JPS5959242A - 反応方法およびそのための反応器 - 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】 この発明は粒状触媒を使用し、反応中における原料およ
び生成物のいずれもがカス状である化学反応用反応器の
改良に関する。

更に詳しくいえば直径の異なる２個の円筒に挾まれる環
状空間に充填された触媒床にガスを半径方向に流通せし
める形式の反応器の改良（こ関する。

直径の異なる２個の円筒に挾まれる環状空間に粒状触媒
を充填した環状触媒床に対しガスを半径方向に流通せし
める形式の反応器は、多くの文献によってその大略内容
が周知となっている１、シかしこれら多くの文献はいず
れもガスの流れ方向に沿った触媒床内温度分布について
の考慮が不足してい（、性能を落りこと無くこの種の反
応器の小形化を実現Ｊることに成功していない。

この発明の発明者は先に特開昭５５−１４９６４０およ
び米国特許第４．３２１２３４号において、改良された
反応器およびこの反応器の使用法につぎ提案を行なった
。この提案は、環状触媒体即ち直径の異なる２個のガス
透過性円筒状触媒受に挾まれる触媒床内において、垂直
に延びる多数の冷却管をこれら触媒受と同軸な円周群十
に配列し、この冷Ｍｌ管内に冷却用流体を流通せしめつ
つ原料ガスをこの環状触媒床の半径方向に流通け′しめ
゛Ｃ反応させ、だの際に発生ずる反応熱を冷７．１１用
流体に吸収せしめＣ１触媒１木内のカスの流れ方向に治
った各点の温度を所望の温痘に制御りる方法および反応
器Ｃ′ある。

この発明の発明者らは上記提案の７′５沃Ｊ３よび反応
器について多くの実験的検討を行なったのであるが、ぞ
の過程においで上記提案の方法Ｊ＞よび反応器が更に改
良され得ることを見出した。

この発明は上記提案の反応力ｖ１および反応器を改良し
、性能を落すことなく更に反応器を小形化出来る反応器
どその為の反応器どに関する新規な改良提案であり、ぞ
の要旨は上記提案における環状触媒床ど同様の空間を半
径り向に延びる垂直の隔壁によって複数の掌に分割し、
これらの空のうちの少なくとも２個に熱交換用管を前記
冷ｆｉｒＩ管と略同様に配置づるど共に室内の熱交換用
管外空間に触媒を充填して反応室とし、原料ガスをこれ
ら各反応室に逐次的に且つ半径り向に流通ｕしめること
により、各反応室内におりるガス流の線速度を前記提案
より犬とし、熱交換用管の肉厚方向に流れる熱流の総括
伝熱係数を犬として熱交換用冶の数の減少を可能ならし
めることによって反Ｌ’ｒ＞器の小形化を行なうことに
ある。

双手にこの発明の内容につきβ１明覆る。触媒反応にあ
っては原料ガスか触媒床内に流入してから触媒床を出る
までの間の触媒床内の各点においで、反応速度、副生物
の生成量などの点から考慮される最適温度の存在づるこ
とか通常で反る。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Ｊ８場合において、
触媒床内の各点におけるアンモニアの生成量１文はａｌ
ｔ１２ｆ次の式で示覆ことが出来る。

Ｖ　　＝ＫＸ　　（Ｃｅ−Ｃａ　　）　　　＝ＫＸ　　
△　Ｇ　　　　　　　（１）この式において ■　＝アンモニアの生成速度ｋｇｍｏ＋、／時／触媒Ｃ
ｅ：触媒床内各点の＆！Ｉ哀、圧力におけるアンモニア
の平衡濃度のモル分率 Ｃａ：上記と同一点において既に存在するアンモニアの
淵麿のモル分率 Ｋ　：反応速度係数 △Ｃ二上記点にお（プるアンモニアの平衡濃度と実在濃
度どの差 この式によれば触媒床内のある点Ａにお【プる温度が高
くなると、反応速度係数には大となるがアンモニアの平
衡濃度が小となる為に、平衡濃度と実在濃度どの差ΔＣ
は怨激に小となり反応速度■は低下する。逆にＡ点の温
度が低くなると、アンモニ）１の平衡？１１度と実在濃
度との差△Ｃは大と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づる。この事実はＡ点において、Ａ
点のアンモニアの実在濃度に対応したアンモニア生成速
度の最大どなる温度が存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は副ケ物が生成しないが、メ
タノール合成の場合等のごとく副生物例えば高級アルコ
ールの生成を伴なう場合には、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とする温
度が存在するごとき場合もある。このような意味におい
て触媒床内のガスの流れ方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（以下単に最適温度という）
に保持しつつ反応を実ＩＭづることは小型の反応器を使
用して多量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。上記した触媒床内各点の最適温度は、その
点にＪ３いて触媒と接触しつつあるガス中の反応生成物
のｌ１ｌｆｆにより異なる故、触媒床のガス入口から触
媒床内の各点に至るガスの流路に沿った距離を横軸にと
り、温度を縦軸にとっＣ１触媒床の入口から出口に至る
までの最適温度のグラフを書けば最適温度の分布を示す
最適温度分布曲線を得ることが出来る。この最適温度分
布曲線は希に触媒床の入口から出口まで一定の温度を示
す場合もあるが、多くの場合にあっ−（は反応の種類、
触媒の種類、反応圧力室に応じＣ異なる曲線となる。以
下この発明にＪ３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。

