JP2008246470A - 管から固形物を取り外し、抜き出すための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固形物の少なくとも一部を損傷することなく、シェルアンドチューブ型反応器の１以上の反応管から固形物の少なくとも一部を効率的に取り外し抜き出すための装置および方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１つのロッド３３２ａ、ロッドを回転させるための回転器組立体３７８ａおよび、ロッドを対応する反応管３１４ａに挿入させ、その中にある固形物３１８を取り外すために軸方向力を加えるための伝達組立体を有する。ロッドはまた、取り外した固形物を抜き出すためにアスピレータと流体連通している。対応する反応管に１以上のロッドを挿入し、固形物の少なくとも一部を取り外すステップを含む一方で、ロッドが固形物に接触するとき、回転させ、ロッドに軸方向力を加えることにより、固形物または管に対する損傷を最小限にする。ついで取り外された固形物を反応管から抜き出す。
【選択図】図１０

Description

本発明は、固形物に対する損傷を最小限にし、かつ固形物の少なくとも一部を構造上再使用に適したままにしつつ、シェルアンドチューブ型反応器の１以上の反応管から固形物の少なくとも一部を効率的に取り外し（ｄｉｓｌｏｄｇｉｎｇ）および抜き出す（ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ）ための方法および装置に関する。本発明はまた、固形物の除去および交換中の管の状態をモニターし伝達するための方法に関する。

種々の理由から、管状部材または固形物を損傷することなく、管状部材から固形物を除去することを必要とする場合がある。

例えば、シェルアンドチューブ型熱交換器は、化学反応プロセスを行うための反応器として使用される。このような反応器は、工業規模で運転される場合、通常、一般に互いに平行でありシェルにより全体が取り囲まれている、非常に多数の細長い中空管（例えば３，０００〜３０，０００）を備えている。触媒反応を行うために用いられる場合、管のそれぞれは、通常、１以上の固体触媒物質に加えて他の固形物、例えば不活性物質を含む。管のそれぞれは、管を通る（すなわち、反応器の「管側」を通って）、反応体および他のプロセス流体の通過のために流入口および流出口と流体連通している。必要に応じて、運転中に管および管の内容物を加熱または冷却するために、反応器のシェル側に流体を循環させることができる。シェルアンドチューブ型反応器は、所望される反応、全プロセスおよび、反応器が置かれている環境に応じて、垂直配向（すなわち、管は垂直に配向され、反応流体は管側を通って上方または下方に流れる）または水平配向（すなわち、管は水平に配向され、反応流体は管側を水平に流れる）であることができる。

触媒物質は多くの場合、微粒子形であり、２以上の触媒が用いられる場合、それらは同一、同様または異なる組成物および形状を有することができる。触媒物質は多くの場合、他の固形物、例えば不活性物質を伴うかまたは伴わないで、縦方向に配列された層であって、層のそれぞれは独立した領域を構成し、層のそれぞれは望ましい化学反応が起こる活性「反応ゾーン」として知られる層で反応管に堆積または装填される。

時間および使用と共に、触媒物質の活性または性能は低下し、触媒物質を用い続けることが経済的にもはや実行不可能になるまで生成物の収率の漸減をもたらす。この時点で、使用された触媒物質および任意の他の固形物は、反応器から除去され、新たな未使用の触媒物質および他の固形物である新鮮な「装填物質」で交換されなければならない。これには、反応器中のひとつひとつの管から使用された触媒および任意の他の固形物を抜き出す必要がある。反応器中における非常に多数の反応管を考慮すれば、反応器から触媒および他の固形物を取り出し、新鮮な触媒および固形物を再装填するために必要とする時間はかなりなもの、すなわち、数日間、数週間または数ヶ月間の単位となる可能性があり、その間、反応器は運転できない。使用された触媒および固形物を抜き出し、管内に新鮮な触媒および固形物を装填するために時間がかかればかかるほど、明らかに、生産時間がますます失われる。

触媒であっても他のものであっても、非球形の形状を有する固形物の場合、このような物質の粒子はぎっしり詰まる傾向があり、反応管内でブリッジングを起こす可能性があり、しばしばブリッジングを起こすため、除去することがしばしばより困難であり、従って、最初に取り外されなければならない。存在している（例えば、反応体流中に導入された不純物）、または運転中に反応器中に形成された（例えば、ダイマーまたはポリマー）炭質堆積物または他の物質により、固形物は、互いにもしくは反応管の内壁にまたはその両方に、望まれないことに、接着または付着する場合もある。また、反応器が長く運転されるほど、反応管中にこのような固形物がより生成、堆積およびはまりこみまたは密着され、これによりもちろんこのような固形物を除去することがより困難になる。もちろん、このような状況のどれも管からの固形物の抜き出しを妨害するが、その理由は、固形物は、管、反応器の他の部分および、回収され、再使用されることになっているいずれかの固形物を損傷することなく最初に除去されなければならないからである。前述の問題は、例えば限定するものではないが、以下の種類の反応：炭化水素が関与する酸化反応、アンモ酸化反応、分解反応、還元反応および脱水素反応中に生じることが知られている。

前記のように、伴われる時間の制約にもかかわらず、管または反応器の他の部分を損傷することなく、触媒物質を反応管から抜き出さなければならない。さらに、可能ならば、不活性物質などの他の固形物の少なくとも一部を分離し再使用することは経済的であり、従って好ましい。しかしながら、他の抜き出された固形物から不活性物質を分離できる場合であっても、不活性物質が管内にはまりこむか、付着するかまたはブリッジングを起こしている場合、除去中に、構造上もはや再使用に適さない範囲にまで不活性物質が物理的に損傷または変形を受ける場合がある。

反応管から触媒および他の物質などの固形物を除去するための、米国特許第４，７０１，１０１号に短く記載されている最も初期の方法の１つは、真空源に連結した管または導管を用い、単に手動でそれらを吸い出すことであり、管を挿入し、固形物に接触し抜き出すために手動で操作することであった。この特許はまた、不必要な物質が管に入るのを防ぐために、新しい固形物で管を充填する前に、固形物の除去後に管の端部を蓋で覆うことを短く説明している。米国特許第４，７０１，１０１号はまた、各管の残った空の長さおよび、補充プロセス中１以上の管が過充填または充填不足であるかどうかを示すために、蓋にしるしを付けるかまたは色分けすることができることを説明している。

垂直配向反応管から触媒物質および他の固形物を除去するためのより最近の方法および装置は、一般にフィッシュテープを用い、管の下端部から固形物に接近し除去することを含み、極めて時間を要し、労働集約型であり、作業者に対して健康に害があった（例えば米国特許第４，９９４，２４１号を参照のこと）。この方法により、使用された触媒物質および他の固形物の交換が可能となったが、一方で職場の安全衛生に有害な大量の微粒子ダストが作り出され、労働者に厄介で不愉快な状況で長期間労働することを強制した。さらにまた、反応器が、含有する触媒組成物の種類が異なる複数の反応ゾーンを含む場合、１つの触媒が他の触媒よりも速い速度で失活する場合があり、従って、他の触媒が十分活性を維持しており、使用を続けることが正当化されているにもかかわらず交換されなければならない。残念なことに、垂直配向反応器における触媒交換のための下端部接近フィッシュテープ法の使用により、必然的に各管からすべての固形物が抜き出されるが、これは一番下の層の除去が、上層を所定の位置に維持するはずの支持物を除去するからである。より早く失活する触媒が使いつくされるときに、両方の触媒が除去し交換されるので、このことは、ゆっくり失活する触媒の残りの有効寿命が常に無駄にされることを意味する。

作業者が種々の必要な修理および保守タスクを行うことを可能にするために、反応容器は、多くの場合、容器の内部に接近するための開口部または「マンウエイ」を有する。マンウエイは、通常、チューブシートの管側と流体連通しており（例えば、垂直配向反応器において、反応容器のサイドまたは上部で、管が連結されている上部チューブシート上方で）、特定の容器および環境に従って異なるサイズおよび形であることができるが、通常、直径で少なくとも２４インチである。あるいはまた、反応容器は、例えばガスケット付きフランジ締結体を含む任意の既知の手段または溶接によってさえも反応容器の外周に密封して連結した蓋または「ヘッド」を有することができる。必要なタスクの実施のため、チューブシートおよび管を露出するためにこのようなヘッドは除去される。

より最近開発された装置および方法は、垂直配向シェルアンドチューブ型反応容器のマンウエイまたはフランジヘッドを介して反応管の上端部に接近することにより、触媒交換プロセス中の改善された効率および安全性を提供している。これらの改良方法は、抜き出された固形物を含有する閉じた装置および、固形物に衝撃を与え、除去するために管に挿入するための１以上の軸方向可動の中空、ハード先端部ランス（ｌａｎｃｅｓ）または導管の使用を含む。差圧をかけ、管の底部からではなく、管の上部から、ほぐされた固形物を抜き出すために、真空装置またはアスピレータがランスに連結されている。しかしながら、反応器の連続作業により、時間の経過と共にしばしば起きることであるが、固形物が管内にはまりこみ、付着され、またはブリッジングを起こす場合、固形物の取り外しにはより時間がかかり、固形物は除去中にしばしば変形または破壊を受け、それにより分離および清浄後であっても固形物の再使用が不適切になる。

例えば、米国特許第４，５６８，０２９号は、垂直配向シェルアンドチューブ型反応容器の反応管の上端部から固形物を取り外し、抜き出すことを容易にする装置および方法を開示している。この装置はマニホールドに取り付けられた複数の中空パイプを有し、複数の平行配向パイプが同時に複数の対応する管に伸ばされることができるように、対応する複数の管の幾何学的配置に合わせたパターンで配置されている。各パイプの先端部は、他の方法では取り外し、抜き出すことが困難な管中の固形物を物理的に破壊する（すなわち、衝撃を与え、破砕し、微粉砕しまたは細かく砕く）ための切断要素を有する。マニホールドは、損傷を受けた固形物をパイプを通して抜き出すために真空装置に連結されている。

トップアクセス型ランス法の他の変法は、米国特許第５，２２２，５３３号に開示されており、この変法において、ノズルは柔軟な導管の遠位端部に取り付けられ、触媒が充填された反応管の上端部に挿入される。反応管に挿入した後、固形物に衝撃を与え、固形物を取り外し、流動化するために、加圧流体（空気など）がノズルから吐出される。取り外された固形物を管から抜き出すために、管に設けられた側壁開口部およびそれに連結した異なる導管を通して反応管に真空が適用される。これは、時に、固形物除去の「空気ランシング」または「流体ランシング」法と呼ばれる。

米国特許第５，２２８，４８４号および第６，１８２，７１６号は、米国特許第５，２２２，５３３号に開示されている空気ランシング装置および方法に対する改良を含む。米国特許第５，２２８，４８４号および第６，１８２，７１６号は、それぞれ、柔軟な導管の一端をランスに取り付け、他の端部を、回転ドラムが回転するに従ってそれ自体の周りに柔軟な導管を巻きつける回転ドラムに取り付けることによる、空気ランスの施行および回復の機械化を開示している。いずれの場合も、ランスに取り付けられた導管を巻きほどくことにより反応管の上端部に空気ランスが挿入され、反応管内の固形物を破壊および取り外すためにランスの遠位端部でノズルを通して加圧流体が送出される。ランスおよび真空源に流体連結した独立した導管により、ランスおよび管から固形物が抜き出され、運び出される。米国特許第６，１８２，７１６号の開示は、ドラムの回転を調節し、空気ランスの位置決めおよび速度の優れた調節を提供するための電気スイッチおよびバルブの配置を教示している。

米国特許第６，３６０，７８６号は、反応管から触媒を除去するための遠隔操作可能な装置であって、遠位端部に空気ランスを有する延出と引き込みが可能なホースを取り付けたドラムおよびリールの組立体がマンウエイを通過し、反応器内で対応する反応管の上部開口部と整列させられる装置を提供している。残りの装置および、それぞれホースの他の端部に連結した真空源および加圧流体供給部ならびにドラムおよびリールの組立体に連結した動力源および運転制御装置を含む操縦装置を、反応容器の外側からドラムおよびリールの組立体を遠隔運転するための手段を提供するために反応容器の外側に置く。

残念なことに、前述の空気ランシング装置および方法は、すべて、ぎっしり詰まった固形物（すなわち、上記のように、ブリッジングを起こし、はまりこんで、のり付けされ、付着されるなど）を除去するためには効果的ではないという同じ欠陥を有するが、その理由は、これらの方法が固形物を取り外すために提供できる力は流体流れの拡散性により限定され、多くの場合、このようなぎっしり詰まった固形物を取り外すには不十分であるためである。

米国特許第６，７２３，１７１号は、チューブアンドシェル型反応器の管から固形物を抜き出すためのプロセスおよび装置を開示している。この装置はまた、反応管に挿入される一端に先端部を取り付けた吸引管を有する。先端部は、勾配をつけてくさび型刃物を形成することができる前縁を有し、または先端部は鈍いまたは尖った突起を有することができる。はまりこんで、ブリッジングを起こし、または別の方法でぎっしり詰まった固形物を、物理的に圧潰および破壊するために先端部に軸力がかけられるが、管および先端部は回転可能ではなく、強くぎっしり詰まった固形物を取り外すために多くの場合必要なねじり力を提供できない。固形物を管から流動化し抜き出すための真空エア流を提供するために、吸引管の他の端部は排気ガスアスピレータに連結されている。抜き出された固形物をエア流から分離するために、排気ガスアスピレータの上流で吸引管に重力トラップなどの分離装置が取り付けられている。米国特許第６，７２３，１７１号は、触媒および不活性固形物（すなわち、ラシヒリング）の層を反応管に充填した後、反応器のオンライン運転の前に、ラシヒリングの小部分を反応管から除去し、それにより、運転の前に反応管中の不活性層の高さを調節するプロセスをさらに開示している。従って、この技術により、装填もしくは管への新規な固形物の「再充填」中および運転の前に、それぞれの固形物の層の体積（すなわち、長さまたは高さ）が調節できる。米国特許第６，７２３，１７１号で議論されているラシヒリングは、装填直後、反応器の運転前に除去されたので、ラシヒリングが反応管中に強くはまりこんだ、またはぎっしり詰まっていたとは考えられず、従って、それらは重大な損傷なしで比較的簡単に取り外され、除去され抜き出されたと考えられる。

米国特許出願公開第２００４／００１５０１３号に開示されているプロセスは、「吸引を用いて」触媒含有反応管から触媒の一部のみを除去し、触媒および他の固形物の残りの部分を管のその位置にそのまま残すことを教示している。このプロセスの具体的な実施形態は、垂直配向シェルアンドチューブ型反応容器を用いるアルケンの気相部分酸化との関連で実施されると記載されている。このプロセスは、真空装置のみを用いる、上記に記載されたものと類似の装置技術を用い、従って、反応管または固形物を損傷することなく、ぎっしり詰まった固形物を取り外すための方法または装置を開示または示唆していない。

前述の状況において、反応管および抜き出された固形物に対する損傷を避けながら触媒交換時間を最小限にするために、産業界により絶え間ない努力がなされてきた。さらに、１以上の固形物の交換中、各管の状態を追跡することは、実際には同様に簡単であるはずなのに、よく整った追跡手順を必要とする重大な課題である。交換は、複数の作業者が関与して、かなりの期間にわたって行われることを考慮すれば、交換の進行に従って、管の状態を追跡し、伝達するための簡単で効率的な方法の必要性もまた存在する。

本発明は、反応管を損傷することなく、抜き出された固形物の少なくとも一部が構造上再使用に適したままであるように、固形物に対する損傷を最小限にして、シェルアンドチューブ型反応器の管から固形物の少なくとも一部を取り外し、抜き出す方法および装置を提供することにより、先行技術の前記欠点を克服する。本発明は、交換手順の進行に従って管の状態を追跡するための簡単で効率的な方法を提供する。
米国特許第４，７０１，１０１号 米国特許第４，９９４，２４１号 米国特許第４，５６８，０２９号 米国特許第５，２２２，５３３号 米国特許第５，２２８，４８４号 米国特許第６，１８２，７１６号 米国特許第６，３６０，７８６号 米国特許第６，７２３，１７１号 米国特許出願公開第２００４／００１５０１３号

