JP2006508794A - 触媒気相反応のためのジャケット管反応装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、触媒気相反応のための次のようなジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）に関する。この装置は、第１に反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を備え、この反応容器は、反応装置ジャケットに囲まれて液体熱媒の接触流を受ける反応管束である。第２に少なくとも１つの循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）を備え、この循環ポンプは熱媒のためのものであって、反応管束の外部に設けられる。第３にこの循環ポンプと並列に接続された熱交換器（１６）と、第４にやはり循環ポンプと並列に接続されたバイパス（２２）とを備える。このジャケット管反応装置において、バイパスを通過する熱媒流量は、反応装置の運転開始時、つまり熱媒がまだ比較的低温でそれに対応する粘性を持つときは、熱媒の一部が反応容器を通らずに迂回するように制御される。しかし反応装置の定常運転時は、その時々に得られる熱交換器出力に依存しながら、反応容器を通過する熱媒流量がほぼ一定となるように、自動的に制御される。

Description

本発明は、請求項１に記載する種類のジャケット管反応装置に関する。

ジャケット管反応装置とは固定床反応装置であって、固定床内部で反応するプロセスガス混合物と、それとは別個の熱媒との間、および固定床自体と当該熱媒との間に熱交換を生じることを可能とする。この場合の反応は、原理的に吸熱性でも、発熱性でもあり得る。固定床―主として顆粒状の触媒―は、一般には垂直に配置される反応管束の管（反応管）内にある。これらの管の両端は密封されて管板に固定され、またこれらの管は、管束を囲む反応装置ジャケット内部で、熱媒の接触流を受ける。プロセスガス混合物は、一方の管板を覆う反応装置フード経由してこれらの管に供給され、他方の管板を覆う反応装置フードを経由してこれらの管から排出される。熱媒は―しばしば塩浴として―循環ポンプによって循環され、熱交換器で反応プロセスの方法に応じて加熱されるか、または冷却される。ポンプおよび熱交換器は、今日では反応装置ジャケット外部にあるのが通常である。したがって熱媒は一方の管板近くで反応装置内に入り、他方の管板近くで反応装置を出る。反応に望ましい特定の温度プロフィールを反応管にそって得るためには、熱媒の入口および／または出口を設ける箇所を、反応装置ジャケットの両者管板の間とすることもできる。

均一な反応経過と反応生成物の高い収量と良好な選択性を得るため、反応装置のすべての管に対して―最新のジャケット管反応装置には、最大３００００本またはそれ以上の管を備えるものがある―できるだけ均一な温度プロフィールを得る必要がある。そのためには反応装置ジャケット内における熱媒の温度差を小さく抑え、とくにすべての管に対してできるだけ均一な接触流条件を得ることが重要である。この目的ですでに、反応装置ジャケットを囲んで熱媒を供給、排出するリング状流路と、ジャケット内部に熱媒のための分配プレートとそらせ板が用いられている。これについてはたとえばＤＥ‐Ａ‐２２０７１６６を参照されたい。本発明は種類概念上これを出発点とする。分配プレートは、反応装置横断面にわたって希望の熱媒分配を生じるためのものである。しかしリング状のものとディスク状のものがたがいに交代するそらせ板は、管束内にほぼ横断方向の流れを生じるのに用いられる。そのためこれらのそらせ板は、全体としては反応装置ジャケット内縦方向の流れに、蛇行的性格を付与する。

最後に挙げた文献の場合、熱交換器は冷却器であってバルブ制御可能な分流回路に配置されている。この分流回路は熱媒主要循環系につながり、この主要循環系は、反応装置、循環ポンプを経由し、そして電気ヒーターを備える。これによりこの設備全体を運転温度に関して弾力的なものとし、修理の際のアクセスを簡単にして、また冷却器に加わる熱負荷変動を小さく抑えようとしている。しかしポンプ出力が一定のとき、冷却器を通過する分流の変化によって運転条件が変動すると、反応装置を通過する本流も必然的に変化する。このことはふたたび、個々の反応管に対する接触流条件の変化をもたらすことになる。さらにはポンプをそれに対応して大きく設計しなければならない。これは、反応装置のスタート段階で熱媒がまだ低温であるため比較的粘性が高い場合、反応装置内の熱媒にもそれに応じて高い流れ抵抗を計算に入れるためである。ポンプ流量を変化可能にすること、たとえば回転数を変化させることは、実現に比較的困難をともなう。

本発明は上記に対する対策を得ようというものである。したがって本発明の課題は、請求項１の種類概念に記載するジャケット管反応装置の場合に、熱交換システムを次のように形成することである。すなわち、当該ポンプの定格回転数を一定としながら、同循環ポンプの送出量ができるだけ小さくてすむように、そして反応装置でその時々に生じる熱出力にも、熱媒粘性にも影響を受けずにすむように形成する。

本発明はこの課題を請求項１の記載事項によって解決する。また従属請求項に、有利な実施形態と発展形を記載した。

ここに挙げる追加的なバイパスによって、熱交換器を通過する分流のいかなる減少または拡大も、ポンプ出力の変更なしに補償できるようになる。同様にこのバイパスは、反応装置がスタート段階にあって、熱媒がまだ低温で粘性を持つとき、熱媒の一部が反応装置容器を通らずに迂回して、循環ポンプと駆動ユニットの大きさと出力需要を小さく抑えることができるようにする。

この項以下で“バイパス”というとき、それは本発明による追加的な分流を、熱交換器内にある分流回路と区別するためである。

ＤＥ−Ａ−１９６３３９４はたしかに、すでにジャケット管反応装置として、外側に位置する循環ポンプと、分流回路に配置された熱交換器とを持つものを示す。この熱交換器には制御可能なバイパスが並列されている。しかしここでは同時に、熱交換器を通過する循環量と、反応容器を通過する循環量とを、すべての負荷領域において一定とすることが求められている。しかしこれは当然のことながら、ポンプ出力を変更できる場合にのみ可能である。またこのバイパスが取り入れることができるのは、熱交換器を通過する分流だけという設計のように見える。

下記に図面を用いて本発明のさまざまな実施例をさらに詳しく説明する。

図１は、ジャケット管反応装置２と、それが反応容器８の上端および下端近くに備える２つのリング状流路４および６とについて、それぞれ外見だけ示す。この反応容器を、その中で反応するプロセスガス混合物が―たとえば―上から下へ貫流する。しかし熱媒は、全体的に見ると下から上に、すなわちプロセスガス混合物に対する向流として、反応容器を貫流する。そのため熱媒は、上側のこの場合は熱媒出口側のリング状流路４から導管１０を経由して、循環ポンプ１２に供給される。この循環ポンプは熱媒を、導管１４を経由して下側のリング状流路６に、したがって反応容器８に戻す。循環ポンプ１２から送り出された熱媒の分流は、バルブ制御された分流回路１８内の熱交換器１６とえば冷却器を経由して、循環ポンプ１２の入口２０に達する。熱媒はこの循環ポンプによって、導管１４から反応装置２に供給された本流に混合される。循環ポンプ１２に並列接続されているもう１つはやはりバルブ制御されたバイパス２２であって、このバイパスも、循環ポンプから送り出された熱媒の分流を、同ポンプ入口２０に戻すことができる。

