KR19990022376A - Method and apparatus for preparing intermediate product by controlling conversion and temperature in sprayed liquid - Google Patents
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Abstract
반응물을 함유하는 제1 액체를 일산화탄소 및/또는 이산화탄소가 아닌 중간체 산화 생성물을 형성하는 방식으로 산화제를 함유하는 기체 속으로 분무시킴으로써 중간체 산화 생성물을 제조하는 방법 및 장치이다. 산화 반응은 하나 이상의 상이한 반응 단계에서의 온도와 전환율을 모니터하고 조정함으로써 조절된다. 산화 반응은 또한 액적이 제2 액체 덩어리에 유착되기 직전 제1 반응물이 산화 생성물로 전환될 때의 유착 전의 일시적 전환율(액적이 형성되는 시간과 이들이 액체 덩어리에 유착되는 시간 사이에 일어나는 전환율)을 모니터하고 조정하거나, 유착전 온도(액적이 액체 덩어리에 유착되기 직전의 액적의 온도), 또는 일시적 온도 차이(유착전 온도와 분무 직전의 액적 온도의 차이), 또는 일시적 미세 온도 차이(반응 대역내의 두 위치 사이의 온도 차이), 또는 이들의 조합을 모니터함으로써 조절된다. 본 발명은 기타의 잇점 중에서도, 폐물질을 최소화하고, 상당한 환경적 잇점을 제공한다.A method and apparatus for preparing intermediate oxidation products by spraying a first liquid containing reactants into a gas containing an oxidant in such a way as to form intermediate oxidation products other than carbon monoxide and / or carbon dioxide. The oxidation reaction is controlled by monitoring and adjusting the temperature and conversion rates in one or more different reaction steps. The oxidation reaction also monitors the temporal conversion rate (the conversion rate between the time the droplet is formed and the time they are in the liquid mass) before coalescence when the first reactant is converted to the oxidation product just before the droplets coalesce into the second liquid mass. Temperature before the coalescence (the temperature of the droplets just before the droplets coalesce into the liquid mass), or the temporal temperature difference (the difference between the temperature before deposition and the droplet temperature just before spraying), or the temporal fine temperature difference (two in the reaction zone). Temperature difference between locations), or a combination thereof. The present invention, among other advantages, minimizes waste and provides significant environmental benefits.
Description
액체에 용해된 제1 반응물을 증가된 표면적 조건하에 기체에 함유된 제2 반응물과 반응시키는 반응은 당업계에 공지되어 있다. 이러한 반응은 예를 들면 가스 세정기, 버너, 반응 용기 등과 같은 장치 내에서 수행된다.The reaction of reacting a first reactant dissolved in a liquid with a second reactant contained in a gas under increased surface area conditions is known in the art. This reaction is carried out in a device such as a gas scrubber, burner, reaction vessel, or the like.
액체를 기체상 분위기내로 분무시키는 기술은 당업계에 개시된 상기 언급한 기술 중 하나이다. 이제까지 당업계에 개시된 반응 수행을 위한 분무 기술은 반응 생성물이 중간체인 경우 목적하는 반응 생성물, 반응 생성물의 수율, 전환율 및 전환 속도, 반응 대역내의 온도 프로파일, 평균 액적 크기 또는 직경, 증발 속도 등에 대해 상기 반응을 조절하는 데에는 다소 미숙하고 혁신성이 부족하다. 실제로, 전체는 아니더라도 대부분의 경우에, 반응 생성물은 실질적으로는 초기의 전반적 반응 조건하에 예상되는 최종 생성물이다. 예를 들면, 산소 함유 기체(예: 공기)의 분위기내에 연료를 분무시키는 버너의 경우에, 반응의 최종 생성물은 이산화탄소이며 일산화탄소 및 산화질소는 가능한한 최소화하는 것이 바람직하다. 다른 예로서, 기체로부터 산성 화합물을 제거시키기 위한 가스 세정기는 기체내의 산성 화합물과 반응하여 상응하는 염을 형성하는 알칼리 또는 알칼리 토금속 화합물을 함유하는 분무된 액체를 사용할 수 있다. 또 다른 예로서, 암모니아 및 인산을 분무 조건하에 반응시켜서 최종 반응 생성물인 오르토인산암모늄을 형성한다.The technique of spraying a liquid into a gaseous atmosphere is one of the aforementioned techniques disclosed in the art. Spray techniques for carrying out the reactions so far disclosed in the art are directed to the desired reaction product, yield, conversion and conversion rate, temperature profile in the reaction zone, average droplet size or diameter, evaporation rate, etc., if the reaction product is an intermediate. There is some immaturity and lack of innovation in controlling the response. Indeed, in most but not all cases, the reaction product is substantially the final product expected under the initial overall reaction conditions. For example, in the case of a burner that sprays fuel in the atmosphere of an oxygen containing gas such as air, the final product of the reaction is carbon dioxide and carbon monoxide and nitrogen oxides are preferably minimized as much as possible. As another example, a gas scrubber for removing acidic compounds from a gas may use sprayed liquids containing alkali or alkaline earth metal compounds that react with acidic compounds in the gas to form corresponding salts. As another example, ammonia and phosphoric acid are reacted under spray conditions to form the final reaction product, ammonium orthophosphate.
반면, 특히 산화의 경우에, 중간체 생성물을 제조하기 위한 반응은 분무화가 반응의 완결을 촉진시켜 최종 생성물의 형성을 촉진하기 때문에 분무 조건하에서는 수행하지 않는다. 예를 들면, 사이클로헥산의 아디프산으로의 산화, 또는 p-크실렌의 테레프탈산으로의 산화를 분무 조건하에 행한다는 것은 보고된 바 없고, 상기 조건하에서는 사이클로헥산이 연소되어 이산화탄소를 생성할 것으로 예상되기 때문에 당업계에서 이와 같이 하는 것은 전혀 잇점이 없다. 그러나, 본 발명자들은 본 발명의 예상치 못한 복잡하고 결정적인 조절 및 요건의 존재하에, 예를 들어 아디프산, 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산과 같은 중간체 반응 또는 산화 생성물을 유리하게는 분무 조건하에 수득할 수 있다는 것을 알게 되었다.On the other hand, in the case of oxidation, in particular, the reaction for preparing the intermediate product is not carried out under spraying conditions because atomization promotes the completion of the reaction and thus the formation of the final product. For example, it has not been reported that the oxidation of cyclohexane to adipic acid, or the oxidation of p-xylene to terephthalic acid under spray conditions, is expected to burn cyclohexane to produce carbon dioxide under these conditions. Therefore, there is no advantage in doing this in the art. However, we are able to obtain intermediate reactions or oxidation products such as, for example, adipic acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid, advantageously under spray conditions, in the presence of the unexpected complex and critical adjustments and requirements of the present invention. I found out.
특히 하기 참조 문헌에는 대부분 증가된 표면적 조건하에 기체상 물질과 서로 혼합된 액체내에서 수행되는 공정들이 개시되어 있다.In particular, the following references disclose processes which are carried out in liquids which are mixed with each other with gaseous substances under mostly increased surface area conditions.
미국 특허 제5,399,750호(Brun 등), 제5,396,850호(Conochie 등), 제5,312,567호(Kozma 등), 제5,244,603호(Davis), 제5,270,019호(Melton 등), 제5,170,727호(Nielsen), 제5,123,936호(Stone 등), 제5,061,453호(Krippl 등), 제4,423,018호(Lester, Jr. 등), 제4,370,304호(Hendriks 등), 제4,361,965호(Goumondy 등), 제4,308,037호(Meissner 등), 제4,065,527호(Graber), 제4,039,304호(Bechthold 등), 제3,928,005호(Lasio), 제3,677,696호(Helsinki 등), 제3,613,333호(Gardenier), 제2,980,523호(Dille 등), 제2,301,240호(Baumann 등), 제2,014,044호(Haswell) 및 제1,121,532호(Newberry).U.S. Pat.Nos. 5,399,750 (Brun et al.), 5,396,850 (Conochie et al.), 5,312,567 (Kozma et al.), 5,244,603 (Davis), 5,270,019 (Melton et al.), 5,170,727 (Nielsen), 5,123,936 (Stone et al.), 5,061,453 (Krippl et al.), 4,423,018 (Lester, Jr. et al.), 4,370,304 (Hendriks et al.), 4,361,965 (Goumondy et al.), 4,308,037 (Meissner et al.) 4,065,527 (Graber), 4,039,304 (Bechthold, etc.), 3,928,005 (Lasio), 3,677,696 (Helsinki et al.), 3,613,333 (Gardenier), 2,980,523 (Dille et al.), 2,301,240 (Baumann et al. ), 2,014,044 (Haswell) and 1,121,532 (Newberry).
현재, 아디프산(이에 제한되지는 않음)을 포함한 유기산의 제조를 위한 산화 반응은 반응 기체를 살포하면서 액상 반응기내에서 수행한다. 이 경우에 반응 기체는 전형적으로는 공기이지만 산소일 수도 있다. 비반응성 희석제(예: 질소)의 존재 또는 부재하에 충분한 반응 기체를- 비교적 높은 속도로 -살포하여 액체 반응 매질이 최대한으로 폭기되도록 한다(전형적으로 15 내지 25%의 폭기율). 이러한 통상의 방법과 관련된, 기체 공급물을 함유한 반응물(이하, 반응 기체라고 부름)의 비교적 높은 살포 속도는 다움의 몇가지 단점이 있다:Currently, oxidation reactions for the preparation of organic acids, including but not limited to adipic acid, are carried out in a liquid phase reactor while sparging the reaction gas. In this case the reaction gas is typically air but may be oxygen. Sufficient reaction gas—at a relatively high rate—with or without an unreactive diluent (eg nitrogen) is sprayed to maximize the aeration of the liquid reaction medium (typically 15-25% aeration rate). Relatively high sparging rates of reactants containing a gaseous feed (hereinafter referred to as reactant gas) associated with this conventional method have some disadvantages of ness:
· 살포용 반응 기체를 압축하기 위하여 값비싼 반응 기체 공급물 압축기를 필요로 한다. 이것은 설치 및 작동하는데 비용이 많이 들고(전기 또는 증기 소모가 많음), 여러 가지 실용상 문제를 가져서 과도한 공장 휴지 시간을 초래한다.Expensive reactive gas feed compressors are needed to compress the spraying reaction gases. This is expensive to install and operate (consuming a lot of electricity or steam) and has a number of practical problems resulting in excessive factory downtime.
· 높은 기체 속도를 필요로 하기 때문에 반응기내의 산소 함량을 낮은 농도로 조절하는 것이 매우 어렵다(높은 반응기 기체 회전 속도로 인해).It is very difficult to control the oxygen content in the reactor to a low concentration because of the high gas velocity required (due to the high reactor gas rotational speed).
· 높은 기체 속도를 필요로 하기 때문에 주어진 크기의 반응기 시스템에 대해 낮은 생성 속도(즉, 높은 반송 속도)에서 반응 온도를 조절하는 것이 매우 어렵다. 이는 살포에 사용되는 기체가 반응 액체 및 액체 용매를 휘발시킴으로써 반응계로부터 에너지를 빼앗기 때문에 일어난다- 이러한 휘발 효과는 보통 비교적 높은 온도와 관련되고 이를 필요로 하는 산화 반응에서 매우 중요하다. 방출되는 반응열에 의해 조심스럽게 균형을 유지하지 않으면, 상기 휘발 현상은 반응기 액체의 온도를 실질적으로 감소시키는 작용을 할 것이다. 따라서, 중간 내지 높은 생성 속도에서의 양호한 온도 조절을 위한 적당하게 살포되는 계를 고안할 수는 있으나, 상당한 반송 속도에서는 온도 손실 및 온도 조절의 손실이 초래될 것이다.It is very difficult to control the reaction temperature at low production rates (ie high conveying rates) for reactor systems of a given size because of the high gas velocity required. This occurs because the gas used for sparging takes energy away from the reaction system by volatilizing the reaction liquid and liquid solvent-this volatilization effect is usually very important in oxidation reactions that require and require relatively high temperatures. Unless carefully balanced by the heat of reaction released, the volatilization will act to substantially reduce the temperature of the reactor liquid. Thus, it is possible to devise a suitably sparged system for good temperature control at medium to high production rates, but at significant conveying speeds a loss of temperature and loss of temperature control will result.
· 높은 반응 기체 공급 속도는 비교적 높은 반응기 비응축성 오프-가스(off-gas) 비율을 초래한다. 비응축성 오프-가스는 대기로 모두 방출되거나, 산소 함량이 높은 경우에는- 일부분은 제거되고 일부분은 반응기로 재순환되어야 한다. 반응 기체 공급물로서 공기를 사용하면 대기로의 방출 속도가 높아지기 때문에 단점을 갖는다- 이것은 매우 엄격한 환경적 요건을 만족시키기 위해서 상기 방출물을 먼저 매우 고가의 오프-가스 세정 설비로 세척해야 하기 때문에 바람직하지 않다. 반응기에 산소 단독의 기체 공급물을 사용하면 높은 살포 요건이 반응기내의 산소 전환율을 낮추게 되고 낮은 전환율은 반응기내의 산소 농도를 높이게 되며, 반응기내의 높은 산소 농도는 화학적 수율 손실을 높임과 동시에 액체 반응물 및 액체 용매의 지나친 과산화(즉, 이들의 일산화탄소 및 이산화탄소로의 연소)를 초래하기 때문에 바람직하지 않을 수 있다. 반응기내의 산소를 재순환 질소 또는 기체상-재순환 불활성 물질로 희석시키는 경우에는, 재압축에 드는 자본과 비용이 높아지고 재압축의 실제적 문제를 일으킨다.High reaction gas feed rates result in relatively high reactor non-condensable off-gas ratios. Non-condensable off-gases are all released to the atmosphere, or if the oxygen content is high-some are removed and some are recycled to the reactor. The use of air as the reactant gas feed is disadvantageous because it increases the rate of release to the atmosphere-which is desirable because the effluent must first be washed with a very expensive off-gas scrubber to meet very stringent environmental requirements. Not. Using a gaseous feed of oxygen alone in the reactor results in high sparging requirements that lower the oxygen conversion rate in the reactor and lower conversion rates increase the oxygen concentration in the reactor, while higher oxygen concentrations in the reactor increase the chemical yield loss while simultaneously providing liquid reactants and liquids. It may not be desirable because it results in excessive peroxidation of the solvent (ie, their combustion with carbon monoxide and carbon dioxide). Dilution of oxygen in the reactor with recycle nitrogen or gaseous recycle inert materials increases the capital and cost of recompression and creates practical problems of recompression.
현재의 기술은 또한 액체 반응 물질에 대한 기체-액체 표면적 비율이 비교적 낮다. 현재 이용가능한 기술은 이러한 비율을 최대화하지 않는다. 이와 달리, 본 발명은 기체상 반응물(산소)의 액체 반응 부위로의 이동 속도를 증가시킴으로써 반응 속도를 높이고, 기상내의 비교적 낮은 산소 농도에서 경제적인 조작을 가능케 하기 위하여 상기 비율을 최대화한다.Current technology also has a relatively low gas-liquid surface area ratio to liquid reactant. Currently available technologies do not maximize this ratio. In contrast, the present invention speeds up the reaction by increasing the rate of migration of gaseous reactants (oxygen) to the liquid reaction site and maximizes the ratio to enable economical manipulation at relatively low oxygen concentrations in the gas phase.
반응기내의 허용가능한 전환 속도를 갖는 보다 낮은 산소 농도에서의 조작은 과산화 반응을 감소시킴으로써 수율을 향상시키고, 폭발성 산소/연료 기낭 내에서의 조작과 관련된 안전(폭발) 문제를 없앤다. 현재의 기술에서, 산소 함량을 전형적 수준 이하로 감소시키면 반응 속도의 비경제적인 감소가 초래된다. 그러나, 상기 언급한 비율을 현저하게 증가시키면- 현재의 수준에 비해 이러한 속도 감소가 상쇄됨으로써 반응기내의 감소된 산소 농도에서 경제적인 조작이 가능케 된다.Operation at lower oxygen concentrations with acceptable conversion rates in the reactor improves yield by reducing peroxidation reactions and eliminates safety (explosion) problems associated with operation in explosive oxygen / fuel cysts. In the current art, reducing the oxygen content below the typical level results in an uneconomical decrease in reaction rate. However, a significant increase in the above-mentioned ratios offsets this rate reduction relative to current levels, thereby enabling economical operation at reduced oxygen concentrations in the reactor.
현재의 기술과 관련된 또다른 문제는 반응기내에서 불용성 산화 생성물의 큰 응집물이 종종 형성된다는 것이다. 이들은 반응기 벽에 형성되어 이용가능한 반응 부피를 감소시키게 되고, 산소 결핍된 미세 반응기 환경에서 이러한 부착물이 반응 조건(예: 고온)에 과도하게 노출되어 원치 않는 부산물이 형성되게 된다. 이들은 또한 고가의 반응기 교반기 샤프트 및 교반기 시일에 손상을 주어 고가의 수리 비용과 높은 실제적 마모 문제를 초래할 수 있는 직경이 큰 무거운 고체를 반응기내에 형성시킬 수 있다. 마지막으로, 현재의 기술은 화학적 부식 작용을 견딜 수 있고 계의 높은 압력을 수용할 수 있는 고가의 교반 샤프트 및 시일을 종종 필요로 한다.Another problem with the current technology is that large aggregates of insoluble oxidation products are often formed in the reactor. They are formed on the reactor walls to reduce the available reaction volume, and in an oxygen deficient microreactor environment these deposits are overexposed to reaction conditions (eg high temperature) resulting in the formation of unwanted byproducts. They can also form heavy solids in the reactor that can damage expensive reactor stirrer shafts and stirrer seals, resulting in expensive repair costs and high practical wear problems. Finally, current technology often requires expensive stirring shafts and seals that can withstand chemical corrosion and can accommodate the high pressure of the system.
액상 반응기 대신에 기상 반응계를 사용하면 새로운 문제가 일어나는데, 그 중에서 중요한 것은 저렴하고 효율적이며 막힘이 없고 수명이 긴 촉매계를 식별하는 것이 어렵다는 것이다. 액상 촉매계는 잘 개발되어 있으며 잘 이해되고 있다. 불행하게도, 이들은 비휘발성이다. 비휘발성 촉매를 기상 반응계에 사용하면 산화 반응으로부터 얻은 대부분의 유기산은 액체 반응 매질에 용해시키지 않는 한 비휘발성 고체이기 때문에 부득이 몇몇의 막힘 문제를 일으키는 경우가 종종 있다.The use of gas phase reaction systems instead of liquid phase reactors presents a new problem, of which important is the difficulty of identifying inexpensive, efficient, non-clogging and long-lived catalyst systems. Liquid catalyst systems are well developed and well understood. Unfortunately, they are nonvolatile. When a nonvolatile catalyst is used in a gas phase reaction system, most organic acids obtained from the oxidation reaction are often nonvolatile solids unless dissolved in a liquid reaction medium, which often leads to some clogging problems.
예를 들어 아디프산과 같은 산을 제조하기 위한 유기 화합물의 산화 반응을 다룬 참조 문헌이 다수 존재한다.There are a number of references dealing with the oxidation reactions of organic compounds, for example for producing acids such as adipic acid.
여러 가지중에서, 미국 특허 제5,321,157호(Kollar), 제5,221,800호(Park 등), 및 제5,463,119호(Kollar)는 이산의 제조와 관련된 대표적인 산화 방법에 관한 것으로 여겨진다.Among other things, US Pat. Nos. 5,321,157 (Kollar), 5,221,800 (Park et al.), And 5,463,119 (Kollar) are believed to relate to representative oxidation methods associated with the production of diacids.
여러 가지중에서, 미국 특허 제3,987,100호(Barnette 등), 제3,957,876호(Rapoport 등) 및 제3,530,185호(Pugi)에는 다단계 및 다-플레이트 시스템내에서 수행되는 산화 방법이 개시되어 있다.Among other things, US Pat. Nos. 3,987,100 (Barnette et al.), 3,957,876 (Rapoport et al.) And 3,530,185 (Pugi) disclose oxidation processes performed in multistage and multi-plate systems.
상기 문헌 또는 본 발명자에게 알려진 기타의 문헌중 어느 것도 여기에 설명되고 청구되는 바와 같은 본 발명의 복잡하고 결정적인 조절 및 요건을 필요로 하는 분무 조건하에서 중간체 산화 생성물 또는 기타의 생성물을 수득하기 위한 산화 반응 또는 기타 형태의 반응을 단독으로 또는 조합해서 개시하거나 제안하거나 암시하지는 않았다.Any of the above documents or any other document known to the inventors is subject to oxidation reactions to obtain intermediate oxidation products or other products under spraying conditions that require complex and critical control and requirements of the invention as described and claimed herein. Or do not disclose, suggest, or suggest other forms of reaction alone or in combination.
본 발명은 분무된 액체에 도입된 제1 반응물을 조절된 조건하에서 제2 반응물을 함유하는 기체, 특히 산화제와 반응시키는 , 반응 생성물, 특히 중간체 산화 생성물의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a process and apparatus for producing a reaction product, in particular an intermediate oxidation product, in which a first reactant introduced into a sprayed liquid is reacted with a gas, in particular an oxidant, containing a second reactant under controlled conditions.
첨부 도면과 함께 하기 상세한 설명을 통해 본 발명의 이해를 증진시킨다.The following detailed description in conjunction with the accompanying drawings enhances the understanding of the present invention.
도 1은 분무화기의 이동을 통해 분무 거리를 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 바람직한 실시태양의 개략도이고,1 is a schematic diagram of a preferred embodiment of the present invention in which the temporary conversion rate prior to coalescence is controlled by varying the spray distance through the movement of the atomizer;
도 1A는 분무화기의 이동을 통해 분무 거리를 변화시킴으로써 유착전 온도 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 바람직한 실시태양의 개략도이며,1A is a schematic diagram of a preferred embodiment of the present invention in which the pre-adhesion temperature and / or the temporary conversion rate before pre-adhesion is adjusted by varying the spray distance through the movement of the atomizer,
도 2는 분무 온도를 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,2 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the temporal conversion rate before coalescence is adjusted by varying the spray temperature;
도 2A는 분무 온도를 변화시킴으로써 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,2A is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the pre-adhesion temperature and / or the temporary temperature difference is adjusted by varying the spray temperature;
도 3은 반응 챔버내의 압력을 변화시키거나, 제2 유동 속도를 변화시키거나, 제2 함량을 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,3 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the temporal conversion prior to coalescence is controlled by varying the pressure in the reaction chamber, by varying the second flow rate, or by varying the second content,
도 3A는 반응 챔버내의 압력을 변화시키거나, 제2 유동 속도를 변화시키거나, 제2 함량을 변화시킴으로써 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,3A is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the temperature before the coalescence and / or the temporal temperature difference is adjusted by changing the pressure in the reaction chamber, changing the second flow rate, or changing the second content,
도 4는 제1 함량을 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,4 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention for adjusting the temporary conversion rate before coalescence by varying the first content,
도 4A는 제1 함량을 변화시킴으로써 유착전 온도를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,4A is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the temperature before coalescence is adjusted by varying the first content,
도 5는 액적 크기 또는 직경을 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,5 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention that controls the temporal conversion prior to coalescence by varying droplet size or diameter,
도 5A는 액적 크기 또는 직경을 변화시킴으로써 유착전 온도를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,5A is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the temperature before coalescence is adjusted by varying droplet size or diameter;
도 6은 제1 유동 속도를 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,6 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention for adjusting the temporary conversion rate before coalescence by varying the first flow rate,
도 6A는 제1 유동 속도를 변화시킴으로써 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,6A is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the pre-adhesion temperature and / or temporary temperature difference is adjusted by varying the first flow rate,
도 7은 휘발 속도를 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율을 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,7 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention for adjusting the temporal conversion rate before coalescence by varying the volatilization rate,
도 7A는 휘발 속도를 변화시킴으로써 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,FIG. 7A is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the pre-adhesion temperature and / or temporary temperature difference is adjusted by varying the volatilization rate;
도 8은 제2 액체의 표면 높이를 이동시켜 분무 거리를 변화시킴으로써 유착전의 일시적 전환율 또는 유착전 온도를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,FIG. 8 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the temporal conversion rate before coalescence or the temperature before coalescence is controlled by changing the spray distance by moving the surface height of the second liquid,
도 9는 도 8의 실시태양에 사용된 시료 수집기의 개략도이고,9 is a schematic diagram of a sample collector used in the embodiment of FIG. 8;
도 10은 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양에 따른 분리기내에 장착된 필터 배치의 개략도이며,10 is a schematic view of a filter arrangement mounted in a separator according to another preferred embodiment of the present invention,
도 11은 비응축성 오프-가스를 재순환시키기 위해 배기기를 사용하고, 응축성 물질을 응축시키기 위하여 응축기를 사용하며, 고체가 격벽 상에 형성되는 것을 막기 위하여 두꺼운 막 또는 커튼을 구비한 반응 챔버내로 응축성 물질의 일부분을 회수시키는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,11 illustrates the use of an exhauster to recycle non-condensable off-gas, a condenser to condense the condensable material, and condensation into a reaction chamber with thick membranes or curtains to prevent solids from forming on the septum. Is a schematic representation of another preferred embodiment of the present invention for recovering a portion of a sex material,
도 12는 비응축성 오프-가스를 재순환시키기 위해 펌프를 사용하고, 응축성 물질을 응축시키기 위하여 응축기를 사용하며, 고체가 격벽 상에 형성되는 것을 막기 위하여 두꺼운 막 또는 커튼을 구비한 반응 챔버내로 응축성 물질의 일부분을 회수시키는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,Figure 12 uses a pump to recycle non-condensable off-gas, a condenser to condense the condensable material, and condenses into a reaction chamber with a thick membrane or curtain to prevent solids from forming on the septum. Is a schematic representation of another preferred embodiment of the present invention for recovering a portion of a sex material,
도 13은 응축성 물질과 비응축성 물질이 모두 저부 단부를 통해 반응기로부터 배출되는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,FIG. 13 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which both condensable and non-condensable materials exit the reactor through the bottom end,
도 14는 냉각막이 반응 챔버를 둘러싸고 있는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,14 is a schematic representation of another preferred embodiment of the present invention in which a cooling membrane surrounds the reaction chamber,
도 15는 냉각 코일이 반응 챔버내의 응축 반응을 수행하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이고,15 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which a cooling coil performs a condensation reaction in a reaction chamber,
도 16은 제1 액체를 분무시키면서 냉각 액체를 분사시킴으로써 반응기내의 응축 반응을 수행하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,FIG. 16 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which a condensation reaction in a reactor is carried out by spraying a cooling liquid while spraying a first liquid,
도 17은 냉각 액체를 반응 챔버의 격벽을 향해 분사시킴으로써 반응기내의 응축 반응을 수행하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이며,FIG. 17 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention in which the condensation reaction in the reactor is carried out by spraying cooling liquid toward the septum of the reaction chamber, FIG.
도 18은 일시적 온도차를 측정하기 위한 열전쌍을 갖는 반응 챔버의 개략도이고,18 is a schematic diagram of a reaction chamber having a thermocouple for measuring a temporary temperature difference,
도 19는 시스템의 상이한 위치에서 온도 및/또는 제1 반응물의 중간체 산화 생성물로의 전환율을 조절함으로써 반응 챔버내의 반응의 산화 속도를 조절하는 본 발명의 또다른 바람직한 실시태양의 개략도이다.FIG. 19 is a schematic diagram of another preferred embodiment of the present invention for controlling the rate of oxidation of a reaction in a reaction chamber by adjusting the temperature and / or conversion of the first reactants to intermediate oxidation products at different locations in the system.
상술한 바와 같이, 본 발명은 분무된 액체에 도입된 제1 반응물을 조절된 조건하에 산화제를 함유하는 기체와 반응시키는 것인, 중간체 산화 생성물의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은As mentioned above, the present invention relates to a method and apparatus for preparing intermediate oxidation products, wherein a first reactant introduced into a sprayed liquid is reacted with a gas containing an oxidant under controlled conditions. More specifically, the present invention
제1 액체를 분무 온도와 제2 액체 덩어리로부터의 분무 거리에서 분무시켜 다수의 기체상 액적을 형성시키는 단계(a),(A) spraying a first liquid at a spray temperature and a spray distance from the second liquid mass to form a plurality of gaseous droplets,
산화 압력에서 제1 반응물과 산화제 사이에 실질적인 비분해 산화 반응을 일으켜 중간체 산화 생성물을 형성하는 단계(b),(B) causing a substantially non-degradable oxidation reaction between the first reactant and the oxidant at an oxidation pressure to form an intermediate oxidation product, (b)
액적을 제2 액체 덩어리에 유착시키는 단계(c) 및Adhering the droplet to the second liquid mass (c) and
상기 액적이 제2 액체내로 유착되기 전에, 액적의 유착전 온도, 액적의 일시적 온도 차이, 액적의 일시적 미세 온도 차이, 유착전의 일시적 전환율, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 파라미터 또는 결정인자를 각각의 예정된 범위 이내로 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1 반응물을 함유하는 제1 액체와 산화제를 함유하는 기체로부터의 중간체 산화 생성물의 제조방법을 포함한다.Before the droplets coalesce into the second liquid, each of the parameters or determinants selected from the group consisting of pre- coalescence temperature of the droplets, temporal temperature difference of the droplets, temporal fine temperature difference of the droplets, temporal conversion before coalescence, and combinations thereof And a method for producing an intermediate oxidation product from a first liquid containing a first reactant and a gas containing an oxidant, comprising adjusting to within a predetermined range of.
중간체 산화 생성물은 이후에 제2 액체로부터 분리될 수 있다.The intermediate oxidation product can then be separated from the second liquid.
유착전 온도는 액적이 제2 액체내로 유착되기 직전의 액적의 온도이다.The temperature before coalescence is the temperature of the droplet just before it is coalesced into the second liquid.
일시적 온도차는 유착전 온도와 분무 온도 사이의 액적 온도의 차이이다. 분무 온도는 제1 액체가 분무되기 직전의 분무화기내의 제1 액체의 온도이다.The temporary temperature difference is the difference in droplet temperature between the pre-adhesion temperature and the spray temperature. The spray temperature is the temperature of the first liquid in the nebulizer just before the first liquid is sprayed.
분무 거리는 분무화기와 제2 액체 덩어리 사이의 거리이다.The spray distance is the distance between the nebulizer and the second liquid mass.
본 발명에 따르면, 일시적 미세 온도차는 액적이 유동하는 통로 내에서 분무 위치 쪽에 있는 점과 제2 액체 위치 쪽에 있는 점 사이의 액적 온도의 차이이다. 일시적 미세 온도차는 반응 챔버내의 온도 프로파일에 대한 정보와 반응 진행에 관한 추가의 데이터를 제공하기 때문에 유용하다. 이들의 사용은 본 발명의 범위내에 속한다. 또한, 본 발명에 따르면, 분무화기에 근접한 점과 제2 액체에 근접한 점 사이의 일시적 미세 온도차는 상기 정의된 바와 같은 일시적 온도차 대신에 사용될 수 있다.According to the invention, the temporary fine temperature difference is the difference in the droplet temperature between the point on the spray position side and the point on the second liquid position side in the passage through which the droplet flows. Temporary fine temperature differences are useful because they provide information about the temperature profile in the reaction chamber and additional data about the reaction progress. Their use is within the scope of the present invention. In addition, according to the invention, the temporary fine temperature difference between the point close to the atomizer and the point close to the second liquid can be used instead of the temporary temperature difference as defined above.
유착전의 일시적 전환율은 여기에 설명된 바와 같이 제1 액체가 분무되어 제1 액적이 형성되는 점으로부터 제1 액적이 액체 덩어리에 유착되기 직전의 점까지 일어나는 전환율이다. 이것은 단 한 주기의 액적 형성 및 액적 유착에서 일어난다. 전환율이란 용어는 반응물의 반응 생성물로의 전환율을 의미한다. 따라서, 반응 도중의 임의의 점에서 전환율은 공급 원료내의 반응물의 총 몰수에 대한 반응 중에 형성되는 반응 생성물의 몰수의 백분율에, 1몰의 반응물이 상기 반응 생성물로 완전히 전환되는 경우에 이론적으로 구한 반응 생성물의 몰수의 역수를 곱한 값을 의미한다.The transient conversion rate before coalescence is the conversion rate that occurs from the point where the first liquid is sprayed to form the first droplet, as described herein, to the point just before the first droplet coalesces into the liquid mass. This occurs in only one cycle of droplet formation and droplet coalescence. The term conversion refers to the conversion of reactants into reaction products. Thus, at any point during the reaction, the conversion rate is the ratio of the number of moles of reaction product formed during the reaction to the total number of moles of reactants in the feedstock, theoretically determined when one mole of reactant is completely converted to the reaction product. It means the value multiplied by the inverse of the number of moles of the product.
액적의 유착전 온도, 액적의 일시적 온도차, 액적의 일시적 미세 온도차, 및 유착전의 일시적 전환율은 산화 반응의 조절에 관한 파라미터들을 결정하기 때문에 결정인자라고 불리운다. 따라서, 산화 반응은 다음에 상세히 설명하는 바와 같이, 상이한 변수들에 의해 다음중 하나 이상이 일어나도록 하는 방식으로 수행된다: 유착전 온도가 예정된 유착전 온도 범위내의 값에 도달하고, 일시적 온도차가 예정된 일시적 온도차의 범위내의 값에 도달하며, 일시적 미세 온도차가 예정된 일시적 미세 온도차의 범위내의 값에 도달하고, 전환율이 예정된 유착전의 일시적 전환율 범위내의 값에 도달한다.The temperature before the coalescence of the droplets, the temporal temperature difference of the droplets, the temporary fine temperature difference of the droplets, and the temporal conversion before the coalescence are called determinants because they determine the parameters relating to the control of the oxidation reaction. Thus, the oxidation reaction is carried out in such a way that one or more of the following occur by different variables, as described in detail below: The pre-sink temperature reaches a value within the pre-splung temperature range and the temporal temperature difference is predetermined. A value within the range of the temporary temperature difference is reached, the temporary fine temperature difference reaches a value within the range of the predetermined temporary fine temperature difference, and the conversion rate reaches a value within the temporary conversion rate range before the predetermined coalescence.
측정 및 계산을 포함한 당업계에 주지된 기술에 의해, 일시적 온도차에 어떠한 방식으로든 영향을 줄 수 있는 상이한 인자들에 대하여 보정을 해야 한다. 일시적 온도차의 변화가 그의 절대치보다 더 중요할 수 있기 때문에, 대부분의 경우에는 측정 및 계산에 높은 정확성이 요구되지 않는다. 나머지 결정인자에 대해서도 유사한 보정 및 기술이 사용될 수 있다.Techniques well known in the art, including measurements and calculations, should be calibrated for different factors that may affect the temporal temperature difference in any way. Since the change in temporal temperature difference can be more important than its absolute value, in most cases high accuracy is not required for measurements and calculations. Similar corrections and techniques can be used for the remaining determinants.
각각의 예정된 범위를 벗어나고 각각의 가장 바람직한 설정값을 더욱 벗어난 결정인자를 우선시 하는 것이 바람직하고 이것을 우세화한다고 한다. 이는 후술하는 실시태양에 기재된 바와 같은 컴퓨터화된 조절기가 기타의 결정인자들로부터의 데이터에 더 낮은 우선권을 할당하고 우세한 결정인자에 관해 수용된 데이터를 가장 먼저 다룬다는 것을 의미한다. 우세한 결정인자를 다른 결정인자보다 그의 각각의 가장 바람직한 설정값에 근접시킨 후에, 다른 결정인자를 우선시하거나 우세화한다. 이렇게 하여, 모든 결정인자를 그의 각각의 예정된 범위내의 값이 되게 한 후, 모든 결정인자가 그의 가장 바람직한 설정값에 도달될 때까지 각각의 가장 바람직한 설정값으로부터 더욱 벗어난 결정인자를 우선시하거나 우세화한다. 이 점에서는 하나의 결정인자가 이탈될 때까지(이 점에서는 상술한 순서가 다시 시작됨) 어떠한 변수도 변화하지 않으며, 따라서 모든 결정인자를 그의 각각의 바람직한 설정값에 가능한한 근접하도록 유지시킨다. 이 순서는 모든 결정인자를 항상 그의 각각의 예정된 범위내로 유지시키고 각각의 결정인자를 항상 가장 바람직한 설정값이 되도록 하기 위한 목적으로 계속해서 이어진다. 다른 결정인자에 대해 우선시할 결정인자를 선택해야 할 때에는, 동일한 단위이든 상이한 단위이든간에, 각각의 예정된 범위를 두 경우 모두에 균등한 것으로 임의로 가정한 100개의 임의의 단위로 나누고, 하고, 모든 값들을 이들 균등한 임의의 단위내에서 비례 배분한다(각 범위내와 각 범위밖 모두에서).It is desirable to prioritize determinants outside each predetermined range and further beyond each most desirable set point and prevail this. This means that computerized regulators, such as those described in the embodiments below, assign lower priority to data from other determinants and treat the received data first with respect to the predominant determinant. After bringing the predominant determinant closer to its respective most desirable set point than the other determinants, the other determinant is prioritized or predominantly. In this way, after all the determinants have a value within their respective predetermined range, the determinants are further prioritized or predominantly deviated from each most desirable setpoint until all determinants have reached their most desirable setpoint. . At this point, no variables change until one determinant is displaced (in this point the order described above is restarted), thus keeping all determinants as close as possible to their respective desired setpoints. This sequence continues for the purpose of keeping all the determinants always within their respective predetermined ranges and ensuring that each determinant is always the most desirable set point. When it is necessary to select a determinant to give priority to another determinant, whether or not the same or different units are divided, each predetermined range is divided into 100 arbitrary units arbitrarily assumed to be equal in both cases, and all values Are prorated in these equally arbitrary units (both within and outside each range).
본 발명에 따르면, 특히 안전 문제를 포함하는 경우에 상기 순서를 번복하기 위하여 적합한 번복 프로그램 규칙을 사용할 수 있다는 사실에 주목하는 것이 중요하다. 예를 들어, 유착전 온도 또는 일시적 온도차 또는 임의의 일시적 미세 온도차가 미리 설정한 값보다 더 빠른 속도로 상승하기 시작한 경우에는, 상술한 바와 같은 우선권에 관계없이, 상응하는 결정인자를 취하고, 대변동이 일어나기 전에 상기 상승을 제때에 중단시키기에 충분히 높은 속도로 하나 이상의 변수를 알맞게 변화시켜야 한다.It is important to note that according to the invention, suitable reversal program rules can be used to reverse the sequence, particularly in the case of safety concerns. For example, if the pre-adhesion temperature or the temporary temperature difference or any temporary fine temperature difference starts to rise at a faster rate than the preset value, regardless of the priority as described above, the corresponding determinant is taken and At least one variable should be appropriately changed at a rate high enough to stop the rise in time before it occurs.
또한, 예상치못한 또는 정상적인 양보다 더 많은 양의 일산화탄소 및/또는 이산화탄소는 산화가 잘 조절되지 않거나 전혀 조절되지 않음을 나타내기 때문에, 오프-가스내의 일산화탄소 및 이산화탄소를 관찰하는 것도 세심한 주의를 요한다. 후술하는 조절기에 의해 적용되는 유사한 번복 규칙은 불량한 수율, 불량한 전환율 및 심지어 폭발까지도 방지하도록 돕는다.In addition, observing carbon monoxide and carbon dioxide in the off-gas also requires careful attention, since more than unexpected or normal amounts of carbon monoxide and / or carbon dioxide indicate poor or no control. Similar reversal rules applied by the regulators described below help to prevent poor yields, poor conversion rates and even explosions.
파라미터 또는 결정인자의 조절은 액적내의 촉매의 예정된 양의 변화, 액적의 분무 온도의 변화, 반응 챔버내의 반응 압력의 변화, 분무 거리의 변화, 평균 액적 입경의 변화, 제1 유동 속도(액적이 생성되는 속도)의 변화, 제2 유동 속도(기체가 유동하는 속도)의 변화, 제1 액체내의 휘발성 성분이 휘발되는 휘발 속도의 변화, 제1 함량(제1 액체내의 제1 반응물의 함량)의 변화, 제2 함량(기체내의 산화제의 함량)의 변화 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 단계에 의해 수행될 수 있다.The adjustment of parameters or determinants can include changing the predetermined amount of catalyst in the droplets, changing the spraying temperature of the droplets, changing the reaction pressure in the reaction chamber, changing the spraying distance, changing the average droplet particle size, the first flow rate Change in velocity), change in second flow rate (rate at which gas flows), change in rate of volatilization of volatile components in the first liquid, change in first content (content of first reactant in the first liquid) It can be carried out by a step selected from the group consisting of a change in the second content (content of the oxidant in the gas) and combinations thereof.