前記したごど〈従来から環状触ｆｉ　ＪＡにガスを半径
方向に流通させる形式の反応器は故多く開示されていた
の（゛あるが、」−記のとどき最適温度分布の考慮をし
たものはほとんど無く、反応器の小形化の点で不十分で
あった。この弁明の発明者らは前記特開昭５！５−１４
９６４０におい°Ｃ１この最適温反力イアｊを実現し１
εイる反応器を提案した。この提案の要旨は、前記環状
触媒床内に垂直に延びイ）多数の冷却管を、環状触媒床
の外側ど内側にあるガス透過性触媒受と同軸な円周ＩＹ
上に配列し、これら多数の冷却管内に冷７、ＩＩ用流体
を流通せしめつつ、原料カスを触媒床の全での半径り向
に均一に只１回通過せしめて、原料ガスが触媒床入口か
ら出口に至るまでの間の各点の温度を前記最適温度に保
持する反応方法と、その為の反応器であった。

この発明の発明者らはこの前記提案の環状触媒床内に半
径方向に延びる重め隔壁を設置して環状触媒床を複数の
反応室に分割し、分割後の各反応室にガスを略直列に流
通せしめることにより、反応器全体としての空間速度を
変更すること無く、各反応室内にＪ５　Ｉするカスの流
通速度を増加ざＵ同時に熱交換の際の総括伝熱係数を大
として、結果的に熱交換用冷Ｎｊ管の数を少なくして反
応器を小型化し、尚且つ前記提案と同様の効果を得るこ
とを見出した。この発明の目的は上記要旨の通り前回の
提案を更に改良した反応方法とその為の反応器の提供に
ある。

以下にこの発明の概要を第１および第２図を使用して説
明りる。両図はこの発明の詳細な説明する為の概念図で
あって、第１図は反応器の垂直断面図、第２図は反応器
の水平断面図をそれぞれ示１゜両図において、１は垂直
に設置された円筒状外殻であって下部Ｎ２および上部器
３を右づる。外殻１の内側にはこの外殻と同軸のガス透
過性外側触媒受４と外側触媒受４の内側に設置された内
側触媒受５が設置され（いる。

外殻１、外側触媒受４　Ｊ５よび両益２．３にＪ、り囲
まれる空間６は外側ガス通路である。内側触媒受５の内
側には内側隔離板８が設置され、内側Ｍ（媒受５、内１
ｌＩＩＩ隔離板８（１ｊよひ両番２．３３により囲まれ
る空間が内側ガス通路７℃・ある。外側触媒受４ど内側
触媒受５および両ぶ￥に囲まれる空間は半径り向に延び
る垂直隔壁９により所望の数（この図の例で・は４）の
水平断面が扇状の室＃ご分λすされている。これらの室
は触媒を充填覆る空あるいは熱交換の為の苗として利用
される。両図はこれら全ての室を熱交換用管を配列し、
１つ触媒を充填する反応室とじて使用１６例である。こ
れらの室（おりるガスの通過方向は何れも半径方向であ
るが、ガスが各反応室を通過する順序と各反応室におけ
るガスの通過方向を予め定め−ｉ（８３＜必要がある。

