JP2002085959A - 安全性が向上した高温工業プロセス用装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温工業プロセスにおける改良されたリアク
ター装置および関連するプロセスにおけるその使用方法
の提供。 【解決手段】 少なくとも１つのフランジ付接続部を含
む高温工業プロセス用装置であって、少なくとも１つの
フランジ付接続部の少なくとも１つのフランジが、少な
くとも１つのフランジに連結した少なくとも１つのサポ
ートラグにより機械的損傷から保護されている装置。
ター装置および関連するプロセスにおけるその使用方法
の提供。 【解決手段】 少なくとも１つのフランジ付接続部を含
む高温工業プロセス用装置であって、少なくとも１つの
フランジ付接続部の少なくとも１つのフランジが、少な
くとも１つのフランジに連結した少なくとも１つのサポ
ートラグにより機械的損傷から保護されている装置。
Description
【０００１】本発明は一般に高温工業プロセスに関し、
より詳細には、リアクター装置および関連するプロセス
におけるその使用に関する。
より詳細には、リアクター装置および関連するプロセス
におけるその使用に関する。
【０００２】リアクターを用いたシアン化水素および硝
酸などの化学物質の製造は公知である。例えば、シアン
化水素のアンモニアおよび炭化水素ガスからの一段合成
法で、白金金属触媒の存在下で空気との同時反応により
熱が供給される合成法は、Ａｎｄｒｕｓｓｏｗ、米国特
許第１９３４８３８号に開示されている。このプロセス
に関する多くの修正および改良が他の特許に記載されて
いる。
酸などの化学物質の製造は公知である。例えば、シアン
化水素のアンモニアおよび炭化水素ガスからの一段合成
法で、白金金属触媒の存在下で空気との同時反応により
熱が供給される合成法は、Ａｎｄｒｕｓｓｏｗ、米国特
許第１９３４８３８号に開示されている。このプロセス
に関する多くの修正および改良が他の特許に記載されて
いる。
【０００３】効率を向上させるために、断熱材をリアク
ターの外側に追加して熱損失を防ぐことが多い。しかし
ながら、リアクターを構成する物質により、リアクター
が安全に作動できる温度が制限される。水ジャケットを
リアクターに組み入れて、リアクターの過熱と容器の破
損の可能性を防ぐ場合がある。水ジャケットへの供給が
中断されると、外部断熱されたリアクター中の温度が、
リアクターまたはフランジ付接続部または他の容器成分
が破損を起こす程度まで上昇し、危険な化学物質が大気
中に放出される可能性がある。外部断熱材は、効率を増
大させるが、リアクターの破損の可能性も増大させる。
リアクターを耐火性物質で内部から断熱する試みがなさ
れてきたが、典型的には、耐火性物質は熱および機械的
衝撃により非常に割れやすく、このために耐火性物質を
損傷することなくメンテナンスのためにプロセスを開始
させたり、停止させたり、またはリアクターヘッドを取
り外すことは困難であるかまたは不可能である。耐火性
物質は比較的引っ張り強度が低いので、ドーム型または
円錐型リアクターヘッドの内部表面上に耐火性物質を懸
垂状態に維持することも非常に難しい。
ターの外側に追加して熱損失を防ぐことが多い。しかし
ながら、リアクターを構成する物質により、リアクター
が安全に作動できる温度が制限される。水ジャケットを
リアクターに組み入れて、リアクターの過熱と容器の破
損の可能性を防ぐ場合がある。水ジャケットへの供給が
中断されると、外部断熱されたリアクター中の温度が、
リアクターまたはフランジ付接続部または他の容器成分
が破損を起こす程度まで上昇し、危険な化学物質が大気
中に放出される可能性がある。外部断熱材は、効率を増
大させるが、リアクターの破損の可能性も増大させる。
リアクターを耐火性物質で内部から断熱する試みがなさ
れてきたが、典型的には、耐火性物質は熱および機械的
衝撃により非常に割れやすく、このために耐火性物質を
損傷することなくメンテナンスのためにプロセスを開始
させたり、停止させたり、またはリアクターヘッドを取
り外すことは困難であるかまたは不可能である。耐火性
物質は比較的引っ張り強度が低いので、ドーム型または
円錐型リアクターヘッドの内部表面上に耐火性物質を懸
垂状態に維持することも非常に難しい。
【０００４】加えて、図１に示すような公知のリアクタ
ーデザインは流れ分離により特徴づけられるような流量
分布不良を示す。図１に示すように、耐火性物質４を有
するリアクター２に流入する不良な流れ分布はリアクタ
ー２の左側で上昇流を起こし、その結果、壁面８上で分
解とすすの蓄積６が起こる。図１に示すように乱流のジ
ェット効果によって、流れが触媒９の限定された部分し
か利用できないので触媒の寿命が短くなる。さらに、酸
素富化ＨＣＮまたは酸素富化アンモニア酸化リアクター
などの非常に易燃性のフィード混合物を含むプロセスに
おいて、図１に示すような流れ分布はフラッシュバック
およびデトネーションの著しい可能性を生じる。
ーデザインは流れ分離により特徴づけられるような流量
分布不良を示す。図１に示すように、耐火性物質４を有
するリアクター２に流入する不良な流れ分布はリアクタ
ー２の左側で上昇流を起こし、その結果、壁面８上で分
解とすすの蓄積６が起こる。図１に示すように乱流のジ
ェット効果によって、流れが触媒９の限定された部分し
か利用できないので触媒の寿命が短くなる。さらに、酸
素富化ＨＣＮまたは酸素富化アンモニア酸化リアクター
などの非常に易燃性のフィード混合物を含むプロセスに
おいて、図１に示すような流れ分布はフラッシュバック
およびデトネーションの著しい可能性を生じる。
【０００５】さらに、リアクターヘッドは典型的には、
バレル（ｂａｒｒｅｌ）、交換器、またはリアクターヘ
ッドを支持する他の装置と接続するための大きなウェル
ドネック（ｗｅｌｄ−ｎｅｃｋ）または重ね継ぎ手フラ
ンジ（ｌａｐ ｊｏｉｎｔｆｌａｎｇｅ）を含む。大き
なウェルドネックまたは重ね継ぎ手フランジは、設計お
よび製造に非常に費用がかかることが多く、リアクター
と例えばバレル間の適当な密封を確実にするために密封
表面を慎重に保守しなければならない。リアクターが作
動状態にあり、Ａｎｄｒｕｓｓｏｗプロセスにおいて存
在するＨＣＮなどの潜在的に危険で、高温の化学物質を
含む場合に、接続表面のメンテナンスは非常に重要であ
る。メンテナンスまたは他の理由によりリアクターヘッ
ド（ｒｅａｃｔｏｒ ｈｅａｄ）を動かす必要が生じた
場合に、操作員はリアクターを直ちに稼働状態に戻すこ
とができるように、フランジが損傷しないように非常に
慎重に保護しなければならない。操作員はフランジを保
護するために、単にリアクターを木のブロック、パッ
ド、または他の材料上にセットすることが多く、木のブ
ロックまたは他のパッドは適切に設置された場合にはフ
ランジを損傷から保護するのに十分である場合もある
が、操作員がフランジをブロックすることを怠り、リア
クターヘッドを典型的なプラントグレーティング上に直
接設置した場合には、フランジ表面上にかかるリアクタ
ーヘッドの重量のために使用不可能になることが多い
（フランジ表面に傷があったり、曲がっていると、適切
に密封しない）。
バレル（ｂａｒｒｅｌ）、交換器、またはリアクターヘ
ッドを支持する他の装置と接続するための大きなウェル
ドネック（ｗｅｌｄ−ｎｅｃｋ）または重ね継ぎ手フラ
ンジ（ｌａｐ ｊｏｉｎｔｆｌａｎｇｅ）を含む。大き
なウェルドネックまたは重ね継ぎ手フランジは、設計お
よび製造に非常に費用がかかることが多く、リアクター
と例えばバレル間の適当な密封を確実にするために密封
表面を慎重に保守しなければならない。リアクターが作
動状態にあり、Ａｎｄｒｕｓｓｏｗプロセスにおいて存
在するＨＣＮなどの潜在的に危険で、高温の化学物質を
含む場合に、接続表面のメンテナンスは非常に重要であ
る。メンテナンスまたは他の理由によりリアクターヘッ
ド（ｒｅａｃｔｏｒ ｈｅａｄ）を動かす必要が生じた
場合に、操作員はリアクターを直ちに稼働状態に戻すこ
とができるように、フランジが損傷しないように非常に
慎重に保護しなければならない。操作員はフランジを保
護するために、単にリアクターを木のブロック、パッ
ド、または他の材料上にセットすることが多く、木のブ
ロックまたは他のパッドは適切に設置された場合にはフ
ランジを損傷から保護するのに十分である場合もある
が、操作員がフランジをブロックすることを怠り、リア
クターヘッドを典型的なプラントグレーティング上に直
接設置した場合には、フランジ表面上にかかるリアクタ
ーヘッドの重量のために使用不可能になることが多い
（フランジ表面に傷があったり、曲がっていると、適切
に密封しない）。
【０００６】最後に、リアクターヘッドを載せる典型的
なバレルの物理的高さのために、触媒、ディストリビュ
ーター、サポート、またはバレルの内部に入れる他の部
品を挿入したり取り出したりするのが困難になる。バレ
ルの壁面は高さ４フィートまたはそれ以上であることが
多く、操作員は触媒を取り付けまたは交換するために作
業台上に上り、壁を乗り越えて、バレルに物理的に入ら
なければならない。バレル内外へ登るのは時間がかかる
だけでなく、バレルは狭い空間に属し、狭い空間にはい
るには許可、呼吸用空気の供給、ホールウォッチャーと
して働く他の操作員とその注意が必要で、場合によって
は他の高価で時間がかかる安全手段が必要である。これ
らの手段の必要をなくし、触媒の挿入を簡単にするデザ
インが必要とされる。
なバレルの物理的高さのために、触媒、ディストリビュ
ーター、サポート、またはバレルの内部に入れる他の部
品を挿入したり取り出したりするのが困難になる。バレ
ルの壁面は高さ４フィートまたはそれ以上であることが
多く、操作員は触媒を取り付けまたは交換するために作
業台上に上り、壁を乗り越えて、バレルに物理的に入ら
なければならない。バレル内外へ登るのは時間がかかる
だけでなく、バレルは狭い空間に属し、狭い空間にはい
るには許可、呼吸用空気の供給、ホールウォッチャーと
して働く他の操作員とその注意が必要で、場合によって
は他の高価で時間がかかる安全手段が必要である。これ
らの手段の必要をなくし、触媒の挿入を簡単にするデザ
インが必要とされる。
【０００７】本発明は前記の１またはそれ以上の問題の
影響を克服するか、または少なくとも軽減することを意
図する。
影響を克服するか、または少なくとも軽減することを意
図する。
【０００８】高温工業プロセス用装置の一態様におい
て、少なくとも１つのフランジ付接続部が含まれ、少な
くとも１つのフランジ付接続部の少なくとも１つのフラ
ンジは、少なくとも１つのフランジに取り付けられた少
なくとも１つのサポートラグ（ｓｕｐｐｏｒｔ ｌｕ
ｇ）により機械的損傷から保護されている。該装置はさ
らに少なくとも１つのフランジに取り付けられた冷却ジ
ャケットを含み、冷却ジャケットは１／２パイプからで
きている。
て、少なくとも１つのフランジ付接続部が含まれ、少な
くとも１つのフランジ付接続部の少なくとも１つのフラ
ンジは、少なくとも１つのフランジに取り付けられた少
なくとも１つのサポートラグ（ｓｕｐｐｏｒｔ ｌｕ
ｇ）により機械的損傷から保護されている。該装置はさ
らに少なくとも１つのフランジに取り付けられた冷却ジ
ャケットを含み、冷却ジャケットは１／２パイプからで
きている。
【０００９】さらなる態様において、少なくとも１つの
フランジ付接続部を含む高温工業プロセス用装置が記載
され、フランジは取り付けられた１／２パイプ冷却ジャ
ケットにより冷却される。
フランジ付接続部を含む高温工業プロセス用装置が記載
され、フランジは取り付けられた１／２パイプ冷却ジャ
ケットにより冷却される。
【００１０】いくつかの態様において、高温工業プロセ
ス用装置は、第一の断面（ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
ａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を有するインレットパイピ
ングセクション（ｉｎｌｅｔ ｐｉｐｉｎｇ ｓｅｃｔ
ｉｏｎ）、第二の断面を有する下流プロセスセクション
（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｅｃｔｉ
ｏｎ）、およびインレットパイピングセクションと下流
プロセスセクションを接続するインレットトランジショ
ンセクション（ｉｎｌｅｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓ
ｅｃｔｉｏｎ）を含み、トランジションセクションは耐
火性セラミックファイバーからできた内部断熱材を含
む。第二の断面は第一の断面よりも大きく、内部断熱材
は円錐形内部表面を形成する。さらに、インレットトラ
ンジションセクションはドーム型に成形することができ
る。トランジションセクションは下流プロセスセクショ
ンに対するフランジ付接続部を含むリアクターヘッドで
あってもよい。
ス用装置は、第一の断面（ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
ａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を有するインレットパイピ
ングセクション（ｉｎｌｅｔ ｐｉｐｉｎｇ ｓｅｃｔ
ｉｏｎ）、第二の断面を有する下流プロセスセクション
（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｐｒｏｃｅｓｓ ｓｅｃｔｉ
ｏｎ）、およびインレットパイピングセクションと下流
プロセスセクションを接続するインレットトランジショ