유착전의 일시적 전환은 크로마토그래피법에 의해 관찰될 수 있다.Temporary conversion before coalescence can be observed by chromatography.
바람직하게, 산화 생성물의 주요 부분은 유기 화합물이고, 제1 반응물은 유기 화합물을 포함하며, 산화제는 산소이고, 더욱 바람직하게는, 제1 반응물은 사이클로헥산, 사이클로헥사논, 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드, 사이클로헥산올, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 적어도 두 종의 사이클로헥산, 사이클로헥사논, 사이클로헥산올 및 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드의 혼합물, 적어도 두 종의 o-크실렌, p-크실렌 및 m-크실렌의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하고, 산화제는 산소를 포함하며, 중간체 산화 생성물의 주요 부분은 아디프산, 사이클로헥산올, 사이클로헥사논, 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 적어도 두 종의 아디프산, 사이클로헥사논, 사이클로헥산올 및 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드의 혼합물, 적어도 두 종의 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함한다.Preferably, the major part of the oxidation product is an organic compound, the first reactant comprises an organic compound, the oxidant is oxygen, and more preferably, the first reactant is cyclohexane, cyclohexanone, cyclohexylhydroperoxide, Cyclohexanol, o-xylene, m-xylene, p-xylene, a mixture of at least two cyclohexanes, cyclohexanone, cyclohexanol and cyclohexylhydroperoxide, at least two o-xylenes, p-xylene And a mixture selected from the group consisting of m-xylene, the oxidizing agent comprising oxygen, the main part of the intermediate oxidation product being adipic acid, cyclohexanol, cyclohexanone, cyclohexylhydroperoxide, phthalic acid , Isophthalic acid, terephthalic acid, at least two adipic acids, cyclohexanone, cyclohexanol and cyclohexylhydroper Comprises a compound selected from the group consisting of a mixture of the side, a mixture of phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid of at least two species.
중간체 산화 생성물이 고체인 경우에, 상기 방법은 중간체 산화 생성물을 제2 액체로부터 여과에 의해 분리시키는 단계를 포함할 수 있다.If the intermediate oxidation product is a solid, the method may comprise separating the intermediate oxidation product from the second liquid by filtration.
분사법은 바람직하게는 무공기식 기술에 의해 제1 액체를 한 점으로부터 분무 거리에서 제2 액체의 표면 위로 분무시키는 바람직한 방법이다.The spraying method is a preferred method for spraying the first liquid onto the surface of the second liquid at a spraying distance from one point, preferably by airless techniques.
본 발명의 방법은 바람직하게는 실질적으로 반응 압력하에 응축성 물질을 내부적으로 응축시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 비분해 산화 방법은 액체의 두꺼운 막 또는 커튼으로 둘러싸인 반응 대역내에서 수행될 수 있다.The method of the present invention may further comprise the step of internally condensing the condensable material, preferably substantially under reaction pressure. In addition, the non-degradation oxidation process can be carried out in a reaction zone surrounded by a thick film or curtain of liquid.
바람직한 예정된 유착전의 일시적 전환율 범위는 0.05% 내지 80%이고, 예정된 유착전 온도 범위는 50 내지 250℃이며, 일시적 온도차는 0.1 내지 100℃ 범위이다.Preferred temporal conversion ranges from pre-adhesion to 0.05% to 80%, pre-deposition temperature ranges from 50 to 250 ° C, and temporal temperature differences range from 0.1 to 100 ° C.
본 발명은 또한 상부 단부, 저부 단부, 격벽 및, 제1 액체가 반응 압력하에 반응하기 위하여 기체와 접촉하는 반응 대역을 갖는 반응 챔버를 포함하고,The invention also includes a reaction chamber having a top end, a bottom end, a partition, and a reaction zone in which the first liquid contacts the gas to react under the reaction pressure,
(a) 반응 생성물을 함유하는 제2 액체 덩어리 상에 액적이 유착되도록 하는 방식으로 제1 액체를 분무 온도에서 기체내로 분무시켜 다수의 액적을 형성하기 위해 적용된, 반응 챔버내에 배치된 분무화기(상기 액적은 유착되기 전에 유착전 온도를 갖고, 제2 액체 덩어리는 제2 액체 표면을 가지며, 분무화기는 상기 제2 액체 표면으로부터 분무 거리만큼 떨어져 있다),(a) an atomizer disposed in a reaction chamber, adapted to spray a first liquid into a gas at a spray temperature to form a plurality of droplets in such a manner as to cause droplets to coalesce onto a second liquid mass containing the reaction product (the The droplets have a temperature before coalescence before coalescence, the second liquid mass has a second liquid surface, and the atomizer is sprayed away from the second liquid surface),
(b) 분무 온도를 측정하기 위한 제1 온도 모니터, 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 임의의 일시적 미세 온도차를 측정하기 위한 제2 온도 모니터, 액적이 제2 액체 덩어리 상에 유착되기 전에 액적내의 제1 반응물이 반응 생성물로 전환되는 유착전의 일시적 전환율을 모니터하기 위한 전환율 검측기, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 모니터, 및(b) a first temperature monitor for measuring spray temperature, a second temperature monitor for measuring pre- coalescence temperature and / or a temporary temperature difference and / or any temporary fine temperature difference, before the droplets coalesce on the second liquid mass; A monitor selected from the group consisting of: a conversion rate detector for monitoring the temporary conversion rate before coalescence, in which the first reactant in the droplet is converted to the reaction product, and combinations thereof, and
(c) 제1 온도 모니터, 제2 온도 모니터 및 전환율 검측기중 적어도 하나와 연결되어 있어 각각의 정보를 얻고, 액적의 유착전 온도, 액적의 일시적 온도차, 액적의 일시적 미세 온도차, 유착전의 일시적 전환율 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 파라미터 또는 결정인자를 각각의 예정된 범위내로 조절하기 위한 조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제1 반응물을 함유하는 제1 액체 및 제2 반응물을 포함하는 기체로부터 반응 생성물을 제조하기 위한 장치를 포함한다.(c) connected to at least one of the first temperature monitor, the second temperature monitor, and the conversion rate detector to obtain respective information and obtain the respective information, the temperature of the droplet prior to coalescence, the temporary temperature difference of the droplet, the temporary temperature difference of the droplet, the temporary conversion rate before coalescence, and Reaction from a gas comprising a first liquid and a second reactant containing a first reactant, characterized in that it comprises a regulator for adjusting a parameter or determinant selected from the group consisting of a combination within each predetermined range A device for producing the product.
상기 장치는 반응 생성물을 제2 액체로부터 분리시키기 위한, 반응 챔버와 연접된 분리기, 및/또는 제2 액체의 적어도 일부분을 제1 액체내로 재순환시키기 위한 재순환 분지를 추가로 포함할 수 있다.The apparatus may further comprise a separator in communication with the reaction chamber for separating the reaction product from the second liquid, and / or a recycling branch for recycling at least a portion of the second liquid into the first liquid.
전환율 검측기는 바람직하게는 크로마토그래피 장치를 포함한다.The conversion detector preferably comprises a chromatography device.
분무화기는 바람직하게는 상부 단부 쪽에 배치되고, 분무 거리에서 저부 단부를 향해 위치한다. 이것은 바람직하게는 무공기식이다.The atomizer is preferably disposed towards the upper end and located towards the bottom end at the spray distance. It is preferably airless.
상술한 바와 같이, 본 발명은 분무된 액체에 도입된 제1 반응물을 조절된 조건하에 산화제를 함유하는 기체와 반응시키는 중간체 산화 생성물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 분무 조건은 다음에 설명되고 청구되는 바와 같은 복잡하고 결정적인 조절 및 요건을 필요로 한다.As mentioned above, the present invention relates to a process for the preparation of intermediate oxidation products in which a first reactant introduced into a sprayed liquid is reacted with a gas containing an oxidant under controlled conditions. According to the present invention, spraying conditions require complex and critical adjustments and requirements as described and claimed below.
본 발명은 향상된 수율을 갖는 경제적인 산화 반응을 가능케 하고, 압축 비용 및 자본이 감소되며, 검증된 촉매계를 사용하고, 오프-가스 폐스트림의 대기로의 방출이 감소되며, 오프-가스 세정을 위한 자본 및 비용이 감소되고, 고체로 인한 막힘 또는 고체 형성 문제가 없고, 실용성이 높으며, 전환율이 높고, 반응 챔버내의 산소 농도가 감소된다.The present invention enables economical oxidation reactions with improved yields, reduced compression costs and capital, uses a proven catalyst system, reduces the release of off-gas waste streams to the atmosphere, and provides for off-gas cleaning. Capital and cost are reduced, there is no problem of solid clogging or solid formation, high practicality, high conversion rate, and reduced oxygen concentration in the reaction chamber.
본 발명에 의해 달성될 수 있는, 반응기내의 허용가능한 전환율을 갖는 보다 낮은 산소 농도에서 작동하는 능력은 과산화 반응을 감소시킴으로써 수율을 향상시키고, 비폭발성 산소/연료 기낭내에서 작동시킴으로써 폭발성 산소/연료 기낭내에서의 작동과 관련한 안전(폭발) 문제를 없앤다.The ability to operate at lower oxygen concentrations with acceptable conversion in the reactor, which can be achieved by the present invention, improves yield by reducing peroxidation reactions and explosive oxygen / fuel bladder by operating in non-explosive oxygen / fuel bladder Eliminate safety (explosion) problems associated with operation inside
이 논의의 과정에서 명백해지는 바와 같이, 산화시키고자 하는 반응물을 함유하는, 기계적으로 교반되는 액체에 산화 기체를 살포하는 통상의 기술과는 달리, 반응 챔버 교반기 및 교반기 시일이 존재하지 않는다. 이러한 공정의 단순화는 본 발명에 의해 제공되는 유일한 반응 환경에 의해서 가능하게 되고, 통상의 기술에 비해 비용과 자본이 덜 들고 공장의 효율성이 향상되기 때문에 매우 바람직하다.As will be evident in the course of this discussion, unlike conventional techniques of spraying oxidizing gas onto a mechanically stirred liquid containing the reactants to be oxidized, there are no reaction chamber stirrers and stirrer seals. The simplification of this process is made possible by the unique reaction environment provided by the present invention, which is highly desirable because it costs less and less capital and improves the efficiency of the plant compared to conventional techniques.
본 발명에 따르면 산화는 액체상으로 존재하는 액적내에서 수행되기 때문에, 이 방법은 효율적인 액체-가용성 촉매계를 사용할 수 있다는 잇점을 갖고, 균일한 기체상내의 반응 조건과 거의 동일하게 효율적인 반응 조건을 달성하는 추가의 잇점을 갖는다. 기체상내의 반응은 고가의 불확실한 기체상 촉매 또는 고체상 촉매계를 필요로 한다.Since the oxidation is carried out in the droplets present in the liquid phase according to the invention, this method has the advantage of using an efficient liquid-soluble catalyst system, which achieves efficient reaction conditions almost identical to the reaction conditions in a uniform gas phase. Has the added advantage. Reactions in the gas phase require expensive, uncertain gas phase catalysts or solid catalyst systems.
또한, 본 발명은 필요에 따라 오프-가스 폐스트림의 비율을 줄일 수 있어서, 주위 환경으로 배출되는 오프-가스 폐스트림의 비율을 감소시키고, 오프-가스 세정 자본 및 비용을 감소시킬 수 있다. 낮은 오프-가스 폐스트림 비율은 예를 들어 높은 전환 속도 및/또는 화학적 수율과 함께 거의 화학량론적인 기체상 산소 공급물을 사용하여 달성될 수 있다.In addition, the present invention can reduce the proportion of off-gas waste stream as needed, thereby reducing the proportion of off-gas waste stream discharged to the surrounding environment, and reduce off-gas cleaning capital and cost. Low off-gas wastestream ratios can be achieved, for example, using near stoichiometric gaseous oxygen feeds with high conversion rates and / or chemical yields.
통상의 기술에서, 반응 챔버 비응축성 오프-가스는 반응 챔버로 부분적으로 재순환되지 않고 대기로 방출된다. 이로 인해 산소 소모 및 관련 비용이 증가하게 되지만, 이것은 고가의 비경제적인 재압축 비용 및 자본이 드는 것을 막기 위해서 수행된다. 통상의 기술에서는, 비응축성 물질의 부하량이 높고, 높은 재순환 압력이 요구되기 때문에 재압축 비용 및 자본이 많이 든다.In conventional techniques, the reaction chamber non-condensable off-gas is released to the atmosphere without being partially recycled to the reaction chamber. This leads to an increase in oxygen consumption and associated costs, but this is done to avoid expensive and uneconomical recompression costs and capital costs. In the conventional art, the recompression cost and capital are high because the load of the non-condensable material is high and a high recirculation pressure is required.
본 발명의 방법 및 장치에 따르면, 예를 들어 도 11(밸브(864) 이전)의 실시태양에 도시된 바와 같이 압력 감소 이전의 단계에서 응축을 행할 때에(내부 응축), 통상의 기술과 관련된 산소 소모 및 관련 비용의 증가 및 비경제적인 재압축 비용 및 자본의 증가를 피할 수 있다. 이 실시태양에 따르면, 산소-함유 오프-가스를 반응 챔버로 다시 재순환시킬 수 있어 재압축 요건 및 비용이 비교적 적거나 전혀 없다. 재순환은 상당한 경제적 역효과를 일으키지 않고 생략될 수도 있다. 상기 단계에서 응축을 행하는 경우에는, 비응축성 오프-가스의 비율이 낮아서(특히, 거의 화학량론적인 산소 공급물을 사용할 때) 통상의 기술에 비해 재압축 요건이 최소가 된다. 비응축성 오프-가스의 비율이 낮은 것은 본 발명에 의해 제공되는 높은 산소 전환 속도, 높은 화학적 수율 및 내부 응축중 하나 이상을 거의 화학량론적인 산소 공급물과 조합하기 때문이다.According to the method and apparatus of the present invention, when performing condensation in a step prior to pressure reduction (internal condensation), for example, as shown in the embodiment of FIG. 11 (prior to valve 864), oxygen associated with conventional techniques is known. Increasing consumption and related costs and uneconomical recompression costs and capital increases can be avoided. According to this embodiment, the oxygen-containing off-gas can be recycled back to the reaction chamber with relatively little or no recompression requirements and costs. Recirculation may be omitted without causing significant economic adverse effects. When condensation is carried out in this step, the proportion of non-condensable off-gas is low (particularly when using a nearly stoichiometric oxygen feed), thereby minimizing the recompression requirements compared to conventional techniques. The low proportion of non-condensable off-gas is due to combining one or more of the high oxygen conversion rates, high chemical yields and internal condensation provided by the present invention with near stoichiometric oxygen feeds.
다음에 예시하는 바와 같이, 내부 응축은 반응 챔버의 외측 또는 내측에서 행할 수 있다는 것을 강조해야 한다. 내부 응축은 압력이 감소되기 전에 시스템 내측에서 일어나는 응축이다. 외부 응축은 압력이 감소된 후에 시스템 외측에서 일어나는 응축이다. 내측 또는 내부 내측 응축은 반응 챔버의 내측에서 일어나는 응축이다. 외측 응축 또는 내부 외측 응축은 압력이 감소되기 전에 시스템의 내측 및 반응 챔버의 외측에서 일어나는 응축이다.As illustrated below, it should be emphasized that internal condensation can occur outside or inside the reaction chamber. Internal condensation is condensation that occurs inside the system before the pressure is reduced. External condensation is condensation that occurs outside the system after the pressure has been reduced. Inner or inner inner condensation is condensation that occurs inside the reaction chamber. Outer condensation or inner outer condensation is condensation that occurs inside the system and outside the reaction chamber before the pressure is reduced.
본 발명에 따르면, 거의 화학량론적인 산소 공급물을 원할 경우에, 이것은 단위 통과 횟수당 반응 챔버로 공급되는 산소 공급물의 높은 전환율에 의해 달성될 수 있고, 따라서 재순환 요건이 거의 필요하지 않다. 화학적 수율이 높으면 비응축성 부산물의 형성이 적어지기 때문에 반응 챔버내에 생성되는 오프-가스 방출 부하량이 현저히 감소한다. 감소된 오프-가스 방출 부하량은 다시 반응 챔버로부터의 산소 방출량을 감소시킨다. 반응 챔버로부터의 감소된 산소 방출량은 산소 재순환 요건을 최소화시킨다. 반응기 외측의 내부 응축은 응축성 증기 재순환 요건을 감소시키기 때문에 내부 응축을 수행하면 재압축 요건이 더욱 감소되고, 반응기 내측의 내부 응축을 수행하면 산소 재순환 요건이 한층 더 감소된다. 따라서, 내부 응축, 특히 반응기 내측의 내부 응축은 산소 물리적 수율 손실을 현저히 감소시킨다. 일정 한도내에서, 내부 응축, 단위 통과 횟수당 완전한 산소 전환율, 즉 화학량론적 산소 공급물, 및 비응축성 부산물의 비형성은 산소의 물리적 수율 손실을 거의 초래하지 않고 재순환 요건을 거의 필요로 하지 않게 한다. 내부 응축을 행할 때에 비응축성 오프-가스 비율을 낮출 수 있기 때문에, 통상의 기술에 비해 재순환을 행하기 위한 비용이 훨씬 적게 든다.According to the present invention, where an almost stoichiometric oxygen feed is desired, this can be achieved by a high conversion rate of the oxygen feed fed to the reaction chamber per number of passes of the unit, thus requiring little recycling requirements. High chemical yields significantly reduce the off-gas discharge load generated in the reaction chamber because of less formation of non-condensable by-products. The reduced off-gas discharge load in turn reduces the amount of oxygen released from the reaction chamber. Reduced oxygen release from the reaction chamber minimizes oxygen recycle requirements. Since internal condensation outside the reactor reduces the condensable vapor recirculation requirements, performing internal condensation further reduces recompression requirements, while performing internal condensation inside the reactor further reduces oxygen recirculation requirements. Thus, internal condensation, especially internal condensation inside the reactor, significantly reduces the oxygen physical yield loss. To some extent, internal condensation, complete oxygen conversion per unit pass, ie stoichiometric oxygen feed, and non-condensation of non-condensable by-products cause little physical yield loss of oxygen and require little recycling requirements. . Since the non-condensable off-gas ratio can be lowered when performing internal condensation, the costs for recycling are much less than with conventional techniques.
본 발명에서는, 반응 챔버의 격벽을 바람직하게는 냉각제, 촉매를 함유하지 않는 액체 용매 또는 촉매를 함유하지 않는 액체 반응물 또는 이들의 혼합물로 세척하기 때문에 반응 챔버에 고체가 형성되지 않는다. 고체가 형성되기 쉬운 반응 챔버의 모든 표면 또는 이러한 표면의 특정 부분을 상기 방식으로 세척할 수 있다. 세척액은 이와 같이 세척되는 표면 상에 분사되거나, 내부의 내측 응축의 결과로서 동일 반응계내에서 생성될 수 있다. 상기 표면과 접촉하는 고체는 계속해서 반응 챔버 밖으로 세척되기 때문에 고체 형성이 방지된다. 그 밖에, 온도를 더욱 낮추거나 촉매를 사용하지 않거나 체류 시간을 단축시키거나 이들을 조합함으로써 세척액내의 반응을 최소화시킨다. 반응 챔버내에 생성된 모든 고체는 세척액을 사용하여 반응 챔버로부터 제거한다.In the present invention, solids are not formed in the reaction chamber because the partition walls of the reaction chamber are preferably washed with a coolant, a liquid solvent containing no catalyst or a liquid reactant containing no catalyst or a mixture thereof. All surfaces of the reaction chamber or certain parts of such surfaces which are liable to form solids can be cleaned in this manner. The wash liquor can be sprayed onto the surface thus washed or produced in situ as a result of internal condensation therein. Solids in contact with the surface are subsequently washed out of the reaction chamber, thereby preventing solid formation. In addition, the reaction in the wash liquid is minimized by lowering the temperature further, using no catalyst, shortening the residence time or combining them. All solids produced in the reaction chamber are removed from the reaction chamber using a wash solution.
본 발명에 따르면, 벌크 교반된 액체상을 연속적 기체상내에서 조절된 작은 크기를 갖는 분사 액적으로 전환시킴으로써 수득되는, 액체 반응 부피에 대한 기체/액체 계면의 극히 높은 비율을 사용함으로써 확산 속도를 크게 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the diffusion rate can be greatly improved by using an extremely high ratio of the gas / liquid interface to the liquid reaction volume, which is obtained by converting the bulk stirred liquid phase into a controlled, controlled droplet size in a continuous gas phase. Can be.
본 발명에 의해 바람직한 높은 반응 속도를 유지하는 동시에 기체상내의 산소 농도를 현저히 감소시키는 것은 과산화 반응을 감소시킴으로써 수율을 증가시키고, 산소/연료 폭발성 기낭으로부터 더욱 떨어진 위치에서 조작함으로써 안전성을 높이며, 반응 챔버로부터 제거되는 산소의 양을 최소화시키는 작용을 하기 때문에 매우 바람직하다.Significantly reducing the oxygen concentration in the gas phase while maintaining the desired high reaction rate by the present invention increases yield by reducing peroxidation reaction, increases safety by operating further away from oxygen / fuel explosive air sacs, and reaction chambers. It is highly desirable because it serves to minimize the amount of oxygen removed from the.
분무시의 평균 액적 직경을 조절하는 방법은 당업계에 주지되어 있으며, 그 예로는 이들에 제한되는 것은 아니나, 노즐 디자인, 다양한 노즐 특성, 분무된 물질의 압력, 분무 공정에 기체를 사용하는 경우 기체의 압력 등이 포함된다.Methods of controlling the average droplet diameter during spraying are well known in the art, and examples include, but are not limited to, nozzle design, various nozzle characteristics, pressure of sprayed material, gas when using a gas in the spraying process. Pressure and the like.
본 발명에 따르면, 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율은 예를 들면 반응 챔버내의 산소 농도를 조정함으로써 조절할 수 있다. 이것은 산소를 제한 시약으로서 사용함으로써 행할 수 있다. 이 경우에는, 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 조절하기 위하여 필요에 따라 반응 챔버로의 산소 공급 속도를 증가 또는 감소시킬 수 있다. 산소 공급 속도를 증가시켜서 반응 챔버내의 산소 농도를 증가시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 증가시킨다. 산소 공급 속도를 감소시켜서 반응 챔버내의 산소 농도를 감소시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 감소시킨다.According to the present invention, the temperature before coalescence and / or the temporary temperature difference and / or the temporal conversion before coalescence can be adjusted, for example, by adjusting the oxygen concentration in the reaction chamber. This can be done by using oxygen as a limiting reagent. In this case, it is possible to increase or decrease the rate of oxygen supply to the reaction chamber as necessary in order to control the temperature before the coalescence and / or the temporary temperature difference and / or the temporal conversion before the coalescence. By increasing the oxygen supply rate to increase the oxygen concentration in the reaction chamber-while maintaining all other variables-increasing the pre-adhesion temperature and / or the temporal temperature difference and / or the temporal conversion before pre-adhesion. By reducing the oxygen supply rate to reduce the oxygen concentration in the reaction chamber—while all other variables remain constant—to reduce pre-adhesion temperature and / or temporal temperature difference and / or transient conversion before pre-adhesion.
그 밖에, 반응 챔버에 공급되는 액체 공급물내의 촉매의 농도를 증가시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 증가시킨다. 반응 챔버에 공급되는 액체 공급물내의 촉매의 농도를 감소시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 감소시킨다.In addition, by increasing the concentration of catalyst in the liquid feed supplied to the reaction chamber-while maintaining all other variables-increasing the temperature before the coalescence and / or the temporal temperature difference and / or the temporal conversion before coalescence. By reducing the concentration of the catalyst in the liquid feed fed to the reaction chamber—while all other variables remain constant—reduce the temperature before the coalescence and / or the temporal temperature difference and / or the temporary conversion before coalescence.
또한, 반응 챔버내의 액체 공급물의 체류 시간을 증가시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 증가시킨다. 반응 챔버내의 액체 공급물의 체류 시간을 감소시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 감소시킨다. 반응 챔버내의 액체 공급물의 체류 시간은 액적 하강을 통한 기체상의 높이를 변화시킴으로써 조절한다. 상기 높이를 증가시킴으로써 체류 시간을 증가시키고 상기 높이를 감소시킴으로써 체류 시간을 감소시킨다. 상기 높이는 여러 가지 방법으로 조절될 수 있다. 예를 들면,In addition, by increasing the residence time of the liquid feed in the reaction chamber-while maintaining all other variables-increasing the pre-adhesion temperature and / or the temporal temperature difference and / or the temporal conversion prior to coalescence. By reducing the residence time of the liquid feed in the reaction chamber—while all other variables remain constant—the temperature before and after the coalescence and / or the temporal conversion before the coalescence are reduced. The residence time of the liquid feed in the reaction chamber is controlled by changing the height of the gas phase through the drop down. Increasing the height increases the residence time and decreasing the height reduces the residence time. The height can be adjusted in several ways. For example,
· 액적 분사 노즐 또는 노즐들의 높이를 증가 또는 감소시키거나,Increase or decrease the height of the droplet ejection nozzles or nozzles;
· 수직 반응 챔버의 단부에서의 액체 높이에서 액체 웅덩이의 높이를 증가 또는 감소시킴으로써 조절될 수 있다. 액체 웅덩이의 높이는 당업계에 주지된 여러 가지 방법에 의해 측정 및 조절될 수 있다.Can be adjusted by increasing or decreasing the height of the liquid sump at the liquid height at the end of the vertical reaction chamber. The height of the liquid pond can be measured and adjusted by various methods well known in the art.
또한, 반응 챔버내의 액적의 크기를 감소시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 증가시킨다. 반응 챔버내의 액적의 크기를 증가시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 -유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율을 감소시킨다. 액적 크기는 액체 반응 매질로의 산소 덩어리의 이동을 조절함으로써 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율에 반대로 영향을 미친다. 구형 액적에서 부피에 대한 표면적의 비율은 액적의 직경에 반비례하고 기체상으로부터의 산소 이동은 액적의 표면적에 직접 비례하기 때문에, 액적내에 함유된 액체 부피에 대한 산소 덩어리 이동의 비율은 액적의 직경과 반대로 변한다. 따라서, 보다 큰 액적을 위한 상대적 산소 덩어리 이동은 보다 작은 액적을 위한 상대적 산소 덩어리 이동보다 더욱 작고, 기타의 모든 변수가 일정하게 유지될 때에 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차 및/또는 유착전의 일시적 전환율은 상응하게 감소한다.In addition, by reducing the size of the droplets in the reaction chamber-while maintaining all other variables-increasing the temperature before the coalescence and / or the temporary temperature difference and / or the temporal conversion before coalescence. By increasing the size of the droplets in the reaction chamber—while all other variables remain constant—reduce the temperature before the coalescence and / or the temporal temperature difference and / or the temporal conversion before coalescence. Droplet size adversely affects pre- coalescence temperature and / or temporal temperature difference and / or temporal conversion before coalescence by controlling the migration of oxygen masses to the liquid reaction medium. Since the ratio of surface area to volume in spherical droplets is inversely proportional to the diameter of the droplet, and the oxygen movement from the gas phase is directly proportional to the surface area of the droplet, the ratio of oxygen mass movement to the volume of liquid contained within the droplet is equal to the diameter of the droplet. Reverses. Thus, the relative oxygen mass shift for larger droplets is smaller than the relative oxygen mass shift for smaller droplets, and the pre-adhesion temperature and / or temporal temperature difference and / or the temporal conversion rate prior to coalescence when all other variables remain constant. Decreases correspondingly.
반응 속도는 온도가 높을수록 빨라지기 때문에, 본 발명에서는, 액적의 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 증가시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 - 유착전의 일시적 전환율을 증가시킨다. 반응 챔버내의 액적의 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 감소시킴으로써- 기타의 모든 변수는 일정하게 유지하면서 - 전환율을 감소시킨다.Since the reaction rate is faster at higher temperatures, in the present invention, by increasing the pre-adhesion temperature and / or the temporal temperature difference of the droplets-while keeping all other variables constant-they increase the temporal conversion prior to coalescence. By reducing the pre-adhesion temperature and / or the temporal temperature difference of the droplets in the reaction chamber—while all other variables remain constant—the conversion is reduced.
본 발명에 따르면, 반응열은 증발된 액체 반응물 및 증발된 액체 용매로서 액체 반응 덩어리로부터 제거될 수 있다. 이들 증발된 물질은 다음에 논의하는 바와 같이 반응 챔버의 외측 또는 내측에서 응축될 수 있다. 반응 챔버 내측의 열을 제거하는 것은 예를 들면 응축 스프레이 또는 응축 표면 또는 이들의 조합을 사용함으로써 행할 수 있다.According to the present invention, the heat of reaction can be removed from the liquid reaction mass as evaporated liquid reactant and evaporated liquid solvent. These evaporated materials can be condensed outside or inside the reaction chamber as discussed below. Removing heat inside the reaction chamber can be done, for example, by using a condensation spray or condensation surface or a combination thereof.
본 발명에 따르면, 조절기는 액적의 유착전 온도, 액적의 일시적 온도차, 액적의 일시적 미세 온도차, 유착전의 일시적 전환율 및 이들의 조합을 예정된 범위내가 되게 한다. 이것은 조절기가 여기에 예로서 열거된 바람직한 변수와 같은 하나 이상의 변수를 유착전 온도, 일시적 온도차, 유착전의 일시적 전환율 또는 이들의 조합이 각각 예정된 범위내가 되도록 변화시키기 위하여 적용된다는 것을 의미한다.According to the present invention, the regulator makes the pre-adhesion temperature of the droplets, the temporary temperature difference of the droplets, the temporary fine temperature difference of the droplets, the temporary conversion rate before the coalescence, and combinations thereof within a predetermined range. This means that a regulator is applied to change one or more variables, such as the preferred ones listed here by way of example, such that the pre-adhesion temperature, the temporal temperature difference, the temporal conversion before pre-adhesion, or a combination thereof, are each within a predetermined range.
유착전 온도 및 일시적 온도차는 특정한 산화 반응에 따라 달라진다. 예로서, 사이클로헥산의 아디프산으로의 산화 반응의 경우, 유착전 온도의 바람직한 범위는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 130℃, 가장 바람직하게는 90 내지 120℃이다. 바람직한 일시적 온도차는 0.1 내지 100℃, 더욱 바람직하게는 5 내지 100℃, 특히 바람직하게는 10 내지 50℃, 가장 바람직하게는 15 내지 35℃ 범위이다. o-크실렌, m-크실렌 및 m-크실렌으로부터 각각 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산을 제조하는 데에서, 바람직한 유착전 온도는 50 내지 250℃ 범위이다. 유착전 온도, 일시적 온도차, 및 예정된 유착전의 일시적 전환율의 적합한 범위는 기타의 산화 반응 또는 동일한 산화 반응의 갖가지 조건들에 대한 부적합한 실험을 거치지 않고 결정될 수 있다.The temperature prior to coalescence and the tempera- ture temperature difference depend on the particular oxidation reaction. As an example, in the case of the oxidation reaction of cyclohexane to adipic acid, the preferred range of the temperature before coalescence is 50 to 150 ° C, more preferably 80 to 130 ° C, most preferably 90 to 120 ° C. Preferred temporary temperature differences range from 0.1 to 100 ° C, more preferably 5 to 100 ° C, particularly preferably 10 to 50 ° C, most preferably 15 to 35 ° C. In preparing phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid from o-xylene, m-xylene and m-xylene, respectively, the preferred pre-adhesion temperature ranges from 50 to 250 ° C. Suitable ranges of pre-sorption temperature, temporal temperature difference, and preliminary pre-sorption temporal conversion can be determined without undergoing other oxidation reactions or inadequate experimentation with various conditions of the same oxidation reaction.
바람직한 예정된 유착전의 일시적 전환율 범위는 0.05% 내지 80%이다.Preferred temporal conversion prior to predetermined coalescence is between 0.05% and 80%.
반응 특성에 따라서, 몇가지 변수들이 유착전 온도 또는 일시적 온도차 또는 유착전의 일시적 전환율 또는 이들의 조합을 변화시키는 데에 다소 효과적이고 효율적일 수 있다. 일부의 경우에는 하나의 변수를 변화시키는 것으로 유착전 온도 또는 일시적 온도차 또는 유착전의 일시적 전환율 또는 이들의 조합을 예정된 범위내가 되도록 하지 못할 수 있다. 이러한 경우에는, 조절기를 목적하는 결과를 얻기 위하여 하나 이상의 추가의 변수를 선택하여 변화시키도록 적용 또는 프로그램화하는 것이 바람직하다.Depending on the reaction characteristics, several variables can be somewhat effective and efficient in changing the pre-adhesion temperature or the temporal temperature difference or the temporary conversion before pre-adhesion or a combination thereof. In some cases, changing one variable may not bring the pre-adhesion temperature or tempera- ture temperature difference, or the temporary conversion rate before pre-adhesion, or a combination thereof to fall within a predetermined range. In such cases, it is desirable to apply or program the regulator to select and change one or more additional variables to achieve the desired result.
본 발명의 바람직한 실시태양의 설명에서는, 명료성을 위하여, 고려되는 특정 변수가 단독으로 유착전 온도 또는 일시적 온도차 또는 유착전의 일시적 전환율 또는 이들의 조합을 예정된 범위내가 되도록 할 수 있는 것으로 가정한다. 이것은 본 발명의 장치 및 방법에 의해 수행되는 특정 반응에 대하여 가장 효율적인 변수(들)을 선택하여 조절기로 조절하는 한은 일반적으로 맞다. 그러나, 하나 이상의 추가의 변수들을 선택하는 것도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해해야 한다.In the description of the preferred embodiment of the present invention, for the sake of clarity, it is assumed that the particular variable under consideration can be, alone, such that the temperature before the coalescence or the temporal temperature difference or the temporary conversion before the coalescence or a combination thereof is within a predetermined range. This is generally true as long as the controller (s) are selected to select the most efficient variable (s) for the particular reactions performed by the apparatus and methods of the present invention. However, it should be understood that selecting one or more additional variables is also within the scope of the present invention.
온도는 예를 들면 열전쌍, IR 온도계 등과 같은 임의의 온도 측정 장치에 의해 관찰될 수 있다.The temperature can be observed by any temperature measuring device such as, for example, thermocouples, IR thermometers and the like.
본 발명에 따르면, 특히 안전 문제를 포함하는 경우에, 조절기의 정상 프로그램을 번복하기 위하여 적합한 번복 프로그램 규칙을 사용할 수 있다는 사실에 주목하는 것이 중요하다. 예를 들면, 반응 챔버내의 온도는 관찰되는 것이 바람직하며, 온도가 미리 설정한 값보다 더 빠른 속도로 상승하기 시작한 경우에, 조절기는 대변동이 일어나기 전에 상기 상승을 제때에 중단시키기에 충분히 높은 속도로 하나 이상의 변수를 알맞게 변화시켜야 한다.According to the invention, it is important to note that suitable reversal program rules can be used to revers the normal program of the regulator, especially in the case of safety concerns. For example, the temperature in the reaction chamber is preferably observed, and if the temperature begins to rise at a faster rate than a preset value, the regulator may be at a rate high enough to stop the rise in time before catastrophic events occur. You should change one or more variables as appropriate.
또한, 예상치못한 또는 정상적인 양보다 더 많은 양의 일산화탄소 및/또는 이산화탄소는 산화가 잘 조절되지 않거나 전혀 조절되지 않음을 나타내기 때문에, 오프-가스내의 일산화탄소 및 이산화탄소를 관찰하는 것도 세심한 주의를 요한다. 조절기에 의해 적용되는 유사한 번복 규칙은 불량한 수율, 불량한 전환 및 심지어 폭발까지도 방지하도록 돕는다.In addition, observing carbon monoxide and carbon dioxide in the off-gas also requires careful attention, since more than unexpected or normal amounts of carbon monoxide and / or carbon dioxide indicate poor or no control. Similar reversal rules applied by the regulator help to prevent poor yields, poor conversions and even explosions.
하기 설명에서, 액적은 평균 액적 직경을 갖고 이들은 소정의 제1 유동 속도로 생성되며, 기체는 제1 유동 속도로 유동하고, 액적은 휘발 속도로 휘발하는 휘발성 성분을 함유할 수 있으며, 제1 액체는 제1 반응물을 제1 함량으로 함유하고, 기체는 산화제를 제2 함량으로 함유한다. 불활성 기체 또는 기타의 기체에 대한 산화제의 비율은 기체내의 산화제의 함량을 결정한다.In the following description, the droplets have an average droplet diameter and they are produced at a predetermined first flow rate, the gas flows at a first flow rate, the droplets may contain volatile components that volatilize at a volatilization rate, and the first liquid Contains a first reactant in a first content and the gas contains an oxidant in a second content. The ratio of oxidant to inert gas or other gas determines the amount of oxidant in the gas.
또한, 하기 설명에서, 유착전의 일시적 전환율은 제1 액체의 액적이 분무화기로부터 시료 수집기까지 이동함에 따라 제1 반응물이 중간체 산화 생성물로 전환될 때의 전환율이다. 제1 반응물 및 산화 생성물의 양에 관한 정보는 존재한다면 제1 액체내에서 관찰되고 이들은 시료 수집기내의 중간체 산화 생성물의 몰%에 관한 정보와 함께 전환율 모니터를 통해 컴퓨터화된 조절기에 공급된다는 것을 이해해야 한다. 이러한 모든 정보를 총괄적으로 유착전의 일시적 전환율 정보라고 부른다. 상이한 라인으로부터의 분석 및/또는 컴퓨터 조작은 당업계에 주지된 기술에 의해 수행하고, 이들은 명료성을 위해 도면에서 제외시켰다. 보다 구체적으로, 유착전의 일시적 전환율은 [(O2-O1) x 100]/[R1x n]의 비율로 정의된다. 여기서,In addition, in the following description, the temporary conversion before coalescence is the conversion when the first reactant is converted to an intermediate oxidation product as droplets of the first liquid move from the atomizer to the sample collector. It should be understood that information regarding the amount of the first reactant and the oxidation product, if present, is observed in the first liquid and that they are fed to the computerized regulator through a conversion monitor with information on the mole percent of intermediate oxidation product in the sample collector. . All this information is collectively referred to as temporary conversion rate information prior to coalescence. Analysis and / or computer manipulations from different lines were performed by techniques well known in the art and these were excluded from the figures for clarity. More specifically, the temporal conversion before coalescence is defined by the ratio [(O 2 -O 1 ) x 100] / [R 1 xn]. here,
O1은 제1 액체내의 중간체 산화 생성물의 몰%이고,O 1 is the mole percent of intermediate oxidation product in the first liquid,
O2는 시료 수집기에 의해 전환율 모니터에 제공된 중간체 산화 생성물의 몰%이며,O 2 is the mole percent of intermediate oxidation product provided to the conversion monitor by the sample collector,
R1은 제1 액체내의 제1 반응물의 몰%이고,R 1 is mole% of the first reactant in the first liquid,
n은 제1 반응물 1몰을 상기 중간체 산화 생성물로 완전히 전환시켰을 때 생성되는 중간체 산화 생성물의 몰수이다.n is the number of moles of intermediate oxidation product produced when one mole of the first reactant is completely converted to the intermediate oxidation product.
