(57)【要約】反応が固体触媒によって触媒される、相間物質移動および多数の位相、すなわち気体、液体および固体の混合に特に適した反応器構成は、固体触媒粒子が、触媒床の下流側と、所望によりその上流側にも配置されたフィルターエレメント（２６、２７）によって、反応器のドラフトチューブ（２１）と環状部形成壁との間の環状空隙（２５）内に保持されるドラフトチューブ型反応器を備える。
2006513850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器内に中央ドラフトチューブを有し、該ドラフトチューブと該反応器の壁との間に環状空隙を有し、かつ該ドラフトチューブおよび該環状空隙を通る向流内の一方向に流体の流路を有するタイプの反応器において、
ａ）前記環状空隙内に固体触媒を受容して触媒床を形成する少なくとも１つの容積を設け、
ｂ）前記環状空隙を通る流体の流れの方向に対して前記触媒床の下流側の前記環状空隙内にフィルタエレメントが配置され、該フィルタエレメントは流体がフィルタエレメントを流れることができるようにその中に孔を有し、該孔は触媒粒子が前記触媒床から出て行くのを実質的に阻止するのに十分小さい孔であり、
ｃ）所望により、前記環状空隙を通る流体の流れの方向に対して前記触媒床の上流側の前記環状空隙内に、流体がフィルタエレメントを流れることができるように、その中に孔を有する第２のフィルタエレメントが配され、
前記反応器は少なくとも１つの供給流入口および少なくとも１つの生成物流出口を有する反応器。
【請求項２】
前記ドラフトチューブ内に設けた少なくとも１つの羽根車をさらに備える請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記ドラフトチューブが、少なくとも１つの羽根車に近接していて、かつ前記ドラフトチューブに対して垂直方向に配向された１以上のバッフルを備える請求項２に記載の反応器。
【請求項４】
前記ドラフトチューブ内の流体の流れの方向に対して、前記ドラフトチューブの上流端に近接して位置するか、または前記ドラフトチューブ内に位置する少なくとも１つの入口を有する請求項１に記載の反応器。
【請求項５】
前記環状空隙を通る流体の流れの方向に対して、前記環状空隙の下流側に出口を有する請求項１に記載の反応器。
【請求項６】
前記フィルタエレメントの少なくとも１つは金属製メッシュスクリーン、多孔質焼結金属、多孔質セラミック材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の反応器。
【請求項７】
前記環状空隙は固体触媒を含んでいる請求項１に記載の反応器。
【請求項８】
内壁を有する反応器シェルおよび該反応器シェル内に設けた少なくとも１つの触媒バスケットを備え、
該触媒バスケットが、
ａ）中央管および環状部を形成するより大きな管と、
ｂ）上部リングおよび底部リングであって、該上部リングおよび底部リングの各々が前記中心管および前記環状部形成管の両方に固定され、前記中心管および前記環状部形成管との間の空隙が固体触媒の装填を受け取るのに適した環状空隙を形成する、上部リングおよび底部リングと、
ｃ）前記環状空隙に入る流体がそこを通過するように、前記上部リングの上方または前記上部リング内に配置された第１のフィルタエレメントと、
ｄ）前記環状空隙を出た流体がそこを通過するように、前記底部リングの下方または前記底部リング内に配置された第２のフィルタエレメントとを含み、
前記中央管はドラフト管を包囲するか、または前記ドラフト管からなる請求項１に記載の反応器。
【請求項９】
フィルタ支持プレートが前記上部リングと前記第１のフィルタエレメントとの間の中間に位置する請求項８に記載の反応器。
【請求項１０】
フィルタ支持プレートが前記底部リングと前記第２のフィルタエレメントとの間の中間に位置する請求項８に記載の反応器。
【請求項１１】