この例においては第１反応室１０、第２反応室１１、第
３反応室１２および第４反応室１３の順とし、又第１反
応室におけるガスの通過方向を内側がら外・　　側へと
定めることにより、全ての反応Ｖにおけるガスの通過順
序と各反応室におけるガスの流通方向を定めることが出
来る。各反応室には熱交換用管が両触媒受と同軸の円周
群上に配列されている。父上記刀スの通過順序を現定げ
る為、外側ガス通路にｄ５い（は第１反応室と第４反応
室どの間の隔壁の延長上および第２反応室と第３反応室
との間の隔壁の延長上に外側ガス通路延長隔壁１５が、
内側ガス通路においては第１反応室１０と第２反応室と
の間の隔壁の延長上、第３反応室と第４反応室との間の
隔壁の延長上および第４反応室と第１反応室との間の隔
壁の延長上に内側ガス通路延長隔壁１６がそれぞれ設置
される。父上記により規定されたガス通路に従って第１
反応室に接する内側ガス通路の上部あφいは下部に原料
ガス流入口１７が、第４反応室に接する内側ガス通路の
下部あるいは下部に反応生成ガス流出口１８が設置され
る。

両図の例において、反応室内に上記により配列され１＝
熱交換用管の上端部および下端部は反応室ｆＯにこれら
熱交換用管内を）４５通する流体を集合あるいは分配す
る為の管状部材で製作された一群の集合管からなる集合
器１９あるいは同様に管状部材ぐ作製された一群の分配
器からなる分配器１９に接続し、更にこれ等分配器Ｊ３
よび集合器はそれぞれ流体の入口管２ｏあるいは出口管
２０に接続さねている。又」二部益３には各反応室毎に
触媒投入管２１が、下部蓋２には各反応室毎に触媒抽出
管２２がそれぞれ設置されでいる。上記のごとき基本構
造を有するこの発明による反応器を操業するに当って目
、目的の反応に適合した触媒を上記触媒投入管から各反
応室にそれぞれ充填した後に使用匁る。−この発明反応
器は反応前の原料ガス、反応中のガスｄｉよび反応生成
ガスの何れもがカス状である発熱反応と吸熱反応の両者
に使用することが出来る。発熱反応の場合にあっては、
熱交換用管内を流れる流体が冷却用流体の役割をなし、
冷却用流体の温度は反応中の触Ｉｓおよびガスの温度よ
り低いことが必要であり、吸熱反応の場合にあっては、
熱交換用管内を流れる流体が加熱用流体の役割をなし、
加熱用流体の温度は反応中の触媒及ガスの温度より高い
ことが必要である。