ンセクション（ｉｎｌｅｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓ
ｅｃｔｉｏｎ）を含み、トランジションセクションは耐
火性セラミックファイバーからできた内部断熱材を含
む。第二の断面は第一の断面よりも大きく、内部断熱材
は円錐形内部表面を形成する。さらに、インレットトラ
ンジションセクションはドーム型に成形することができ
る。トランジションセクションは下流プロセスセクショ
ンに対するフランジ付接続部を含むリアクターヘッドで
あってもよい。
【００１１】いくつかの態様において、１またはそれ以
上のサイトグラスノズル（ｓｉｇｈｔ ｇｌａｓｓ ｎ
ｏｚｚｌｅ）が含まれる。層流速度プロファイルは、イ
ンレットトランジションセクションの上流末端で層流を
提供するのに十分長いパイピングセクションを含む直線
状パイプ；インレットパイピングセクション内に設置さ
れた少なくとも１つのＣＲＶ；インレットトランジショ
ンセクションの上流末端のＬＡＤ；およびインレットト
ランジションセクションの上流末端のＥＨＤのうちの少
なくとも１つを用いて下流プロセスセクションにおいて
達成することができる。
上のサイトグラスノズル（ｓｉｇｈｔ ｇｌａｓｓ ｎ
ｏｚｚｌｅ）が含まれる。層流速度プロファイルは、イ
ンレットトランジションセクションの上流末端で層流を
提供するのに十分長いパイピングセクションを含む直線
状パイプ；インレットパイピングセクション内に設置さ
れた少なくとも１つのＣＲＶ；インレットトランジショ
ンセクションの上流末端のＬＡＤ；およびインレットト
ランジションセクションの上流末端のＥＨＤのうちの少
なくとも１つを用いて下流プロセスセクションにおいて
達成することができる。
【００１２】高温工業プロセスについてのさらなる態様
は、第一の断面を有するプロセスセクション、第一の断
面よりも小さな第二の断面を有するアウトレットパイピ
ングセクション（ｏｕｔｌｅｔ ｐｉｐｉｎｇ ｓｅｃ
ｔｉｏｎ）、ならびにアウトレットパイピングとプロセ
スセクションを接続するアウトレットトランジションセ
クション（ｏｕｔｌｅｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｅ
ｃｔｉｏｎ）を含み、アウトレットトランジションセク
ションの内部表面は円錐形である。
は、第一の断面を有するプロセスセクション、第一の断
面よりも小さな第二の断面を有するアウトレットパイピ
ングセクション（ｏｕｔｌｅｔ ｐｉｐｉｎｇ ｓｅｃ
ｔｉｏｎ）、ならびにアウトレットパイピングとプロセ
スセクションを接続するアウトレットトランジションセ
クション（ｏｕｔｌｅｔ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｅ
ｃｔｉｏｎ）を含み、アウトレットトランジションセク
ションの内部表面は円錐形である。
【００１３】高温工業プロセスについてのさらなる態様
は、ボトムフランジ（ｂｏｔｔｏｍｆｌａｎｇｅ）を有
するリアクターヘッド；およびトップフランジ（ｔｏｐ
ｆｌａｎｇｅ）を有する下流プロセスセクションを含
み、下流プロセスセクショントップフランジの作業高度
は、約２．０フィートと３．５フィートの間である。
は、ボトムフランジ（ｂｏｔｔｏｍｆｌａｎｇｅ）を有
するリアクターヘッド；およびトップフランジ（ｔｏｐ
ｆｌａｎｇｅ）を有する下流プロセスセクションを含
み、下流プロセスセクショントップフランジの作業高度
は、約２．０フィートと３．５フィートの間である。
【００１４】本発明のさらなる態様は、インレットパイ
ピングセクション、インレットトランジションセクショ
ン、プロセスセクション、アウトレットトランジション
セクション、およびアウトレットパイピングセクション
を含み、１またはそれ以上の装置セクションは内部断熱
材を含み、断熱材は耐火性セラミックファイバーで構成
される。この態様において、インレットトランジション
セクションはさらに円錐形内部表面を有し、アウトレッ
トトランジションセクションはさらに円錐形内部表面を
有する。装置はさらに、インレットトランジションセク
ションとプロセスセクション間に第一および第二フラン
ジを有するフランジ付接続部を含み、第一および第二フ
ランジのうちの少なくとも一方はこれに取り付けられた
冷却ジャケットを含む。
ピングセクション、インレットトランジションセクショ
ン、プロセスセクション、アウトレットトランジション
セクション、およびアウトレットパイピングセクション
を含み、１またはそれ以上の装置セクションは内部断熱
材を含み、断熱材は耐火性セラミックファイバーで構成
される。この態様において、インレットトランジション
セクションはさらに円錐形内部表面を有し、アウトレッ
トトランジションセクションはさらに円錐形内部表面を
有する。装置はさらに、インレットトランジションセク
ションとプロセスセクション間に第一および第二フラン
ジを有するフランジ付接続部を含み、第一および第二フ
ランジのうちの少なくとも一方はこれに取り付けられた
冷却ジャケットを含む。
【００１５】さらに、少なくとも１種の炭化水素、少な
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを提供し、少なくとも１種の炭化水素、少な
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを装置内で反応させてシアン化水素を形成
し、装置内での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同時
燃焼反応により熱を供給する工程を含むシアン化水素の
製造法が記載され；該装置は少なくとも１つのフランジ
付接続部を含み、少なくとも１つのフランジ付接続部の
少なくとも１つのフランジは、少なくとも１つのフラン
ジに取り付けられた少なくとも１つのサポートラグによ
り機械的損傷から保護されている。
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを提供し、少なくとも１種の炭化水素、少な
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを装置内で反応させてシアン化水素を形成
し、装置内での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同時
燃焼反応により熱を供給する工程を含むシアン化水素の
製造法が記載され；該装置は少なくとも１つのフランジ
付接続部を含み、少なくとも１つのフランジ付接続部の
少なくとも１つのフランジは、少なくとも１つのフラン
ジに取り付けられた少なくとも１つのサポートラグによ
り機械的損傷から保護されている。
【００１６】少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スを提供し；少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スを装置内で反応させてシアン化水素を形成し、装置内
での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同時燃焼反応に
より熱を供給することを含むシアン化水素の製造法が開
示される。このプロセスにおいて、装置は、第一の断面
を有するインレットパイピングセクション、第二の断面
を有する下流プロセスセクション、インレットパイピン
グセクションと下流プロセスセクションを接続するイン
レットトランジションセクションを含み、トランジショ
ンセクションは耐火性セラミックファイバーで構成され
る内部断熱材を含む。
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スを提供し；少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スを装置内で反応させてシアン化水素を形成し、装置内
での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同時燃焼反応に
より熱を供給することを含むシアン化水素の製造法が開
示される。このプロセスにおいて、装置は、第一の断面
を有するインレットパイピングセクション、第二の断面
を有する下流プロセスセクション、インレットパイピン
グセクションと下流プロセスセクションを接続するイン
レットトランジションセクションを含み、トランジショ
ンセクションは耐火性セラミックファイバーで構成され
る内部断熱材を含む。
【００１７】一態様において、リアクターヘッドと内部
断熱材を含む装置が開示され、断熱材は耐火性セラミッ
クファイバーを含む。リアクターヘッドは、化学プロセ
スを容易にするために流体流れと接続するように適合さ
せる。この態様において、円錐形リアクターヘッド壁面
と垂直線間の角度は約２５°より小さい。断熱材は、円
錐形リアクターと断熱材の両方を貫通して伸びる少なく
とも１つのスリーブで所定の位置に固定することがで
き、断熱材は、さらにリアクターヘッドインレットを通
って伸びるカラー（ｃｏｌｌａｒ）によっても支持する
ことができる。リアクターヘッドは円錐形またはドーム
型である。装置はシアン化水素または他の生成物を製造
するために用いることができる。
断熱材を含む装置が開示され、断熱材は耐火性セラミッ
クファイバーを含む。リアクターヘッドは、化学プロセ
スを容易にするために流体流れと接続するように適合さ
せる。この態様において、円錐形リアクターヘッド壁面
と垂直線間の角度は約２５°より小さい。断熱材は、円
錐形リアクターと断熱材の両方を貫通して伸びる少なく
とも１つのスリーブで所定の位置に固定することがで
き、断熱材は、さらにリアクターヘッドインレットを通
って伸びるカラー（ｃｏｌｌａｒ）によっても支持する
ことができる。リアクターヘッドは円錐形またはドーム
型である。装置はシアン化水素または他の生成物を製造
するために用いることができる。
【００１８】一態様において、装置はさらにリアクター
ヘッドの周りに配置された冷却ジャケットを含む。冷却
ジャケットは、円錐形リアクターの外部表面に取り付け
られたハーフパイプからできている。装置は、リアクタ
ーヘッドの上流の直流化羽根（ｆｌｏｗ ｓｔｒａｉｇ
ｈｔｅｎｉｎｇ ｖａｎｅｓ）の使用を含むことができ
ると考えられる。
ヘッドの周りに配置された冷却ジャケットを含む。冷却
ジャケットは、円錐形リアクターの外部表面に取り付け
られたハーフパイプからできている。装置は、リアクタ
ーヘッドの上流の直流化羽根（ｆｌｏｗ ｓｔｒａｉｇ
ｈｔｅｎｉｎｇ ｖａｎｅｓ）の使用を含むことができ
ると考えられる。
【００１９】一態様において、リアクターヘッド、円周
表面および結合表面を有する少なくとも１つのフランジ
が開示され、該結合表面は化学プロセスユニット内の結
合フランジと結合するようにされ、少なくとも１つのサ
ポートラグは少なくとも１つのフランジに取り付けら
れ、リアクターヘッドを支持することができ、少なくと
も１つのサポートラグは円周表面および結合表面から、
結合表面とサポートラグの間に隙間ができるように伸び
ている。少なくとも１つのフランジに取り付けられ、リ
アクターヘッドを支持できる１またはそれ以上のさらな
るサポートラグがこの態様に含まれる。少なくとも２つ
のサポートラグは一般にＵ字型で、少なくとも１つのフ
ランジに取り付けられた冷却ジャケットの周りに伸び
る。少なくとも２つのサポートラグはさらに、少なくと
も２つのサポートラグの冷却を促進するためにあけられ
た一般に円形の孔を有する。
表面および結合表面を有する少なくとも１つのフランジ
が開示され、該結合表面は化学プロセスユニット内の結
合フランジと結合するようにされ、少なくとも１つのサ
ポートラグは少なくとも１つのフランジに取り付けら
れ、リアクターヘッドを支持することができ、少なくと
も１つのサポートラグは円周表面および結合表面から、
結合表面とサポートラグの間に隙間ができるように伸び
ている。少なくとも１つのフランジに取り付けられ、リ
アクターヘッドを支持できる１またはそれ以上のさらな
るサポートラグがこの態様に含まれる。少なくとも２つ
のサポートラグは一般にＵ字型で、少なくとも１つのフ
ランジに取り付けられた冷却ジャケットの周りに伸び
る。少なくとも２つのサポートラグはさらに、少なくと
も２つのサポートラグの冷却を促進するためにあけられ
た一般に円形の孔を有する。
【００２０】一態様において、リアクターヘッド、リア
クターヘッドに結合するようにされた触媒含有バレルが
開示され、触媒含有バレルは作業垂直高さが約２．０フ
ィートと約３．５フィートの間であり、触媒含有バレル
がリアクターヘッドから取り外された場合にバレルの直
径の外側に立つ１人またはそれ以上の操作員により提供
される触媒または他の装置の受容を促進するように適合
されている。用途によっては、操作員は触媒または他の
装置の挿入を助けるホイストまたは他の器具を用いるこ
とができるが、操作員自身はバレルの外側にいることが
できる。
クターヘッドに結合するようにされた触媒含有バレルが
開示され、触媒含有バレルは作業垂直高さが約２．０フ
ィートと約３．５フィートの間であり、触媒含有バレル
がリアクターヘッドから取り外された場合にバレルの直
径の外側に立つ１人またはそれ以上の操作員により提供
される触媒または他の装置の受容を促進するように適合
されている。用途によっては、操作員は触媒または他の
装置の挿入を助けるホイストまたは他の器具を用いるこ
とができるが、操作員自身はバレルの外側にいることが
できる。
【００２１】一態様において、リアクターヘッド、リア
クターヘッドに結合するように取り付けられた触媒含有