発明の概要
本発明は、シェルアンドチューブ型反応器の反応管からの固形物の取り外し（ｄｉｓｌｏｄｇｉｎｇ）および抜き出し（ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）の間、固形物の少なくとも一部が取り外しおよび抜き出し後に構造上再使用に適したままであるように、固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にするための方法を提供する。本発明の方法は、先端部を有する中空ロッドを対応する反応管に対して軸方向に整列させ、先端部が対応する反応管の露出端部に隣接するように中空ロッドを位置決めし、ついで中空ロッドを回転させるステップを含む。回転している中空ロッドは、その先端部が、固形物の少なくとも一部と物理的に接触するように対応する反応管の露出端部内に挿入され、回転している中空ロッドに制御された軸方向力を加え、固形物に対して回転している中空ロッドの先端部を制御可能に押しつけることにより、固形物の少なくとも一部は取り外される。合わされた、軸方向力およびロッドの回転により加えられるねじれは、固形物の少なくとも一部が取り外しおよび抜き出し後に構造上再使用に適したままであるように、固形物への損傷を最小限にしつつ、強固にはまりこんでいるかまたはブリッジングを起こした固形物であっても取り外す。本方法は、さらに、取り外された固形物を、中空ロッドを通して流れている流体流れ中で吸引することにより、対応する反応管から取り外された固形物の少なくとも一部を抜き出すステップを含む。取り外し中に、固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にし、かつ再使用のための固形物の構造的適性を確実にするために、回転および軸方向力をモニターし、調節することができる。固形物の全部または一部だけを反応管から取り外し、抜き出すことができる。

反応管は互いに平行に配向され、反応管の露出端部は規則的な繰り返しパターンを形成し、中空ロッドは互いに平行に配置された複数の中空ロッドを含み、かつ露出端部により形成される規則的な繰り返しパターンに合わせる配置である一実施形態において、前記位置決めステップａ）は複数の中空ロッドのそれぞれの先端部を対応する反応管の１つの露出端部に整列させることをさらに含み；および前記回転ステップｂ）は他とは独立して複数の中空ロッドの少なくとも１つを回転させることを含む。

本方法は、流れている流体流れから固形物の少なくとも一部を分離すること、種々の固形物を互いに分離すること、異なるサイズの固形物を互いに分離すること、および異なる組成物を有する固形物を互いに分離すること：からなる群から選択される、少なくとも１つの目的を達成するために、固形物を分離することをさらに含むことができる。

本方法は、前記方法の少なくとも１つのステップが各反応管について実施された後に、作業者が、反応管のそれぞれについて次にどのステップを実施するか決定できるように、コードに従って、反応管のそれぞれの露出端部上に標識を置くステップをさらに含むことができる。

本発明はまた、シェルアンドチューブ型反応器の１以上の反応管からの固形物の取り外しおよび抜き出しの間、固形物に対する損傷を最小限にするための装置であって、固形物の少なくとも一部は取り外しおよび抜き出し後に構造上再使用に適しており、各反応管はチューブシートに連結した露出端部を有する装置を提供する。本装置は、その少なくとも一部が、装置および、取り付け組立体に可動的に取り付けられたキャリアの運転中に反応管に対して静止したままであるように適合された取り付け組立体を含む。中空ロッドはキャリアに連結され、かつ対応する反応管に挿入するための寸法および形状とされる。中空ロッドは、固形物の少なくとも一部と接触し、取り外すための先端部、および対応する反応管から取り外された固形物の少なくとも一部を運ぶための軸方向管腔を有する。装置はさらに、取り付け組立体に連結され、動力源およびキャリアに接続された伝達組立体、ならびにキャリアに取り付けられ、中空ロッドの１以上と接続している回転器組立体を含む。伝達組立体は、キャリアに制御された軸方向力を加えるためのもので、中空ロッドの先端部が対応する反応管の１つの露出端部に隣接しかつ対応する反応管の外部に位置する引き抜かれた位置と、中空ロッドが対応する反応管中に挿入された挿入位置との間（ここで、前記中空ロッドは前記引き抜かれた位置および挿入された位置の中間の複数の位置のいずれか１つに可動である）で、反応管に対して前記キャリアおよび中空ロッドを移動させるためのものである。回転器組立体は中空ロッドと連動し、回転させるためのものであり、ここでキャリアがその挿入された位置にあり、回転している中空ロッドの先端部が対応する反応管中の固形物の少なくとも一部と接触するとき、先端部は、固形物の少なくとも一部に衝撃を与え取り外す一方で、固形物に対する損傷を最小限にし、その少なくとも一部は抜き出し後に構造上再使用に適したままである。回転器組立体は、前記軸方向力がモーターにより供給されるようなモーターを含むことができる。

取り外された固形物の少なくとも一部が連行され、対応する反応管を出て、反応器から離れて運ばれる、流れている流体流れを提供することにより、対応する反応管から取り外された固形物を抜き出すために、装置は、中空ロッドの軸方向管腔に流体連通で連結されたアスピレータをさらに含むことができる。

さらにまた、抜き出された固形物を流体流れから分離すること、種々の固形物を互いに分離すること、異なるサイズの固形物を互いに分離すること、異なる組成物を有する固形物を互いに分離することおよびそれらの組み合わせを達成するために、装置は分離装置をさらに含むこともできる。

反応管が垂直配向であるとき、装置のキャリアは、引き抜かれた位置と挿入された位置間で垂直に移動可能である。反応管が水平配向であるとき、キャリアは引き抜かれた位置と挿入された位置間で水平に移動可能である。

一実施形態において、反応管が互いに平行に配向され、反応管の露出端部が規則的な繰り返しパターンを形成する場合、中空ロッドは、互いに平行に配向され、反応管の規則的な繰り返しパターンに合わせる配置で配置される複数のロッドを含む。本実施形態において、回転器組立体は、それぞれが対応する中空ロッドの１以上と連係し、回転させる、複数の回転器組立体を含むことができる。

本発明はまた、順次に実施される少なくとも２つのステップを有する進行中のプロセスの状態を追跡し伝達するための方法であって、複数のコード部材を有するコードを準備し、進行中のプロセスの各ステップとコード部材を関連付けることを含む、前記方法を提供する。本方法は、そのそれぞれがコード部材を有し、対応する管の端部と共同して、それらと共に耐水シールを形成するような寸法および形状にされた複数の標識を準備し、最後に、直前に完了したステップと関連したコード部材を有する標識を管の露出端部に置くことにより、各管に関してどのステップが直前に完了したかを作業者に伝達することをさらに含む。一実施形態において、複数のコード部材は色、マーキング、番号、記号およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。さらにまた、進行中のプロセスは、反応管から固形物の取り外しおよび抜き出しの間、固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にするための本発明の上記の方法を含むことができる。

本発明のより完全な理解は、以下に記載の実施形態、および、添付図面を参照することにより得られるであろう。添付図面において、同様の参照番号は同様の特徴を示す。

本発明の方法および装置は、シェルアンドチューブ型反応器の反応管などの管状部材からの固形物の少なくとも一部の取り外しおよび抜き出しの間、抜き出した固形物の少なくとも一部は構造上再使用に適したままであるように、固形物に対する損傷を最小限にする。本発明はまた、反応管から固形物の少なくとも一部を取り外し、除去し、交換する間、各管の状態をモニターし伝達することを容易にする方法を提供する。

本発明の説明を容易にし、以下に用いる専門用語を明らかにするために、以下の定義を適用する。

本明細書において、用語「Ｃ_２〜Ｃ_５アルカン」は、アルカン１分子あたり２〜５炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルカン、例えば、エタン、プロパン、ブタンおよびペンタンを意味する。用語「Ｃ_２〜Ｃ_５アルケン」は、アルケン１分子あたり２〜５炭素原子を有する直鎖または分枝鎖アルケン、例えば、エテン、プロペン、ブテンおよびペンテンを意味する。本明細書において、用語「Ｃ_２〜Ｃ_５アルケンとその対応するＣ_２〜Ｃ_５アルケンとの混合物」は、前記のアルカンおよびアルケンの両方、例えば限定するものではないが、プロパンおよびプロペンの混合物またはｎ−ブタンおよびｎ−ブテンの混合物を含む。

「不活性」物質は、特定の反応に対して、関与しない、影響を受けないおよび／または不活性である物質である。例えば、プロピレンから２ステージ気相触媒酸化プロセスにより不飽和アルデヒドおよび酸、例えば（メタ）アクロレインおよび／または（メタ）アクリル酸を生成する反応において、プロパン（Ｃ_３Ｈ_８）および窒素はそれぞれ不活性であると考えられる（このことについては、以下にさらに詳細に説明する）。

用語「（メタ）アクリル酸」は、アクリル酸および（メタ）アクリル酸の両方を含む。用語「アクリル酸」は、「（メタ）アクリル酸」および関連する／類似の化合物を含む。用語「（メタ）アクリロニトリル」は、アクリロニトリルおよびメタアクリロニトリルを含み、逆もまた正しい。用語「（メチル）スチレン」は、スチレンおよびメチルスチレンの両方を含み、逆もまた正しい。

本明細書において、使用される用語「反応ゾーン」は、特定の反応（例えば、アルカンの脱水素化またはアクリル酸を製造するためのアクロレインの部分酸化）が行われ、多くの場合その反応にとって好都合な条件下（温度、圧力など）で運転される、反応器中に、典型的に配置された領域または体積を意味する。

用語「サブゾーン」は、同じ反応体が同じまたは同様な生成物に転化される、同じ反応ゾーン中の２以上の領域を指すが、サブゾーンは他の点では互いに何らかの形で異なる。サブゾーンは、例えば、限定するものではないが、次のいずれかの点で異なることができる：サブゾーンは、同じまたは同様な反応機構を触媒し、同じ反応体から同じ生成物を製造する、異なる触媒組成物を含有する、またはサブソーンは同じ触媒組成物の異なる濃度を含有する、またはサブゾーンは異なる温度または圧力で運転される、またはこれらの領域は、物理的に分離された領域（例えば不活性固形物を含有する層で分離された）を含むことができるか、もしくは、製造効率および生産性を上げるために当業者に公知および実施されるようなこれらの相違点の組み合わせを含むことができる。異なる触媒濃度は、例えば、触媒と支持体または担体基体を組合わせることにより得られうるか、または、管に充填する前に、触媒物質と結合していてもいなくてもよく、それ自体触媒活性を有していても有していなくてもよい支持体もしくは担体物質と、触媒とを、望ましい割合で、単に物理的に混合することにより得ることができることが指摘される。

「反応ステージ」は、１以上の反応ゾーンを含む領域であるり、そこでは、特定の反応、例えば対応するアルケンを製造するためのアルカンの脱水素化が、その反応ステージのそれぞれのおよび全ての活性反応ゾーンおよびサブゾーンにおいて起こり、同じ反応体を同じまたは同様な生成物に転化する。さらにまた、２以上の異なる反応ステージが、連続してまたは他の組み合わせで一緒に運転される場合、それらはひとまとめにして、単一の全体的な「多ステージ」反応プロセスを形成することができる。例えば、アクロレインを形成するためのプロピレンの部分酸化（第１反応）は、１以上の反応ゾーンを含む第１反応ステージで実施でき、アクリル酸を形成するためのアクロレインの部分酸化（異なる、第２反応）はまた、１以上の反応ゾーンを含む第２反応ステージで実施できる。第１および第２反応ステージは、ひとまとめにして、アクリル酸へのプロピレンの部分酸化のための多ステージ反応プロセスと呼ぶことができる。さらなる例として、３つの反応ステージを有し、初期原料としてプロパンを用いる多ステージ反応プロセスを以下のように構成できる：プロパンが最初にプロペンに転化される（第１反応）１以上の反応ゾーンを含む第１反応ステージ、続いて第１ステージからのプロペンがアクロレインへ転化される（第２反応）１以上の反応ゾーンを有する第２反応ステージおよび、第２ステージからのアクロレインがアクリル酸へ転化される１以上の反応ゾーンを含む第３反応ステージ。

用語「反応ゾーン」および「反応ステージ」は同義ではない。同じ反応体から同じまたは同様な生成物を生成するが、上記した他の点で異なる１以上の反応ゾーンを単一反応ステージに配置することができ、従って、ひとまとめにして単一反応ステージと呼ぶことができる。しかしながら、単一の反応ゾーンは、そのステージにおいて複数ゾーンの１つのみでありうるので、必ずではないが、特定の反応と同一の広がりを有することができることは明らかである。従って、１つの反応ステージは１以上の反応ゾーン（およびサブゾーン）を含むことができ、必ずではないが、１つの反応ゾーンは単一の反応ステージを形成することができ、１つの反応ゾーンは２以上の反応ステージを含むことはない。

「第１反応ステージ」（または「第１ステージ」）は、多ステップ気相触媒酸化反応の第１ステップが起こる、反応器内の領域である。例えば、アクリル酸へのプロピレンの２ステップ気相触媒酸化において、アクロレインへのプロピレンの酸化は、典型的には、主として第１反応ステージにおいて起こる。

「第２反応ステージ」（または「第２ステージ」）は、多ステップ気相触媒酸化反応の第２ステップが起こる、反応器内の領域である。例えば、アクリル酸へのプロピレンの２ステップ気相触媒酸化において、アクリル酸へのアクロレインの酸化は、通常主として第２反応ステージにおいて起こる。

例えば、第１ステージにおいてプロパンがプロペンに転化され、第２ステージにおいてプロペンがアクロレインに転化され、第３ステージにおいてアクロレインがアクリル酸に転化される、アクリル酸へのプロパンの転化のための３ステップ反応プロセスにおけるような「第３反応ステージ」を有することももちろん可能である。前記のように、各反応ステージは１以上の反応ゾーンを有することができる。

本明細書においては、「不活性ステージ」は、１以上の不活性固形物を含み、感知できる反応が起こらない反応ステージを意味するために用いられる。不活性ステージは、限定するものではないが、その元の反応ステージまたはゾーンから移行する傾向のある物質を物理的に捕獲および保持するために、反応器中で不活性領域を、冷却、加熱、緩衝化および成形することを含む任意の数の機能および利点を果たすことができる。

本明細書において、「充填スケジュール」という用語が用いられるとき、触媒の反応ゾーンおよび不活性物質のゾーン（例えば、インターステージまたは予熱ゾーン）の数および長さの詳細な説明ばかりでなく、反応系の各ゾーンにおける触媒の相対量および種類（例えば、ゾーンの特定の混合物における希釈剤に対する百分率として）を意味する。充填スケジュールは、とりわけ、特定の反応器における反応ゾーンの数および体積ばかりでなく、このような反応ゾーンのそれぞれの相対活性をも定める。

「単一反応器シェル」反応器（「ＳＲＳ」反応器）は、単一の反応容器が少なくとも２つの反応性ステージ、例えば上記で定義した第１ステージおよび第２ステージを含有し、通常、穴あき仕切り板で分離される反応器である。

「タンデム反応」系は、２以上の反応容器を用いる反応系である。例えば、限定するものではないが、タンデム反応系は、直列に接続された２つの容器、すなわち第１ステージを含む一方の容器および第２ステージを含む他方の容器を含むことができる。より具体的には、２ステップ気相触媒酸化を行うことを目的とするタンデム反応器系は、第１反応ステージを含む第１反応容器および、第１反応容器の下流に直列に接続した第２反応ステージを含む第２反応容器を有することができる。他の実施形態において、タンデム反応器系の各反応器は、２以上の反応ステージ、２以上の活性反応ゾーンを含有することができ、活性触媒が存在しない不活性ステージを含むこともできる。さらに、タンデム反応系は、反応容器の間に位置する追加のプロセス装置、例えば、熱交換器、圧縮機またはポンプの容易な設置および使用に役に立つようにできている。

本明細書において、用語「触媒の有効寿命」（または単に「有効寿命」）は、所定の触媒が、交換を必要とする前に、プロセス中で経済的に使用できる時間の長さを指す。この評価は、限定するものではないが、触媒費用、最小要求生成物収率、製品需要および、当業者に公知の他の市場要因を含む種々の要因に基づく。市販触媒供給業者は、多くの場合、触媒が使用されると考えられる反応種類および反応条件に基づいて算出される特定の触媒の推定触媒有効寿命を提供する。

用語「操業時間」（「ＴＯＳ」）は、触媒が経験した運転操業時間数を意味する。触媒のＴＯＳは、始動、通常運転、運転停止、パージ、再生を含む触媒が運転操業に用いた全累積時間の尺度であり、触媒が実際には反応を触媒していない期間を含むこともできる。

本明細書において、元素の原子は、原子番号、原子名、ＩＵＰＡＣ記号、元素の族の周期律表識別表示および／または記号、族名、族番号、族のローマ数字記号、一般名ならびに当業者に公知の任意の同義語または類似表現により表される。