次に第１、第２、および第３図を使用してこの発明の効
果、効果の出る理由およびこの発明の利点につきを説明
する。第３図は水素と窒素のモル比が３：１で市って不
活性ガス１３．６モル％を含む合成用ガスから／１５ｋ
ｃｌ／ｃイＧの圧力下に、市販触媒を使用してアンモニ
アを合成する場合における反応速度ど渇反どの関係を示
した図である。横軸に示した３５０〜４６０°Ｃの各温
疫旬の（１）式による反応速度が縦軸に示しである。こ
の第３図に記入された各曲線はそれぞれ各曲線に記入し
たアンモニアの′ｃｉ度における市販触媒の反応速度を
示づ。アンモニア潤度が４．０％（モル％であって以下
においても同様である）より高い曲線はいづれも反応器
ｆａの最大となる温度即ちこの場合の最適温度を図上に
有する。これらの曲線において温度が最適温庶まり畠く
なっ−Ｃも低くなっても反応速度が低１；づる理由は前
記〈１）式の説明の際記載した通りである。アンモニア
濃度が３．０％以下の場合における反応速度が最大どな
る温度は４６０℃より高い温１哀となる為第３図外に存
在りる。この図の曲線Ｔは上記反応速度曲線における反
応ｊ！Ｉ哀最大どなる点をつ＜、Ｘいた曲線Ｃある１、
アンモニア合成にあっ′（は、原料ガスが触媒床に入り
、触媒と接触し−（アンモニアが生成し、アンモニア濃
度の増加したガスとして触媒床を離れる。この間におい
−（、触媒床内各点の温度がイの点のアンモニア濃度に
お（プる反応速度最大どなる温度、即ち上記反応速度曲
線と曲線Ｔとの交点にＪ５りる温度になっＣいれば、反
応の為に必要な触媒量は最小となる。このことは前記の
如く曲線Ｔを、触媒床入口からのガス流路に沿った触媒
床内の各点までの距離を横軸とし、温度を縦軸として書
き直した曲線がこの場合における触媒床内の最適温度分
布であることを示している。アンモニア合成反応は発熱
反応である故、触媒床内の各点の温度をその点における
実在アンモニア濃度に対応する最適温度どじ、且つ触媒
床全体どじで最適温度分布になるようにする為には、反
応が進行しガス中のアンモニア濃度が高まるに伴ない曲
線Ｔに沿って、ガスおよび触媒の温度を低下せしめる様
、熱を除去づる必要がある。従−）Ｃ触媒床内には冷？
ＪＩ用伝熱面が必要であり、又この冷却の際の触媒１愉
当りに必要な伝熱面積は、アンモニア合成度の等しい個
所では等しく、アンモニア濃度の異なる個所では異なる
こととなる。従って垂直環状触媒床の半径方向にガスを
流しつつ、この環状触媒床内においてこの触媒床の軸と
同軸な多数の円周群上に配列された垂直に延びる熱交換
用管の配列数を触媒床のガス入口からの距離に応じた最
適数とし、これら管内に一冷ん１川流体を流通せしめれ
ば、同一アンモニア濃度の個所を同一のＲ適温度に保持
し、全体として上記のごとき最適温度分布を触媒床内に
実現づることができる。例えば環状触媒床の内側から外
側にガスを流−４場合なら、熱交換用管を配列づる谷内
の周の長さは、環状触媒床の外側に近いもの程長い故、
外側に近い円周には内側に近いものに比し多数の熱交換
用管を配列することが可能であり、ガスが内側から外側
に移動りるに１゛１′つ（、逐次温度が低下して前記の
ごときノノンモニアの揚台の最適温度分布を触媒床内に
実現せしめることが容易に出来る。反応の種類によって
はガスを外側から内側へと逆に流す（。Ｌ・うがよい場
合もある。前記した特開昭５５−１４９６４０はこの様
′Ｊ、Ｔ原理に基づいた反応方法とそのための反応器で
あった。しかしこの提案はカスが触媒床内を仝Ｃの半径
方向に向って同時に只１回通過ｌる反応方法である為、
熱交換用管の長さ方向に対して垂直に流れるガスの線速
度が小であり、熱交換用管の肉厚方向に熱が流れる際の
総括伝熱係数が小となり、各円周上に多くの熱交換用管
を配列する必要があった。前記の如くこの発明は上記の
様な前回提案のものの欠点を改良りる為の新な提案であ
る。即ち前記第１図および第２図の如く、環状触媒体を
垂直隔壁により複数の反応室に分割すれば、ガス流の線
速度を大どじ、総括伝熱係数を増加せしめることが出来
る故、同一の触媒量を使用し且つ各反応全角に最適温度
分布を保持し９つ熱交換用管の数の節減が可能となる。

例えば第１図および第２図の如く４等分すればガスの線
速度は４イ８どなり、総括伝熱係数は大略２倍以上に上
昇するので、熱交換用管の数を半分双手に節減覆ること
が出来る。この熱交換用管の数の節減は熱交換円管自体
の節減のみでなく、節減された熱交換用管の占有体積分
だけの反応器の小形化および前記集合器２１５　Ｊ、び
分配器の構造簡素化をも伴ない、反応器を製作するに必
要な材料の減少と共に反応器製作の際の工数の削減が可
能となるので゛、全体として反応器の製作費を安くづる
ことが出来る。又他の１個の利点どして、熱交換用管に
関する上記総括伝熱係数が大となった結果、環状触媒床
の内側に近い部分においても十分な熱交換能力を保有出
来る様になり、ガスを環状触媒床の内側から外側へ流す
か、あるいはその逆に流すかの選択が自由になったこと
を挙げることノ〕＼出来る。