前記液体反応媒体は酸素含有溶媒を含む請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記触媒はチタンシリカライト触媒を含む請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記入口供給流は水素および酸素を含み、かつ前記触媒は貴金属を含むように処理されたチタンシリカライトを含む請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記触媒は結合剤により共に結合された微細なチタンシリカライト結晶の集塊である請求項１１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液相において固体触媒を用いた不均一系反応に特に有用な反応器構成、および該反応器を用いたオレフィンエポキシ化工程に向けられたものである。
【背景技術】
【０００２】
今日製造されている酸化プロピレンの大半は、酸化し易い基質を酸化させてヒドロペルオキシドおよび／またはペルオキシドを製造し、次いでこれをプロピレンを間接的に酸化させるのに用いる、所謂「副産物」工程によって製造されている。酸化した基質の還元生成物は大量に生成され、副産物として販売される。典型的な副産物はスチレンおよびメチル−ｔ−ブチルエーテルである。この工程は酸化基質の購入および副産物の販売が必要となり、その各々の価格は大きく変動することがあるので、市場変動が工程の全体的効率に影響しない「直接酸化」工程が求められてきた。
【０００３】
担持銀触媒に対して酸素を用いたエチレンのエポキシ化は広く使用されてきたが、プロピレンの類似する酸化は実行可能ではない。プロピレンの「直接酸化」に向けられた最近の研究活動は、触媒であるチタンシリカライトなどのチタンシリカライトゼオライト存在下で、外でまたはその場で生成された過酸化水素の使用に集中している。固体結晶触媒粒子は水素および酸素から過酸化水素製造を触媒する貴金属を含むように処理してもよい。このような工程が商業的に実施できれば、低価格の反応物質だけが使用され、副産物は製造されない。
【０００４】
米国特許第６，３７６，６８６号には、米国特許第５，９７２，６６１号に開示されたものと同様の、反応器構成において固体触媒を用いるオレフィンエポキシ化工程が記載されている。第５，９７２，６６１号特許では、ドラフトチューブ型反応器が開示されており、図１にその略図を示す。固体触媒を含んだ反応物質のスラリーが中央ドラフトチューブに入り、その中にある羽根車によってドラフトチューブの軸に沿って導かれる。羽根車の間の一連の垂直方向に配向して配設されたバッフルが、固体触媒の分離を引き起こす可能性のある管内旋回流を阻止する。ドラフトチューブの端部に達すると、スラリーは向流方向にドラフトチューブと反応器壁との間の環状部を流れる。生成物は連続的に取り出され、同伴された触媒から分離され、溶媒、副産物等が取り出される。触媒は反応器に戻されなければならない。この反応器構成は速い物質移動速度および混合速度を示すことがわかっている。この触媒は活性成分と不活性結合剤との組合せである。強く攪拌されると、触媒は徐々に破砕され、濾過装置の詰まりを生じさせる微紛を発生する。また、この微紛は濾過装置を通り抜けて、その結果、反応器−フィルター装置から触媒の損失が生じるおそれがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
触媒の摩滅を少なくするとともにドラフトチューブ型反応器の物質移動特性を利用することのできる反応器構成を創作することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は触媒が内部ドラフトチューブと反応器壁との間の環状部の固定床内に設置され、フィルター手段、好ましくは触媒床の上下両方に設置したフィルター手段を用いて触媒が環状部内に保持されるドラフトチューブ型反応器に関する。触媒はスラリーとして循環しないので、触媒の摩滅が最小になり、触媒粒子の集塊を含む種々の触媒粒子の使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は不均一系反応に使用され得る従来技術のドラフトチューブ型反応器１を示しており、スラリー状の固体触媒を含んでいる。