範囲の端点は明確と考えられ、および当技術分野で当業者の知識の範囲内での他の値；例えば、限定するものではないが、本発明に関するそれぞれの端点とは明確には異ならない他の値はその許容範囲内に含まれると考えられる（すなわち、端点は、それぞれの端点に対して「約」または「接近した」または「近い」値を組み込むんで構成されるものである）。本明細書に記載の範囲および比率の境界は組み合わせ可能である。例えば、特定のパラメーターに関して１〜２０および５〜１５の範囲が列挙されている場合、１〜５、１〜１５、５〜２０または１５〜２０の範囲も意図され、またそれらに含まれると理解される。

次に、本発明の方法および装置の典型的な実施形態を、本方法の一般的な実施形態、より具体的な環境において適用されるより具体的な実施形態ならびに装置の一般的な実施形態および装置のより具体的な実施形態を含めて詳細に説明する。

少なくとも２つの触媒組成物を含有し、Ｃ_２〜Ｃ_５アルケンの２ステージ触媒酸化に適したシェルアンドチューブ型反応器の管からの固形物の抜き出しおよび交換との関連で本発明のより具体的な実施形態を説明するが、本発明を特定の反応プロセスまたは装置に限定することを意図するものではない。むしろ、本発明の方法および装置は、当業者により、Ｃ_２〜Ｃ_５アルケンの触媒酸化以外の反応を行うために反応器が用いられるものを含め、シェルアンドチューブ型反応器の他の配置に首尾よく適用されうると考えられる。さらにまた、本発明は、以下の詳細な開示および関連する技術から一般に入手できる知識に基づいて、管状部材から固形物を取り外し、抜き出す必要が生じる種々の他の反応プロセスおよび装置に適合され適用されることができる。

次に、管状部材から固形物を取り外し、抜き出すための本発明の方法の１つの典型的な、一般的な実施形態のステップを、図１Ａ〜１Ｃを参照して詳細に説明する。本発明方法のステップの１以上は、同時または部分的に重複する期間中（実際に行う場合最もあり得る）に実施できるが、以下の説明では、他とは独立して、各ステップの連絡および理解を容易にするために、ステップを順次に説明する。

図１Ａは、本発明の方法の最初の数ステップにより達成される装置の相対的配置の概略側面図を提供する。より具体的には、図１Ａは、下文に詳細に説明する、本発明の方法を適用できる典型的なシェルアンドチューブ型反応器１０、および中空ロッドの概略破断側面図を提供する。反応器１０は、複数の管状部材、例えば図１Ａに示される複数の反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを囲むシェル１２を有する。反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、互いに平行に配向され、その中に配置された固形物１６、１８を有する。示されるように、反応器１０は、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃのそれぞれの端部が取り付けられている第１穴あきチューブシート２０を有する。反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃのそれぞれの反対端部は、第２穴あきチューブシート２２に取り付けられている。

図１Ａに、垂直に位置する反応器１０を示すが、それにより、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃもまた垂直配向である。もちろん、反応器１０は、任意の他の望ましい配向で、例えば水平で、または水平面に対してある角度をなして位置することができる（例えば図５参照）。

図１Ａにシルエットで示すように、反応器１０の運転中、着脱可能なフランジ蓋または「反応器ヘッド」２４は、第１チューブシート２０に近接する反応器１０の外周に密封して取り付けられて、反応体（図示せず）および他の流体が反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通って流れることを可能にするために、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃと流体連通で接続されている第１管側チャンバー２６を形成する。反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃから固形物１６、１８を抜き出すことが望ましい場合、反応器１０を運転停止し、反応器ヘッド２４を開封し、ついで第１チューブシート２０への接近を可能にするために除去し、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを露出させる。大型の商業運転反応器の反応器ヘッド２４の除去は、通常クレーンまたは他の大型装置を必要とする。反応器ヘッド２４が反応器１０を遮蔽していない間、反応器１０および任意の作業者を風および天候への暴露による傷害または損傷から保護するために、反応器１０上に臨時のカバーまたはハウジング（図示せず）を設置することにより、反応器１０（例えば、少なくとも第１チューブシート２０および、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの露出端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）を覆うかまたは遮蔽することが推奨される。

第１管側チャンバー２６に加えて、反応器はまた、シェル１２と第２穴あきチューブシート２２との間で形成される第２管側チャンバー２８を有する。第２管側チャンバー２８は、また、反応体（図示せず）および他の流体が反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通って流れることを可能にするために、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃと流体連通している。１以上の反応体（図示せず）は、反応器１０の運転中、その中で１以上の生成物（図示せず）に転化されるために、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通っていずれの方向に流れることもできる。例えば、図１Ａ〜１Ｃにおけるように、反応器１０が垂直配向であるである場合、プロセス流体は、「下降流」プロセス形態または「上昇流」プロセス形態を示すことができる。「下降流」プロセス形態は、反応体が上部から下部に向かって、第１管側チャンバー２６、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通って下方（矢印ＤＦの方向）に流れ、ついで第２管側チャンバー２８を通って流れるものをいう。あるいは、反応体が上方（矢印ＵＦの方向）に流れる、すなわち、最初に第２管側チャンバー２８を通り、ついで下部から上部へ反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃを通り、最後に第１管側チャンバー２６を通って流れる場合、「上昇流」プロセス形態が生じる。本発明の方法はどちらの形態にも適用でき、取り外され、および抜き出される固形物が反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの露出端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃに近接して位置し、露出端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃに近接する固形物の一部のみを除去することが望ましい場合に特に有利である。

本発明の方法の最初の数ステップにより達成される装置の相対的配置を図１Ａに示す。特に、第１ステップは、対応する反応管１４ａに対して中空ロッド３２を軸方向に整列させ、中空ロッド３２を、その先端部３４が対応する反応管１４ａの露出端部３０ａに近接するように位置決めすることを含む。次に、中空ロッド３２を回転（矢印Ｒにより示される方向に）させ、ついで、回転させながら、対応する反応管１４ａの露出端部３０ａに、軸方向（矢印Ｓで示される方向）に挿入する。回転している中空ロッド３２が、その先端部３４が対応する反応管１４ａ中の固形物１６の少なくとも一部と物理的に接触するように挿入されることを示すために、枠Ｗで示される図１Ａの部分を図１Ｂに拡大する。

本発明の方法のさらなるステップの実施中、装置の配置の概略側面図を提供するために、図１Ｂにおけるものと同じ装置を図１Ｃに略図で示す。回転している中空ロッド３２を対応する反応管１４ａに挿入後、固形物１６、１８の少なくとも一部を以下のように取り外し、および抜き出す。回転している中空ロッド３２に制御された軸方向（矢印Ｓの方向）への力を加え、反応管１４ａ中で最初に遭遇する固形物１６に対して先端部３４を制御可能に加圧することにより、固形物１６、１８の少なくとも一部を取り外す。固形物１６の各粒子が取り外されるのに従って、固形物１６をさらに取り外すために、矢印Ｓの方向の軸方向力を継続して制御して適用することにより、回転している中空ロッド３２を対応する反応管１４ａに徐々により深く押し進める。図１Ｃに示すように、最上部の固形物１６は、回転している中空ロッド３２を通して流れている流体流れ（矢印Ｆで図式的に示す）中に、取り外された固形物１６を吸引することにより、対応する反応管１４ａから取り外された固形物１６の少なくとも一部を抜き出す次のステップのために十分に遊離され、取り外される。軸方向力Ｓは、固形物１６および反応管１４ａに対する損傷を最小限にする制御された方式で適用される。例えば、取り外しステップ中、固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にし、再使用のためのそれらの構造的適性を確実にするために、中空ロッド３２の回転および軸方向力Ｓの適用をモニターし調節することができる。本発明に従った、ロッド３２の回転Ｒにより提供されるトルクと共に、軸方向力Ｓを適用することは、軸方向力単独または空気ランシング装置および方法により提供される力を適用する方法および装置よりも、ぎっしり詰まった固形物を取り外す点において著しくより有効で効率的である。さらに、運転中、トルクを発生する回転運動ばかりでなく、ロッド３２の軸方向運動も調節し、修正することにより、反応管１４への損傷を避けることが容易になる。回転している中空ロッドおよび反応管の任意の組み合わせに関して容認される最大せん断耐力を経験的に決定し、それにより管に対するこのような損傷を避けるために最大作業標準を提供することは、関連する技術において当業者の能力の範囲内のことである。

管状部材から固形物を除去するための従来存在する方法および装置の他の欠点は、多くの場合、重力のみがランスまたはロッドに軸方向力を適用するために用いられ、他の点では特に強固にはまりこんだ固形物を取り外すのに役に立つことができる、重力を補うために適用される他の力がないという事実に関連する。本発明の方法において、軸方向力Ｓは、非重力的な力、すなわち、任意の軸方向重力に加えて、回転している中空ロッド３２にかけることができる力を含むことができ、それにより、ロッド３２に適用される全軸力Ｓは制御可能であり、標準重力よりも大きいものであることができる。さらに、ロッド３２の軸方向の動きはモニターされ、制御可能であり、従って、重力が大きすぎると考えられる軸方向力を発揮する場合、重力方向と反対の軸方向に非重力的な力を向けることができ、それにより、ロッド３２に加えられ、反応管１４ａ中にぎっしり詰まった固形物にかけられる全軸方向力Ｓは重力よりも小さい。重力よりも小さくても固形物を取り外すのに十分な場合、これにより反応管１４ａおよび固形物への損傷が避けられる。非重力的な力は、当業者が考えうる任意の手段、例えば、限定するものではないが機械駆動もしくは機械伝動装置または作業者による手動で提供できる。反応器が水平配向の場合（例えば図５参照）、ロッド３２（図５における１３２）の軸方向の動きに対する軸方向力に重力は無視できる程度しか貢献しないので、非重力的な力の適用が必要となるであろう。

当業者には明らかなように、上記のステップを実施することにより本発明の方法が開始されたら、十分な固形物が管から除去されたと作業者が決定する時点まで、多くのステップを継続的かつ同時に実施することができる。例えば、限定するものではないが、（１）中空ロッド３２を回転させ、（２）制御された軸方向力Ｓを加えることにより、固形物１６の少なくとも一部を取り外し、および（３）取り外された固形物１６を吸引することにより管１４ａから取り外された固形物１６の少なくとも一部を抜き出すステップを、固形物１６、１８のすべてが除去されるか、作業者により必要に応じて固形物１６の一部が除去されるまで、同時かつ継続的に実施することができる。

次に、図２および３を参照して、複数の反応管から同時に固形物を取り外し、抜き出すのに有用な、本発明の方法の他の実施形態を説明する。反応器１０の概略頂面図（図２）によって示されるように、第１チューブシート２０および反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの露出端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅが規則的な繰り返しパターン（枠Ｐで示される）を形成するように配置することができる。本実施形態の最初の数ステップを図３に示すが、これは、線Ａ−Ａに沿って矢印の方向に見て得た、図２で示される反応器１０の一部の概略断面側面図を提供する。

図３において、複数の中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの露出端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅによって形成される、規則的な繰り返しパターンＰに合わせる配置で、互いに平行に配置されている。本方法の本実施形態において、中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅのそれぞれの先端部３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅは、それぞれ、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの対応するものの露出端部３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅに整列させられている。整列後、複数の中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの少なくとも１つは、他とは独立して回転される。例えば、各ロッド１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは独立して回転可能であり、例えば一度に１つのロッド３２ａ（またはそれ以上、例えば、ロッド３２ａおよび３２ｃ）を回転させ、残りの４つ３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ（または３つのロッド３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ）を回転させないか、または異なる速度で回転させることができる。下文にさらに詳細に説明するように、中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを互いに独立して回転させることができることにより、それらのそれぞれを、対応する反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅのそれぞれにおいて遭遇する条件に対して独立して調整し適合させることが可能になる。

ついで、中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅのそれぞれ（その１以上は回転可能である）を矢印Ｓの方向に軸方向力を加えることにより、反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの対応するものに挿入する。軸方向力Ｓを各ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに独立して加えることができ、それにより、各ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを、他とは独立して、その対応する反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅに挿入することができる。ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅはまた、中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅのすべてに対してひとまとめにして軸方向力を加えることにより、互いと共に挿入することもできる。例えば、中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは、すべて、キャリッジ（ｃａｒｒｉａｇｅ）が移動するとき、ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅのそれぞれを回転させ、対応する反応管３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに同時に挿入できるように、軸方向に移動可能なキャリッジに取り付けられるか、またはキャリッジで運ばれることができる。もちろん、複数の中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅが用いられるという条件下で、中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅが対応する反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅに挿入され、ついで、上記で説明したように、固形物１６の少なくとも一部が取り外され、抜き出される。

次に図４を参照するが、本発明の方法は、抜き出された固形物１６を反応器１０から運び出すことをさらに含む。抜き出された固形物１６の運搬は、当業者に公知の任意の方法で達成できる。例えば、限定するものではないが、抜き出された固形物１６が、前述のとおり、反応管１４ａから、流れている流体流れＦ中に吸引された場合、中空ロッド３２と流体連通する導管３６を、流れている流体流れＦおよび抜き出された固形物１６を反応器１０から運び出すために使用することができる。図４に示すように、導管３６は、中空ロッド３２に連結し、流体連通する第１端部３８を有する。導管３６はまた、真空源、例えばアスピレータ４０（図式的に示す）と流体連通している。真空源は、流体を吸引するのに適した、当技術分野で公知の任意の通常の装置、例えば真空ポンプまたはスチームジェット排出装置であることができる。さらにまた、本発明の方法の実施形態が、図３に示すように複数の中空ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅを用いる場合、各ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは、複数のアスピレータ（図示せず）の対応する１つに独立して連結されうるか、またはより効率的に、ロッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの１以上を１以上のアスピレータ（図示せず）にひとまとめにして連結することができる。

本発明の方法のさらなるステップにおいて、抜き出し後に、固形物１６、１８は、当業者に公知の任意の手段、例えば限定するものではないが、重力、遠心力または慣性さえも用いて、流体流れＦからばかりでなく、互いに分離することもできる。以下の目的または目標：流れている流体流れから固形物の少なくとも一部を分離すること、異なる種類の固形物を互いに分離すること、異なるサイズの固形物を互いに分離すること、異なる組成物を有する固形物を互いに分離することおよび他の目的：のいずれか１つ以上のために、分離を実施することができる。

図４に示される一実施形態において、例えば、捕集装置、例えば容器４２または他の容器は、流れている流体流れＦから重力により固形物１６が分離するとき、固形物１６を捕集するために、中空ロッド３２に取り付けられた端部３８およびアスピレータ４０の間の導管３６で流体連通している。抜き出された固形物１６を、流れている流体流れＦから重力または慣性により分離することを容易にするために、バッフル（ｂｕｆｆｌｅｓ）（図示せず）を使用することができる。さらに速度が、抜き出された固形物１６を重力または慣性により、流れている流体流れＦから分離することを容易にする速度になるように、導管３６中に曲がりくねった通路（ｔｏｒｔｕｏｕｓ ｐａｔｈ）を準備し、または吸引速度を調節することにより、流れている流体流れＦの速度もまた制御し、操作することができる。導管３６中に、１以上のバッフル、反転エルボ（ｅｌｂｏｗ ｔｕｒｎｓ）またはバルブさえも含むことにより、導管３６中に曲がりくねった通路を作り出すことができる。

さらにまた、種類またはサイズによる固形物１６の分離を容易にするために追加の装置を使用することができる。例えば、固形物をサイズにより分離するために、適切なメッシュ開口サイズを有する１以上のフィルターを使用することができ（例えば、容器４２または導管３６に隣接してまたはその中の位置で）、鉄の金属を含有しない固形物から鉄の金属を含有する固形物を分離するために、所定の磁場強度の磁石を使用することができる（例えば、容器４２または導管３６に隣接してまたはその中の位置で）。アスピレータ装置に入り、その継続する運転を妨害する可能性のある微粉および粒子を最小限にするために、フィルター（図示せず）をアスピレータ４０の入口に近接して置くことができる。

サイズまたは質量により、固形物の分離を行う他の例には（図示はせず、説明を行う）、吸引速度を調節することにより流れている流体流れＦの流速を調節し、異なる平均質量の固形物が流れＦから脱落するのを捕集するために、複数の捕集装置を連続して配置する例がある。流体流れＦから最初に分離される固形物（すなわち、最も上流）は、最も大きい質量を有する固形物であり、次いで次に小さい質量、それを続けて、最後に、分離され、捕集される最も小さい質量を有する固形物が流体流れＦから脱落して容器（図示せず）中に回収される。また、流体流れＦの流速は、最も小さい質量を有する固形物が最初に抜け落ち（最も上流）、それを続けて、最後に、回収されるべき最も大きい質量の固形物が分離され捕集されるように調節できる。