この発明には反応１ノ法と反応器の両者にねたっＣ多く
の実施態様がある。以下にこれら多くの実施態様と共に
この発明につき詳細な説明を行なう。第４図はこの発明
におけるガスの流通り法を説明する為に環状触媒床の模
式的水平断面を示した図である。第４図△は特開昭５５
−１４９６４０において既に提案した方法ぐあり、この
場合には外殻１の内側にあるガス透過性外側触媒受４と
更にその内側に市るガス透過性内側触媒受５に挾まれる
環状空間１０が只１個の反応室である。この反応室には
垂直にのびる熱交換用管の多数が両触媒受と同軸な円周
８Ｙ上に配列され−Ｃいるのであるが、第４図において
はこれら熱交換用管を全て省略しである。第４図Ａにお
いＣは原料ガスが外側ガス通路６あるいは内側ガス通路
７に供給され、外側から内側へあるいは内側から外側へ
と全ての半径方向に同時且つ均一に流れた。この発明に
おいては以下に説明する如く、原料ガスが分割された後
の反応室を逐次的に流れ、このガスの流れは第４図にお
いて矢印で示しである。。第４図Ｂは同様な環状触媒床
を、この発明に従い半径方向に延びる２個の垂直隔壁９
によって２等分した例である。この場合には反応器の中
心部を例えば原料ガス予熱用熱交換器の設置場所として
利用しない為、内側隔離板を設置せずに内側ガス通路７
内に内側延長隔壁１６を設けた例であって、ガスは先ず
第１反応室１０を内側から外側に流れ、次に外側ガス通
路６を通って移動し、続いて第２反応室１１を外側から
内側に流れる。第４図Ｃは環状触媒床を３客分した例で
ある。この場合には触媒床の中心部空間を、高湿の反応
生成ガスによって原料ガスの予熱を行なう為の熱交換器
の設置場所として使用する目的で、円筒状内側隔離板８
を設置しである。この内側隔離板８の内部に設置されて
いる予熱用熱交換器は図面に省略さ゛れている。外側延
長隔壁１５と内側延長隔壁１Ｇを図のように設（）、ガ
ス（、Ｊ、第１反応室１ｏを内側から外側へ矢印の通り
流れ、次に外側がス通路を移動しく、第２及応室１１を
外（ｌｉｌｌから内ｇ１！ｌに流れ、史【内側ガス通路
を移動した後、第３反応室１２を内側から外側に流れ、
第３反応室に接Ｊる外側ガス通路から反応器外に去るこ
ととなる。以上の２例は伺れも環状触媒床を鋳しい大き
さの反応室に分割づる例ひあったが、第４図りは等しく
ない大きざの反応室に分ｓｉｒ　？Ｊる例て・ある。こ
の例ではカスが第１反応室１０を内側から外側に流れ、
外ｍリガス通路６を移動して第２反応室１１を外側から
内側に流れ、次に内側ガス通路７におい−（ｈ向変換し
た後第３反応室を内側から外側に流れる。

第４図［は１部の反応室において並列流を含む場合であ
る。即ちガスは第１反応全１０を内側から外側へ流れ、
外側ガス通路においてガス流は二分されて２個の第２反
応室１１−ａおよび１ｌ−１）に並列流としく外側から
内側に流れ、この２個の流れは内側ガス通路に、ｌ１３
いて合流した後、第３反応室１２を内側から外側に流れ
る。

第４図Ｆはガスが第１反応室１ｏを内側から外側に流れ
、第２反応室１１にｊＢいくは外側から内側に流れ、第
３反応室におい（はガスが内側から外側に向けζ流れ、
更に第４反応室にあいＣは外側から内側に流れる。これ
ら本発明の例におい゛（上記のごときガスの通路を規定
する為、外側カス通路６　Ｊ５よび内側カス通路７の必
要個所に外側ガス通路延長隔壁１５と内側ガス通路Ｍ長
隔壁１６が設置しである。又以上の例では第１反応室の
ガスの流れはいづれも内側から外側へ向っていたが、第
１反応室のガスの流れを上記の逆にすることも可能であ
り、逆にカスを流（］た場合には他の反応室におけるガ
スの流れも逆になると共に、この変更に伴って外側ガス
通路および内側ガス通路に設置される延長隔壁の設置位
置も変更される必要を生ずるが、変更内容については明
白である故説明を省略する。

この発明においては第４図のＢから１：までに示した環
状触媒床の分割方法以外に、多くの分割ｈ仏を採用可能
Ｃあるが省略した。又この発明にあつＣは、特開昭５５
−１４９６４０において触媒体としく使用己れ”（いｌ
、：環状空間を、上記の如く垂直隔壁によって分割した
ことにより出来る水平断面がｈ７）状の４Ｆの争（を反
１芯室として使用する心髄はなく一部を前記同様の原料
ガス予熱用熱父換器の設置場所および７・′または触媒
を元側しガスを流通上しめるが熱交換用管を全く配列し
ないかあるいは僅かしか配列μずに反応熱を利用しＣガ
スの渇仰を所望の温度ま℃上昇さＵる為の室として使用
する（−ども出来る。