본 발명자들은 분무 반응기의 경우에, 당업계에서 이제까지 사용하여 왔던 전체적 공정의 전반적인 온도 또는 전환율 뿐만 아니라, 유착적 온도, 일시적 온도차, 및 유착전의 일시적 전환율이 산화 반응을 조절하는 데에 필수적이라는 것을 인식하게 되었다. 유착전의 일시적 전환율을 조절하거나 또는 조절하지 않으면서 유착전 온도 또는 일시적 온도차 또는 이 둘 모두를 조절하는 것은 수율을 향상시키는 것을 도울 뿐만 아니라, 완전한 산화, 연소 또는 심지어 폭발을 유발하는 반응을 피하도록 돕는다.The inventors recognize that in the case of spray reactors, not only the overall temperature or conversion of the overall process, which has been used in the art so far, but also the coalescing temperature, temporal temperature difference, and the temporal conversion before coalescence are essential for controlling the oxidation reaction. Was done. Adjusting the pre-adhesion temperature or the tempera- ture temperature difference, or both, with or without the temporary conversion rate before coalescence not only helps to improve yield, but also to avoid reactions that cause complete oxidation, combustion, or even explosions. .
도 1에 도시된 본 발명의 하나의 실시태양에 있어서, 제1 반응물을 함유하는 제1 액체 및 제2 반응물을 함유하는 기체로부터 중간체 산화 생성물을 제조하기 위한 장치(10)이 도시되어 있다. 장치(10)은 상부 단부(14), 저부 단부(16) 및 반응 대역(18)을 갖는 반응 챔버(12)를 포함한다. 반응 챔버(12)는 또한 내표면(21)을 갖는 격벽을 갖는다. 챔버(12)는 바람직하게는 저부 단부(16) 근처에서 원추형이 되어 최종적으로는 출구 라인(24)에 연결된 액체 출구(22)로 이어지는 원통 형상을 갖는다. 출구 라인(24)는 중간체 산화 생성물을 라인을 따라 반응물로부터 분리시키고 보통 다양한 양의 중간체 산화 생성물, 용매, 촉매 및 기타의 부가물을 함유하는 미반응의 반응물을 라인(11)을 통해 재순환 탱크(19)로 반송시키는 분리기(15)로 이어진다. 분리기는 각각의 특정한 경우에 적합하도록, 필터와 같은 간단한 장치 또는 한 벌의 탱크, 세척기, 압출기, 증류 칼럼 등과 같은 복잡한 장치일 수 있다. 측관 밸브(52)를 통해 시스템에 연결되는 측관 라인(50)은 필요에 따라 분리기(15)를 우회하는 데에 사용된다.In one embodiment of the present invention shown in FIG. 1, an apparatus 10 for producing an intermediate oxidation product from a gas containing a first liquid and a second reactant containing a first reactant is shown. Apparatus 10 includes a reaction chamber 12 having an upper end 14, a bottom end 16, and a reaction zone 18. The reaction chamber 12 also has a partition having an inner surface 21. The chamber 12 preferably has a cylindrical shape which is conical near the bottom end 16 and finally to the liquid outlet 22 connected to the outlet line 24. The outlet line 24 separates the intermediate oxidation product from the reactants along the line and recycles the unreacted reactant through line 11, usually containing various amounts of intermediate oxidation product, solvents, catalysts and other adducts. 19 to the separator 15 for conveying. The separator may be a simple device such as a filter or a complex device such as a set of tanks, washers, extruders, distillation columns and the like, to suit each particular case. A side line line 50, which is connected to the system via side tube valve 52, is used to bypass separator 15 as needed.
반응 챔버(12)의 상부 단부(14) 근처에는 기체 출구 라인(25)로 이어지는 기체 출구(23)이 제공된다.Near the upper end 14 of the reaction chamber 12 is provided a gas outlet 23 leading to the gas outlet line 25.
또한, 반응 챔버(12)의 격벽(20) 상에는 액체 분산 고리(44)가 제공된다. 액체 분산 고리(44)는 바람직하게는 회수되는 액체를 제공하는 라인(11')에 연결된다. 고리(44)는 상기 액체를 두꺼운 막 또는 커튼(45)의 형태로 격벽(20)의 내표면(21) 상에 실질적으로 균일하게 분포시키도록 적용된다.In addition, a liquid dispersion ring 44 is provided on the partition wall 20 of the reaction chamber 12. The liquid dispersion ring 44 is preferably connected to a line 11 'providing a liquid to be recovered. The ring 44 is adapted to distribute the liquid substantially evenly on the inner surface 21 of the partition wall 20 in the form of a thick film or curtain 45.
반응 챔버(12)는 바람직하게는 반응 챔버(12)내의 반응 조건에 적합하고 반응물 및 반응 생성물에 적합한 온도 및 압력에 견딜 수 있도록 적용된다. 이러한 재료 및 구조적 특성은 당업계에 주지되어 있다. 예를 들면, 특정 반응에 따라서 탄소강, 스테인레스강, 또는 하스트(Hast) 합금이 필요할 수 있다. 그 밖에, 내표면(21)은 유리 또는 기타 재료의 코팅 또는 라이닝에 의해 보호될 수 있다.The reaction chamber 12 is preferably adapted to withstand the reaction conditions within the reaction chamber 12 and to withstand temperatures and pressures suitable for the reactants and reaction products. Such materials and structural properties are well known in the art. For example, depending on the particular reaction, carbon steel, stainless steel, or Hast alloy may be required. In addition, the inner surface 21 may be protected by coating or lining of glass or other material.
반응 챔버(12) 내부, 바람직하게는 상부 단부(14) 근처에는, 바람직하게는 다수의 노즐(27)을 포함하는 분무화기(26)이 배치되어 있다. 분무화기(26)은 바람직하게는 무공기식이다(작동시에 분무 기체를 필요로 하지 않음). 무공기식 분무화기는 당업계에 주지되어 있다. 분무화기(26)은 반응 챔버(12)의 특정 위치에 고정될 수 있거나, 바람직하게는 상하로 이동될 수 있다. 분무화기(26)을 지지하는 구동 장치(28)은 바람직하게는 상부 단부(14)에서 반응 챔버(12)에 연결된다. 구동 장치(28)은 수압 또는 기압 실린더이거나, 예를 들어 나사 형태를 갖는 것과 같은 기계적 성질을 갖는 것일 수 있다. 구동 장치(28)은 반응 챔버(12)에 구멍을 만들지 않으면서 분무화기(26)을 바람직하게는 조절 가능한 방식으로 상하로 이동시키기 위하여 적용된다는 것이 중요하다.In the reaction chamber 12, preferably near the upper end 14, an atomizer 26 is preferably arranged comprising a plurality of nozzles 27. The atomizer 26 is preferably airless (no spraying gas is required in operation). Airless atomizers are well known in the art. The nebulizer 26 may be fixed at a specific location in the reaction chamber 12 or may preferably be moved up and down. The drive device 28 supporting the atomizer 26 is preferably connected to the reaction chamber 12 at the upper end 14. The drive device 28 may be a hydraulic or pneumatic cylinder, or may have mechanical properties such as, for example, in the form of a screw. It is important that the drive device 28 is applied to move the atomizer 26 up and down in a preferably adjustable manner without making holes in the reaction chamber 12.
바람직하게는 반응 챔버(12)의 저부 단부(16) 근처에 위치하는 기체 출구(34)는 제2 반응물을 함유하는 기체를 제공하는 기체 공급물 유입구 라인(36)에 연결되어 있다.A gas outlet 34, preferably located near the bottom end 16 of the reaction chamber 12, is connected to a gas feed inlet line 36 that provides a gas containing a second reactant.
반응 챔버(12)의 저부 단부(16) 근처에는 액적을 모아 이들을 시료 라인(33)을 통해 바람직하게는 액체의 미세 스트림으로서 전환율 검측기(본 발명에 따르면 검측기라는 용어는 모니터의 의미를 포함함)(32)로 운반하는 시료 수집기(30)이 제공된다. 전환율 검측기(32)는 시료 라인(17)을 통해 재순환 탱크(19)내의 제1 반응물의 양 및 중간체 산화 생성물의 양도 관찰할 수 있다. 이 정보는 예를 들어 라인(41)에서 공급되는 물질의 성질 및 품질에 대한 정보와 함께, 분무화기(26)으로 운반되는 제1 반응물 및 중간체 산화 생성물의 양을 정확히 측정할 수 있다.Near the bottom end 16 of the reaction chamber 12 collect droplets and transfer them through the sample line 33, preferably as a fine stream of liquid (the term detector according to the invention includes the meaning of the monitor). And a sample collector 30 for conveying the same. The conversion detector 32 can also observe the amount of the first reactant and the intermediate oxidation product in the recycle tank 19 via the sample line 17. This information can, for example, accurately measure the amount of first reactant and intermediate oxidation product delivered to atomizer 26, along with information about the nature and quality of the material supplied in line 41.
열교환기(38)은 재순환된 반응 혼합물을 재순환 탱크(19)로부터 유입구 라인(39)를 통해 보충물 저장소(40)으로 제공하기 위하여 적용된다. 보충물 저장소(40)에는 갓 제조된 반응물, 촉매, 용매 및 각각의 특정 경우에 반응에 필요한 기타의 부가물도 유입구 라인(41)을 통해 제공된다. 보충물 저장소(40)은 저장소(40)에서 제조된 혼합물을 목적하는 분무 온도에서 라인(42)를 통해 분무화기(26)의 노즐(27)에 제공하는, 온도 조절기(도시하지 않음) 및 고압 펌프(도시하지 않음)를 포함하는 용기일 수 있다. 라인(42)는 구부릴 수 있고 바람직하게는 코일화된 부분(43)을 가져서 분무화기(26)의 어떠한 움직임도 따라다닐 수 있다.Heat exchanger 38 is applied to provide the recycled reaction mixture from recycle tank 19 to refill reservoir 40 via inlet line 39. Replenishment reservoir 40 is also provided via inlet line 41 with freshly prepared reactants, catalysts, solvents and other additives required for the reaction in each particular case. Replenishment reservoir 40 provides a temperature regulator (not shown) and a high pressure, which provide the mixture prepared in reservoir 40 to nozzle 27 of atomizer 26 via line 42 at the desired spray temperature. It may be a container including a pump (not shown). Line 42 can be bent and preferably has a coiled portion 43 to follow any movement of atomizer 26.
장치(10)은 전환율 검측기(32)로부터 입력 라인(31)을 통해 반응물의 중간체 산화 생성물로의 유착전의 일시적 전환율에 관한 정보를 공급하는, 바람직하게는 컴퓨터화된 조절기(35)도 포함하는데, 이것은 출력 라인(27)을 통해 열교환기(38)을, 출력 라인(29)를 통해 구동 장치(28)을, 출력 라인(37)을 통해 보충물 저장소(40)을 조절한다.The device 10 also preferably comprises a computerized regulator 35 which supplies information about the transient conversion rate of the reactants prior to coalescence of the reactants to the intermediate oxidation product via the input line 31 from the conversion rate detector 32. This controls the heat exchanger 38 via the output line 27, the drive device 28 via the output line 29, and the replenishment reservoir 40 via the output line 37.
모니터 또는 검측기(32)는 중간체 산화 생성물 또는 생성물들을 검측하는데 사용될 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 이것은 예를 들면 크로마토그래피 장치, UV 분광기, IR 분광기, 가시광선 분광기, 질량 분광계, NMR 장치, 도전율 모니터, 이온화 검측기, 불꽃 검측기, 임의의 기타 적합한 장치, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.Monitor or detector 32 may be any device that can be used to detect intermediate oxidation products or products. This may include, for example, chromatography devices, UV spectrometers, IR spectrometers, visible light spectrometers, mass spectrometers, NMR devices, conductivity monitors, ionization detectors, flame detectors, any other suitable device, or combinations thereof. .
중간체 산화 생성물이 비휘발성 산인 경우, 모니터 또는 검측기(32)는 UV 모니터와 함께 HPLC(고압/성능 액체 크로마토그래피 장치)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, HPLC 장치는 하나 이상의 칼럼을 가져서 칼럼내의 분리 시간이 소정의 시간보다 더 긴 경우에는 일련의 시료를 상이한 칼럼에 도입하고 다수의 분리를 동시에 행하여 일련의 시료를 관찰하는 간격을 소정의 범위가 되게 하는 것이 바람직하다. 비극성 유기 부분을 분석하고자 하는 경우에는, 예를 들어 이온화 모니터와 같은 적합한 모니터와 결합된 기체 크로마토그래피 모니터 또는 검측기를 포함하는 것이 바람직하다.If the intermediate oxidation product is a nonvolatile acid, the monitor or detector 32 preferably comprises HPLC (high pressure / performance liquid chromatography apparatus) with a UV monitor. In addition, the HPLC apparatus has one or more columns, and when the separation time in the column is longer than the predetermined time, a predetermined range of intervals for introducing a series of samples into different columns and performing a plurality of separations to observe the series of samples is determined. Is preferred. If the non-polar organic portion is to be analyzed, it is preferable to include a gas chromatography monitor or detector combined with a suitable monitor such as, for example, an ionization monitor.
본 발명의 방법 및 장치는 산화 생성물의 주요 부분이 CO, CO2또는 이들의 혼합물과 다른 산화 중간체인 유기 화합물의 산화 반응에 특히 적합하다. 그 이유중 하나는 본 발명의 복잡하고 결정적인 요건으로 인해 반응 속도, 반응 균일성, 수율 및 기타의 중요한 특성이 현저하게 개선되는 반면, 상기 결정적인 요건이 존재하지 않으면 CO/CO2로의 완전한 산화가 일어날 것이기 때문이다. 실제로, 상기 결정적인 요건을 갖지 않는 동일한 분무 조건은 최근에 자동차의 연소 엔진 및 기타의 장치에서 가솔린과 같은 유기 화합물을 CO/CO2의 혼합물로 실질적으로 완전히 산화시키는 데에 사용되고 있다.The method and apparatus of the present invention are particularly suitable for the oxidation reaction of organic compounds in which the main part of the oxidation product is CO, CO 2 or a mixture thereof and other oxidation intermediates. One of the reasons is that the complex and critical requirements of the present invention significantly improve the reaction rate, reaction uniformity, yield and other important properties, while the absence of such critical requirements will result in complete oxidation to CO / CO 2 . Because it is. Indeed, the same spraying conditions that do not have this critical requirement have recently been used to substantially oxidize organic compounds, such as gasoline, to a mixture of CO / CO 2 in combustion engines and other devices of automobiles.
반면, 본 발명에 따르면, 예를 들어 제1 반응물이 사이클로헥산인 경우에, 산화 생성물의 대부분은 실질적으로 사이클로헥산올, 사이클로헥사논, 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드, 카프로락톤, 아디프산 등 및 이들의 혼합물일 수 있다. 유기산이 바람직한 산화 생성물이다.On the other hand, according to the invention, for example, when the first reactant is cyclohexane, most of the oxidation products are substantially cyclohexanol, cyclohexanone, cyclohexylhydroperoxide, caprolactone, adipic acid and the like and these It may be a mixture of. Organic acids are preferred oxidation products.
상기 실시태양의 조작 및 본 발명의 기타의 실시태양은 청구의 범위에 포괄되는 임의의 비분해 산화 반응에 대해 논의될 것이며, 이것은 제1 반응물로서 사이클로헥산을, 기체내의 산화제로서 산소를, 중간체 산화 생성물로서 아디프산을 사용하여 예시될 것이다. 상술한 바와 같이, 중간체 산화 생성물이란 용어는 제1 반응물이 일산화탄소, 이산화탄소 또는 이들의 혼합물로 실질적으로 산화되기 전에 산화 반응을 중단시키는 것을 의미한다.Operation of the above embodiments and other embodiments of the present invention will be discussed with respect to any non-degradable oxidation reactions covered by the claims, which include cyclohexane as the first reactant, oxygen as the oxidant in the gas, intermediate oxidation It will be exemplified using adipic acid as the product. As mentioned above, the term intermediate oxidation product means stopping the oxidation reaction before the first reactant is substantially oxidized to carbon monoxide, carbon dioxide or mixtures thereof.
이 실시태양의 조작에서, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(26) 및 노즐(27)에 의해 분무되어 다수의 액적(48)을 형성하는 방식으로 라인(42)를 통해 반응 챔버(12)로 유입된다. 제1 액체는 소정의 분무 온도(사이클로헥산의 경우 바람직하게는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 130℃, 가장 바람직하게는 90 내지 120℃ 범위임)에서 분무화기에 유입된다. 제1 액체의 분무 온도는 이 액체가 분무화되기 직전의 온도이다. 갓 형성된 액적의 온도는 분무 온도와 동일하거나 상이할 수 있다. 사이클로헥산의 경우, 제1 액체는 바람직하게는 용매(예: 아세트산), 제1 액체에 용해되는 촉매(예: 코발트 화합물), 및 개시제(예: 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 아세트알데히드 등 및 이들의 혼합물)을 추가로 함유할 수 있다. 사이클로헥산을 아디프산으로 산화시키는 경우에 압력은 바람직하게는 사이클로헥산, 용매, 개시제 등을 실질적으로 액체 상태로 유지시키도록 충분히 높아야 한다. 심지어 1,000psia를 초과하는 압력도 사용할 수 있으나, 압력은 바람직하게는 100 내지 400psia, 더욱 바람직하게는 150 내지 300psia 범위이다.In operation of this embodiment, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) is sprayed by atomizer 26 and nozzle 27 to form a plurality of droplets 48 in a line ( 42 is introduced into the reaction chamber 12. The first liquid enters the nebulizer at a predetermined spray temperature (preferably in the range of 50-150 ° C., more preferably 80-130 ° C., most preferably 90-120 ° C. for cyclohexane). The spray temperature of the first liquid is the temperature just before the liquid is atomized. The temperature of the freshly formed droplets may be the same or different than the spraying temperature. In the case of cyclohexane, the first liquid is preferably a solvent (e.g. acetic acid), a catalyst (e.g. cobalt compound) dissolved in the first liquid, an initiator (e.g. cyclohexanone, methylethylketone, acetaldehyde, etc.) and Mixtures thereof). In the case of oxidizing cyclohexane to adipic acid, the pressure should preferably be high enough to keep the cyclohexane, solvent, initiator and the like substantially in the liquid state. Even pressures in excess of 1,000 psia may be used, but the pressure is preferably in the range of 100 to 400 psia, more preferably 150 to 300 psia.
분무화기(26)은 구동 장치(28)에 의해 처음에는 반응 챔버(12)의 저부 단부(16)에 근접한 낮은 위치에서 액체 출구(22)를 통해 반응 챔버(12)의 저부 단부(16)에 모아져 배출되는, 제2 표면(56)을 갖는 제2 액체 덩어리(54)로부터 이격되어 위치하는 것이 바람직하다. 제2 액체는 유착된 액적(48)과 두꺼운 막 또는 커튼(45)를 형성하는 액체의 혼합물이다. 덩어리(54)의 표면(56)에 가장 가까운 분무화기의 노즐과, 제2 액체 덩어리(54)의 표면(56) 사이의 거리를 분무 거리로 정의한다. 제2 액체(54)가 반응 챔버(12)로부터 완전히 제거된 경우에는, 액체 출구(22)가 반응 챔버와 만나는 점에서 가장 가까운 분무화기의 노즐과 이 점 사이의 거리를 분무 거리로 정의한다. 조작 시작시에 분무 거리는 바람직하게는 최대 분무 거리의 약 1/3 내지 1/4이다. 최대 분무 거리는 장치(10)과 분무화기(26)의 디자인이 허용하는만큼 분무화기가 제2 액체 덩어리(54)의 표면(56)으로부터 멀리 떨어져 있을 때의 분무 거리이다. 도 1에서 분무화기는 최대 분무 거리를 갖는다.The atomizer 26 is driven by the drive device 28 to the bottom end 16 of the reaction chamber 12 through the liquid outlet 22 at a low position initially near the bottom end 16 of the reaction chamber 12. It is preferably located spaced apart from the second liquid mass 54 having the second surface 56 which is collected and discharged. The second liquid is a mixture of coalesced droplets 48 and a liquid that forms a thick film or curtain 45. The distance between the nozzle of the atomizer closest to the surface 56 of the lump 54 and the surface 56 of the second liquid lump 54 is defined as the spray distance. When the second liquid 54 has been completely removed from the reaction chamber 12, the distance between this point and the nozzle of the atomizer closest to where the liquid outlet 22 meets the reaction chamber is defined as the spray distance. The spray distance at the start of the operation is preferably about 1/3 to 1/4 of the maximum spray distance. The maximum spray distance is the spray distance when the atomizer is as far from the surface 56 of the second liquid mass 54 as the design of the apparatus 10 and atomizer 26 allows. The atomizer in FIG. 1 has a maximum spray distance.
제1 액체가 분무됨과 동시에, 산화제(사이클로헥산의 경우에 바람직하게는 산소)를 함유하는 기체가 기체 유입물 공급 라인(36)을 통해 챔버(12)의 저부 단부(16) 근처에서 챔버(12)로 유입된다. 기체는 산화제 이외에 예를 들어 질소 및/또는 이산화탄소와 같은 다소 불활성인 기체를 함유할 수도 있다. 반응물, 용매, 미스트 등의 증기와 혼합된 오프 가스는 기체 출구 라인(25)를 통해 반응 챔버로부터 배출되고 다음에 예시하는 바와 같이 처리된다.At the same time that the first liquid is sprayed, a gas containing an oxidant (preferably oxygen in the case of cyclohexane) is passed through the gas inlet supply line 36 near the bottom end 16 of the chamber 12. Flows into). The gas may contain, in addition to the oxidant, a somewhat inert gas such as, for example, nitrogen and / or carbon dioxide. Off gas mixed with vapors of reactants, solvents, mists, etc., is withdrawn from the reaction chamber via gas outlet line 25 and treated as illustrated below.
액적이 분무화기(26)으로부터 하향으로 떨어지면서 이들은 산화제(예: 산소)와 반응하기 시작한다. 제2 액체(54)는 액체 출구(22)를 통해 바람직하게는 연속적으로 제거되고 액체 출구 라인(24)를 통해 분리기(15)로 펌프질되고(펌프는 도시하지 않음), 분리기에서 중간체 산화 생성물(예: 아디프산)은 당업계에 주지된 기술에 의해 액체로부터 분리된다. 일부의 경우에는, 필요에 따라 기타의 산화 반응 부산물도 분리기에서 제거될 수 있다. 반응물, 용매, 촉매 등은 라인(11)을 통해 재순환 탱크(19)로 반송된다.As the droplets drop downward from atomizer 26 they begin to react with oxidants (eg oxygen). The second liquid 54 is preferably continuously removed through the liquid outlet 22 and pumped to the separator 15 through the liquid outlet line 24 (pump not shown) and the intermediate oxidation product ( Example: adipic acid) is separated from the liquid by techniques well known in the art. In some cases, other oxidation by-products may also be removed from the separator as needed. Reactants, solvents, catalysts and the like are returned to recycle tank 19 via line 11.
상기 생성물 및/또는 부산물 제거 처리 후에, 필요에 따라 제2 액체의 일부분은 라인(11')를 통해 액체 분산 고리(44)로 운반될 수 있으며, 여기서 이것은 두꺼운 막 또는 액체 커튼(45)의 형태로 분산되어 반응 챔버(12)의 격벽(20)의 내표면(21)을 덮는다. 분산 고리(44)로부터 분산될 때에 이 막의 온도는 분무 온도보다 더 낮도록 조절된다. 예를 들어 사이클로헥산을 아디프산으로 전환시키는 경우에, 이것은 바람직하게는 20℃ 내지 80℃, 더욱 바람직하게는 20℃ 내지 40℃ 범위이다. 이렇게 낮은 온도에서는, 감지할 수 있을 정도의 반응이 전혀 일어나지 않고, 막 상에 유착된 액적이 공정에 큰 영향을 미치지 않는다. 액적내에서 용해되지 않는 임의의 고체 생성물은 액체 커튼(45)에 의해 아래로 씻겨 나가고, 이들은 이미 언급된 바와 같이 유착된 액적(48)과 함께 제2 액체(54)를 형성한다. 따라서, 격벽(20)의 내표면(21) 상에는 고체가 전혀 부착되지 않는다. 용매일 수 있거나, 촉매 또는 기타의 부가물을 함유 또는 함유하지 않는 반응물이거나, 기타의 액체 또는 이들의 조합일 수 있는 재순환되지 않는 액체는 라인(11')로부터 유입되는 재순환된 액체를 대체 또는 보충할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 필요에 따라, 라인(24)로 운반되는 제2 액체는 측관 밸브(52) 및 측관 라인(50)을 통해 부분적으로 또는 전체적으로 분리기(15)를 우회할 수 있다. 이러한 선택 사항은 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율보다 작은 경우에, 특히 조작 개시시에 사용할 수 있다.After the product and / or byproduct removal treatment, a portion of the second liquid can be conveyed through the line 11 'to the liquid dispersion ring 44 as needed, where it is in the form of a thick film or liquid curtain 45 Is dispersed to cover the inner surface 21 of the partition wall 20 of the reaction chamber 12. When dispersed from the dispersing ring 44, the temperature of this film is adjusted to be lower than the spray temperature. In the case of the conversion of cyclohexane to adipic acid, for example, this is preferably in the range from 20 ° C. to 80 ° C., more preferably from 20 ° C. to 40 ° C. At such low temperatures, no appreciable reaction occurs at all, and droplets adhering to the membrane do not significantly affect the process. Any solid product that does not dissolve in the droplets is washed down by the liquid curtain 45, which, as already mentioned, forms a second liquid 54 together with the coalesced droplets 48. Therefore, no solid adheres to the inner surface 21 of the partition wall 20. The non-recirculated liquid, which may be a solvent, with or without a catalyst or other adduct, or other liquid or combination thereof, replaces or supplements the recycled liquid coming from line 11 '. It should be noted that it can be done. If desired, the second liquid delivered to line 24 may bypass separator 15 partially or wholly through side pipe valve 52 and side pipe line 50. This option can be used when the temporary conversion rate before coalescence is smaller than the desired temporary conversion rate before coalescence, especially at the start of operation.
제2 액체(54)의 높이 또는 표면(56)은 시료 수집기(30)이 제2 액체(54)로 넘치게 되어 시료 채취에 실패하는 것을 막기 위하여 시료 수집기(30)이 위치하는 점 위로 이동하지 않도록 조절한다. 액체 높이의 관찰법은 당업계에 주지되어 있으며 시중에서 판매되고 있는 임의의 적합한 형태의 액체 높이 모니터를 사용하여 수행할 수 있다. 액체 높이 모니터는 반응 챔버(12)로 라인(11')를 통해 커튼(45)로서 유입되는 액체, 분무화기(26)을 통해 액적으로서 유입되는 액체, 또는 반응 챔버(12)에서 액체 출구 라인(24)를 통해 제2 액체(54)로서 배출되는 액체 또는 이들의 임의의 조합의 공급량을 조절함으로써 제2 액체 덩어리(54)의 높이 또는 표면(56)을 시료 수집기(30) 아래의 목적하는 범위내로 유지시키기 위하여 배치된다. 이러한 배치는 매우 간단하고, 명료성을 위하여 도 1에는 도시하지 않았다. 라인(11') 및 분무화기를 통한 액체의 공급량이 많으면 표면(56)의 높이가 상숭하게 되고, 반면 공급량이 낮으면 반대의 영향을 미칠 것이다. 마찬가지로, 라인(24)를 통한 배출 속도가 빠르면 표면(56)의 높이가 낮아지게 되고, 반면 배출 속도가 느리면 반대의 영향을 미칠 것이다.The height or surface 56 of the second liquid 54 does not move above the point where the sample collector 30 is located to prevent the sample collector 30 from overflowing with the second liquid 54 and failing to sample. Adjust Observation of liquid height is well known in the art and can be performed using any suitable type of liquid height monitor available on the market. The liquid level monitor is a liquid entering the reaction chamber 12 as a curtain 45 through the line 11 ', a liquid entering the droplets through the atomizer 26, or a liquid outlet line in the reaction chamber 12 ( By adjusting the supply amount of the liquid discharged as the second liquid 54 through the 24 or any combination thereof, the height or surface 56 of the second liquid mass 54 is below the desired range below the sample collector 30. Disposed to keep it in. This arrangement is very simple and is not shown in FIG. 1 for clarity. A high supply of liquid through line 11 'and a nebulizer will make the height of surface 56 high, while a low supply will have the opposite effect. Likewise, a faster discharge rate through line 24 will lower the height of surface 56, while a slower discharge rate will have the opposite effect.
액적(48)의 일부분은 제2 액체 덩어리(54)의 표면(56) 바로 위에서 시료 수집기(30)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(32)를 향해 운반된다. 액적내에 고체가 존재하는 경우에는, 적합한 희석제 등을 사용함으로써 액체 운반 라인이 막히지 않도록 주의를 기울여야 한다. 상기 언급한 바와 같이, 아디프산 또는 기타의 산 형성의 경우에, 모니터(32)는 크로마토그래피 장치, 보다 바람직하게는 고성능(또는 고압) 액체 크로마토그래피 장치(HPLC)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 장치는 역시 앞서 언급한 바와 같이 바람직하게는 적합한 수의 칼럼을 가져서 액적이 제2 액체 덩어리(54)내에 유착되기 직전에 액적내에 존재하는 중간체 산화 생성물을 여러 차례 중복 측정할 수 있게 함으로써, 제1 반응물의 중간체 반응 생성물로의 유착전의 일시적 전환율을 각각의 특정 경우에 목적하는 만큼 자주 검사하도록 한다. 예를 들어, 칼럼이 중간체 산화물 생성물을 8분내에 분리하고, 특정 경우에 목적하는 측정 간격이 2분인 경우에는 4개의 칼럼이 필요하다.A portion of the droplet 48 drops into the sample collector 30 directly above the surface 56 of the second liquid mass 54, from which they can turn the conversion rate detector or monitor 32 to be analyzed for temporary conversion prior to coalescence. Is carried toward. If solids are present in the droplets, care must be taken not to block the liquid delivery line by using a suitable diluent or the like. As mentioned above, in the case of adipic acid or other acid formation, the monitor 32 preferably comprises a chromatography device, more preferably a high performance (or high pressure) liquid chromatography device (HPLC). The apparatus also preferably has a suitable number of columns, as mentioned above, to allow multiple redundant measurements of intermediate oxidation products present in the droplets just before the droplets coalesce in the second liquid mass 54. 1 The transient conversion of the reactants prior to coalescence into the intermediate reaction product should be checked as often as desired in each particular case. For example, if the column separates the intermediate oxide product within 8 minutes, and in certain cases the desired measurement interval is 2 minutes, four columns are required.
재순환 탱크(19)내에서 또는 액체가 분무화되기 직전의 한 점에서 액체를 채취하는 것이 바람직할 수 있으며, 이것은 라인(17) 또는 다른 라인(도시하지 않음)을 통해서 동일한 검측기(32)로, 또는 다른 검측기(도시하지 않음)를 사용하여 수행할 수 있다.It may be desirable to collect the liquid in the recirculation tank 19 or at one point just before the liquid is atomized, which is via line 17 or another line (not shown) to the same detector 32. Or another detector (not shown).
전환율 검측기 또는 모니터(32)에서 얻어진 정보는 입력 라인(31)을 통해서 컴퓨터화된 조절기(35)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 방법에 의해 처리된다. 조절기(35)는 그의 출력 라인(46)을 통해, 라인(41)을 통해 제공된 액체의 온도와 함께 보충물 저장소(40)내의 온도(이 온도는 모든 실용적 목적을 위해 분무 온도와 실질적으로 동일함)를 결정하는 열교환기(38)을 조절한다. 조절기(35)는 그의 출력 라인(37)을 통해 라인(42)를 통한 제1 액체의 공급 속도를 조절한다. 또한, 조절기(35)는 그의 출력 라인(29)를 통해 구동 장치(28)을 조절한다.The information obtained from the conversion rate detector or monitor 32 is supplied to the computerized regulator 35 via input line 31, where this information is processed by methods well known in the art. The regulator 35 is, via its output line 46, a temperature in the replenishment reservoir 40 with the temperature of the liquid provided via line 41, which temperature is substantially the same as the spray temperature for all practical purposes. Adjust heat exchanger 38 to determine. The regulator 35 regulates the feed rate of the first liquid through line 42 through its output line 37. The regulator 35 also regulates the drive device 28 through its output line 29.
유착전의 일시적 전환율이, 액적이 제2 액체(54)에 유착되기 직전의 유착전의 일시적 전환율을 나타내기 때문에 본 발명에 따라 유착전의 일시적 전환율 범위라고 불리우는 범위를 초과하는 경우, 구동 장치(28)은 상기 정의된 바와 같은 분무 거리를 감소시키는 방식으로 분무화기의 높이를 낮추도록 조절기(35)에 의해 지시된다. 분무 거리의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 10 내지 50% 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 30% 범위의 분무 거리 증분으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 특정 조건, 물질, 이전의 측정값 등에 따라서 기타의 범위가 더욱 적합할 수도 있다. 예를 들어, 분무 거리에서 10%의 감소가 감지가능한 결과를 갖지 못하는 것으로 밝혀지는 경우에는 다음의 증분을 예를 들어 30%로 할 수 있다. 한편, 분무 거리에서 10%의 감소가 유착전의 일시적 전환율에 과도한 변화를 가져오게 하는 경우에는 전환율이 목적하는 범위, 바람직하게는 가장 바람직한 범위내가 될 때까지 다음의 증분을 예를 들어 5%로 할 수 있다. 그러나, 다시 바람직한 범위는 재료, 조건 등에 따라 달라질 수 있다는 것을 주목해야 한다. 시료 수집기(30)과 제2 액체 덩어리(54)의 높이 또는 표면(56) 사이의 거리는 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 최대 분무 거리이다.When the temporary conversion rate before coalescence exceeds the range called the temporal conversion rate range before coalescence according to the present invention because the droplet indicates the temporary conversion rate just before coalescence to the second liquid 54, the drive device 28 It is instructed by the regulator 35 to lower the height of the atomizer in such a way as to reduce the spray distance as defined above. The change in spray distance is preferably at a specific time, preferably in spray distance increments in the range of 10 to 50%, more preferably in the range of 10 to 30%. However, other ranges may be more suitable, depending on the particular conditions, materials, previous measurements, and the like. For example, if a decrease of 10% in spray distance is found to have no appreciable result, the following increment may be for example 30%. On the other hand, if a 10% reduction in spraying distance causes an excessive change in the temporary conversion rate before coalescence, the next increment may be, for example, 5% until the conversion rate is within the desired range, preferably the most desirable range. Can be. However, it should be noted that again the preferred range may vary depending on materials, conditions and the like. The distance between the sample collector 30 and the height 56 or surface 56 of the second liquid mass 54 is preferably a maximum spray distance in the range of 5-10%.
유착전의 일시적 전환율이 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 대부분의 경우에는 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전의 일시적 전환율을 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.After the transient conversion before coalescence is found to be within the most preferred range, in most cases it is continuously observed to be located near the median of the most preferred range. Continuous observation and control are highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temporal conversion before coalescence.
바람직한 예정된 유착전의 일시적 전환율 범위는 0.05% 내지 80%이다.Preferred temporal conversion prior to predetermined coalescence is between 0.05% and 80%.
반응이 몇가지 이유로 매우 느리거나 그것을 원할 경우에는, 보충물 저장소로부터 라인(42)를 통해 추가로 공급하거나 하지 않으면서, 라인(24)에서 라인(42)를 통해 직접적으로 부분적 또는 전체적 재순환(도시하지 않음)을 행하는 것이 바람직하다.If the reaction is very slow or desired for some reason, partial or total recirculation (not shown) directly through line 42 to line 24, with or without additional feed from line 42 from the replenishment reservoir. Not used).
유착전의 일시적 전환율은 액적내의 반응 생성물의 농도를 변화시키는 임의의 인자들을 고려한 후에, 제2 액체의 시료로부터 산출 또는 측정할 수도 있다.The transient conversion before coalescence may be calculated or measured from a sample of the second liquid after taking into account any factors that change the concentration of the reaction product in the droplet.
도 1A에 도시된 본 발명의 다른 실시태양에는 액적의 유착전 온도를 관찰하기 위한 열전쌍(60a)가 추가로 제공된다.Another embodiment of the present invention, shown in FIG. 1A, is further provided with a thermocouple 60a for observing the pre-adhesion temperature of the droplets.
이 경우에 조절기(35)는 입력 라인(60a')를 통해 유착전 온도에 관한 정보를 제공받고, 입력 라인(31)을 통해 전환율 검측기(32)로부터 반응물의 중간체 산화 생성물로의 유착전의 일시적 전환율에 관한 정보를 제공받는다. 다시, 조절기(35)는 앞서의 경우에서와 같이 출력 라인(46)을 통해 열교환기(38)을 조절하고, 출력 라인(29)를 통해 구동 장치(28)을 조절하고, 출력 라인(37)을 통해 보충물 저장소(40)을 조절하고, 라인(42)내의 공급 속도를 조절한다.In this case, the regulator 35 is informed about the pre-adhesion temperature via the input line 60a ', and is temporarily via the input line 31 before the coalescence of the reactant to the intermediate oxidation product of the conversion detector 32. Get information about conversion rates. Again, the regulator 35 regulates the heat exchanger 38 via the output line 46 as in the previous case, regulates the drive device 28 via the output line 29, and output line 37. To adjust the replenishment reservoir 40 and to adjust the feed rate in line 42.
이 실시태양의 조작에서는, 액적(48)의 일부분이 열전쌍(60a) 위로 떨어지고, 이 열전쌍은 다시 유착전 온도 정보를 출력 라인(60a')를 통해 조절기(35)로 공급한다. 이와 동시에, 액적의 일부분이 또한 제2 액체 덩어리(54)의 표면(56) 바로 위에서 동일한 수집기(30) 내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관하여 분석되도록 전환율 검측기 또는 모니터(32)로 이동된다. 전환율 검측기 또는 모니터(32)에서 얻어진 정보는 입력 라인(31)을 통해 컴퓨터화된 조절기(35)로 공급되고, 여기서 이 정보는 라인(60a')를 통해 얻어진 액적의 유착전 온도에 관한 정보와 함께 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다.In operation of this embodiment, a portion of the droplet 48 drops over the thermocouple 60a, which in turn supplies pre- coalescence temperature information to the regulator 35 via output line 60a '. At the same time, a portion of the droplets also falls into the same collector 30 directly above the surface 56 of the second liquid mass 54, from which they are sent to the conversion rate detector or monitor 32 to be analyzed in relation to the temporary conversion rate prior to coalescence. Is moved. The information obtained from the conversion rate detector or monitor 32 is fed to the computerized regulator 35 via input line 31, where this information is about the pre-adhesion temperature of the droplets obtained via line 60a '. Together with techniques well known in the art.
유착전 온도가 유착전의 일시적 전환율에 비해 먼저 도달하는 경우에, 조절기(35)는 먼저 유착전 온도를 기준으로 하여 결정한다. 유착전 온도가 유착전 온도 범위를 초과하는 경우에, 구동 장치(28)은 상기 정의된 바와 같은 분무 거리를 감소시키는 방식으로 분무화기의 높이를 낮추도록 조절기(35)에 의해 지시된다. 분무 거리의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 10 내지 50% 범위, 더욱 바람직하게는 10 내지 30% 범위의 분무 거리 증분으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 특정 조건, 물질, 이전의 측정값 등에 따라서 기타의 범위가 더욱 적합할 수도 있다. 예를 들어, 분무 거리에서 10%의 감소가 감지가능한 결과를 갖지 못하는 것으로 밝혀지는 경우에는 다음의 증분을 예를 들어 30%로 할 수 있다. 한편, 분무 거리에서 10%의 감소가 유착전 온도에 과도한 변화를 가져오게 하는 경우에는 유착전 온도가 목적하는 범위, 바람직하게는 가장 바람직한 범위내가 될 때까지 다음의 증분을 예를 들어 5%로 할 수 있다.When the pre-adhesion temperature reaches first relative to the temporary conversion before pre-adhesion, the regulator 35 first determines based on the pre-adhesion temperature. If the pre-adhesion temperature exceeds the pre-adhesion temperature range, the drive device 28 is instructed by the regulator 35 to lower the height of the atomizer in a manner that reduces the spray distance as defined above. The change in spray distance is preferably at a specific time, preferably in spray distance increments in the range of 10 to 50%, more preferably in the range of 10 to 30%. However, other ranges may be more suitable, depending on the particular conditions, materials, previous measurements, and the like. For example, if a decrease of 10% in spray distance is found to have no appreciable result, the following increment may be for example 30%. On the other hand, if a 10% reduction in spraying distance leads to an excessive change in pre-adhesion temperature, then the next increment is, for example, 5% until the pre-adhesion temperature is within the desired range, preferably the most desirable range. can do.