上記のように、垂直配向している反応器１０およびその反応管１４ａ、１４ｂ、１４ｃに適用されるとして、これまで本発明の方法を記載し、説明してきたが、本発明の方法を、他の配向で、例えば水平配向で、または水平面に対してある角度をなして位置されるシェルアンドチューブ型反応器に適用することが可能である。図５に、第１穴あきチューブシート１２０に連結され、その中の固形物１１６に接近することを可能にするために露出されることができる複数の反応管１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを有する水平配向シェルアンドチューブ型反応器１１０の概略部分破断側面図を提供する。本発明の方法に従って、中空ロッド１３２を、対応する反応管１１４ａの露出端部１３０ａに対して軸方向に整列させる。ついで、中空ロッド１３２を矢印Ｒで示される方向に回転させ、管１１４ａ中の固形物１１６の少なくとも一部を取り外し、抜き出すために、反応管１１４ａ中矢印Ｓで示される方向に軸方向に挿入する。前記の実施形態と同様に、抜き出された固形物は任意の適切な手段、例えば導管（図示せず）により反応器１１０から運び出すことができ、さらにまた、固形物１１６は、上記のように、当技術分野で公知の任意の適切な手段で分離および回収することにより回復できる。抜き出された固形物の分離および回収は、例えば、限定するものではないが、篩い分け、浮力分離、遠心処理、磁力または他の静電気力の使用、洗浄、蒸気処理、化学溶解および酸化により達成できる。

次に、図６を参照して、固形物の一部のみ（すなわち全部未満）を反応器の反応管から取り除く、本発明の方法の他の実施形態を詳細に説明する。本実施形態は、例えば、多ステージ反応器において、複数の反応ステージの１つのみの固体触媒物質が交換を必要とする場合に有用である。本発明の方法の本実施形態は、交換を必要としない固形物の選択された部分を反応管中に実質的にそのままにして残す。

図６は、複数の反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃを有する垂直配向多ステージ反応器２１０を含む、図１Ａに示したものと同様な装置の配置の、拡大した、概略部分破断側面図を提供する。限定するものではないが、触媒物質（２６０、２６２、２６４、２６６）および不活性物質２１６ａ、２１７、２１６ｂを含む種々のタイプの固形物２１６ａ、２６０、２６２、２１７、２６４、２６６、２１６ｂを、通常、所定の充填スケジュールに従って反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃのそれぞれに配置し、反応器２１０内に反応ステージ２５０、２５２をひとまとめにして形成させる。通常運転中、図１Ａに関連して前述したとおり、反応体（図示せず）は上昇流形態で流れる。より具体的には、反応体（図示せず）は、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃのそれぞれの下端に入り、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃを通過するに従って、順に固形物２１６ａ、２６０、２６２、２１７、２６４、２６６、２１６ｂのそれぞれと接触し、反応体の少なくとも一部は反応生成物に転化される。反応生成物および他の流体は、各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの上端部を出て、ひとまとめにして生成物流れ（図示せず）を形成し、これをさらに処理、例えば分離および精製にかけることができる。一般に、上記で説明したように、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中の触媒物質の種類およびそれらが製造される方法は、本発明の方法に関連して特に限定されない。触媒物質は、反応器２１０中で実施される望ましい反応または複数種の反応を触媒できることを必要とするのみで、触媒物質は、望ましい反応に応じて、組成物、サイズ、形状などが、異なってもよいし、同様でもよいし、同じでもよい。適切な触媒物質を選択することは、充分に当業者の能力の範囲内であり、本発明の方法はこのような選択により限定されない。

触媒は、製造方法に由来するどのような粒子形および形状、例えば、球状、円柱状、環状、不ぞろいの形、またはこれらもしくは他の形状の組み合わせであっても使用できる。触媒は、使用前に、広範囲の形態（リング、固体円柱、球状、Ｕ−型、モノリスなど）に成形することもできる。例えば、触媒物質は、前記形状のいずれかばかりでなく他の形状も有する、自己支持（ｓｅｌｆ−ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ）二次元または三次元構造を形成させるために（例えば押出機で）成形することもできるし、多くの場合成形されている。触媒は、触媒的に活性な物質または不活性物質を含むことができ、当業者によって決定される任意の望ましい形状であり得る予備成形担体に適用することもできる。予備成形担体が不活性物質で作られている場合、触媒は「担持された」として知られる。

さらにまた、希釈されたバルク触媒混合物を製造し、それにより触媒の活性を低下させるかまたは改変するために、上記のように、不活性物質を種々の量で活性触媒物質と物理的に混合することができる。このような改変には、限定するものではないが、希釈されていない触媒物質に対してそのゾーンにおける反応速度を低下させる、反応温度を低く抑える、および触媒物質の有効寿命を延ばしさえする（これは商業運転プロセスに特に有用であることができる）ことを含む。

このように、種々の量の触媒物質と混合して希釈された反応ゾーンもしくはサブゾーンを形成させるか、または活性触媒物質を何も用いないで、それにより認めうる反応を起こさない１以上の不活性ステージを形成させるかのいずれかにより、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中に１以上の不活性固形物を配置することができる。必要に応じて、不活性ステージを１以上の反応ゾーンの上流、下流または中間に位置させることができる。希釈剤として触媒物質と混合させるための適切な不活性固形物は、限定するものではないが、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ホウ化ケイ素、ホウ化窒化ケイ素、酸化アルミニウム（アルミナ）、アルミノケイ酸塩（ムライト）、アルミノボロシリケート、カーボランダム、炭素繊維、耐火繊維、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化マグネシウム−アルミノケイ酸塩（コルダイト）およびクレーベース物質（例えば、オハイオ州アクロン（Ｏｈｉｏ，Ａｋｒｏｎ）のノートン・ケミカル・プロセス・プロダクツ・コーポレイション（Ｎｏｒｔｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏｒｐ）製の商標デンストン（Ｄｅｎｓｔｏｎｅ）系列の触媒担体）を含む。不活性反応ステージを形成させるための不活性固形物は、限定するものではないが、アルミナ、ムライト、カーボランダム、鋼（ステンレススチールを含む）、セラミックス、ホウケイ酸ガラスならびに、銅、アルミニウム、白金、モリブデン、クロム、ニッケル、鉄、バナジウムおよびリンの１以上を含む物質を含む。

触媒は、各サブゾーンにおいて不活性固形物で種々の程度に希釈されることができるので、任意の特定の反応ゾーンは、たとえ同じ組成物の触媒物質を含む各サブゾーンであっても、種々の触媒活性の２以上のサブゾーンを有することができることが指摘される。例えば、反応ゾーンは、反応ゾーンの全長に沿って徐々に少なくなる割合の不活性物質と、触媒物質を混合したサブゾーンの連続に起因する、プロセス流れの方向の反応ゾーンの全長に沿った触媒活性の増加勾配を有することができる。このように、同じ反応ステージのサブゾーンは、それぞれ、同じ組成物を有する触媒物質の少なくとも一部を含有し、従って、異なる速度、転化および選択性で同じ反応に触媒作用を及ぼす。

不活性物質の粒子形状は特に限定されない。不活性固形物の典型的な形状は、例えば、ラシヒリング、スフェア、サドル、微粒子、シリンダー、リング、小片、フィラメント、メッシュおよびリボンを含む。不活性物質の大きさと形は、限定するものではないが、望ましい反応、使用装置、運転条件および反応プロセスの規模を含む種々の要素に基づき、当業者が決定できる。例えば、反応ステージの間におけるプロセス流体の温度を急冷する不活性物質の選択を検討物質の１つとすることができるが、これは、プロセス流体が不活性物質中を流れるとき、感知できる、または容認できない圧力低下を引き起こさない。

触媒の微粒子形状が球状であり、反応管の内径のかなりの部分を占めない直径を有するとき、比較的容易に触媒を反応管から取り外し、抜き出すことができる。しかしながら、触媒が非球状、形状が不規則および／または反応管の内径のかなりの部分を占める場合、例えば、内径、７／８インチを有する反応管内の長さ３／８〜１／２インチ、直径３／８〜１／２インチのペレットの場合、触媒粒子が反応管内でブリッジングを起こす場合があり、しばしばおこすので、触媒物質の除去はより困難となりうる。さらに、触媒粒子は、反応器の運転中に使用される高温の結果として互いに、および反応管壁に融着する場合があり、その結果、管からの触媒物質の除去がより困難になる。

図６に示される多ステージ反応器２１０は、Ｃ_２〜Ｃ_５アルケンの２ステップ気相触媒部分酸化（以後、「酸化プロセス」と呼ぶ）を実施するように構成されている。酸化プロセスは、一般に以下のように２ステップで進行する：第１反応ステップにおいて、第１触媒の存在下でプロピレンはアクロレインに転化され、次いで、第２反応ステップにおいて、典型的には第１触媒とは異なる組成物を有する第２触媒の存在下で、第１ステップにおいて生成されたアクロレインはアクリル酸に転化される。このように、酸化プロセスのために用いられる充填スケジュールは、通常、反応器２１０の反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中に順次配置された少なくとも２つの反応ステージ２５０、２５２の形成に帰する。より具体的には、酸化プロセスの第１反応ステップが起こる第１反応ステージ２５０、および酸化プロセスの第２反応ステップが起こる第２反応ステージ２５２が存在する。第１および第２反応ステージ２５０、２５２のそれぞれは、さらに以下に詳細に記載されているように、種々のサブゾーンおよび不活性ステージを含む。一方または両方の反応ステージは、１以上のサブゾーンおよび／または不活性ステージを有することができる。

図６に示されるように、プロピレンからアクロレインへの転化を触媒することができる第１触媒組成物２６０、２６２は、第１反応ステージ２５０に配置され、アクロレインからアクリル酸に転化させることができる第２触媒組成物２６４、２６６は、第２反応ステージ２５２に配置される。酸化プロセスの２反応ステップを実施するのに適した触媒組成物２６０、２６２、２６４、２６６およびそれらの製造方法は、一般に公知であることが指摘される。このような触媒は、通常１以上の金属元素酸化物を含み、「金属酸化物」または「混合金属酸化物」として知られ、従って、以後一般的にひとまとめにして「酸化触媒」と呼ぶ。酸化触媒は、限定するものではないが、初期湿潤含浸法、化学蒸着法、水熱合成、溶融塩法、共沈法および他の方法を含む、当技術分野で公知の任意の方法により製造できる。適切な酸化触媒組成物およびそれらの製造方法の例は、限定するものではないが、米国特許第６，３８３，９７８号、第６，４０３，５２５号、第６，４０７，０３１号、第６，４０７，２８０号、第６，４６１，９９６号、第６，４７２，５５２号、第６，５０４，０５３号、第６，５８９，９０７号、第６，６２４，１１１号、ならびに欧州特許出願公開ＥＰ第１０９７７４５号、ＥＰ第０７００７１４号、ＥＰ第０４１５３４７号、ＥＰＡ第０４７１８５３号およびＥＰＡ第０７００８９３号の１以上に記載されているものを含む。

次に、多ステージ反応器２１０の反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃにおける充填スケジュールをより詳細に説明する。本明細書記載の充填スケジュールは、単に、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃにおける固形物の多くの可能な配置の１つに過ぎず、本発明の方法の有効な実施は任意の特定の充填スケジュールへの適用に限定されないことが理解されなければならない。さらにまた、関連の技術分野における当業者は、本開示および当技術分野で得られる一般的知識に基づいて、過度の実験を要することなく、本発明の方法を首尾よく容易に実質的に任意の充填スケジュールに適用することができるであろう。

図６に示すように、各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃは、同じ充填スケジュールに従って、固形物２１６ａ、２６０、２６２、２１７、２６４、２６６、２１６ｂで充填または装填されており、これは、一般に、同種の固形物が同じ順番および同じ量でその中に配置され、各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中に、同様に位置する反応ステージ、ゾーン、およびサブゾーン２５０、２５２、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２を形成する。反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃはひとまとめにして互いに平行に整列させられているため、多ステージ反応器２１０の反応ステージ、ゾーンおよびサブゾーン２５０、２５２、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２は、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの対応する集合反応ステージ、ゾーンおよびサブゾーン２５０、２５２、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２により形成される。例えば、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃのそれぞれの反応サブゾーンＡ１は、ひとまとめにして反応器２１０の対応する反応サブゾーンＡ１を形成する（図６参照）。このように、第１反応ステージ２５０の「第１サブゾーン」Ａ１が記載されるとき、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃのすべての集合第１サブゾーンＡ１も指すと理解されるべきである。

図６に示すように、最初の不活性ステージＸ１を形成するある量の不活性物質２１６ａが、各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中、第１反応ステージ２５０の上流に配置される。すなわち、この典型的な実施形態において、反応体（図示せず）はまず最初の不活性ステージＸ１に入る。第１反応ステージ２５０において、２つの反応サブゾーンＡ１、Ａ２が存在し、そのそれぞれは、プロピレンをアクロレインに転化するための第１触媒組成物２６０、２６２のある量を含有する。さらに、この典型的な実施形態において、第２反応ステージ２５２はまた２つの反応サブゾーンＢ１、Ｂ２を含み、そのそれぞれは、第１反応ステージ２５０からの生成物アクロレインをアクリル酸に転化するための第２触媒組成物のある量を含有する。不活性物質２１７のある量を含む中間不活性ステージＸＸは、第１および第２反応ステージ２５０、２５２の間に配置され、より具体的には、第１反応ステージ２５０の第２反応サブゾーンＡ２と第２反応ステージ２５２の第１反応サブゾーンＢ１の間に配置される。不活性物質２１６ｂの他のある量が、各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ内に配置され、末端の不活性ステージＸ２を形成し、これは第２反応ステージ２５２の下流、すなわち、第２反応ステージ２５２の第２反応サブゾーンＢ２の下流に隣接して配置される。

反応器２１０に対する不活性ステージＸ１、ＸＸ、Ｘ２の位置決めは決定的ではなく、本実施形態に関連して本明細書に記載した以上でも以下でもあり得ることが指摘される。例えば、当業者には容易に理解されるように、中間不活性ステージＸＸは、図６に示されるように、必ずしも反応器２１０および反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの中央に置かれる必要はなく、また第１および第２反応ステージ２５０、２５２の間におかれる必要もない。むしろ、中間不活性ステージＸＸは、当業者が有用であると決定したところであればどこでも位置できることが完全に許容できる。例えば、充填スケジュールが第１および第２反応ステージ２５０、２５２間の界面が反応器２１０および反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの縦方向センター以外の位置に位置するようにされる場合、中間不活性ステージＸＸはもちろんその界面に整合した場所に位置することができる。他の例として、中間不活性ステージＸＸは、別の隣接するサブゾーン間に、例えば、第２反応ステージ２５２の第１および第２サブゾーンＢ１、Ｂ２の間に位置することができる。反応器２１０はまた、反応器シェル２１２を、第１および第２反応ステージ２５０、２５２と釣り合った２つの体積領域（それ自体は図示せず）に物理的に分割する中間チューブシート（図示せず）を有することもできる。このような中間チューブシートは、その体積領域のそれぞれのシェル側を通る、異なる温度の流体を循環させることにより、反応ステージ２５０、２５２のそれぞれの温度を互いに別々に調節する能力を提供する。中間不活性ステージＸＸは、中間チューブシートに近接する位置に（すなわち、上流、下流または中間チューブシートにまたがって）位置することができ、時に位置する。さらに、２以上の中間不活性ステージを存在させることができる。例えば、１つの中間不活性ステージＸＸを第１および第２反応ステージ２５０、２５２の間に位置させることができ、もう１つを２つの別の隣接するサブゾーンの間、例えば第１反応ステージ２５２の第１および第２サブゾーンＡ１、Ａ２の間に位置させることができる。同様に、最初および末端の不活性ステージＸ１、Ｘ２の一方または両方は、それぞれ存在してもしなくてもよい。

さらにまた、不活性ステージＸ１、ＸＸ、Ｘ２のそれぞれにおける不活性物質２１６ａ、２１７、２１６ｂは、同じ組成物、形状およびサイズを有することができる。同様に、組成物、形状およびサイズの１以上は、最初および末端の不活性ステージＸ１、Ｘ２における不活性物質２１６ａ、２１６ｂがそれぞれ商標デンストン（Ｄｅｎｓｔｏｎｅ）を含み、中間不活性ステージＸＸ中の不活性物質２１７がラシヒリングを含む、典型的な本実施形態におけるように、不活性ステージＸ１、ＸＸ、Ｘ２の１以上の不活性物質間で異なることができる。１以上の不活性ステージにおいて、どの種類（すなわち、組成物、形状、サイズなど）の不活性物質を使用するかの決定は、従来の技術において、当業者の能力の範囲内である。

