JPS59193127A - 接触反応装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体触媒を使用し、反応中にお（プる原料およ
び生成物のいずれもがカス状である接触発熱反応用反応
装置の改良に関Ｊ−る。更に詳しくは、ガス状原料に所
望の転化反応を効率良く行わせるために、温度分布の最
適化を可能とし、触媒層にＪヲする圧力損失が少い、反
応装置の構造に関するものである。

触媒反応にあっては原お１ガスが触媒層内に流入してか
ら触（１層を出るまでの１？）１の触媒層内の各点に８
３いて、反応速度、副生物の生成甲へ−どの点から考慮
される最適温度の存在°づ−ることが通常である。例え
ば一定圧力下に水素と窒素か３：１の混合ガスからアン
モニアを合成する場合にＪ）いて、触媒層内の各点にお
（）るアンモニアの生成速度は概路次の式ひ示すことが
出来る。。

Ｖ　−ＫＸ　（Ｃ＋−Ｇ２）　−＝ＫＸ△二この式にあ
いＣ 〜／　　、’　７＞　７　、Ｅ−−’、−７の生成速Ｉ
Ｍ　ｋａ　ｍｏｌ　／　ｌＩニア／触蝋カＣ１：触媒層
内各点の温度、圧力におりるアンヒニアの平衡濃度のモ
ル分率 Ｃ２：上記と同一点においＣ既に存在するアン（ニアの
）開度のモル分率 Ｋ　：反応速度係数 △Ｃ：上記点にお（プるアンモニアの平衡濃度と実在温
度との−ｇ− この式によれば触媒層内のある点Ａにおける温度が高＜
１．Ｔると、反応速度係＠には大となるがアンモニアの
平衡ｉ＠麿が小となる為に、平衡濃度と実在ま度どの差
ΔＣは急激に小となり反応速度■は低−１・する。逆に
Ａ点の温度が低くなると、アンモニアの平衡濃度と実在
）関度との差ΔＣは人どなるが反応速度係数は小となっ
て反応速度には再び低下でる。この事実はＡ点において
、Ａ点のノ７ンモニアの実在）開度に対応したアンモニ
ノ７生成速度の最大となる温度がひ在す−ることを示し
ている。

アンモニアの合成反応におい−Ｃは副生物が生成しない
が、メタノール合Ｊ戊の場合等のごとく副生′＃Ｊ例え
ば高級アルコールの生成をｆ）′なう場合にＩは、副生
物の生成速度を含めた反応速度が最大となる温度の外に
、副生物の生成割合を低く保持しつつメタノールの生成
速度を最大どする温度が存在りるごどき場合もある。こ
のような意味において触媒層内のガスの流れｈ向にそっ
た各点の温度を例えば反応速度最大にする温度に保持し
つつ反応を実施することは人里の目的生成物を効率良く
取得する為に非常に重要である。

上記した触媒層内各点の最適温度は、その点にｄ５いて
触媒と接触しつつあるガス中の反応生成物の澄ｆＵによ
り異なる故、触媒層のカス入口から触媒層内の各点に至
るガスの流路に沿った距離を横軸にとり、調度を縦軸に
とって、触媒層の人口から出口に至るまでの最適温度の
グラノを書（プば最適温度の分布を示す最適温度分布１
」曲線を寄ることが出来る。この最適温度分布曲線はる
に触媒層の入口から出口まで一定の温度を示り一場合し
あるが、多くの場合にあっては反応の種類、触媒の種類
、反応圧力等に応じて異なる曲線となる。以下この発明
においては上記の最適温度分布曲線を単に最適温度分布
という。

