸気Ｄを供給するための、第４の供給部、ここで、前記第４の供給部は、弁Ｖ１を有するものとする、
−  前記温度制御ユニット（１３）に低温の凝縮物Ｋを供給するための、第５の供給部、ここで、前記第５の供給部は、弁Ｖ２を有するものとする、および
−  前記温度制御ユニット（１３）から導出される、凝縮物Ｋまたは高温の凝縮物ＨＫのための第２の排出部
を含む、不均一系触媒気相反応を行うための装置（１）であって、前記温度制御ユニット（１３）が、不均一系触媒気相反応を行う際には、前記反応器（３）に供給されるガス混合物を予備加熱する予備加熱器として運転可能であり、かつ、保守運転では、前記反応器（３）に供給されるガスを冷却する冷却器として運転可能である、前記装置（１）。
【請求項２】
前記反応器（３）が多管式反応器であり、該多管式反応器の反応管には触媒活性材料が充填されている、請求項１に記載の装置（１）。
【請求項３】
冷却器として運転可能な前記温度制御ユニット（１３）は、前記プロセス蒸気Ｄの代わりに低温であるかまたは予備冷却された凝縮物Ｋが供給されて、熱交換により前記低温であるかまたは予備冷却された凝縮物Ｋを加熱して高温の凝縮物ＨＫを生成するものである、請求項１または２に記載の装置（１）。
【請求項４】
以下：
ａ）第１の供給部（５）において、少なくとも１つの第１の出発材料Ａを提供するステップ、
ｂ）第２の供給部（７）において、少なくとも１つの第２の出発材料Ｂを提供するステップ、
ｃ）第３の供給部（９）において、少なくとも１つの循環ガスＧを提供するステップ、
ｄ）導管（１１）において、前記第１の出発材料Ａと、前記第２の出発材料Ｂと、前記循環ガスＧとを混合して、反応混合物Ｒを得るステップ、
ｅ）温度制御ユニット（１３）において、前記反応混合物Ｒの温度制御を行うステップ、
ｆ）前記温度制御された反応混合物Ｒを、反応器（３）に供給するステップ、
ｇ）少なくとも前記第１の出発材料Ａと前記第２の出発材料Ｂとの間で、少なくとも１つの不均一系触媒気相反応を行うステップ、および
ｈ）少なくとも１つの反応生成物Ｐと前記少なくとも１つの循環ガスＧとの混合物を、少なくとも１つの排出部（１５）を通じて排出するステップ
を含む、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置（１）を使用して不均一系触媒気相反応を行うための方法であって、時間的な間隔をあけて、以下：
ｉ）前記ステップａ）およびｂ）を停止するステップ、
ｉｉ）前記ステップｃ）を行うステップ、
ｉｉｉ）前記ステップｄ）を停止するステップ、
ｉｖ）前記温度制御ユニット（１３）において前記循環ガスＧの温度制御を行うステップ、
ｖ）前記温度制御された循環ガスＧを前記反応器（３）に供給するステップ、
ｖｉ）前記ステップｇ）を停止するステップ、
ｖｉｉ）前記排出部（１５）を通じて前記循環ガスＧを排出するステップ
を行い、
前記温度制御ユニット（１３）を、ステップｅ）において前記反応混合物Ｒを予備加熱するための熱交換器として運転し、
前記温度制御ユニット（１３）を、ステップｉｖ）において前記循環ガスＧを冷却するための熱交換器として運転する、前記方法。
【請求項５】
前記反応混合物Ｒを、ステップｅ）において前記温度制御ユニット（１３）において、前記反応器（３）における反応温度の６０％から１００％である温度に予備加熱する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記温度制御ユニット（１３）に、熱媒として高温のプロセス蒸気Ｄを供給する、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
以下：
−  請求項４に記載の、前記反応混合物Ｒを予備加熱するための熱交換器としての、ステップｅ）における前記温度制御ユニット（１３）の運転、または
−  請求項５に記載の、前記温度制御ユニット（１３）におけるステップｅ）における前記反応混合物Ｒの予備加熱、または
−  請求項６に記載の、前記温度制御ユニット（１３）への熱媒としての高温のプロセス蒸気Ｄの供給
を、それぞれ、時間的な間隔をあけて、前記ステップｉ）からｖｉｉ）までに代えて行う、請求項４から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記温度制御ユニット（１３）は、冷却器として運転される際に、前記プロセス蒸気の代わりに低温であるかまたは予備冷却された凝縮物Ｋが供給されて、熱交換により前記低温であるかまたは予備冷却された凝縮物Ｋを加熱して高温の凝縮物ＨＫを生成する、請求項４から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記温度制御ユニット（１３）に、熱媒として低温の凝縮物Ｋを供給する、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
以下：
−  請求項４に記載の、前記循環ガスＧを冷却するための熱交換器としての、ステップｉｖ）における前記温度制御ユニット（１３）の運転、または
−  請求項９に記載の、前記温度制御ユニット（１３）への熱媒としての低温の凝縮物Ｋの供給
を、それぞれ、時間的な間隔をあけて、前記ステップｉ）からｖｉｉ）までにしたがって行う、請求項４または９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項４から１０までのいずれか１項に記載の不均一系触媒気相反応を行うための方法における、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置（１）における温度制御ユニット（１３）の、予備加熱器としてかまたは冷却器としての使用。
【請求項１２】
前記温度制御ユニット（１３）が、不均一系触媒気相反応を行う際には、前記反応器（３）に供給されるガス混合物を予備加熱する役割を果たし、かつ、
保守運転では、この同一の温度制御ユニット（１３）が熱交換器として逆方向に運転されて、前記反応器（３）に供給されるガスを冷却する役割を果たす、請求項１１に記載の使用。
【外国語明細書】
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