典型的な本実施形態において反応ステージ２５０、２５２のそれぞれのサブゾーンＡ１、Ａ２およびＢ１、Ｂ２は、反応ステージ２５０、２５２のそれぞれの下流の第２サブゾーンＡ２、Ｂ２のそれぞれが、上流の第１反応サブゾーンＡ１、Ｂ１よりも高い触媒活性を有するため、互いに異なる。触媒活性におけるこの差異は、限定するものではないが、当該分野で公知の種々の方法、例えば、触媒合成方法を変えること（例えば、焼成温度を変えること、追加の中間加熱または冷却ステップを入れることなど）、下流である第２サブゾーンＡ２、Ｂ２により高い濃度のバルク触媒物質を装填すること（例えば、触媒に不活性物質をより少なく混合するかまたは不活性物質を混合しないで）、または下流である第２サブゾーンＡ２、Ｂ２のそれぞれを、それぞれの上流である第１反応サブゾーンＡ１、Ｂ１よりも長くし、それにより第２反応サブゾーンＡ２、Ｂ２のそれぞれにおいて体積および反応体接触時間を増加させることを含む方法で達成できる。

図６に示される本実施形態において、例えば、第１反応ステージ２５０の第１反応サブゾーンＡ１に配置された第１触媒組成物を適切な量の不活性（または「希釈剤」）物質と混合し、純粋な第１触媒組成物を６６重量％、不活性物質、例えば粒子状のセラミック固形物を３４重量％の濃度で有する希釈された第１触媒組成物２６０を得た。純粋な、希釈されていない第１触媒組成物の５０重量％〜８０重量％の濃度を使用することができ、純粋な第１触媒組成物の６６重量％〜７０重量％の濃度でさえも使用することができる。当業者には当然のことながら、第１サブゾーンＡ１における希釈された第１触媒組成物２６０は、第２サブゾーンＡ２における純粋な第１触媒組成物２６２よりも活性が低い。第１サブゾーンＡ１における希釈された第１触媒２６０の量は、不活性ステージＸ１の上におおよそ同じ高さまで（図６のＡ１参照）各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに充填される。第１反応ステージ２５０の第２サブゾーンＡ２は、不活性ステージＸ１の上方に、おおよそ同じ高さまで（図６のＡ１＋Ａ２参照）各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃが充填される、純粋な第１触媒組成物２６２のある量を含む。

さらに、第２反応ステージ２５２の第１反応サブゾーンＢ１に配置された第２触媒組成物を適切な量の不活性（または「希釈剤」）物質と混合して、純粋な第２触媒組成物を７５重量％、および不活性物質、例えば粒子状セラミック固形物を２５重量％の濃度で有する希釈された第２触媒組成物２６４を得た。純粋な、希釈されていない第２触媒組成物の６０重量％〜９０重量％の濃度を使用することができ、または純粋な第２触媒組成物の７０重量％〜８７重量％の濃度でさえも使用することができる。当業者には当然のことながら、第１サブゾーンＢ１における希釈された第２触媒組成物２６４は、第２反応ステージ２５２の第２サブゾーンＢ２における純粋な第２触媒組成物２６６よりも活性が低い。図６に示される典型的な実施形態において、第１サブゾーンＢ１における希釈された第２触媒２６４の量は、不活性ステージＸ１の上方におおよそ同じ高さまで（図６のＡ１＋Ａ２＋ＸＸ＋Ｂ１参照）各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに充填される。第２反応ステージ２５２の第２サブゾーンＢ２は、最初の不活性ステージＸ１の上方におおよそ同じ高さまで（図６のＡ１＋Ａ２＋ＸＸ＋Ｂ１＋Ｂ２参照）各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃを充填する純粋な第２触媒組成物２６６のある量を含む。

ある期間の運転後、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃは、通常、触媒および不活性物質に追加して、固形物、例えば限定するものではないが、反応の生成物（例えば、副生成物、炭質堆積物）、１以上のプロセス流と共に導入された不純物、このような不純物の誘導体および触媒物質の移行成分を含む。典型的な本実施形態の多ステージ反応器２１０は、触媒がそれぞれ経験したある期間、例えば、少なくとも１，０００時間の操業時間（「ＴＯＳ」）の間を本質的に継続して運転されてきた。このように、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃは、すべての上記の固形物のある組み合わせを有し、少なくとも一部の固形物は、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中に強固にはまりこむか、ブリッジングを起こし、固形物を再使用のために不適切にする構造的損傷を引き起こすことなく抜き出すことを困難にしている。

さらにまた、第２反応ステージ２５２中に配置された第２触媒組成物２６４、２６６は、商業的に必要とされるレベルでもはや機能しない程度まで触媒活性を失っているのに、第１触媒組成物２６０、２６２は第１反応ステージ２５０において許容できるように機能しつづけるということは時々あることである。このような場合、第２触媒組成物２６４、２６６は第２反応ステージ２５２において除去され交換されるべきであることは明白であるが、抜き出され、交換される場合、第１触媒組成物２６０、２６２は損傷を受け、毀損されると考えられ、従って、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中に、そのままにして取り残されるべきである。

一般に、部分的な触媒除去および交換には、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ中の固形物の総量によって占められる全体積に基づいて、固形物の体積の約９５％〜５％の任意の量を抜き出すことを必要とする可能性がある。もちろん、固形物のどの割合または量が抜き出され、交換されるべきかを決定することは、反応プロセスの特定の種類、使用される装置およびプロセス条件ばかりでなく、固形物の種類および用途、例えば装置の管中の触媒物質の種類およびプロセス条件に基づいて、当業者により容易に決定できる。例えば、図６に示される装置において、固形物２１６ｂ、２６０、２６２、２６４、２６６の「選択された」（除去され、交換されるべき）部分（２１６ｂ、２６６、２６４）は、最終不活性ステージＸ２における不活性物質２１６ｂばかりでなく、純粋な第２触媒組成物２６６および第２反応ステージ２５２中の希釈された第２触媒組成物２６４を含む。

多ステージ反応器２１０における固形物の充填スケジュールは既知であるので、充填スケジュールが正しく的確に反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃのそれぞれに適用されたと仮定すれば、種々の反応ステージ２５０、２５２、サブゾーンＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２および不活性ステージＸ１、ＸＸ、Ｘ２のそれぞれが始まり終わる位置または場所もまた既知である。開始位置および終了位置は、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃのどちらかの端部から、特定されるように、例えば対応する反応管２１４ａの露出端部２３０ａから、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの軸方向に沿って測定できる（図６参照）。

例えば、最終不活性ステージＸ２は、反応管２１４ａの露出端部２３０ａに隣接して開始し、露出端部２３０ａからの既知の距離（Ｘ２）（図６参照）の位置で終了する、対応する反応管２１４ａ中に配置される不活性物質２１６ｂを含む。第２反応ステージ２５２の第２サブゾーンＢ２は、最終不活性ステージＸ２の端部に隣接して開始し、反応管２１４ａの露出端部２３０ａから既知の距離（Ｘ２＋Ｂ２）の位置でそれ自体が終了する、対応する反応管２１４ａ中に配置される純粋な第２触媒組成物２６６を含む。第２反応ステージ２５２の第１サブゾーンＢ１は、第２サブゾーンＢ２の端部に隣接して開始し、反応管２１４ａの露出端部２３０ａから既知の距離（Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１）の位置でそれ自体が終了する、対応する反応管２１４ａ中に配置された希釈された第２触媒組成物２６４を含む。「停止位置」は、通常、反応管２１５ａの露出端部２３０ａと、反応管２１４ａ中に残される固形物が存在する位置との軸方向距離を決定することにより決定および選択される。本実施形態において、図６に示される装置から除去される固形物（２１６ｂ、２６６、２６４）の選択された部分が、既知の距離Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１（すなわち、反応管２１４ａの露出端部２３０ａから第２反応ステージ２５２の第１サブゾーンＢ１の端部まで）まで伸びるので、「停止位置」は、反応管２１４ａの露出端部２３０ａから第２反応ステージ２５２の第１サブゾーン２６４の端部まで下方にのびる距離Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１に選択される（図６参照）。

さらに、本実施形態において、第１および第２反応ステージ２５０、２５２を分離している中間不活性ステージＸＸは、第１サブゾーンＢ１の端部で開始し、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ内で、中間不活性ステージＸＸの端部までの既知の距離（Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１＋ＸＸ）に下方に伸び、そこで第１反応ステージ２５０が開始する（図６参照）。上記のように、第１反応ステージ２５０に配置される第１触媒組成物２６０、２６２は、十分な活性および性能を持ち続けているので、除去されるべきではない。中空ロッド２３２の先端部２３４は、一時たりとも反応管２１４ａの露出端部２３０ａ内からＸ２＋Ｂ２＋Ｂ１＋ＸＸの距離を超えて反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに挿入されるべきではないことは、当業者には明らかであろう。従って、第２反応ステージ２５２の第２触媒組成物２６４、２６６のみが除去される場合において、作業者が、回転しているロッド２３２の先端部２３４の位置を、それを反応管２１４ａに挿入しながら、評価しモニターするとき、中間不活性ステージＸＸには許容誤差（すなわち、ＸＸの距離）の余地がある。

本発明の方法のこの「部分除去」の実施形態に従った、固形物、特に不活性固形物２１６ｂに対する損傷を最小限にしながら（これによりこれらは再使用に適したものになる）の、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃからの固形物（２１６ｂ、２６６、２６４）の選択された部分の除去を、以下に詳細に説明する。本実施形態の最初の数ステップは、よく知られたステップであり：（Ａ）対応する反応管２１４ａに対して中空ロッド２３２を軸方向に整列させ、（Ｂ）対応する反応管２１４ａの露出端部２３０ａに先端部２３４が近接するように中空ロッド２３２の位置決めをおこない、（Ｃ）中空ロッド２３２を（矢印Ｒにより示される方向に）回転させ、ついで（Ｄ）その先端部２３４が、除去される固形物２１６ｂ、２６６、２６４の少なくとも一部と物理的に接触するように、ロッド２３２を回転させつつ、矢印Ｓにより示される方向に、対応する反応管２１４ａの露出端部２３０ａに軸方向に挿入する。

回転している中空ロッド２３２の挿入後、回転している中空ロッド２３２に制御された軸方向力（矢印Ｓの方向に）を加え、反応管２１４ａ中で遭遇する固形物２１６ｂに対して先端部２３４を制御可能に押しつけることにより、上記のように、固形物（２１６ｂ、２６６、２６４）の選択された部分の取り外しを開始する。固形物２１６ｂの個々の粒子を取り外すとき、矢印Ｓの方向における継続し制御された軸方向力を加えることにより、固形物２１６ｂ、２６６、２６４の選択された部分のすべてが取り外されるまで、より多くの固形物２１６ｂ、２６６、２６４を取り外すために、対応する反応管２１４ａ中に回転している中空ロッド２３２がさらに着実に推進される。

固形物２１６ｂ、２６６、２６４が遊離され、取り外されるとき、それらは回転している中空ロッド２３２を通して、流れている流体流れ（矢印Ｆで図式的に示す）中に吸引することにより、対応する反応管２１４ａから抜き出される。除去される固形物（２１６ｂ、２６６、２６４）に対する損傷を最小限にするために、制御された様式で軸方向力Ｓが加えられる。例えば、取り外しステップ中、中空ロッド２３２の回転および軸方向力Ｓの適用は、モニターされ、調節され、一時的に停止することすらでき、それにより回転しているロッド２３２により発揮される回転力を主として固形物を取り外すように働かせ、それにより、固形物、例えば不活性固形物２１６ｂの少なくとも一部に対する損傷は最小限になり、再使用のためのそれらの構造的適性は確実になる。抜き出し後、不活性固形物２１６ｂは、上記で説明したものを含め、任意の公知の手段で他の抜き出された固形物（２６４、２６６）と分離することができ、それらを同じ反応器２１０、異なる反応器またはまったく異なるプロセスもしくは使用において再使用に適したものにするために、限定するものではないが、加熱、溶媒、例えば水、アルコール、酸などによる洗浄、蒸気によるフラッシングおよびそれらの組み合わせを含む当業者に公知の任意の方法で、リンスまたは洗浄することもできる。

中空ロッド２３２の先端部２３４の軸方向の動きおよび位置はモニターでき、先端部２３４が停止位置に近接して位置するとき、すなわち典型的な本実施形態において、先端部２３４が対応する反応管２１４ａの露出端部２３０ａからある距離Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１で位置するとき、中空ロッド２３２の軸方向の動きを停止させることができる。回転しているロッド２３２の先端部２３４の軸方向の動きのモニターを容易にするために、反応管２１４ａ中にいまだ挿入されていないロッド２３２の部分上のマーキングを読み取ることができ、露出端部２３０ａからロッド２３２がどのくらい挿入されたかを示すように、回転しているロッド２３２上に、それぞれが先端部２３４からの直線距離を示すマーキングをつけることができる。この情報から、先端部２３４の位置、すなわち、先端部が反応管２１４ａでどの軸方向位置に位置するかを評価することができる。

実際問題として、反応器の反応管から固形物の除去を開始する前に、反応器の運転を中止し、反応管から反応流体および任意の遊離した粒子をフラッシングする必要がある。このことは、当業者が決定可能な通常または他の任意の適切な方法により達成することができ、本発明の方法を特に限定するものではない。例えば、１つの運転停止方法は、以下の処置を含む：反応器を運転停止し、反応器への流体および他の物質の供給を停止するためにフィードラインを閉じるかまたは接続を切り、プロセス流体を反応器出口から流れ続けさせ、反応管から任意の残りのプロセス流体および任意の残りの遊離した粒子状固形物を強制的に出すために、反応器にガス状流体（窒素、空気または水蒸気など）のショットを供給する。場合により、有意な量で存在する場合がある任意の炭質堆積物の少なくとも一部を酸化し取り外すために、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに加熱酸素含有気体または他の流体流れを供給することを含む、デコーキング（ｄｅｃｏｋｉｎｇ）ステップを実施することもできる。

固形物、例えば触媒および不活性物質の除去および交換に複数の作業者が何日も何週間も関与する可能性があり、数が１０，０００、または３０，０００またはそれ以上ですらありうる複数の反応管のそれぞれに関連して順々に多くの別個の処置が存在するという事実を踏まえると、１以上の固形物の交換中に、各反応管の状態を追跡し伝達することが必要である。各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの「状態」は、それらから固形物を除去するために方法またはプロセスのどのステップが各管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに首尾よく適用されたかを示すものであり、従って、状態はまた、任意の所定の反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃに関連して、どのステップが次になされるべきかも示すものである。除去および交換中、任意の所定の時間に反応管の状態を効率的に追跡し伝達するために、簡単でよく整った追跡手順が開発された。

より一般的には、進行中のプロセスの状態を追跡し、および伝達するために本手順を適用でき、すなわち、プロセスの実施中、プロセスが順次に実施される少なくとも２ステップを含むとき特に有用であるが、１または２ステップのみを有するプロセスに適用することもできる。

本手順は、進行中のプロセスの状態を追跡し、および伝達するための方法であり、複数のコード部材を有するコードを準備し、進行中のプロセスの各ステップとコード部材を関連付け、それぞれがコード部材を付けた複数の標識を準備するステップを含む。対応する管の端部と共同して共に耐水シールを形成するように各標識は寸法および形状を合わせられている。本方法は、直前に完了したステップと関連した、管に関するコード部材を有する標識を管の露出端部に置くことにより、各管に関してどのステップが直前に完了したかを作業者に伝達することをさらに含む。

本発明を参照して、本方法はまた、固形物の全部または一部の除去および交換中に、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの状態を追跡し、および伝達することを含むことができる。以下に説明するように、各反応管に本方法の少なくとも１つのステップが実施された後に、コードに従って、反応管のそれぞれの接近可能な露出端部にコード部材を有する標識を置くことにより、作業者が、反応管のそれぞれについて、次にどのステップを実施するか決定することを可能にする。

一般に、管に実施されているプロセスにかかわらず、
２２．順次に実施される少なくとも２つのステップを有する進行中のプロセスの状態を追跡しおよび伝達するための方法であって、
（ａ）複数のコード部材を有するコードを提供し、進行中のプロセスの各ステップとコード部材を関連付け；
（ｂ）各標識がコード部材を有する複数の標識であって、そのそれぞれが、対応する管の端部と共同して共に耐水シールを形成するような寸法および形状にされた複数の標識を提供し；
（ｃ）直前に完了したステップと関連したコード部材を有する標識を管の露出端部に置くことにより、各管に関してどのステップが直前に完了したかを作業者に伝達する
ことを含む前記方法。