上記に代わる方法としてバイパス２２を、図１の点線で示すように、熱交換器１６を含む分流回路１８に設けることもできる。この場合、分流回路１８またはバイパス２２のバルブ２４および２６を、ただ１つのポート切り替え弁で代えることもできることが、理解される。これを示したのが図２である。

リング状流路４および６の導管１０および１４と反対側では、図１に示すようにこれらの流路には、もう１つの分流回路２８の電気ヒーター３０が接続されている。このヒーターは多くの場合、反応装置スタート時にまだ低温の熱媒を、反応開始に適した温度まで加熱するために設けられている。分流回路２８もバルブ制御されている。しかしそのバルブ３２は省いても支障ないことがわかっている。省く場合は定置されたスロットルエレメントによって、ヒーターを通過する分流を、合目的には熱媒循環総量の≦５％に、好ましくは≦３％に制限するものとする。

電気ヒーターの代わりに、蒸気または煙道ガス加熱式、または燃焼式のヒーターを設けることもできる。

本発明によればバイパス２２の流量は、反応装置スタート段階では熱媒温度に依存して次のように制御される。すなわち反応容器８および場合によっては熱交換器１６も（この熱交換器が冷却器である場合はかならず）、まだ比較的低温であって粘性ある熱媒が大量にそこを通らずに迂回するように制御される。しかし反応装置の定常運転中におけるバイパスの流量は、反応容器８の流量が、そのときどきに排出または供給されるべき熱出力に依存せず、十分に一定となるように制御される。本発明ではポンプ出力を一定にすることにより、この流量の一定性が得られる。この一定性は、反応容器８内の反応管へ接触流を均一にするのに重要である。なぜならば、反応用器内部の熱媒が反応容器内部で流速を変えるにともない、接触流条件も場所によって変わるからである。そうなるとたとえば渦流が層流に変化し、あるいは遠心力効果が小さくなる結果として、渦流がそらせ板近くで別な道を取ることがあり得よう。またいかなる条件下でもポンプ流量を一定にすることは、循環ポンプの設計最適化に重要である。

当然のことながら、たとえば反応装置の出力変化がプログラミングされている場合など、必要があればポンプ出力を変えることができる。これはポンプの回転数変化またはジオメトリー変化によって行うことができるが、比較的コストがかかるので、これを避ける試みが行われている。

図２は、基本的に図１に示したと同様な配置の場合、より正確にいえば、バイパス２２を熱交換器１６とともに分流回路１８に配置した場合（図１では点線で示す）における１つの有利な実施形態を示す。図示のエレメントが図１のエレメントと同一である場合、今後とも参照番号も同一とする。

図２では、バルブ２４および２６と、それに直列に接続される熱交換器１６またはバイパス２２とに代えて、１つの共通なポート切り替え弁３４が用いられている。さらには循環ポンプ１２の入口に、そしてまた熱交換器１６からの帰り管３６とバイパス２２との結合部に、混合装置３８および４０が設けられている。同様に１つの混合装置が、循環ポンプ１２の出口に、または熱媒入口側のリング状流路ここではリング状流路６に設けられている。反応装置のいずれの水平方向横断面でも、できるだけ均一な管壁温度を得るためには、反応容器８内に生じる熱媒流が成層を、とくに管理されない成層を生じないことが重要である。

ここにはとくに示さないが、混合装置たとえば図２に示す混合装置３８および４０を、下記の実施例では、そのため考慮されるすべての箇所に設けることができる。

図３は、すでに上記に説明した制御または調整プロセスを、図２に記載した原理的配置を引用しながら、ダイヤグラムを用いて説明するものである。ダイヤグラムの横座標にはバルブ３４のストロークを記載し、縦座標はバイパス２２の該当する流量Ｖ_Ｂと、熱交換器１６の流量Ｖ_Ｃを記載する。第１段階（段階Ｉ）は反応装置スタート時に観察されるもので、バイパス２２が充分開いているが、熱交換器１６の流れは遮断されている。ただしこの熱交換器は冷却器であると前提する。この場合、循環ポンプ１２から送り出された熱媒流のうち大きな体積部分が、反応容器８ではなくバイパス２２を貫流する。後者の方が流れ抵抗が小さいからである。これによりポンプ１２は負荷解除される。次に熱媒が加熱され、かつ同時に熱媒の粘性が減少するので、定常運転状態に達する（段階ＩＩ）。するとバイパス２２の流量Ｖ_Ｂが熱交換器１６の流量Ｖ_Ｃに依存してさらに制御される。この制御は、流量Ｖ_ＢおよびＶ_Ｃの合計が、したがってポンプ１２および反応容器８の流量が一定に保たれるように行われる。この説明は、熱交換器１６の流量Ｖ_Ｃがその時々に交換されるべき熱出力に依存して制御されるという想定を、出発点とする。

図４は、図１の反応装置２と広範囲に同一なジャケット管反応装置５０であるが、この場合循環ポンプ１２の導管１０および１４と、熱交換器１６を含む分流回路１８およびバイパス２２とが、リング状流路４および６に接続する箇所が異なる。この図と異なる方法としてこれらの箇所を、たとえば反応装置５０の直径上たがいに反対側に設けることもできる。いずれにせよ２つのリング状流路４および６は、ここではそれぞれが垂直な隔壁５２および５４に区分され、ポンプ１２および熱交換器１６からそれぞれにつながる導管１４および５６も、この区分に対応して分岐する。この場合導管５６の両分岐には、無段階で調節できるバルブ５８をさらに設けて、その供給を希望の状態で、隔壁５２によって生じた２つのリング状流路末端６０および６２に区分することができる。当然のことながら、複数のバルブ５８の代わりに、１つの共通なポート切り替え弁を用いることもできる。

図５は、図４と同様に接続された循環ポンプ１２を持つ、同様なジャケット管反応装置５０を示す。しかしこの反応装置の場合、バイパス２２を通過する分流は、熱交換器１６への流入路６４に設けられたバルブ２４だけによって制御されている。このバルブは図１にも記載されている。図５の場合、ポンプ１２から送り出された熱媒は、バルブ２４が閉じられるほど、それだけ多くバイパス２２を通過する。この場合反応容器の流量は、熱媒がその粘性の結果として受ける流れ抵抗に依存する。

図６は基本的に図４と同様な配置を示す。しかしこの場合、ポート切り替え弁３４はバイパス２２と一体化されて、図７にその図式を示すように、ただ１つのバルブユニット６８となっている。この図によれば、リング状流路６から来る導管７０も、熱交換器１６からの排出管３６も、バルブユニット６８に流入する。他方でバルブユニット６８からは、熱交換器１６への供給管６４と、リング状流路４への導管５６とが出ている。

バルブユニット６８の機能形態を図７ａ）〜ｃ）に示す。これらの図は、さまざまな段階におけるバルブユニット６８を示す。

これは圧力リリーフ状態のスライド弁であって、弁箱７２と、弁棒７４を介して変位可能なバルブスライド７６とを備える。弁箱７２は、スライド穴７８と、横からその穴につながる複数の流路８０〜８６とを持つ。ふたたび図６との関連でいうならば、流路８０は導管５６と、流路８２は導管７０と、流路８４は導管３６と、流路８６は導管６４と接続されている。関連する熱媒流Ｖ_Ｒｉ、Ｖ_Ｒｏ、Ｖ_Ｃｉ、Ｖ_Ｃｏは、図６にも記載の記号に対応する。Ｖ_Ｂはこの場合、前記の実施例ではバイパス流路２２を通過するバイパス流を形成する。