バレル、および触媒含有バレルの側面に触媒高さと内部
通路の間に照準線がないような通常でない角度で取り付
けられた熱電対または他の計器を収容するように固定さ
れた内部通路を有する少なくとも１つの熱電対ノズルを
含む装置が開示される。
クターヘッドに結合するように取り付けられた触媒含有
バレル、および触媒含有バレルの側面に触媒高さと内部
通路の間に照準線がないような通常でない角度で取り付
けられた熱電対または他の計器を収容するように固定さ
れた内部通路を有する少なくとも１つの熱電対ノズルを
含む装置が開示される。
【００２２】少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スを提供し、少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スをリアクター内で反応させてシアン化水素を形成し、
リアクター中での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同
時燃焼反応により熱を供給することを含むシアン化水素
の製造法も開示される。このプロセスにおいて、リアク
ターはリアクターヘッド、触媒含有バレル部材、および
リアクターヘッド中に挿入可能な断熱材を含み、断熱材
は耐火性セラミックファイバーを含むと考えられる。
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スを提供し、少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１
種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガ
スをリアクター内で反応させてシアン化水素を形成し、
リアクター中での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同
時燃焼反応により熱を供給することを含むシアン化水素
の製造法も開示される。このプロセスにおいて、リアク
ターはリアクターヘッド、触媒含有バレル部材、および
リアクターヘッド中に挿入可能な断熱材を含み、断熱材
は耐火性セラミックファイバーを含むと考えられる。
【００２３】本発明の前記および他の特徴および態様は
以下の詳細な説明を読み、図面を参照するとさらに明ら
かになる。図中：図１は従来技術リアクターシステムの
図である。図２は本発明の円錐形リアクターヘッドの一
態様の前面図であり、一部断面を示す。図２ａは図２に
示した例の透視図である。図３は図２のデザインの上面
図である。図４は本発明のカラーの上面図である。図４
ａは図４に示すカラーの前面図である。図５は本発明の
一態様の円錐形リアクターヘッドのフランジに取り付け
られたサポートラグの上面図である。図６は図５に示す
サポートラグのＡ−Ａ線に沿った側面図である。図７は
図５のデザインのＢ−Ｂ線に沿った前面図である。図８
は図５に示すデザインを組み入れたリアクターの上面図
である。図９は本発明の一態様にしたがったバレルセク
ションの上面図である。図１０は図９のデザインのＣ−
Ｃ線に沿った断面図である。図１１は図２の円錐形リア
クターと共に用いられる回転羽根の前面図である。図１
２は回転羽根のないパイプ中の流体流れの流れ図であ
る。図１３は図１２の有効な流体流れの断面図である。
図１４は回転羽根を有するパイプ中の流体流れの流れ図
である。図１５は図１４の有効な流体流れの断面図であ
る。図１６は本発明の円錐形リアクターヘッドと回転羽
根を組み入れたシステムの透視図である。図１７は本発
明のリアクターの別の態様の前面図である。図１８は本
発明のリアクターのさらに別の態様の前面図である。図
１９は操作員に近接した図２の円錐形リアクターの写真
である。図２０は本発明にしたがって形成された非選択
的触媒還元（ＮＳＣＲ）ＮＯｘ排除ユニットの図であ
る。
以下の詳細な説明を読み、図面を参照するとさらに明ら
かになる。図中：図１は従来技術リアクターシステムの
図である。図２は本発明の円錐形リアクターヘッドの一
態様の前面図であり、一部断面を示す。図２ａは図２に
示した例の透視図である。図３は図２のデザインの上面
図である。図４は本発明のカラーの上面図である。図４
ａは図４に示すカラーの前面図である。図５は本発明の
一態様の円錐形リアクターヘッドのフランジに取り付け
られたサポートラグの上面図である。図６は図５に示す
サポートラグのＡ−Ａ線に沿った側面図である。図７は
図５のデザインのＢ−Ｂ線に沿った前面図である。図８
は図５に示すデザインを組み入れたリアクターの上面図
である。図９は本発明の一態様にしたがったバレルセク
ションの上面図である。図１０は図９のデザインのＣ−
Ｃ線に沿った断面図である。図１１は図２の円錐形リア
クターと共に用いられる回転羽根の前面図である。図１
２は回転羽根のないパイプ中の流体流れの流れ図であ
る。図１３は図１２の有効な流体流れの断面図である。
図１４は回転羽根を有するパイプ中の流体流れの流れ図
である。図１５は図１４の有効な流体流れの断面図であ
る。図１６は本発明の円錐形リアクターヘッドと回転羽
根を組み入れたシステムの透視図である。図１７は本発
明のリアクターの別の態様の前面図である。図１８は本
発明のリアクターのさらに別の態様の前面図である。図
１９は操作員に近接した図２の円錐形リアクターの写真
である。図２０は本発明にしたがって形成された非選択
的触媒還元（ＮＳＣＲ）ＮＯｘ排除ユニットの図であ
る。
【００２４】本発明は種々の修正や変更された形態が可
能であるが、特定の態様を図面の例により示し、詳細に
記載する。しかしながら、本明細書の特定の態様を記載
することは、本発明を開示された具体的な形態に限定す
るものではなく、反対に、本発明は請求の範囲により定
義される本発明の精神および範囲内のすべての修正され
たもの、同等のものおよび代替物を包含する。
能であるが、特定の態様を図面の例により示し、詳細に
記載する。しかしながら、本明細書の特定の態様を記載
することは、本発明を開示された具体的な形態に限定す
るものではなく、反対に、本発明は請求の範囲により定
義される本発明の精神および範囲内のすべての修正され
たもの、同等のものおよび代替物を包含する。
【００２５】本発明の例を以下に記載する。明確にする
ために、本明細書においては、実際の実施のすべての特
徴を記載していない。もちろんこのような実際の例の開
発において、たとえばシステムおよびビジネスに関連す
る制約を応諾するなど開発者の特定の目的を達成するた
めに、種々の実施に特異的な取り決めをしなければなら
ず、これは実施ごとに異なる。さらに、このような開発
の努力は複雑で、時間がかかるが、本開示の恩恵を受け
る当業者にとっては慣例的な仕事である。
ために、本明細書においては、実際の実施のすべての特
徴を記載していない。もちろんこのような実際の例の開
発において、たとえばシステムおよびビジネスに関連す
る制約を応諾するなど開発者の特定の目的を達成するた
めに、種々の実施に特異的な取り決めをしなければなら
ず、これは実施ごとに異なる。さらに、このような開発
の努力は複雑で、時間がかかるが、本開示の恩恵を受け
る当業者にとっては慣例的な仕事である。
【００２６】図面に戻ると、特に図２について、本発明
の一態様にしたがった円錐形リアクターヘッド１０が開
示される。円錐形リアクターヘッド１０は、化学プロセ
スにおいて結合フランジ１３（図１６に示す）と接続す
るようにされたトップフランジ１２を含む。トップフラ
ンジ１２はリアクターインレット１４に隣接し、任意に
その中に同心的に設置された硬質カラー１６を有する。
カラー１６は図４および４ａにより詳細に示され、典型
的にはステンレス鋼でできている。カラー１６は一般に
円筒形であり、カラーがリアクターヘッド１０中に転落
するのを防止し、トップフランジ１２と結合フランジ１
３間を密封できるリップ１５を有する。カラー１６は断
熱材４０（本明細書において以下により詳細に記載す
る）をその位置に固定するのを助ける。
の一態様にしたがった円錐形リアクターヘッド１０が開
示される。円錐形リアクターヘッド１０は、化学プロセ
スにおいて結合フランジ１３（図１６に示す）と接続す
るようにされたトップフランジ１２を含む。トップフラ
ンジ１２はリアクターインレット１４に隣接し、任意に
その中に同心的に設置された硬質カラー１６を有する。
カラー１６は図４および４ａにより詳細に示され、典型
的にはステンレス鋼でできている。カラー１６は一般に
円筒形であり、カラーがリアクターヘッド１０中に転落
するのを防止し、トップフランジ１２と結合フランジ１
３間を密封できるリップ１５を有する。カラー１６は断
熱材４０（本明細書において以下により詳細に記載す
る）をその位置に固定するのを助ける。
【００２７】インレット１４は円錐形側面部材１８に隣
接する。側面部材１８は拡大する領域を形成し、インレ
ットからの層流の維持を容易にする。流れがインレット
で層流である場合、流れは側面部材１８と垂直線２０間
の角度２２が約２５°より小さいならば付着したままで
ある傾向にある。図２に示す態様において、角度２０は
約２１°である。角度２２の多少の変更は本発明の範囲
内であると理解される。すなわち、角度は約２５°より
小さくてもよいし、付着した層流を促進する任意の他の
角度でも良い。角度２２は上部から底部まで断熱材４０
の厚さを変えることによっても有効に変更できる。リア
クターヘッド１０は円錐形でなくても良いが、ラージア
ングルディフューザー（ＬＡＤ）または楕円形ヘッドデ
ィフューザー（ＥＨＤ）と結合して円錐形と類似した層
流プロファイルを形成する任意の都合の良い形態（例え
ば図２０に示すようなもの）であってもよい。ラージア
ングルディフューザーとＥＨＤはＫｏｃｈ−Ｇｌｉｔｓ
ｈ，Ｉｎｃ．から入手可能である。層流は、乱流／流れ
分離状態の結果を生じるフラッシュバックを防止する利
点を提供する。再び図１を参照して、逆流が形成される
場合、図１６に示すような層流状態においては存在しな
いフラッシュバックおよびデトネーション（ｄｅｔｏｎ
ａｔｉｏｎ）の危険性が増大する。
接する。側面部材１８は拡大する領域を形成し、インレ
ットからの層流の維持を容易にする。流れがインレット
で層流である場合、流れは側面部材１８と垂直線２０間
の角度２２が約２５°より小さいならば付着したままで
ある傾向にある。図２に示す態様において、角度２０は
約２１°である。角度２２の多少の変更は本発明の範囲
内であると理解される。すなわち、角度は約２５°より
小さくてもよいし、付着した層流を促進する任意の他の
角度でも良い。角度２２は上部から底部まで断熱材４０
の厚さを変えることによっても有効に変更できる。リア
クターヘッド１０は円錐形でなくても良いが、ラージア
ングルディフューザー（ＬＡＤ）または楕円形ヘッドデ
ィフューザー（ＥＨＤ）と結合して円錐形と類似した層
流プロファイルを形成する任意の都合の良い形態（例え
ば図２０に示すようなもの）であってもよい。ラージア
ングルディフューザーとＥＨＤはＫｏｃｈ−Ｇｌｉｔｓ
ｈ，Ｉｎｃ．から入手可能である。層流は、乱流／流れ
分離状態の結果を生じるフラッシュバックを防止する利
点を提供する。再び図１を参照して、逆流が形成される
場合、図１６に示すような層流状態においては存在しな
いフラッシュバックおよびデトネーション（ｄｅｔｏｎ
ａｔｉｏｎ）の危険性が増大する。
【００２８】側面部材１８には複数のリフティングラグ
（ｌｉｆｔｉｎｇ ｌｕｇ）２４が取り付けられてい
る。好ましくは、図３に示すように、３つのリフティン
グラグ２４が側面部材１８の外部表面４４の周りに等間
隔にある。リフティングラグ２４はフック、ケーブルま
たは他のリフティングシステム付属物（図示せず）を受
けるために取り付けられたアイレット（ｅｙｅｌｅｔ）
２６を有する。リフティングラグ２４は、リアクターヘ
ッド１０の輸送を容易にするためにその全重量を支える
ように設計される。
（ｌｉｆｔｉｎｇ ｌｕｇ）２４が取り付けられてい
る。好ましくは、図３に示すように、３つのリフティン
グラグ２４が側面部材１８の外部表面４４の周りに等間
隔にある。リフティングラグ２４はフック、ケーブルま
たは他のリフティングシステム付属物（図示せず）を受
けるために取り付けられたアイレット（ｅｙｅｌｅｔ）
２６を有する。リフティングラグ２４は、リアクターヘ
ッド１０の輸送を容易にするためにその全重量を支える
ように設計される。
【００２９】側面部材１８は、トップフランジ１２にと
り付けられているのと反対側のボトムフランジ２８と接
する。トップフランジ１２およびボトムフランジ２８は
ウェルドネックフランジであるのが好ましいが、重ね継
ぎ手フランジなどの他のフランジも用いることができ
る。当業者らは本発明の開示により、非常に高い座面応
力（ｓｅａｔｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ）が必要な螺旋巻き
ガスケット（ｓｐｉｒａｌ ｗｏｕｎｄ ｇａｓｋｅ
ｔ）（図示せず）についてはウェルドネックフランジが
特に有用であり；螺旋巻きガスケットはＨＣＮ製造など
の重要な用途において好ましいことを理解できるであろ
う。トップフランジ１２およびボトムフランジ２８を指
定するために用いられる「トップ」および「ボトム」と
は、図面において示されるリアクターヘッド１０の配置
に関してのみの意味である。リアクターヘッド１０の配
置は任意の適当な位置に変更できる。図２に示す態様に
おいて、フランジ冷却ジャケット３０はボトムフランジ
２８に取り付けられている。フランジ冷却ジャケット３
０は図２および６に示すようにボトムフランジ２８に直