取り外し、および抜き出すプロセス中に各反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの状態を追跡し、および伝達することは、以下のように、例えば、管カバー、例えば蓋、または図６に示されるプラグ２７０およびコードであることができる複数の標識を用いて達成することができる。管カバーは、それぞれ、各反応管２１４ａの露出端部２３０ａをしっかりとおおい、ふさぐための寸法および形状にされている。例えば、限定するものではないが、管カバーは、ジャーの蓋と同様に、各反応管２１４ａの露出端部２３０ａ上にしっかりと適合する蓋（それ自体は図示せず）として、それぞれ寸法および形状を合わせることができる。また、特に図６に示すように、管カバーは、対応する反応管２１４ａの露出端部２３０ａに少なくとも部分的に挿入可能であるプラグ２７０としての寸法および形状にされていてもよい。形状にかかわらず、各管カバーは対応する反応管２１４ａの露出端部２３０ａに耐水シールを形成するべきであり、そのように置いた場合、作業者にとって肉眼で見え、接近可能であるべきである。管カバーの典型的な構成物質は、限定するものではないが、ポリエチレン、コルクおよびゴムを含む。本発明に従った標識としての使用に適した管カバーの種々の種類および形状の販売元は、米国ニューヨーク州バッファロー（Ｂｕｆｆａｌｏ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）のキャプラグス社（Ｃａｐｌｕｇｓ）である。もちろん他の販売元も存在し、市販の供給業者の関与なしに、標識をカスタム加工または製造することもできる。

コードは複数の標識を協力して用い、当業者によく知られた任意の公知の記録および伝達手段であることができる。例えば、限定するものではないが、プラグ２７０は色分けすることができ、またはそれらの表面に異なるマーキング、番号、もしくは記号を有することもでき、または抜き出しおよび交換プロセスのステップの間に作業者がプラグ２７０上に書き込むこともできる。

本発明を限定することを意図しないが、特定例として、コードが色分けされたプラグ２７０を含む場合、複数の黄色プラグ、青色プラグ、赤色プラグなどを用意し、各色を異なる状態を示すように割り当てることができる。例えば、反応管のプロセス流体がパージされ、乾燥されており、よって本発明の方法に従って固形物の取り外しおよび除去の準備ができていることを示すために、黄色を選択することができる。固形物の全部または、必要に応じて選択された部分が反応管から取り外され、抜き出されているため、管はさらなる洗浄および／または新規固形物の充填の準備ができていることを示すために、青色を選択することができる。特定の反応管２１４ａにおいて、固形物を取り外し抜き出すことに困難があったため、管は再訪される必要があることを示すために赤色を選択することができる。そこから固形物の除去を必要としない溶接管を示すために、他の色を選択することができる。

前述の標識およびコードを用いて、反応管の状態を追跡し、および伝達することを実行するために、異なる色のプラグを反応管に挿入することができ、同様に、除去および交換プロセスの間の適切な時点で、他の色のプラグに交換されることもできる。より具体的には、反応器が運転停止し、プロセス流体および遊離固体粒子が反応管からフラッシングされた後、各反応管の端部に黄色プラグを挿入することができ、このような黄色プラグを有する反応管は本発明の方法に従って固形物の除去および抜き出しの準備ができていることを示し、および伝達することができる。フラッシング手順中に居合わせなかった作業者でも、黄色プラグをみることにより、フラッシングが完了し、どの反応管が固形物の取り外しおよび抜き出しの準備ができているかを知ることになる。１以上の反応管が固形物を取り外し抜き出す準備ができている場合、黄色プラグ（単数または複数）は、もちろん、使用される特定の装置により、整備されうる数の管から除去される。

１以上の反応管のそれぞれから望ましい固形物の除去および抜き出しが完了したとき、それらの露出端部に青色プラグを挿入することができ、固形物のすべてまたは選択された部分が抜き出され、反応管が交換用固形物、例えば新鮮な未使用の触媒物質で再充填される準備ができていることを示すことができる。特定の反応管に固形物が特にぎっしり詰まりはまりこんでいる場合、その反応管の露出端部に赤色プラグを置くことができ、固形物がその中に残り、作業者は残った固形物を除去するためにこの反応管に特に注意する必要があることを示すことができる。このように、問題が存在しない反応管のすべてに関して、取り外しおよび抜き出し作業を継続し完了することができ、一方で他の作業者は、これらの反応管に残っている固形物に特定の注意および圧力を適用するために、取り外されるべき固形物をいまだ含有する反応管を再検討することができる。

当業者には容易に理解されるように、反応管のそれぞれは、適用可能な充填スケジュールに従って新規な固形物で再充填される。複数のゾーンおよびサブゾーンを形成するために、充填スケジュールが、異なる固形物による反応管のすべてまたはその一部の再充填を必要とする場合、１以上のこのようなゾーンまたはサブゾーンが形成された後に、特定の対応するゾーンまたはサブゾーンの完了を示すために、有色プラグ２７０を管の露出端部に再度置き、異なる色を割り当てることができる。各反応管中に各ゾーンおよびサブゾーンが形成されるとき、異なる色のプラグにより、有色プラグを交換することができる。このように、再充填プロセスを行う作業者は、有色プラグを見て、それらの色に従ったそれらの意味を解読することにより、ゾーンまたはサブゾーンのどれが装填されたかを決定することができ、同様に、各反応管に関して、次にどのゾーンまたはサブゾーンが形成されるべきかを決定することができる。

本発明の方法の他の実施形態は、例えば、限定するものではないが、末端の不活性ステージＸ２の固形物２１６ｂ、２６６、２６４および第２反応ステージ２５２に加えて、中間不活性ステージＸＸからの固形物２１７の除去を含めて有用であることができる。本発明の方法の他の実施形態は、反応器２１０の完全な洗浄および再充填を実施するための、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃからのすべての固形物２１６ｂ、２６６、２６４、２１７、２６２、２６０、２１６ａの除去である。反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃからすべての固形物２１６ｂ、２６０、２６２、２１７、２６４、２６６、２１６ｂを除去するために本発明の方法を使用することにより、Ｘ２、Ｘ２＋Ｂ２、Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１、Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１＋ＸＸ、Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１＋ＸＸ＋Ａ２、Ｘ２＋Ｂ２＋Ｂ１＋ＸＸ＋Ａ２＋Ａ１およびＸ２＋Ｂ２＋Ｂ１＋ＸＸ＋Ａ２＋Ａ１＋Ｘ１の距離での中間停止位置を使用でき、抜き出された固形物が異なる回収容器に割り当てられるべきであることを指示できるので、固形物をそれらの異なる種類および組成物に容易に分離することを促進する。すべての固形物が抜き出される必要がある場合、中間不活性ステージＸＸの固形物２１７をさらに取り外し抜き出すことを含めるか含めないで、末端の不活性ステージＸ２および第２反応ステージ２５２から固形物２１６ｂ、２６６、２６４を取り外し抜き出し、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの下端部から上方に挿入したフィッシュテープ（図示せず）を用い、残った固形物２１６ａ、２６０、２６２（および必要に応じて２１７）を取り外し、残った固形物２１６ａ、２６０、２６２（および必要に応じて２１７）を反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの底部から落とさせることにより、本発明の方法は旧来の（前記の）フィッシュテープ方法と共に使用することができることが指摘される。その結果、本発明の方法は、抜き出された固形物２１６ｂ、２６６、２６４（および場合により２１７）を互いに分離することを容易にし、一方で残りの固形物２１６ａ、２６０、２６２（および必要に応じて２１７）の分離は当業者に公知の任意の方法で達成できる。

前記の様に、抜き出しおよび分離後、不活性固形物２１６ｂ、２１７は、それらを同じ反応器２１０、異なる反応器またはまったく異なるプロセスもしくは使用において再使用に適したものにするために、限定するものではないが、加熱、溶媒、例えば水、アルコール、酸などによる洗浄、蒸気によるフラッシングおよびそれらの組み合わせを含む当業者に公知の任意の方法で、リンスまたは洗浄することもできる。

さらに、本発明の方法は、反応器２１０の完全な洗浄および再充填を実施するために、反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃからすべての固形物２１６ｂ、２６６、２６４、２１７、２６２、２６０、２１６ａを除去するために使用する場合、すべての固形物２１６ｂ、２６６、２６４、２１７、２６２、２６０、２１６ａが抜き出された後、管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃの再充填の実施の前に、空の反応管２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃを洗浄することをさらに含むことができる。例えば、商標ウォーターレーザー（ＷＡＴＥＲＬＡＺＥＲ）として知られ、米国テキサス州ディアパーク（Ｄｅｅｒ Ｐａｒｋ，Ｔｅｘａｓ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）のハイドロケム社（ＨｙｄｒｏＣｈｅｍ）から市販されている方法および装置は、取り外しおよび抜き出し作業後に残っている任意の固形物、堆積物などを除去するために、反応管の内部表面に４０，０００ポンド／平方インチ以下の高圧で、柔軟な回転可能かつ軸方向可動のランスとノズルの組み合わせで水を導くことが可能である。もちろん、管を損傷することなく、反応管から、残った固形物、堆積物および付着物を洗浄およびフラッシングすることが可能な任意の方法または装置が使用されうる。

本発明はまた、シェルアンドチューブ型反応器の１以上の反応管からの固形物の取り外しおよび抜き出しの間、固形物に対する損傷を最小限にするための装置を提供する。本装置は、取り外しおよび抜き出し後に、抜き出された固形物の少なくとも一部を構造上再使用に適したままにしつつ、固形物の少なくとも一部を取り外し、抜き出すことを容易にする。

次に、本発明の装置の基本的で一般的な実施形態を、固形物３１６ｂ、３１８を含有し、その少なくとも一部が取り外され、抜き出される必要があるシェルアンドチューブ型反応器３１０での使用における、本発明に従った装置３４６の種々の図を提供する図７〜１０を参照して少し詳しく説明する。より具体的には、図７は装置３４６の概略正面図および反応器３１０の部分断面破断図を提供し、ここで、反応器３１０は、互いに平行であり、そのそれぞれは、その中に固形物３１６ｂ、３１８を含有する複数の垂直配向反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃを有する。装置３４６は、取り外し、および抜き出す間、固形物３１６ｂ、３１８の少なくとも一部に対する損傷を最小限にするように設計され適合されている。一般に、装置３４６は、取り付け組立体３５４および、取り付け組立体３５４に対して移動可能に取り付けられたキャリア３４８を有する。取り付け組立体３５４の少なくとも一部、例えばフレーム３５６は、装置３４６の運転中、反応器３１０および反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃに対して静止したままであるように適合されている。

さらに、図７を参照して、装置３４６はまた、少なくとも１つの中空ロッド、例えば示された複数の中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃを有する。もちろん、装置３４６は単一の中空ロッドを有することができることが理解されるが、図に示すように、複数の中空ロッドを有する装置３４６により、一度に反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃの２以上から固形物を取り外し、抜き出すことが容易となり、これにより、固形物を抜き出し交換する全プロセスが促進される。複数の中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃのそれぞれは、キャリア３４８上に取り付けられ、互いに平行に配向され、反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ（パターンは図示せず、例えば前述の図２参照）の露出端部３３０ａ（３３０ｂ、３３０ｃ、図示せず）により形成される規則的な繰り返しパターンに合わせる配置で配置されている。

さらにまた、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃは、反応器３１０の対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ中に挿入するための寸法および形状にされている。下記にさらに詳細に説明するように、中空ロッドは、アスピレータ３４０により適用されうる減圧下でロッドがつぶれない限り、堅くて曲がらないかまたはいくらか柔軟性を有するかのいずれかであることができるため、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃのための構成物質に特に制限はない。適切な構成物質は、例えば、限定するものではないが、ポリマー樹脂、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（登録商標）およびポリ塩化ビニルまたは金属、例えばステンレススチールおよび炭素鋼、またはそれらの組み合わせを含む。

各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃは、固形物３１６ｂ、３１８の少なくとも一部と接触し取り外すための寸法および形状とされた先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃ、ならびに対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃから取り外された固形物の少なくとも一部を運ぶための軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃを有する。図７Ａ〜７Ｆに示すように、先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃは、抜き出される必要のある固形物を、それらを破壊することなく取り外す任意の形状および構造を有することができる。例えば、図７Ａにおいて、先端部３４４ａは、先端部３４４ａの縦軸Ｌに対して垂直な先端部の遠位端部（ｉｉ）を水平に切ることにより生成する、単純な円形端表面（ｉ）を有することが示されている。先端部３４４ａは、限定するものではないが、フランジ締結体、ねじ式の接続、単一の統合型構造として軸方向管腔および先端部を製造すること、溶接およびそれらの組み合わせを含む任意の従来の方法により、その隣接端部（ｉｉｉ）で、対応する中空ロッド３３２ａの軸方向管腔３４４ａの遠位端部（図示せず）に流体を密閉できるやり方で取り付けることができる（図７Ａ〜７Ｆに図示せず、図７および８を参照）。

図７Ｂに、先端部３４４ａの縦軸Ｌと平行の表面に対して傾斜角θで傾斜している楕円端部表面（ｉ）を有する先端部３３４ａを示す。傾斜角θは、例えば、限定するものではないが、３０度から７０度、例えば、約４５度または約６０度でさえあることができる。図７Ｂに示す先端部構造は、図７Ａに示す先端部構造の開口領域より大きい全開口領域を有する。さらに、流体流れＦにより固形物の抜き出しを容易にする、抜き出される必要がある固形物と先端部３３４ａとの間に空間（ｉｖ）が形成される（図７〜１０のいずれかを参照）。

図７Ｃに、オーガ（ａｕｇｅｒ）形状と類似した、その遠位端部（ｉｉ）が比較的とがった先端（ｖ）で終わる螺旋構造を有する先端部３３４ａを示す。

図７Ｄにおいて、先端部３３４ａは、それぞれがその遠位端部（ｖｉｉ）、（ｖｉｉ）’に向かって細くなってゆく、２つの向かい合って位置する延長部（ｖｉ）、（ｖｉ）’を有する。延長部（ｖｉ）、（ｖｉ）’の間にある開口部（ｖｉｉｉ）、（ｖｉｉｉ）’は、それぞれ「Ｕ」形状に近似している。図７Ｄに示す先端部３３４ａの開口領域はまた、図７Ａに示すものより大きく、このことは固形物が流体流れＦによりより容易に反応管から吸引されるように、取り外される固形物（図示せず）と先端部３３４ａとの間に適切な空間を提供する（図７〜１０のいずれかを参照）。

先端部３３４ａが、先端部３３４ａの遠位端部（ｉｉ）の円周に沿って位置し、その間に間隙または開口部（ｉｘ）を形成する複数の三角のくさび形延長部（ｖｉ）を有する、他の先端部構造を図７Ｅに提供する。図示しないが、延長部（ｖｉ）は同様にその間に間隙または開口部を形成する、三角以外の形状、例えば、先端部３３４ａの遠位端部の円周を線で区画する例えば、せまい長方形の延長部であることができる。

図７Ｆにおいて、先端部３３４ａは、それぞれがその遠位端部（ｖｉｉ）で曲がってまたは角をなして鈍角の後面（ｘｉ）を有する複数のフック（ｘ）を形成する、複数のテーパー状延長部（ｖｉ）を含む。この先端部３３４ａが左に回転されるとき（矢印ＬＲによって示されるように）、フック（ｘ）の１以上は固形物を捕まえ、最初の若干の取り外しおよび移動を達成することができ、ついで取り外された固形物をさらに移動するために鈍角の後面（ｘｉ）を関与させる回転方向（矢印ＲＲ参照）を逆転させると、反応管からそれらの抜き出しが可能になる。

次に、図７の参照に戻って、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃは、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃが反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ中に挿入されつつ、独立して回転できる十分な隙間を有する、対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃに適合する任意の断面形状を有することができる。反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃのそれぞれはまた円形の断面形状を有する傾向があるので、円形または長円形ですらある断面形状は、しばしば軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃに最も適している。構成物質ばかりでなく、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの異なる部分の形状は必要に応じて変えることができるが、これは当業者が容易に決定できる。

装置３４６の所定の実施形態に関して、反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃがかなり均一な内径のものであると仮定すれば、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃの外径は互いにおおよそ同じであろう。同様に、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃの外径もまた、互いにおおよそ同じであろう。しかしながら、各ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃに関して、軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃの外径および先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃの外径は、互いに異なるものであることができ、先端部３３４ａの外径が軸方向管腔３４４ａの外径よりも大きいものであることができ、またはその逆であることもできる。例えば、本発明の装置３４６の特定の実施形態において、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃの外径はおおよそ０．８１２５インチ（２０．６６ミリメートル）であることができ、各中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃは、やや大きいおおよそ０．８７５インチ（２２．２ミリメートル）であることができる。