さて触媒反応装置において最大の反応生成物を得るため
には反応温度をこの最適温度分布に二１ン１−ロールず
れば良い。

しかし実装置においてそのようなコントロールを厳密に
可能とするような構造は困難である。例えば触媒層中に
冷却管を設置した反応装置においても、伝熱面積あるい
は冷却媒体等の関係で、大体この最適温度分布に近づけ
るようにしたものでしかない。しかし幸なことにこの反
応速度最大の点はそれ程急なピークを示づ“ことはなく
、ある温度範囲内でかなりなだらかなピークを示す。従
って仮に厳密にこの＠適温度にフン１〜ロール出米なく
ても、略この温度範囲内１こコン１−ロール出来れば、
反応速度最大のゾーンひ反応を行わけること【こなり、
実用的には略渦足すべき状態と言えるてあらう。

触媒反応層を断熱層とし、複数の反応層に分割し、各反
応層の間に熱交換器を挿入して、各反応層の温度をこの
最適温度ゾーンにコント［Ｊ−ルＪ−る方法は上述の完
えを具体的に行ったものである。

この方法においては、分割する反応層の数を多くすれは
する程、それによって得られる温度ゾーンは最適温度分
布に近づくことになる。しかし実際的には分割する数を
増すことはコス１〜の増大を招き、また反応生成物の濃
度もそれほど増加しなくなるので、結局コストとの兼ね
合いにょっ゛ｃ１適当な分割数が決ることになる。

前述の複数に分割した反応層を別々の容器に収容し、反
応層の間に熱交換器を挿入する方法をそのまま装置にま
とめると第１図の装置になる。この装置は反応条件に忠
実に対応づることか出来、設置さえ適切であれば優秀な
反応装置どなる。なａ５、これは後に述べる第３図のア
ンモニア合成用反応′！装置を平面的に展開したちのＣ
ある。

原石ガスは３から入り熱交換器９ｄ　、９ｃ　、９ｂ、
９ａを通り、最初の反応器において反応生成物が最大と
＜ｉるような温度に加熱されｃ１反応器１ａに上から入
る。反応し／ｊ刀ス（よ外部に流出し、熱交換器９ａに
入り、同様に次の反応器にｄ５いＣ反応生成物が最大と
なるような温度となる。以下同様に反応器と熱交換器を
順次交７７に通って出口１５より反応装置を流出する。

全体としＣは熱が余剰になるのが通常であるが、全体の
熱バランスは熱交換器２ｄをバイパスし、ここで回収づ
る熱量を調節することによって調整゛りることがでさ′
る。

本発明（よ１１０述の反応装置を１つの性器の中に収容
したものと言える。第１図に示された装置を見ればわか
るように、反応をこのように最適条件で行わせようとす
るとがなり複雑な装置どなる。必要な配管、設備等まで
考えると寧ろプラントと言える程のものである。我々の
発明はこれを１つの容器の中に要領良く収納し、全体の
コスｌ〜を低減し、運転、メンテナンスの容易凸を図っ
たものである。

最も簡潔にこの装置をまとめるためには、容器の中心に
円筒を設置し、熱交換器はこの中に挿入し、容器と円筒
の間の環状部を複数に仕切ってここに触媒を充填するの
がよい１．このようにリ−るど触媒層と熱交換器の間の
連結が最も簡単になる。

触媒層と熱交換器のシェル側との連結方法は、第８図＜
ａ　）のように円筒を２重にしくガスの通路をつくった
り、あるいは（Ｃ）のように部分的に２重にし−Ｃガス
通−としたり、あるいは（ｂ’）、（ｄ　）、（ｅ）の
ように熱交換器内に通路をつくるような方法がある。部
分的にチューブ側と並流になる所も出来てくるが全体ど
して温度差が大ぎいので問題は生じない。

第２図は本発明による、反応層を２つ右する反応装置の
例である。

反応容器１の中心には円筒４（このＶｌ！ｌで（よ２屯
円筒）が挿入されており、この［９筒と反応容器との間
の環状部は仕切り板３によって２つの区画に仕切られて
おり、その各々に触ｔｓ８カ（充填されている。−万円
筒の中には熱交換器９カベ挿入され一℃いる。この例で
は熱交換器はシーｌニル−倶すｈクシエルレイ」切板１
１によって２つの区画に仕切られて（Ｘる。

