(57)【要約】【課題】エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するための断熱反応器であって、スペース的及び設備費的に有利な条件の下、反応時に副生する液状物を効率的に除去できるという優れた効果を有する断熱反応器を提供する。【解決手段】下記（Ａ）〜（Ｃ）の特徴を有する断熱反応器。  （Ａ）：原料ガスは反応器の上部から供給され、反応後のガスは反応器の低部の側壁に設けられたガス出口から取り出される構造であること  （Ｂ）：反応器内の低部付近に、ガスの流れを上向き方向に反転させるための構造物を有すること  （Ｃ）：反応器の底部に、反応器内の低部に分離された液を除去するための液出口を有すること【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するための断熱反応器であって、下記（Ａ）〜（Ｃ）の特徴を有する断熱反応器。
（Ａ）：原料ガスは反応器の上部から供給され、反応後のガスは反応器の低部の側壁に設けられたガス出口から取り出される構造であること
（Ｂ）：反応器内の低部付近に、ガスの流れを上向き方向に反転させるための構造物を有すること
（Ｃ）：反応器の底部に、反応器内の低部に分離された液を除去するための液出口を有すること
【請求項２】
（Ｂ）の構造物が、一方が反応器のガス出口に接続され、他の一方が下向きに開口を有するガスの通路状の構造である請求項１記載の断熱反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱反応器に関するものである。更に詳しくは、本発明は、エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するための断熱反応器であって、スペース的及び設備費的に有利な条件の下、反応時に副生する液状物を効率的に除去できるという優れた効果を有する断熱反応器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石油化学工業の主原料のひとつであるエチレンを製造する代表的な方法として、ナフサ（粗製ガソリン）を熱分解し、該熱分解生成物からエチレンを分離する方法が知られている。ここで、たとえば特許文献１にナフサの熱分解生成物からのオレフィン類の分離精製方法に関する技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら該エチレン中には不純物としてのアセチレンが含まれる。アセチレンは工業原料としてのエチレンの品質を低下させる。たとえば、エチレンをポリエチレンを製造する原料として用いた場合、アセチレンはポリエチレンフィルムの透明性を悪化させるという不都合をもたらす。したがって、エチレン中のアセチレンを除去する必要がある。その方法として、触媒の存在下、アセチレンを水素添加（水添）することによりエチレンに変換する方法が知られている。これは、水添触媒が充填された反応器に処理すべき原料エチレンと水素を供給し、原料エチレン中のアセチレンと水素からエチレンを得るのである。反応器としては、断熱反応器と等温反応器がある。断熱反応器は反応中に反応器の内外での熱の交換をしない形式のものであり、アセチレンの水添反応は発熱反応であるので、反応の進行に伴い、反応器の内部は昇温される。一方、等温反応器は反応器の内外での熱の交換を可能として形式のものであり、アセチレンの水添反応は反応熱はクーラー等により除去され、反応器の内部の温度上昇は見られない。等温反応器では、クーラー等の除熱装置は反応器の内部に設置されることが多く、その結果、反応器の有効容積が減少する。コンパクトな反応器を用いることができるという観点からは、等温反応器よりも断熱反応器が有利である。
【０００４】
ところで、エチレン中のアセチレンの水添反応に伴い、グリーンオイルと呼ばれる液状副生物を生成することが知られている。グリーンオイルはエチレン又はアセチレンがオリゴマー化したものである。グリーンオイルは水添触媒の性能を低下させる性質を有する。そして、触媒を充填した断熱反応器は、その能力と触媒の更新を含む保守時の都合上、複数のものを直列に連結して用いられるのが一般である。その場合、上流で発生したグリーンオイルが下流の反応器に同伴され、該下流の反応器の触媒を劣化させるという重大な問題が発生する。つまり、発生したグリーンオイルは下流に送られる前に除去する必要がある。特に、断熱反応器を用いた場合、反応の進行に伴い系の温度が上昇し、グリーンオイルの生成を促進するという問題がある。
【０００５】