７ａ）のバルブポジションの場合、導管７０から到着する熱媒流Ｖ_Ｒｏは、流れＶ_Ｒｉとして、妨げられることなく導管５６に流れるが、導管６４は遮断されている。図７ｂ）では、導管７０から到着する熱媒流Ｖ_Ｒｏの一部が、流れＶ_Ｒｉとして導管５６に、しかし一部は流れＶ_Ｃｉとして導管６４に流れる。また導管３６から到着する熱交換器１６からの還流Ｖ_Ｃｏは、導管５６に入る流れＶ_Ｒｉと混合する。図７ｃ）では、導管７０から到着する熱媒流Ｖ_Ｒｏすべてが流れＶ_Ｃｉとして、熱交換器１６への導管６４に流れる。図７ａ）の状態は、熱媒がはじめて加熱される反応装置スタート段階に、または運転が中断された状態に相当する。図７ｂ）の状態は、反応装置運転時の“制御段階”に相当する。図７ｃ）は全負荷状態に相当するが、ここでは循環ポンプで分岐する分流すべてが熱交換器を経由して流れ、バイパスは機能オフされている。この状態が生じるのは、本発明の場合例外的なものであろう。図７ａ）の場合到着する熱媒は自由に流出できるが、この場合を除いてバルブスライド７６は、つねに両面に圧力を受けているので、ほぼ圧力リリーフの状態にある。そのためバルブスライドは、容易かつ精細な調節が可能である。また導管２６中のバルブ２４は、場合によって省略できる。熱交換器１６を経由して導かれる分流Ｖ_Ｃｉは、いずれにせよバルブユニット６８によって制御されるからである。

図８に示すジャケット管反応装置９０は、図４から６に記載の反応装置５０とほぼ同じである。しかしこの場合、循環ポンプ１２と、熱交換器１６およびバイパス２２を含む分流回路１８とは、それぞれ上下になる位置で、すなわち反応装置の同一な母線にそった位置で、リング状流路４および６と接続されている。図８では、リング状流路６の２つのセクション９２および９４から、２つの別々な導管９６および９８がポート切り替え弁１００につながる。これをそのほかのエレメントとともに、図９で図式的に示す。バルブ１００からは、熱交換器１６への導管６４とバイパス２２が生じ、また熱交換器１６からの排出管３６がバイパス２２と、リング状流路４への入り口前で結合する。図４〜６とは異なり、ここでは接続する帰り管５６が当初から分岐する。そして２つの分岐にはスロットル装置１０２が組み込まれて、リング状流路４の２つのセクション６０および６２への熱媒の配分を決定する。したがってこのスロットル装置１０２は、図４〜６に記載の両バルブ５８に取って代わるものであり、この調整は通常ただ１回行えばそれでよい。

図８はさらに、単なる例として、循環ポンプ１２および熱交換器１６の上に設けられた膨張タンク１０４および１０６を示す。これらのタンクは通常、熱媒循環系全体に熱媒の完全な充てんを、そして同循環系中にある程度の最小圧力を維持するため、また体積の補償を得るために用いられる。

ポート切り替え弁１００とバイパス２２およびスロットル装置１０２とを合わせたものを、上記のバルブユニット６８と同様な共通のバルブユニット１０８として、図９に示す。バルブユニット１０８は、バルブ穴１１２および横からこのバルブ穴につながる複数の流路１１４〜１２４を持つ弁箱１１０と、対称形のバルブスライド１２６とを備える。図８と関連付けると、流路１１８および１２０には導管９６および９８が、流路１２２には導管３６がつながる。他方で流路１２４からは導管６４が、そして流路１１４および１１６からは導管５６の２つの分岐が出て行く。スロットル装置１０２が流路１１４および１１６に取り付けられている。バルブユニット６８の場合と同様、バイパス２２がバルブユニット１０８に組み込まれている。

さらに図８ではスライド棒１２８が、膨張タンク１０６のそばにあって熱媒を充てんされたもう１つのタンク１３０を通って、上方のシリンダーピストンユニット１３２につながり、バルブスライド１２６を作動する。

図１０は図１のものと同様な配置を示すが、図１の点線で示された位置にバイパス２２を備える。しかし熱媒の流れの方向は逆である。すなわち熱媒は、全体として見ると上から下に向かって反応容器８を通過する。このためリング状流路４および６の接続も単純に逆になる。しかし図１０ではいわゆる初期圧力ポンプ１３６が追加されている。この初期圧力ポンプはこの図の場合インジェクターを備え、このインジェクターは、循環ポンプから送り出された熱媒の分流、すなわち循環ポンプ１２の排出管１３８から分岐した分流によって運転され、循環ポンプの供給管１４０に送り出す。このとき熱媒は、図７の膨張タンク１０６と同様な膨張タンク１４２から吸引される。図１０のインジェクター‐初期圧力ポンプ１３６の代わりに、これと異なる初期圧力ポンプ―たとえば循環ポンプ１２の軸にポンプ羽根車を追加したもの―を用いることももちろん可能であろう。どんな構造であってもこのような初期圧力ポンプを用いる意味は、循環ポンプ１２の吸い込み側の圧力が低下して、循環ポンプにキャビテーションが生じるのを防止することにある。これを恐れなければならないのは、とくに出力が大きいながらコンパクトな構造のポンプの場合である。

塩浴冷却によるジャケット管反応装置に用いる循環ポンプでキャビテーション防止されたものは、それ自体としてはＦＲ２６６０３７５Ａ１から知られている。下から上に搬送するこのポンプは、熱媒の分流を、ポンプ出口からポンプケーシング内部を通ってポンプ入口に還流する。他方同時にポンプケーシング内の分流によって、特定最小限レベルの熱媒が、ポンプ出口よりも上に保持される。しかしポンプ比出力が高いときは、ポンプの送り出し方向が下から上にであっても、上から下にであっても、この種の措置だけではキャビテーションを防止できない。

さらに図１０では、タンク１４２内部の立ち上がり管１４４に均圧管１４６が、さらにこの均圧管には反応容器８内部からガス抜き管１４８がつながる。通常反応容器８の内部では、膨張タンク１４２内よりもはるかに高い圧力が支配するので、ガス抜き管１４８にはスロットル１４９を組み込む。

図１１は、図３のものと同様な配置を示す（ただし図３に記載の混合装置３８および４０を除く）。しかしこれは、ジャケット管反応装置１５０の直径方向に向かい合う、対称形的な配置である。そのリング状流路４および６は、隔壁１５２と１５３とによって、それぞれ両側２つの等しい半分ずつに、すなわち１５４および１５６と、１５８および１６０とに区分されている。両側は完全に同様である。この点で図１１の配置は、ＤＥ‐３４０９１５９Ａ１の記載のものに、次の例外を除いてほぼ相当する。すなわち同文献では１つの共通な熱交換器が、各循環ポンプの接続箇所の間でリング状流路に接続され、バイパスを設けない。