原料ガスは入口１４から入り熱交換器のチニ１−ｊ側を
通り下部で反転し第１の触媒層に入る。反応したガスは
２重円筒の環状部のガス通路を３ｍって、熱交換器のシ
ェル側の下部の区画を流通し、次の触媒層に入る。ここ
で反応しｌこＪｊスＣＡＬ熱交１灸器のシェル側の上部
の区画に入り入口ガスと熱交換した後、出口１５から外
部に流出する。

触媒層を通過づるガスの方向は、上下どちら７Ｊ１ら流
れるのも可能である。本明細書に（よ下の触媒層から順
次上方に流れるケースを主体にして〕ホベであるが、上
から流入し、順次下方に流れるのも全く同様に可能であ
る。そのことを設計的に考虞しておけば問題はない。

また後に述べるように上下両方から流入して、触媒層中
間部から流出させる方法（ダブルフローと称す）も、こ
の装置に問題なく折込むことができる。

この反応装置の内部に挿入−する熱交換器としＣは、複
数のものを別々に挿入しｔも椛ねないが、全体とし−Ｃ
の簡潔さの点からは１つの熱交換器、即ちデユープ側は
通常通りに１つの流体が流通し、シェル側は中心軸に直
角な仕切り板によって複数の区画に仕切られ−Ｃいる熱
交換器が好適である。

このような熱交換器が、この反応装置この内部熱交換器
として最適のものであることは容易に考えつくところで
あるが、実際にそれが行われなかったのは各区画を仕切
る仕切り板と胴体の間を確実にシールする方法がなかっ
たことによる。

しかし同発明者による発明“遊動シール法″（特願昭５
８−０’２７４３５）をこの熱交換器に応用することに
より、この技術的難関をのりこえることができたのであ
る。

このシール法は形状記憶合金の特性を利用したシール法
であるが、特に手が届かないためにシールが困難な部分
に対して有効な方法である。

この発明が本発明に関る点を要約すれば次の通りである
。

゛′円筒内面と、この円筒内面と直角な平面との交線上
において、円板状物体を遊動的にシール法−る方法にお
いて、この物体の縁の全周上に円筒内面に近接して、溝
型品を円筒内面に面する方向が開いているように取りつ
け、あるいはこの物体の円筒内面に向い“Ｃいる面を直
接溝型に成型して、この溝型の中に、形状記憶合金Ｊ、
りなり、予め弓状の形状を記憶させ、その後低温にＪ５
いＣ１ｈ型の形状と略同じ形状に変型さけた細長い板状
のＴレメントを整列して等間隔に並べ、その外側に細長
い押え金を複数個、前述の１−レメントを押えるように
、最外側には溝型に丁度はまる断面形状のシールリング
を全周にはめ込み、この物体を所定の位置に挿入した後
、温度を上げ、形状記憶効果により前述のエレメントを
弓状に変形させ、シールリングを円筒内面に強く押しっ
【ノることにより達ぼられることを特徴とする遊動シー
ル法。″このシール法を熱交換器の遊動管板および／ま
たはシェル仕切り板と胴体の間のシールに適用したもの
である。第５図、第６図、第７図にこのシールを示ｔｏ
　（ａ）がシールすべさ・物体をシゴルに挿入した状態
、（ｂ　）εＪ、形状記憶合金の形状記憶効果を誘起さ
ｉ！ｃシールした状態を示づ−６このシール法にＪ：り
従来有効なシールｄ１がなかった、シ１−ル仕切り板と
胴体との間のシールがうよ＜ｃ゛さるようになった。

第２図に示す反応装置に組みこんだ熱交換器は上述の構
造をもつものＧ゛ブー１ブ側は　体になっており、シェ
ル側はシＪ−ル仕切り板にＪ：っ−Ｃ上下に区画されて
いる。シーＩ−ル仕切り板、遊動管板にｌ述のシール法
が施されでいる。