さらにまた、軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃの外径および先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃの外径は、反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃの内径に応じて、装置３４６のある実施形態と、別の実施形態で異なることができる。反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃの内径への依存性のために、軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃおよび中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの外径は、以下のように、「隙間比」および「自由流れ比」の点からみて最もよく説明され、および特定される。

本明細書において、使用される「隙間比（ｃｌｅａｒａｎｃｅ ｒａｔｉｏ）」は、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの、軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃおよび先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃの大きいほうの外径の、反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃの内径に対する比である。装置３４６の任意の実施形態に関して、反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃにおける中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの自由な非拘束軸方向運動を確実にするために、隙間比は０．６０〜０．９９の範囲、例えば０．７５〜０．９８の範囲であろう。

本明細書において、「自由流れ比」は、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの、軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃおよび先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃの小さいほうの内径の、反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃ中の固形物の最大粒子寸法に対する比である。本明細書において、用語「最大固形物粒子寸法」は、球形粒子の直径、および非球形粒子、例えば柱体についての最大寸法（長さ、幅、直径など）を意味するために用いる。装置３４６の任意の特定の実施形態に関して、自由流れ比は、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃを通して固形物の運搬中のブリッジング、衝撃付与および閉塞を最小限にするために、２〜２５の範囲、例えば、３〜８の範囲であろう。前述の相対寸法の例を、限定せずに以下に示す。

直径約０．２０インチ（すなわち、最大固形物粒子寸法）を有する球状固形物（例えば、球状触媒ペレット）を反応管から除去するために用いられるであろう、本発明に従った装置３４６の特定の実施形態において、反応管のそれぞれは内径約０．９８インチを有し、各中空ロッドの軸方向管腔の外径および内径は、それぞれおおよそ０．８１２５インチ（２０．６６ミリメートル）および０．７５インチ（１９ミリメートル）であることができる。各中空ロッドの先端部の外径および内径は、それぞれおおよそ０．８７５インチ（２２．２ミリメートル）および０．７５インチ（１９ミリメートル）であることができる。前述の寸法により、最大隙間比おおよそ０．８９（＝０．８７５／０．９８）および最小自由流れ比おおよそ３．７５（＝０．７５／０．２０）が得られ、そのそれぞれは、これらの特性に関して前記の範囲内である。

さらに、上記寸法の中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃを有する装置３４６は、直径約０．１８７５インチ（４．８ミリメートル）および長さ約０．２５インチ（６．４ミリメートル）（最大固形物粒子寸法０．２５インチ（６．４ミリメートル）をもたらす）を有する、概して円筒形の固形物（例えば、ラシヒリング）を、それぞれが内径約０．９８インチを有する反応管から除去するために用いることができる。前述の寸法により、最大隙間比おおよそ０．８９（＝０．８７５／０．９８）および最小自由流れ比おおよそ３．０（＝０．７５／０．２５）が得られ、そのそれぞれは、これらの特性に関して前記範囲内である。上記寸法の中空ロッド３３２ａ、３３２ｂおよび３３２ｃを有するこの特定の装置３４６は、約０．９８インチの内径の反応管を有する反応器の反応管から、直径０．２インチ（５ミリメートル）の球状触媒粒子および長さ０．２５インチ（６．４ミリメートル）を有する円筒形のラシヒリングを同時に除去するのに有効である。

次に、図８に示される装置３４６および反応器３１０の概略左側面図を参照して、伝達組立体（完全には示さないが、以下にさらに詳しく説明する）は、取り付け組立体３５４に取り付けられ、動力源、例えば図８に図式的に示すモーター３７２と接続している。伝達組立体は、他の装置または器具（例えば、キャリア３４８および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ）を動かす制御可能な軸方向力を、単独でまたはひとまとめにして付与することができる、当業者に公知の任意の装置または複数の装置を含むことができる。伝達組立体は、キャリア３４８および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃを動かすために、機械製のモーターの代わりに手動で制御された軸方向力（Ｓ）を加える作業者であることさえできると考えられる。キャリア３４８に制御された軸方向力（Ｓ）を加えるために、伝達組立体はキャリア３４８に接続しており、従って、キャリア３４８に取り付けられた中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃのそれぞれにも接続している。

より通常の実施形態において、図７および８に図式的に示すように、例えば、限定するものではないが、伝達組立体は、ベルト、鎖またはケーブル（図示せず）と共に、種々の滑車３７４ａ、３７４ｂ、３７６ａ、３７６ｂ（図８において、左側の滑車３７４ｂ、３７６ｂのみが見える）を含むことができ、滑車３７４ａ、３７４ｂ、３７６ａ、３７６ｂおよびキャリア３４８の１以上と接触し、接続している。このような実施形態において、伝達組立体のモーターは、滑車３７４ａ、３７４ｂ、３７６ａ、３７６ｂおよびベルト、鎖またはケーブル（図示せず）により伝達される力を供給する。図８には、反応器３１０の横断面図が示されていないので、一番左の中空ロッド３３２ｃの挿入された先端部３３４ｃおよびそれが挿入された対応する反応管３１４ｃを図８にシルエットで示す。反応器３１０および装置３４６の右側面図は、図８の左側面図の鏡像である。

伝達組立体の運転により、キャリア３４８は、それに連結された中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃと共に、反応器３１０および反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃに対して、引き抜かれた位置（図９に示す）および挿入された位置（図１０に示す）間ばかりでなく、引き抜かれた位置と挿入された位置の中間の複数の位置のいずれか１つに移動可能である。キャリア３４８および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃが引き抜かれた位置（図９）にある場合、中空ロッド３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃの先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃは、対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃの露出端部３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃに整列されられているが、外部にある。それらが挿入された位置（図１０）にある場合、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃは対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃに挿入されている。

装置３４６はまた、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃと連動し、回転させるための、図７〜１０に図式的に示す、１以上の回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃを有する。１以上の回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃは、キャリア３４８に取り付けられ、それぞれは、対応する１以上の中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃに接続している。回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃの種類、および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃに対するそれらの取り付け方法には、特に限定はない。例えば、図８において、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃのそれぞれに対して１つの回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃが備えられているが、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃのそれぞれは他とは独立して回転可能である。回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃは、単独でまたはひとまとめにして、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃと連動し、および回転させることができる、当業者に公知の任意の装置または複数の装置であることができる。例えば、限定するものではないが、各回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃは、回転力を与えるドライブモーター（それ自体は図示せず）および、当業者に公知の、中空ロッド３３２Ａ、３３２ｂ、３３２ｃの１以上に力を伝達するための伝達装置（それ自体は図示せず）を含むことができる。

キャリア３４８および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃが前述の挿入された位置であり、各ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃが、各対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３１４ｃから除去される固形物３１６ｂ、３１８の少なくとも一部と接触しており（例えば、図１０参照）、および回転器組立体３７８ａ、３７８ｂ、３７８ｃが運転されている場合、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃは回転し、各先端部３３４ａ、３３４ｂ、３３４ｃは固形物３１６ｂ、３１８の少なくとも一部を衝撃し取り外す一方で、抜き出し後、固形物３１６ｂ、３１８に対する損傷を最小限にし、固形物の少なくとも一部は構造上再使用に適したままである。

水平配向の反応管を運転し反応管から固形物を除去するために、本装置の他の実施形態（図示せず）を構築し構成することができることが指摘される。このような応用に関して、本装置の取り付け組立体、キャリア、中空ロッドおよび他の部材は、キャリア３４８および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃを挿入された位置と引き抜かれた位置間ばかりでなく、それらの間の複数の位置のいずれか１つに水平に移動させるために、単に水平に向いた軸方向力を加えるように互いに構成され、および協同する。本発明に従った、このような水平配向装置の配置および運転は、本開示の利点を用い、当技術分野で利用可能な公知の一般知識に基づいて、当業者の能力の範囲内である。

図７においてのみ図式的に示されるように、アスピレータ３４０または真空源は、流れている流体流れＦを供給することにより、対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３２４ｃから取り外された固形物３１６ｂを抜き出すために、導管３３６により、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの１以上の軸方向管腔３４４ａ、３４４ｂ、３４４ｃと流体連通で連結されていることができる。アスピレータ３４０に特に制限はなく、当業者に公知の任意の通常の種類であることができる。通常、適切なアスピレータは、動力源、例えばモーターおよびエンジン（図示せず）により駆動される排気ガスポンプ（図示せず）を含む。取り外された固形物３１６ｂの少なくとも一部は流れている流体流れＦ中に連行され、対応する反応管３１４ａ、３１４ｂ、３２４ｃのそれぞれから搬出され、反応器３１０から離される。導管３３６の少なくとも一部は、アスピレータ３４０および取り付け組立体３５４のフレーム３５６に対してキャリア３４８および中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃの運動を可能にし容易にするために柔軟である必要がある。

上記のように、本発明の方法および図４に関連して、抜き出された固形物３１６ｂを、流体流れＦからばかりでなく、種類、サイズ、組成物または他の基準に基づいて互いに分離し、捕集することが望ましい場合がある。

従って、本発明の装置３４６は、抜き出した固形物３１６ｂを流れている流体流れＦから分離するための分離装置３４２、および場合により、分離後固形物３１６ｂを捕集し、保持するための捕集装置（図６において示されているのは、分離装置３４２の部分である）をさらに含むことができる。分離装置３４２は、抜き出された固形物３１６ｂの少なくとも一部の、流れている流体流れＦからの分離をもたらすまたは可能にすることができる、関連する技術における当業者に公知の任意の通常の装置であることができる。捕集装置３４２は、分離された固形物３１６ｂの少なくとも一部を捕集し保持することができる、関連する技術において当業者に公知の任意の通常の装置であることができる。例えば、限定するものではないが、分離装置３４２は、図４および７に図式的に示されるようなコンテナまたは他の容器であることができ、これは、この場合重力により、流れている流体流れＦから固形物を分離するように固形物３１６ｂを捕集するために、導管３３６と流体連通しており、中空ロッド３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃおよびアスピレータ３４０の間に位置する。

それ自体は図示しないが、本発明の装置の他の実施形態は、重力および慣性力により、流れている流体流れＦから順次に脱落してくるときに異なる平均質量の固形物を捕集するために、連続して配置された複数の分離装置を含むことができる。流体流れＦから最初に分離される固形物（すなわち、最も上流）は、最も大きい質量を有する固形物であることができ、次いで次に小さい質量、それを続けて、最後に、最も小さい質量を有する固形物が流体流れＦから脱落して容器（図示せず）中に回収される。

抜き出された固形物を、流れている流体流れＦから重力および慣性により分離することを容易にするために、バッフル（図示せず）を使用することもできる。さらに速度が、抜き出された固形物を、流れている流体流れＦから、重力および慣性により分離することを容易にする速度になるように、導管３３６中に曲がりくねった通路を準備し、または吸引速度を調節することにより、流れている流体流れＦの速度もまた制御し、操作することができる。導管３３６中に、１以上のバッフル、反転エルボまたはバルブさえも含むことにより、導管３３６中に曲がりくねった通路を作り出すことができる。

例えば第２反応ステージ２５２の第１および第２サブゾーンＢ１、Ｂ２の第２触媒組成物から不活性物質３１６ｂを分離することにような、種類またはサイズによる抜き出された固形物の分離を容易にするために追加の分離装置を使用することができる。例えば、固形物をサイズにより分離するために、適切なメッシュ開口サイズを有する１以上のフィルター（図示せず）を使用することができ（例えば、容器３４２または導管３３６に隣接してまたはその中の位置で）、または鉄の金属を含有する固形物を実質的に鉄の金属を含まない固形物から分離するために、所定の磁場強度の磁石を使用することができる（例えば、容器３４２または導管３３６に隣接してまたはその中の位置で）。アスピレータ装置に入り、その継続する運転を妨害する可能性のある微粉および粒子を最小限にするために、フィルター（図示せず）をアスピレータ３４０の入口に近接して置くことができる。

次に、図１１および１２を参照して、本発明の装置の他の特定の実施形態の、正面斜視図および右側面斜視図をそれぞれ示す。一般に、本実施形態の装置４４６は、以下のように、上記に記載された一般的な実施形態として同じ部材を有する。本実施形態の装置４４６は、取り付け組立体４５４および、取り付け組立体４５４に可動的に取り付けられたキャリア４４８を有する。少なくとも、取り付け組立体４５４のフレーム４５６は、反応器（図示せず）の反応管に対して、装置４４６の運転中、静止したままであるように適合されている。

複数の中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃ（図において、３つのみを番号づけしてある）はキャリア４４８上に互いに平行に取り付けられ、反応管の露出端部により形成される規則的な繰り返しパターンに合わせる配置で配置されている（図示しないが、例えば図２および上記の関連するテキストを参照のこと）。各中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃは、固形物（図示せず）に接触し取り外すための先端部４３４ａ、４３４ｂ、３３４ｃおよび、取り外された固形物を運ぶための軸方向管腔４４４ａ、４４４ｂ、４４４ｃを有する。中空ロッドのためのサイズ、形状および構成物質は、より一般的な実施形態に関連して上記に記載されたものと変わらない。

続いて図１１および１２を参照して、伝達組立体はキャリア４４８に制御された軸方向力（Ｓ）を加えるために取り付け組立体４５４に取り付けられ、動力源、例えば図１２において見られるモーター４７２に接続している。本実施形態において、伝達組立体は種々の歯車４７４ａ、４７４ｂ、４７６ａ、４８０ａ、４８０ｂ（図１１および１２にすべては示さず）および鎖（図１１に図示せず）を含み、鎖は歯車４７４ａ、４７４ｂ、４７６ａ、４８０ａ、４８０ｂの１以上およびキャリア４４８に接触しおよび連係している。引き抜かれた位置および挿入された位置間（図９および１０における一般的な実施形態を参照）ばかりでなく、引き抜かれた位置および挿入された位置の中間の複数の位置のいずれか１つにキャリア４４８を移動するために、モーター４７２は、歯車４７４ａ、４７４ｂ、４７６ａ、４８０ａ、４８０ｂおよび鎖（図示せず）によりキャリア４４８に伝達される力を提供する。図１１および１２において、キャリア４４８およびロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃは中間の挿入された位置で示されている。装置の前述の配置は特に必須ではないが、当業者にはよく知られたものであり、引き抜かれた位置、挿入された位置ならびに引き抜かれた位置および挿入された位置の中間の複数の位置のいずれか１つの間でキャリア４４８の移動を容易にする装置の任意の配置が適切であることが指摘される。

本実施形態の装置４４６はまた、キャリア４４８に取り付けられた、複数の回転器組立体４７８ａ、４７８ｂ、４７８ｃ（図において、３つのみを番号付けしてある）を有する。各回転器組立体４７８ａ、４７８ｂ、４７８ｃは、他とは独立して対応する中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃと連動して、回転させるために、中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃの対応する１つと接続している。

図１３、１４および１５に、それぞれ、回転器組立体４７８ａ、４７８ｂ、４７８ｃの典型的な１つ４７８ｃの左側面図、正面図および右側断面図を示す。図１５の断面図は、図１４の線Ｂ−Ｂに沿い、矢印の方向に見たものである。より具体的には、回転器組立体４７８ｃはキャリア４４８の一部に取り付けられ、対応する中空ロッド４３２ｃに接続している。図１５に示すように、回転器組立体４７８ｃは、それを通る開口部４８４ｃを有するハウジング４８２ｃを備える。中空ロッド４３２ｃの軸方向管腔４４４ｃは、回転可能かつ気密様式で軸方向管腔４４４ｃを受け入れるような寸法および形状である貫通開口部４８４ｃに挿入されている。貫通開口部４８４ｃにおいて、軸方向管腔４４４ｃを気密に接続するために、当業者に公知のように、シールおよびブッシングを使用することができる。図１５において最も見やすいが、回転器組立体４７８ｃはまた、貫通開口部４８４ｃに対して縦方向に平行に位置し配向している、エアモーター４８６ｃおよびドライブシャフト４８８ｃを有している。回転器組立体４７８ｃは、本実施形態において、モーター４８６ｃによって引き起こされるドライブシャフト４８８ｃの回転運動を中空ロッド４３２ｃに移し、それにより必要に応じて中空ロッド４３２ｃを回転させるために、貫通開口部４８４ｃ内およびドライブシャフト４８８ｃの周囲に配置された複数のブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇｓ）４９０ｃを含む伝動装置をさらに含む。