図１２も同様な配置であるが、このジャケット管反応装置１６２は、直径方向に向かい合って配置された２つの循環ポンプ１２を持つが、それら循環ポンプの間でリング状流路４および６に接続された１つの共通な熱交換器１６を備える。この点ではむしろＤＥ３４０９１５９Ａ１に類似する配置である。この実施例のリング状流路４は図１１のリング状流路４に完全に対応するが、リング状流路６は、螺旋形の隔壁１６４によって２つのセクション１６６および１６８に区分され、これら各セクションはそれぞれ、該当するポンプ１２の供給箇所から離れるに従って先が細くなる。この配置自体は、２つのリング状流路についてではあるが、ＤＥ４３２６６４３Ａ１から知られている。図１２のリング状流路６に示すような区分が利点をもたらすのは、熱媒入口側のリング状流路にほぼ限られる。上記の最後に挙げた２つの先行公開物と比べると、熱媒出口側リング状流路４における熱交換済み熱媒の供給箇所においては、２つの別々なバルブの代わりにただ１つのポート切り替え弁１７０が設けられる。このポート切り替え弁は、基本的に図７のバルブユニット６８と同様な構造とすることができる。しかし通常このようなリング状流路システムの場合、バルブ１７０は不利をともなうことなく単純に省略できる。リング状流路セクション１６６および１６８を経由して反応容器８に供給される２つの熱媒流は、充分混合されるからである。

図１２に示す螺旋形分離壁１６４の代わりに、たとえばＺ字形を形成しながら比較的長い水平の部分を持つ分離壁を用いることもできる。これについては、本出願に平行する特許出願…………“ジャケット管反応装置で熱媒を供給または排出するためのリング状流路”に記載する。リング状流路各セクション１６６および１６８のオーバラップは、合目的にはリング状流路全長の１〜１００％、好ましくは２０〜１００％、最も合目的には５０〜１００％とする。

図１３に示すのは多槽型ジャケット管反応装置１８０であって、たとえば図１の反応容器８と同様な反応容器１８２および１８４が２つ、正面同士接続されている。これらの反応容器はそれぞれ２つのリング状流路４および６を両端に持つ。このように形成された反応ゾーンＩおよびＩＩは同様な熱媒循環システムを備え、これら循環システムは、それぞれリング状流路４および６の一方の側に循環ポンプ１２を接続され、直径方向反対側に分流回路１８とバイパス２２を接続されている。この分流回路は同様なリング状流路に接続され、熱交換器１６を含む。図１３における２つの循環ポンプ１２は、熱交換器１６と異なって図上同じ高さに描かれているが、これはこれら循環ポンプとその駆動部が、構造技術上の理由から合目的な方法として、同一平面上に配置されることを示す。両者循環ポンプ１２の上に１つの共通な膨張タンク１０４を示すが、これは単なる例である。当然のことながら、別々の膨張タンクを設けることもできよう。さらには図１３と異なるが、全体的な熱媒流を、両者反応ゾーンＩおよびＩＩで逆方向にすることも、反応装置を通過する反応ガス混合物と逆方向にすることもできよう。

必要であれば、ここでも循環ポンプ１２の一方または両者に、たとえば図１０の初期圧力ポンプ１３６と同様な初期圧力ポンプを追加することができる。

多槽型ジャケット管反応装置では普通に行われることであるが、２つの反応容器１８２および１８４は、別々の配管を備え、これら配管末端の管板がたがいに隣接するものとし、場合によっては管数と管配置も異なるものとすることができる。あるいはこれら反応装置は、貫通する１つの共通な配管を備え、各管の周囲を多かれ少なかれ密封された分離板によって熱媒側を分離するだけとすることもできる。前者の場合であって、かつ図１３の配置を用いる場合、膨張タンク１０４を共通のものとしないならば、このような形状のゾーンＩおよびＩＩを、異なる熱媒を用いて運転することも考えられる。

図１４も同様な多槽型反応装置１８０であるが、この場合は２つの熱媒循環系が結合されて、ただ１つの熱交換器１６を備え、しかし循環ポンプ１２とバイバス２２は別々である。もう１つの相違点は、反応容器１８２および１８４を通過する熱媒流がこの場合―単なる例であるが―逆方向に、すなわち反応ガス混合物の向流として流れる。

図１５も同様な多槽型反応装置１８０であるが、２つの循環ポンプ１２と１つの共通な熱交換器１６を備える。循環ポンプと熱交換器はリング状流路４および６の直径上反対側で接続され、この配置は図１３の配置とほぼ同様である。しかし熱交換器１６が共通であることを除けば、図１５は、熱媒の貫流方向が反応容器１８２および１８４で逆になる点が図１３と異なる。熱媒は反応容器１８２を反応ガス混合物に対する向流として通過するのに対し、反応容器１８４では同ガスと同一方向に動く。通過方向をこの図と逆にすることももちろん可能である。

基本的に図８と同様に、熱交換器１６専用の膨張タンクは、ＤＥ‐Ａ‐２２０７１６６に従って、次のように設計することができる。すなわち、修理またはメンテナンス時、熱媒を排出せずに、熱交換器管束を膨張タンクから引き抜くことができるようにすることができる。

図１６が図式的に示す多槽型ジャケット管反応装置１９０は、上下に位置する２つのゾーンＩおよびＩＩを持つが、これらのゾーンは１枚の分離板１９２だけによって分離されている。そしてこれらゾーンはそれぞれ２つのリング状流路４および６と、ただ１つの循環ポンプ１２、ただ１つの熱交換器１６、ただ１つのバイパス２２を備える。反応ゾーンＩでは、ＤＥ‐Ａ‐２２０１５２８から知られているように、リング状およびディスク状そらせ板１９４および１９６が交代して設けられているが、ゾーンＩＩでは、リング状そらせ板１９４がただ１つ備えられている。この２つのゾーンは熱媒体循環に関してはたがいに結合されている。この２つのゾーンを通る熱媒は、全体として見ると反応ガス混合物に対する向流として通過する。図示のように、熱交換器１６を通過する熱媒は、下側のゾーンＩＩに直接入る。下側のゾーンは、熱交換器１６が冷却装置である場合は単純に、反応が行われない冷却ゾーンとすることもできる。上側のゾーンＩはこの場合次のようにして冷却される。すなわち冷却された熱媒は、ゾーンＩＩから帰り管１９８を経由して循環ポンプ１２入口に戻り、この循環ポンプから、本流が下側のリング状流路６を通ってゾーンＩに入る。この場合ゾーンＩＩ領域の反応管は、触媒を用いないで、不活性材料だけを充てんすることもできる。