館述のように円筒がこの熱交換器のシェルを兼ねている
のであるが、このシール法を適用する揚合はシールずべ
さ位置の内径をなめらかに段がつかないよ・うに僅かに
小さくし、この部分に対しては機械加工により真円度、
平滑度を良好にし、熱交換器のデユープバンドルの挿入
おＪ：びシールの便をはかって置くことが望ましい。

な６３この熱交換器を１つの熱交換器とするには長すさ
゛る等の理由がある場合には、（例えば第３図のよう＜
＝Ｉ合）上部の２区画を１つに、下部の２層画を１つに
、ｖ１３合２つの熱交換器にづるというような方法も勿
論可能である。

触媒反応装動にｄ３いて考慮しな（プればならないもう
一つの問題は触媒層内の圧力損失である。触媒層の圧）
Ｊ損失は反応装置全体の圧力損失の大部分を占めること
が多く、直接動力損失につながり、問題しよ重要である
。また反応が平衡に近づくと反応速度が小さくなり必要
触媒■は非゛帛に増大する。

このことはまた圧力損失の増大を招くことになる。１圧
力損失を減らすためには、触媒層内の線速度を減少さぜ
るのが最も有効である。幸なことに反応速度はこの線速
度にはほとんど無関係である。

即ち線速度は反応に無関係に充分に小さくすることが出
来るのである、。

線速度を小さくする最も簡単な方法は触媒層の流路断面
積を人さくすること（・ある。しかしこれは反応容器の
径の増大を招き特に畠圧のものは製造、コスト等につい
Ｃ問題が隼する。

線速度を小ざくする、一つの方法として、触媒層の上部
と下部からガス屡の手分づつを流し触媒層の略中間より
流出させる方法がある。

仮に同じ触媒層中を流通させる場合、全昂軸方向に流す
場合とくシングルフローと称する）１．前述のＪ、うに
夫々半年を上−トから流入さけ、中間から流出させるよ
うにづ−る碗合（ダブル７１］−と称する）を比較゛づ
ると、俊者の触媒層中の圧ノｊ損失は前者に比較して１
／８になる。何故なら線速度が１／２になり、即ち触媒
層単位長さ当りの圧力損失は１／′４になり、かつ流れ
る長さが１／２になるからである。即ちこの方法は触媒
層中のＬｒ力損失を低下させるのに非常に有効なのひあ
る。

第８図（Ｃ）、（ｄ　）、（ｅ　）および第９図（ａ）
、（ｂ）にこの方法および熱交換器との連結方法を承り
。図によりわかるように、それ程大きな費用を要せず、
比較的簡単に実施でさる。

また触媒層を下からガスを流リー揚合、ガスの速度によ
っては、触媒の吹き上げを防ぐため、触媒層の上端を金
網等で押えるのが必要な場合もあるが、このように上部
からも流す場合はこの触媒層えは不要となる。また圧力
損失が人さ・い通常のＪ場合は、仕切り板にかかる差圧
が大きくなり仕切り板の強さをそれだけ強くばねばなら
イｆいが、この方法の場合は、差圧が比較的小さいので
それだり弱いもので充分である。

反応容器の形状は円筒型であることが通常であるが、イ
＼発明の場合これに限定凸れるものではイｊい。

球形の容器は一般的に球形タンクどして使用８れている
が、最近反応装置の大型化にともない、球形容器を化学
プロレス用容器として使用りるという気運がでＣきた。

球形は圧力容器としては最も単１１ｉな容器であるが、
反応容器としでは触媒の充填法、カスの流れ等を充分考
直しＣ設計をイ１えば、大型の反応容器どして低コス１
−のものが実現するＣあろう、。