この後者の使用方法は例えば前記第３図を使用して説明
したアンモニア合成のごとき発熱反応例においＣ１カス
中のアンモニアの温度の低い合成反応初期にあつ（は最
適反応渇疫が触媒の作動開始温度より相当高い温度であ
ることを利用し、断熱反応あるいは熱の除去量を著しく
小とした反応方法により、既にある程度予熱され−（い
るガスの温度を反応熱によって最適反応渇疫まで再予熱
せしめる方法として有用である。

又上記のごとき分割にＪ：り得ら４ｔた室のうちの反応
室として定めらだ２１５よび上８己の意味（こよる断熱
反応室として定められｌこ２至をイ也の反応室と共に略
同様な２個０）直列４に編成し、原料ガスを２個の心列
流に分割し、Ｃ冷こ）勇けしめる方法もある。この方法
は操業の都合により原享斗カスの量が為しく減少した場
合（こ直ＴＪ１」払コσ）片方へのカスｄコを停止して
も、他方の直ケ］流にお０て（ま最適湿度分（［ｉを保
持しｌこまま操業を継続する為の方法とし′ＣＣ出出あ
る。。

この発明において熱交換用管内（こ？７１Ｅ通せしめ得
る流体としてはガス体、液体Ｊ３よびガス体と液体の混
相物の３種類がある。この発明によって実施づる化学反
応が発熱反応である場合（こ（よ、この流体は冷却用流
体となり、反シロ渇；哀よりイ氏い温度のものを、当該
化学反応が吸熱反応である場合には、この流体は加熱用
流（本となり、反応温度より高い湿度のものを使用づる
こと（よ既に述べた。これら流体を冷７Ｊ］　ｍ　ＹＱ
　４本として使用Ｊる方法にはこれら流体の温度上昇の
際の顕然を利用りるブノへとこれら流体の蒸発潜熱を利
用し流体の温度を上昇させることの４ｊい方法の２種類
がある。冷７ＪＪ用流イホとしζガスを使用する場合に
はＷ！熱を利用りる場合のみである。この冷ＪＪＩ用ガ
ス使用の場合にあっ（は、冷７ＪＩ　ＩＩＪ　カスの単
位量化りに吸収出来る熱望は比較的に小である為、多量
の冷ｉＪｌ用ガスを流通Ｖしぬる必要があり。従ってこ
のガス使用の場合は化学反応の発熱早が比較的に小ぐあ
る場合に適当しくいるし、加圧下の冷却用ガスを使用づ
る方が効果的（ル）る１、又この冷却用ガス使用の場合
には冷却用ガスを熱交換用管の士から下に流しても、あ
るいはその逆に流しでもよい。冷却用流体としてＩ（ｋ
体を使用する場合にあっては上記の顕熱と蒸発潜熱の両
者を利用づることが出来る。液体の顕熱を利用する場合
においては冷ＦｉＩ用カスの場合と略同様に使用するこ
とが出来るが、液体の温度上昇の際に吸収づる熱量即ち
顕熱は冷却用ガスの場合の同様な顕熱に比較してはるか
に大である為、この液体の顕熱を使用づる方法は冷部用
ガスを使用する場合に比較して冷３り効果が大ぐある。

これらｆｉ熱を使用する方法１ま、化学反応が発熱反応
である場合であれば原料の予熱、例えば天然ガスを１３
；！　利に使用するアンモニアの製造の場合に水りき気
改質反応に供給する加圧下の天然カスあるい（Ｊこれに
水蒸気を添加し１こものの予熱等に利用りることが出来
、又冷）Ｊｌ　ｆｆｌ流体として液体を使用りる場合で
あれば水蒸気を発生させる際の水の予熱等の如く、反１
芯熱を有効に利用づる方法として使用することか出来る
。化学反応が吸熱反応である場合における顕然使用の方
法は他の１−程で生じた反応温度より高い温度の熱を利
用Ｊることになる以外は使用手段が発熱反応の場合と略
同様である。反応温度の非常に高い吸熱反応においては
、加熱用ガスの顕熱を加熱に使用する方法が特に有効で
ある。この様な場合には、反応圧力とこの加熱用カスの
圧力との圧力差を小と覆ることが望ましい。又最終反応
室を液状の該流体の予熱に使用できることは吸熱反応の
場合にあっても光熱反応の場合にあってし同様−Ｃある
、。

