[发明专利]蒸发器、蒸发方法以及甲基丙烯醛或（甲基）丙烯酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及蒸发器及蒸发方法，以及使用该蒸发方法制备甲基丙烯醛或(甲基)丙烯酸的方法，所述蒸发器使液体原料的一部分蒸发，其中所述气相催化反应伴随放热，所述液体原料含有两种以上的用于所述气相催化反应的成分。

本申请要求基于2007年5月15日在日本特许厅提交的专利申请2007-129038号的优先权，将该申请的内容援引于此。

背景技术

石油化学领域中，通过气相催化反应使有机化合物与氧发生反应，来生产有用的化合物。该气相催化反应一般通过将作为被氧化原料的有机化合物和含氧的原料气体供给到气相催化反应器来进行。作为气相催化反应的反应器，根据催化剂层的保持方法等有各种形式，但具备形成有催化剂层的反应管的管式反应器是常见的并且广泛已知。

供给到气相催化反应的反应器的原料气体通常从蒸发器供给，该蒸发器蒸发含有作为被氧化原料的有机化合物的液体(液体原料)。蒸发器通常是由保持液体的罐体、通过热介质将热量供给到该罐体内的液体的加热装置所构成的蒸发罐方式的蒸发器，例如，具有以下方式等：将多管式热交换器连接于上述罐体，用该多管式热交换器加热液体的多管式加热方式；在所述罐体的外侧设置加热用外套以加热罐体的带有外套的罐方式；在所述罐体的外侧设置伴热管(trace pipe)以加热罐体的伴热管方式等(例如参照非专利文献1)。

通常，在气相催化反应中，选择最适合的催化剂，选择供给于反应的化学成分的组成以及反应温度、压力这些反应条件的最适值，获得了良好的反应效果。然而，在原料气体的供给量和气体组成发生变动时，其反应条件偏离最适条件，反应效果恶化。

尤其，在伴随放热的气相催化反应时，反应热的变动直接影响反应温度。因此，反应条件偏离所述最适条件，反应效果恶化。另外，在用所述管式反应器实施伴随放热的气相催化反应时，通过用反应管外的热介质除去反应管内的放热量，从而维持反应的热平衡，但上述反应条件发生变动时，该热平衡破坏，热量在催化剂层中呈指数函数性蓄积，由此，反应温度进一步升高，放热量增大。这样，由于反应热的变动，气相催化反应形成所谓的失控反应，有可能出现催化剂的烧结，极端时甚至有可能破坏反应管。

在上述管式反应器内实施气相催化反应时，原料气体通过该管式反应器的反应管内的时间(停留时间)通常为大约0.1秒钟到大约数秒钟。因此，在气相催化反应中构成问题的原料气体的供给量的变动以该停留时间的约1/10到数十倍的短周期的扰乱为对象。因此，为了稳定地实施伴随放热的气相催化反应，重要的是抑制上述停留时间左右的短周期的原料气体的供给量的变动和气体组成的变动。

在蒸发几乎全部量的液体原料的情况下，可以通过抑制液体原料向罐体的供给量的变动和由热介质供给的热量的变动，来实现抑制从上述蒸发罐方式的蒸发器到上述反应器的原料气体的供给量的变动。液体原料的供给量和供给的热量可以用公知的方法控制，例如，通过控制热介质的温度和流量，可以控制热量。

然而，在液体原料中，在蒸发后并供给到上述反应器的成分包括两种以上时，由于这些成分的挥发度通常不同，在蒸发该液体原料的一部分(一部分不蒸发)的情况下，容易发生蒸气组成变动。其中，在液体原料中所含的成分当中，在蒸发后供给到反应器的成分与不蒸发而残留的成分(杂质等)之间具有很大挥发度差时，液体组成与气体组成显著不同，在有外部干扰时，该气体组成大幅变动。

因此，寻求一种蒸发器和蒸发方法，该蒸发器能够使含有两种以上的用于伴随放热的气相催化反应的成分的液体原料的一部分稳定地蒸发，以使得在上述停留时间左右的短周期内向气相催化反应的反应器的供给量和组成不产生变动。

非专利文献1：プロセス設計概論，第63～72页，化学工业协会，昭和48年8月发行

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题是提供能够使液体原料的一部分稳定地蒸发的蒸发器和蒸发方法，其中所述气相催化反应伴随放热，所述液体原料含有两种以上的用于所述气相催化反应的成分，以及使用该蒸发方法制备甲基丙烯醛或(甲基)丙烯酸的方法。

用于解决问题的方案

解决上述课题的本发明包括以下实施方式：

一种蒸发器，其特征在于，所述蒸发器是使液体原料的一部分蒸发，并供给到气相催化反应的反应器的，其中所述气相催化反应伴随放热，所述液体原料含有两种以上的用于所述气相催化反应的成分，

所述蒸发器包括：