次にこの発明に基ずい−ＣアンＬニア含成装置を設計し
た例を説明しよう、。

第３図はその全体を示′？Ｉ断面図である。触媒層か４
層に仕切られている例である。　　′原石ガスはガス入
口］４」、り入り、反応容器］ど触媒容器２の間の環η
λ８１１を士昇り−る。これ１ユ反応容器の器壁の温度
上昇を防くためのしのである。

上界したガスは熱交換：＜：１９のｆ＋−ゾ側、固定管
板側のホンネットに入り、―ｒＬ−ゾ１３３内を！”　
Ｅまで流れる。下端に蓬したガスは反転し第１番目の触
媒層に入る。ここで反応したガスは２市円筒の外側を通
つ−Ｃ１熱交換：、思９のシェル側−Ｆ　ｒＸＩＳより
第１番目の゛区画に入る９、ここで入口カスこ熱交換し
温度が下って、第２番目の触媒層に入る。以下同様に触
媒層と熱交換器のシ［ル側区画を交互に流通し、最後に
入口ガスと熱交換してカス出口１５Ｊ、り外部に流出す
る。

各触媒層の触媒量ｄ３よび熱交換器の容量は各々触媒層
の温度分布が略最適温度分イＩＪに近ずくよう（こ決め
られている。即ち反応速度−反応温度曲線ｊＰ３よひア
ンモニア潤度変化か１５触媒層出入り［］のアシし二ツ
ノ濃度、温度が決定され、触媒量および熱交換器の温度
条件はそれに見す゛いＣ決められるのである。

第４図にこの例の場合の温度分イｂを示す。斜線部が触
媒層である。

条件　　合成塔入口圧力　　　　７５　ｋ（１／　ｃ＋
＋ｉ　Ｕイノ−１〜ガス濃度　　　　５％ 入［Ｉアンモニア）開度　０．５％ 出ロノ７ンモニノノ濃度　　１０％ 第４図かられかるように触媒層の中間に１φ入覆るこの
熱交換器の伝熱面積は通常の場合に比し、はるかに小さ
くＣよい。何故なら反応後の温度の？、高いガスと入ｌ
］ガスが向流に熱交換し、かつ全体とし−Ｃ熱が余剰と
なるので、反応カスの熱交換器出口温度が高いため全体
の温度差を大きく取れるからでｄうる。

触媒鎖中に冷却のため１云熱管を設首丈る方式では、伝
熱管が触媒中に埋るため伝熱が悪くなる上に、その伝熱
係数を的確に子側するのが難しくなるという輝点がある
が、このＪ−うに反応部分と熱交換部分を明確にＬＫ別
したものでは、反応速度、伝熱係数の推測が的確に可能
となり設計が非常に楽である。

段間に冷カスを導入して温度−Ｉン１〜［−１−ルする
方式は簡単て゛良い方法ｒ＋よあるが、冷カスにＪ、る
る釈にＪ、り反応１−酸物濃度が下り、高い反応生成物
濃ｊ身が望まれる場合は不適当である。Ｊ：た新しい入
［１ガスの量が減るので、土）ホのｊ易合程ではないが
、それで：ｂ本発明の場合より入さい熱交換器を必要と
する。

本発明によるアン九ニ）７用反応装置はプロレス上はど
のプロセスにも使用できる。触媒層の区画数はＬＬＬ１
２５０　ｋｇ／　ｃｕｆｆ以上の場合は２・〜・３．１
５０’ｋａ／ｃｎｆＵν下の場合は３−４位が適当Ｃあ
らう。

温度コント［Ｊ−ルがうまくＣきるので出ロアン七ニア
濃度は比較的高い。

水装置ｉｔには各膜入口に冷ガスによる温度コントロー
ルをつ（〕加えることがでさる。しかし・その必要性は
比較的う−づく、補助的、微調整用に寸さ゛ない。

本装置がその特徴を最も発揮するのは１５０に９／ｃＴ
ｌ？ｏ以下、特に１００ｋｃ＋／ｃｍｇ以下の低圧合成
にＪ５い−Ｃである。このように合成圧力が低くなるに
反応速度が低下し、従って触媒量が増大し、また循環ガ
ス量も増大する。このような合成法に８５いて重要なこ
とは温度コン１〜［］−ルを的確に行い、出ロアンモニ
ア淵度をＣきる限り高く保持し循環量が増大づるのを防
止すると同時に、ガス循環の抵抗をでさる限り減らずこ
とである。　この発明にＪ：る反応装置４Ｊこの目的に
対しｇ、適のものと８える。