図１７は図１６のバリエーションである。これも一種の多槽型反応装置２００を備えるが、この場合上下に位置する２つのゾーンＩおよびＩＩは貫通する配管を持ち、分離板の代わりに両ゾーン間に位置する熱媒流入ゾーンＩＩＩによって分離され、それに対応して合計３つのリング状流路２０２、２０４、２０６を備える。ここでただ１つの循環ポンプ１２から送り出された熱媒の一部は、分流回路１８で熱交換器１６を経由して導かれ、中央のリング状流路２０４を通って熱媒流入ゾーンＩＩＩに入る。この熱媒は熱媒流入ゾーンで分岐して、一方の分流は下から上に反応ゾーンＩを通過し、他方の分流は上から来て反応ゾーンＩＩに入って、最も下のリング状流路２０６からこのゾーンを出る。接続する帰り管１９８はバルブ制御されているものとして図示されているが、必ずしもその必要はない。その場合プロセスガス混合物は、下から上に反応装置２００を通過するが、上から下へという通過方法を用いることもできる。重要なのは、反応ゾーンＩおよびＩＩで熱媒の流れる方向が反対になることである。

図１８は図１７のバリエーションであって、この多槽型反応装置はリング状流路２０２および２０４を２つだけ備える。他方このリング状流路２０６と導管１９８には管２１２が取って代わり、この管は、該当する反応容器２０８の内部を、リング状流路２０２のウィンドウ２１０まで導かれる。注目すべきは管２１２が、図に書き込まれた小さい矢印が示すように、それぞれ複数の入口および出口開口部をさまざまな高さで備えることである。

上記の反応装置１８０、１９０、２００のような多槽型反応装置の場合、個々の反応ゾーンの高さ、たとえばＩまたはＩＩの高さは、合目的にはすべての反応ゾーン合計高さの１０〜８０％、好ましくは２０〜８０％とする。

図１９は単槽型ジャケット管反応装置２２０を示し、単槽型という点ではたとえば図１の反応装置２に類似する。しかしこの場合、図１の場合とは異なって、両末端のリング状流路４および６に加えてもう１つのリング状流路２２２を設けられている。リング状流路２２２は、リング状流路４から循環ポンプ１２につながる導管１０と、バルブ制御された導管２２４を経由して接続されている。導管１０はこの場合やはりバルブ制御されている。このような方法で、リング状流路６から反応容器２２６に供給される熱媒本流は、２つの分流に分けられる。これら分流の一方はすでにリング状流路２２２から流出するが、他方は残りの反応容器をリング状流路４まで貫流する。当然のことながら、導管１０および２２４に設けられたバルブも、ポート切り替え弁とすることができる。

図示の例で反応ガス混合物は、下から上に反応装置２２０を通過する。反応装置内で生じる反応が吸熱反応であり、それに対応して熱交換器１６がヒーターであるならば、流入する反応ガス混合物は多かれ少なかれ強く予熱される。発熱反応であって流れ案内が上記と逆の場合も、この方法で事後冷却することができよう。

当然のことながら、上記のさまざまな実施例を用いて説明した個々の措置は、その多くを任意に組み合わせることができるし、また流れの方向をその時々の必要に応じて決定することができる。すでに述べたように、混合装置をそのために考慮される箇所に設けて、それぞれに合流される熱媒流を一律に温度調整し、膨張タンク、ガス抜き装置、初期圧力ポンプなどを全面的に用いることができる。

多槽反応装置、たとえば図１４の多槽型反応装置１８０を、２つ以上のゾーンおよびそれに対応する数のポンプを備えるものとして作り、しかも複数のゾーンに１つまたは複数の熱交換器を共有させることができる。こうしてたとえば１つの多槽型反応装置を、４つのポンプと、ゾーン２つごとに共通の熱交換器２つとを備えるものとして作ることができる。またすべてのゾーンに共通な１つの熱交換器を考えることもできる。あらゆるポンプとあらゆる熱交換器に、図１５の膨張タンク１０４または１０６のような膨張タンクを設けることができる。これらの膨張タンクは、基本的にはすでにＤＥ‐Ａ‐２２０７１６６に記載のように、たがいに連通するものとすることができる。あるいは複数のポンプおよび／または熱交換器に共通の膨張タンクを用いることができる。最後に挙げたケースでは、これらの膨張タンクがたがいに補完し合うものとすることができる。

各ポンプが同じ高さに配置されなければ、とくに１つのポンプをスイッチオフするとき、隣接するゾーン間でそれぞれの分離板を通過する漏れが生じる場合がある。この場合、最も下のゾーンで生じる過剰量を１つのタンクに排出して、そこから最も上のゾーンに還流させることができる。熱交換器をポンプとほぼ同じ高さに配置すれば、熱媒を排出することなく、熱交換器管束を取り外し、取り付けできるという利点が得られる。このことは、熱交換器が気化冷却機である場合、冷却管束の蒸気ドラムに、水および／または液滴分離器などを取り付ける場合にも当てはまる。

このような多槽型反応装置に用いられるプロセスは、多段式とすることができる。この場合プロセス段階の回数は、反応ゾーンの個数と一致する必要はない。たとえば４槽型反応装置で第１段階として２系統でプロピレンからアクロレインを、次の段階として２系統でアクロレインからアクリル酸を生成する。この場合熱媒を各段階独立して、各段階の要件に応じて、全体として見るとプロセスガス流に対する並流または向流として導くことができる。

とくに運転中発熱動作する反応装置であって、しかも用いられる熱媒が塩浴であって、これを常温まで冷却すると通常凝固する場合について、ここでさらに説明しよう。

まず触媒にとって問題を生じない高温の気体媒体（多くの場合空気）を、反応装置の触媒管に導いて通過させる。この通過は、触媒管が熱媒融点以上の温度に加熱されるまで行う。予熱時間に対するガス流量と温度上昇を計算する。この場合反応装置が損傷を受けないよう、加熱速度を制限する。たとえばポンプ、ヒーター、配管といった追加的装置は、付随するヒーターで予熱することができる。この予熱時間終了後、すでに液化している熱媒を充てんする。循環ポンプを運転すれば、液体熱媒によって運転温度まで温度を上げることができる。この液体熱媒は、たとえばヒーター３０（図１）のような電気ヒーターによってさらに加熱される。

多槽型反応装置の場合、加熱プロセスを段階的に行うことができる。この場合、まず第１のゾーンの熱媒循環系だけを運転開始し、ヒーターをスイッチオンして加熱することができる。第２のゾーンを加熱するため、ここでも高温ガスを触媒管に導いて通過させ、またこのガスはすでに運転開始した第１のゾーンをさらに加熱する。この場合、第２のゾーンにも熱媒を充てんできるようになるまで、このゾーンを余熱する。充てんがおこなわれたら、この第２のゾーンを熱媒によって、同ゾーンみずからのヒーターでさらに加熱することができる。あるいは１つのバイパスを設け、これを経由して第１のゾーンのヒーター側から第２のゾーンを加熱することができる。このようなバイパスは、反応開始に効果的な場合がある。そのためにはしばしば多くの熱を必要とする。なぜならば運転開始時の反応装置は、プロセスガス混合物の１成分の流れを受けるだけだからである。このとき反応装置は当然のことながら何ら熱を生じない。ヒーターは多くの場合、スタート出力に合わせて設計されていない。そのほかの熱は熱媒から取り込まれ、それだけ熱媒は冷却される。多槽型反応装置の場合、上記のバイパスを経由して、複数ゾーンの熱媒量をスタートに用いることができる。