接溶接されたハーフパイプを含む。冷却ジャケット３０
はインレット３２およびアウトレット３４を含む。アウ
トレット３４を図３に示す。側面部材１８も冷却ジャケ
ット９２を含む。冷却ジャケット９２は図２においては
示していないが、図２ａに示す。冷却ジャケット９２
は、インレット（図示せず）およびアウトレット９４を
含む。冷却ジャケット９２も、図２ａに示すような配置
において側面部材１８に直接溶接されたハーフパイプを
含む。これらの冷却ジャケットインレット／アウトレッ
トは、その結合する冷却ジャケットをステンレス鋼ブレ
ード付ホース９１により冷却剤供給源と接続させるフラ
ンジを含む。好ましい態様において、ジャケットのいく
つかを直列に接続することができる。すなわち、１つの
ジャケットのアウトレットフランジを別のジャケットの
インレットフランジに接続することができる。いくつか
の態様において、インレット／アウトレットフランジは
まとめて省略し、冷却剤供給源（図示せず−これは例え
ば給水ヘッダーであっても良い）へつながる連続管と置
換することができる。いくつかの態様においては、リア
クターヘッド１０に結合する冷却ジャケットが全くな
い。
り付けられているのと反対側のボトムフランジ２８と接
する。トップフランジ１２およびボトムフランジ２８は
ウェルドネックフランジであるのが好ましいが、重ね継
ぎ手フランジなどの他のフランジも用いることができ
る。当業者らは本発明の開示により、非常に高い座面応
力（ｓｅａｔｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ）が必要な螺旋巻き
ガスケット（ｓｐｉｒａｌ ｗｏｕｎｄ ｇａｓｋｅ
ｔ）（図示せず）についてはウェルドネックフランジが
特に有用であり；螺旋巻きガスケットはＨＣＮ製造など
の重要な用途において好ましいことを理解できるであろ
う。トップフランジ１２およびボトムフランジ２８を指
定するために用いられる「トップ」および「ボトム」と
は、図面において示されるリアクターヘッド１０の配置
に関してのみの意味である。リアクターヘッド１０の配
置は任意の適当な位置に変更できる。図２に示す態様に
おいて、フランジ冷却ジャケット３０はボトムフランジ
２８に取り付けられている。フランジ冷却ジャケット３
０は図２および６に示すようにボトムフランジ２８に直
接溶接されたハーフパイプを含む。冷却ジャケット３０
はインレット３２およびアウトレット３４を含む。アウ
トレット３４を図３に示す。側面部材１８も冷却ジャケ
ット９２を含む。冷却ジャケット９２は図２においては
示していないが、図２ａに示す。冷却ジャケット９２
は、インレット（図示せず）およびアウトレット９４を
含む。冷却ジャケット９２も、図２ａに示すような配置
において側面部材１８に直接溶接されたハーフパイプを
含む。これらの冷却ジャケットインレット／アウトレッ
トは、その結合する冷却ジャケットをステンレス鋼ブレ
ード付ホース９１により冷却剤供給源と接続させるフラ
ンジを含む。好ましい態様において、ジャケットのいく
つかを直列に接続することができる。すなわち、１つの
ジャケットのアウトレットフランジを別のジャケットの
インレットフランジに接続することができる。いくつか
の態様において、インレット／アウトレットフランジは
まとめて省略し、冷却剤供給源（図示せず−これは例え
ば給水ヘッダーであっても良い）へつながる連続管と置
換することができる。いくつかの態様においては、リア
クターヘッド１０に結合する冷却ジャケットが全くな
い。
【００３０】ボトムフランジ２８の隣には複数のサイト
グラスノズル３６および３８がある。サイトグラスノズ
ル３６の横断面図を図２に示す。図３はサイトグラスノ
ズル３６とサイトグラスノズル３８の両者についての好
ましい態様の上面図を開示する。あるいは、サイトグラ
スノズル３６だけがリアクターに含まれる。いくつかの
態様において、サイトグラスは完全に省略される。サイ
トグラスノズル３６および３８は側面部材１８を貫通し
てリアクターヘッド１０の内部に伸びる。サイトグラス
３６および３８により操作員は内部反応を見ることがで
きる。サイトグラスノズル３６および３８は別法として
サンプリングコネクションとして、またはこれに限定さ
れないが熱電対、圧力計、および点火器を含む他の装置
の導管として用いることができる。
グラスノズル３６および３８がある。サイトグラスノズ
ル３６の横断面図を図２に示す。図３はサイトグラスノ
ズル３６とサイトグラスノズル３８の両者についての好
ましい態様の上面図を開示する。あるいは、サイトグラ
スノズル３６だけがリアクターに含まれる。いくつかの
態様において、サイトグラスは完全に省略される。サイ
トグラスノズル３６および３８は側面部材１８を貫通し
てリアクターヘッド１０の内部に伸びる。サイトグラス
３６および３８により操作員は内部反応を見ることがで
きる。サイトグラスノズル３６および３８は別法として
サンプリングコネクションとして、またはこれに限定さ
れないが熱電対、圧力計、および点火器を含む他の装置
の導管として用いることができる。
【００３１】リアクターヘッド１０は、リアクターの内
壁４２に隣接した内部断熱材４０を含む。断熱材４０は
好ましくはアルミナおよび／またはシリカセラミックフ
ァイバーでできていて、バインダーも含むことができ
る。例えば、断熱材４０はＲｅｘ Ｒｏｔｏ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＰｙｒｏｌｉｔｅ（バイ
ンダーを含む）またはＲａｔｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ
ｅ Ｆｉｂｅｒｓ Ｉｎｃ．から入手可能なＫ−ｍｏｄ
セラミックファイバーモジュール（バインダーを含まな
い）を含む。断熱材４０をリアクターヘッド１０の内部
に設置することにより、外部断熱材に関連するリアクタ
ーヘッドの過熱およびリアクターヘッドの破損の危険性
なしに熱損失を減少させることにより効率が増大する利
点が得られる。リアクターヘッド１０および他の公知の
リアクターは冷却システムを有するが、冷却システムが
故障した場合には、リアクター１０内部で発生した熱が
金属製リアクターの温度を上昇させる。温度はフランジ
またはリアクター自身が金属の降伏点に達して破損する
まで上昇し続ける。極端な温度のためにリアクターが破
損したり、フランジが湾曲した場合、その内部に含まれ
る潜在的に危険な化学物質が放出される可能性がある。
しかしながら、リアクターヘッド１０内の内部断熱材４
０のみを用いることにより、リアクターヘッド１０はセ
ルフラジエーターとして作用し、すなわち、外部表面４
４は自由に熱を大気中に放射できる。これによりリアク
ターヘッド１０は自身の温度を自己規制する利点が得ら
れる。リアクターヘッド１０の温度は冷却システムが故
障した場合には通常の作業温度を超えて上昇するが、自
己放射できることにより、二次冷却メカニズムが提供さ
れ；結局、リアクター１０の外部表面４４からの放熱は
リアクター内部で発生した熱と等しく、定常状態に達す
る。たとえば、リアクターヘッド１０内部に断熱材４０
を採用したＨＣＮプロセスにおいては、リアクターヘッ
ド１０は金属の降伏点以下数百Ｆ°で自己抑制する。し
たがって、断熱材４０の使用により、冷却不良の場合に
安全性を損なうことなく熱損失が最小になる。実際、い
くつかの態様においては、冷却システムの使用をさける
ことが望ましい。従来のリアクターは、環境へのエネル
ギー損失を最小にするためにリアクター壁面の内部に耐
火性材料を含むが、従来技術の説明において記載したよ
うに、耐火性物質は、重く、脆く、維持するのが困難
で、機械的および熱的ショックにより割れやすい。耐火
性材料を含む円錐形ヘッドは製造するのが非常に難し
く、耐火性材料含有ヘッドは耐火性材料がひび割れる可
能性なしにメンテナンスまたは他の理由から都合よく動
かすことができない。有利には、本発明は断熱材４０
に、軽量で、熱および機械的ショックに対して耐性であ
り、円錐形リアクター中への取り付けおよび維持が容易
なＰｙｒｏｌｉｔｅまたはＫ−ｍｏｄの使用を意図す
る。断熱材４０はリアクターヘッド１０と適合し、ひび
割れの危険性なしにリアクターに出し入れできるように
円錐形に製造するのが好都合である。Ｐｙｒｏｌｉｔｅ
およびＫ−Ｍｏｄは、内部断熱システムに通常要求され
るような非常に特別な注意を払うことなく持ち上げた
り、輸送するできるほど十分耐性である。図２に示す態
様において、断熱材４０は実質的にリアクターヘッド１
０の内壁４２に隣接するが、いくつかの態様において
は、断熱材４０は、ブランケット（図示せず）またはエ
アギャップ（図示せず）が断熱材と内壁４２の間に存在
するように配置される。
壁４２に隣接した内部断熱材４０を含む。断熱材４０は
好ましくはアルミナおよび／またはシリカセラミックフ
ァイバーでできていて、バインダーも含むことができ
る。例えば、断熱材４０はＲｅｘ Ｒｏｔｏ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＰｙｒｏｌｉｔｅ（バイ
ンダーを含む）またはＲａｔｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ
ｅ Ｆｉｂｅｒｓ Ｉｎｃ．から入手可能なＫ−ｍｏｄ
セラミックファイバーモジュール（バインダーを含まな
い）を含む。断熱材４０をリアクターヘッド１０の内部
に設置することにより、外部断熱材に関連するリアクタ
ーヘッドの過熱およびリアクターヘッドの破損の危険性
なしに熱損失を減少させることにより効率が増大する利
点が得られる。リアクターヘッド１０および他の公知の
リアクターは冷却システムを有するが、冷却システムが
故障した場合には、リアクター１０内部で発生した熱が
金属製リアクターの温度を上昇させる。温度はフランジ
またはリアクター自身が金属の降伏点に達して破損する
まで上昇し続ける。極端な温度のためにリアクターが破
損したり、フランジが湾曲した場合、その内部に含まれ
る潜在的に危険な化学物質が放出される可能性がある。
しかしながら、リアクターヘッド１０内の内部断熱材４
０のみを用いることにより、リアクターヘッド１０はセ
ルフラジエーターとして作用し、すなわち、外部表面４
４は自由に熱を大気中に放射できる。これによりリアク
ターヘッド１０は自身の温度を自己規制する利点が得ら
れる。リアクターヘッド１０の温度は冷却システムが故
障した場合には通常の作業温度を超えて上昇するが、自
己放射できることにより、二次冷却メカニズムが提供さ
れ；結局、リアクター１０の外部表面４４からの放熱は
リアクター内部で発生した熱と等しく、定常状態に達す
る。たとえば、リアクターヘッド１０内部に断熱材４０
を採用したＨＣＮプロセスにおいては、リアクターヘッ
ド１０は金属の降伏点以下数百Ｆ°で自己抑制する。し
たがって、断熱材４０の使用により、冷却不良の場合に
安全性を損なうことなく熱損失が最小になる。実際、い
くつかの態様においては、冷却システムの使用をさける
ことが望ましい。従来のリアクターは、環境へのエネル
ギー損失を最小にするためにリアクター壁面の内部に耐
火性材料を含むが、従来技術の説明において記載したよ
うに、耐火性物質は、重く、脆く、維持するのが困難
で、機械的および熱的ショックにより割れやすい。耐火
性材料を含む円錐形ヘッドは製造するのが非常に難し
く、耐火性材料含有ヘッドは耐火性材料がひび割れる可
能性なしにメンテナンスまたは他の理由から都合よく動
かすことができない。有利には、本発明は断熱材４０
に、軽量で、熱および機械的ショックに対して耐性であ
り、円錐形リアクター中への取り付けおよび維持が容易
なＰｙｒｏｌｉｔｅまたはＫ−ｍｏｄの使用を意図す
る。断熱材４０はリアクターヘッド１０と適合し、ひび
割れの危険性なしにリアクターに出し入れできるように
円錐形に製造するのが好都合である。Ｐｙｒｏｌｉｔｅ
およびＫ−Ｍｏｄは、内部断熱システムに通常要求され
るような非常に特別な注意を払うことなく持ち上げた
り、輸送するできるほど十分耐性である。図２に示す態
様において、断熱材４０は実質的にリアクターヘッド１
０の内壁４２に隣接するが、いくつかの態様において
は、断熱材４０は、ブランケット（図示せず）またはエ
アギャップ（図示せず）が断熱材と内壁４２の間に存在
するように配置される。
【００３２】断熱材４０はカラー１６によりリアクター
１０内に固定される。カラー１６はリアクターヘッド１
０中に伸び、外部カラー表面１７は断熱材４０の上部末
端が固定される強固な境界を提供する。カラー１６は、
リアクターヘッド１０中に導入され、内部に含まれる気
体が断熱材４０の後部に移動しないようにする。カラー
１６の使用に加えて、あるいはそのかわりに、各サイト
グラスノズル３６および３８中のサイトグラススリーブ
４８が断熱材４０を貫通して断熱材を正しい位置に保持
することができる。しかしながら、図１６に示すよう
に、断熱材４０はリアクターが完全に取り付けられた場
合に懸垂状態にある必要はなく、そのかわりにバレル５
２の内部に注入された注型適性耐火性物質５０上にのせ
ることができる。耐火性物質５０はＰｙｒｏｌｉｔｅ、
Ｋ−ｍｏｄ、または耐火性れんがを含むことができる。
１０内に固定される。カラー１６はリアクターヘッド１
０中に伸び、外部カラー表面１７は断熱材４０の上部末
端が固定される強固な境界を提供する。カラー１６は、
リアクターヘッド１０中に導入され、内部に含まれる気
体が断熱材４０の後部に移動しないようにする。カラー
１６の使用に加えて、あるいはそのかわりに、各サイト
グラスノズル３６および３８中のサイトグラススリーブ