以」二の説明において、熱交換器のヂ１−−ブ側には原
料ガスが流通し、反応ガスによつ゛Ｃ予熱される例を説
明した。

このヂノーブ側の流体（よ原オ′≧１刀スＣ′なく、冷
却熱媒体、例えばボイラー水でもこの反応装置に立派に
使えるのである。

反応物の最適温度分イｆｊ、冷却熱媒体の特性に基ずい
て設計すれば優秀１．；反応装δ゛Ｃ１かつ屍熱を水蒸
気として回収でさるわけである。

もつともこの場合、熱が熱媒体によつＣ持ら去られるの
で原料ガスを反応聞始渇反まひ予熱−りろための対策を
講じなｔプればならない、１外部に好適な熱源がある場
合はそれを利用すればよいが、適当な熱源がない場合は
、最終の触媒層から流出する反応ガスと熱交換させれば
よい。このための熱交換器は反応ガスの熱をなるべく多
く回収づるため、温度差が比較的小さくなるのが通例で
ある。

従ってヂコーブ内をガスが流通り−る場合に比較して大
さい伝熱面積が必要である。装釘内に絹み込むのは困難
であるので、通常は反応装置の外に置かれる１゜ 反応装置の性能としては自己ガスと熱交換ツる場合と変
りないが、熱媒体の状態、例えば圧力、温度、流速等を
運転中に変えることにより反応装置の温度を大幅にコン
トロールで・きるという利点を持っている。

第１０図に、第ご３図に示したアシしニア合成装置にこ
れを適用した例を示づ一０触媒層（，１ダブルフ［１−
の場合である。

アンモニア合成装置の場合、触媒層温度が４００″Ｃ程
度あるので、１００　ｋｇ／ＣＴＩ！１程度の然気の発
生も可能である１、内外の１丁力差を小さく運べるので
′比較的肉ｉ９の伝熱管を使用η′さ、温Ｉ褒差を充分
に大きく、またカス側の伝熱係数も大きいのＣ伝熱面積
も−され程人きくなら゛す゛、］ス１〜ら比較的安くで
きる。即ら省］ネルギー的な装置と言えよう。

この反応器は種々の反応（こ広く適用出来る。即らＤｓ
４料６３　Ｊ、び生成物の何れちか反応の際の溜１瓜と
ｆｉｌ−力におい−Ｃカス状であり、反応中においでｔ
ｉｔ液（Ａ　ｄ’ｊよび固体状物質の生成しない多くの
ガス反応に使用出メ（る。主なものを挙げれば、水素と
窒素からのアンモニアの製造、水素と一酸化炭素および
／または二酸化炭素からのメタノールの製造、水素と一
酸化炭素おＪ：び／または二酸化炭素からのエタノール
、プロパツール、ツタノールなど脂肪族高級′１価アル
コールの製造、水素ど　酸化炭素ｄ５よび／またｉＪ、
二酸化炭素から２（タンおよびメタン以」−の高級炭化
水〕１テの製造、−酸化炭素と水蒸気からの水素と二酸
化炭素の製造、炭化水素ど１鵠累からの塩素化炭化水素
の製造、炭化水素と酸素からの丁チレンオキザイド、無
水マレイン酸、Ｑ７＜（水フタール酸の製造、疾化水５
（でどｕｌ“１５＋４お上び／′または塩化水素と酸素
からの塩化ビニールの製造、炭化水素とアンヒニアと酸
素からの青ＡＱ＋ｔｊよびアクリロニ１゛・リルの製造
、不飽和炭化水素と水ズ；からの飽和炭化水素の製造、
不飽和炭化水素と飽和炭化水素からのアルキレージ・」
ンにＪ−る飽和炭化水素の製造、メタ、ノールど酸素か
らのホルｌ＼アルア′ヒトの製造、メタノールから脂肪
族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素ｄ’；　、Ｌび
兄香族炭化水奉の製造などを挙げることが出来る。