反応器シェル２内には、適当な供給流が導入されるドラフトチューブ３があり、ここには液体供給ライン４および蒸気（ガス）供給ライン５がある。ドラフトチューブ内には、ドラフトチューブ３を通して上方への流れと反応物質供給流および触媒スラリーの完全な混合を引き起こす、モータＭによって駆動される羽根車６がある。ドラフトチューブ３の上部では、反応混合物のスラリーはドラフトチューブ３と反応器壁２との間の環状空隙７を向流的に流れる。一部はドラフトチューブ３の底部を通って再循環して戻るが、一部は出口８にて取り出され、循環ポンプ９によってフィルター１０を通して圧送される。濾過された生成物流１１を除去かつ処理して生成物、未反応出発原料、リサイクル溶媒等が取り出され、固体触媒が濃縮されたスラリー１２は反応器に返送される。反応器、ポンプ、および循環ラインにおいて固体触媒の摩滅によって生じた触媒の微紛はフィルタ１０上に蓄積して、最終的にはフィルタを詰まらせる。
【０００８】
本発明では、固体触媒粒子は中央ドラフトチューブと反応器壁との間の環状部に保持される。図２を参照すると、中央ドラフトチューブ２１はモータＭによって駆動されるシャフト２３上に設けられた羽根車２２を含んでいる。ドラフトチューブ２１と反応器壁２４との間に固体触媒を含んだ環状部２５がある。フィルター板２６が環状部２５の上にある。第２のフィルター板２７が環状部の底部に位置している。フィルター板は焼結金属、セラミック、金属製メッシュ等から作製される。反応物質は１以上の入口２８を介して反応器に入り、ドラフトチューブ内で入念に混合され、ドラフトチューブ内には所望により羽根車の間にバッフル２９が配設される。ドラフトチューブの端部に達すると、液体内容物はフィルター板２６を通って下方に進み、触媒床を通り、フィルター板２７を通過する。液体の一部はドラフトチューブに再度入り、また一部は生成物を分離し、かつ他の成分を適切に処理／リサイクルするために出口３０から引き出される。
【０００９】
本発明の反応器は、好ましくはガス状反応物質も含んだ種々の反応物質の流れを入念に混合し、かつ不均一系固体触媒と接触させなければならない場合に特に有用である。この反応器は直接的なオレフィンエポキシ化反応に特に有用であるが、それの使用に限定されるものではない。以下の説明では、オレフィンエポキシ化を用いて本反応器の使用を説明する。
【００１０】
プロピレンエポキシ化の場合、例えば、エポキシ化触媒は相当な背圧を維持できるよう、パラジウムで処理した大きなサイズのチタンシリカライト結晶あるいは米国特許第５，５００，１９９号および６，１０６，８０３号に開示されているようなチタンシリカライト結晶の比較的大きな集塊である。この反応物質供給流はプロピレン、水素、酸素、液相、すなわちメタノール、揮発性の炭化水素または窒素などの不活性ガス、二酸化炭素、アルゴン等を含んでよい。生成物流は通常、分離および再使用することのできる未反応のガス、通常は再使用される溶媒、ならびに酸化プロピレンおよび酸化プロピレン等価物、すなわち開環生成物および種々の縮合生成物を含む。酸化プロピレン生成物は炭化水素加工業者には周知の方法によって、好ましくは一連の分留によって分離かつ精製される。遠心分離などの他の技術によって予め分離しない場合は、摩滅した触媒は第１の蒸留底部に蓄積する。回収した触媒微紛を処理して貴金属分を回収することができる。
【００１１】
触媒粒子は羽根車またはポンプの高い剪断力に晒されないので、摩滅は非常に低い。摩滅により生じる微紛は、閉塞し易い細孔フィルタを使用せずに周期的に除去するために、蒸留底部内に蓄積させることができる。しかし、微紛は少量であるので、本発明では遠心分離または他の技術による濾過または除去も選択肢である。
【００１２】
本発明の反応器の仕様はフィルターエレメントが定期的に交換できることが好ましい。このフィルターエレメントは一般に物理的な支持も必要とする。そのような特徴を可能にする反応器構成を図３に示しているが、フィルターエレメントを支持する多数の方法が化学工学および反応器設計の当業者には想起されよう。