４８が断熱材４０を貫通して断熱材を正しい位置に保持
することができる。しかしながら、図１６に示すよう
に、断熱材４０はリアクターが完全に取り付けられた場
合に懸垂状態にある必要はなく、そのかわりにバレル５
２の内部に注入された注型適性耐火性物質５０上にのせ
ることができる。耐火性物質５０はＰｙｒｏｌｉｔｅ、
Ｋ−ｍｏｄ、または耐火性れんがを含むことができる。
【００３３】高温および高圧下での化学反応に伴う危険
性のために、合わせ面５４がリアクターヘッド１０の、
例えばバレル５２との接続部を適切に密封する状態にな
るようにボトムフランジ２８を慎重に製造し、保持しな
ければならない。リアクターヘッド１０はバレル５２に
ついての使用に限定されないが、そのかわりにバレル全
体を含む熱交換器（図示せず）または他のバレル装置と
直接結合させることができる。リアクターヘッド１０と
組み合わせて用いることができる熱交換器のいくつかの
種類の例は、継続中の米国仮特許出願第６０／１４１７
６９号（本発明の一部として参照される）に記載されて
いる。リアクターヘッド１０は２０００ポンドを超える
ので、ボトムフランジ２８はリアクターの重量が合わせ
面５４にかかる場合には容易に損傷したり破損したりす
る。少なくともこの理由から、複数のサポートラグ、た
とえばＵ字型ブラケット５６、５８および６０をボトム
フランジ２８の円周の周りに等距離に配置するのが有利
である。Ｕ字型ブラケット５６を図５中詳細な上面図に
おいて示し、３つのサポートラグすべてを図８に示す。
当業者らにはこの開示によりＵ字型ブラケットとして図
面中に例示されたサポートラグの数、間隔、および詳細
を変更できることを理解できるであろう。図５はボトム
フランジ２８にとり付けられた一般にＵ字型のブラケッ
ト５６を開示する。Ｕ字型ブラケット５６はボトムフラ
ンジ２８およびフランジ冷却ジャケット３０の円周を越
えて伸びる。
性のために、合わせ面５４がリアクターヘッド１０の、
例えばバレル５２との接続部を適切に密封する状態にな
るようにボトムフランジ２８を慎重に製造し、保持しな
ければならない。リアクターヘッド１０はバレル５２に
ついての使用に限定されないが、そのかわりにバレル全
体を含む熱交換器（図示せず）または他のバレル装置と
直接結合させることができる。リアクターヘッド１０と
組み合わせて用いることができる熱交換器のいくつかの
種類の例は、継続中の米国仮特許出願第６０／１４１７
６９号（本発明の一部として参照される）に記載されて
いる。リアクターヘッド１０は２０００ポンドを超える
ので、ボトムフランジ２８はリアクターの重量が合わせ
面５４にかかる場合には容易に損傷したり破損したりす
る。少なくともこの理由から、複数のサポートラグ、た
とえばＵ字型ブラケット５６、５８および６０をボトム
フランジ２８の円周の周りに等距離に配置するのが有利
である。Ｕ字型ブラケット５６を図５中詳細な上面図に
おいて示し、３つのサポートラグすべてを図８に示す。
当業者らにはこの開示によりＵ字型ブラケットとして図
面中に例示されたサポートラグの数、間隔、および詳細
を変更できることを理解できるであろう。図５はボトム
フランジ２８にとり付けられた一般にＵ字型のブラケッ
ト５６を開示する。Ｕ字型ブラケット５６はボトムフラ
ンジ２８およびフランジ冷却ジャケット３０の円周を越
えて伸びる。
【００３４】図６に関して、Ｕ字型ブラケット５６の側
面図がボトムフランジ２８にとり付けられた状態で示さ
れる。図面中、ボトムフランジ２８は結合バレルフラン
ジ８２に隣接して存在する。Ｕ字型ブラケット５６は合
わせ面５４を越えて伸びて、ブラケットの底部と合わせ
面間に隙間６６を形成する足６４を有する。隙間６６は
１／２インチと３インチの間であり、好ましくは約１．
２５インチであるが、これ以外の隙間を必要に応じて形
成することができる。当業者らには本開示から隙間６６
はリアクターヘッド１０をバレル５２または他の結合装
置上にセットするのを妨害することなく合わせ面５４を
保護する任意の大きさであってよいことを理解できるで
あろう。隙間６６は、リアクター１０がバレル５２上以
外の場所に設置された場合に、合わせ面５４を有利に保
護する。たとえば、リアクター１０が地面に設置される
場合、合わせ面と地面が直接接触することにより生じる
ひっかき傷および／または他の損傷から合わせ面５４を
保護するためにボトムフランジ２８の下に何も設置する
必要がない。Ｕ字型ブラケット５６、５８および６０
は、合わせ面５４を地面または他の支持面と接触させな
いでリアクターヘッド１０の全重量を支持することがで
きる。本開示により当業者らは、欧州特許ＥＰ８４７３
７２（Ａ１）（本発明の一部として参照される）に開示
されているリアクターのようないくつかの他成分の態様
において、複数のフランジを保護するために複数のサポ
ートラグを有利に用いることができることを理解できる
であろう。図７を参照して、Ｕ字型ブラケット５６、５
８、および６０は各ブラケットの量を減少させ、それぞ
れの冷却を促進するための円形の孔を有することができ
る。
面図がボトムフランジ２８にとり付けられた状態で示さ
れる。図面中、ボトムフランジ２８は結合バレルフラン
ジ８２に隣接して存在する。Ｕ字型ブラケット５６は合
わせ面５４を越えて伸びて、ブラケットの底部と合わせ
面間に隙間６６を形成する足６４を有する。隙間６６は
１／２インチと３インチの間であり、好ましくは約１．
２５インチであるが、これ以外の隙間を必要に応じて形
成することができる。当業者らには本開示から隙間６６
はリアクターヘッド１０をバレル５２または他の結合装
置上にセットするのを妨害することなく合わせ面５４を
保護する任意の大きさであってよいことを理解できるで
あろう。隙間６６は、リアクター１０がバレル５２上以
外の場所に設置された場合に、合わせ面５４を有利に保
護する。たとえば、リアクター１０が地面に設置される
場合、合わせ面と地面が直接接触することにより生じる
ひっかき傷および／または他の損傷から合わせ面５４を
保護するためにボトムフランジ２８の下に何も設置する
必要がない。Ｕ字型ブラケット５６、５８および６０
は、合わせ面５４を地面または他の支持面と接触させな
いでリアクターヘッド１０の全重量を支持することがで
きる。本開示により当業者らは、欧州特許ＥＰ８４７３
７２（Ａ１）（本発明の一部として参照される）に開示
されているリアクターのようないくつかの他成分の態様
において、複数のフランジを保護するために複数のサポ
ートラグを有利に用いることができることを理解できる
であろう。図７を参照して、Ｕ字型ブラケット５６、５
８、および６０は各ブラケットの量を減少させ、それぞ
れの冷却を促進するための円形の孔を有することができ
る。
【００３５】次に図９および１０に関して、バレル５２
を詳細に示す。バレル５２は一般に円筒形であり、触媒
６８を含む。バレル５２はリアクターヘッド１０と接続
するように取り付けられる。しかしながら図９および１
０はバレルセクションのみを示す。バレル５２はトップ
バレルフランジ８２およびボトムバレルフランジ８４を
含む。いくつかの態様において、フランジ８４は壁面１
００とその下の熱交換器（図示せず）の間の連続した接
続部を省略することができる。バレル５２はさらに３つ
の冷却ジャケット（７０、７６および８６）を含む。バ
レル冷却ジャケット７０はインレット７２およびアウト
レット７４を含む。トップバレルフランジ冷却ジャケッ
ト８６は関連するインレット８８およびアウトレット９
０を含む。ボトムバレルフランジ冷却ジャケット７６は
関連するインレット７８およびアウトレット８０を含
む。冷却ジャケット７０、７６および８６のそれぞれは
図１０に示すようなバレルに溶接されたハーフパイプを
含む。インレット７２、７４、７８、８０、８８および
９０のそれぞれはステンレス鋼ブレード付ホース９１に
より、その関連する冷却ジャケットを冷却剤供給源に接
続させるフランジを含む（あるいは１つの供給源に直列
に接続することができる）。しかしながら、いくつかの
態様においては、インレット／アウトレットフランジは
全体としてなくすことができ、冷却剤供給源（図示せ
ず）への連続管と置換することができ、さらに他の態様
においては、冷却ジャケットがまったっくなくてもよ
い。
を詳細に示す。バレル５２は一般に円筒形であり、触媒
６８を含む。バレル５２はリアクターヘッド１０と接続
するように取り付けられる。しかしながら図９および１
０はバレルセクションのみを示す。バレル５２はトップ
バレルフランジ８２およびボトムバレルフランジ８４を
含む。いくつかの態様において、フランジ８４は壁面１
００とその下の熱交換器（図示せず）の間の連続した接
続部を省略することができる。バレル５２はさらに３つ
の冷却ジャケット（７０、７６および８６）を含む。バ
レル冷却ジャケット７０はインレット７２およびアウト
レット７４を含む。トップバレルフランジ冷却ジャケッ
ト８６は関連するインレット８８およびアウトレット９
０を含む。ボトムバレルフランジ冷却ジャケット７６は
関連するインレット７８およびアウトレット８０を含
む。冷却ジャケット７０、７６および８６のそれぞれは
図１０に示すようなバレルに溶接されたハーフパイプを
含む。インレット７２、７４、７８、８０、８８および
９０のそれぞれはステンレス鋼ブレード付ホース９１に
より、その関連する冷却ジャケットを冷却剤供給源に接
続させるフランジを含む（あるいは１つの供給源に直列
に接続することができる）。しかしながら、いくつかの
態様においては、インレット／アウトレットフランジは
全体としてなくすことができ、冷却剤供給源（図示せ
ず）への連続管と置換することができ、さらに他の態様
においては、冷却ジャケットがまったっくなくてもよ
い。
【００３６】バレル５２の高さは、これに限定されない
が、触媒６８、ディストリビューター、サポート、また
はバレル中に挿入される他の部品を含む物品の取り付け
および除去が容易になるように有利に設計される。従来
技術の説明で記載したように、公知のバレルについては
触媒または他の物品を取り付けるのが非常に困難で時間
がかかる。図９および１０に開示されるバレル５２はト
ップバレルフランジ８２からボトムバレルフランジ８４
の長さＤ１が短縮され、約１．５から２．５フィート、
好ましくは１．７５フィートである。この距離は、例え
ば交換器（図示せず）と組み合わせた場合に、床（図示
せず）または台のいずれかからトップバレルフランジ８
２までの作業高さが２．０から３．５フィート、好まし
くは３．０フィートになる。２．０から３．５フィート
の高さで、トップバレルフランジは平均的な人の腰の高
さに相当し、例えば触媒をバレルの外側から挿入または
回収するために平均的な人でバレル５２内に手が届く。
図１９は操作員に非常に近接した本発明の一態様を示
す。図面からわかるように、操作員は内部をよじ登らず
に都合よくバレル中に届く。その結果、狭い空間内には
いる必要がなく、それに関連した許可および注意の必要
もなくなる。さらに、操作員が触媒または他の内部物品
に届き、交換できるようにするためにスツールまたは他
の任意の装置を使用する必要もない。例えば触媒に関し
ては、触媒はトップバレルフランジ８２から約１フィー
トのバレルの内部に設置できるが、バレルは操作員が都
合良く届く任意の距離に触媒を受容するように改造する
ことができる。トップバレルフランジ８２からの触媒が
設置される距離の範囲は、約３インチから２フィートと
考えられる。
が、触媒６８、ディストリビューター、サポート、また
はバレル中に挿入される他の部品を含む物品の取り付け
および除去が容易になるように有利に設計される。従来
技術の説明で記載したように、公知のバレルについては
触媒または他の物品を取り付けるのが非常に困難で時間
がかかる。図９および１０に開示されるバレル５２はト
ップバレルフランジ８２からボトムバレルフランジ８４
の長さＤ１が短縮され、約１．５から２．５フィート、
好ましくは１．７５フィートである。この距離は、例え
ば交換器（図示せず）と組み合わせた場合に、床（図示
せず）または台のいずれかからトップバレルフランジ８
２までの作業高さが２．０から３．５フィート、好まし
くは３．０フィートになる。２．０から３．５フィート
の高さで、トップバレルフランジは平均的な人の腰の高
さに相当し、例えば触媒をバレルの外側から挿入または
回収するために平均的な人でバレル５２内に手が届く。
図１９は操作員に非常に近接した本発明の一態様を示
す。図面からわかるように、操作員は内部をよじ登らず
に都合よくバレル中に届く。その結果、狭い空間内には
いる必要がなく、それに関連した許可および注意の必要
もなくなる。さらに、操作員が触媒または他の内部物品
に届き、交換できるようにするためにスツールまたは他
の任意の装置を使用する必要もない。例えば触媒に関し
ては、触媒はトップバレルフランジ８２から約１フィー
トのバレルの内部に設置できるが、バレルは操作員が都
合良く届く任意の距離に触媒を受容するように改造する
ことができる。トップバレルフランジ８２からの触媒が
設置される距離の範囲は、約３インチから２フィートと
考えられる。
【００３７】バレル５２は、リアクター内の温度などの
状態のモニターを容易にするために複数の計器ノズル９
６および９８を有する。典型的には熱電対ワイヤを上部
からリアクター中に通すが、これは円錐形リアクターヘ
ッド１０などの大きな対象物については困難である。熱
電対（図示せず）をバレル６２の壁面１００を通って有
利に供給することにより、挿入はさらに容易になり、熱
電対は容易に利用可能になる。計器ノズル９６および９
８は熱電対を収容し、バレル冷却ジャケット７０を貫通
してノズルを冷却できるように取り付けられる。計器ノ