複数の反応装置が横に並ぶ場合でも、これら反応装置の加熱と充てんは、同様な方法で順次行うことができる。

反応装置中の触媒が、何らかの媒体によって、たとえばガス混合物によって、条件調整、温度調整、そのほか何らかの処理を受ける場合、これらの処理は触媒特性に従って行われる。これらの処理は通常、熱媒の充てん後、相応する温度で行われる。充てん前の熱媒は通常、別個のタンクで予熱され、融解される。これに関する提案が、たとえばＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、１９６３年５月２７日号、１２９〜１３５ページ所収、Ｈ．Ｐ．ＶｏｚｎｉｃｋおよびＶ．Ｗ．Ｕｈｌの論文“Ｍｏｌｔｅｎ Ｓａｌｔ ｆｏｒ Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ”に記載されている。

図２０〜２３に示す循環ポンプ配置は、とくに本発明によるジャケット管反応装置と組み合わせて用いることができる。これらの配置の場合、循環ポンプの入口と出口は、熱媒供給および排出のためのリング状流路接続部よりも、さらに遠く離れて位置する。

個別に説明すると図２０は、循環ポンプ２３０の一部断面図を含む立面図と、水平断面図である。この循環ポンプは、２槽型ジャケット管反応装置２３４に設けた軸流ポンプであって、反応ゾーン２３６および２３８、それに対応して４つのリング状流路２４０、２４２、２４４、２４６を備える。より正確にいえば、ポンプ２３０は上側の反応ゾーン２３６に接続されている。これらのポンプは、ポンプハウジング２５０の中、かつ垂直の軸２５２の上に羽根車２４８を備える。この軸は、ポンプハウジング２５０よりも上において膨張タンク２５４を貫通し、同タンクより上に位置する（ここには図示しない）電動機によって直接駆動される。ポンプハウジング２５０は、流れの方向に当たる下に向かってノズル状に拡大する流路２５６を備える。図示の例ではこの流路において、ポンプ羽根車２４８の前および後に、流れ案内羽根２５８および２６０を備える。

ポンプハウジング２５０は、その入口２６２および出口２６４が、反応装置２３４の上側反応ゾーン２３６の２つのリング状流路２４０および２４２と接続している。両者リング状流路の間隔は、ポンプ２３０の吸い込み口と吐き出し口の間隔より小さいので、出口２６４は鍵型にクランク形とされている。

ポンプ２３０の出口２６４は、リング状流路２４２に流入するとき両側に分岐する。その際さらにそらせ板２６６および２６８を設けて、正しい流れ案内が得られるようにしている。同様なそらせ板、とくにそらせ板２６８を、ポンプハウジングの入口２６２にも設けることができる。図２０ｂ）にそのことを示す。

図２１の循環ポンプ２７０は、２槽型反応装置２３４の下側ゾーン２３８に設けられている。ただしこの場合、下側ゾーンでは、熱媒の全体的な軸方向の流れが、上側ゾーン２３６と逆になることを想定している。ポンプ２７０の入口２７２は反応ゾーン２３８の下側リング状流路２４６に接続するが、出口２７４は上方からリング状流路２４４につながる。なぜならばポンプが上から下に送り出すようにするのが、キャビテーション上の理由でしばしば合目的だからである。そのため熱媒は、垂直なセクション２７６を通ってポンプの入口に導かれる。設計上の理由から、下側反応ゾーン２３８のポンプ２７０は、図２０における上側ゾーン２３６のポンプ２３０と、やはり同じ高さに配置するのが合目的である。これに対応して、すべてのポンプの膨張タンク２５４も、同じ高さに配置される。ポンプ軸２５２は、各膨張タンク２５４よりも上で軸受けし、ポンプ軸の軸受部と駆動装置が簡単かつ信頼性をもって腐食防止されるようにする。図２０におけるリング状流路２４２および２４０の入口および出口と同様、リング状流路２４４および２４６の入口および出口も、２６６および２６８のようなそらせ板を設けることができる。

当然のことながら、ポンプ２３０の出口２６４およびポンプ２７０の入口２７２のクランク形は、各ポンプハウジングの両側ともそのような形とすることができる。

図２２は、循環ポンプ２８０の場合、図２０のポンプ２３０と同様、入口２８２と出口２８４が本来のポンプハウジング２８６を囲むありさまを示す。

図２３は、図２１の循環ポンプ２７０と類似するが、下側反応ゾーン２３８のリング状流路２４４および２４６と接続された循環ポンプ２９０を示す。しかしこの場合入口２９２が本来のポンプハウジング２９４を囲む。２９６は入口２９２内部に設けられたそらせ板であって、これらのそらせ板は、図２２の循環ポンプ２８０の出口２８４にも同様に用いることができるものである。最後に図２３ａ）は、たとえばインジェクターの形状の初期圧力ポンプ２９８が、図１０の初期圧力ポンプ１３６と同様に、この場合の循環ポンプに接続されるありさまを示す。これは、キャビテーションリスクを排除しながらも膨張タンクを低く、それに応じてポンプ軸２５２を短く維持できるようにするためである。

本発明によるジャケット管反応装置の略図。熱交換器、循環ポンプ、バイパスを外側に設けている。 図１で用いられている循環系エレメント右側部分のもう１つの形態。 図２の配置において、各分流の大きさのダイヤグラム。さまざまな運転状態においてそのときのバルブポジションとの関係を示す。 図１と同様な略図であるが、反応装置のリング状流路が区分されている。 図４と同様な略図であるが、バルブ配置が異なる。 図５と同様な略図であるが、実用的な実施形態として、バイパスをバルブ配置内に置く。 ３ポートスライドバルブのさまざまなポジションの略図。 図４と同様な略図であるが、配管とバルブ配置を変更している。 図８で使用できるものと類似するスライドバルブの略図。 図１と同様な略図であるが、吸入圧力を大きくする初期圧力ポンプを循環ポンプと組み合わせている。 図４と同様な略図であるが、反応装置の直径上たがいに反対側に位置する２つの循環ポンプを備える。 図１１と同様な略図であるが、熱交換器はただ１つである。 本発明の応用例略図。多槽型反応装置を備える。 多槽型反応装置を備える、本発明のもう１つの応用例略図。 これも多槽型反応装置を備える、本発明のもう１つの応用例略図。 多槽型反応装置を備える、本発明のさらにもう１つの応用例略図。 ３つのリング状流路を持つ単槽型反応装置を備える、本発明の応用例略図。 図１７による配置の別な形態。 ３つのリング状流路を持つ単槽型反応装置を備える、本発明のもう１つの応用例略図。 循環ポンプの立面図および水平断面図の略図であるが、この場合循環ポンプは、上側ゾーンと組み合わされ、構造長さの短い２槽型反応装置の反応装置ジャケットに取り付けられている。 図２０ａ）およびｂ）と同様な立面図および水平断面図の略図であるが、この場合流れ方向が逆になり、循環ポンプは下側反応ゾーンと組み合わされている。 図２０と同様なポンプ配置を、異なる平面で切って立面図と水平断面図の略図を得たもの。ただし循環ポンプはその出口に囲まれている。 図２１と同様なポンプ配置の立面図および水平断面図の略図であるが、この場合循環ポンプはその入口に囲まれ、流れ方向が逆になっている。

Claims (58)