그러나, 다시 바람직한 범위는 재료, 조건 등에 따라 달라질 수 있다는 것을 주목해야 한다. 열전쌍(60a)와 제2 액체 덩어리(54)의 높이 또는 표면(56) 사이의 거리는 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 최대 분무 거리이다.However, it should be noted that again the preferred range may vary depending on materials, conditions and the like. The distance between the thermocouple 60a and the height or surface 56 of the second liquid mass 54 is preferably a maximum spray distance in the range of 5 to 10%.
예를 들어 사이클로헥산의 아디프산으로의 산화의 경우에, 바람직한 유착전 온도 범위는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 130℃, 가장 바람직하게는 90 내지 120℃이다.For example, in the case of oxidation of cyclohexane to adipic acid, the preferred pre-adhesion temperature range is 50 to 150 ° C, more preferably 80 to 130 ° C, most preferably 90 to 120 ° C.
유착전 온도가 가장 바람직한 범위(예를 들면, 특정 조건하에 사이클로헥산을 아디프산으로 전환시키는 경우에는 90 내지 120℃)내인 것으로 밝혀진 후에, 대부분의 경우에는 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방(예를 들면, 가장 바람직한 값인 약 105℃)의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 물론, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전 온도를 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.The temperature before coalescence is found to be within the most preferred range (eg, 90-120 ° C. when converting cyclohexane to adipic acid under certain conditions), and in most cases near the median of the most preferred range (eg For example, continuously observed to be located somewhere in the most preferred value (about 105 ℃). Of course, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temperature before coalescence.
상기 조작은 유착전의 일시적 전환율이 유착전 온도보다 그의 가장 바람직한 설정값에 더욱 근접할 때까지 행한다. 일부의 점에서 유착전의 일시적 전환율이 유착전 온도보다 그 각각의 가장 바람직한 값에서 더 멀리 떨어져 있는 것으로 밝혀진 경우, 또는 그 각각의 예정된 범위 밖으로 벗어나 있는 경우에는, 유착전의 일시적 전환율을 우선으로 하여 상기의 실시태양에서 설명한 바와 같은 조작을 행한다.The operation is performed until the temporary conversion rate before coalescence is closer to its most preferable set value than the temperature before coalescence. In some respects, if it is found that the temporal conversion prior to coalescing is farther from its respective most desirable value than the temperature before coalescence, or outside of its respective predetermined range, the temporal conversion before coalescence is given priority. The operation as described in the embodiment is performed.
도 2에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(112)에는 그의 상부 단부(114) 근처의 분무화기(126) 및 그의 저부 단부(116) 근처에 위치한 시료 수집기(130)이 제공된다. 또한, 보충 열교환기(158) 및 예를 들어 열전쌍(160)과 같은 온도 측정 장치도 제공된다. 액체 분산 고리(144)는 반응기의 원추 부분의 시작 위치에 도시되어 있으나, 반응기 격벽 상의 임의의 위치에 있을 수 있거나, 모두 함께 생략될 수도 있다. 이것은 본 발명의 모든 실시태양에 대해서 마찬가지이다. 시료 수집기(130)은 수집기내에 포집된 액적(148)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(154)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨), 라인(133)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(132)에 연결된다. 열전쌍(160) 및 전환율 모니터 또는 검측기(132)는 각각 입력 라인(160') 및 (131)을 통해 조절기(135)에 바람직하게는 전기적으로 연결되고, 다시 조절기(135)는 보충 열교환기(158)을 조절하기 위하여 출력 라인(158')을 통해 보충 열교환기(158)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(110)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the reaction chamber 112 is provided with a nebulizer 126 near its upper end 114 and a sample collector 130 located near its bottom end 116. do. Also provided is a temperature measuring device such as a supplemental heat exchanger 158 and thermocouple 160, for example. The liquid dispersion ring 144 is shown at the beginning of the cone portion of the reactor, but may be at any location on the reactor septum, or may be omitted together. This is the same for all embodiments of the present invention. The sample collector 130 monitors the conversion rate via line 133 to provide a sample of the droplets 148 collected in the collector just before they adhere to the second liquid mass 154 (of course in the collector). Or connected to detector 132. The thermocouple 160 and the conversion rate monitor or detector 132 are preferably electrically connected to the regulator 135 via input lines 160 ′ and 131, respectively, and again the regulator 135 is a supplemental heat exchanger ( It is preferably electrically connected to the supplemental heat exchanger 158 via an output line 158 ′ to regulate 158. For the sake of clarity, basically only the members of the device 110 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(126)에 의해 분무되어 다수의 액적(148)을 형성하는 방식으로 라인(142)를 통해 반응 챔버(112)로 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) is reacted through line 142 in a manner that is atomized by atomizer 126 to form a plurality of droplets 148. Flows into the chamber 112.
제1 액체가 분무되는 동시에, 산화제(사이클로헥산의 경우 바람직하게는 산소)를 함유하는 기체가 챔버(112)의 저부 단부(116) 근처에서 기체 유입물 공급 라인(136)을 통해 챔버(112)로 유입된다. 기체는 산화제 이외에 예를 들어 질소 및/또는 이산화탄소와 같은 다소 불활성인 기체를 함유할 수도 있다. 반응물, 용매, 미스트 등의 증기와 혼합된 오프 가스는 기체 출구 라인(125)를 통해 반응 챔버로부터 배출되고 다음에 예시하는 바와 같이 처리된다.At the same time that the first liquid is sprayed, a gas containing an oxidant (preferably oxygen in the case of cyclohexane) is passed through the gas inlet supply line 136 near the bottom end 116 of the chamber 112. Flows into. The gas may contain, in addition to the oxidant, a somewhat inert gas such as, for example, nitrogen and / or carbon dioxide. Off gas mixed with vapors of reactants, solvents, mists, etc., is withdrawn from the reaction chamber via gas outlet line 125 and treated as illustrated below.
전술한 바와 같이, 액적은 산화제(예: 산소)와 반응하기 시작한다. 액적(148)의 일부분은 시료 수집기(130)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(132)를 향해 운반된다.As mentioned above, the droplets begin to react with oxidants (eg oxygen). A portion of the droplet 148 falls into the sample collector 130, from which they are conveyed towards the conversion rate detector or monitor 132 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
전환율 검측기 또는 모니터(132)에서 얻어진 정보는 입력 라인(131)을 통해 컴퓨터화된 조절기(135)에 공급되고, 여기서 이들은 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 또한, 열전쌍(160)으로부터의 분무 온도도 컴퓨터화된 조절기(135)에 공급된다. 조절기(135)는 그의 출력 라인(158')를 통해 열교환기(158)을 조절한다.Information obtained at the conversion rate detector or monitor 132 is supplied to the computerized regulator 135 via input line 131, where they are processed by techniques well known in the art. In addition, spray temperature from thermocouple 160 is also supplied to computerized regulator 135. The regulator 135 regulates the heat exchanger 158 through its output line 158 ′.
유착전의 일시적 전환율이 상기 정의한 바와 같은 유착전의 일시적 전환율 범위를 초과하는 경우에, 열교환기는 열전쌍(160)에 의해 관찰되는 분무 온도를 낮추도록 조절기(135)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전의 일시적 전환율이 본 발명에 따른 유착전의 일시적 전환율 범위 미만인 경우에, 열교환기는 분무 온도를 증가시키도록 조절기(35)에 의해 지시된다. 분무 온도의 상한치 및 하한치는 반응물, 반응 조건 등에 따라 달라진다. 예를 들면, 사이클로헥산의 아디프산으로의 산화 반응의 경우, 상한치는 바람직하게는 170℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하로 유지되어야 하고, 하한치는 바람직하게는 50℃ 이상, 더욱 바람직하게는 70℃ 이상으로 유지되어야 한다.If the temporary conversion rate before coalescence exceeds the temporary conversion rate range as defined above, the heat exchanger is instructed by the regulator 135 to lower the spray temperature observed by thermocouple 160. Likewise, when the temporary conversion rate before coalescence is less than the temporary conversion range before coalescence according to the present invention, the heat exchanger is instructed by the regulator 35 to increase the spray temperature. The upper and lower limits of the spraying temperature vary depending on the reactants, reaction conditions and the like. For example, in the case of oxidation of cyclohexane to adipic acid, the upper limit is preferably maintained at 170 ° C or lower, more preferably 150 ° C or lower, and the lower limit is preferably 50 ° C or higher, more preferably. Should be maintained above 70 ℃.
분무 온도의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 5 내지 10%의 분무 온도 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in spray temperature is preferably at a specific time, preferably in a spray temperature increment of 5 to 10%.
유착전의 일시적 전환율이 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 대부분의 경우에는 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전의 일시적 전환율을 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.After the transient conversion before coalescence is found to be within the most preferred range, in most cases it is continuously observed to be located near the median of the most preferred range. Continuous observation and control are highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temporal conversion before coalescence.
도 2A에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 열전쌍(160a)는 유착전 온도를 관찰하기 위하여 반응 챔버(112)의 저부 단부(116)에 배치된다. 열전쌍(160a) 아래에 위치하는 차폐물(190)은 상승하는 기체의 통풍으로 인한 온도 변화로부터 열전쌍(160a)를 보호하기 위한 것이다. 다른 열전쌍(160)은 분무 온도를 측정하기 위하여 분무화기(126)내에 배치된다. 열전쌍(160) 및 (160a)는 모두 각각 입력 라인(160') 및 (160a')를 통해 조절기(135)에 연결된다. 다시, 조절기(135)는 보충 열교환기(158)을 조절하기 위하여 출력 라인(158')를 통해 상기 보충 열교환기(158)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(110)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 2A, thermocouple 160a is disposed at bottom end 116 of reaction chamber 112 to observe the temperature before coalescence. The shield 190 located below the thermocouple 160a is for protecting the thermocouple 160a from temperature changes due to the ventilation of the rising gas. Another thermocouple 160 is placed in atomizer 126 to measure spray temperature. Thermocouples 160 and 160a are both connected to regulator 135 via input lines 160 'and 160a', respectively. Again, the regulator 135 is preferably electrically connected to the supplemental heat exchanger 158 via an output line 158 ′ to regulate the supplemental heat exchanger 158. For the sake of clarity, basically only the members of the device 110 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(126)에 의해 분무되어 다수의 액적(148)을 형성하는 방식으로 라인(142)를 통해 반응 챔버(112)로 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) is reacted through line 142 in a manner that is atomized by atomizer 126 to form a plurality of droplets 148. Flows into the chamber 112.
액적(148)의 일부분은 열전쌍(160a) 위로 떨어져서, 다시 유착전 온도 정보를 입력 라인(160a')를 통해 컴퓨터화된 조절기(135)에 공급하고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 또한, 열전쌍(160)으로부터의 분무 온도도 입력 라인(160')를 통해 컴퓨터화된 조절기(135)에 공급된다. 조절기(135)는 그의 출력 라인(158')를 통해 열교환기(158)을 조절한다.A portion of the droplet 148 is dropped over the thermocouple 160a, which in turn supplies pre-adhesion temperature information to the computerized regulator 135 via the input line 160a ', where this information is known to those skilled in the art. Is processed by Spray temperature from thermocouple 160 is also supplied to computerized regulator 135 via input line 160 ′. The regulator 135 regulates the heat exchanger 158 through its output line 158 ′.
유착전 온도가 우선시되고 상기 정의한 바와 같은 유착전 온도 범위를 초과하는 경우에, 열교환기는 열전쌍(160)에 의해 관찰되는 분무 온도를 낮추도록 조절기(135)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전 온도가 본 발명에 따른 유착전 온도 범위 미만인 경우에, 열교환기는 분무 온도를 증가시키도록 조절기(35)에 의해 지시된다. 분무 온도의 상한치 및 하한치는 반응물, 반응 조건 등에 따라 달라진다. 예를 들면, 사이클로헥산의 아디프산으로의 산화 반응의 경우, 상한치는 바람직하게는 170℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하로 유지되어야 하고, 하한치는 바람직하게는 50℃ 이상, 더욱 바람직하게는 70℃ 이상으로 유지되어야 한다.If the pre-sorption temperature is prioritized and exceeds the pre-sorption temperature range as defined above, the heat exchanger is instructed by the regulator 135 to lower the spraying temperature observed by the thermocouple 160. Likewise, if the pre- coalescence temperature is below the pre- coalescence temperature range according to the invention, the heat exchanger is instructed by the regulator 35 to increase the spray temperature. The upper and lower limits of the spraying temperature vary depending on the reactants, reaction conditions and the like. For example, in the case of oxidation of cyclohexane to adipic acid, the upper limit is preferably maintained at 170 ° C or lower, more preferably 150 ° C or lower, and the lower limit is preferably 50 ° C or higher, more preferably. Should be maintained above 70 ℃.
분무 온도의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 5 내지 10%의 분무 온도 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in spray temperature is preferably at a specific time, preferably in a spray temperature increment of 5 to 10%.
유착전 온도가 가장 바람직한 범위(예를 들면, 특정 조건하에 사이클로헥산을 아디프산으로 전환시키는 경우에는 90 내지 120℃)내인 것으로 밝혀진 후에, 대부분의 경우에는 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방(예를 들면, 약 115℃)의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 일시적 전환율을 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.The temperature before coalescence is found to be within the most preferred range (eg, 90-120 ° C. when converting cyclohexane to adipic acid under certain conditions), and in most cases near the median of the most preferred range (eg For example, it is continuously observed to be located somewhere (about 115 ℃). As in the previous embodiment, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the transient conversion rate.
분무 온도의 변화는 반드시 일시적 온도차의 변화를 일으키므로 일시적 온도차는 움직이는 표적이다. 그러나, 이것은 당업계에 주지된 최근의 컴퓨터화 조절기와는 상관이 없다.The change in spray temperature necessarily causes a change in the tempera- ture difference, so the tempera- ture temperature difference is a moving target. However, this has nothing to do with recent computerized regulators well known in the art.
일시적 온도차가 유착전 온도보다 그의 가장 바람직한 값에서 더 멀리 떨어져 있는 경우에는, 일시적 온도차를 우선으로 한다. 유착전 온도차가 그의 가장 바람직한 설정값보다 큰 경우에, 열교환기는 열전쌍(160)에 의해 관찰되는 분무 온도를 낮추도록 조절기(135)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전 온도차가 본 발명에 따른 그의 목적하는 설정값보다 작은 경우에, 열교환기는 분무 온도를 증가시키도록 조절기(35)에 의해 지시된다. 분무 온도의 상한치 및 하한치는 반응물, 반응 조건 등에 따라 달라진다. 예를 들면, 사이클로헥산의 아디프산으로의 산화 반응의 경우, 상한치는 바람직하게는 170℃ 이하, 더욱 바람직하게는 150℃ 이하로 유지되어야 하고, 하한치는 바람직하게는 50℃ 이상, 더욱 바람직하게는 70℃ 이상으로 유지되어야 한다.If the temporary temperature difference is further away from its most desirable value than the temperature before coalescence, the temporary temperature difference takes precedence. If the temperature difference before coalescence is greater than its most desirable set point, the heat exchanger is instructed by the regulator 135 to lower the spray temperature observed by the thermocouple 160. Likewise, if the temperature difference before coalescence is smaller than its desired set point according to the invention, the heat exchanger is instructed by the regulator 35 to increase the spray temperature. The upper and lower limits of the spraying temperature vary depending on the reactants, reaction conditions and the like. For example, in the case of oxidation of cyclohexane to adipic acid, the upper limit is preferably maintained at 170 ° C or lower, more preferably 150 ° C or lower, and the lower limit is preferably 50 ° C or higher, more preferably. Should be maintained above 70 ℃.
분무 온도의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 5 내지 10%의 분무 온도 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in spray temperature is preferably at a specific time, preferably in a spray temperature increment of 5 to 10%.
일시적 온도차가 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 대부분의 경우에는 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전의 일시적 온도차값을 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.After the temporary temperature difference is found to be within the most preferred range, in most cases it is continuously observed to be located near the median of the most preferred range. As in the previous embodiment, continuous observation and adjustment is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temporary temperature difference value before coalescence.
도 3에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(212)에는 그의 상부 단부(214) 근처의 분무화기(226) 및 그의 저부 단부(216) 근처에 위치한 시료 수집기(230)이 제공된다. 또한, 라인(236)을 통해 반응 챔버(212)와 연접되는 압축 펌프(263), 라인(236)내의 유동 계기(266), 산화제 공급 라인(247)에 한 측면상에서 연결된 기체 혼합 밸브(268) 및 기타의 기체 라인(249), 및 예를 들어 반응 챔버(212) 내부의 압력을 관찰하기 위한 압력 게이지(262)와 같은 압력 측정 장치가 제공된다. 액체 분산 고리(244)는 반응 챔버(212)의 격벽의 대략 중간에 도시되어 있으나, 격벽 상의 임의의 위치에 있을 수 있거나, 모두 함께 생략될 수도 있다. 시료 수집기(230)은 수집기내에 포집된 액적(248)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(254)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨), 라인(233)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 연결된다. 압력 게이지(262), 유동 계기(266), 및 전환율 모니터 또는 검측기(232)는 각각 입력 라인(262'), (266') 및 (231)을 통해 조절기(235)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(235)는 출력 라인(263')를 통해 압축 펌프(263)에, 출력 라인(268')를 통해 기체 혼합 밸브(268)에, 출력 라인(264')를 통해 밸브(264)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 조절기(235)는 압축 펌프(263), 기체 혼합 밸브(268) 및 밸브(264)를 조절하기 위해 적용된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(210)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the reaction chamber 212 is provided with a atomizer 226 near its upper end 214 and a sample collector 230 located near its bottom end 216. do. In addition, a gas mixing valve 268 connected on one side to the compression pump 263, the flow meter 266 in line 236, and the oxidant supply line 247, which are in contact with the reaction chamber 212 via line 236. And other gas lines 249 and pressure gauge devices such as, for example, pressure gauges 262 for observing the pressure inside the reaction chamber 212. The liquid dispersion ring 244 is shown approximately in the middle of the partition of the reaction chamber 212, but may be at any location on the partition or may be omitted together. The sample collector 230 monitors the conversion rate via line 233 to provide samples of the droplets 248 collected in the collector just before they adhere to the second liquid mass 254 (of course in the collector). Or connected to detector 232. Pressure gauge 262, flow gauge 266, and conversion rate monitor or detector 232 are preferably electrically connected to regulator 235 via input lines 262 ', 266', and 231, respectively. Connected. Again, regulator 235 is connected to compression pump 263 via output line 263 ', to gas mixing valve 268 via output line 268', and valve 264 through output line 264 '. Is preferably electrically connected. The regulator 235 is applied to regulate the compression pump 263, the gas mixing valve 268 and the valve 264. For the sake of clarity, basically only the members of the device 210 which illustrate this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 밸브(264)는 초기에는 닫혀있거나 오프 위치로 돌려져 있다. 기체 혼합 밸브(268)은 각각 라인(247) 및 (249)로부터 얻어지는, 불활성 기체에 대한 산화제의 소정의 비율(이 비율은 앞서 제2 함량으로서 정의된 총 기체내의 산화제의 함량을 결정함)을 압축 펌프(263)에 전달하도록 조절된다. 이어서, 반응 챔버(212)내의 목적하는 압력이 달성될 때까지 압축 펌프를 열어 둔다. 이 후, 압축 펌프를 열어둔 채로, 반응 챔버내의 목적하는 압력이 유지되는 정도로 밸브(264)을 열어 둔다. 유동 계기(266)으로부터 측정된 유동 속도(상기 정의한 바와 같이 제2 유동 속도가 기체의 유동 속도임)가 너무 큰 경우에, 펌프는 보다 낮은 속력으로 돌려지고 밸브(264)는 보다 낮은 제2 유동 속도에서 목적하는 압력이 유지되도록 덜 열린 위치로 돌려진다. 이것은 압력 및 제2 유동 속도가 모두 목적하는 값에 도달할 때까지 계속된다. 유동 계기(266)으로부터 측정된 제2 유동 속도가 너무 낮은 경우에, 펌프는 보다 높은 속력으로 돌려지고/지거나 밸브(264)는 보다 높은 제2 유동 속도에서 목적하는 압력이 유지되도록 더 많이 열린 위치로 돌려진다. 이것은 압력 및 제2 유동 속도가 모두 목적하는 값에 도달할 때까지 계속된다.In operation of this embodiment, the valve 264 is initially closed or turned to the off position. Gas mixing valve 268 measures a predetermined ratio of oxidant to inert gas, obtained from lines 247 and 249, respectively, which ratio determines the amount of oxidant in the total gas defined as the second content above. It is adjusted to deliver to the compression pump 263. The compression pump is then left open until the desired pressure in the reaction chamber 212 is achieved. Thereafter, with the compression pump open, the valve 264 is left open to the extent that the desired pressure in the reaction chamber is maintained. If the flow rate measured from the flow meter 266 (as defined above, the second flow rate is the flow rate of the gas) is too large, the pump is turned at a lower speed and the valve 264 has a lower second flow. It is turned to a less open position to maintain the desired pressure at speed. This continues until both the pressure and the second flow rate reach the desired values. If the second flow rate measured from the flow gauge 266 is too low, the pump will be turned at a higher speed and / or the valve 264 will be opened more open to maintain the desired pressure at the higher second flow rate. Is returned. This continues until both the pressure and the second flow rate reach the desired values.
압력 및 제2 유동 속도가 모두 이들의 초기의 목적하는 값을 갖게 된 후에, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 상술한 바와 같은 분무 온도로 가열된 후에 분무화기(226)에 의해 분무되어 다수의 액적(248)을 형성하는 방식으로 라인(242)를 통해 반응 챔버(212)로 유입된다.After both the pressure and the second flow rate have their initial desired values, the first liquid containing the first reactant (eg cyclohexane) is heated to the spray temperature as described above and then atomizer 226 ) Is introduced into reaction chamber 212 through line 242 in a manner that is sprayed by < RTI ID = 0.0 >
제1 액체가 분무되는 동시에, 산화제(사이클로헥산의 경우 바람직하게는 산소)를 함유하는 혼합된 기체가 반응 챔버(212)의 저부 단부(216) 근처에서 기체 유입물 공급 라인(236)을 통해 챔버(212)로 유입된다. 기체들의 목적하는 비율(앞서 논의한 바와 같은 제2 함량을 정의함)은 반응 및 조건에 따라 달라지며, 환경에 적합한 임의의 값을 가질 수 있다. 대부분의 경우에, 바람직한 산화제는 산소이고 기타의 기체는 예를 들면 질소 또는 이산화탄소와 같은 불활성 기체이다. 반응물, 용매, 미스트 등의 증기와 혼합된 오프 가스는 기체 출구 라인(225)를 통해 반응 챔버(212)로부터 배출되고 다음에 예시하는 바와 같이 처리된다.At the same time the first liquid is sprayed, a mixed gas containing an oxidant (preferably oxygen in the case of cyclohexane) is passed through the gas inlet supply line 236 near the bottom end 216 of the reaction chamber 212. Flows to 212. The desired ratio of gases (which defines the second content as discussed above) depends on the reaction and conditions and may have any value suitable for the environment. In most cases, the preferred oxidant is oxygen and other gases are inert gases such as, for example, nitrogen or carbon dioxide. Off gas mixed with vapors of reactants, solvents, mists, etc., is withdrawn from reaction chamber 212 via gas outlet line 225 and treated as illustrated below.
액적이 분무화기(226)으로부터 하향으로 떨어지면서 이들은 산화제(예: 산소)와 반응하기 시작한다. 제2 액체(254)는 이전의 실시태양에서와 같이 액체 출구(224)를 통해 바람직하게는 연속적으로 제거된다.As the droplets fall downward from atomizer 226 they begin to react with oxidants (eg oxygen). The second liquid 254 is preferably removed continuously through the liquid outlet 224 as in the previous embodiment.
도 1에 도시된 분리기(15)내에서 산화 생성물 및/또는 부산물이 제거된 후에, 제2 액체의 일부분은 라인(211')를 통해 액체 분산 고리(244)로 운반될 수 있고, 필요에 따라, 이것은 이전의 실시태양에서와 같이 두꺼운 막 또는 액체 커튼(245)의 형태로 분산된다.After the oxidation product and / or by-products are removed in separator 15 shown in FIG. 1, a portion of the second liquid may be conveyed through line 211 ′ to liquid dispersion ring 244, as desired. This is dispersed in the form of a thick film or liquid curtain 245 as in the previous embodiment.
액적(248)의 일부분은 시료 수집기(230)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(232)로 운반된다.A portion of the droplet 248 falls into the sample collector 230, from which they are conveyed to a conversion rate detector or monitor 232 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
유착전의 일시적 전환율 검측기 또는 모니터(232)내에서 얻어진 정보는 입력 라인(231)을 통해 컴퓨터화된 조절기(235)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 또한, 게이지(262)로부터 얻어진 반응 챔버내의 압력, 및 유동 계기(266)에 의해 측정된 라인(236)을 통한 기체의 유동 속도(제2 유동 속도)는 각각 입력 라인(262') 및 (266')를 통해 컴퓨터화된 조절기(235)에 공급된다. 상술한 바와 같이, 조절기(235)는 그의 출력 라인(263')를 통해 압축 펌프(263)을, 그의 출력 라인(264')를 통해 밸브(264)을, 그의 출력 라인(268')를 통해 기체 혼합 밸브(268)을 조절한다.The information obtained in the transient conversion rate detector or monitor 232 before coalescence is supplied to the computerized regulator 235 via input line 231, where this information is processed by techniques well known in the art. In addition, the pressure in the reaction chamber obtained from the gauge 262 and the flow rate (second flow rate) of the gas through the line 236 measured by the flow meter 266 are respectively determined by the input lines 262 ′ and 266. ') Is supplied to the computerized regulator 235. As described above, the regulator 235 receives the compression pump 263 through its output line 263 ', the valve 264 through its output line 264', and through its output line 268 '. Adjust gas mixing valve 268.
압축 펌프를 조절한다는 것은 조절기가 입력 라인(231), (266') 및 (262')로부터 얻어진 데이터를 기준으로 하여 압축 펌프의 압력 및 유동 출력을 변화시키도록 적용된다는 것을 의미한다(상기 데이터는 목적하는 프로그램에 따라 처리됨). 밸브(264)를 조절한다는 것은 조절기가 입력 라인(231), (266') 및 (262')로부터 얻어진 데이터를 기준으로 하여 상기 밸브(264)를 목적하는 정도로 열고/닫도록 한다는 것을 의미한다(상기 데이터는 목적하는 프로그램에 따라 처리됨). 기체 혼합 밸브(268)를 조절한다는 것은 조절기가 입력 라인(231), (266') 및 (262')로부터 얻어진 데이터를 기준으로 하여, 라인(247)에 의해 제공된 산화제와 라인(249)에 의해 제공된 기타의 기체(예: 불활성 기체)와의 혼합물이 목적하는 중량비로 압축 펌프(263)에 공급되도록 상기 밸브(268)을 조절한다는 것을 의미한다(상기 데이터는 목적하는 프로그램에 따라 처리됨). 컴퓨터화된 조절기의 프로그래밍은 당업계에 주지되어 있다.Adjusting the compression pump means that the regulator is adapted to change the pressure and flow output of the compression pump based on data obtained from input lines 231, 266 ′ and 262 ′ (the data being Processed according to the intended program). Adjusting the valve 264 means that the regulator opens / closes the valve 264 to a desired degree based on the data obtained from the input lines 231, 266 ′ and 262 ′ ( The data is processed according to the desired program). Regulating gas mixing valve 268 is based on data obtained from input lines 231, 266 ′, and 262 ′ by the oxidant and line 249 provided by line 247. It means that the valve 268 is adjusted such that a mixture with other gases provided (eg inert gas) is supplied to the compression pump 263 at the desired weight ratio (the data is processed according to the desired program). Programming of computerized regulators is well known in the art.
도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 실시태양에서 반응 챔버(212) 내부의 압력 및 제2 유동 속도를 측정할 수 있는 두 개의 부재는 압축 펌프(263)과 밸브(264)이다. 예를 들어 응축기(도시하지 않음), 기체 재순환 어셈블리(도시하지 않음) 등의 라인(225)내의 기타의 부재 역시 대부분 일시적으로 압력에 영향을 줄 수는 있으나, 이들은 명료성을 위하여 도 3에서 제외시켰다. 이들은 아래에서 논의될 것이다. 압축 펌프가 반응 챔버(212)에 보다 많은 기체를 분산시키고 밸브(264)가 더욱 많이 잠길수록, 반응 챔버 내부의 압력은 높아진다. 압축 펌프가 반응 챔버(212)에 보다 적은 기체를 분산시키고 밸브(264)가 더욱 많이 열릴수록, 반응 챔버 내부의 압력은 낮아진다. 물론, 압축 펌프(263)에 의한 기체의 유동 또는 전달 속도와 밸브(264)의 열림 정도는 반응 챔버 내부의 목적하는 압력이 달성되도록 조화되어야 한다.As can be seen in FIG. 3, in this embodiment the two members capable of measuring the pressure inside the reaction chamber 212 and the second flow rate are the compression pump 263 and the valve 264. Other members in line 225, such as, for example, condensers (not shown), gas recirculation assemblies (not shown), may also temporarily affect pressure in most cases, but are excluded from FIG. 3 for clarity. . These will be discussed below. As the compression pump distributes more gas into the reaction chamber 212 and the more the valve 264 is submerged, the pressure inside the reaction chamber becomes higher. As the compression pump distributes less gas into the reaction chamber 212 and more valves 264 are opened, the pressure inside the reaction chamber is lower. Of course, the flow or delivery rate of gas by the compression pump 263 and the degree of opening of the valve 264 must be matched to achieve the desired pressure inside the reaction chamber.
컴퓨터화된 조절기(235)내에 수용된 데이터는 여러 가지 방법 또는 이들의 조합에 의해 처리된 후에, 유착전의 일시적 전환율을 조절하고 이것이 유착전의 일시적 전환율 범위내에 유지되도록 사용될 수 있다.The data contained within computerized controller 235 may be used to adjust the temporal conversion rate prior to coalescence after processing by various methods or combinations thereof and to maintain it within the temporal conversion rate range prior to coalescence.
하나의 방법은 라인(236)을 통해 반응 챔버(212)에 유입되는 기체의 유동 속도(제2 유동 속도)를 변화시키는 것이다. 유착전의 일시적 전환율 모니터 또는 검측기(232)에서 측정된 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위보다 큰 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도를 감소시키도록 압축 펌프에 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 닫힌 또는 제한된 위치가 되어 압력 게이지(262)에 의해 측정되는 반응 챔버(212) 내부의 압력이 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 제2 유동 속도가 새롭게 목적하는 범위에 도달하고 압력이 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 의해 측정된 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위보다 더 작은 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도를 증가시키도록 압축 펌프에 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 열린 위치가 되어 압력 게이지(262)에 의해 측정되는 반응 챔버(212) 내부의 압력이 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 제2 유동 속도가 새롭게 목적하는 범위에 도달하고 압력이 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 어느 한 값에서 새로운 목적 값으로의 제2 유동 속도의 변화(증가 또는 감소)는 바람직하게는 5 내지 20%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 변화는 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 적어도 하나의 새로운 유착전의 일시적 전환율 측정치가 수용되기에 충분히 긴 시간 간격으로 컴퓨터화 조절기에 의해 지시되는 것이 바람직하다.One method is to change the flow rate (second flow rate) of the gas entering the reaction chamber 212 via line 236. Computerized regulator 235 is measured by flow meter 266 when the temporary conversion rate before pre-adhesion monitor or measured at detector 232 has a value greater than the desired temporary conversion rate range before pre-adhesion. The compression pump is instructed to reduce the second flow rate that is achieved. At the same time, valve 264 is instructed by regulator 235 such that the pressure within reaction chamber 212 measured by pressure gauge 262 is in a slightly more closed or restricted position. This continues until the second flow rate reaches a new desired range and the pressure is within the desired range. If the temporary conversion rate before pre-adhesion measured by the conversion rate monitor or detector 232 has a value smaller than the desired conversion range before pre-adhesion, the computerized regulator 235 is measured by the flow meter 266. Instruct the compression pump to increase the second flow rate. At the same time, the valve 264 is in a slightly more open position and is instructed by the regulator 235 such that the pressure inside the reaction chamber 212 measured by the pressure gauge 262 is within the desired range. This continues until the second flow rate reaches a new desired range and the pressure is within the desired range. The change (increase or decrease) in the second flow rate from either value to the new desired value is preferably such that it is in an increment ranging from 5 to 20%, more preferably from 5 to 10%. In addition, the change is preferably indicated by the computerized controller at a time interval long enough for the conversion rate monitor or detector 232 to accommodate at least one new pre-adhesion transient conversion rate measurement.
새롭게 달성된 제2 유동 속도하의 유착전의 일시적 전환율이 예정된 유착전의 일시적 전환율 범위내에 있지 않은 경우, 유착전의 일시적 전환율이 최종적으로 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위가 될 때까지 동일한 처리가 반복된다.If the temporary conversion rate before the coalescing under the newly achieved second flow rate is not within the predetermined temporary conversion rate range before the coalescence, the same process is repeated until the temporary conversion rate before the coalescence finally reaches the desired temporary conversion rate range before the coalescence.
다른 방법은 라인(236)을 통해 반응 챔버(212)로 유입되는 불활성 또는 기타의 기체에 대한 산화제의 비율을 변화시키는 것이다. 전환율 모니터 또는 검측기(232)에서 측정된 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위보다 큰 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 상기 비율을 감소시키도록 기체 혼합 밸브(268)에 지시한다. 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 의해 측정된 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위보다 더 작은 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 상기 비율을 증가시키도록 기체 혼합 밸브(268)에 지시한다. 어느 한 값에서 새로운 목적 값으로의 비율의 변화(증가 또는 감소)는 바람직하게는 5 내지 20%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 변화는 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 적어도 하나의 새로운 유착전의 일시적 전환율 측정치가 수용되기에 충분히 긴 시간 간격으로 컴퓨터화 조절기에 의해 지시되는 것이 바람직하다.Another method is to change the ratio of oxidant to inert or other gas entering the reaction chamber 212 via line 236. If the temporary conversion rate prior to coalescence measured at the conversion rate monitor or detector 232 has a value greater than the temporary conversion rate range before the desired coalescence, the computerized regulator 235 reduces the gas mixing valve 268 to reduce the ratio. ). If the temporary conversion rate prior to coalescence measured by the conversion rate monitor or detector 232 has a value less than the desired range of temporary conversions before coalescence, the computerized regulator 235 will increase the rate of gas mixing valve. (268). The change (increase or decrease) in the ratio from one value to the new desired value is preferably such that it is in the range of 5 to 20%, more preferably in the range of 5 to 10%. In addition, the change is preferably indicated by the computerized controller at a time interval long enough for the conversion rate monitor or detector 232 to accommodate at least one new pre-adhesion transient conversion rate measurement.
또 다른 방법은 반응 챔버(212)내의 기체의 압력을 변화시키는 것이며, 다수의 경우에 압력의 증가는 반응성을 실질적인 정도로 증가시킨다. 유착전의 일시적 전환율 모니터 또는 검측기(232)에서 측정된 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위보다 큰 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 압축 펌프에 감속을 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 열린 위치가 되어 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 압력이 새롭게 목적하는 값에 도달하고 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 의해 측정된 유착전의 일시적 전환율이 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위보다 더 작은 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 압축 펌프에 가속을 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 닫힌 위치가 되어 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 압력이 새롭게 목적하는 값에 도달하고 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 어느 한 값에서 새로운 목적 값으로의 압력의 변화(증가 또는 감소)는 바람직하게는 2 내지 20%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 변화는 전환율 모니터 또는 검측기(232)에 적어도 하나의 새로운 유착전의 일시적 전환율 측정치가 수용되기에 충분히 긴 시간 간격으로 컴퓨터화 조절기에 의해 지시되는 것이 바람직하다.Another method is to change the pressure of the gas in the reaction chamber 212, and in many cases increasing the pressure increases the reactivity to a substantial extent. Computerized regulator 235 instructs the compression pump to decelerate if the temporary conversion rate before pre-adhesion monitor or detector 232 has a value greater than the desired temporary conversion rate range before pre-adhesion. At the same time, valve 264 is in a slightly more open position and is instructed by regulator 235 such that the second flow rate measured by flow gauge 266 is within the desired range. This continues until the pressure reaches the new desired value and the second flow rate is within the desired range. Computerized regulator 235 instructs the compression pump to accelerate when the temporary conversion rate prior to coalescence measured by the conversion rate monitor or detector 232 has a value less than the desired range of temporary conversions before coalescence. At the same time, the valve 264 is in the slightly closed position and is instructed by the regulator 235 such that the second flow rate measured by the flow gauge 266 is within the desired range. This continues until the pressure reaches the new desired value and the second flow rate is within the desired range. The change in pressure (increase or decrease) from either value to the new desired value is preferably such that it is in an increment ranging from 2 to 20%, more preferably from 5 to 10%. In addition, the change is preferably indicated by the computerized controller at a time interval long enough for the conversion rate monitor or detector 232 to accommodate at least one new pre-adhesion transient conversion rate measurement.
새롭게 달성된 압력하의 유착전의 일시적 전환율이 예정된 유착전의 일시적 전환율 범위내에 있지 않은 경우, 유착전의 일시적 전환율이 최종적으로 목적하는 유착전의 일시적 전환율 범위가 될 때까지 동일한 처리가 반복된다.If the temporary conversion rate before the coalescence under the newly achieved pressure is not within the predetermined temporary conversion rate range before the coalescence, the same treatment is repeated until the temporary conversion rate before the coalescence finally reaches the desired temporary conversion rate range before the coalescence.
도 3A에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(212)에는 그의 상부 단부(214) 근처에 열전쌍(260)을 갖는 분무화기(226) 및 반응 챔버(212)의 저부 단부(216) 근처에 열전쌍(260a)가 제공된다. 열전쌍(260a)는 액적(248)이 제2 액체 덩어리(254) 상에 유착되기 전에 액적의 온도를 제공하기 위하여 입력 라인(260')를 통해 조절기(235)에 연결된다. 압력 제이지(262), 유동 계기(266), 열전쌍(260) 및 열전쌍(260a)는 각각 입력 라인(262'), (266'), (260') 및 (260a')를 통해 조절기(235)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 조절기(265)는 출력 라인(263')를 통해 압축 펌프(263)에, 출력 라인(268')를 통해 기체 혼합 밸브(268)에, 출력 라인(264')를 통해 밸브(264)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 조절기(235)는 압축 펌프(263), 기체 혼합 밸브(268), 및 밸브(264)를 조절하기 위해 적용된다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 3A, the reaction chamber 212 includes a nebulizer 226 having a thermocouple 260 near its upper end 214 and a bottom end 216 of the reaction chamber 212. The thermocouple 260a is provided near (). Thermocouple 260a is connected to regulator 235 via input line 260 'to provide the temperature of the droplet before droplet 248 adheres to second liquid mass 254. Pressure gauge 262, flow gauge 266, thermocouple 260, and thermocouple 260a are connected to regulator 235 via input lines 262 ', 266', 260 'and 260a', respectively. Is preferably electrically connected. As in the previous embodiment, the regulator 265 is connected to the compression pump 263 via the output line 263 ', to the gas mixing valve 268 via the output line 268', and to the output line 264 '. It is preferably electrically connected to the valve 264 via. The regulator 235 is applied to regulate the compression pump 263, the gas mixing valve 268, and the valve 264.
이 실시태양의 조작은 이전의 실시태양의 조작과 상당히 유사하며, 이 경우에 측정값은 일시적 온도차 또는 유착전 온도 또는 이들의 조합이라는 점이 다르다.The operation of this embodiment is quite similar to that of the previous embodiment, except that the measured value is a temporary temperature difference or a temperature before coalescence or a combination thereof.
액적(248)의 일부분은 이들의 온도를 전기 신호 형태로 측정하는 열전쌍(260a) 위로 떨어지고, 이것은 입력 라인(260a')를 통해 컴퓨터화된 조절기(235)에 공급되며, 여기서 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 또한, 분무화기(226)내의 분무 온도는 또다른 전기 신호 형태로 열전쌍(260)에 의해 측정되고, 이것은 입력 라인(260')를 통해 컴퓨터화된 조절기(235)에 공급되며, 여기서 조절기(235)가 수용한 나머지 정보와 함께 처리된다.A portion of droplet 248 falls above thermocouple 260a, which measures their temperature in the form of an electrical signal, which is supplied to input computer 260a 'through input line 260a', which is well known in the art. Is processed by technology. In addition, the spray temperature in atomizer 226 is measured by thermocouple 260 in the form of another electrical signal, which is supplied via input line 260 'to computerized regulator 235 where regulator 235 ) Is processed along with the rest of the information it accepts.