【００１３】
図３では、略円筒形反応器３０は一体化された組立体として触媒バスケット３１を含んでいる。この触媒バスケットは反応器の内壁３２に密着することが好ましい。触媒バスケットを通るのではないその周囲への流体の流れは、ｏ−リングシール３４および３５によって阻止されるが、他の方策も適用できる。例えば、受取り区画がバスケットが設置される反応器の壁内に形成される。設置は、例えば、ボルトのリングによって行われ、ガスケットが受取り区画とバスケットとの間に配される。反応器全体は一般に高圧に維持されるが、圧力は内部容量全体にわたって実質的に等しくされるので、ｏ−リング、ガスケット等は液体流によって決定される差圧を調整することができるだけでよい。多くの場合、ｏ−リング、ガスケット等はなくてもよい。バスケットはドラフトチューブ２１および羽根車２２を包囲する。ある仕様では、バスケットの内壁がドラフトチューブの壁を構成してよい。
【００１４】
触媒バスケット３１は化学工学および金属加工において使用可能な任意の技術によって、例えば図４ａ〜４ｅに示した部品を組み立てることによって組み立て得る。好ましい実施形態では、内管３７および外管３９を受け取り区画３８および４０を備えた上部リング３６が機械加工され、この内管は反応器のドラフトチューブまたはその一部として機能するか、または固定された中心ドラフトチューブを包囲するような寸法を有する。同様な区画４２および４４を備えた底部リング４８も作製される。通常、内管および外管は基本的な触媒バスケットを形成するようにその区画に密接される。図４ｃに上から見た上部リングを示しており、これは底部リングを下から見たものでもある。
【００１５】
触媒バスケットの外側スリーブ３９とドラフトチューブ３７との間の環状空隙にかかる上部カバー４９は、上部リングの上に設置可能である。このカバーは貫通路４１（図４ｂを参照）を有し、上部フィルターエレメント４２は上部カバーと上部リング３６との間に通常配される。流体の流れがドラフトチューブの上部からフィルタバスケットの環状空隙の上部を通る場合、上部フィルターエレメント４２は孔径は非常に粗いものであってよく、例えば、１以上のステンレス鋼製のメッシュ層でよい。別の場合には、流体の流れが一定に維持される限り、最上部のスクリーンはなくてもよい。しかし、そのような実施形態は好ましいものではない。図４ｂは上下から見た上部カバーおよび底部カバーを示している。図４ｃはリング３６の上面図を表しており、対応する構造体４７ａに設けた孔を用いて上部カバー４９を上部リング３６に取り付けることを可能にする部分４７ｂを示している。図４ｄは上部および底部フィルタを示しており、図４ｅは内管と外管との関係を示している。
【００１６】
フィルタバスケットの底部には同様の底部カバー４５がある。底部カバー４５と底部リングとの間に底部フィルターエレメント４６が固定されている。この底部フィルターエレメント４６は少量の触媒微紛を除いた、固体触媒を保持するような孔径を有して製造されるべきである。適した名目上の孔径は、例えば、４〜１０μｍであってよい。１μｍ未満の径の触媒微紛はそのようなフィルターエレメントを通過できると思われる。このことは触媒フィルターの目詰まりの際に最も問題となる約０．２μｍ以下の粒子に特に当てはまる。しかし、そのような微紛の量は非常に少ないであろう。底部フィルターエレメント４６は細目メッシュスクリーンから作製されてよいが、焼結金属またはセラミックフィルターエレメントであることが好ましい。非常に微細な触媒粒子、すなわち、径が１μｍ未満の床を考える場合、底部フィルターエレメントは孔がより微細な材料から作製される。
【００１７】
反応器は単一の触媒バスケットまたは複数のバスケットを有してよく、また、その間に密封手段を有さなくてもよいし従来のシール、例えばｏ−リング、ガスケット等を有してもよい。端から端へ向うのではなくバスケット間からの液流の阻止は、ドラフトチューブ複合体を管状ライナで裏打ちすることにより、または他の手段によって阻止されてもよい。例えば、反応器は適所に固定されたドラフトチューブを有してもよいし、触媒バスケットはバスケットが反応器壁と固定されたドラフトチューブとの間に挿入されるような内径を有する中心開口部を備えてよい。