1. 触媒気相反応のためのジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）において、すなわち第１に反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を備え、この反応容器は、反応装置ジャケットに囲まれて液体熱媒の接触流を受ける反応管束であり、第２に少なくとも１つの循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）を備え、この循環ポンプは熱媒のためのものであって、反応管束の外部に設けられ、第３にこの循環ポンプと並列に接続された熱交換器（１６）と、第４にやはり循環ポンプと並列に接続されたバイパス（２２）とを備える、上記のジャケット管反応装置において、バイパス（２２）を通過する熱媒流量は、反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）の運転開始時、つまり熱媒がまだ比較的低温でそれに対応する粘性を持つときは、熱媒の一部が反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を通らずに迂回するように制御されるが、反応装置の定常運転時は、その時々に得られる熱交換器出力に依存しながら、反応容器を通過する熱媒流量がほぼ一定となるように自動的に制御されることを特徴とする、上記のジャケット管反応装置。
2. 当該制御機能と調整機能が、場合によっては熱媒循環系内部のそのほかの諸機能とともに、１つの共通なレギュレーターにまとめられていることを特徴とする、請求項１に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
3. 上記レギュレーターがバイパス（２２）を通過する流量を、少なくとも反応装置のスタート段階には熱媒温度に依存して制御することを特徴とする、請求項２に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
4. 定常運転時に、熱交換器流量およびバイパス流量の、反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を通過する熱媒流量に対する比が、２〜５０体積％、好ましくは６〜２５体積％であることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
5. 反応装置の定常運転時に、バイパス（２２）を通過する熱媒流量を制御するにあたっては、反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を通過する熱媒流量に対し、その予定定格値に対する偏差が±２０％以下となるように制御することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
6. 当該ジャケット管反応装置は、少なくとも反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）の両末端領域にリング状流路（４、６、２０２、２２２、２４０、２４２、２４４、２４６）を備え、これらリング状流路は、熱媒を供給または排出するため、反応容器内部へのウィンドウ（２１０）を持つことを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
7. 当該ジャケット管反応装置は、反応装置スタート段階に熱媒を加熱するためのヒーター（３０）を、熱媒循環系内部に備えることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
8. 上記ヒーター（３０）は専用の分流回路（２８）、場合によってはバルブ制御された同分流回路に設けられていることを特徴とする、請求項７に記載のジャケット管反応装置（２）。
9. ヒーター（３０）を含む分流回路（２８）が、本流熱媒回路（１０、１２、１４など）の取り出し箇所および供給箇所とは異なる箇所で、リング状流路（４、６）に接続されていることを特徴とする、請求項８と請求項５に併せて記載のジャケット管反応装置（２）。
10. その熱媒循環系に外部で加熱された熱媒を供給できることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
11. バイパス（２２）が、循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）側から見て、熱交換器（１６）の分流回路（１８）に配置されていることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
12. バイパス（２２）、および／または熱交換器（１６）を含む分岐が、バルブ制御されていることを特徴とする、請求項１１に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
13. バイパス（２２）と、熱交換器（１６）を含む分岐とが、１つの共通なポート切り替え弁（３４、６８、１００、１０８）によって制御されていることを特徴とする、請求項１２に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
14. ポート切り替え弁（３４、６８、１００、１０８）が圧力リリーフされたスライド弁であることを特徴とする、請求項１３に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
15. バイパス（２２）がポート切り替え弁（６８、１０８）に組み込まれていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載のジャケット管反応装置（５０、９０）。
16. 熱媒循環系における分流合流箇所の少なくとも１つが、混合装置（３８、４０）を備えることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
17. 混合装置がリング状流路（４、６、２０２、２０４、２０６、２２２、２４０、２４２、２４４、２４６）の少なくとも１つに組み込まれていることを特徴とする、請求項６を含む前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
18. 一方ではバイパス（２２）と熱交換器（１６）とが、他方では循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）が、異なる箇所でリング状流路（４、６、２０２、２０４、２２２、２４０、２４２、２４４、２４６）に接続されていることを特徴とする、請求項６および１１を含む前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
19. 上記各接続箇所が、反応装置の少なくともほぼ同じ母線上に位置することを特徴とする、請求項１８に記載のジャケット管反応装置（２、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
20. 各接続箇所が外周上たがいにオフセットされて設けられていることを特徴とする、請求項１８に記載のジャケット管反応装置（５０）。
21. 上記のオフセットが９０°または１８０°であることを特徴とする、請求項２０に記載のジャケット管反応装置（５０）。
22. 循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）および／または熱交換器（１６）の上に、熱媒のための膨張タンク（１０４、１０６、１４２、２５４）が設けられていることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
23. 循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）の軸（２５２）が膨張タンク（１０４、１４２、２５４）を貫通して上方に延び、ポンプ駆動装置が膨張タンクより上に配置されていることを特徴とする、請求項２２に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
24. 反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）内部からガス抜き管（１４８）が膨張タンク（１０４、１０６、１４２）につながることを特徴とする、請求項２２または２３に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
25. 上記ガス抜き管（１４８）にスロットル（１４９）が組み込まれていることを特徴とする、請求項２４に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
26. 反応ガス混合物が反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を、上から下へまたは下から上へ貫流することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
27. 熱媒が反応容器（８、１８２、１８４、２０８、２２６）を、全体として見ると上から下へおよび／または下から上へ貫流することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
28. 循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）が上から下に送り出すことを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
29. 循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）がポンプ羽根車（２４８）の前および／または後ろに少なくとも１つの流れ案内羽根（２５８、２６０）を備えることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
30. キャビテーションを生じるため許容されない吸入圧減少を、初期圧力ポンプによって防止し、循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）をこの初期圧力ポンプ（１３６、２９８）と組み合わせることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