컴퓨터화된 조절기(235)에 수용된 데이터는 여러 가지 방법 또는 이들의 조합에 의해 처리된 후에, 유착전 온도 및/또는 일시적 온도차를 조절하고 이것이 그들 각각의 예정된 범위내에 유지되도록 사용될 수 있다.The data contained in computerized regulator 235 may be used to adjust pre-adhesion temperatures and / or transient temperature differences after processing by various methods or combinations thereof and to maintain them within their respective predetermined ranges.
하나의 방법은 라인(236)을 통해 반응 챔버(212)에 유입되는 기체의 유동 속도(제2 유동 속도)를 변화시키는 것이다. 우세한 결정인자가 목적하는 각각의 예정 범위보다 큰 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도를 감소시키도록 압축 펌프에 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 닫힌 또는 제한된 위치가 되어 압력 게이지(262)에 의해 측정되는 반응 챔버(212) 내부의 압력이 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 제2 유동 속도가 새롭게 목적하는 범위에 도달하고 압력이 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 우세한 결정인자가 각각의 예정 범위보다 더 작은 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도를 증가시키도록 압축 펌프에 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 열린 위치가 되어 압력 게이지(262)에 의해 측정되는 반응 챔버(212) 내부의 압력이 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 제2 유동 속도가 새롭게 목적하는 범위에 도달하고 압력이 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 어느 한 값에서 새로운 목적 값으로의 제2 유동 속도의 변화(증가 또는 감소)는 바람직하게는 5 내지 20%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 변화는 목표 초과를 막기 위한 적합한 평형을 고려하기에 충분히 긴 시간 간격으로 컴퓨터화 조절기에 의해 지시되는 것이 바람직하다.One method is to change the flow rate (second flow rate) of the gas entering the reaction chamber 212 via line 236. If the predominant determinant is greater than each desired range desired, then the computerized regulator 235 instructs the compression pump to reduce the second flow rate measured by flow gauge 266. At the same time, valve 264 is instructed by regulator 235 such that the pressure within reaction chamber 212 measured by pressure gauge 262 is in a slightly more closed or restricted position. This continues until the second flow rate reaches a new desired range and the pressure is within the desired range. If the predominant determinant has a value less than each predetermined range, the computerized regulator 235 instructs the compression pump to increase the second flow rate measured by the flow gauge 266. At the same time, the valve 264 is in a slightly more open position and is instructed by the regulator 235 such that the pressure inside the reaction chamber 212 measured by the pressure gauge 262 is within the desired range. This continues until the second flow rate reaches a new desired range and the pressure is within the desired range. The change (increase or decrease) in the second flow rate from either value to the new desired value is preferably such that it is in an increment ranging from 5 to 20%, more preferably from 5 to 10%. In addition, the change is preferably indicated by the computerized regulator at a time interval long enough to allow for a suitable equilibrium to prevent exceeding the target.
새롭게 달성된 제2 유동 속도하의 우세한 결정인자가 각각의 예정된 범위내에 있지 않은 경우, 우세한 결정인자가 최종적으로 목적하는 예정 범위가 될 때까지 동일한 처리가 반복된다.If the predominant determinant under the newly achieved second flow rate is not within each predetermined range, the same process is repeated until the predominant determinant finally reaches the desired predetermined range.
다른 방법은 라인(236)을 통해 반응 챔버(212)로 유입되는 불활성 또는 기타의 기체에 대한 산화제의 비율을 변화시키는 것이다. 우세한 결정인자가 목적하는 각각의 예정 범위보다 큰 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 상기 비율을 감소시키도록 기체 혼합 밸브(268)에 지시한다. 우세한 결정인자가 목적하는 각각의 예정 범위보다 더 작은 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 상기 비율을 증가시키도록 기체 혼합 밸브(268)에 지시한다. 어느 한 값에서 새로운 목적 값으로의 비율의 변화(증가 또는 감소)는 바람직하게는 5 내지 20%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 변화는 목표 초과를 막기 위한 적합한 평형을 고려하기에 충분히 긴 시간 간격으로 컴퓨터화 조절기에 의해 지시되는 것이 바람직하다.Another method is to change the ratio of oxidant to inert or other gas entering the reaction chamber 212 via line 236. If the predominant determinant has a value greater than each desired range desired, then the computerized regulator 235 instructs gas mixing valve 268 to reduce the ratio. If the predominant determinant has a value smaller than each desired range desired, then the computerized regulator 235 instructs gas mixing valve 268 to increase the ratio. The change (increase or decrease) in the ratio from one value to the new desired value is preferably such that it is in the range of 5 to 20%, more preferably in the range of 5 to 10%. In addition, the change is preferably indicated by the computerized regulator at a time interval long enough to allow for a suitable equilibrium to prevent exceeding the target.
또 다른 방법은 반응 챔버(212)내의 기체의 압력을 변화시키는 것이며, 다수의 경우에 압력의 증가는 반응성을 실질적인 정도로 증가시킨다. 우세한 결정인자가 목적하는 각각의 예정 범위보다 큰 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 압축 펌프에 감속을 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 열린 위치가 되어 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 압력이 새롭게 목적하는 값에 도달하고 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 우세한 결정인자가 목적하는 각각의 예정 범위보다 더 작은 값을 갖는 경우에, 컴퓨터화된 조절기(235)는 압축 펌프에 가속을 지시한다. 이와 동시에, 밸브(264)는 약간 더 닫힌 위치가 되어 유동 계기(266)에 의해 측정되는 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 되도록 조절기(235)에 의해 지시된다. 이것은 압력이 새롭게 목적하는 값에 도달하고 제2 유동 속도가 목적하는 범위내가 될 때까지 계속된다. 어느 한 값에서 새로운 목적 값으로의 압력의 변화(증가 또는 감소)는 바람직하게는 2 내지 20%, 더욱 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분이 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 변화는 목표 초과를 막기 위한 적합한 평형을 고려하기에 충분히 긴 시간 간격으로 컴퓨터화 조절기에 의해 지시되는 것이 바람직하다.Another method is to change the pressure of the gas in the reaction chamber 212, and in many cases increasing the pressure increases the reactivity to a substantial extent. If the predominant determinant has a value greater than each desired range desired, the computerized regulator 235 instructs the compression pump to decelerate. At the same time, valve 264 is in a slightly more open position and is instructed by regulator 235 such that the second flow rate measured by flow gauge 266 is within the desired range. This continues until the pressure reaches the new desired value and the second flow rate is within the desired range. When the predominant determinant has a value smaller than each desired range desired, the computerized regulator 235 directs the compression pump to acceleration. At the same time, the valve 264 is in the slightly closed position and is instructed by the regulator 235 such that the second flow rate measured by the flow gauge 266 is within the desired range. This continues until the pressure reaches the new desired value and the second flow rate is within the desired range. The change in pressure (increase or decrease) from either value to the new desired value is preferably such that it is in an increment ranging from 2 to 20%, more preferably from 5 to 10%. In addition, the change is preferably indicated by the computerized regulator at a time interval long enough to allow for a suitable equilibrium to prevent exceeding the target.
새롭게 달성된 압력하의 우세한 결정인자가 목적하는 각각의 예정 범위내에 있지 않은 경우, 우세한 결정인자가 최종적으로 목적하는 범위가 될 때까지 동일한 처리가 반복된다.If the predominant determinant under newly achieved pressure is not within each of the desired predetermined ranges, the same processing is repeated until the predominant determinant finally reaches the desired range.
상술한 바람직한 프로그램 규칙 및 번복 프로그램 규칙이 이 실시태양 또는 기타의 실시태양에서 적용된다.The preferred program rules and the reverse program rules described above apply in this or other embodiments.
도 4에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(312)에는 그의 상부 단부(314) 근처의 분무화기(326) 및 그의 저부 단부(316) 근처에 위치한 시료 수집기(330)이 제공된다. 또한, 제1 함량의 제1 반응물을 갖는 라인(342)내의 제1 액체를 생성하기 위하여 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물과 라인(371)로부터 제공되는 기타의 액체를 혼합하기 위한 반웅물 혼합 밸브(369)도 제공된다. 시료 수집기(330)은 수집기내에 포집된 액적(348)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(354)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨) 시료 라인(333)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(332)에 연결된다. 전환율 모니터 또는 검측기(332)는 유착전의 일시적 전환율 정보를 전달하기 위하여 입력 라인(331)을 통해 조절기(335)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(335)는 반응물 혼합 밸브(369)를 조절하기 위하여 출력 라인(369')를 통해 상기 반응물 혼합 밸브(369)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(310)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the reaction chamber 312 is provided with a atomizer 326 near its upper end 314 and a sample collector 330 located near its bottom end 316. do. Also, a semi-agitator for mixing the first reactant provided from line 370 with the other liquid provided from line 371 to produce a first liquid in line 342 having a first reactant of the first content. Mixing valve 369 is also provided. The sample collector 330 monitors the conversion rate through the sample line 333 to provide a sample of the droplets 348 collected in the collector just before they adhere to the second liquid mass 354 (of course, in the collector). Or connected to detector 332. The conversion rate monitor or detector 332 is preferably electrically connected to the regulator 335 via an input line 331 to convey temporary conversion rate information prior to coalescence. Again, regulator 335 is preferably electrically connected to reactant mixing valve 369 via output line 369 'to regulate reactant mixing valve 369. For the sake of clarity, basically only the members of the apparatus 310 illustrating this embodiment and its manipulations are shown.
이 실시태양의 조작에서, 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물과 라인(371)로부터 제공되는 기타의 액체는 라인(342)내의 제1 액체가 제1 함량의 제1 반응물을 갖도록 상기 액체를 제조하기 위하여 반응물 혼합 밸브(369)에 의해 조절된 비율로 혼합된다. 라인(371)로부터 제공되는 액체는 용매, 촉매, 촉진제, 개시제, 재순환된 성분, 제1 반응물 등을 함유할 수 있다. 라인(371)로부터 제공되는 액체가 제1 반응물을 함유하는 경우에는, 라인(342)내의 제1 반응물의 제1 함량을 결정하는데 있어서 이들 액체중의 제1 반응물의 함량을 고려하여, 반응물 혼합 밸브(369)가 라인(370)로부터의 제1 반응물을 그에 알맞게 더 적은 양으로 허용하도록 해야 한다.In operation of this embodiment, the first reactant provided from line 370 and the other liquids provided from line 371 may cause the first liquid in line 342 to contain the liquid such that the first liquid in line 342 has a first reactant of a first content. The mixing is carried out at a controlled rate by the reactant mixing valve 369 to produce. The liquid provided from line 371 may contain a solvent, a catalyst, an accelerator, an initiator, a recycled component, a first reactant, and the like. If the liquid provided from line 371 contains a first reactant, the reactant mixing valve, taking into account the content of the first reactant in these liquids in determining the first content of the first reactant in line 342 It should be noted that 369 should allow the first reactant from line 370 in a smaller amount as appropriate.
액적이 분무화기(326)으로부터 하향으로 떨어지면서 이들은 산화제(예: 산소)와 반응하기 시작한다. 제2 액체(354)는 이전의 실시태양에서와 같이 액체 출구 라인(324)를 통해 바람직하게는 연속적으로 제거된다.As the droplets drop downward from atomizer 326 they begin to react with oxidants (eg oxygen). The second liquid 354 is preferably removed continuously through the liquid outlet line 324 as in the previous embodiment.
액적(348)의 일부분은 시료 수집기(330)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(332)를 향해 운반된다.A portion of the droplet 348 falls into the sample collector 330, from which they are conveyed towards the conversion rate detector or monitor 332 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
전환율 검측기 또는 모니터(332)에서 얻어진 정보는 입력 라인(331)을 통해 컴퓨터화된 조절기(335)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(335)는 출력 라인(369')를 통해 반응물 혼합 밸브를 조절한다.The information obtained from the conversion rate detector or monitor 332 is supplied to computerized regulator 335 via input line 331, where this information is processed by techniques well known in the art. Regulator 335 regulates the reactant mixing valve through output line 369 '.
유착전의 일시적 전환율이 상기 정의된 바와 같은 유착전의 일시적 전환율 범위를 초과하는 경우에, 반응물 혼합 밸브(369)는 라인(371)로부터 공급되는 액체에 대한 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물의 비율을 증가시킴으로써 제1 반응물을 증가시키도록 조절기(335)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전의 일시적 전환율이 본 발명에 따른 유착전의 일시적 전환율 범위 미만인 경우에, 반응물 혼합 밸브(369)는 라인(371)로부터 공급되는 액체에 대한 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물의 비율을 감소시킴으로써 제1 반응물을 감소시키도록 조절기(335)에 의해 지시된다.If the transient conversion before coalescence exceeds the temporary conversion range before coalescence as defined above, reactant mixing valve 369 provides a ratio of the first reactant provided from line 370 to the liquid supplied from line 371. Instructed by regulator 335 to increase the first reactant by increasing. Likewise, if the temporary conversion rate before coalescence is less than the temporary conversion rate range before coalescence according to the present invention, reactant mixing valve 369 may provide a ratio of the first reactant provided from line 370 to the liquid supplied from line 371. Instructed by regulator 335 to reduce the first reactant by decreasing.
제1 함량의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 제1 함량 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in the first content is preferably at a specific time in the first content increment, preferably in the range of 5 to 10%.
유착전의 일시적 전환율이 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 유착전의 일시적 전환율은 대부분의 경우에 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전의 일시적 전환율을 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다. 소정의 프로그램에 따라 컴퓨터화 조절기에 의해 조절되고 액체의 비율을 조절하는 밸브는 당업계에 주지되어 있다.After the temporary conversion rate before coalescence is found to be within the most preferred range, the temporary conversion rate before coalescence is observed in most cases to be located somewhere near the median of the most preferred range. As in the previous embodiment, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temporal conversion before coalescence. Valves that are controlled by computerized regulators and that control the proportion of liquid in accordance with certain programs are well known in the art.
도 4A에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(312)에는 저부 단부(316) 근처에 위치하고 차폐물(390)에 의해 차폐되는 열전쌍(360a)가 제공된다. 열전쌍(360a)는 유착전 온도 데이터를 제공하기 위해 입력 라인(360a')를 통해 조절기(335)에 전기적으로 연결된다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 4A, the reaction chamber 312 is provided with a thermocouple 360a located near the bottom end 316 and shielded by a shield 390. Thermocouple 360a is electrically connected to regulator 335 through input line 360a 'to provide temperature data prior to coalescence.
이 실시태양의 조작에서, 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물과 라인(371)로부터 제공되는 기타의 액체는 라인(342)내의 제1 액체가 제1 함량의 제1 반응물을 갖도록 상기 액체를 제조하기 위하여 반응물 혼합 밸브(369)에 의해 조절된 비율로 혼합된다.In operation of this embodiment, the first reactant provided from line 370 and the other liquids provided from line 371 may cause the first liquid in line 342 to contain the liquid such that the first liquid in line 342 has a first reactant of a first content. The mixing is carried out at a controlled rate by the reactant mixing valve 369 to produce.
상기 실시태양에서 설명된 바와 같이 제조 및 처리된 액적(348)의 일부분은 열전쌍(360a) 위로 떨어지고, 이들의 온도가 상기 열전쌍에 의해 측정되어 입력 라인(360a')를 통해 조절기(335)에 제공되고, 여기서 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(335)는 출력 라인(369')를 통해 반응물 혼합 밸브를 조절한다.A portion of the droplets 348 prepared and processed as described in this embodiment falls above the thermocouple 360a and their temperature is measured by the thermocouple and provided to the regulator 335 through the input line 360a '. And are treated by techniques well known in the art. Regulator 335 regulates the reactant mixing valve through output line 369 '.
유착전 온도가 상기 정의된 바와 같은 유착전 온도 범위를 초과하는 경우에, 반응물 혼합 밸브(369)는 라인(371)로부터 공급되는 액체에 대한 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물의 비율을 감소시킴으로써 제1 반응물을 감소시키도록 조절기(335)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전 온도가 본 발명에 따른 유착전 온도 범위 미만인 경우에, 반응물 혼합 밸브(369)는 라인(371)로부터 공급되는 액체에 대한 라인(370)으로부터 제공되는 제1 반응물의 비율을 증가시킴으로써 제1 반응물을 증가시키도록 조절기(335)에 의해 지시된다.If the pre-sorption temperature exceeds the pre-sorption temperature range as defined above, the reactant mixing valve 369 reduces the ratio of the first reactant provided from line 370 to the liquid supplied from line 371. By the regulator 335 to reduce the first reactant. Likewise, when the pre-sorption temperature is below the pre-sorption temperature range according to the present invention, the reactant mixing valve 369 may increase the ratio of the first reactant provided from line 370 to the liquid supplied from line 371. Instructed by regulator 335 to increase the first reactant.
유착전 온도가 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 상기 유착전 온도는 대부분의 경우에 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다.After the pre-adhesion temperature is found to be within the most preferred range, the pre-adhesion temperature is observed continuously in most cases to be located somewhere near the median of the most preferred range.
도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(412)에는 그의 상부 단부(414) 근처의 분무화기(426) 및 그의 저부 단부(416) 근처에 위치한 시료 수집기(430)이 제공된다. 분무화기(426)은 기체에 의해 또는 바람직하게는 기체를 필요로 하지 않고(일반적으로 당업계에서는 무공기식으로 부름) 작동될 수 있다. 이 실시태양의 분무화기(426)은 조정기(472)를 통해 액적 크기 또는 직경을 마음대로 조절하도록 적용된다. 이러한 분무화기는 당업계에 주지되어 있다. 예를 들어, 액적 직경은 분무화되는 액체의 압력을 변화시키거나, 오리피스 크기를 변화시키거나, 초음파 또는 기타의 펄스 작동식 분무화기의 경우 주파수 및/또는 세기를 변화시키거나, 기체 작동식 분무화기의 경우 기체의 압력을 변화시키거나, 원심분리식 분무화기의 경우 회전 또는 속력을 변화시키는 등에 의해 변화시킬 수 있다. 본 발명의 목적상, 조정기(472)는 액적의 평균 직경을 조절하는 분무화기의 임의의 변수 파라미터를 조절가능하게 변화시키는데 적용되는, 당업계에 주지된 임의의 장치를 나타낸다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the reaction chamber 412 is provided with a atomizer 426 near its upper end 414 and a sample collector 430 located near its bottom end 416. do. Atomizer 426 may be operated by gas or preferably without requiring gas (generally called airless in the art). Atomizer 426 of this embodiment is adapted to adjust droplet size or diameter at will through regulator 472. Such atomizers are well known in the art. For example, droplet diameter can change the pressure of the liquid being atomized, change the orifice size, change the frequency and / or intensity in the case of ultrasonic or other pulsed atomizers, or gas-operated atomizations. In the case of a firearm, the pressure of the gas may be changed, or in the case of a centrifugal atomizer, the rotation or the speed may be changed. For the purposes of the present invention, regulator 472 represents any device known in the art that is adapted to controllably vary any variable parameter of the atomizer that controls the average diameter of the droplets.
시료 수집기(430)은 액적(448)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(454)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨) 시료 라인(433)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(432)에 연결된다. 전환율 모니터 또는 검측기(432)는 유착전의 일시적 전환율 정보를 전달하기 위하여 입력 라인(431)을 통해 조절기(435)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(435)는 조정기(472)를 조절하기 위하여 출력 라인(472')를 통해 상기 조정기(472)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(410)의 부재들만을 도시한다.The sample collector 430 provides a conversion rate monitor or detector (not shown) via the sample line 433 to provide the samples of the droplets 448 just before they adhere to the second liquid mass 454 (of course, in the collector). 432). Conversion rate monitor or detector 432 is preferably electrically connected to regulator 435 via input line 431 to convey temporary conversion rate information prior to coalescence. Again, the regulator 435 is preferably electrically connected to the regulator 472 via an output line 472 ′ to adjust the regulator 472. For the sake of clarity, basically only the members of the device 410 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(426)에 의해 분무되어 다수의 액적(448)을 형성시키는 방식으로 라인(442)를 통해 반응 챔버(412)에 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) is reacted through line 442 in a manner that is atomized by atomizer 426 to form multiple droplets 448. Flows into the chamber 412.
액적(448)의 일부분은 시료 수집기(430)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(432)를 향해 운반된다.A portion of the droplet 448 falls into the sample collector 430, from which they are conveyed towards the conversion rate detector or monitor 432 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
전환율 검측기 또는 모니터(432)에서 얻어진 정보는 입력 라인(431)을 통해 컴퓨터화된 조절기(435)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(435)는 출력 라인(472')를 통해 조정기(472)를 조절한다.Information obtained from the conversion rate detector or monitor 432 is supplied to the computerized regulator 435 via input line 431, where this information is processed by techniques well known in the art. Regulator 435 regulates regulator 472 via output line 472 '.
유착전의 일시적 전환율이 상기 정의된 바와 같은 유착전의 일시적 전환율 범위를 초과하는 경우에, 조정기(472)는 액적의 평균 직경을 증가시키도록 조절기(435)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전의 일시적 전환율이 본 발명에 따른 유착전의 일시적 전환율 범위 미만인 경우에, 조정기(472)는 액적의 평균 직경을 감소시키도록 조절기(435)에 의해 지시된다.If the temporary conversion rate before coalescence exceeds the temporary conversion rate range as defined above, regulator 472 is instructed by regulator 435 to increase the average diameter of the droplets. Likewise, when the temporary conversion rate before coalescence is less than the temporary conversion rate range before coalescence according to the present invention, regulator 472 is directed by regulator 435 to reduce the average diameter of the droplets.
액적 직경의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 10 내지 20% 범위의 평균 액적 직경 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in droplet diameter is preferably at a specific time, preferably in an average droplet diameter increment in the range of 10-20%.
유착전의 일시적 전환율이 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 유착전의 일시적 전환율은 대부분의 경우에 상기 가장 바람직한 범위의 중간값(예: 약 40%) 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전의 일시적 전환율값을 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.After it has been found that the temporal conversion before coalescence is within the most desirable range, the temporal conversion before coalescence is, in most cases, continuously observed to be somewhere near the median of the most preferred range (eg about 40%). As in the previous embodiment, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temporary conversion rate before coalescence.
장치(410)은 라인(474')를 통해 화상 분석기(476)에 연결되어 있는, 바람직하게는 광학 섬유 형태의 임의의 모니터(474)를 임의로 포함할 수 있다(상기 화상 분석기는 다시 라인(476')를 통해 컴퓨터화된 조절기(435)에 연결됨). 이 실시태양의 조작에서, 화상 분석기(476)은 광학 모니터(474)로부터 수용된 화상으로부터 평균 액적 직경을 측정하고, 이 정보를 조절기(435)로 보내며, 이 조절기는 상기 정보를 나머지의 처리된 데이터에 결합시켜서, 예를 들어 조정기(472)에 의해 지시된 변화를 그의 결과로 얻어진 액적 크기 변화와 비교함으로써, 평균 액적 직경을 보다 잘 조절할 수 있도록 한다.The device 410 may optionally include any monitor 474, preferably in the form of an optical fiber, connected to the image analyzer 476 via a line 474 ′ (the image analyzer may in turn be a line 476). ') To the computerized regulator 435). In operation of this embodiment, the image analyzer 476 measures the average droplet diameter from the image received from the optical monitor 474 and sends this information to the controller 435, which sends this information to the rest of the processed data. In combination with, for example, the change indicated by the adjuster 472 with the resulting drop size change, allowing for better control of the average drop diameter.
도 5A에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 열전쌍(460a)는 유착전 온도 정보를 운반하기 위해 입력 라인(460a')를 통해 바람직하게는 전기적으로 조절기(435)에 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(435)는 조정기(472)를 조절하기 위하여 출력 라인(472')를 통해 상기 조정기(472)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(410)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 5A, thermocouple 460a is preferably electrically connected to regulator 435 via input line 460a 'to carry pre-bonding temperature information. Again, the regulator 435 is preferably electrically connected to the regulator 472 via an output line 472 ′ to adjust the regulator 472. For the sake of clarity, basically only the members of the device 410 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(426)에 의해 분무되어 다수의 액적(448)을 형성시키는 방식으로 라인(442)를 통해 반응 챔버(412)에 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) is reacted through line 442 in a manner that is atomized by atomizer 426 to form multiple droplets 448. Flows into the chamber 412.
액적(448)의 일부분은 열전쌍(460a) 위로 떨어지고 이들의 온도가 측정되며 입력 라인(460a')를 통해 컴퓨터화된 조절기(435)에 제공되어 여기서 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(435)는 출력 라인(472')를 통해 조정기(472)를 조절한다.A portion of droplet 448 falls over thermocouple 460a and their temperature is measured and provided to computerized regulator 435 via input line 460a 'and processed by techniques well known in the art. Regulator 435 regulates regulator 472 via output line 472 '.
유착전 온도가 상기 정의된 바와 같은 유착전 온도 범위를 초과하는 경우에, 조정기(472)는 액적의 평균 직경을 증가시키도록 조절기(435)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전 온도가 본 발명에 따른 예정된 유착전 온도 범위 미만인 경우에, 조정기(472)는 액적의 평균 직경을 감소시키도록 조절기(435)에 의해 지시된다.If the pre-adhesion temperature exceeds the pre-adhesion temperature range as defined above, the regulator 472 is directed by the regulator 435 to increase the average diameter of the droplets. Likewise, when the pre-adhesion temperature is below the predetermined pre-adhesion temperature range in accordance with the present invention, the regulator 472 is directed by the regulator 435 to reduce the average diameter of the droplets.
액적 직경의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 10 내지 20% 범위의 평균 액적 직경 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in droplet diameter is preferably at a specific time, preferably in an average droplet diameter increment in the range of 10-20%.
유착전 온도가 가장 바람직한 범위(예: 특정 조건하에 사이클로헥산을 아디프산으로 전환시키는 경우에는 90 내지 120℃)내인 것으로 밝혀진 후에, 상기 유착전 온도는 대부분의 경우에 상기 가장 바람직한 범위의 중간값(예: 약 120℃) 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전 온도를 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다. 소정의 프로그램에 따라 컴퓨터화 조절기에 의해 조절되고 액체의 비율을 조절하는 밸브는 당업계에 주지되어 있다.After it has been found that the temperature before coalescence is within the most preferred range (e.g. 90 to 120 ° C. when converting cyclohexane to adipic acid under certain conditions), the temperature before coalescence is in most cases the median of the most preferred range. Observed continuously to be located somewhere near (eg about 120 ° C.). As in the previous embodiment, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temperature before coalescence. Valves that are controlled by computerized regulators and that control the proportion of liquid in accordance with certain programs are well known in the art.
도 6에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(512)에는 그의 상부 단부(514) 근처의 분무화기(526) 및 그의 저부 단부(516) 근처에 위치한 시료 수집기(530)이 제공된다. 또한, 라인(542)내의 제1 액체의 제1 유동을 조절하기 위한 제1 액체 펌프(577), 및 라인(542)내의 제1 액체의 제1 유동 속도를 측정하기 위한 유동 계기(578)이 제공된다. 유동 계기(578)은 일력 라인(578')를 통해 컴퓨터화된 조절기(535)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 시료 수집기(530)은 액적(548)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(554)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨) 시료 라인(533)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(532)에 연결된다. 전환율 모니터 또는 검측기(532)는 유착전의 일시적 전환율 정보를 전달하기 위하여 입력 라인(531)을 통해 조절기(535)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(535)는 제1 액체 펌프(577)을 조절하기 위하여 출력 라인(577')를 통해 상기 제1 액체 펌프(577)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(510)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 6, the reaction chamber 512 is provided with a atomizer 526 near its upper end 514 and a sample collector 530 located near its bottom end 516. do. Also, a first liquid pump 577 for regulating a first flow of the first liquid in line 542, and a flow meter 578 for measuring the first flow rate of the first liquid in line 542. Is provided. Flow gauge 578 is preferably electrically connected to computerized regulator 535 via work line 578 '. The sample collector 530 uses a conversion rate monitor or detector through a sample line 533 to provide a sample of the droplets 548 just before they adhere to the second liquid mass 554 (of course in the collector). 532). The conversion rate monitor or detector 532 is preferably electrically connected to the regulator 535 via an input line 531 to convey temporary conversion rate information prior to coalescence. Again, the regulator 535 is preferably electrically connected to the first liquid pump 577 via an output line 577 'to regulate the first liquid pump 577. For the sake of clarity, basically only the members of the apparatus 510 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 액체 펌프(577)은 라인 (542)내의 제1 액체를 목적하는 제1 유동 속도로 펌프질한다. 이렇게 하여, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 제1 함량으로 함유하는 제1 액체는 분무화기(526)에 의해 분무되어 다수의 액적(548)을 형성시키는 방식으로 라인(542)를 통해 반응 챔버(512)에 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid pump 577 pumps the first liquid in line 542 at the desired first flow rate. In this way, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) in a first content is reacted through line 542 in a manner that is atomized by atomizer 526 to form a plurality of droplets 548. Flows into the chamber 512.
액적(548)의 일부분은 시료 수집기(530)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(532)를 향해 운반된다.A portion of the droplet 548 falls into the sample collector 530, from which they are conveyed towards the conversion rate detector or monitor 532 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
전환율 검측기 또는 모니터(532)에서 얻어진 정보는 입력 라인(531)을 통해 컴퓨터화된 조절기(535)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 또한, 유동 계기(578)로부터 얻어진 유동 속도 측정값은 조절기(535)에 공급되고 라인(531)로부터 수용되는 정보와 함께 처리된다. 조절기(535)는 다시 프로그램화된 방법으로 제1 액체의 유동 속도를 증가 또는 감소시키는 방식으로 출력 라인(577')를 통해 제1 액체 펌프(577)을 조절한다.Information obtained from the conversion rate detector or monitor 532 is supplied to the computerized regulator 535 via input line 531, where this information is processed by techniques well known in the art. In addition, flow velocity measurements obtained from flow gauge 578 are processed with information supplied to regulator 535 and received from line 531. The regulator 535 regulates the first liquid pump 577 through the output line 577 'in a manner that increases or decreases the flow rate of the first liquid in a reprogrammed manner.
유착전의 일시적 전환율이 상기 정의된 바와 같은 유착전의 일시적 전환율 범위를 초과하는 경우에, 제1 액체 펌프(577)은 예를 들면 펌프 작용을 증가시킴으로써 제1 유동 속도를 증가시키도록 조절기(535)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전의 일시적 전환율이 상기 정의된 바와 같은 유착전의 일시적 전환율 범위 미만인 경우에, 제1 액체 펌프(577)은 예를 들면 펌프 작용을 감소킴으로써 제1 유동 속도를 감소키도록 조절기(535)에 의해 지시된다.When the temporary conversion rate before coalescence exceeds the temporary conversion rate range as defined above, the first liquid pump 577 is provided to the regulator 535 to increase the first flow rate, for example by increasing the pump action. Is indicated by Likewise, when the temporary conversion rate before coalescence is less than the temporary conversion rate range before coalescence as defined above, the first liquid pump 577 adjusts the regulator 535 to reduce the first flow rate, for example by reducing the pump action. Is indicated by.
제1 유동 속도의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 제1 유동 속도 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in the first flow rate is preferably at a specific time in a first flow rate increment, preferably in the range of 5 to 10%.
유착전의 일시적 전환율이 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 상기 유착전의 일시적 전환율은 대부분의 경우에 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다.After the temporary conversion rate before coalescence is found to be within the most desirable range, the temporary conversion rate before coalescence is observed continuously in most cases to be located near the median of the most preferred range.
도 6A에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(512)에는 그의 상부 단부(514) 근처의 분무화기(526), 및 분무 온도를 관찰하기 위해 분무화기내에 위치한 열전쌍(560), 및 반응 챔버(512)의 저부 단부(516) 근처에 위치한 열전쌍(560a)가 제공된다. 열전쌍(560) 및 (560a)는 분무 온도 및 유착전 온도 데이터를 상기 조절기(535)에 제공하기 위하여 각각 입력 라인(560') 및 (560a')을 통해 조절기(535)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(535)는 제1 액체 펌프(577)을 조절하기 위하여 출력 라인(577')를 통해 상기 제1 액체 펌프(577)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(510)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 6A, the reaction chamber 512 includes a nebulizer 526 near its upper end 514, and a thermocouple 560 located within the nebulizer to observe the spray temperature; And a thermocouple 560a located near the bottom end 516 of the reaction chamber 512. Thermocouples 560 and 560a are preferably electrically connected to regulator 535 via input lines 560 'and 560a', respectively, to provide spray temperature and pre- coalescence temperature data to the regulator 535. Connected. Again, the regulator 535 is preferably electrically connected to the first liquid pump 577 via an output line 577 'to regulate the first liquid pump 577. For the sake of clarity, basically only the members of the apparatus 510 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 액체 펌프(577)은 라인 (542)내의 제1 액체를 목적하는 제1 유동 속도로 펌프질한다. 이렇게 하여, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 제1 함량으로 함유하는 제1 액체는 분무화기(526)에 의해 분무되어 다수의 액적(548)을 형성시키는 방식으로 라인(542)를 통해 반응 챔버(512)에 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid pump 577 pumps the first liquid in line 542 at the desired first flow rate. In this way, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) in a first content is reacted through line 542 in a manner that is atomized by atomizer 526 to form a plurality of droplets 548. Flows into the chamber 512.
액적(548)의 일부분은 열전쌍(560a) 위로 떨어지고 이들의 온도가 측정되며 입력 라인(560a')를 통해 컴퓨터화된 조절기(535)에 제공되어 여기서 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 또한, 열전쌍(560)에 의해 측정된 분무 온도는 입력 라인(560')를 통해 조절기(535)에 공급되고, 역시 여기서 처리된다. 유동 계기(578)로부터 제공되는 유동 속도 측정값은 라인(578')를 통해 조절기(535)에 공급되고, 라인(560a') 및 (560')로부터 제공되는 정보와 함께 처리된다. 조절기(535)는 다시 프로그램화된 방법으로 제1 액체의 유동 속도를 증가 또는 감소시키는 방식으로 출력 라인(577')를 통해 제1 액체 펌프(577)을 조절한다.A portion of droplet 548 falls over thermocouple 560a and their temperature is measured and provided to computerized regulator 535 via input line 560a 'and processed by techniques well known in the art herein. In addition, the spray temperature measured by thermocouple 560 is supplied to controller 535 via input line 560 'and is also processed here. Flow velocity measurements provided from flow gauge 578 are supplied to regulator 535 via line 578 'and processed with information provided from lines 560a' and 560 '. The regulator 535 regulates the first liquid pump 577 through the output line 577 'in a manner that increases or decreases the flow rate of the first liquid in a reprogrammed manner.
우세한 결정인자(이 경우에는 유착전 온도 또는 일시적 온도차)가 상기 정의된 바와 같은 우사한 결정인자 목적 범위를 초과하는 경우에, 제1 액체 펌프(577)은 예를 들면 펌프 작용을 증가시킴으로써 제1 유동 속도를 증가시키도록 조절기(535)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 우세한 결정인자가 상기 정의된 바와 같은 우사한 결정인자 목적 범위 미만인 경우에, 제1 액체 펌프(577)은 예를 들면 펌프 작용을 감소시킴으로써 제1 유동 속도를 감소시키도록 조절기(535)에 의해 지시된다.If the predominant determinant (in this case, the pre-adhesion temperature or the temporal temperature difference) exceeds the predominant determinant target range as defined above, the first liquid pump 577 may, for example, increase the first action by increasing the pump action. Instructed by regulator 535 to increase the flow rate. Likewise, if the predominant determinant is below the predominant determinant target range as defined above, the first liquid pump 577 may be coupled to the regulator 535 to reduce the first flow rate, for example by reducing the pump action. Is indicated by
제1 유동 속도의 변화는 특정 시간에 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 제1 유동 속도 증분으로 하는 것이 바람직하다.The change in the first flow rate is preferably at a specific time in a first flow rate increment, preferably in the range of 5 to 10%.
우세한 결정인자가 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 우세한 결정인자는 이미 설명한 바와 같이 대부분의 경우에 이들의 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다.After the predominant determinants have been found to be within the most preferred range, the predominant determinants are observed continuously, as already described, in most cases located somewhere near the median of their most preferred range.
도 7에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(612)에는 그의 상부 단부(614) 근처의 분무화기(626), 및 그의 저부 단부(616) 근처에 위치한 시료 수집기(630)이 제공된다. 또한, 라인(642)내의 제1 액체를 생성하기 위하여 라인(680)으로부터 제공되는 휘발물과 라인(681)로부터 제공되는 기타의 액체를 혼합하기 위한 휘발물 혼합 밸브(679)도 제공된다. 시료 수집기(630)은 수집기내에 포집된 액적(648)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(654)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨) 시료 라인(633)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(632)에 연결된다. 전환율 모니터 또는 검측기(632)는 유착전의 일시적 전환율 정보를 전달하기 위하여 입력 라인(631)을 통해 조절기(635)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(635)는 휘발물 혼합 밸브(679)를 조절하기 위하여 출력 라인(679')를 통해 상기 휘발물 혼합 밸브(679)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(610)의 부재들만을 도시한다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 7, the reaction chamber 612 includes a nebulizer 626 near its upper end 614, and a sample collector 630 located near its bottom end 616. Is provided. A volatile mixture valve 679 is also provided for mixing volatiles provided from line 680 with other liquids provided from line 681 to produce a first liquid in line 642. The sample collector 630 monitors the conversion rate through the sample line 633 to provide a sample of the droplets 648 collected in the collector just before they coalesce into the second liquid mass 654 (of course in the collector). Or detector 632. The conversion rate monitor or detector 632 is preferably electrically connected to the regulator 635 via an input line 631 to convey temporary conversion rate information prior to coalescence. Again, the regulator 635 is preferably electrically connected to the volatile mixture valve 679 via an output line 679 ′ to regulate the volatile mixture valve 679. For the sake of clarity, basically only the members of the apparatus 610 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 라인(680)으로부터 제공되는 휘발물과 라인(681)로부터 제공되는 기타의 액체는 라인(642)내의 제1 액체가 목적하는 휘발물 함량을 갖도록 상기 액체를 제조하기 위하여 밸브(679)에 의해 조절된 비율로 혼합된다. 휘발물은 반응 조건하에서 제1 액체가 반응 챔버내에서 분무될 때에 휘발되는 경향이 있고 보다 낮은 전환 속도를 갖는, 제1 반응물의 비등점보다 보통 더 낮은 비등점을 갖는 물질이다. 휘발물은 바람직하게는 반응 조건하에 반응성이 낮거나 전혀 없다. 사이클로헥산이 아디프산으로 산화되는 경우에, 예를 들면 아세트산 및/또는 아세톤이 휘발물이다.In operation of this embodiment, the volatiles provided from line 680 and other liquids provided from line 681 may be prepared to produce the liquid such that the first liquid in line 642 has the desired volatile content. Mixing at a controlled rate by valve 679. Volatiles are materials that usually have a lower boiling point than the boiling point of the first reactant, which tends to volatilize when the first liquid is sprayed in the reaction chamber under reaction conditions and has a lower conversion rate. The volatiles are preferably low or no reactivity under reaction conditions. When cyclohexane is oxidized to adipic acid, for example acetic acid and / or acetone are volatiles.
라인(681)로부터 제공되는 액체는 용매, 촉매, 촉진제, 개시제, 재순환된 성분 등과 함께 제1 반응물을 함유한다. 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(626)에 의해 분무되어 다수의 액적(648)을 형성하는 방식으로 라인(642)를 통해 반응 챔버(612)로 유입된다.The liquid provided from line 681 contains the first reactant with solvent, catalyst, promoter, initiator, recycled components, and the like. The first liquid containing the first reactant (eg cyclohexane) is introduced into the reaction chamber 612 via line 642 in a manner that is atomized by atomizer 626 to form a plurality of droplets 648. .