図１１および１２に示される装置３４６の実施形態はまた、トラック４９２およびトラックホイール４９４を含む位置決め組立体を含む。一対のトラック４９２は反応器（それ自体は図示せず）の第１穴あきチューブシートの表面上に位置され固定され、トラックホイール４９４は取り付け組立体４５４のフレーム４５６の一番下の部分に取り付けられている。もちろんトラック４９２は、ホイールがトラックに接触し転がり、装置４４６をチューブシート（図示せず）上で長手方向に制御可能に可動にさせるように、フレーム４５６上のトラックホイール４９４間の距離が同じである、ある距離を置いて互いに平行に置かれている。

トラック４９２が配置されている位置を越えて装置４４６を移動することが必要となる場合、抜き出される固形物を未だ含有している反応管に近接してトラック４９２を再配置することを可能にするために、クレーンまたは他の従来の手段（図示せず）などを用いて装置４４６を垂直に持ち上げることができる。例えば、反応管（図示しないが、例えば図１Ａを参照のこと）への接近をもたらすために反応器ヘッドが除去され、大型のハウジング構造（図示せず）が反応器の全体を覆うために用いられる場合、装置４４６を持ち上げ移動するのに適した従来の持ち上げ手段をハウジング構造の屋根につけることができる。当業者には適切な通常の持ち上げ手段は公知であり、限定するものではないが、ガイドビーム、滑車、歯車、鎖、ケーブル、モーター、クレーン組立体、およびそれらの組み合わせを含む。

装置４４６はまた、装置４４６の運転中、または運転と運転の間にトラック４９２に沿った望ましくない直線運動を防ぐために、フレーム４５６に取り付けられたアンカー４９６を備える。本実施形態において、アンカー４９６は反応管（図示せず）に対してトラック４９２上に装置をその場に固定するための、装置４４６の運転の前に反応管に挿入される単なる引き込み式の杭である。

反応管および中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃから抜き出された固形物を運んでいる流れている流体流れを受け取り、および統合するために、取り付け組立体に排気マニホールド４９８もまた供給される。上記に記載された、より一般的な実施形態と同様に、図１１および１２には図示しないが、取り外された固形物を抜き出すために、流れている流体流れを提供するための柔軟な導管などを用いて、アスピレータまたは真空源をマニホールド４９８に流体連通で連結することができる。さらにまた、装置４４６は、マニホールド４９８を中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃの１以上と流体連通で連結している１以上の中間導管、例えば図１２にシルエットで示される導管４９９を含むことができる。例えば、限定するものではないが、各中空ロッド４３２ａ、４３２ｂ、４３２ｃをマニホールド４９８（それ自体は図示せず）に接続するために中間導管４９９を提供することができる。本発明の装置４４６は、前記のように、抜き出された固形物を、流れている流体流れから分離するための分離装置（図示せず）ばかりでなく、分離後、固形物を捕集しおよび保持するための捕集装置をさらに含むことができる。

上記に記載された本発明の実施形態は、単に代表的なものであり、当業者は本発明の意図と範囲から逸脱することなく、変更および修飾を行うことができることは理解されるであろう。このような変更および修飾のすべては、本発明の範囲内に含まれることが意図される。

本発明の方法と共に使用するのに適した、複数の反応管およびロッドを有する反応器の部分破断側面図を含む、本発明の方法の最初の数ステップにより達成される装置の相対的配置の概略図である。 反応管中の固形物の少なくとも一部と物理的に接触するように回転している中空ロッドの先端部を示す、図１Ａの装置の部分（Ｗ）の拡大概略側面図である。 本発明の方法のさらなるステップの実施中の装置の配置を示す、図１Ｂの装置の他の側面図である。 上部から見た第１チューブシート、および反応管の露出端部により形成される規則的な繰り返しパターン（Ｐ）を示す、反応器の概略頂面図である。 反応管の露出端部が規則的な繰り返しパターンを形成する場合に適用可能な、複数の反応管から固形物を取り外しおよび抜き出すための、本発明の方法の別の実施形態の最初の数ステップにより達成される装置の相対的配置を示す、図２で示される反応器の一部（線Ａ−Ａに沿って矢印の方向に見て得た）の概略断面側面図である。 抜き出された固形物を運び、分離し、捕集することをさらに含む、本発明の方法の実施形態の概略図である。 側面図で示された、水平配向シェルアンドチューブ型反応器に適用された本発明の方法の他の実施形態の実施中の装置の相対的配置の概略図である。 複数の反応ゾーンを形成するために配置された複数の固形物を含有する反応管から固形物の全部未満を除去するための、本発明の方法の実施形態を実施中の装置の配置の拡大部分破断概略側面図である。 反応器（部分断面破断図で示され、取り外されおよび抜き出される固形物を含有する）と共に使用される、本発明による装置の概略正面図である。 装置の中空ロッドの先端部のための、可能で適切な形状および構造の例を示す斜視図である。 装置の中空ロッドの先端部のための、可能で適切な形状および構造の例を示す斜視図である。 装置の中空ロッドの先端部のための、可能で適切な形状および構造の例を示す斜視図である。 装置の中空ロッドの先端部のための、可能で適切な形状および構造の例を示す斜視図である。 装置の中空ロッドの先端部のための、可能で適切な形状および構造の例を示す斜視図である。 装置の中空ロッドの先端部のための、可能で適切な形状および構造の例を示す斜視図である。 図７の装置および反応器の概略左側面図である（その右側面図は、図８で提供されるものの鏡像である）。 引き抜かれた位置における装置のキャリアおよび中空ロッドを示す、図７の装置および反応器の概略正面図である。 伸ばされた位置における装置のキャリアおよび中空ロッドを示す、図７の装置および反応器の概略正面図である。 本発明の装置のより詳細な実施形態の正面斜視図である。 図１１の装置の側面斜視図である。 図１１〜１２の装置に用いられている回転器組立体の種類の左側面図である。 図１３の回転器組立体の正面図である（右側面図は本左側実施形態の鏡像である）。 線Ｂ−Ｂに沿い、矢印の方向に見て得た、図１４の回転器組立体の右側面破断図である。

符号の説明

１０ シェルアンドチューブ型反応器
１２ シェル
１４ａ １４ｂ １４ｃ １４ｄ １４ｅ 反応管
１６ 固形物
１８ 固形物
２０ 第１穴あきチューブシート
２２ 第２穴あきチューブシート
２４ 反応器ヘッド
２６ 第１管側チャンバー
２８ 第２管側チャンバー
３０ａ ３０ｂ ３０ｃ ３０ｄ ３０ｅ 露出端部
３２ａ ３２ｂ ３２ｃ ３２ｄ ３２ｅ 中空ロッド
３４ａ ３４ｂ ３４ｃ ３４ｄ ３４ｅ 先端部
３６ 導管
３８ 第１端部
４０ アスピレータ
４２ 容器
１１０ 水平配向シェルアンドチューブ型反応器
１１４ａ １１４ｂ １１４ｃ 反応管
１１６ 固形物
１２０ 第１穴あきチューブシート
１３２ 中空ロッド
２１０ 垂直配向多ステージ反応器
２１２ 反応器シェル
２１４ａ ２１４ｂ ２１４ｃ 反応管
２１６ａ ２１６ｂ 固形物
２１７ 固形物
２３０ａ 露出端部
２３２ 中空ロッド
２３４ 先端部
２５０ 反応ステージ
２５２ 反応ステージ
２６０ 固形物
２６２ 固形物
２６４ 固形物
２６６ 固形物
２７０ プラグ
３１０ シェルアンドチューブ型反応器
３１４ａ ３１４ｂ ３１４ｃ 垂直配向反応管
３１６ｂ 固形物
３１８ 固形物
３３０ａ ３３０ｂ ３３０ｃ 露出端部
３３２ａ ３３２ｂ ３３２ｃ 中空ロッド
３３４ａ ３３４ｂ ３３４ｃ 先端部
３３６ 導管
３４０ アスピレータ
３４２ 分離装置
３４４ａ ３４４ｂ ３４４ｃ 軸方向管腔
３４６ 装置
３４８ キャリア
３５４ 取り付け組立体
３５６ フレーム
３７２ モーター
３７４ｂ 滑車
３７６ａ ３７６ｂ 滑車
３７８ａ ３７８ｂ ３７８ｃ 回転器組立体
４３２ａ ４３２ｂ ４３２ｃ 中空ロッド
４３４ａ ４３４ｂ ４３４ｃ 先端部
４４４ａ ４４４ｂ ４４４ｃ 軸方向管腔
４４６ 装置
４４８ キャリア
４５４ 取り付け組立体
４５６ フレーム
４７２ モーター
４７４ａ ４７４ｂ 歯車
４７６ａ ４７６ｂ 歯車
４７８ａ ４７８ｂ ４７８ｃ 回転器組立体
４８０ａ ４８０ｂ 歯車
４８２ｃ ハウジング
４８４ｃ 開口部
４８６ｃ エアモーター
４８８ｃ ドライブシャフト
４９０ｃ ブッシング
４９２ トラック
４９４ トラックホイール
４９６ アンカー
４９８ 排気マニホールド
４９９ 導管

Claims (20)

1. シェルアンドチューブ型反応器の反応管からの固形物の取り外しおよび抜き出しの間、固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にするための方法であって、
   ここで、固形物の少なくとも一部は取り外しおよび抜き出し後に構造上再使用に適したままであり、各反応管は露出端部を有し、
   当該方法は、
   ａ）先端部を有する中空ロッドを、対応する反応管に対して軸方向に整列させ、先端部が対応する反応管の露出端部に近接するように中空ロッドの位置決めを行い；
   ｂ）中空ロッドを回転させ；
   ｃ）回転している中空ロッドを、その先端部が、固形物の少なくとも一部と物理的に接触するように、対応する反応管の露出端部に軸方向に挿入し；
   ｄ）回転している中空ロッドに制御された軸方向力を加え、固形物に対して回転している中空ロッドの先端部を制御可能に押しつけることにより、取り外し後に固形物の少なくとも一部が構造上再使用に適したままであるように、取り外し中に固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にして固形物の少なくとも一部を取り外し；
   ｅ）取り外された固形物を中空ロッドを通って流れている流体流れ中に吸引することにより、対応する反応管から取り外された固形物の少なくとも一部を抜き出す：ことを含む方法。
2. 反応管は互いに平行に配向され、および反応管の露出端部は規則的な繰り返しパターンを形成し、および中空ロッドは互いに平行で、かつ露出端部により形成される規則的な繰り返しパターンに合う配置で配置された複数の中空ロッドを含み、
   前記位置決めするステップａ）は複数の中空ロッドのそれぞれの先端部を反応管の対応する１つの露出端部に整列させることをさらに含み；並びに、前記回転させるステップｂ）は他とは独立して複数の中空ロッドの少なくとも１つを回転させることを含む、請求項１記載の方法。
3. 前記軸方向力の少なくとも一部は駆動装置により提供される非重力的な力を含む、請求項１記載の方法。
4. 流れている流体流れから固形物の少なくとも一部を分離すること、異なる種類の固形物を互いに分離すること、異なるサイズの固形物を互いに分離すること、および異なる組成物を有する固形物を互いに分離すること：からなる群から選択される、少なくとも１つの目的を達成するために固形物を分離することをさらに含む、請求項１記載の方法。
5. 前記取り外しステップが、固形物の少なくとも一部に対する損傷を最小限にし、および再使用のための固形物の構造的適性を確実にするために、前記回転および前記軸方向力をモニターしおよび調節することを含む、請求項１記載の方法。
6. 前記取り外しおよび抜き出し後に、計画的に反応管中に固形物の選択された部分を残すことをさらに含む、請求項１記載の方法。
7. 中空ロッドの軸方向の動きを停止させるための停止位置を選択し、中空ロッドの先端部の軸方向の動きをモニターし、および先端部が停止位置に位置するときに中空ロッドの軸方向の動きを停止させることにより、固形物の選択された部分が反応管中に残される、請求項６記載の方法。
8. 反応管中の固形物の種類および位置が既知であり、露出端部から、反応管中に残っている固形物が位置する距離まで、反応管中の軸方向距離を決定することにより前記停止位置が選択される、請求項７記載の方法。
9. 前記方法の少なくとも１つのステップが各反応管に実施された後に、作業者が、反応管のそれぞれについて次にどのステップを実施するかを決定できるように、コードに従って、反応管のそれぞれの露出端部上に標識を置くステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
10. シェルアンドチューブ型反応器の１以上の反応管からの固形物の取り外しおよび抜き出しの間、固形物に対する損傷を最小限にするための装置であって、
    固形物の少なくとも一部は取り外しおよび抜き出し後に構造上再使用に適したままであり、各反応管はチューブシートに連結された露出端部を有し、
    当該装置は、
    ａ）少なくとも一部が前記装置の運転中に反応管に対して静止したままであるように適合された、取り付け組立体；
    ｂ）前記取り付け組立体に可動的に取り付けられたキャリア；
    ｃ）前記キャリアに連結され、対応する反応管に挿入するための寸法および形状にされた中空ロッドであって、固形物の少なくとも一部を接触させおよび取り外すための先端部、並びに対応する反応管から取り外された固形物の少なくとも一部を運ぶための軸方向管腔を有する、前記中空ロッド；
    ｄ）前記キャリアに制御された軸方向力を加え、前記中空ロッドの前記先端部が対応する反応管の１つの露出端部に隣接しかつ対応する反応管の外部に位置する引き抜かれた位置と、前記中空ロッドが対応する反応管中に挿入された挿入された位置との間（ここで、前記中空ロッドは前記引き抜かれた位置および挿入された位置の中間の複数の位置のいずれか１つに移動可能である）で、反応管に対して前記キャリアおよびそれに連結された前記中空ロッドを移動させるための、前記取り付け組立体に連結され、動力源および前記キャリアに連結した伝達組立体；および
    ｅ）前記キャリアに取り付けられ、前記中空ロッドと連動しおよび回転させるために前記中空ロッドの１以上と接続している回転器組立体であって、前記キャリアがその挿入された位置にあり、前記回転している中空ロッドの前記先端部が対応する反応管中の固形物の少なくとも一部と接触するとき、固形物に対する損傷を最小限にし、少なくともその一部は抜き出し後に構造上再使用に適したままにしつつ、前記先端部が固形物の少なくとも一部に衝撃を与えおよび取り外す、前記回転器組立体：
    を含む前記装置。
11. 取り外された固形物の少なくとも一部が連行され、対応する反応管から運び出され反応器から離される、流れている流体流れを提供することにより、対応する反応管から取り外された固形物を抜き出すために、前記中空ロッドの前記軸方向管腔に流体連通で連結されたアスピレータをさらに含む、請求項１０記載の装置。
12. 反応管が垂直配向であり、前記キャリアが、前記引き抜かれた位置と前記挿入された位置間で垂直に移動可能である、請求項１０記載の装置。
13. 反応管が水平配向であり、前記キャリアが、前記引き抜かれた位置と前記挿入された位置間で水平に移動可能である、請求項１０記載の装置。
14. 前記少なくとも１つの回転器組立体がモーターを含み、前記軸方向力は前記モーターにより供給される、請求項１０記載の装置。
15. 取り外された固形物を反応管から抜き出した後に、抜き出された固形物を流体流れから分離すること、異なる種類の固形物を互いに分離すること、異なるサイズの固形物を互いに分離すること、および異なる組成物を有する固形物を互いに分離すること、からなる群から選択される目的を達成するための分離装置をさらに含む、請求項１０記載の装置。
16. 反応管は互いに平行に配向され、反応管の露出端部は規則的な繰り返しパターンを形成し、前記中空ロッドは互いに平行に配向され、反応管の規則的な繰り返しパターンに合わせる配置で配置された複数の中空ロッドを含む、請求項１０記載の装置。
17. 前記回転器組立体は複数の回転器組立体を含み、そのそれぞれが、前記複数の中空ロッドの対応する１以上と連動し回転させる、請求項１６記載の装置。
18. 順次に実施される少なくとも２つのステップを有する進行中のプロセスの状態を追跡しおよび伝達するための方法であって、
    （ａ）複数のコード部材を有するコードを準備し；
    （ｂ）進行中のプロセスの各ステップとコード部材を関連付け；
    （ｃ）それぞれがコード部材を有し、かつ対応する管の端部と共同してそれらと共に耐水シールを形成するような寸法および形状にされた複数の標識を準備し；
    （ｄ）直前に完了したステップと関連したコード部材を有する標識を管の露出端部に置くことにより、各管に関してどのステップが直前に完了したかを作業者に伝達する：
    ことを含む方法。
19. 複数のコード部材が、色、マーキング、番号、記号およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１８記載の方法。
20. 進行中のプロセスが請求項１記載の方法を含む、請求項１９記載の方法。

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