31. 上記の初期圧力ポンプが、循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）の軸（２５２）に追加されたポンプ羽根車からなることを特徴とする、請求項３０に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
32. 上記の初期圧力ポンプ（１３６、２９８）がインジェクターからなり、このインジェクターは、循環ポンプ（１２、２３０、２７０、２８０、２９０）の出口側から供給を受け、膨張タンク（１０４、１４２）から熱媒を吸い込むことを特徴とする、請求項３０に記載のジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。
33. 少なくとも熱媒出口側リング状流路（４）が、しかも熱交換器（１６）およびバイパス（２２）から来る分流の供給箇所において同流路が、半径方向かつ垂直な隔壁（５２）に区分され、こうして得られた流路両端（６０、６２）に、この分流が配量配分されて供給されることを特徴とする、請求項６および１１を含む前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（５０、９０）。
34. 上記の配量手段が、少なくとも１つの調整弁（５８）または１対のスロットル装置（１０２）からなることを特徴とする、請求項３３に記載のジャケット管反応装置（５０、９０）。
35. 前記各請求項のいずれかに記載され、かつ反応容器（８）の円周にそって配分された状態の２つ以上の循環ポンプ（１２）を持つジャケット管反応装置（１５０）において、循環ポンプ（１２）のいずれにも、この状態に合わせて、専用の熱交換器（１６）と専用のバイパス（２２）が１つずつ配置されていることを特徴とする、上記のジャケット管反応装置。
36. 請求項１〜３４のいずれかに記載され、かつ反応容器（８）の円周にそって配分された２つ以上の循環ポンプ（１２）を持つジャケット管反応装置（１６２）において、１つの共通な熱交換器（１６）と１つの共通なバイパス（２２）とが、各循環ポンプ（１２）の接続箇所の間に位置する箇所で、反応容器（８）に接続されていることを特徴とする、上記のジャケット管反応装置。
37. 循環ポンプ（１２）、熱交換器（１６）、単数または複数のバイパス（２２）が、リング状流路（４、６、２０２、２２２、２４０、２４２、２４４、２４６）に接続されていることを特徴とする、請求項３５または３６と、請求項５に併せて記載のジャケット管反応装置（１５０、１６２）。
38. リング状流路（４、６）の少なくとも１つが、当該流路に接続された循環ポンプ（１２）の個数に対応する個数のセクション（１５４、１５６、１５８、１６０、１６６、１６８）に区分されていることを特徴とする、請求項３７に記載のジャケット管反応装置（１５０、１６２）。
39. 熱媒出口側のリング状流路（４）が扇形のセクション（１５４、１５６）に、しかし熱媒出口側のリング状流路（６）はたがいにオーバラップするセクション（１６６、１６８）に区分されることを特徴とする、請求項３８に記載のジャケット管反応装置（１６２）。
40. 上記のオーバラップは、ほぼ螺旋形の分離壁（１６４）によって生じることを特徴とする、請求項３９に記載のジャケット管反応装置（１６２）。
41. 上記のオーバラップは、水平の中央部分を備えてほぼＺ字形を形成する分離壁によって生じることを特徴とする、請求項３９に記載のジャケット管反応装置（１６２）。
42. 上記のオーバラップはリング状流路全長の１〜１００％、好ましくは２０〜１００％、最も合目的には５０〜１００％に当たることを特徴とする、請求項３９〜４１のいずれかに記載のジャケット管反応装置（１６２）。
43. 共通の熱交換器（１６）およびバイパス（２２）を経由して導かれる分流が、熱媒入口側リング状流路（６）の該当するセクション（１６６、１６８）で分岐し、次に熱媒出口側リング状流路（４）の個々のセクション（１５４、１５６）に供給されることを特徴とする、請求項３７〜４２のいずれかと、請求項３４とに併せて記載のジャケット管反応装置（１６２）。
44. 熱媒出口側リング状流路（４）の個々のセクション（１５４、１５６）に供給される分流は配量配分されることを特徴とする、請求項４３に記載のジャケット管反応装置（１６２）。
45. 前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（１８０）であって、かつ少なくとも２つの反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）を備える多槽型反応装置であり、これら反応ゾーンは上下に続きながら分離板または同様なものによって分離されている状態である、同ジャケット管反応装置において、いずれの反応ゾーンにも、この状態に合わせて、専用の循環ポンプ（１２）、専用の熱交換器（１６）、専用のバイパス（２２）が１つずつ割り当てられていることを特徴とする、上記のジャケット管反応装置。
46. 請求項１〜４４のいずれかに記載のジャケット管反応装置（１８０）であって、かつ少なくとも２つの反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）を備える多槽型反応装置であり、これら反応ゾーンは上下に続きながら分離板または同様なものによって分離されている、同ジャケット管反応装置において、複数の反応ゾーンに、１つの循環ポンプ（１２）、１つの熱交換器（１６）、および／または１つのバイパス（２２）が、共通のものとして設けられていることを特徴とする、上記のジャケット管反応装置。
47. 熱交換器（１６）とバイパス（２２）を並列にしたものが循環ポンプ（１２）と直列に接続され、各合流箇所が反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ）の熱媒供給路（６）と接続されているので、熱交換器（１６）およびバイパス（２２）は反応ゾーンのただ一方（ＩＩ）にのみ並列接続）されていることを特徴とする、請求項４６に記載の多槽型ジャケット管反応装置。
48. 熱媒は個々の反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）を、全体として同一方向に、あるいはそれぞれ逆方向に通過することを特徴とする、請求項４５〜４７のいずれかに記載の多槽型ジャケット管反応装置（１８０）。
49. ２つの上下に続く反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ）が流れ配分ゾーン（ＩＩＩ）によってたがいに分離され、１つの共通の循環ポンプ（１２）から送り出された熱媒が、流れ配分ゾーン（ＩＩＩ）を通過し、たがいに逆方向に、続く２つの反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ）に入り、それぞれの分流はこれら反応ゾーンから、バルブ制御されてポンプ入口に還流することを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載され、かつ少なくとも２つのたがいに分離された反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ）を備えるジャケット管反応装置（２００）。
50. 循環ポンプ（１２）に、ただ１つの熱交換器（１６）とただ１つのバイパス（２２）が並列接続されていることを特徴とする、請求項４９に記載の多槽型ジャケット管反応装置（２００）。
51. 第２の反応ゾーン（ＩＩ）から流れ出る熱媒分流が、反応容器（２０８）内部に位置する管（２１２）を通って、第１の反応ゾーン（Ｉ）の熱媒出口（２０２）に供給されることを特徴とする、請求項５０に記載の多槽型ジャケット管反応装置（２００）。
52. 個々の反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）の高さが、全反応ゾーンの合計高さの１０〜８０％、好ましくは２０〜８０％であることを特徴とする、請求項４５〜５１のいずれかに記載の多槽型ジャケット管反応装置（１８０、１９０、２００、２３４）。
53. 少なくとも２つの反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）で異なる反応が行われることを特徴とする、請求項４５〜５２のいずれかに記載の多槽型ジャケット管反応装置（１８０、１９０、２００、２３４）。
54. 少なくとも１つの反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）が、反応ガス混合物のための予熱ゾーンまたは再冷却ゾーンとして形成されていることを特徴とする、請求項４５〜５３のいずれかに記載の多槽型ジャケット管反応装置（１８０、１９０、２００、２３４）。
55. 当該反応ゾーン（Ｉ、ＩＩ、２３６、２３８）が反応管内に充てん物を持たないか、または不活性材料充てん物を持つことを特徴とする、請求項５４に記載の多槽型ジャケット管反応装置（１８０、１９０、２００、２３４）。
56. 各循環ポンプ（２３０、２７０、２８０、２９０）のクランク形入口および／または出口（２６２、２６４、２７２、２７４、２８２、２８４、２９２）が、隣接する反応ゾーン（２３８、２３６）を超えて、反応容器または反応容器のリング状流路（２４０、２４２、２４４、２４６）に取り付けられていることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の多槽型ジャケット管反応装置（２３４）。
57. 当該ジャケット管反応装置が少なくとも１つの熱媒供給路および／または排出路（２２２）を、中間に位置する平面上に備え、これら供給路および／または排出路がバルブ制御されながら循環ポンプ（１２）の出口または入口に接続されていることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載のジャケット管反応装置（２２０）。
58. 分岐によって生じた熱媒分流の少なくとも１つの合流箇所に、そして／または合流箇所の後ろに、混合装置（３８、４０）を設けることを特徴とする、触媒気相反応のための、そして分岐されて外側に設けられた熱媒循環系を備える、ジャケット管反応装置（２、５０、９０、１５０、１６２、１８０、１９０、２００、２２０、２３４）。

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