액적(648)의 일부분은 시료 수집기(630)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(632)를 향해 운반된다.A portion of the droplet 648 falls into the sample collector 630, from which they are conveyed towards the conversion rate detector or monitor 632 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
전환율 검측기 또는 모니터(632)에서 얻어진 정보는 입력 라인(631)을 통해 컴퓨터화된 조절기(635)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(635)는 출력 라인(679')를 통해 휘발물 혼합 밸브(679)를 조절한다.Information obtained from the conversion rate detector or monitor 632 is supplied to the computerized regulator 635 via input line 631, where this information is processed by techniques well known in the art. Regulator 635 regulates volatile mixing valve 679 via output line 679 '.
유착전의 일시적 전환율이 상기 정의된 바와 같은 유착전의 일시적 전환율 범위를 초과하는 경우에, 휘발물 혼합 밸브(679)는 라인(680)으로부터 얻어지는 휘발물의 도입을 증가시키도록 조절기(635)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 유착전의 일시적 전환율이 본 발명에 따른 유착전의 일시적 전환율 범위 미만인 경우에, 휘발물 혼합 밸브(679)는 라인(680)으로부터 얻어지는 휘발물의 도입을 감소시키거나 도입시키지 않도록 조절기(635)에 의해 지시된다.If the temporary conversion rate before coalescence exceeds the temporary conversion rate range as defined above, the volatile mixture valve 679 is directed by the regulator 635 to increase the introduction of volatiles obtained from line 680. . Likewise, when the temporary conversion rate before coalescence is less than the temporary conversion rate range before coalescence according to the present invention, the volatile mixture valve 679 is controlled by the regulator 635 so as not to reduce or introduce the introduction of volatiles obtained from line 680. Is directed.
휘발물의 증가 또는 감소는 특정 시간에 제1 액체의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 2 내지 5% 범위의 증분으로 하는 것이 바람직하다.The increase or decrease in volatiles is preferably in increments ranging from 2 to 5%, based on the total weight of the first liquid at a particular time.
유착전의 일시적 전환율이 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 상기 유착전의 일시적 전환율은 대부분의 경우에 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다.After the temporary conversion rate before coalescence is found to be within the most desirable range, the temporary conversion rate before coalescence is observed continuously in most cases to be located near the median of the most preferred range.
라인(681)내의 액체가 촉매를 전혀 함유하지 않거나 단지 소량으로 함유하도록 배열되는 경우에, 촉매는 라인(680)을 통해 목적하는 기본 양으로 첨가될 수 있다. 보다 많은 양의 촉매가 첨가되면 유착전의 일시적 전환율이 증가될 것이며, 보다 적은 양의 촉매가 첨가되면 유착전의 일시적 전환율이 감소될 것이다.If the liquid in line 681 is arranged to contain no catalyst or only a small amount, the catalyst may be added via line 680 in the desired base amount. The addition of higher amounts of catalyst will increase the temporary conversion before coalescence, and the addition of smaller amounts of catalyst will reduce the temporary conversion before coalescence.
촉매 양의 증가 또는 감소는 특정 시간에 제1 액체내에 함유된 촉매의 총 중량을 기준으로 하여 바람직하게는 5 내지 10% 범위의 증분으로 하는 것이 바람직하다.The increase or decrease in the amount of catalyst is preferably in increments ranging from 5 to 10%, based on the total weight of the catalyst contained in the first liquid at a particular time.
도 7A에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(612)에는 그의 상부 단부(614) 근처의 분무화기(626), 분무화기(626)내의 열전쌍(660), 및 저부 단부(616) 근처에 위치한 열전쌍(660a)가 제공된다. 열전쌍(660a)는 유착전 온도 정보를 상기 조절기(635)에 제공하기 위하여 입력 라인(660a')를 통해 조절기(635)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 7A, the reaction chamber 612 includes an atomizer 626 near its upper end 614, a thermocouple 660 in the atomizer 626, and a bottom end 616. A thermocouple 660a located near) is provided. Thermocouple 660a is preferably electrically connected to regulator 635 via input line 660a 'to provide pre- coalescence temperature information to the regulator 635.
이 실시태양의 조작에서, 라인(680)으로부터 제공되는 휘발물과 라인(681)로부터 제공되는 기타의 액체는 라인(642)내의 제1 액체가 목적하는 휘발물 함량을 갖도록 상기 액체를 제조하기 위하여 밸브(679)에 의해 조절된 비율로 혼합된다.In operation of this embodiment, the volatiles provided from line 680 and other liquids provided from line 681 may be prepared to produce the liquid such that the first liquid in line 642 has the desired volatile content. Mixing at a controlled rate by valve 679.
라인(681)로부터 제공되는 액체는 용매, 촉매, 촉진제, 개시제, 재순환된 성분 등과 함께 제1 반응물을 함유한다. 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(626)에 의해 분무되어 다수의 액적(648)을 형성하는 방식으로 라인(642)를 통해 반응 챔버(612)로 유입된다.The liquid provided from line 681 contains the first reactant with solvent, catalyst, promoter, initiator, recycled components, and the like. The first liquid containing the first reactant (eg cyclohexane) is introduced into the reaction chamber 612 via line 642 in a manner that is atomized by atomizer 626 to form a plurality of droplets 648. .
열전쌍(660a) 및 (660)에 의해 얻어진 분무 및 유착전 온도 정보는 각각 라인 (660a') 및 (660')를 통해 컴퓨터화된 조절기(635)에 공급되고, 여기서 이 정보는 소정의 프로그램에 따라 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(635)는 입력 라인(679')를 통해 휘발물 혼합 밸브(679)를 조절한다.Spray and pre-bond temperature information obtained by thermocouples 660a and 660 is supplied to computerized regulator 635 via lines 660a 'and 660', respectively, where the information According to techniques well known in the art. Regulator 635 regulates volatile mixing valve 679 via input line 679 ′.
액적(648)의 일부분은 시료 수집기(630)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 전환율 검측기 또는 모니터(632)를 향해 운반된다.A portion of the droplet 648 falls into the sample collector 630, from which they are conveyed towards the conversion rate detector or monitor 632 to be analyzed for a temporary conversion rate prior to coalescence.
우세한 결정인자가 상기 정의된 바와 같은 우세한 결정인자 예정 범위를 초과하는 경우에, 휘발물 혼합 밸브(679)는 라인(680)으로부터 얻어지는 휘발물의 도입을 증가시키도록 조절기(635)에 의해 지시된다. 마찬가지로, 우세한 결정인자가 본 발명에 따른 우세한 결정인자 예정 범위 미만인 경우에, 휘발물 혼합 밸브(679)는 라인(680)으로부터 얻어지는 휘발물의 도입을 감소시키거나 도입시키지 않도록 조절기(635)에 의해 지시된다.In case the prevailing determinant exceeds the predominant determinant predetermined range as defined above, the volatile mixture valve 679 is directed by the regulator 635 to increase the introduction of volatiles obtained from line 680. Likewise, if the predominant determinant is below the predominant determinant predetermined range in accordance with the present invention, the volatile mixture valve 679 is instructed by the regulator 635 so as not to reduce or introduce the introduction of volatiles obtained from line 680. do.
우세한 결정인자가 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 우세한 결정인자는 이미 설명한 바와 같이 대부분의 경우에 결정인자가 모두 이들의 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다.After the predominant determinants are found to be within the most desirable range, the predominant determinants are continuously observed, as already described, in most cases such that the determinants are all located somewhere near the median of their most preferred range.
다시, 라인(681)내의 액체가 촉매를 전혀 함유하지 않거나 단지 소량으로 함유하도록 배열되는 경우에, 촉매는 라인(680)을 통해 목적하는 기본 양으로 첨가될 수 있다. 보다 많은 양의 촉매가 첨가되면 유착전 온도, 일시적 온도차 및 유착전의 일시적 전환율이 증가될 것이며, 보다 적은 양의 촉매가 첨가되면 유착전 온도, 일시적 온도차 및 유착전의 일시적 전환율이 감소될 것이다.Again, if the liquid in line 681 is arranged to contain no catalyst or only a small amount, the catalyst may be added via line 680 in the desired base amount. The addition of a larger amount of catalyst will increase the pre- coalescence temperature, the temporal temperature difference and the temporal conversion before coalescence, while the addition of a smaller amount of catalyst will reduce the pre- coalescence temperature, the temporal temperature difference and the temporal conversion before coalescence.
도 8에 도시된 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(712)에는 그의 상부 단부(714) 근처의 분무화기(726), 및 반응 챔버(712)의 저부 단부(716)에 액체(754) 상에서 보트와 같이 떠있도록 적용된 시료 수집기(730)이 제공된다. 시료 수집기(730)은 또한 유착전 온도를 측정하기 위한 열전쌍(760a)를 지지한다. 분무화기(726)에는 유동 계기(778)을 갖는 라인(742)로부터 제1 액체가 제공된다. 또한, 두 개의 펌프(751a) 및 (751b)를 통해 반응 챔버(712)의 저부 단부(716)의 근처에 연결되어 있는 보유 탱크(753)도 제공된다. 보유 탱크(753)은 액체를 분리기(도 1에 (15)로서 도시됨)로 운반하도록 작용되는 펌프(751c)에도 연결된다. 추가로, 당업계에 주지된 기술에 의해 보유 탱크(753)내의 액체의 높이를 기준으로 하여 펌프(751c)를 조절하는 높이 조절기(755)도 제공된다. 높이 조절기는 액체가 높이 A를 넘어설 때에 출력 라인(751c')를 통해 펌프(751c)를 가동시키고, 액체가 높이 B 아래로 내려갈 때에 펌프(751c)를 가동시키지 않는다.In another embodiment shown in FIG. 8, the reaction chamber 712 has a nebulizer 726 near its upper end 714, and a boat on liquid 754 at the bottom end 716 of the reaction chamber 712. A sample collector 730 is provided that is adapted to float as shown. Sample collector 730 also supports thermocouple 760a for measuring the temperature before coalescence. Atomizer 726 is provided with a first liquid from line 742 with flow gauge 778. A holding tank 753 is also provided which is connected near the bottom end 716 of the reaction chamber 712 via two pumps 751a and 751b. Retention tank 753 is also connected to a pump 751c which serves to deliver the liquid to the separator (shown as 15 in FIG. 1). In addition, a height adjuster 755 is also provided which adjusts the pump 751c based on the height of the liquid in the holding tank 753 by techniques well known in the art. The height adjuster operates pump 751c through output line 751c 'when liquid exceeds height A and does not operate pump 751c when liquid descends below height B.
시료 수집기(730)은 수집기내에 포집된 액적(748)의 시료를 이들이 제2 액체 덩어리(754)에 유착되기 직전에 제공하기 위하여(물론 수집기내에서 유착됨), 구부릴 수 있는 코일 부분(733')를 갖는 시료 라인(733)을 통해 전환율 모니터 또는 검측기(732)에 연결된다. 시료 수집기(730)은 도 9에 도시된 바와 같이 밀폐된 부동 부분(730a), 및 시료 부분(730b)가 제공된 보트형 구조를 갖는다. 라인(733)의 구부릴 수 있는 코일 부분(733'), 및 라인(760a')의 구부릴 수 있는 코일 부분(760a)는 보트형 시료 수집기(730)이 제2 액체 덩어리(754)의 표면(756)에서 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 부동하는 시료 수집기(730)에 의해 지지되는 열전쌍(760a)는 코일 부분(760a)을 갖는 입력 라인(760a')를 통해 조절기(735)에 연결된다. 열전쌍은 유착전 온도 데이터를 조절기(735)에 바람직하게는 전기적으로 전달한다.The sample collector 730 is capable of bending the coil portion 733 'in order to provide a sample of the droplets 748 collected in the collector just before they adhere to the second liquid mass 754 (of course, in the collector). Is connected to a conversion rate monitor or detector 732 via a sample line 733 with. The sample collector 730 has a boat-like structure provided with a sealed floating portion 730a and a sample portion 730b as shown in FIG. The bendable coil portion 733 ′ of line 733, and the bendable coil portion 760a of line 760a ′ allow the boat-type sample collector 730 to have a surface 756 of the second liquid mass 754. To move freely in the The thermocouple 760a supported by the floating sample collector 730 is connected to the regulator 735 via an input line 760a 'having a coil portion 760a. The thermocouple preferably transfers the temperature data before coalescence to the regulator 735 preferably.
전환율 모니터 또는 검측기(732)는 또한 유착전의 일시적 전환율 정보를 전달하기 위하여 입력 라인(731)을 통해 조절기(735)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 또한, 유량 계기(778)은 분무화기(726)을 통해 반응 챔버(712)에 유입되는 제1 액체에 관한 유동 속도 정보를 전달하기 위하여 입력 라인(778')를 통해 조절기(735)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다. 다시, 조절기(735)는 펌프(751a) 및 (751b)를 조절하기 위하여 각각 출력 라인 (751a') 및 (751b')를 통해 상기 펌프(751a) 및 (751b)에 바람직하게는 전기적으로 연결된다.The conversion rate monitor or detector 732 is also preferably electrically connected to the regulator 735 via an input line 731 to convey temporary conversion rate information prior to coalescence. The flow meter 778 is also preferably connected to the regulator 735 via an input line 778 ′ to convey flow rate information about the first liquid entering the reaction chamber 712 via the atomizer 726. Is electrically connected. Again, regulator 735 is preferably electrically connected to pumps 751a and 751b through output lines 751a 'and 751b', respectively, to regulate pumps 751a and 751b. .
명료성을 위하여, 기본적으로는 이 실시태양 및 그의 조작을 예시하는 장치(710)의 부재들만을 도시한다.For the sake of clarity, basically only the members of the apparatus 710 illustrating this embodiment and its operation are shown.
이 실시태양의 조작에서, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 분무화기(726)에 의해 분무되어 다수의 액적(748)을 형성하는 방식으로 라인(742)를 통해 반응 챔버(712)로 유입된다.In operation of this embodiment, the first liquid containing the first reactant (eg, cyclohexane) is reacted through line 742 in a manner that is atomized by atomizer 726 to form multiple droplets 748. Flows into the chamber 712.
액적(748)의 일부분은 시료 수집기(730)내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 유착전의 일시적 전환율에 관해 분석되기 위하여 라인(733) 및 그의 구부릴 수 있는 부분(733')를 통해 전환율 검측기 또는 모니터(732)를 향해 운반된다. 또한, 액적의 일부분은 유착전 온도를 측정하는 열전쌍(760a) 위에 떨어지고, 이어서 열전쌍은 이 정보를 라인(760a') 및 그의 코일 부분(760a)을 통해 조절기(735)에 전달한다.A portion of the droplet 748 falls into the sample collector 730 from which they are converted through a rate detector or monitor 732 through line 733 and its bendable portion 733 'to be analyzed for temporary conversion prior to coalescence. Hauled toward). In addition, a portion of the droplet falls on the thermocouple 760a measuring the temperature before coalescence, and the thermocouple then conveys this information to the regulator 735 via line 760a 'and its coil portion 760a.
전환율 검측기 또는 모니터(732)에서 얻어진 정보는 입력 라인(731)을 통해 컴퓨터화된 조절기(735)에 공급되고, 여기서 이 정보는 당업계에 주지된 기술에 의해 처리된다. 조절기(735)는 상술한 바와 같이 펌프(751a) 및 (751b)를 조절한다.Information obtained from the conversion rate detector or monitor 732 is supplied to the computerized regulator 735 via input line 731, where this information is processed by techniques well known in the art. The regulator 735 regulates the pumps 751a and 751b as described above.
상기 설명한 바와 같은 우세한 결정인자(유착전 온도 또는 유착전의 일시적 전환율)가 상기 정의된 바와 같은 예정된 우세한 결정인자 범위를 초과하는 경우에, 펌프(751a)는 그의 펌프 작동을 중지하도록 조절기(735)에 의해 지시되고, 펌프(751b)가 가동된다. 이로 인해 제2 액체 덩어리(754)의 표면(756)이 상승하고, 그 결과 상기 정의한 바와 같은 분무 거리가 더 작아진다. 다시, 분무 거리가 작아지면 우세한 결정인자가 감소하게 된다. 마찬가지로, 우세한 결정인자가 상기 정의한 바와 같은 예정된 우세한 결정인자 범위 미만인 경우에, 펌프(751a)는 그의 펌프 작동을 개시 또는 지속하도록 조절기(735)에 의해 지시되고, 펌프(751b)가 가동을 멈춘다. 이로 인해 제2 액체 덩어리(754)의 표면(756)이 낮아지고, 그 결과 분무 거리가 더 커진다. 다시, 분무 거리가 커지면 우세한 결정인자가 증가하게 된다.If the predominant determinant (pre-adhesion temperature or pre-adhesion temporal conversion) as described above exceeds the predetermined prevailing determinant range as defined above, the pump 751a is directed to the regulator 735 to stop its pump operation. Is instructed to operate the pump 751b. This raises the surface 756 of the second liquid mass 754, resulting in a smaller spray distance as defined above. Again, the smaller the spray distance, the lower the predominant determinant. Likewise, if the prevailing determinant is below the predetermined prevailing determinant range as defined above, the pump 751a is instructed by the regulator 735 to start or continue its pump operation and the pump 751b stops operating. This lowers the surface 756 of the second liquid mass 754, resulting in a larger spray distance. Again, the greater the spray distance, the greater the predominant determinant.
제2 액체 덩어리(754)의 높이(756)은 조절기(735)에 의해 (유량 계기(778)에 의해 측정되어 라인(778')를 통해 조절기(735)에 의해 수득되는 것과 같이 분무화기 및 펌프(751b)를 통한) 제1 액체의 유입량과 펌프(751a)를 통한 제2 액체의 유출량을 서로 관련시킴으로써 간접적으로 측정되거나, 반응 챔버내의 높이 측정 장치(명료성을 위하여 도시하지 않음)를 사용함으로써 직접적으로 측정될 수 있다. 높이 측정 장치는 당업계에 주지되어 있다.The height 756 of the second liquid mass 754 is determined by the regulator 735 (as measured by the flow meter 778 and obtained by the regulator 735 via line 778 ′, the atomizer and the pump. Indirectly measured by correlating the inflow of the first liquid through the 7575b and the outflow of the second liquid through the pump 751a, or directly by using a height measuring device (not shown for clarity) in the reaction chamber. Can be measured. Height measuring devices are well known in the art.
보유 탱크(753)내의 액체의 높이는 높이 조절기(755)에 의해 조절된다. 액체 높이가 높이 B 아래로 내려갈 때에, 펌프(751c)는 조절기(755)에 의해 가동을 멈춘다. 액체 높이가 높이 A를 넘어설 때에, 펌프(751c)는 조절기(755)에 의해 다시 가동된다. 보유 탱크(753)은 반응 챔버(712)내의 액체 높이(756)의 임의의 소정 변동에 대비하기 위하여 그의 최저 높이 B에서 충분한 액체를 함유해야 한다.The height of the liquid in the holding tank 753 is controlled by the height adjuster 755. When the liquid level falls below the height B, the pump 751c is stopped by the regulator 755. When the liquid height exceeds the height A, the pump 751c is restarted by the regulator 755. Retention tank 753 should contain sufficient liquid at its lowest height B to prepare for any desired variation in liquid height 756 in reaction chamber 712.
분무 거리의 증가 또는 감소는 특정한 측정 시간에 바람직하게는 2 내지 5% 범위의 분무 거리 증분으로 하는 것이 바람직하다.The increase or decrease in the spray distance is preferably at a spray distance increment, preferably in the range of 2 to 5%, for the particular measurement time.
우세한 결정인자가 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에, 우세한 결정인자는 이미 설명한 바와 같이 대부분의 경우에 결정인자가 모두 이들의 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 이전의 실시태양에서와 같이, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 결정인자를 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다. 소정의 프로그램에 따라 컴퓨터화 조절기에 의해 조절되고 액체의 비율을 조절하는 밸브는 당업계에 주지되어 있다.After the predominant determinants are found to be within the most desirable range, the predominant determinants are continuously observed, as already described, in most cases such that the determinants are all located somewhere near the median of their most preferred range. As in the previous embodiment, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the determinants. Valves that are controlled by computerized regulators and that control the proportion of liquid in accordance with certain programs are well known in the art.
도 1로 되돌아가서, 분리기(15)는 상술한 바와 같이 중간체 산화 생성물을 제2 액체로부터 분리시킬 수 있는 간단한 또는 복잡한 임의의 조립 장치일 수 있다. 이러한 장치는 예를 들면 모액(이 경우에는 제2 액체)으로부터의 아디프산의 분리에 관한 다수의 특허에 개시된 바와 같이 당업계에 주지되어 있다.Returning to FIG. 1, separator 15 can be any simple or complex assembly device capable of separating the intermediate oxidation product from the second liquid as described above. Such devices are well known in the art, for example, as disclosed in many patents relating to the separation of adipic acid from mother liquor (in this case a second liquid).
사이클로헥산을 산화시켜서 아디프산을 제조하는 경우와 같이, 아디프산 산화 생성물이 반응 온도 또는 임의의 다른 온도에서 제2 액체내의 제한된 용해성을 갖는 고체인 경우에, 본 발명에 따르면, 분리기(15)는 도 10에 도시된 바와 같이 평행하게 연결된 두 개의 필터(15a) 및 (15b)를 포함할 수 있다. 분리기(15)는 또한 밸브(15w), (15x), (15y) 및 (15z), 및 결정화기 형태를 가질 수 있는 임의의 열 제거 장치(15i)도 포함할 수 있다.When the adipic acid oxidation product is a solid with limited solubility in the second liquid at the reaction temperature or any other temperature, such as when cyclohexane is oxidized to produce adipic acid, the separator 15 ) May include two filters 15a and 15b connected in parallel as shown in FIG. 10. Separator 15 may also include valves 15w, 15x, 15y and 15z, and any heat removal device 15i that may take the form of crystallizers.
이 분리기의 조작에서는, 밸브(15x) 및 (15y)가 먼저 열리고, 밸브(15w) 및 (15z)는 닫힌다. 밸브(15w) 및 (15z)가 닫혀 있는 동안에, 예를 들면 아디프산과 같이 필터(15a)내에 먼저 축적된 임의의 고체 산화 생성물은 수동적으로 또는 자동적으로(예를 들면 당업계에 주지되어 있는 백-플러쉬, 스크래핑 등/도시하지 않음) 상기 필터(15a)로부터 분리된다. 액체 온도를 고체 분리에 보다 적합한 온도가 되도록 임의로 열 제거 장치(15i)를 통과하는, 라인(24)로부터 제공되는 제2 액체는 필터(15b)를 통과하고, 여기서 고체 산화 생성물은 제2 액체로부터 제거되고, 제2 액체는 재순환 탱크(19)(도 1)로 재순환되거나 기타의 장치(도시하지 않음)에서 추가로 처리되기 위하여 라인(11)을 통해 운반된다. 필터(15a)가 거의 비워지고 필터(15b)가 거의 차거나 아니면 비워질 준비가 되었을 때에, 밸브(15w) 및 (15z)가 열리고 밸브(15x) 및 (15y)는 닫혀서, 고체 산화 생성물의 여과가 이제 필터(15a)에서 이루어지게 되고 그 동안 필터(15b)는 비워진다. 이 공정에서는 상기 주기가 반복된다. 물론, 예를 들면 회전 드럼 필터 등과 같은 다른 장치를 사용할 수도 있다.In the operation of this separator, the valves 15x and 15y are opened first, and the valves 15w and 15z are closed. While the valves 15w and 15z are closed, any solid oxidation product that has first accumulated in the filter 15a, such as, for example, adipic acid, can be manually or automatically (e.g., a bag well known in the art). -Flushing, scraping, etc./not shown) is separated from the filter 15a. The second liquid provided from line 24, optionally passing through heat removal device 15i, to bring the liquid temperature to a temperature more suitable for solid separation, passes through filter 15b, where the solid oxidation product is from the second liquid. The second liquid is removed and conveyed through line 11 to be recycled to recycle tank 19 (FIG. 1) or to be further processed in other apparatus (not shown). When the filter 15a is almost empty and the filter 15b is almost full or ready to be emptied, the valves 15w and 15z are opened and the valves 15x and 15y are closed so that the filtration of the solid oxidation product This is now done in filter 15a while filter 15b is emptied. In this process, the cycle is repeated. Of course, other devices such as, for example, rotary drum filters can also be used.
도 11에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 본 발명의 장치(810)은 라인(825)를 통해 기체 출구(823)에 연결되고 응축물 탱크(859)에 연결된 응축기(857)을 추가로 포함한다(상기 응축물 탱크는 응축기(857)로부터 수집된 응축물의 저장소로서 사용됨). 응축물 탱크(859)는 밸브(865)를 통해 라인(865')에 연결되거나(이 라인은 다시 액체 분산 고리(844)에 연결됨), 라인(865)에 연결된다(이 라인은 다시 응축된 액체를 재순환 탱크(819)로 재순환시키기 위한 라인(811)로 이어짐). 밸브(865)는 응축된 액체를 모두 라인(865')로 운반하거나, 모두 라인(865)로 운반하거나, 일부분은 라인(865')로 운반하고 일부분은 라인(865)로 운반하거나, 닫혀져서 응축 액체의 이동을 허용하지 않도록 적용된다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 11, the apparatus 810 of the present invention adds a condenser 857 connected to the gas outlet 823 via line 825 and to the condensate tank 859. (The condensate tank is used as a reservoir of condensate collected from condenser 857). Condensate tank 859 is connected to line 865 'via valve 865 (which in turn is connected to liquid dispersion ring 844), or to line 865 (which is again condensed) To line 811 for recycling the liquid to recycle tank 819). The valve 865 carries all of the condensed liquid to the line 865 ', all to the line 865, or some to the line 865' and some to the line 865, or is closed It is applied not to allow the movement of the condensation liquid.
장치(810)은 재순환 탱크(819)에 연결되는 열교환기(838), 열교환기(838)에 연결되는 배기기 또는 흡기기(861), 유입구에서 배기기(861)에 연결되고 다른 단부에서 분무화기(826)에 연결되는 펌프(877)을 추가로 포함한다. 배기기(861)은 조절 밸브(867)(조절 밸브(867)이 열린 위치에 있을 때)와, 라인(867')로부터 펌프 쪽으로의 유동은 허용하면서 그 반대는 허용하지 않는 검사 밸브(867a)를 통해 라인(867')에 진공을 제공하기 위하여 적용된다. 라인(867')는 응축기(857)과 밸브(864) 사이에서 라인(857')에 연결된다. 펌프(877)과 함께 배기기(861)에 의해 라인(857')에 제공되는 진공을 조절할 수 있는 열교환기(838)와 배기기(861) 사이에 추가의 펌프(도시하지 않음)가 배치될 수 있다. 이것은 펌프(877)에서 제1 액체가 고갈되는 것을 막는 데에도 사용될 수 있다. 열교환기(838)을 응축기(857)의 한 부분으로 하여(도 11에는 이와 같이 도시되지 않음), 응축성 물질로부터 수용된 열을 열교환기(838)의 열원으로서 사용하도록 할 수 있다.Apparatus 810 includes a heat exchanger 838 connected to recirculation tank 819, an exhaust or intake 861 connected to heat exchanger 838, an atomizer connected to exhaust 861 at the inlet and at the other end. It further includes a pump 877 connected to 826. Exhaust 861 includes control valve 807 (when control valve 867 is in the open position) and inspection valve 867a that allows flow from line 867 'to the pump, but not vice versa. Is applied to provide vacuum to line 867 '. Line 867 ′ is connected to line 857 ′ between condenser 857 and valve 864. An additional pump (not shown) can be disposed between the heat exchanger 838 and the exhaust 861 that can regulate the vacuum provided to the line 857 ′ by the exhaust 861 along with the pump 877. . This may also be used to prevent depletion of the first liquid in the pump 877. The heat exchanger 838 can be part of the condenser 857 (not shown as such in FIG. 11) so that the heat received from the condensable material can be used as the heat source of the heat exchanger 838.
라인(841a), (841b) 및 (841c)는 재순환 탱크에 적당량의 원료 물질, 촉매, 용매, 개시제, 촉진제 등을 공급하기 위하여 사용된다.Lines 841a, 841b, and 841c are used to supply appropriate amounts of raw materials, catalysts, solvents, initiators, accelerators, and the like to the recycle tank.
이 실시태양의 조작에서, 재순환 탱크로부터 공급되는 제1 액체는 열교환기(838)내에서 목적하는 온도로 가열된다. 가열된 제1 액체는 펌프(877)을 통해 분무화기(826)으로 펌프질되고, 여기서 액적(848)로 분해되며, 최종적으로 상기 실시태양에서 이미 논의한 바와 같이 제2 액체(854) 상에 유착된다. 이와 동시에, 산화제(바람직하게는, 산소)를 함유하는 기체는 역시 앞서 논의한 바와 같이 액적에 대해 반대의 유동 방향으로 반응 챔버(812)에 유입되고, 산화제는 제1 액체의 액적에 함유된 제1 반응물과 반응한다. 매우 낮은 온도에서 처리되지 않는 한 보통은 비응축성인, 반응 도중에 형성된 임의의 오프-가스는 응축성 물질과 함께 기체 출구(823)을 통해 반응 챔버(812)로부터 배출된다. 라인(825)를 따라서 이들은 응축기(857)로 유입되고, 여기서 응축성 물질은 응축물로 응축되고, 이 응축물은 응축물 탱크(859)내에 축적된다.In operation of this embodiment, the first liquid supplied from the recycle tank is heated to the desired temperature in heat exchanger 838. The heated first liquid is pumped through the pump 877 to the atomizer 826 where it is broken down into droplets 848 and finally coalesced onto the second liquid 854 as already discussed in the above embodiments. . At the same time, a gas containing an oxidant (preferably oxygen) enters the reaction chamber 812 in the flow direction opposite to the droplet as also discussed above, and the oxidant is contained in the droplet of the first liquid. React with reactants. Any off-gas formed during the reaction, which is usually non-condensable unless treated at very low temperatures, exits the reaction chamber 812 through the gas outlet 823 along with the condensable material. Along line 825 they enter condenser 857 where condensable material condenses into condensate, which accumulates in condensate tank 859.
커튼 또는 두꺼운 막(845)을 형성하는 것이 바람직한 경우에, 응축물은 적어도 부분적으로 밸브(865)를 통해 라인(865')로 운반되고, 여기서부터 액체 분산 고리(844)로 공급되고, 임의의 반응 또는 기타의 고체 생성물이 반응기(812)의 격벽에 부착되는 것을 막는 데에 유용한 상기 커튼(845)를 형성한다. 응축물은 예를 들면 대부분의 경우에 실질적으로 촉매를 함유하지 않는, 도 1의 라인(11')를 통해 유입되는 재순환 액체에 비해 잇점을 갖는다. 이것은 본 발명의 실시에서 대부분의 경우에는 예를 들어 금속염과 같은 비휘발성 촉매를 사용하기 때문이다.In the case where it is desirable to form the curtain or thick film 845, the condensate is at least partially conveyed through the valve 865 to the line 865 ′, where it is supplied to the liquid dispersion ring 844, and optionally The curtain 845 is useful to prevent the reaction or other solid product from adhering to the septum of the reactor 812. The condensate has an advantage, for example, relative to the recycled liquid flowing through line 11 ′ of FIG. 1, which in most cases is substantially free of catalyst. This is because in the practice of the present invention in most cases non-volatile catalysts such as, for example, metal salts are used.
액체 분산 고리에 응축물을 공급할 필요가 없는 경우에, 밸브(865)는 응축물을 라인(865)로 운반시키고, 이 라인은 응축물을 라인(811)에 공급하여, 응축물이 최종적으로는 재순환 탱크(819)로 운반되도록 한다. 일반적으로, 상술한 바와 같이, 밸브(865)는 옹축된 액체를 모두 라인(865')로 운반하거나, 모두 라인(865)로 운반하거나, 일부분은 라인(865')로 운반하고 일부분은 라인(865)로 운반하거나, 닫혀져서 응축 액체의 이동을 허용하지 않도록 적용된다.If there is no need to supply condensate to the liquid dispersion ring, the valve 865 conveys the condensate to line 865, which supplies the condensate to line 811 so that the condensate is finally To be transported to recycle tank 819. In general, as discussed above, valve 865 carries all of the retained liquid to line 865 ', all to line 865, or some to line 865' and some to line ( 865, or closed to allow movement of the condensed liquid.
비응축성 기체는 라인(857')을 따라서 유동하고, 필요에 따라 밸브(864)를 통해 시스템으로부터 배출된다. 밸브(864)는 다른 실시태양에서도 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 조작시 요구되는 임의의 정도로 열리고 닫히도록 조절될 수 있다. 모든 비응축성 기체를 시스템으로부터 제거하는 것이 바람직한 경우에, 밸브(864)는 시스템 내부의 압력을 소정의 수준으로 유지시키기 위하여 소정의 정도로 열리고, 밸브(867)은 완전히 닫힌다. 비응축성 물질을 단지 부분적으로 제거하는 것이 바람직한 경우에는, 밸브(864)와 (867)이 모두 소정의 정도로 열려서 배기기 또는 흡입기(861)에 의해 형성된 진공이 진공에 의해 반응 챔버(812)로 유입되는 비응축성 물질의 일부분을 재순환시키도록 한다. 비응축성 물질을 시스템으로부터 배출시키지 않으면서 비응축성 물질을 완전히 재순환시키는 것은 특정한 점 이후에 산화제를 함유하는 기체의 새로운 흐름이 발생하지 않아서 반응 챔버(812) 내부의 압력이 최종적으로 예정된 한계를 초과하지 않도록 하는 경우에만 가능하다. 검사 밸브(867a)는 비응축성 물질의 흐름을 방해하지 않으나, 흡기기(861)이 우발적으로 만출되는 경우에 제1 액체가 라인(867')로 유입되는 것을 막는다.Non-condensable gas flows along line 857 ′ and exits the system through valve 864 as needed. The valve 864 may be adjusted to open and close, preferably to any degree desired for operation, as also shown in other embodiments. In cases where it is desirable to remove all non-condensable gases from the system, valve 864 opens to a predetermined degree to maintain the pressure inside the system at a predetermined level, and valve 867 is fully closed. If only partial removal of the non-condensable material is desired, both the valves 864 and 867 are opened to some extent such that a vacuum formed by the exhaust or inhaler 861 is introduced into the reaction chamber 812 by vacuum. Recycle part of the non-condensable material. Complete recycling of the non-condensable material without discharging it from the system means that after a certain point no new flow of gas containing the oxidant occurs, so that the pressure inside the reaction chamber 812 does not exceed the final predetermined limit. Only if you do not. The inspection valve 867a does not impede the flow of non-condensable material but prevents the first liquid from entering the line 867 ′ if the intake 861 accidentally pulls out.
도 12에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 본 발명의 장치(910)은 라인(925)를 통해 기체 출구(923)에 연결되고 응축물 탱크(959)에 연결된 응축기(957)을 추가로 포함한다(상기 응축물 탱크는 응축기(957)로부터 수집된 응축물의 저장소로서 사용됨). 응축물 탱크(959)는 액체 분산 고리(944)에 연결된다. 응축기(957)은 또한 라인(957')를 통해 밸브(964)에 연결되고, 상기 밸브는 열린 위치에서 비응축성 물질을 방출시키도록 적용된다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 12, the apparatus 910 of the present invention adds a condenser 957 connected to the gas outlet 923 via line 925 and connected to the condensate tank 959. (The condensate tank is used as a reservoir of condensate collected from condenser 957). Condensate tank 959 is connected to liquid dispersion ring 944. Condenser 957 is also connected to valve 964 via line 957 ′, which valve is adapted to release non-condensable material in the open position.
장치(910)은 재순환 탱크(919)에 연결되고 다른 단부에서 분무화기(926)에 연결되는 열교환기(938)를 추가로 포함한다. 이 장치는 비응축성 물질을 라인(957')로부터 기체 유입물 공급 라인(936)으로 운반하기 위하여 적용되는 라인(967')를 통해 라인(957')에 연결되는 기체 펌프(961)을 추가로 포함한다. 보충 기체 라인(936') 역시 산화제(바람직하게는, 산소)를 함유하는 새로운 기체를 제공하기 위한 라인(936)에 연결된다.The apparatus 910 further includes a heat exchanger 938 connected to the recycle tank 919 and connected to the atomizer 926 at the other end. The apparatus further comprises a gas pump 961 connected to line 957 'through line 947' which is adapted to convey non-condensable material from line 957 'to gas inlet supply line 936. Include. Replenishment gas line 936 'is also connected to line 936 for providing fresh gas containing an oxidant (preferably oxygen).
열교환기(938)을 응축기(957)의 한 부분으로 하여(도 11에는 이와 같이 도시되지 않음), 응축성 물질로부터 수용된 열을 열교환기(938)의 열원으로서 사용하도록 할 수 있다.The heat exchanger 938 can be part of the condenser 957 (not shown in this way in FIG. 11) so that the heat received from the condensable material can be used as the heat source of the heat exchanger 938.
라인(941a), (941b) 및 (941c)는 재순환 탱크에 적당량의 원료 물질, 촉매, 용매, 개시제, 촉진제 등을 공급하기 위하여 사용된다.Lines 941a, 941b and 941c are used to supply appropriate amounts of raw materials, catalysts, solvents, initiators, accelerators, and the like to the recycle tank.
이 실시태양의 조작에서, 재순환 탱크로부터 공급되는 제1 액체는 열교환기(938)내에서 목적하는 온도로 가열되고, 분무화기(926)으로 유입되며, 여기서 액적(948)로 분해되며, 최종적으로 상기 실시태양에서 이미 논의한 바와 같이 제2 액체(954) 상에 유착된다. 이와 동시에, 산화제(바람직하게는, 산소)를 함유하는 기체는 역시 앞서 논의한 바와 같이 액적에 대해 반대의 유동 방향으로 반응 챔버(912)에 유입되고, 산화제는 제1 액체의 액적에 함유된 제1 반응물과 반응한다. 매우 낮은 온도에서 처리되지 않는 한 보통은 비응축성인, 반응 도중에 형성된 임의의 오프-가스는 응축성 물질과 함께 기체 출구(923)을 통해 반응 챔버(912)로부터 배출된다. 라인(925)를 따라서 이들은 응축기(957)로 유입되고, 여기서 응축성 물질은 응축물로 응축되고, 이 응축물은 응축물 탱크(959)내에 축적된다.In operation of this embodiment, the first liquid supplied from the recycle tank is heated to the desired temperature in heat exchanger 938, enters atomizer 926, where it is broken down into droplets 948, and finally As already discussed in the above embodiment, it adheres to the second liquid 954. At the same time, a gas containing an oxidant (preferably oxygen) enters the reaction chamber 912 in the flow direction opposite to the droplet as also discussed above, and the oxidant is contained in the droplet of the first liquid. React with reactants. Any off-gas formed during the reaction, which is usually non-condensable unless treated at very low temperatures, exits the reaction chamber 912 through the gas outlet 923 along with the condensable material. Along line 925 they enter condenser 957 where condensable material condenses into condensate, which accumulates in condensate tank 959.
응축물은 다른 실시태양에서 논의한 바와 같이 적어도 부분적으로 액체 분산 고리(944)로 운반되어, 임의의 반응 또는 기타의 고체 생성물이 반응기(912)의 격벽에 부착되는 것을 막는 데에 유용한 커튼(945)를 형성한다. 이 응축물은 예를 들면 대부분의 경우에 실질적으로 촉매를 함유하지 않는, 도 1의 라인(11')를 통해 유입되는 재순환 액체에 비해 잇점을 갖는다. 이것은 본 발명의 실시에서 대부분의 경우에는 예를 들어 금속염과 같은 비휘발성 촉매를 사용하기 때문이다.The condensate is conveyed at least in part to the liquid dispersion ring 944 as discussed in other embodiments, such that curtain 945 is useful for preventing any reaction or other solid product from adhering to the septum of reactor 912. To form. This condensate has an advantage over the recycled liquid which enters through line 11 ′ of FIG. 1, for example, which in most cases is substantially free of catalyst. This is because in the practice of the present invention in most cases non-volatile catalysts such as, for example, metal salts are used.
액체 분산 고리(944)에 응축물을 공급할 필요가 없는 경우에, 응축물은 라인(959')를 통해 다른 곳으로 운반된 수 있다.If there is no need to supply condensate to the liquid dispersion ring 944, the condensate may be conveyed elsewhere via line 959 ′.