ズル９６および９８はバレル５２の外側に触媒とほぼ同
じ高さの位置に設置される。しかしながら、計器ノズル
９６および９８は、触媒放射線に対して照準線がないよ
うにバレル５２の壁面１００と通常でない角度で配置さ
れる。通常でないとは、計器ノズル９６および９８がバ
レル壁面１００と９０°以外の角度で接するか、または
ノズルが触媒に関して同じ高さでないことを意味する。
加えて、ノズル９６および９８はさらに熱電対を保護す
るためにその中に挿入された断熱材を有する。開示され
た態様においては、ノズル９６と壁面１００との間の角
度は約７７°であるが、９０°を除く０°と１８０°の
間の任意の他の角度を用いることができる。化学反応に
おけるエネルギーの多くは放射線により伝達され、計器
ノズル９６および９８が触媒反応に対する照準線につい
てバレル５２に対して通常であるならば、熱は直接ノズ
ル中に入り、ノズル内に配置された熱電対（図示せず）
を溶かす。したがって、計器ノズル９６および９８は触
媒反応近くであって、反応の照準線中でない位置に有利
に配置され、これにより熱電対の寿命が延びる。
状態のモニターを容易にするために複数の計器ノズル９
６および９８を有する。典型的には熱電対ワイヤを上部
からリアクター中に通すが、これは円錐形リアクターヘ
ッド１０などの大きな対象物については困難である。熱
電対（図示せず）をバレル６２の壁面１００を通って有
利に供給することにより、挿入はさらに容易になり、熱
電対は容易に利用可能になる。計器ノズル９６および９
８は熱電対を収容し、バレル冷却ジャケット７０を貫通
してノズルを冷却できるように取り付けられる。計器ノ
ズル９６および９８はバレル５２の外側に触媒とほぼ同
じ高さの位置に設置される。しかしながら、計器ノズル
９６および９８は、触媒放射線に対して照準線がないよ
うにバレル５２の壁面１００と通常でない角度で配置さ
れる。通常でないとは、計器ノズル９６および９８がバ
レル壁面１００と９０°以外の角度で接するか、または
ノズルが触媒に関して同じ高さでないことを意味する。
加えて、ノズル９６および９８はさらに熱電対を保護す
るためにその中に挿入された断熱材を有する。開示され
た態様においては、ノズル９６と壁面１００との間の角
度は約７７°であるが、９０°を除く０°と１８０°の
間の任意の他の角度を用いることができる。化学反応に
おけるエネルギーの多くは放射線により伝達され、計器
ノズル９６および９８が触媒反応に対する照準線につい
てバレル５２に対して通常であるならば、熱は直接ノズ
ル中に入り、ノズル内に配置された熱電対（図示せず）
を溶かす。したがって、計器ノズル９６および９８は触
媒反応近くであって、反応の照準線中でない位置に有利
に配置され、これにより熱電対の寿命が延びる。
【００３８】計器ノズル９６および９８は、これに限定
されないが、プロセスアナライザーサンプルコネクショ
ン、圧力計、および点火器を含む多くの他の器具に用い
ることができる。
されないが、プロセスアナライザーサンプルコネクショ
ン、圧力計、および点火器を含む多くの他の器具に用い
ることができる。
【００３９】次に図１１〜１６について、リアクター１
０と組み合わせて用いられる直流化システムを開示す
る。貴金属および他の触媒のために非常に高価なので、
触媒の全表面積上に流れを起こしてその寿命を増加させ
ることが望ましい。典型的なリアクターシステムにおい
て、流体が急に拡張した部分を流れる際のよく知られて
いるジェット効果により、流体の大部分がインレットパ
イプとほぼ同じ直径を維持する。流体が触媒に到達した
場合に、典型的には中心部は流れの８０から９０％を受
容するが、壁面に最も近い触媒部分は欠乏状態である。
加えて、図１に示すような上向きの流れのパターンが起
こり、リアクターの壁面で反応物質が分解される可能性
がある。インレットパイピングにおいて層流を生じさせ
ることでき、リアクターが徐々に広がる場合に、流れは
リアクターの壁面に付着した状態で、全触媒表面に対し
てより均一な分布になる。拡大角度が約２５°より小さ
い場合は通常付着した層流が維持される。場合によって
は、リアクターに対する入り口のすぐ上流で少なくとも
直線パイプの１０倍にすることにより層流が生じるが、
典型的には空間的制約のために、必要なパイプ直径の１
０倍以下の上流にパイピングエルボーが存在する必要が
ある。これらの典型的な限られた空間での用途におい
て、層流を生じさせるために回転羽根１０２などの直流
化装置が必要になる。回転羽根１０２はＣＲＶとして公
知であり、Ｃｈｅｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，
Ｉｎｃ．またはＫｏｃｈ−Ｇｌｉｔｓｃｈ，Ｉｎｃ．よ
り入手可能である。本開示により当業者らは層流を生じ
させるために他の直流化システムも用いることができる
ことがわかるであろう。図１１は回転羽根１０２がリア
クター２に関して用いられる場合の前面図を示す。図１
６はリアクター１０に関する回転羽根１０２の典型的な
配置を説明する。回転羽根１０２は図１６に示す様な２
つのエルボーを補うように設計されるか、または第二の
回転羽根（図示せず）を回転羽根１０２に加えて用いる
ことができる。図１２〜１５は作動中の回転羽根１０２
の効果を示す。回転羽根１０２がないと、流体がエルボ
ー１０４の付近を通過する際の速度は不均一になり、図
１２に示すように流れ分離が起こる。有効な流れ１０６
を図１３に示すような断面に類似するように変更する。
図１３に示す不均一な流れは、付着した流れが触媒に均
一に分配されるのを妨害する。一方、回転羽根１０２を
使用すると、図１４に示すようなエルボー１０４を通る
流れパターンが得られる。回転羽根１０２を通過した
後、流速は均一になり層流になる。図１５は均一な流れ
の断面図１０７を示す。層流を円錐形リアクターヘッド
１０中に導入すると、円錐の角度２２が約２５°以下で
あると仮定すると流れはリアクターヘッドの壁面４２に
付着したままである傾向がある。本発明において開示す
る態様において、リアクターヘッド１０の円錐の角２２
は約２１°である。円錐形リアクター１０に関して回転
羽根１０２を使用すると、反応の効率および触媒の寿命
が有利に増大する。
０と組み合わせて用いられる直流化システムを開示す
る。貴金属および他の触媒のために非常に高価なので、
触媒の全表面積上に流れを起こしてその寿命を増加させ
ることが望ましい。典型的なリアクターシステムにおい
て、流体が急に拡張した部分を流れる際のよく知られて
いるジェット効果により、流体の大部分がインレットパ
イプとほぼ同じ直径を維持する。流体が触媒に到達した
場合に、典型的には中心部は流れの８０から９０％を受
容するが、壁面に最も近い触媒部分は欠乏状態である。
加えて、図１に示すような上向きの流れのパターンが起
こり、リアクターの壁面で反応物質が分解される可能性
がある。インレットパイピングにおいて層流を生じさせ
ることでき、リアクターが徐々に広がる場合に、流れは
リアクターの壁面に付着した状態で、全触媒表面に対し
てより均一な分布になる。拡大角度が約２５°より小さ
い場合は通常付着した層流が維持される。場合によって
は、リアクターに対する入り口のすぐ上流で少なくとも
直線パイプの１０倍にすることにより層流が生じるが、
典型的には空間的制約のために、必要なパイプ直径の１
０倍以下の上流にパイピングエルボーが存在する必要が
ある。これらの典型的な限られた空間での用途におい
て、層流を生じさせるために回転羽根１０２などの直流
化装置が必要になる。回転羽根１０２はＣＲＶとして公
知であり、Ｃｈｅｎｇ Ｆｌｕｉｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，
Ｉｎｃ．またはＫｏｃｈ−Ｇｌｉｔｓｃｈ，Ｉｎｃ．よ
り入手可能である。本開示により当業者らは層流を生じ
させるために他の直流化システムも用いることができる
ことがわかるであろう。図１１は回転羽根１０２がリア
クター２に関して用いられる場合の前面図を示す。図１
６はリアクター１０に関する回転羽根１０２の典型的な
配置を説明する。回転羽根１０２は図１６に示す様な２
つのエルボーを補うように設計されるか、または第二の
回転羽根（図示せず）を回転羽根１０２に加えて用いる
ことができる。図１２〜１５は作動中の回転羽根１０２
の効果を示す。回転羽根１０２がないと、流体がエルボ
ー１０４の付近を通過する際の速度は不均一になり、図
１２に示すように流れ分離が起こる。有効な流れ１０６
を図１３に示すような断面に類似するように変更する。
図１３に示す不均一な流れは、付着した流れが触媒に均
一に分配されるのを妨害する。一方、回転羽根１０２を
使用すると、図１４に示すようなエルボー１０４を通る
流れパターンが得られる。回転羽根１０２を通過した
後、流速は均一になり層流になる。図１５は均一な流れ
の断面図１０７を示す。層流を円錐形リアクターヘッド
１０中に導入すると、円錐の角度２２が約２５°以下で
あると仮定すると流れはリアクターヘッドの壁面４２に
付着したままである傾向がある。本発明において開示す
る態様において、リアクターヘッド１０の円錐の角２２
は約２１°である。円錐形リアクター１０に関して回転
羽根１０２を使用すると、反応の効率および触媒の寿命
が有利に増大する。
【００４０】いくつかの態様において、図１７に示すよ
うなリアクター２０２などのリアクターを円錐形リアク
ター１０と置換することができる。リアクター２０２
は、既存のヘッド２０８と接続するスプリットバレル
（２０４および２０６）形状であるが、前記の同じ冷却
システム、バレル高さ、熱電対ノズル、回転羽根、およ
び内部断熱材をリアクター２０２に関して用いることが
できる。リアクター２０２をＬＡＤまたはＥＨＤと結合
させて、円錐形リアクター１０において形成される流れ
と類似した有効な層流を形成することができる。
うなリアクター２０２などのリアクターを円錐形リアク
ター１０と置換することができる。リアクター２０２
は、既存のヘッド２０８と接続するスプリットバレル
（２０４および２０６）形状であるが、前記の同じ冷却
システム、バレル高さ、熱電対ノズル、回転羽根、およ
び内部断熱材をリアクター２０２に関して用いることが
できる。リアクター２０２をＬＡＤまたはＥＨＤと結合
させて、円錐形リアクター１０において形成される流れ
と類似した有効な層流を形成することができる。
【００４１】加えて、図１８は本発明にしたがったリア
クター３０２についての第三の態様を開示する。リアク
ター３０２は短いバレル３０６に取り付けられた延長さ
れたヘッド３０４を含む。リアクター２０２と同様に、
リアクター３０２はバレル５２に取り付けることがで
き、前記開示と同じ冷却システム、バレル高さ、熱電対
ノズル、回転羽根、および内部断熱材を含む。リアクタ
ー３０２はＬＡＤまたはＥＨＤと結合させて、円錐形リ
アクター１０において形成される流れと類似した有効な
層流を形成することができる。
クター３０２についての第三の態様を開示する。リアク
ター３０２は短いバレル３０６に取り付けられた延長さ
れたヘッド３０４を含む。リアクター２０２と同様に、
リアクター３０２はバレル５２に取り付けることがで
き、前記開示と同じ冷却システム、バレル高さ、熱電対
ノズル、回転羽根、および内部断熱材を含む。リアクタ
ー３０２はＬＡＤまたはＥＨＤと結合させて、円錐形リ
アクター１０において形成される流れと類似した有効な
層流を形成することができる。
【００４２】ドーム型ヘッド４０２においてＬＡＤまた
はＥＨＤ装置使用の代替法を図２０において示す。図示
されているのは、円錐内部表面４３を有する断熱材４０
の使用である。円錐形出口４５（またはより詳細には、
ドーム型出口ヘッドにおいて円錐形内部表面を提供する
断熱材の使用）も示す。円錐形出口の第一の利点は圧力
降下（乱流／非層流は圧力降下を増大させる渦を形成す
る）が最小になるような層流を形成することである。本
開示により当業者らはインレット円錐４３の角度は非常
に重要であるが、出口角度または円錐４５はあまり重要
でなく、０°より大きく、９０°より小さな角度である
ことを理解できる。さらに、フランジ４７を図２０に示
すが、これらは任意であり、フランジのない容器中へ挿
入しやすくするために耐火性セラミックファイバー断熱
材を断片に加工することができ、次に容器内で組み立て
て、所望の円錐内部表面を形成することができる。
はＥＨＤ装置使用の代替法を図２０において示す。図示
されているのは、円錐内部表面４３を有する断熱材４０
の使用である。円錐形出口４５（またはより詳細には、
ドーム型出口ヘッドにおいて円錐形内部表面を提供する
断熱材の使用）も示す。円錐形出口の第一の利点は圧力
降下（乱流／非層流は圧力降下を増大させる渦を形成す
る）が最小になるような層流を形成することである。本
開示により当業者らはインレット円錐４３の角度は非常
に重要であるが、出口角度または円錐４５はあまり重要
でなく、０°より大きく、９０°より小さな角度である
ことを理解できる。さらに、フランジ４７を図２０に示
すが、これらは任意であり、フランジのない容器中へ挿
入しやすくするために耐火性セラミックファイバー断熱
材を断片に加工することができ、次に容器内で組み立て
て、所望の円錐内部表面を形成することができる。
【００４３】リアクター１０、２０２、および３０２は
シアン化水素の製造において最も有用であると考えられ
る。シアン化水素の調製法は、リアクター（例えば、リ
アクター１０、２０２、または３０３）中に反応物質を
供給することを含む。反応物質は少なくとも１種の炭化
水素、少なくとも１種の窒素含有ガス、および少なくと
も１種の酸素含有ガスを含む。酸素含有ガスは窒素含有