以」−汀線に述べたように、本発明は、反応操作として
理想に近い中間熱交換方式多段断熱操作を、一つの容器
内にｌｌ潔に収納した反応装置にＪζつで低い圧力損失
の下に実現づ−るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図　第４は］に示づ一反応装置を通常の装置で行う
場合のフ［］−］シート ー２図　本発明による反応装置１，２触＠層第３図　本
発明にＪ：るアンしニア合成装置断面図第４図　第３図
の装置による温度分布。 横軸に温度、縦軸に触媒層（斜線部）および熱交換器の
長さを表す。 第５図　形状記憶−Ｌシメン１〜 ａ　記憶した形状 ｂ　低温にて変形した１７＜態 第６図　シール装置縦断面図 （ａ　）　　物体を挿入したままの状態（ｂ）　　シー
ル状態 第７図　シール装置横断面図′ （ａ　）　　物体を挿入した。ｌ：　：ｉ；の状態（ｂ
）　シール状態 第８図　触媒層ｄ３よび熱交換器連結方法（ａ　）円筒
を２重にした例 （ｂ）熱交換器内にガス通路を設けた例（Ｃ）触媒層中
に設置した円管を触媒層上部へのガス通路どしＩＣ、ダ
ブルフロ ーで、円筒の一部を２小にした例 （ｄ　）同じく、熱交換器内にカス通路を設けた例 （ｅ）円筒の２単管部を触媒層上部へのカス通路どした
ダブルフローで、がっ 熱交換器内にもガス通路を設けた例 １７１５９図　ガス集合管ｄ３よびガス上界通路平面図
（ａ　）第８図（Ｃ）の例を上から見た図（ｂ）　　第
８図（ｅ） 第１０図　中央熱交Ｊ６ｊ！器に熱媒体を流通さけＩこ
）９１１アンモニア反応￥置　熱媒（Ａ　ｉ、ｉボイラ
ー水１　反応容器 １ａ、Ｉｂ、ｌｃ、Ｉｄ　　反応容器 ２　触媒容器 ２ａ　、２ｂ　、２Ｃ，２ｄ　　ＭＷ容器３　仕切り板 ４　円筒 ５　触媒受け ６　ガス集合管 ７　ガス通路 ８　触媒 ９　熱交換器 ９ａ　、９ｂ、９ｃ、９ｄ　　熱交換器１０　固定管板 １１　シ「ル仕切り板 １２　遊動管板 １３　　ブ　Ｊ　−ｙ′ １４　ガス人［］ １５　ガス出口 １Ｇ　熱交換器バイパス １７　反応ガス出し二１ １８　蒸気出口 １つ　外部熱交換器 ２Ｑ　蒸気ドラム ２１　形状記憶合金］−レメンＩ〜 ２２　押え金 ２３　シールリンク ２４　筒 ２５　物体 ２６　溝型品 出願人　東鋒［ンジニアリング株式会社矛８図（α）（
ｂ） 手　　続　　補　　正　　書　（方　式）昭和５８年　
８月１８日 １、　事件の表示 昭和５８年　特許願第０６８０６６号 ２、　発明の名称 接触反応装置 ３、　補正をする者 事件どの関係　　　特許出願人 昭和５８年７月２６日　（発送日） ５、　補正の対象 図面 ６、　補正の内容 別紙の通り、明細書の図面第４図を添付図の通りに訂正
する。 ７、　添付書類の目録 図面　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ガス状原料を固体触媒と接触さけ、発熱転化反応を
   生起せしめて、カス状反応生成物を得る竪型反応装置に
   おいて、反応容器の中心軸と同軸に円筒が設置され、こ
   め円筒の内部に少くとも１つの熱交換器のチューブバン
   ドルが挿入され、この円筒および１つのチューブバンド
   ルをｂつ′Ｃ１゛つのシェルアントチ“ｌ−ブ型熱交換
   器がそれぞれ形成されており、一方触媒ばこの円筒と反
   応容器の間の環状部の、水平に設置された仕切り板によ
   って仕切られた複数の区画の中に充填されており、原料
   ガスは該熱交換器のチコーブ側を順次流通した後、第１