【００１８】
触媒バスケットを使用すれば、他の反応器設計の場合には必要となる作業中断時間なしに、反応器内でバスケットを容易に交換して、新しい触媒、交換用フィルターエレメント等を供給することが可能になる。しかし、反応器は商業上実施可能とみなされる任意の方法で組み立てられてよい。例えば、フィルターエレメントが焼結ステンレス鋼の場合、フィルターエレメントは中心開口を持つ円盤の形態で供給されてよく、また一方ではドラフトチューブに、他方では反応器壁にともに密着されてよい。このフィルターエレメントの設計および／または反応器または触媒バスケットに設置するそれら様式によって、使用済みの触媒を除去し、かつそれを交換することが可能になることが好ましい。フィルター孔が、微紛が反応器から出られるように意図的に大きく作製される設計では、例えば、新しい触媒のスラリーを反応器の環状空隙に直接導入するか、または使用されている場合には触媒バスケットに導入する形態で、操業中にさらなる触媒を挿入することもできる。
【００１９】
ドラフトチューブを通る流れの方向は羽根車によって決められることが好ましいが、羽根車の無い構成では、気体または液体反応物質の上昇流によって流れを決めることができる。羽根車を使用する場合、流れは上方向でも下方向でもよい。反応器は水平に配置されてもよい。しかしドラフトチューブを通る、羽根車によって引き起こされる上昇流を有する垂直方向の反応器が好ましい。
【００２０】
反応物質、溶媒、および他の供給流は一般に、ドラフトチューブの端部近傍またはその中で反応器内に導入される。ドラフトチューブ内の羽根車の優れた混合作用が成分を非常に効果的に混合する。例えば、水素および酸素などのガスの最大溶解度が急速に達成される。ドラフトチューブ内の液体が管を出て、触媒床を通って流れ始めるまでに、反応物質は完全に混合されている。
【００２１】
反応物質が触媒床を流れるにしたがって、触媒工程が起こり、生成物、副産物、反応しなかった出発原料の反応物質等が触媒床を出て行く。触媒は摩滅の恐れのない大きな寸法であってよいので、例えば従来の反応器内においてスラリーに保持され得る粒子の量を超えるような相当な量の触媒が使用されてよい。その結果、より大きな割合の反応物質を反応させることができ、より少ない反応しなかった出発原料が触媒床を出ることができる。
【００２２】
生成物の取出しは全般的には触媒床からの出口に近接する反応器の端部からである。上方向のドラフトチューブの流れを有する垂直方向の反応器では、取出しは底部環状フィルターエレメントの下方であることが好ましい。当然、他の位置の生成物出口も可能である。生成物の取出しは、フィルター床を出てドラフトチューブを通り再びフィルター床ヘ戻る一部の液体の必要とされる再循環と釣合わされる。このようにして、変換効率は最適に調整され得る。
【００２３】
生成物流は精製／回収／再使用まで直接送られ得るか、または反応をさらに最大化するためのさらなる反応器に向かう入口流とされる。第２の反応器を使用する場合、その反応器は同じタイプであってもよいし、または別のタイプであってもよい。それは、例えば、固体触媒がフィルターエレメント間に設置された単純な管状反応器であってよい。１以上の追加の入口流を第２の反応器に送って、第１の反応器の生成物流中に存在する反応物質を最小化することができるか、または永久ガスの含量を非爆発限界に調整することができる。例えば、生成物流が未反応の水素および酸素を含んでいる場合、さらなるプロピレンを添加して酸素含量を低減させることができる。メタン、エタン、またはプロパンを添加して、燃焼性等の限界を調整することができる。
【００２４】