비응축성 기체는 라인(957')을 따라서 유동하고, 필요에 따라 밸브(964)를 통해 시스템으로부터 배출된다. 밸브(964)는 다른 실시태양에서도 나타낸 바와 같이, 바람직하게는 조작에 요구되는 임의의 정도로 열리고 닫히도록 조절될 수 있다. 모든 비응축성 기체를 시스템으로부터 제거하는 것이 바람직한 경우에, 밸브(964)는 시스템 내부의 압력을 소정의 수준으로 유지시키기 위하여 소정의 정도로 열리고, 픔프(961)은 가동을 멈춘다. 비응축성 물질을 단지 부분적으로 제거하는 것이 바람직한 경우에, 밸브(964)는 소정의 정도로 열리고 펌프(961) 역시 소정의 정도로 가동되어 이 조합으로 일부분의 비응축성 물질이 반응 챔버(912)로 재순환되도록 한다. 비응축성 물질을 시스템으로부터 배출시키지 않으면서 비응축성 물질을 완전히 재순환시키는 것은 특정한 점 이후에 불활성 기체 희석제의 새로운 흐름을 허용하지 않아서 반응 챔버(912) 내부의 압력이 최종적으로 예정된 한계를 초과하지 않도록 함으로써 행할 수 있다.Non-condensable gas flows along line 957 ′ and exits the system through valve 964 as needed. The valve 964 may be adjusted to open and close, preferably to any degree required for operation, as also shown in other embodiments. In the case where it is desirable to remove all non-condensable gases from the system, valve 964 is opened to a predetermined degree to maintain the pressure inside the system at a predetermined level, and the shimp 961 stops operating. In cases where it is desirable to only partially remove the non-condensable material, the valve 964 opens to a predetermined degree and the pump 961 also operates to a predetermined degree so that a portion of the non-condensable material is recycled to the reaction chamber 912. do. Complete recycling of the non-condensable material without discharging it from the system does not allow fresh flow of the inert gas diluent after a certain point so that the pressure inside the reaction chamber 912 does not finally exceed the predetermined limit. I can do it.
제2 액체(954)는 라인(924)를 통해 분리기(915)로 운반되고, 여기서 중간체 산화 생성물인 분리되고 나머지 액체는 성분을 더 분리시키기 위한 기타의 분리기(도시하지 않음)에 보내지거나, 재순환을 위해 재순환 탱크(919)로 운반되거나, 이 두 가지의 조합에 처리된다.Second liquid 954 is conveyed to separator 915 via line 924 where the intermediate oxidation product is separated and the remaining liquid is sent to another separator (not shown) for further separation of the components, or recycled To the recirculation tank 919 or treated in a combination of both.
도 13에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 반응 챔버(1012)는 바람직하게는 반응 챔버(1012)의 저부 단부(1016) 근처에서, 액체 출구(1022)와 부합하는 기체 출구(1023)을 갖는다. 기체 유입 라인(1036)에 의해 공급되는 기체 분포기(1073)과 라인(1042)에 의해 공급되는 분무화기(1026)은 모두 바람직하게는 반응 챔버(1012)의 상부 단부(1014)에 배치된다. 기체 분포기(1073) 및 분무화기(1026)은 하나의 유닛내에 조합될 수 있고, 기체는 분무화 공정을 보조하거나 전적으로 담당하기 위하여 사용될 수 있다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 13, the reaction chamber 1012 is preferably a gas outlet 1023 that coincides with the liquid outlet 1022, near the bottom end 1016 of the reaction chamber 1012. Has Both the gas distributor 1073 supplied by the gas inlet line 1036 and the atomizer 1026 supplied by the line 1042 are preferably disposed at the upper end 1014 of the reaction chamber 1012. Gas distributor 1073 and atomizer 1026 may be combined in one unit, and the gas may be used to assist or be solely responsible for the atomization process.
액체/기체 출구(1022/1023)은 도 13에 도시된 바와 같이 바람직하게는 반응 챔버(1012)의 직경에 비해 감소되는 직경을 갖는 원추형일 수 있다. 액체 분산 고리(1044)는 도 13에 도시된 바와 같이 바람직하게는 반응 챔버의 바닥에 위치하거나, 액체/기체 출구(1022/1023)의 상부(1023')에 위치할 수 있다. 바람직하게, 액체 분산 고리(1044)는 액체를 소용돌이 방식으로 전달하도록 적용된다. 액체/기체 출구(1022/1023)을 통해 반응 챔버(1012)로부터 배출되는 응축성 물질을 응축시키기에 적합한 소정의 온도로 액체를 냉각시키기 위하여 라인(1011')에 냉각기(도시하지 않음)를 위치시킬 수 있다.The liquid / gas outlets 1022/1023 may be conical, preferably with a diameter reduced as compared to the diameter of the reaction chamber 1012, as shown in FIG. 13. The liquid dispersion ring 1044 may be located at the bottom of the reaction chamber, as shown in FIG. 13, or at the top 1023 ′ of the liquid / gas outlet 1022/1023. Preferably, the liquid dispersion ring 1044 is adapted to deliver the liquid in a vortex fashion. Place a cooler (not shown) in line 1011 'to cool the liquid to a predetermined temperature suitable for condensing the condensable material exiting reaction chamber 1012 through liquid / gas outlet 1022/1023. You can.
또한, 라인(1025)를 통해 반응 챔버(1012)로부터 응축된 물질 및 비응축성 물질을 수용하고 비응축성 물질로부터 제2 액체(1054)를 분리시키기 위한 액체/기체 분리기(1075)도 제공된다. 액체/기체 분리기(1075)는 다시 중간체 산화 생성물을 반응물 및 공정시 시스템 내에 도입된 기타의 물질로부터 분리시키기 위해 적용되는 분리기(1015)에 연결된다.Also provided is a liquid / gas separator 1075 for receiving condensed and non-condensable material from the reaction chamber 1012 via line 1025 and for separating the second liquid 1054 from the non-condensable material. The liquid / gas separator 1075 is in turn connected to a separator 1015 that is applied to separate intermediate oxidation products from reactants and other materials introduced into the system in the process.
이 실시태양의 조작에서, 제1 액체는 라인(1042)를 통해 분무화기(1026)에 도입되고, 여기서 액적(1048)로 분해되며, 최종적으로 바람직하게는 액체/기체 출구(1022/1023)내의 커튼 또는 두꺼운 막(1045) 상에서 저부 단부(1016) 근처에서 유착된다. 이와 동시에, 산화제(바람직하게는, 산소)를 함유하는 기체는 액적의 이동과 동일한 방향으로 반응 챔버(1012)에 유입되고, 산화제는 액적과 기체가 모두 반응 챔버(1012)의 상부 단부(1014)로부터 저부 단부(1016) 방향으로 이동함에 따라 제1 액체의 액적에 함유된 제1 반응물과 반응한다. 응축성 물질은 라인(1011')를 통해 시스템에 유입되는 소용돌이치는 차가운 액체 상에서 응축된다. 라인(1011')를 통해 반응 챔버에 유입된 액체는 시스템 내부로부터 또는 시스템 외부로부터 얻을 수 있다. 매우 낮은 온도에서 처리되지 않는 한 보통은 비응축성인, 반응 도중에 형성된 임의의 오프-가스는 응축성 물질과 함께 액체/기체 출구(1022/1023)을 통해 반응 챔버(1012)로부터 배출된다. 라인(1025)를 따라서 이들은 액체/기체 분리기(1075)로 유입되고, 여기서 제2 액체(1054)는 비응축성 물질로부터 분리되고, 비응축성 물질은 라인(1057') 및 밸브(1064)를 통해 제거된다(상기 밸브는 이전의 실시태양에서 이미 논의한 바와 같이 작동될 수 있음).In operation of this embodiment, the first liquid is introduced to atomizer 1026 via line 1042, where it is broken up into droplets 1048 and finally preferably in liquid / gas outlet 1022/1023. Adhesion near bottom end 1016 on curtain or thick membrane 1045. At the same time, a gas containing an oxidant (preferably oxygen) enters the reaction chamber 1012 in the same direction as the movement of the droplets, and both the droplet and the gas are at the upper end 1014 of the reaction chamber 1012. As it moves from the bottom end 1016 direction, it reacts with the first reactant contained in the droplets of the first liquid. The condensable material condenses on the swirling cold liquid entering the system via line 1011 ′. Liquid entering the reaction chamber via line 1011 ′ may be obtained from within the system or from outside the system. Any off-gas formed during the reaction, which is usually non-condensable unless treated at very low temperatures, exits the reaction chamber 1012 through the liquid / gas outlet 1022/1023 along with the condensable material. Along line 1025 they enter the liquid / gas separator 1075, where the second liquid 1054 is separated from the non-condensable material, and the non-condensable material is removed through line 1057 ′ and valve 1064. (The valve may be operated as already discussed in the previous embodiment).
제2 액체(1054)는 분리기(1015)로 운반되고, 여기서 이전의 실시태양에서 이미 논의한 바와 같이 처리된다.Second liquid 1054 is conveyed to separator 1015 where it is treated as already discussed in the previous embodiment.
앞서 언급한 바와 같이, 응축성 물질의 응축은 예를 들어 도 11 및 12에서 하나 이상의 산소, 질소, 일산화탄소, 이산화탄소 등을 포함할 수 있는 여러 가지 오프-가스와 같은 비응축성 물질을 제거시키는 데에 사용되는 각 장치(810) 및 (910)과 같은 압축 장치 내부에서 각각의 밸브(864) 및 (964) 이전의 각각의 응축기(857) 및 (957)내에서 일어날 수 있다. 본 발명에 따르면 이러한 특정 형태의 응축은 반응 챔버 외측에서 수행되더라도 내부 응축으로 정의되며, 이것은 반응 압력과 실질적으로 동일한 압력에서 일어난다.As mentioned earlier, condensation of the condensable material may be used to remove non-condensable materials, such as various off-gases, which may include, for example, one or more oxygen, nitrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, etc., in FIGS. 11 and 12. It may take place in each condenser 857 and 957 before each valve 864 and 964 inside a compression device such as each device 810 and 910 used. According to the invention this particular form of condensation is defined as internal condensation even if carried out outside the reaction chamber, which takes place at a pressure substantially equal to the reaction pressure.
본 발명에 따르면, 반응기 내측의 내부 응축도 일어날 수 있고, 대부분의 경우에는 외측의 내부 응축이 바람직하다. 내부 응축(실질적인 압력 강하 이전)은 외부 응축(실질적인 또는 전체적인 압력 강하 이후)보다 훨씬 바람직하다. 내부 내측 응축은 산화 공정에서 거의 화학량론적 양에 가까운 산화제를 사용하는 경우에 특히 적합하다.According to the invention, internal condensation inside the reactor can also occur, and in most cases internal condensation outside is preferred. Internal condensation (before the actual pressure drop) is much more desirable than external condensation (after the actual or overall pressure drop). Internal internal condensation is particularly suitable when an oxidant is used which is close to a stoichiometric amount in the oxidation process.
내부 내측 응축을 이용하는 본 발명의 하나의 실시태양이 도 14에 도시되어 있으며, 여기서는 명료성을 위하여 단지 제한된 수의 부재만을 도시하였다. 반응 챔버(1112) 높이의 전체 또는 일부를 둘러싸는 냉각막(1183)이 제공된다. 그 밖에, 반응 챔버(1112)는 이전의 실시태양과 동일한 부재를 포함한다.One embodiment of the invention utilizing internal inner condensation is shown in FIG. 14, where only a limited number of members are shown for clarity. A cooling film 1183 is provided that surrounds all or part of the height of the reaction chamber 1112. In addition, the reaction chamber 1112 includes the same member as in the previous embodiment.
이 실시태양의 조작은 냉각제가 라인(1182)를 통해 막(1183)으로 유입되고 라인(1182')를 통해 배출되는 것을 제외하고는 이전의 실시태양의 조작과 유사하다. 냉각제의 온도는 반응 챔버내의 응축성 물질의 증기가 응축되어 두꺼운 막 또는 커튼(1145)를 형성하는데 적합하도록 격벽(1120)을 냉각시키는 온도이다. 촉매(예: 아세트산코발트와 같은 금속염)는 대부분의 경우에 휘발성이 아니기 때문에 이것은 커튼으로 이동되지 않는다. 또한, 두꺼운 막의 온도는 액적의 온도보다 더 낮다. 따라서, 커튼 내에서는 실질적으로 반응이 일어나지 않고, 기타의 잇점 이외에, 두꺼운 막 또는 커튼(1145)는 응축기의 격벽 상에 고체가 부착되는 것을 막는다.Operation of this embodiment is similar to that of the previous embodiment except that coolant enters membrane 1183 via line 1182 and exits through line 1182 ′. The temperature of the coolant is the temperature at which the partition 1120 is cooled such that the vapor of condensable material in the reaction chamber is condensed to form a thick film or curtain 1145. Since catalysts (eg metal salts such as cobalt acetate) are not volatile in most cases, they do not transfer to the curtain. In addition, the temperature of the thick film is lower than the temperature of the droplets. Thus, substantially no reaction takes place in the curtain, and in addition to other advantages, the thick film or curtain 1145 prevents solids from adhering to the septum of the condenser.
내부 내측 응축을 이용하는 본 발명의 다른 실시태양이 도 15에 도시되어 있으며, 여기서는 명료성을 위하여 단지 제한된 수의 부재만을 도시하였다. 냉각제 유입 라인(1282) 및 냉각제 배출 라인(1282')를 갖는, 반응 챔버(1212) 내부의 냉각 코일(1283)이 제공된다. 이 코일은 반응기의 전체 높이에 걸쳐 또는 그의 일부에만 걸쳐 연장될 수 있다. 코일(1283)은 도 15에 도시된 바와 같이 수직으로 위치하거나, 수평으로 위치하거나, 주위 환경의 방향에 적합한 임의의 다른 위치를 가질 수 있다. 그 밖에, 반응 챔버(1212)는 이전의 실시태양과 동일한 부재를 포함한다.Another embodiment of the present invention utilizing internal internal condensation is shown in FIG. 15, where only a limited number of members are shown for clarity. A cooling coil 1283 inside the reaction chamber 1212 is provided, having a coolant inlet line 1282 and a coolant outlet line 1282 ′. This coil may extend over the entire height of the reactor or only over a portion thereof. The coil 1283 may be positioned vertically, horizontally, or any other position suitable for the direction of the surrounding environment, as shown in FIG. 15. In addition, the reaction chamber 1212 includes the same members as in the previous embodiment.
이 실시태양의 조작은 냉각제가 라인(1282)를 통해 코일(1283)으로 유입되고 라인(1282')를 통해 배출되는 것을 제외하고는 이전의 실시태양의 조작과 유사하다. 냉각제의 온도는 반응 챔버내의 응축성 물질의 증기가 상기 코일(1283) 상에서 응축되기에 적합하도록 코일(1283)을 냉각시키는 온도이다. 촉매(예: 아세트산코발트와 같은 금속염)는 대부분의 경우에 휘발성이 아니기 때문에 이것은 코일 상의 응축물로 이동되지 않는다. 또한, 코일(1283) 상의 응축물의 온도는 액적의 온도보다 더 낮다. 따라서, 코일 상에서 응축되는 액적 내에 함유된 반응물 및 촉매는 현저하게 희석되고, 농축물 및 유착된 액체로부터 코일 상에 형성된 두꺼운 막(도시하지 않음) 내에서는 실질적으로 반응이 일어나지 않는다. 두꺼운 막은 또한 코일 상에 고체가 부착되는 것을 막는다.Operation of this embodiment is similar to that of the previous embodiment except that coolant enters the coil 1283 through line 1282 and exits through line 1282 '. The temperature of the coolant is the temperature at which the coil 1283 is cooled such that steam of condensable material in the reaction chamber is suitable for condensation on the coil 1283. Since the catalyst (eg a metal salt such as cobalt acetate) is not volatile in most cases, it does not migrate to the condensate on the coil. In addition, the temperature of the condensate on the coil 1283 is lower than the temperature of the droplets. Thus, the reactants and catalyst contained in the droplets condensed on the coil are significantly diluted and substantially no reaction occurs in thick membranes (not shown) formed on the coil from the concentrate and coalesced liquid. The thick film also prevents solids from adhering to the coil.
내부 내측 응축을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시태양이 도 16에 도시되어 있으며, 여기서는 명료성을 위하여 단지 제한된 수의 부재만을 도시하였다. 냉각 액체 유입 라인(1384)을 갖는, 바람직하게는 반응 챔버(1312)의 상부 단부(1314)에, 보다 바람직하게는 분무화기(1326)의 상부 위에 배치된 냉각 액체 분사기(1385)가 제공된다. 그 밖에, 반응 챔버(1312)는 이전의 실시태양과 동일한 부재를 포함한다.Another embodiment of the invention utilizing internal inner condensation is shown in FIG. 16, where only a limited number of members are shown for clarity. At the upper end 1314 of the reaction chamber 1312, which has a cooling liquid inlet line 1384, is preferably provided a cooling liquid injector 1385 disposed above the top of the atomizer 1326. In addition, the reaction chamber 1312 includes the same member as the previous embodiment.
이 실시태양의 조작은 냉각 액체가 라인(1384)를 통해 냉각 액체 분사기(1385)로 유입되는 것을 제외하고는 이전의 실시태양의 조작과 유사하다. 이어서, 이 액체는 분사기(1385)에 의해 분무된다. 냉각 액체는 바람직하게는 제1 액체에 함유된 동일한 용매 또는 제1 액체에 함유된 동일한 제1 반응물을 포함한다. 예를 들어, 사이클로헥산으로부터 아디프산을 제조하는 경우에, 냉각 액체는 바람직하게는 아세트산(용매), 또는 사이클로헥산(제1 반응물), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게, 촉매는 냉각 액체에 함유되지 않는다. 냉각 액체가 분무될 때의 온도는 응축성 물질이 분무된 냉각 액체의 액적 상에서 응축되어 내부 내측 응축이 일어나도록 하는 온도이다. 상술한 바와 같이, 제1 액체의 액적은 모든 실제적 목적상 냉각 액체 액적과 혼합되지 않고, 이 둘은 기체에 현탁되어 제1 액체의 액적 내에서 산화 반응이 방해받지 않도록 한다. 마지막으로, 두 가지 종류의 액적은 반응 챔버(1312)의 저부 단부(1316)에서 함께 유착되어 제2 액체(1353)을 형성하고, 이 액체는 이전의 실시태양에서 설명한 바와 같이 추가의 처리를 위해 라인(1324)를 통해 제거된다. 유착전의 일시적 전환율의 측정시에는, 조절기(예: 도 1에 (35)로서 도시됨)에서 당업계에 주지된 기술에 의해 냉각 액체의 유동 속도 및 제1 액체의 유동 속도를 고려하여야 한다.Operation of this embodiment is similar to that of the previous embodiment, except that cooling liquid enters the cooling liquid injector 1385 via line 1384. This liquid is then sprayed by injector 1385. The cooling liquid preferably comprises the same solvent contained in the first liquid or the same first reactant contained in the first liquid. For example, when preparing adipic acid from cyclohexane, the cooling liquid preferably comprises acetic acid (solvent), or cyclohexane (first reactant), or mixtures thereof. Preferably, the catalyst is not contained in the cooling liquid. The temperature at which the cooling liquid is sprayed is the temperature at which the condensable material condenses on the droplets of the sprayed cooling liquid to cause internal internal condensation. As mentioned above, the droplets of the first liquid are not mixed with the cooling liquid droplets for all practical purposes, both of which are suspended in a gas so that the oxidation reaction is not disturbed in the droplets of the first liquid. Finally, two kinds of droplets are coalesced together at the bottom end 1316 of the reaction chamber 1312 to form a second liquid 1335, which is then used for further processing as described in the previous embodiment. Removed via line 1324. In measuring the temporary conversion rate before coalescence, the flow rate of the cooling liquid and the flow rate of the first liquid should be taken into account by techniques well known in the art in a regulator (e.g., shown as (35) in FIG. 1).
내부 내측 응축을 이용하는 본 발명의 또 다른 실시태양이 도 17에 도시되어 있으며, 여기서는 명료성을 위하여 단지 제한된 수의 부재만을 도시하였다. 냉각 액체 유입 라인(1484)을 갖는, 바람직하게는 반응 챔버(1412)의 상부 단부(1414)에 배치된 냉각 액체 분사기(1485)가 제공된다. 분사기(1485)는 바람직하게는 그 주변 둘레에 다수의 분사 노즐(1486)을 갖는다. 분사 노즐(1486)은 반응 챔버(1412)의 격벽(1420) 쪽으로 향해 있다. 그 밖에, 반응 챔버(1412)는 이전의 실시태양과 동일한 부재를 포함한다.Another embodiment of the invention utilizing internal inner condensation is shown in FIG. 17, where only a limited number of members are shown for clarity. There is provided a cooling liquid injector 1485 having a cooling liquid inlet line 1484, preferably disposed at the upper end 1414 of the reaction chamber 1412. Injector 1485 preferably has a plurality of spray nozzles 1486 around its periphery. The spray nozzle 1486 is directed towards the partition wall 1420 of the reaction chamber 1412. In addition, the reaction chamber 1412 includes the same members as the previous embodiment.
이 실시태양의 조작은 냉각 액체가 라인(1484)를 통해 냉각 액체 분사기(1485)로 유입되는 것을 제외하고는 이전의 실시태양의 조작과 유사하다. 이어서, 이 액체는 분사기(1485)에 의해 분무되고, 반응 챔버(1412)의 격벽(1420) 위에 떨어지며, 여기서 이것은 두꺼운 막 또는 커튼(1445)를 형성한다. 냉각 액체는 바람직하게는 제1 액체에 함유된 동일한 용매 또는 제1 액체에 함유된 동일한 제1 반응물을 포함한다. 예를 들어, 사이클로헥산으로부터 아디프산을 제조하는 경우에, 냉각 액체는 바람직하게는 아세트산(용매), 또는 사이클로헥산(제1 반응물), 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게, 촉매는 냉각 액체에 함유되지 않는다. 냉각 액체가 분무될 때의 온도는 응축성 물질이 분무된 냉각 액체의 액적 및 커튼(1445) 상에서 응축되어 내부 내측 응축이 일어나도록 하는 온도이다. 촉매(예: 아세트산코발트와 같은 금속염)는 대부분의 경우에 휘발성이 아니기 때문에 이것은 커튼(1445)로 이동되지 않는다. 또한, 두꺼운 막의 온도는 제1 액체 액적의 온도보다 더 낮다. 따라서, 커튼(1445) 내에서는 실질적으로 반응이 일어나지 않고, 기타의 잇점 이외에, 두꺼운 막 또는 커튼(1445)는 응축기의 격벽 상에 고체가 부착되는 것을 막는다. 액체 및 액적은 최종적으로 반응 챔버(1412)의 저부 단부(1416)에서 함께 혼합되어 제2 액체(1454)를 형성하고, 이 액체는 이전의 실시태양에서 설명한 바와 같이 추가의 처리를 위해 라인(1424)를 통해 제거된다.Operation of this embodiment is similar to that of the previous embodiment except that cooling liquid enters the cooling liquid injector 1485 via line 1484. This liquid is then sprayed by the injector 1485 and falls over the partition 1420 of the reaction chamber 1412, where it forms a thick film or curtain 1445. The cooling liquid preferably comprises the same solvent contained in the first liquid or the same first reactant contained in the first liquid. For example, when preparing adipic acid from cyclohexane, the cooling liquid preferably comprises acetic acid (solvent), or cyclohexane (first reactant), or mixtures thereof. Preferably, the catalyst is not contained in the cooling liquid. The temperature at which the cooling liquid is sprayed is the temperature at which the condensable material condenses on the droplets of the sprayed cooling liquid and on the curtain 1445 to cause internal internal condensation. Since the catalyst (eg a metal salt such as cobalt acetate) is not volatile in most cases, it is not transferred to the curtain 1445. In addition, the temperature of the thick film is lower than the temperature of the first liquid droplets. Thus, substantially no reaction occurs in the curtain 1445, and in addition to other advantages, the thick film or curtain 1445 prevents solids from adhering to the partition walls of the condenser. The liquid and droplets are finally mixed together at the bottom end 1416 of the reaction chamber 1412 to form a second liquid 1454, which is line 1424 for further processing as described in the previous embodiment. Is removed.
도 18에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서는, 반응 대역(1534)내에 배열된 하나 이상의 열전쌍(1560b) 및/또는 시료 수집기(1530')이 제공되고, 이들은 바람직하게는 컴퓨터화된 조절기(도시하지 않음)에 연결된다. 열전쌍(1560b) 및/또는 시료 수집기(1530')는 반응 챔버(1522)의 상부 단부(1532)와 저부 단부(1542) 사이의 상이한 거리에서 적하되는 액적의 온도 및/또는 전환율을 관찰하기 위하여 반응 대역(1534)의 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 18, one or more thermocouples 1560b and / or sample collector 1530 ′ arranged within the reaction zone 1534 are provided, which are preferably computerized regulators ( Not shown). Thermocouple 1560b and / or sample collector 1530 ′ react to observe the temperature and / or conversion rate of the droplets deposited at different distances between the top end 1532 and bottom end 1542 of reaction chamber 1522. May be placed in any suitable location of the band 1534.
이 실시태양의 조작에서, 열전쌍(1560b)는 액적의 온도를 취하여 이 정보를 상기 실시태양에서 설명한 바와 같이 조절기(도시하지 않음)에 공급한다. 마찬가지로, 시료 수집기는 적하되는 액적으로부터 유착된 액체를 전환율 모니터(도시하지 않음)에 공급하고, 이것은 다시 전환율 정보를 상기 실시태양에서 설명한 바와 같이 조절기(도시하지 않음)에 공급한다. 조절기는 이 정보를 기초로 하여 필요에 따라 반응을 조절하고 방출되는 반응열이 지나치게 많은 경우에 발생하는 대변동을 막기 위해서 온도가 예정된 범위를 벗어나지 않도록 장치의 다른 부재에 적합한 지시를 내린다. 이로 인해 추가적인 안전성이 제공된다.In operation of this embodiment, thermocouple 1560b takes the temperature of the droplets and supplies this information to a regulator (not shown) as described in the above embodiments. Similarly, the sample collector supplies the liquid adhered from the droplets to the conversion rate monitor (not shown), which in turn supplies the conversion rate information to a regulator (not shown) as described in the above embodiments. Based on this information, the regulator adjusts the reaction as needed and gives appropriate instructions to the other members of the device so that the temperature does not deviate from the intended range in order to prevent catastrophic events occurring when too much reaction heat is released. This provides additional safety.
온도를 관찰하는 데에 하나의 열전쌍(바람직하게는, 저부 단부(1542)에 근접한 열전쌍)을 사용할 수도 있으나, 온도 상승 속도 또는 액적 경로내의 온도 프로파일을 측정하기 위하여 반응 대역(1534)내에 하나 이상의 열전쌍(1560b)를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 이들 두 개의 열전쌍 사이의 온도 차이를 일시적 미세 온도차라고 부른다. 열전쌍에서 열전쌍으로의 온도 변화(일시적 미세 온도차)가 클수록 조절기는 더욱 큰 변화를 지시한다.One thermocouple (preferably, a thermocouple close to the bottom end 1542) may be used to observe the temperature, but one or more thermocouples in the reaction zone 1534 may be used to measure the rate of temperature rise or the temperature profile within the droplet path. It is more preferable to use 1560b. The temperature difference between these two thermocouples is called the temporary fine temperature difference. The larger the temperature change (temporary fine temperature difference) from thermocouple to thermocouple, the greater the changer indicates.
도 19에 도시된 본 발명의 또 다른 실시태양에서, 제1 반응물을 함유하는 제1 액체 및 제2 반응물을 함유하는 기체로부터 중간체 산화 생성물을 제조하기 위한 장치(1610)이 도시되어 있다. 장치(1610)은 상부 단부(1614) 및 저부 단부(1616)을 갖는 반응 챔버(1612)를 포함한다. 챔버(1612)는 바람직하게는 저부 단부(1616) 근처에서 원추형이 되어 최종적으로는 출구 라인(1624)에 연결된 액체 출구(1622)로 이어지는 원통 형상을 갖는다. 출구 라인(1624)는 라인(1624a)를 통해 제1 밸브(1619)로 연결되는 펌프(1618)로 이어진다. 제1 밸브(1619)는 라인(1624a)를 라인(1624b) 또는 라인(1624c)에 연결시키거나, 일부는 라인(1624b)에 연결시키고 일부는 라인(1624c)에 연결시키기 위하여 적용된다. 라인(1624b)는 다시 (라인(1642)를 통해), 바람직하게는 반응 챔버(1612)의 상부 단부(1614)에 위치하는 분무화기(1626)에서 반응 챔버(1612)로 이어진다. 분무화기(1626)은 바람직하게는 다수의 노즐(1627)을 가지며, 이 노즐은 보다 바람직하게는 당업계에 주지된 무공기식 형태이다. 분무화기(1626)은 반응 챔버(1612)의 특정 위치에 고정될 수 있거나, 바람직하게는 예를 들어 상술한 바와 같은 상하 방식으로 이동할 수도 있다.In another embodiment of the present invention shown in FIG. 19, an apparatus 1610 is shown for producing an intermediate oxidation product from a gas containing a first liquid and a second reactant containing a first reactant. The device 1610 includes a reaction chamber 1612 having a top end 1614 and a bottom end 1616. Chamber 1612 preferably has a cylindrical shape that is conical near bottom end 1616 and finally leads to liquid outlet 1622 connected to outlet line 1624. The outlet line 1624 leads to a pump 1618 that connects to the first valve 1615 via line 1624a. The first valve 1619 is applied to connect line 1624a to line 1624b or line 1624c, or to connect some to line 1624b and some to line 1624c. Line 1624b again leads to reaction chamber 1612 at atomizer 1626 (via line 1641), preferably located at upper end 1614 of reaction chamber 1612. Atomizer 1626 preferably has a plurality of nozzles 1627, which are more preferably in airless form as is well known in the art. The atomizer 1626 may be fixed at a specific location in the reaction chamber 1612, or may preferably move in an up-down manner as described above, for example.
라인(1624c)는 라인(1624c)를 라인(1624d) 또는 라인(1624f)에 연결시키거나 일부는 라인(1624d)에 연결시키고 일부는 라인(1624f)에 연결시키기 위하여 적용되는 제2 밸브(1619a)로 이어진다. 라인(1624d)는 중간체 산화 생성물을 반응물로부터 분리시키고 보통 다양한 양의 중간체 산화 생성물, 용매, 촉매 및 기타의 부가물을 함유하는 미반응의 반응물을 라인(1611)을 통해 재순환 탱크(도시하지 않음)로 반송시키는 분리기(1615)로 이어진다. 분리기는 역시 상술한 바와 같이 각각의 특정한 경우에 적합하도록, 필터와 같은 간단한 장치 또는 한 벌의 탱크, 세척기, 압출기, 증류 칼럼 등과 같은 복잡한 장치일 수 있다. 라인(1624f)는 또 다른 반응 챔버이거나 한 벌의 반응 챔버들, 또는 이들에 제한되지는 않으나 탱크, 세척기, 압출기, 증류 칼럼 등을 포함하는 기타의 장치일 수 있는 장치(1612a)로 이어진다. 장치(1612a)는 특히 장치(1612a)가 간단한 반응 챔버 또는 한 벌의 반응 챔버들인 경우에, 라인(1611a)를 통해 분리기(1615)에 연결된다.Line 1624c is a second valve 1615a that is applied to connect line 1624c to line 1624d or line 1624f, or partly to line 1624d and partly to line 1624f. Leads to. Line 1624d separates the intermediate oxidation product from the reactants and recycles unreacted reactants through line 1611 (not shown), usually containing varying amounts of intermediate oxidation products, solvents, catalysts and other adducts. It leads to the separator 1615 to convey. The separator may also be a simple device such as a filter or a complex device such as a set of tanks, washers, extruders, distillation columns and the like, to suit each particular case as described above. Line 1624f leads to device 1612a which may be another reaction chamber or a set of reaction chambers or other apparatus including, but not limited to, tanks, washers, extruders, distillation columns, and the like. Device 1612a is connected to separator 1615 via line 1611a, particularly when device 1612a is a simple reaction chamber or a set of reaction chambers.
반응 챔버(1612)의 상부 단부(1614) 근처에는 기체 출구 라인(1625)로 이어지는 기체 출구(1623)이 제공된다.Near the upper end 1614 of the reaction chamber 1612 is provided a gas outlet 1623 which leads to a gas outlet line 1625.
바람직하게는 반응 챔버(1612)의 저부 단부(1616) 근처에 위치하는 기체 유입구(1634)는 제2 반응물(바람직하게는 예를 들어 산소와 같은 산화제)을 함유하는 기체를 제공하는 기체 유입물 공급 라인(1636)에 연결된다.A gas inlet 1634, preferably located near the bottom end 1616 of the reaction chamber 1612, provides a gas inlet supply for providing a gas containing a second reactant (preferably an oxidant such as, for example, oxygen). Is connected to line 1636.
열전쌍(60) 또는 기타의 온도 측정 수단은 분무 직전의 제1 액체의 온도인 분무 온도를 측정하기 위하여 분무화기내에 배치되는 것이 바람직하다. 하나 이상의 열전쌍(60a)는 반응 챔버(1612)내에 배치되는 반면, 열전쌍(60b)는 제2 액체(1654)의 온도를 측정하기 위하여 반응 챔버(1612)의 저부에서 제2 액체(1654)내에 배치된다.Thermocouple 60 or other temperature measuring means is preferably arranged in the atomizer to measure the spray temperature, which is the temperature of the first liquid immediately before spraying. One or more thermocouples 60a are disposed in reaction chamber 1612, while thermocouple 60b is disposed in second liquid 1654 at the bottom of reaction chamber 1612 to measure the temperature of second liquid 1654. do.
반응 챔버(1612)내에는, 역시 상술한 바와 같이, 액적을 수집하고 이들을 바람직하게는 액체의 미세 스트림으로서 시료 라인(1633)을 통해 전환율 검측기(본 발명에 따른 검측기는 모니터의 의미도 포함함)(1632)로 운반하는 (하나 이상의) 시료 수집기(1630)이 추가로 제공된다. 전환율 검측기(1632)는 제1 액체가 적합한 시료 라인(들)(명료성을 위하여 도시하지 않음)을 통해 분무화기로 유입될 때에 제1 반응물의 양 및 중간체 산화 생성물의 양을 측정할 수도 있다. 이 정보는 예를 들어 라인(1641)에서 공급되는 물질의 성질 및 품질에 대한 정보와 함께, 분무화기(1626)으로 운반되는 제1 반응물 및 중간체 산화 생성물의 양을 정확히 측정할 수 있다. 제2 액체(1654)내의 전환율도 라인(1624a)와 전환율 검측기(1632)를 연결하는 시료 라인(1633')를 통해 검측 또는 관찰될 수 있다.Within the reaction chamber 1612, as also described above, a droplet rate detector, which collects the droplets, preferably via a sample line 1633 as a fine stream of liquid (the detector according to the invention also includes the meaning of a monitor). There is further provided a (one or more) sample collector 1630 for conveying 1616. Conversion detector 1632 may measure the amount of first reactant and the amount of intermediate oxidation product as the first liquid enters the nebulizer through suitable sample line (s) (not shown for clarity). This information can, for example, accurately measure the amount of first reactant and intermediate oxidation product delivered to atomizer 1626, along with information about the nature and quality of the material supplied in line 1641. The conversion rate in the second liquid 1654 can also be detected or observed through the sample line 1633 'connecting the line 1624a and the conversion rate detector 1632.
장치(1610)은 입력 라인(60'), (60a') 및 (60b')를 통해 온도에 관한 정보를 제공받는, 바람직하게는 컴퓨터화된 조절기(1635)를 추가로 포함한다. 조절기(1635)는 입력 라인(1631)을 통해 검측기(1632)로부터 반응물의 중간체 산화 생성물로의 전환율에 관한 정보도 제공받는다. 다시, 조절기(1635)는 상기에서 자세히 설명한 바와 같이 하나 이상의 출력 라인(1636)을 통해 산화 속도를 조절하기 위하여 전환율 및/또는 온도를 조정하기 위한 다수의 수단을 조절한다. 이러한 수단 및 그 작동(그 예들은 상기에서 설명한 바 있음)으로는 이들에 제한되는 것은 아니나 열교환기(예: 라인(1642)내의 열교환기(1645)), 및 분무 온도, 반응 압력, 분무 거리, 평균 액적 직경, 제1 유동 속도(제1 액체로부터 액적이 생성되는 속도), 제2 유동 속도(기체의 유동 속도), 휘발 속도(액적에 함유된 휘발성 성분이 휘발되는 속도), 제1 함량(제1 액체내의 제1 반응물의 함량), 제2 함량(기체내의 제2 반응물, 바람직하게는 산화제의 함량), (제1 액체내의) 촉매 함량, 및 이들의 조합을 변화시키기 위한 기타의 수단이 포함된다. 간략화 및 명료성을 위하여, 이들 수단은 도 19에서 제외시켰다.The device 1610 further comprises a computerized regulator 1635, preferably provided with information about the temperature via input lines 60 ′, 60 a ′ and 60 b ′. The regulator 1635 is also provided with information regarding the conversion rate of the reactant to the intermediate oxidation product from the detector 1632 via an input line 1631. Again, the regulator 1635 adjusts a number of means for adjusting the conversion rate and / or temperature to control the rate of oxidation through one or more output lines 1636 as detailed above. Such means and their operation (examples described above) include, but are not limited to, heat exchangers (e.g., heat exchanger 1645 in line 1644), and spray temperature, reaction pressure, spray distance, Average droplet diameter, first flow rate (speed at which droplets are generated from the first liquid), second flow rate (flow rate of gas), volatilization rate (speed at which volatile components contained in the droplets volatize), first content ( Other means for changing the content of the first reactant in the first liquid), the second content (the content of the second reactant in the gas, preferably the oxidant), the catalyst content (in the first liquid), and combinations thereof Included. For the sake of simplicity and clarity, these means are excluded from FIG. 19.
모니터 또는 검측기(1632)는 중간체 산화 생성물 또는 생성물들을 검측하는 데에 적용될 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 이것은 예를 들면 크로마토그래피 장치(예: GC 및/또는 HPLC), UV 분광기, IR 분광기, 가시광선 분광기, 질량 분광계, NMR 장치, 도전율 모니터, 이온화 검측기, 불꽃 검측기, 임의의 기타 적합한 장치, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.Monitor or detector 1632 can be any device that can be applied to detect intermediate oxidation products or products. This is for example a chromatographic device (e.g. GC and / or HPLC), UV spectrometer, IR spectrometer, visible light spectrometer, mass spectrometer, NMR device, conductivity monitor, ionization detector, flame detector, any other suitable device, Or combinations thereof.
중간체 산화 생성물이 비휘발성 산인 경우, 모니터 또는 검측기(1632)는 UV 모니터와 함께 HPLC(고압/성능 액체 크로마토그래피 장치)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, HPLC 장치는 하나 이상의 칼럼을 가져서 칼럼내의 분리 시간이 소정의 시간보다 더 긴 경우에는 일련의 시료를 상이한 칼럼에 도입하고 다수의 분리를 동시에 행하여 일련의 시료를 관찰하는 간격을 소정의 범위가 되게 하는 것이 바람직하다. 비극성 유기 부분을 분석하고자 하는 경우에는, 예를 들어 이온화 모니터와 같은 적합한 모니터와 결합된 기체 크로마토그래피 모니터 또는 검측기를 포함하는 것이 바람직하다.If the intermediate oxidation product is a nonvolatile acid, the monitor or detector 1632 preferably comprises HPLC (high pressure / performance liquid chromatography apparatus) with a UV monitor. In addition, the HPLC apparatus has one or more columns, and when the separation time in the column is longer than the predetermined time, a predetermined range of intervals for introducing a series of samples into different columns and performing a plurality of separations to observe the series of samples is determined. Is preferred. If the non-polar organic portion is to be analyzed, it is preferable to include a gas chromatography monitor or detector combined with a suitable monitor such as, for example, an ionization monitor.
HPLC와 GC의 조합은 극성 및 비극성 성분이 포함되는 경우에 사용될 수 있다.Combinations of HPLC and GC can be used where polar and nonpolar components are included.