ガスまたは炭化水素と同じであってもよい。
シアン化水素の製造において最も有用であると考えられ
る。シアン化水素の調製法は、リアクター（例えば、リ
アクター１０、２０２、または３０３）中に反応物質を
供給することを含む。反応物質は少なくとも１種の炭化
水素、少なくとも１種の窒素含有ガス、および少なくと
も１種の酸素含有ガスを含む。酸素含有ガスは窒素含有
ガスまたは炭化水素と同じであってもよい。
【００４４】少なくとも１種の炭化水素は脂肪族または
置換脂肪族、脂環式または置換脂環式、あるいは芳香族
または置換芳香族炭化水素あるいはその混合物である。
適当な例としては、これに限定されず、メタン（Ｃ
Ｈ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、
プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタ
ン（Ｃ４Ｈ１０）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）、トルエ
ン、ナフサ、およびメチルホルメートが挙げられる。好
ましい態様において、少なくとも１種の炭化水素は、メ
タンまたは１またはそれ以上のメタン含有炭化水素の混
合物である。少なくとも１種の窒素含有ガスとしては、
これに限定されないが、アンモニア、ホルムアミド、ま
たは酸化窒素（ＮＯ）が挙げられる。好ましい態様にお
いて、少なくとも１種の窒素含有ガスはアンモニアまた
はアンモニアと１またはそれ以上の窒素含有ガスの混合
物である。少なくとも１種の酸素含有ガスは、燃焼を維
持して吸熱のシアン化水素形成に熱を提供するのに適し
た量の酸素を含む任意の物質である。適当な例として
は、これに限定されないが空気、酸素富化空気、純粋な
酸素ガス、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ２）、またはその混合物あるいは分解して酸素を提供
する酸素含有化合物が挙げられる。適当な例としては、
過酸化物、ケトン、エーテルなどが挙げられる。
置換脂肪族、脂環式または置換脂環式、あるいは芳香族
または置換芳香族炭化水素あるいはその混合物である。
適当な例としては、これに限定されず、メタン（Ｃ
Ｈ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、
プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタ
ン（Ｃ４Ｈ１０）、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）、トルエ
ン、ナフサ、およびメチルホルメートが挙げられる。好
ましい態様において、少なくとも１種の炭化水素は、メ
タンまたは１またはそれ以上のメタン含有炭化水素の混
合物である。少なくとも１種の窒素含有ガスとしては、
これに限定されないが、アンモニア、ホルムアミド、ま
たは酸化窒素（ＮＯ）が挙げられる。好ましい態様にお
いて、少なくとも１種の窒素含有ガスはアンモニアまた
はアンモニアと１またはそれ以上の窒素含有ガスの混合
物である。少なくとも１種の酸素含有ガスは、燃焼を維
持して吸熱のシアン化水素形成に熱を提供するのに適し
た量の酸素を含む任意の物質である。適当な例として
は、これに限定されないが空気、酸素富化空気、純粋な
酸素ガス、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ２）、またはその混合物あるいは分解して酸素を提供
する酸素含有化合物が挙げられる。適当な例としては、
過酸化物、ケトン、エーテルなどが挙げられる。
【００４５】ＨＣＮ形成反応のエネルギーが現場燃焼以
外の供給源から供給される他の従来技術、非Ａｎｄｒｕ
ｓｓｏｗ型ＨＣＮ調製法に関して開示されたリアクター
の使用も意図される。このようなプロセスの例として
は、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｂ−Ｍ−Ａプロセス、Ｆｌｕｏｈ
ｍｉｃプロセス、およびマイクロ波加熱および誘導加熱
プロセスが挙げられる。
外の供給源から供給される他の従来技術、非Ａｎｄｒｕ
ｓｓｏｗ型ＨＣＮ調製法に関して開示されたリアクター
の使用も意図される。このようなプロセスの例として
は、Ｄｅｇｕｓｓａ Ｂ−Ｍ−Ａプロセス、Ｆｌｕｏｈ
ｍｉｃプロセス、およびマイクロ波加熱および誘導加熱
プロセスが挙げられる。
【００４６】開示された装置は、これに限定されない
が、硝酸の製造（アンモニア酸化プロセスまたは酸素富
化プロセスによる製造法を含む）、合成ガス製造法、
（メタ）アクリル酸製造法、ＮＯｘ低減ユニット、また
は高温および高圧を必要とする吸収剤、触媒、または熱
交換器を用いた他のプロセスを含む他の工業プロセスに
おいても用いることができる。高圧は、大気圧より高い
圧力を含み、高温は、６０℃より高い温度を含む。加え
て、用いられる触媒としては、これに限定されないが、
スクリーン、担持触媒、流動床、またはイオン交換樹脂
が挙げられる。
が、硝酸の製造（アンモニア酸化プロセスまたは酸素富
化プロセスによる製造法を含む）、合成ガス製造法、
（メタ）アクリル酸製造法、ＮＯｘ低減ユニット、また
は高温および高圧を必要とする吸収剤、触媒、または熱
交換器を用いた他のプロセスを含む他の工業プロセスに
おいても用いることができる。高圧は、大気圧より高い
圧力を含み、高温は、６０℃より高い温度を含む。加え
て、用いられる触媒としては、これに限定されないが、
スクリーン、担持触媒、流動床、またはイオン交換樹脂
が挙げられる。
【００４７】最後に、本発明は気体プロセスに適用され
るが、本開示により当業者らは本発明は気体プロセスに
限定されないことがわかるであろう。本発明は高温およ
び／または高圧での液体の使用も含むと考えられる。
るが、本開示により当業者らは本発明は気体プロセスに
限定されないことがわかるであろう。本発明は高温およ
び／または高圧での液体の使用も含むと考えられる。
【００４８】具体例を参照して本発明を具体的に例示
し、説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく種々の形態および詳細の変更をなすことができ
ることは当業者には理解できるであろう。前記態様は単
に例示のためであって、本発明の範囲を限定するもので
はない。
し、説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱する
ことなく種々の形態および詳細の変更をなすことができ
ることは当業者には理解できるであろう。前記態様は単
に例示のためであって、本発明の範囲を限定するもので
はない。
【図１】図１は従来技術リアクターシステムの図であ
る。
る。
【図２】図２は本発明の円錐形リアクターヘッドの一態
様の前面図であり、一部断面を示す。図２ａは図２に示
した例の透視図である。
様の前面図であり、一部断面を示す。図２ａは図２に示
した例の透視図である。
【図３】図３は図２のデザインの上面図である。
【図４】図４は本発明のカラーの上面図である。図４ａ
は図４に示すカラーの前面図である。
は図４に示すカラーの前面図である。
【図５】図５は本発明の一態様の円錐形リアクターヘッ
ドのフランジに取り付けられたサポートラグの上面図で
ある。
ドのフランジに取り付けられたサポートラグの上面図で
ある。
【図６】図６は図５に示すサポートラグのＡ−Ａ線に沿
った側面図である。
った側面図である。
【図７】図７は図５のデザインのＢ−Ｂ線に沿った前面
図である。
図である。
【図８】図８は図５に示すデザインを組み入れたリアク
ターの上面図である。
ターの上面図である。
【図９】図９は本発明の一態様にしたがったバレルセク
ションの上面図である。
ションの上面図である。
【図１０】図１０は図９のデザインのＣ−Ｃ線に沿った
断面図である。
断面図である。
【図１１】図１１は図２の円錐形リアクターと共に用い
られる回転羽根の前面図である。
られる回転羽根の前面図である。
【図１２】図１２は回転羽根のないパイプ中の流体流れ
の流れ図である。
の流れ図である。
【図１３】図１３は図１２の有効な流体流れの断面図で
ある。
ある。
【図１４】図１４は回転羽根を有するパイプ中の流体流
れの流れ図である。
れの流れ図である。
【図１５】図１５は図１４の有効な流体流れの断面図で
ある。
ある。
【図１６】図１６は本発明の円錐形リアクターヘッドと
回転羽根を組み入れたシステムの透視図である。
回転羽根を組み入れたシステムの透視図である。
【図１７】図１７は本発明のリアクターの別の態様の前
面図である。
面図である。
【図１８】図１８は本発明のリアクターのさらに別の態
様の前面図である。
様の前面図である。
【図１９】図１９は操作員に近接した図２の円錐形リア
クターの写真である。
クターの写真である。
【図２０】図２０は本発明にしたがって形成された非選
択的触媒還元（ＮＳＣＲ）ＮＯｘ排除ユニットの図であ
る。
択的触媒還元（ＮＳＣＲ）ＮＯｘ排除ユニットの図であ
る。
２：リアクター ４：耐火性物質 ６：すすの蓄積 ８：壁面 ９：触媒 １０：リアクターヘッド １２：トップフランジ １３：結合フランジ １４：リアクターインレット １５：リップ １６：カラー １７：外部カラー表面 １８：側面部材 ２０：垂直線 ２２：角度 ２４：リフティングラグ ２６：アイレット ２８：ボトムフランジ ３０：冷却ジャケット ３２：インレット ３４：アウトレット ３６、３８：サイトグラスノズル ４０：断熱材 ４２：リアクター内壁 ４３：円錐内部表面 ４４：外部表面 ４７：フランジ ４８：サイトグラススリーブ ５０：耐火性物質 ５２：バレル ５４：合わせ面 ５６、５８および６０：Ｕ字型ブラケット ６２：バレル ６４：足 ６６：隙間 ６８：触媒 ７０：バレル冷却ジャケット ７２、７８、８８，９０：インレット ７４：アウトレット ７６、８６：冷却ジャケット ８０：アウトレット ８２：トップバレルフランジ ８４：ボトムバレルフランジ ９１：ステンレス鋼ブレード付ホース ９２：冷却ジャケット ９４：アウトレット４ ９６，９８：計器ノズル １００：壁面 １０２：回転羽根 １０４：エルボー １０６，１０７：流れ ２０２：リアクター ２０８：既存のヘッド ２０４，２０６：スプリットバレル ３０２：リアクター ３０４：ヘッド ３０６：バレル ４０２：ドーム型ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マイケル・スタンレイ・デコーシー アメリカ合衆国テキサス州77062，ヒュー ストン，ヒーサーベンド・コート・16414 (72)発明者 アーロン・アンジェル・クインタニラ アメリカ合衆国テキサス州77018，ヒュー ストン，ラモント・レーン・1242 (72)発明者 ポール・フランシス・バレリオ アメリカ合衆国ペンシルバニア州19067, ヤードリー，ライトフィールド・アベニュ ー・1803 (72)発明者 ジェイムス・ウッドロウ・ヴィンソン，ジ ュニア アメリカ合衆国テキサス州77062，ヒュー ストン，ローレル・バレー・ロード・1003 (72)発明者 デービッド・アレック・ウィリアムズ アメリカ合衆国テキサス州77043，ヒュー ストン，マニラ・レーン・2707 Ｆターム(参考） 4G075 AA02 AA51 AA53 BA01 BD16 CA02 CA03 CA54 CA65 CA66 DA02 EA06 EB01 EE02 EE12 FB04 FC06 FC09
Claims (66)
- 【請求項１】 少なくとも１つのフランジ付接続部を含
む高温工業プロセス用装置であって、少なくとも１つの
フランジ付接続部の少なくとも１つのフランジが、少な
くとも１つのフランジに連結した少なくとも１つのサポ
ートラグにより機械的損傷から保護されている装置。 - 【請求項２】 さらに少なくとも１つのフランジに取り
付けられた冷却ジャケットを含む請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 冷却ジャケットがさらに１／２パイプを
含む請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 少なくとも１つのフランジ付接続部を含
み、該フランジが取り付けられた１／２パイプ冷却ジャ
ケットにより冷却される高温工業プロセス用装置。 - 【請求項５】 ａ）第一の断面を有するインレットパイ
ピングセクション； ｂ）第二の断面を有する下流プロセスセクション； ｃ）インレットパイピングセクションと下流プロセスセ
クションを接続するインレットトランジションセクショ
ンを含み；該トランジションセクションが耐火性セラミ
ックファイバーを含む内部断熱材を含む高温工業プロセ
ス用装置。 - 【請求項６】 第二の断面が第一の断面よりも大きい請
求項５記載の装置。 - 【請求項７】 内部断熱材が円錐形内部表面を形成する
請求項５記載の装置。 - 【請求項８】 インレットトランジションセクションが
ドーム形を包含する請求項７記載の装置。 - 【請求項９】 トランジションセクションが、下流プロ
セスセクションとのフランジ付接続部を含むリアクター
ヘッドである請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 インレットトランジションセクション
が円錐形を包含する請求項７記載の装置。 - 【請求項１１】 インレットトランジションセクション
が、下流プロセスセクションに対するフランジ付接続部
を含むリアクターヘッドである請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 さらに１またはそれ以上のサイトグラ