この生成物流は一般に、未反応の液化ガスまたは永久ガス、すなわち、水素、酸素、プロピレン、窒素、メタン等、反応器溶媒、および生成混合物を含む。この生成混合物は酸化プロピレンおよび「酸化プロピレン等価物」、すなわち特に、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、プロピレングリコールメチルエーテルを含む。永久ガスはフラッシングその他の技術によって除去することができ、また再圧縮して再使用され得る。また、永久ガスは燃料価値によりボイラーに注入され得る。プロピレンおよび液化ガスは回収かつ再使用されることが好ましい。溶媒、すなわち、メタノールも再使用されるのが好ましい。酸化プロピレン等価物および他の不純物からの酸化プロピレンの分離は、従来の蒸留技術を用いて行われる。
【００２５】
特定の触媒の大きさおよび摩滅による想定される微紛の発生に合うように、フィルターエレメントの孔径が変えられてよい。適した名目上の孔径は０．１μｍ〜４０μｍ、より好ましくは１μｍ〜２０μｍ、最も好ましくは４μｍ〜１５μｍの範囲である。本発明の特徴は、触媒スラリーが循環される他のシステムの場合と比べて、触媒の大きさがあまり重要ではないことにある。例えば、小さな触媒粒子を断面積の大きい床と共に用いて、圧力低下を最小にすることができる。そのような小さな触媒を使用する場合、フィルターエレメントの孔径は上記範囲の小さい側にあるべきである。触媒が大きい、すなわち、２μｍ〜４０μｍ以上の触媒を使用する場合、孔径は大きくなってよい。大きさが６〜１２μｍの触媒、例えば、単一の大きいチタンシリカライト結晶の場合、名目上の孔径は３〜４μｍが適していると考えられる。このようなフィルターを用いれば比較的大きな、すなわち２〜３μｍの「微紛」が通過できるであろうことは明白であるが、恐らくはフィルターエレメントを形成するのに用いられる焼結工程によって作られる孔は蛇行状であるので、このような「粗い」フィルターは一般にはそのような粒子の大きさを通さないことが判明している。微紛、特に粒径が非常に小さい微紛が通過できるように、孔径は個別に選択される。このような微紛は通常は生成物蒸留底部に蓄積するが、その量は少ないので、分離上の問題は生じない。
【００２６】
触媒が触媒床から出て行くのを「実質的に阻止する」とは、まさに上記のように、触媒の大半が床内に保持されることを意味する。孔径は反応器に装填された平均的容量触媒粒経を２０％超える粒径を有する触媒粒子の通過を実質的に阻止するようなものであることが好ましい。
【００２７】
本願明細書で用いる「固体触媒」という用語は、流体の流れが触媒床を通して導かれるように触媒床内に設置される粒子状の触媒を意味する。この流れ抵抗は触媒粒子の大きさおよびその形状に関連するものであり、触媒床の背圧は、粒径が小さくなるにしたがって大きくなる断面積につれて増大する。緻密に充填することができないか、またはほぼ球状を成す触媒粒子を使用すれば、流体の流れを増大させることができる。Ｌ／時で表される所与の流体の流れに関し、触媒が存在する環状空隙の断面積を拡大または縮小させることによって触媒粒子の所与の大きさおよびモルホロジーに関して、流れを増大または低減させることができる。この流れはまた触媒床の長さによる影響も受ける。本発明の反応器では触媒の摩滅は重大なものではなく、触媒の使用寿命は劇的に増大されるので、比較的多量の触媒を使用することができる。
【００２８】
好ましいフィルターエレメントは多孔質焼結ステンレス鋼から作製される。このような焼結フィルタ製品はモット社から市販されている。
【００２９】
本発明の技術思想から逸脱しない限り、開示した反応器の多数の変形例が可能となる。例えば、反応器は加熱および／または冷却要素、すなわち、フィン、プレート交換機、コイル、ループ等を備えて構成されてよい。付加的な混合要素のほか、液体再循環ループ等が加えられてもよい。最小限必要なのは、ドラフトチューブと反応器の内壁との間に環状空隙を有するドラフトチューブ型反応器であり、この環状空隙はその中に固体触媒が設置され、少なくとも１つおよび好ましくは２つのフィルターエレメントを用いて環状部内に保持され、少なくとも１つのフィルターエレメントは流体の流れの方向に対して触媒床を超えて位置している。ドラフトチューブの位置を説明するのに用いた「中央」という用語はドラフトチューブが反応器内の絶対的な中心にあることを意味するものではないことに留意されたい。例えば、ドラフトチューブは中心からずれていてよい。フィルターエレメントの位置を示す「環状空隙内」とは、場合によってフィルターエレメントを通らずに、流体が環状空隙に入るか、またはそこから出て行くのを実質的に阻止するように環状空隙の内またはその上にあることを意味する。フィルターエレメントは、例えば、図３に示したように環状空隙の上方に位置してよい。