본 발명의 방법 및 장치는 산화 생성물의 주요 부분이 CO, CO2또는 이들의 혼합물과 다른 산화 중간체인 유기 화합물의 산화 반응에 특히 적합하다. 그 이유중 하나는 본 발명의 복잡한 결정적 요소로 인해 반응 속도, 반응 균일성, 수율 및 기타의 중요한 특성이 현저하게 개선되는 반면, 상기 결정적 요소가 존재하지 않으면 CO/CO2로의 완전한 산화가 일어날 것이기 때문이다. 사실상, 상기 결정적 요소를 갖지 않는 동일한 분무 조건은 최근에 자동차의 연소 엔진 및 기타의 장치에서 가솔린과 같은 유기 화합물을 CO/CO2의 혼합물로 실질적으로 완전히 산화(즉, 연소)시키는 데에 사용되고 있다.The method and apparatus of the present invention are particularly suitable for the oxidation reaction of organic compounds in which the main part of the oxidation product is CO, CO 2 or a mixture thereof and other oxidation intermediates. One reason is that the complex determinants of the present invention will significantly improve the reaction rate, reaction uniformity, yield and other important properties, while the absence of such determinants will result in complete oxidation to CO / CO 2 . Because. Indeed, the same spraying conditions without these determinants have recently been used in automobile combustion engines and other devices to substantially completely oxidize (ie, burn) organic compounds such as gasoline into a mixture of CO / CO 2 . .
반면, 본 발명에 따르면, 예를 들어 제1 반응물이 사이클로헥산인 경우에, 산화 생성물의 대부분은 실질적으로 사이클로헥산올, 사이클로헥사논, 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드, 카프로락톤, 아디프산 등 및 이들의 혼합물일 수 있다. 유기산이 바람직한 중간체 산화 생성물이다.On the other hand, according to the invention, for example, when the first reactant is cyclohexane, most of the oxidation products are substantially cyclohexanol, cyclohexanone, cyclohexylhydroperoxide, caprolactone, adipic acid and the like and these It may be a mixture of. Organic acids are preferred intermediate oxidation products.
본 발명의 실시태양의 조작은 청구의 범위에 포괄되는 임의의 비분해 산화 반응에 대해 논의될 것이며, 이것은 제1 반응물로서 사이클로헥산을, 기체내의 산화제로서 산소를, 중간체 산화 생성물로서 아디프산을 사용하여 예시될 것이다. 중간체 산화 생성물이란 용어는 제1 반응물이 일산화탄소, 이산화탄소 또는 이들의 혼합물로 실질적으로 산화되기 전에 산화 반응을 중단시키는 것을 의미한다.Operation of embodiments of the present invention will be discussed for any non-degradable oxidation reaction encompassed by the claims, which includes cyclohexane as the first reactant, oxygen as the oxidant in the gas, and adipic acid as the intermediate oxidation product. Will be illustrated using. The term intermediate oxidation product means stopping the oxidation reaction before the first reactant is substantially oxidized to carbon monoxide, carbon dioxide or a mixture thereof.
세 개의 열전쌍 및 전환율에 관한 두 개의 시료 라인이 도시되어 있으나, 이들 부재는 더 적거나 더 많은 수로 사용될 수 있다. 그러나, 최소한 하나의 열전쌍 또는 하나의 시료 라인은 사용되어야 한다. 또한, 장치(1610)은 예를 들면 장치(들)(1612a)와 같이, 도시된 모든 부재들을 가질 필요는 없다.Although three sample lines for three thermocouples and conversion rates are shown, these members can be used in fewer or larger numbers. However, at least one thermocouple or one sample line should be used. Also, device 1610 need not have all of the illustrated members, such as device (s) 1612a, for example.
조작시에, 제1 반응물(예: 사이클로헥산)을 함유하는 제1 액체는 라인(1642)를 통해 반응 챔버(1612)로 유입되고, 다수의 액적(1648)을 형성하는 방식으로 분무화기(1626) 및 노즐(1627)에 의해 분무된다. 제1 액체는 소정의 분무 온도(사이클로헥산의 경우 바람직하게는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 130℃, 가장 바람직하게는 90 내지 120℃ 범위임)에서 분무화기에 유입된다. 물론 특정 환경에 따라 기타의 온도를 사용할 수 있다. 제1 액체의 분무 온도는 이 액체가 분무화되기 직전의 온도이다. 갓 형성된 액적의 온도는 분무 온도와 동일하거나 상이할 수 있다. 사이클로헥산의 경우, 제1 액체는 바람직하게는 용매(예: 아세트산), 제1 액체에 용해되는 촉매(예: 코발트 화합물), 및 개시제(예: 사이클로헥사논, 메틸에틸케톤, 아세트알데히드 등 및 이들의 혼합물)을 추가로 함유할 수 있다. 사이클로헥산을 아디프산으로 산화시키는 경우에 압력은 바람직하게는 사이클로헥산, 용매, 개시제 등을 실질적으로 액체 상태로 유지시키도록 충분히 높아야 한다. 심지어 1,000psia를 초과하는 압력도 사용할 수 있으나, 압력은 바람직하게는 100 내지 400psia, 더욱 바람직하게는 150 내지 300psia 범위이다.In operation, a first liquid containing a first reactant (eg, cyclohexane) is introduced into the reaction chamber 1612 via line 1644 and in a manner to form a plurality of droplets 1648. ) And nozzle 1627. The first liquid enters the nebulizer at a predetermined spray temperature (preferably in the range of 50-150 ° C., more preferably 80-130 ° C., most preferably 90-120 ° C. for cyclohexane). Of course, other temperatures may be used depending on the particular environment. The spray temperature of the first liquid is the temperature just before the liquid is atomized. The temperature of the freshly formed droplets may be the same or different than the spraying temperature. In the case of cyclohexane, the first liquid is preferably a solvent (e.g. acetic acid), a catalyst (e.g. cobalt compound) dissolved in the first liquid, an initiator (e.g. cyclohexanone, methylethylketone, acetaldehyde, etc.) and Mixtures thereof). In the case of oxidizing cyclohexane to adipic acid, the pressure should preferably be high enough to keep the cyclohexane, solvent, initiator and the like substantially in the liquid state. Even pressures in excess of 1,000 psia may be used, but the pressure is preferably in the range of 100 to 400 psia, more preferably 150 to 300 psia.
제1 액체가 분무됨과 동시에, 산화제(사이클로헥산의 경우에 바람직하게는 산소)를 함유하는 기체가 기체 유입물 공급 라인(1636)을 통해 챔버(1612)의 저부 단부(1616) 근처에서 챔버(1612)로 유입된다. 기체는 산화제 이외에 예를 들어 질소 및/또는 이산화탄소와 같은 다소 불활성인 기체를 함유할 수도 있다. 반응물, 용매, 미스트 등의 증기와 혼합된 오프 가스는 기체 출구 라인(1625)를 통해 반응 챔버로부터 배출된다.At the same time that the first liquid is sprayed, a gas containing an oxidant (preferably oxygen in the case of cyclohexane) is passed through the gas inlet supply line 1636 near the bottom end 1616 of the chamber 1612. Flows into). The gas may contain, in addition to the oxidant, a somewhat inert gas such as, for example, nitrogen and / or carbon dioxide. Off gas mixed with vapors of reactants, solvents, mists, etc., exits the reaction chamber via gas outlet line 1625.
액적이 분무화기(1626)으로부터 하향으로 떨어지면서 이들은 산화제(예: 산소)와 반응하기 시작한다. 제2 액체(1654)는 액체 출구(1622)를 통해 바람직하게는 연속적으로 제거되고, 펌프(1618)에 의해 액체 출구 라인(1624)를 통해 펌프질된다.As the droplets drop downward from atomizer 1626 they begin to react with oxidants (eg oxygen). The second liquid 1654 is preferably removed continuously through the liquid outlet 1622 and pumped through the liquid outlet line 1624 by the pump 1618.
연속적 작동을 원할 경우에는, 전환율이 목적하는 값에 도달할 때까지 먼저 제2 액체가 라인(1624a), (1624b) 및 (1624)를 통해 재순환된다. 이 점에서, 밸브(1619)는 목적하는 전환율 값을 갖는 제2 액체의 일부가 라인(1624c) 및 (1624d)를 통해 분리기(1615)에 통과되거나, 추가의 처리를 위해 라인(1624c) 및 (1624f)를 통해 장치(1612a)에 통과되도록 소정의 정도로 열린다. 밸브(1619a)는 특정 환경에 따라서, 모든 액체를 라인(1624c)로부터 분리기(1615) 또는 장치(1612a)로 운반시키거나, 일부분은 분리기(1615)로 운반시키고 일부분은 장치(1612a)로 운반시킬 수 있다. 라인(1624c)로 유입되지 않은 나머지 제2 액체는 라인(1624b) 및 (1624)를 통해 분무화기(1626)으로 재순환된다. 제1 반응물 등을 함유하는 보충 액체는 보충물 라인(1641)을 통해 시스템에 유입된다. 시스템에 유입되는 보충 액체의 조성 및 양은 라인(1624c)를 통해 제거되는 성분의 양을 바람직하게는 정량적으로 보충하도록 하는 값이다.If continuous operation is desired, the second liquid is first recycled through lines 1624a, 1624b and 1624 until the conversion reaches a desired value. At this point, the valve 1615 passes a portion of the second liquid having a desired conversion value through the separators 1615 via lines 1624c and 1624d, or for lines 1624c and (for further processing). Open to some extent to pass through device 1612a through 1624f. Valve 1619a may deliver all liquid from line 1624c to separator 1615 or device 1612a, or to a portion of separator 1615 and a portion to device 1612a, depending on the particular environment. Can be. The remaining second liquid that did not enter line 1624c is recycled to atomizer 1626 via lines 1624b and 1624. Replenishment liquid containing the first reactant and the like enters the system via replenishment line 1641. The composition and amount of replenishment liquid entering the system is a value that preferably replenishes the amount of component removed via line 1624c.
배치식 작동의 경우에는, 장치(1610)에 보충물 라인(1641)을 통해 적합한 제1 액체가 공급될 때에, 제2 액체의 총량은 목적하는 전환율에 도달될 때까지 라인(1624b) 및 (1642)를 통해 분무화기(1626)으로 재순환되고, 이 점에서 제2 액체는 적합하게 활성화된 밸브(1619)(및, 필요에 따라 밸브(1619a)) 및 라인(1624c)를 통해 반응 챔버(1612)로부터 배출되어 추가의 처리를 위해 분리기(1615) 또는 장치(1612a)에 유입되거나, 일부분은 분리기(1615)에 유입되고 일부분은 장치(1612a)에 유입된다. 새로운 제1 액체가 보충물 라인(1641)을 통해 시스템에 유입되고, 순환이 반복된다.In the case of batch operation, when a suitable first liquid is supplied to the device 1610 via the refill line 1641, the total amount of the second liquid is in line 1624b and 1642 until the desired conversion rate is reached. Is recycled to atomizer 1626, at which point the second liquid is reacted to the reaction chamber 1612 via suitably activated valve 1619 (and valve 1619a as needed) and line 1624c. May be discharged from and introduced into separator 1615 or device 1612a for further processing, or a portion may enter separator 1615 and a portion may enter device 1612a. Fresh first liquid enters the system via refill line 1641 and the circulation is repeated.
분리기(1615)에서, 중간체 산화 생성물(예: 아디프산)은 당업계에 주지된 기술에 의해 액체로부터 분리된다. 일부의 경우에는, 필요에 따라 기타의 산화 반응 부산물도 분리기에서 제거될 수 있다. 반응물, 용매, 촉매 등은 라인(1611)을 통해 재순환 탱크(도시하지 않음)로 반송된다. 적어도 일부분의 제2 액체(1654)가 장치(1612a)에 적어도 부분적으로 운반되는 경우에, 이것은 장치(1612a)에서 임의의 처리를 거친 후 라인(1611a)를 통해 분리기(1615)로 다시 운반될 수 있다.In separator 1615, the intermediate oxidation product (eg, adipic acid) is separated from the liquid by techniques well known in the art. In some cases, other oxidation by-products may also be removed from the separator as needed. Reactants, solvents, catalysts, etc., are returned via line 1611 to a recycle tank (not shown). If at least a portion of the second liquid 1654 is at least partially conveyed to the device 1612a, it may be conveyed back to the separator 1615 through line 1611a after any treatment in the device 1612a. have.
액적(1648)의 일부분은 열전쌍(60a) 위로 떨어지고, 이 열전쌍은 다시 온도 정보를 출력 라인(60a')를 통해 조절기(1635)로 공급한다. 분무 온도 및 제2 액체의 온도 역시 각각 입력 라인(1660') 및 (1660b')를 통해 조절기(1635)에 공급된다. 이와 동시에, 액적의 일부분이 또한 동일한 수집기(1630) 내로 떨어지고, 여기서부터 이들은 전환율에 관하여 분석되도록 전환율 검측기 또는 모니터(1632)로 이동된다. 액적내에 고체가 존재하는 경우에는 적합한 희석제 등을 사용함으로써 액체 이송 라인이 막히지 않도록 주의를 기울여야 한다. 또한, 제2 액체의 작은 스트림이 전환율에 관하여 분석되도록 라인(1633')를 통해 전환율 검측기(1632)로 운반된다. 상술한 바와 같이, 아디프산 또는 기타의 산 형성의 경우에, 모니터(1632)는 크로마토그래피 장치, 보다 바람직하게는 고성능(또는 고압) 액체 크로마토그래피 장치(HPLC)를 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 GC(기체 크로마토그래피) 장치와 조합된다. 이 시스템은 역시 앞서 언급한 바와 같이 바람직하게는 적합한 수의 칼럼을 가져서 액적이 제2 액체 덩어리(1654)내에 존재하는 중간체 산화 생성물을 여러 차례 중복 측정할 수 있게 함으로써, 제1 반응물의 중간체 반응 생성물로의 각각의 전환율을 각각의 특정 경우에 목적하는 만큼 자주 검사하도록 한다. 예를 들어, 칼럼이 중간체 산화물 생성물을 8분내에 분리하고, 특정 경우에 목적하는 측정 간격이 2분인 경우에는 4개의 칼럼이 필요하다.A portion of droplet 1648 falls over thermocouple 60a, which in turn supplies temperature information to regulator 1635 via output line 60a '. The spray temperature and the temperature of the second liquid are also supplied to the regulator 1635 via input lines 1660 'and 1660b', respectively. At the same time, a portion of the droplets also fall into the same collector 1630, from which they are moved to a conversion rate detector or monitor 1632 to be analyzed for conversion rate. If solids are present in the droplets, care should be taken to avoid clogging of the liquid transfer line by using a suitable diluent or the like. In addition, a small stream of second liquid is conveyed through the line 1633 'to the conversion rate detector 1632 to be analyzed for conversion. As mentioned above, in the case of adipic acid or other acid formation, the monitor 1632 preferably comprises a chromatography device, more preferably a high performance (or high pressure) liquid chromatography device (HPLC), and more Preferably in combination with a GC (gas chromatography) apparatus. This system also preferably has a suitable number of columns, as mentioned above, allowing the droplet to measure multiple times the intermediate oxidation product present in the second liquid mass 1654, thereby providing intermediate reaction products of the first reactant. Each conversion rate to the furnace should be checked as often as desired in each particular case. For example, if the column separates the intermediate oxide product within 8 minutes, and in certain cases the desired measurement interval is 2 minutes, four columns are required.
기타의 위치에서 액체를 채취하는 것도 바람직할 수 있고, 이것은 동일한 검측기(1632) 또는 상이한 검측기(도시하지 않음)를 사용하여 수행할 수 있다.It may also be desirable to collect the liquid at other locations, which may be performed using the same detector 1632 or different detectors (not shown).
전환율 검측기 또는 모니터(1632)에서 얻어진 정보는 입력 라인(1631)을 통해서 컴퓨터화된 조절기(1635)에 공급되고, 여기서 이 정보는 각각의 온도에 관하여 라인(1660'), (1660a') 및 (1660b')를 통하여 수용되는 정보와 함께 당업계에 주지된 방법에 의해 처리된다.Information obtained from the conversion rate detector or monitor 1632 is supplied to the computerized regulator 1635 via an input line 1631, where this information is associated with lines 1660 ', 1660a' with respect to respective temperatures. The information received through 1660b 'is processed by methods well known in the art.
조절기(1635)는 본 출원인의 동시 계류중인 출원에서 상세히 설명한 바와 같이 임의의 결정인자를 조정하기 위하여 사용될 수 있는, 상기 언급한 열교환기(1645)(도시하지 않음) 또는 임의의 여러 가지 수단을 조절한다. 단순화, 간략화 및 명료성의 목적을 위하여, 여기서는 산화 속도를 조절하기 위하여 결정인자를 조정하는 하나의 수단을 예시하는 열교환기(1645)를 논의할 것이며, 임의의 기타 수단에 관해서도 동일한 원리가 적용되는 것으로 이해해야 한다.The regulator 1635 adjusts the aforementioned heat exchanger 1645 (not shown) or any of a variety of means that may be used to adjust any determinant as detailed in the applicant's co-pending application. do. For the purpose of simplicity, simplicity and clarity, a heat exchanger 1645 will be discussed here that illustrates one means of adjusting the determinants to control the rate of oxidation, and the same principles apply to any other means. You have to understand.
반응 속도의 조절에서는, 반응기 내부의 온도를 측정하는 열전쌍(1660)의 온도를 우선으로 하고, 이어서 열전쌍(1660)의 분무 온도, 및 이어서 열전쌍(1660b)에 의해 측정되는 제2 액체(1654)의 온도를 우선으로 하는 것이 바람직하다. 동일한 수집기(1630)내에서의 제1 반응물의 중간체 산화 생성물로의 전환율을 우선으로 하고, 이어서 라인(1624a) 및 (1633')의 경로에서 제공되는 제1 반응물의 산화 생성물로의 전환율을 우선으로 한다. 특히 빠른 반응 또는 매우 긴 반응 챔버의 경우에는 산화 속도를 조절하는 데에 하나 이상의 결정인자를 조정하는 것이 바람직하고 때때로는 중요할 수 있으나, 특히 비교적 느린 반응의 경우에는 단지 하나의 결정인자만의 사용을 허용하는 기타의 경우가 있다. 실제로, 매우 빠른 반응 또는 매우 긴 반응 챔버의 경우에, 다수의 열전쌍(1660a) 및 시료 수집기(1630)을 사용하여 반응 챔버의 전체 길이에서 온도 및 전환율을 측정하는 것이 바람직하다.In the control of the reaction rate, the temperature of the thermocouple 1660 for measuring the temperature inside the reactor is given priority, followed by the spray temperature of the thermocouple 1660, and then the second liquid 1654 measured by the thermocouple 1660b. It is preferable to give priority to temperature. The conversion of the first reactant to the intermediate oxidation product in the same collector 1630 is preferentially followed by the conversion of the first reactant to the oxidation product provided in the paths of lines 1624a and 1633 '. do. It may be desirable to adjust one or more determinants to control the rate of oxidation, especially for fast reactions or very long reaction chambers, but only one determinant may be used, especially for relatively slow reactions. There are other cases that allow. Indeed, in the case of very fast or very long reaction chambers, it is desirable to measure the temperature and conversion over the entire length of the reaction chamber using multiple thermocouples 1660a and sample collector 1630.
조절기(1635)는 당업계에 주지된 기술에 의해, 결정인자를 측정값의 절대치 뿐만 아니라 절대치의 차이 및 결정인자가 변하는 속도에 의해 조정하기 위해서 어떠한 작용을 취해야 하는지를 결정하도록 적용되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 열전쌍(60)과 (60a) 사이의 온도차가 목적하는 속도보다 더 빠른 속도로 증가하는 경우에, 조절기는 특히 열전쌍(1660)의 온도에 비해서 열전쌍(1660a)의 온도가 비록 높더라도 빠른 속도로 상승하지 않는 경우보다 더 철저한 측정을 지시해야 할 것이다. 이것은 열전쌍(1660a)가 여러개 존재하는 경우에 열전쌍(1660a) 사이에도 적용되며, 시료 수집기(1630)이 여러개 사용되는 경우에 상이한 시료 수집기(1630)에 의해 제공된 시료로부터의 전환율 및 전환율 변화에도 적용된다.The regulator 1635 is preferably applied by techniques well known in the art to determine what action should be taken to adjust the determinant not only by the absolute value of the measured value, but also by the difference in absolute value and the rate at which the determinant changes. For example, in the case where the temperature difference between thermocouples 60 and 60a increases at a faster rate than the desired rate, the regulator may be particularly hot even if the temperature of thermocouple 1660a is higher than the temperature of thermocouple 1660. More thorough measurements will need to be instructed than if they do not rise at a rapid rate. This also applies to thermocouples 1660a when there are multiple thermocouples 1660a, and also to conversions and conversion rates from samples provided by different sample collectors 1630 when multiple sample collectors 1630 are used. .
적어도 하나의 열전쌍(1660a)가 존재한다고 가정하면, 조절기(1635)는 먼저 열전쌍(60a)에 의해 제공되는 온도를 기초로 하여 결정한다. 온도가 목적하는 온도 범위를 초과하는 경우에, 열교환기(1645)는 라인(1642)로부터 분무화기(1626)에 운반되는 제1 액체의 온도를 감소시키도록 조절기(1635)에 의해 지시된다. 이 변화는 열전쌍(명료성을 위하여 도시하지 않음)에 의해 측정되어 조절기(1635)에 제공되는, 열교환기에 유입될 때의 액체의 온도의 10 내지 50%, 보다 바람직하게는 10 내지 30% 증분으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 특정 조건, 물질, 이전의 측정값 등에 따라서 기타의 범위가 더욱 적합할 수도 있다. 예를 들어, 온도에서 10%의 감소가 감지가능한 결과를 갖지 못하는 것으로 밝혀지는 경우에는 다음의 증분을 예를 들어 30%로 할 수 있다. 한편, 분무 거리에서 10%의 감소가 온도에 과도한 변화를 가져오게 하는 경우에는 온도가 목적하는 범위, 바람직하게는 가장 바람직한 범위, 더욱 바람직하게는 그의 가장 바람직한 설정값 근처의 값에 도달할 때까지 다음의 증분을 예를 들어 5%로 할 수 있다.Assuming at least one thermocouple 1660a is present, regulator 1635 first determines based on the temperature provided by thermocouple 60a. If the temperature exceeds the desired temperature range, heat exchanger 1645 is directed by regulator 1635 to reduce the temperature of the first liquid conveyed from line 1644 to atomizer 1626. This change is 10 to 50%, more preferably 10 to 30% increments of the temperature of the liquid as it enters the heat exchanger, measured by thermocouple (not shown for clarity) and provided to the regulator 1635. It is preferable. However, other ranges may be more suitable, depending on the particular conditions, materials, previous measurements, and the like. For example, if a decrease of 10% in temperature is found to have no appreciable result, the following increment may be made, for example, 30%. On the other hand, if a 10% reduction in spray distance causes an excessive change in temperature, until the temperature reaches a value in the desired range, preferably the most preferred range, more preferably near its most preferred set point The following increment may be 5%, for example.
예를 들어 사이클로헥산을 아디프산으로 산화시키는 경우에, 바람직한 온도 범위는 50 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 80 내지 130℃, 가장 바람직하게는 90 내지 120℃이다. 그러나, 특정 환경에 따라서는 사이클로헥산을 아디프산으로 산화시키는 경우에 상기 온도보다 훨씬 더 높거나 훨씬 더 낮은 기타의 온도가 더욱 적합할 수 있다.For example, in the case of oxidizing cyclohexane to adipic acid, the preferred temperature range is 50 to 150 ° C, more preferably 80 to 130 ° C, most preferably 90 to 120 ° C. However, depending on the particular circumstances, other temperatures that are much higher or much lower than the temperature may be more suitable when the cyclohexane is oxidized to adipic acid.
온도가 가장 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에는, 대부분의 경우에는 상기 가장 바람직한 범위의 중간값 근방의 어디엔가에 위치하도록 연속적으로 관찰된다. 물론, 연속적 관찰 및 조절은 반응 챔버내의 조건이 변하여 유착전 온도를 변화시킬 수 있기 때문에 매우 바람직하다.After the temperature is found to be within the most preferred range, in most cases it is continuously observed to be located near the median of the most preferred range. Of course, continuous observation and control is highly desirable because the conditions in the reaction chamber can change to change the temperature before coalescence.
바람직한 범위는 일정할 수 있거나, 시간, 전환율 및 기타의 목적하는 파라미터와 함께 변할 수 있다.Preferred ranges may be constant or may vary with time, conversion and other desired parameters.
제1 결정인자가 그의 바람직한 범위내인 것으로 밝혀진 후에는, 기타의 결정인자들이 제1 결정인자를 방해하지 않는 한 상술한 순서대로 하나씩 그들의 바람직한 범위내로 조절될 수 있다. 제1 결정인자가 없는 경우에는, 제2 결정인자를 우선으로 하고, 제2 결정인자가 그의 예정된 범위내가 될 때까지 제1 결정인자에 대해 상술한 바와 같이 동일한 기술을 수행한다.After the first determinant has been found to be within its preferred range, other determinants may be adjusted within their preferred range one by one in the order described above so long as they do not interfere with the first determinant. In the absence of a first determinant, the second determinant is given priority and the same technique is performed as described above for the first determinant until the second determinant is within its predetermined range.
보통, 열전쌍(1660)에 대한 예정된 범위는 열전쌍(1660a)에 대한 범위보다 더 낮아야 한다. 열전쌍(1660b)에 의해 나타나는 온도 변화는 제2 액체 덩어리(1654)로 인해, 열전쌍(1660a)에 의해 나타나는 온도 변화보다 본질적으로 더 느리다. 결정인자가 열전쌍(1660b)의 온도인 경우에, 반응 챔버(1612)의 저부 단부(1616)에서의 제2 액체(1654)의 부피는 반응 챔버(1612)내의 액적의 온도 변화에 대해 가능한 한 신속하게 반응하기 위하여 가능한 한 작아야 한다는 것이 중요하다.Usually, the predetermined range for thermocouple 1660 should be lower than the range for thermocouple 1660a. The temperature change exhibited by the thermocouple 1660b is essentially slower than the temperature change exhibited by the thermocouple 1660a due to the second liquid mass 1654. If the determinant is the temperature of the thermocouple 1660b, the volume of the second liquid 1654 at the bottom end 1616 of the reaction chamber 1612 is as fast as possible for the temperature change of the droplets in the reaction chamber 1612. It is important to be as small as possible in order to respond.
산화 속도를 조절하는 데에는 하나의 온도 결정인자와 하나의 전환율 결정인자를 동시에 사용하는 것이 매우 바람직하다.It is highly desirable to use one temperature determinant and one conversion determinant simultaneously to control the rate of oxidation.
신속한 산화 및/또는 긴 반응 챔버는 이미 언급한 바와 같이, 하나 이상의 시료 수집기(1630)를 필요로 할 수 있고, 느린 산화 및/또는 짧은 반응 챔버는 라인(1633')를 통해 제2 액체(1654)에서 측정된 전환율에만 의존할 수 있다.The rapid oxidation and / or long reaction chamber may require one or more sample collectors 1630, as already mentioned, and the slow oxidation and / or short reaction chamber may be via the second liquid 1654 via line 1633 '. Can only depend on the conversion rate measured in
분무화기와 라인(1641) 및 (1642)가 만나는 점 사이인 초기의 위치와, 임의의 재순환 이전 또는 임의 횟수의 재순환 이후의 임의의 후속 점 사이의 전환율 측정은 예를 들면 새로운 첨가 등과 같은 임의의 외부 영향을 고려하여 수행될 수 있고, 이것으로부터 산화 속도를 산출할 수 있다. 조절기(1635)는 온도 데이터로부터 행한 것과 유사한 방식으로 전환율 데이터로부터 열교환기(1645)에 지시를 내린다. 측정 시간 간격 당 전환율(단일 통과 또는 임의의 목적하는 수의 재순환에서)은 바람직하게는 0.05% 내지 80%로 유지될 수 있으나, 특정 경우에 따라서는 기타의 값이 적합할 수도 있다. 이것은 일부의 경우에는 전환율값이 매우 작고 기타의 경우에는 매우 클 수 있는 아디프산 형성의 경우에도 마찬가지이다. 그러나, 0.05% 내지 80%의 범위가 바람직한 범위이다.Conversion of the initial position between the atomizer and the point where lines 1641 and 1642 meet, and any subsequent point before any recycle or after any number of recycles, can be determined by any It can be carried out in consideration of external influences, from which the oxidation rate can be calculated. The regulator 1635 directs the heat exchanger 1645 from the conversion rate data in a manner similar to that made from the temperature data. The conversion per measurement time interval (in a single pass or any desired number of recycles) may preferably be maintained between 0.05% and 80%, although other values may be suitable in certain cases. This is also true for adipic acid formation, which in some cases may have very low conversion values and in others it may be very large. However, the range of 0.05% to 80% is the preferred range.
산화에 사용되는 다수의 촉매는 일 이상의 원자가 상태를 갖는 전이 금속이다. 이들의 주된 촉매 작용은 이들이 이온으로 존재할 때의 가장 낮은 원자가 상태보다 더 높은 원자가 상태를 가질 때에 나타난다. 하나의 좋은 예는 사이클로헥산을 아디프산으로 산화시키는 경우의 코발트이다. 산화 반응을 개시하기 이전의 초기 시간은 II가의 원자가 상태를 갖는 코발트 이온의 첨가에 대한 조사에 종종 할애된다. 코발트 촉매는 예를 들어 이가의 아세트산코발트가 가장 쉽게 구입할 수 있고 삼가의 아세트산코발트보다 더 저렴하기 때문에 II의 원자가 상태로 첨가된다. 따라서, 이제까지는 코발트 II를 사용하지 않거나 코발트 II를 미리 산화시키지 않은 경우에는 이가의 코발트 이온을 삼가의 코발트 이온으로 산화시키고 당업계의 방법에 따라서 촉매로서 작용을 개시하도록 하는 데에 시간이 걸린다. 게다가, 용액을 통한 기체의 버블링에 의해 제공되는 작은 계면으로 인해 코발트 II 이온을 코발트 III 이온으로 산화시키는 데에 시간이 걸린다.Many catalysts used for oxidation are transition metals having one or more valence states. Their main catalysis occurs when they have a higher valence state than the lowest valence state when they are present as ions. One good example is cobalt when oxidizing cyclohexane to adipic acid. The initial time before initiation of the oxidation reaction is often devoted to the investigation of the addition of cobalt ions having a valence state of II. Cobalt catalysts are added in valence II, for example, because divalent cobalt acetate is the easiest to purchase and cheaper than trivalent cobalt acetate. Thus, if so far no Cobalt II is used or if Cobalt II has not been pre-oxidized, it takes time to oxidize the bivalent cobalt ions to trivalent cobalt ions and to initiate the action as a catalyst according to the methods of the art. In addition, it takes time to oxidize cobalt II ions to cobalt III ions due to the small interface provided by the bubbling of gas through the solution.
본 발명의 경우에, 이러한 산화 시간은 높은 표면적의 제공으로 인해 상당히 줄어든다.In the case of the present invention, this oxidation time is significantly reduced due to the provision of high surface areas.
또한, 이가 코발트 이온을 삼가 코발트 이온으로 미리 산화시킬 수 있다.In addition, divalent cobalt ions can be oxidized in advance to trivalent cobalt ions.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 산화 반응은 산화 생성물이 일산화탄소, 이산화탄소, 및 이들의 혼합물이 아닌 비분해 산화 반응이다. 물론, 소량의 이들 화합물이 하나의 생성물 또는 혼합 생성물일 수 있는 산화 생성물과 함께 형성될 수 있다.As mentioned above, the oxidation reaction according to the invention is a non-degradable oxidation reaction in which the oxidation product is not carbon monoxide, carbon dioxide, and mixtures thereof. Of course, small amounts of these compounds may be formed with oxidation products, which may be one product or a mixed product.
상기 예로는 물론 이들에 제한되는 것은 아니나 다음의 것들이 포함된다.Examples include, but are not limited to, the following.
상응하는 포화된 지환족 탄화수소로부터의 C5-C8지방족 이염기성 산의 제조(예: 사이클로헥산으로부터의 아디프산의 제조).Preparation of C 5 -C 8 aliphatic dibasic acids from the corresponding saturated alicyclic hydrocarbons, for example the production of adipic acid from cyclohexane.
상응하는 케톤, 알코올, 및 포화된 지환족 탄화수소의 하이드로퍼옥사이드로부터의 C5-C8지방족 이염기성 산의 제조(예: 사이클로헥사논, 사이클로헥산올, 및 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드로부터의 아디프산의 제조).Preparation of C 5 -C 8 aliphatic dibasic acids from hydroperoxides of corresponding ketones, alcohols, and saturated cycloaliphatic hydrocarbons (e.g. Adip from cyclohexanone, cyclohexanol, and cyclohexylhydroperoxide) Production of acids).
상응하는 포화된 지환족 탄화수소로부터의 C5-C8사이클릭 케톤, 알코올 및 하이드로퍼옥사이드의 제조(예: 사이클로헥산으로부터의 사이클로헥사논, 사이클로헥산올 및 사이클로헥실하이드로퍼옥사이드의 제조).Preparation of C 5 -C 8 cyclic ketones, alcohols and hydroperoxides from the corresponding saturated cycloaliphatic hydrocarbons, for example the preparation of cyclohexanone, cyclohexanol and cyclohexylhydroperoxide from cyclohexane.
상응하는 다알킬 방향족 화합물로부터의 방향족 다산의 제조(예: o-크실렌, m-크실렌 및 p-크실렌으로부터 각각 프탈산, 이소프탈산 및 테레프탈산의 제조).Preparation of aromatic polyacids from the corresponding polyalkyl aromatic compounds (eg preparation of phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid from o-xylene, m-xylene and p-xylene, respectively).
아디프산에 관하여, 그의 제조는 본 발명의 방법 및 장치에 특히 적합하고, 일반적인 정보는 기타의 문헌 중에서도 다수의 미국 특허에서 발견된다. 여기에는 이들에 제한되는 것은 아니나, 다음의 것들을 포함한다.Regarding adipic acid, its preparation is particularly suitable for the methods and apparatus of the present invention, and general information is found in many US patents, among other documents. This includes, but is not limited to:
- 미국 특허 제2,223,493호, 제2,589,648호, 제2,285,914호, 제3,231,608호, 제3,234,271호, 제3,361,806호, 제3,390,174호, 제3,530,185호, 제3,649,685호, 제3,657,334호, 제3,957,876호, 제3,987,100호, 제4,032,569호, 제4,105,856호, 제4,158,739호(글루타르산), 제4,263,453호, 제4,331,608호, 제4,605,863호, 제4,902,827호, 제5,221,800호, 제5,321,157호 및 제5,463,119호.-US Pat. Nos. 2,223,493, 2,589,648, 2,285,914, 3,231,608, 3,234,271, 3,361,806, 3,390,174, 3,530,185, 3,649,685, 3,657,334, 3,953,876,100 4,032,569, 4,105,856, 4,158,739 (glutaric acid), 4,263,453, 4,331,608, 4,605,863, 4,902,827, 5,221,800, 5,321,157 and 5,463,119.
본 발명의 조작을 설명하는 예들은 단지 예시를 위한 목적으로 기재한 것이며 어떠한 식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 또한, 상기에 상세히 논의된 바람직한 실시태양, 및 본 발명의 범위에 속하는 임의의 다른 실시태양은 상식 및/또는 전문가의 의견에 따라 개별적으로 또는 임의로 조합하여 실시될 수 있다는 것을 강조해야 한다. 본 발명에 따르면, 실시태양의 개별적 부분들은 개별적으로 또는 이들의 전체적인 실시태양의 기타의 개별적 부분들과 조합되어 실시될 수 있다. 이러한 조합 역시 본 발명의 범위에 포함된다. 또한, 상기 논의에서 시도된 임의의 설명은 단지 이론적인 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.The examples illustrating the operation of the present invention are described for illustrative purposes only and do not limit the scope of the present invention in any way. It should also be emphasized that the preferred embodiments discussed in detail above, and any other embodiments within the scope of the present invention, may be implemented individually or in any combination, in accordance with common sense and / or expert opinion. In accordance with the present invention, individual portions of an embodiment may be practiced individually or in combination with other individual portions of their overall embodiment. Such combinations are also within the scope of the present invention. In addition, any description attempted in the above discussion is merely theoretical and does not limit the scope of the invention.
도 1 내지 18에서, 100 차이가 나는 부호들은 실질적으로 동일하거나 동일한 기능을 수행하는 부재들을 나타낸다. 따라서, 특정 실시태양에서 일단 하나의 부재가 정의된 경우에, 기타의 실시태양에서는 이들 도면에서 동일한 부호 또는 100 차이가 나는 부호로 예시된 부재의 재정의는 필요치 않고, 명료성을 위하여 상기 설명에서 종종 생략하였다. 도 19에서는 모든 부호에 대하여 이 규칙을 따르지 않는다.In Figures 1 to 18, the symbols that differ by 100 represent members that are substantially the same or perform the same function. Thus, in one embodiment, once one member is defined, in other embodiments no redefinition of members exemplified by the same reference numerals or 100 different signs in these figures is necessary and is often omitted from the above description for clarity. It was. In FIG. 19, this rule is not followed for all codes.
유입구 라인 및 출구 라인이란 용어는 예를 들어 휘발물, 중간체 산화 생성물, 오프-가스 등과 같은 공정 수행을 위한 물질을 운반하기 위한 라인을 의미하는 데에 사용된다. 입력 라인 및 출력 라인이란 용어는 신호를 전송하기 위한 라인을 의미하는 데에 사용되며, 상기 신호는 대부분의 경우에 전기적 신호이지만, 예를 들어 수압적, 기압적, 광학적, 음향적 신호 등일 수도 있다.The terms inlet line and outlet line are used to mean a line for conveying a material for performing a process, for example volatiles, intermediate oxidation products, off-gases and the like. The terms input line and output line are used to mean a line for transmitting a signal, which is in most cases an electrical signal, but may be, for example, a hydraulic, atmospheric, optical, acoustic signal, or the like. .
부재를 통한 사선의 화살표는 부재가 화살표에 연결된 라인을 통해 바람직하게는 전기적으로 조절된다는 것을 의미한다.The diagonal arrow through the member means that the member is preferably electrically controlled through the line connected to the arrow.
본 발명에 따른 내부 응축은 압축된 시스템내에서 압력이 대략 대기압까지 감소되기 전에 일어나는 응축성 물질의 응축이다. 내부 내측 응축은 반응 챔버 내에서의 응축이다.Internal condensation according to the invention is the condensation of condensable material which takes place before the pressure is reduced to approximately atmospheric pressure in the compressed system. Internal internal condensation is condensation in the reaction chamber.
응축성 물질은 15℃를 초과하는 비등점을 갖는 물질이고, 비응축성 물질은 15℃ 이하의 비등점을 갖는 물질이다. 거의 언제나 소량의 한 종류가 기타의 종류와 혼합될 것이므로, 응축성 물질이라 함은 거의 응축성인 물질을 의미하고 비응축성 물질이라 함은 거의 비응축성인 물질을 의미하는 것으로 이해해야 한다.Condensable materials are those having a boiling point above 15 ° C., and non-condensable materials are those having a boiling point below 15 ° C. Since a small amount of one kind will almost always be mixed with the other, it should be understood that condensable material means material that is almost condensable and noncondensable material means material that is almost non-condensable.
액적이 분무화기로부터 시료 수집기까지 이동할 때에 희석 또는 농축이 일어나는 경우에, 이러한 희석은 당업계에 주지된 기술을 사용하여 희석 또는 농축원을 관찰함으로써 적합하게 프로그램화된 조절기내에서 유착전의 일시적 전환율을 산출할 때에 고려되어야 한다.If dilution or concentration occurs when the droplets move from the atomizer to the sample collector, such dilution may be used to monitor the dilution or concentration source using techniques well known in the art to determine the temporal conversion prior to coalescence in a properly programmed controller. Should be taken into account when calculating.
하나의 변수 또는 파라미터의 변화 사이의 응답 시간 및 그에 의한 결과 역시 고려되어야 하며, 조절기는 당업계에 주지된 기술에 의해 그에 알맞게 보정되거나 프로그램화되어야 한다.The response time between the change of one variable or parameter and the result thereof should also be taken into account and the regulator should be appropriately calibrated or programmed by techniques well known in the art.
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