   番目の触媒層に流入し、原料ガスが流通したのと逆の順
   番で、第１番目のシｒル側を通り、次に第２番目の触媒
   層に流入し、次に第２番ＩＩのシェル側を通り、以下同
   様に触媒層と熱交換器のシゴル側を順次交互に流通する
   ようにしたことを特徴とする接触反応装置。 ２　ガス状原料を固体触媒と接触させ、発熱転化反応を
   生起ぽしめて、ガス状反応生成物を得る竪型反応装置に
   おいて、反応容器の中心軸と同軸に円筒が設置され、こ
   の円筒の内部しご１つの熱交換器のヂ］−ブバンドルが
   挿入され、この円筒およびチューブバンドルをもって１
   つのシ：「ルアンドヂューブ型熱交換器が形成され、か
   つシェル側がこの熱交換器の中心軸に直角な仕切板によ
   つ−Ｃ１１つに、あるいは複数の区画に仕切られれてお
   り、−万触媒はこの円筒と反応容器の間の環状部の、水
   平に設置された仕切り板によって仕切られた複数の区画
   の中に充填され−Ｃおり、ヂコーーブ側には冷却熱媒体
   が流通し、原料ガスは先ず上からあるいは下から第１番
   目の触媒層に流入し、次に、触媒層と同じく土からある
   い（３（下から、第１番目のシェル側を通り、次に第２
   番目の触媒層に流入し、次に第２番目のシェル側を通り
   、以下同様に触媒層と熱交換器のシェル側を順次交りに
   流通するようにしたことを特徴とする接触反応装置。 ３　原料ガスが各＃Ｊｉｔｓ層を流通（−る際に、ガス
   がの略半量を下部から、残りの略半量を、触媒層の下部
   から上部に通り抜ける通路を通って上部から、夫々触媒
   層に流入させ、次に触媒層中に、層高さの略半分の位置
   に水平に、かつ反応容器の中心軸を中心として放射状に
   置かれたガス集合管を通って、熱交換器のシェル側に流
   通させるようにした、特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の接触反応装置。 ４　シーしルアンドヂ１−ブ型熱交換器のシェル側がこ
   の熱交換器の中心軸に直角な仕切板によつＣ複数の区画
   に仕切られており、チアーブ側を原ねガスあるいは冷却
   熱媒体が流通し、シェル側の各区画を各触媒層から流出
   した反応カスが夫々流通する、特許請求の範囲第１項な
   いし第３項のいずれかに記載の接触反応装置。 ５　シェルアンドデユープ型熱交換器の遊動管板および
   ／またはシェル仕切板と胴体の間のシール法に遊動シー
   ル法を使用した、特許請求の範囲第１項ないし第４項の
   いずれかに記載の接触反応装置。 ６　反応器の容器が円筒型の容器である、特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の接触反応装置
   。 ７　反応器の容器が球形で゛ある、特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれかに記載の接触反応装置。 ８　反応が水素および窒素よりアンモニアを合成する反
   応である、特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずｋ
   しかに記載の接触反応装置。 ９　反応が水素および一酸化炭素および／または二酸化
   炭素より脂肪族−価アルコールを合成り−る反応である
   、特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載
   の接触反応装置。