発生したグリーンオイルは下流に送られる前に除去することを目的として、上流の反応器と下流の反応器の間にグリーンオイルを分離除去するためのセパレータを置くことが広く用いられている。しかしながらこの方法は、反応器以外にセパレータを設置する必要があり、スペース的、設備費的に問題がある。
【０００６】
【特許文献１】特公平０４−０５５４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するための断熱反応器であって、スペース的及び設備費的に有利な条件の下、反応時に副生する液状物を効率的に除去できるという優れた効果を有する断熱反応器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するための断熱反応器であって、下記（Ａ）〜（Ｃ）の特徴を有する断熱反応器に係るものである。
（Ａ）：原料ガスは反応器の上部から供給され、反応後のガスは反応器の低部の側壁に設けられたガス出口から取り出される構造であること
（Ｂ）：反応器内の低部付近に、ガスの流れを上向き方向に反転させるための構造物を有すること
（Ｃ）：反応器の底部に、反応器内の低部に分離された液を除去するための液出口を有すること
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するための断熱反応器であって、スペース的及び設備費的に有利な条件の下、反応時に副生する液状物を効率的に除去できるという優れた効果を有する断熱反応器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の断熱反応器は、エチレンを主成分とする原料ガス中に含まれる不純物としてのアセチレンを水素添加してエチレンに変換するためのものである。
【００１１】
原料ガスは、ナフサ（粗製ガソリン）を熱分解し、該熱分解生成物からエチレンを分離して得られるものを例示することができる。原料ガスはエチレンを主成分とし、不純物としてのアセチレンが１．０〜１．４ｍｏｌ％程度含まれている。
【００１２】
本発明の断熱反応器は、原料ガスが反応器の上部から供給され、反応後のガスは反応器の低部の側壁に設けられたガス出口から取り出される構造を有する。
【００１３】
また、本発明の断熱反応器は、反応器内の低部付近に、ガスの流れを上向き方向に反転させるための構造物を有する。該構造物の好ましい具体例として、一方が反応器のガス出口に接続され、他の一方が下向きに開口を有するガスの通路状の構造物をあげることができる。通路状の構造物の断面は、円又は四角形でもよいが、水平部分はその上部（天井部）が山形を有するもの、特に三角形の山形を有するものが好ましい。こうすることにより、構造物の上部に液状又は固体上の副生物等が堆積することを防止できる。
【００１４】
本発明の断熱反応器は、反応器の底部に、反応器内の低部に分離された液を除去するための液出口を有するものである。その具体例としては、開閉自由なバルブを設置することがあげられる。
【００１５】
本発明によると、アセチレンの水添反応時に副生するグリーンオイルの液滴は、反応器内を下降するが、その底部に設けられたガスの流れを上向き方向に反転させるための構造物内で上昇流に反転する。そのときに、グリーンオイルの液滴は重力により落下し、反応器の底部に分離され、適宜反応器外に取り出される。したがって、反応器の底部に設けられたガスの流れを上向き方向に反転させるための構造物の断面積は、グリーンオイルの液滴が重力により落下する広さに設計する必要がある。これは、基本的なエンジニアリングの技術により実現できる。
【００１６】
なお、本発明の反応器には、アセチレンの水添反応用の触媒が充填されているが、該触媒としては、水素添加用パラジウム触媒等を例示することができる。
【００１７】
また、アセチレンの水添反応の条件として、水素／アセチレン（モル比）１．０〜１．２、温度３５〜６５℃、圧力２，２００〜２，３５０ｋＰａＧ、水添反応後のアセチレン濃度６，０００〜７，０００ｐｐｍをあげることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の断熱反応器の概要の例を示す側面図である。
【図２】本発明の断熱反応器の概要の例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ガス入口ノズル
２  反応器本体
３  触媒層
４  ガス出口ノズル
５  デフレクター
６  分離液出口ノズル
【図１】
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【図２】
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