【００３０】
ある好ましい実施形態では、可溶性の反応物質、溶媒、および反応生成物の流れはドラフトチューブの壁を横切って、またはそこを通して発生することが望まれる。そのような実施形態は、多孔質の側部、すなわち金属製メッシュ材料の側部を有する触媒バスケットを使用する場合に、特に有用である。ドラフトチューブ壁を通るそのような流れは壁を孔、細溝等で穿孔することによって、またはドラフトチューブの全部または一部を多孔質材料、すなわち多孔質焼結ステンレス鋼で形成することによって促進される。このような実施形態は例示であって、限定的なものではない。
【００３１】
本発明の実施形態を例示し、記載してきたが、このような実施形態は本発明の可能性のあるあらゆる形式を例示かつ記載することを意図したものではない。むしろ、本願明細書で用いた用語は単なる説明であり、限定するものではなく、また種々の変更が本発明の技術思想および技術的範囲から逸脱することなく行われてよいことを理解されたい。特許請求の範囲での単数型は、特に断りない限り、１以上を意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】固体触媒のスラリーが循環される反応における従来技術のドラフトチューブ型反応器の使用を示す略図である。
【図２】反応器環状部内に触媒の固定床を採用した本発明のドラフトチューブ型反応器を示す略図である。
【図３】触媒バスケットを採用した本発明のドラフトチューブ型反応器の一実施形態を示す斜視図である。
【図４ａ】触媒バスケットの一実施形態の構成を示す図である。
【図４ｂ】触媒バスケットの一実施形態の構成を示す図である。
【図４ｃ】触媒バスケットの一実施形態の構成を示す図である。
【図４ｄ】触媒バスケットの一実施形態の構成を示す図である。
【図４ｅ】触媒バスケットの一実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ドラフトチューブ型反応器
２  反応器シェル
３  ドラフトチューブ
４  液体供給ライン
５  蒸気（ガス）供給ライン
６  羽根車
７  環状空隙
８  出口
９  循環ポンプ
１０  フィルター
１１  生成物流
１２  スラリー
２１  中央ドラフトチューブ
２２  羽根車
２３  シャフト
２４  反応器壁
２５  環状空隙
２６、２７  フィルターエレメント
２８  入口
２９  バッフル
Ｍ  モータ
３０  円筒形反応器
３１  触媒バスケット
３２  反応器内壁
３３
３４、３５  ｏ−リングシール
３６  上部リング
３７  内管
３８、４０、４２、４４  受け取り区画
３９  外管
４１  貫通路
４２  上部フィルターエレメント
４５  底部カバー
４６  底部フィルターエレメント
４７  構造体ａ
４８  底部リング
４９  上部カバー
【図１】
2006513850.tif 000003
【図２】
2006513850.tif 000004
【図３】
2006513850.tif 000005
2006513850.tif 000006
2006513850.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月10日(2005.5.10)
【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】
反応器内に中央ドラフトチューブを有し、該ドラフトチューブ内に少なくとも１つの羽根車が配設され、該ドラフトチューブと該反応器の壁との間に環状空隙を有し、かつ該ドラフトチューブおよび該環状空隙を通る向流内の一方向に流体の流路を有するタイプの反応器において、