スノズルを含む請求項５記載の装置。 - 【請求項１３】 ａ）インレットトランジションセクシ
ョンの上流末端で層流を形成するのに十分な長さのイン
レットパイピングセクションを含む直線状パイプ； ｂ）インレットパイピングセクション内に配置された少
なくとも１つのＣＲＶ； ｃ）インレットトランジションセクションの上流末端の
ＬＡＤ； ｄ）インレットトランジションセクションの上流末端の
ＥＨＤ；および ｅ）トランジションセクションを含む円錐形内部表面 のうちの少なくとも１つを用いて、下流プロセスセクシ
ョンにおいて層流速度プロファイルが達成される請求項
５記載の装置。 - 【請求項１４】 ａ）第一の断面を有するプロセスセク
ション； ｂ）第一の断面よりも小さい第二の断面を有するアウト
レットパイピング； ｃ）アウトレットパイピングセクションとプロセスセク
ションを接続するアウトレットトランジションセクショ
ンを含み、 アウトレットトランジションセクションの内部表面が円
錐形である、高温工業プロセス用装置。 - 【請求項１５】 アウトレットトランジションセクショ
ンが、さらに耐火性セラミックファイバーを含む内部断
熱材を含む請求項１４記載の装置。 - 【請求項１６】 アウトレットトランジションセクショ
ンが少なくとも１つのフランジ付接続部を含むドーム型
ヘッドである請求項１５記載の装置。 - 【請求項１７】 アウトレットトランジションセクショ
ンが少なくとも１つのフランジ付接続部を含む円錐形ヘ
ッドである請求項１４記載の装置。 - 【請求項１８】 ａ）ボトムフランジを有するリアクタ
ーヘッド； ｂ）トップフランジを有する下流プロセスセクションを
含み、下流プロセスセクショントップフランジの作業高
度が約２．０フィートと３．５フィートの間である高温
工業プロセス用装置。 - 【請求項１９】 下流プロセスセクションがさらに少な
くとも１つの熱電対ノズルを含む請求項１８記載の装
置。 - 【請求項２０】 リアクターヘッドがさらに耐火性セラ
ミックファイバーを含む内部断熱材を含む請求項１８記
載の装置。 - 【請求項２１】 内部断熱材が円錐形内部表面を含む請
求項２０記載の装置。 - 【請求項２２】 ａ）インレットパイピングセクショ
ン； ｂ）インレットトランジションセクション； ｃ）プロセスセクション； ｄ）アウトレットトランジションセクション；および ｅ）アウトレットパイピングセクションを含み、内部断
熱材が１またはそれ以上の装置部分に含まれ、該断熱材
が耐火性セラミックファイバーを含む高温工業プロセス
用装置。 - 【請求項２３】 インレットトランジションセクション
がさらに円錐形内部表面を含む請求項２２記載の装置。 - 【請求項２４】 アウトレットトランジションセクショ
ンがさらに円錐形内部表面を含む請求項２２記載の装
置。 - 【請求項２５】 さらにインレットトランジションセク
ションとプロセスセクション間に第一および第二のフラ
ンジを有するフランジ付接続部を含む請求項２２記載の
装置。 - 【請求項２６】 第一および第二フランジのうちの少な
くとも１つがこれに取り付けられた冷却ジャケットを含
む請求項２５記載の装置。 - 【請求項２７】 第一および第二フランジのうちの少な
くとも１つが少なくとも１つのサポートラグを含む請求
項２５記載の装置。 - 【請求項２８】 さらに、プロセスセクションとアウト
レットトランジションセクション間に第一および第二の
フランジを有するフランジ付接続部を含む請求項２２記
載の装置。 - 【請求項２９】 第一および第二フランジのうちの少な
くとも１つが少なくとも１つのサポートラグを含む請求
項２８記載の装置。 - 【請求項３０】 第一および第二のフランジのうちの少
なくとも１つがこれに取り付けられた冷却ジャケットを
含む請求項２８記載の装置。 - 【請求項３１】 インレットトランジションセクション
がさらに少なくとも１つのサイトグラスノズルを含む請
求項２２記載の装置。 - 【請求項３２】 プロセスセクションの作業高度が約
２．０フィートと３．５フィートの間である請求項２２
記載の装置。 - 【請求項３３】 プロセスセクションがさらに少なくと
も１つの計器ノズルを含む請求項２２記載の装置。 - 【請求項３４】 ａ）少なくとも１種の炭化水素、少な
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを提供し； ｂ）少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１種の窒素
含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガスを装置
内で反応させてシアン化水素を形成し； ｃ）装置内の少なくとも１種の酸素含有ガスとの同時燃
焼反応により熱を供給することを含むシアン化水素の製
造法であり、 該装置が少なくとも１つのフランジ付接続部を含み、少
なくとも１つのフランジ付接続部の少なくとも１つのフ
ランジは、少なくとも１つのフランジに取り付けられた
サポートラグの少なくとも１つにより機械的損傷から保
護されている方法。 - 【請求項３５】 ａ）少なくとも１種の炭化水素、少な
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを提供し； ｂ）少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１種の窒素
含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガスを装置
内で反応させてシアン化水素を形成し； ｃ）装置内での少なくとも１種の酸素含有ガスとの同時
燃焼反応により熱を供給することを含み、装置が 第一の断面を有するインレットパイピングセクション；
第二の断面を有する下流プロセスセクション；インレッ
トパイピングセクションと下流プロセスセクションを接
続するインレットトランジションセクションを含み、該
トランジションセクションが耐火性セラミックファイバ
ーを含む内部断熱材を含む、シアン化水素の製造法。 - 【請求項３６】 ａ）リアクターヘッド； ｂ）リアクターヘッド中に挿入可能な断熱材であり、耐
火性セラミックファイバーを含む断熱材を含み、該リア
クターヘッドが化学プロセスが容易に進行するために流
体流れと結合するように適合させた装置。 - 【請求項３７】 リアクターヘッドが一般に円錐形であ
る請求項３６記載の装置。 - 【請求項３８】 円錐形リアクターヘッド壁面とこれに
隣接する垂線との角度が約２５°より小さい請求項３７
記載の装置。 - 【請求項３９】 リアクターがドーム型である請求項３
６記載の装置。 - 【請求項４０】 リアクターをラージアングルディフュ
ーザーと結合させて、請求項３８記載の円錐形リアクタ
ーヘッドと機能的に等しい流れパターンを生じさせる請
求項３９記載の装置。 - 【請求項４１】 断熱材が単独の部品としてリアクター
ヘッドから取り外し可能である請求項３６記載の装置。 - 【請求項４２】 さらに、リアクターヘッドの側面に位
置し、断熱材を貫通する少なくとも１つのサイトグラス
を含む請求項３６記載の装置。 - 【請求項４３】 断熱材が、リアクターと断熱材の両方
を貫通する少なくとも１つのスリーブにより所定の位置
に固定される請求項３６記載の装置。 - 【請求項４４】 断熱材が、リアクターヘッドのインレ
ット中に同心的に伸びる内部カラーによりリアクター内
に固定される請求項３６記載の装置。 - 【請求項４５】 化学プロセスが、シアン化水素製造で
ある請求項３６記載の装置。 - 【請求項４６】 さらに、リアクターヘッドの周りに配
置された冷却ジャケットを含み、該冷却ジャケットはリ
アクターヘッドの外部表面に取り付けられたハーフパイ
プからなる請求項３６記載の装置。 - 【請求項４７】 さらに、リアクターヘッドの上流に１
またはそれ以上の直流化装置を含む請求項３６記載の装
置。 - 【請求項４８】 ａ）リアクターヘッド； ｂ）円周表面と結合表面を有し、該結合表面が化学プロ
セスユニット中の結合フランジと結合するように適合さ
れている少なくとも１つのフランジ； ｃ）少なくとも１つのフランジに取り付けられ、リアク
ターヘッドを支持できる少なくとも１つのサポートラグ
を含み、 少なくとも１つのサポートラグが円周表面および結合表
面から伸びて、結合表面とサポートラグ間に隙間が形成
されている装置。 - 【請求項４９】 さらに、少なくとも１つのフランジに
取り付けられ、リアクターヘッドを支持できる、１また
はそれ以上のさらなるサポートラグを含む請求項４８記
載の装置。 - 【請求項５０】 少なくとも２つのサポートラグが一般
にＵ字型である請求項４９記載の装置。 - 【請求項５１】 少なくとも２つのサポートラグが少な
くとも１つのフランジに取り付けられた冷却ジャケット
の周りに伸びる請求項５０記載の装置。 - 【請求項５２】 少なくとも２つのサポートラグが、少
なくとも２つのサポートラグの冷却を促進するためにあ
けられた一般に円形の孔を有する請求項５０記載の装
置。 - 【請求項５３】 リアクターヘッドが一般に円錐形であ
る請求項４８記載の装置。 - 【請求項５４】 円錐形リアクターヘッド壁面と垂線と
の角度が約２５°より小さい請求項５３記載の装置。 - 【請求項５５】 ａ）リアクターヘッド； ｂ）リアクターヘッドに連結するように取り付けられた
触媒含有バレルを含み、触媒含有バレルの作業高度が約
２．０フィートと約３．５フィートの間であり、触媒含
有バレルをリアクターヘッドから取り外した場合に、バ
レルの直径の外側に立っている１人またはそれ以上の操
作員により操作される触媒または他の装置の受容を容易
にするように適合させた装置。 - 【請求項５６】 リアクターヘッドが一般に円錐形であ
る請求項５５記載の装置。 - 【請求項５７】 ａ）リアクターヘッド； ｂ）リアクターヘッドに連結するように取り付けられた
触媒含有バレル；および ｃ）触媒の高さと内部通路の間に照準線が存在しないよ
うな通常でない角度で触媒含有バレルの側面に取り付け
られた計器を収容するように適合させた内部通路を有す
る少なくとも１つの計器ノズルを含む装置。 - 【請求項５８】 通常でない角度が約７７°である請求
項５７記載の装置。 - 【請求項５９】 少なくとも１つの計器ノズルが反応領
域に隣接している請求項５７記載の装置。 - 【請求項６０】 リアクターヘッドが一般に円錐形であ
る請求項５７記載の装置。 - 【請求項６１】 ａ）円錐形リアクターヘッド； ｂ）耐火性セラミックファイバーを含む円錐形リアクタ
ーヘッド中に着脱可能に挿入可能な断熱材； ｃ）円周表面と結合表面を有する少なくとも１つのフラ
ンジであり、結合表面が化学プロセスユニット中の結合
フランジと結合するように適合されているフランジ； ｄ）少なくとも１つのフランジに取り付けられ、円錐形
リアクターヘッドを支持できる少なくとも３つのサポー
トラグ； ｅ）円錐形リアクターヘッドに連結するように取り付け
られた触媒含有バレル、 ｆ）触媒の高さと内部経路間に照準線がないような通常
でない角度で触媒含有バレルの側面に取り付けられた計
器を収容するように適合された内部通路を有する少なく
とも１つの計器ノズルを含む装置であり、 円錐形リアクターヘッドが化学プロセスを促進するよう
に流体流れと連結するように適合させられ；結合表面と
サポートラグの間に隙間が形成されるように円周表面お
よび結合表面から少なくとも３つのサポートラグがの
び；触媒含有バレルの触媒高度が約２．０フィートと約
３．５フィートの間であり、触媒含有バレルがバレルか
ら取り外された場合にバレルの直径の外側に立つ１人ま
たはそれ以上の操作員により提供される触媒の受容を容
易にするために取り付けられている装置。 - 【請求項６２】 ａ）少なくとも１種の炭化水素、少な
くとも１種の窒素含有ガス、および少なくとも１種の酸
素含有ガスを提供し； ｂ）少なくとも１種の炭化水素、少なくとも１種の窒素
含有ガス、および少なくとも１種の酸素含有ガスをリア
クター中で反応させてシアン化水素を形成し、 ｃ）少なくとも１種の酸素含有ガスとのリアクター中で
の同時燃焼反応により熱を供給することを含み、 リアクターが、リアクターヘッド、触媒含有バレル部
材、およびリアクターヘッド中に挿入可能な断熱材、耐
火性セラミックファイバーを含む断熱材を含むシアン化
水素の製造法。 - 【請求項６３】 少なくとも１種の炭化水素が、メタン
（ＣＨ４）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）、エタン（Ｃ
２Ｈ６）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、プロパン（Ｃ ３Ｈ
８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、メタノール（ＣＨ３Ｏ
Ｈ）、トルエン、ナフサおよびメチルホルメートから選
択される請求項６２記載の方法。 - 【請求項６４】 少なくとも１種の窒素含有ガスが、ア
ンモニア、ホルムアミド、またはＮＯのいずれかである
請求項６２記載の方法。 - 【請求項６５】 酸素含有ガスが、空気、酸素富化空
気、純粋な酸素ガス、一酸化炭素（ＣＯ）、ＮＯ、およ
び二酸化炭素（ＣＯ２）から選択される請求項６２記載
の方法。 - 【請求項６６】 酸素含有ガスが、過酸化物、ケトン、
およびエーテルのうちの少なくとも１つの分解により提
供される請求項６２記載の方法。
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