ａ）前記環状空隙内に固体触媒を受容して触媒床を形成する少なくとも１つの容積を設け、
ｂ）前記環状空隙を通る流体の流れの方向に対して前記触媒床の下流側の前記環状空隙内にフィルタエレメントが配置され、該フィルタエレメントは流体がフィルタエレメントを流れることができるようにその中に孔を有し、該孔は触媒粒子が前記触媒床から出て行くのを実質的に阻止するのに十分小さい孔であり、
ｃ）所望により、前記環状空隙を通る流体の流れの方向に対して前記触媒床の上流側の前記環状空隙内に、流体がフィルタエレメントを流れることができるように、その中に孔を有する第２のフィルタエレメントが配され、
前記反応器は少なくとも１つの供給流入口および少なくとも１つの生成物流出口を有する反応器。
【請求項２】
前記ドラフトチューブが、少なくとも１つの羽根車に近接していて、かつ前記ドラフトチューブに対して垂直方向に配向された１以上のバッフルを備える請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記ドラフトチューブ内の流体の流れの方向に対して、前記ドラフトチューブの上流端に近接して位置するか、または前記ドラフトチューブ内に位置する少なくとも１つの入口を有する請求項１に記載の反応器。
【請求項４】
前記環状空隙を通る流体の流れの方向に対して、前記環状空隙の下流側に出口を有する請求項１に記載の反応器。
【請求項５】
前記フィルタエレメントの少なくとも１つは金属製メッシュスクリーン、多孔質焼結金属、多孔質セラミック材料、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の反応器。
【請求項６】
前記環状空隙は固体触媒を含んでいる請求項１に記載の反応器。
【請求項７】
内壁を有する反応器シェルおよび該反応器シェル内に設けた少なくとも１つの触媒バスケットを備え、
該触媒バスケットが、
ａ）中央管および環状部を形成するより大きな管と、
ｂ）上部リングおよび底部リングであって、該上部リングおよび底部リングの各々が前記中心管および前記環状部形成管の両方に固定され、前記中心管および前記環状部形成管との間の空隙が固体触媒の装填を受け取るのに適した環状空隙を形成する、上部リングおよび底部リングと、
ｃ）前記環状空隙に入る流体がそこを通過するように、前記上部リングの上方または前記上部リング内に配置された第１のフィルタエレメントと、
ｄ）前記環状空隙を出た流体がそこを通過するように、前記底部リングの下方または前記底部リング内に配置された第２のフィルタエレメントとを含み、
前記中央管はドラフト管を包囲するか、または前記ドラフト管からなる請求項１に記載の反応器。
【請求項８】
フィルタ支持プレートが前記上部リングと前記第１のフィルタエレメントとの間の中間に位置する請求項７に記載の反応器。
【請求項９】
フィルタ支持プレートが前記底部リングと前記第２のフィルタエレメントとの間の中間に位置する請求項７に記載の反応器。
【請求項１０】
液相反応媒体中の触媒スラリー中のオレフィンをエポキシ化する方法において、該オレフィンのエポキシ化を請求項１に記載の反応器で実施し、酸化オレフィンをその生成物流から分離すること特徴とする方法。
【請求項１１】
前記液体反応媒体は酸素含有溶媒を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒はチタンシリカライト触媒を含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記入口供給流は水素および酸素を含み、かつ前記触媒は貴金属を含むように処理されたチタンシリカライトを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記触媒は結合剤により共に結合された微細なチタンシリカライト結晶の集塊である請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2006513850.tif 000008
2006513850.tif 000009
2006513850.tif 000010