この発明にａ３いては、熱交換用鉱内に流通じしむる流
体の蒸発潜熱あるいｔＪ凝縮潜熱を利用覆る場合の万が
上記の顕然利用の場合に比し遥かに車要Ｃ゛ある。口の
発明Ｉ４二よっＣ実施Ｊ°る化学反応が発熱反応Ｃ゛あ
る場合（ごお（プる蒸光潜熱利用万払は熱交換用管内に
、反応温度より低い所望の温度にＪ−）いて１１−る様
圧カを調整しＩζ液体を熱交換用管の一トがらＦへ流通
上しめ、熱交換ｍ鉱内にζこの液体を洲証蒸光Ｕしめ−
Ｃ反応熱を吸収りる方法である。この場合Ｌ　８３い−
Ｃは、この液体の温度が反応室に配列しＩ：必る熱交換
用管の上端に流入する際に、既に当該圧力下におＬノる
沸賊温度に到達し−Ｃいることが望ましい。従っにの場
合における熱交換用管内の流体は通常液体と蒸気の混相
物となってぃＣ１この混＋［］物を別に設置された分Ｍ
器において蒸気相と液相とに分離し、液体を熱交換用管
の下端部に冷却すること無く再循環さけることにより分
離器から当該液体の高温高圧蒸気を取得することが出来
る。この熱光潜熱利用の方法は、液体の蒸発潜熱が大で
ある為、反応熱が非常に人である場合において特に効果
的である。上記分離器から熱交換用管の干喘に未蒸発の
液体を再循環せしめる方法どして（Ｊ、分離器を反応器
内の上部あるいは反応器外の反応器より高い位置に設置
して、熱交換用管内の上記混相物の密度が液体自体より
小となつ（いることを利用し自然流トによって再循環せ
しめる自然循環法どポンプを使用して再循環せしめる強
制循環法とが利用出来る。自然循環法の場合にあつＣは
、この液体の圧力を余り高くづると沸証が起っても上記
混相物の密度が液体自体の密度に近（ｑさ自然循環が行
われ難くなるので１５０ｋＣＩ／ｃｍＧ以下の圧力を使
用することが望ましい。又強制循環の場合にあっては、
上記のごとき制限がないので２００ｋｇ／ｃｎＧ程度ま
でのｊ１力を使用りることか出来る。上記のごとき方法
により取得された【さ温高圧の然気は曲の工程における
他物質の加熱あるいはタービンにより膨張せしめる動ツ
ノの発／ｌ　Ｈ−！、等に利用りるイニとが出来、これ
らは何れも反応熱の有効利用Ｃある。吸熱反応の場合に
ｆ１５１Ｊる梠熟利用の方法は熱交換用管・の」、）Ｈ
Ｈ部７〕〜ら反応温暁よりｔイ、いｈυ１哀の液体の蒸
気を供給しく）疑’　４Ｊ！ｉ　１！　Ｌ／め、その際
ｈ’ｉ　！Ｉｆδねる熱を反応熱としＣ供給Ｊる方法（
゛ある。この場合にＪ＞いン丁６通常このにキ気の温度
を反応場１衰より高くする為に加Ｊ［手の蒸気を使用り
る必要があり凝縮した後に生成した液体は熱交換用↑へ
の上端がら抜さ′出される。反応温度の高い場合には、
反１芯が吸熱反応−（あっても発熱反応であっても、こ
の潜熱利用の方法は高い液体の１１カを必要とづ′る。

従って反応圧力と流体圧〕Ｊとの差が人どなつ（肉厚の
メ９い熱交換用管を使用づる必要が生じ、経演的イ１不
利を’４（３＜ことがある。この様な場合には沸点の高
い液体を使用して、より低い圧カモにａ３−いてこの液
体の潜熱を利用づることが望ましい。同様な場合の高い
温度の発熱反応にル）っｒｌよ、上記の如き方法によっ
て発生した高温ではあるが比較的に圧力の低い蒸気と沸
点の低い他の流体とを、別に設置された他の熱交換器に
Ｊ、り熱交換し、温良においては若干低いが圧力におい
ては追かｔご高い他の流１木の蒸気に変換しｌζ上、こ
の圧ツノの高い他の流体の蒸気をタービンに供給して動
Ｊノの発生に利用することが、回収さ”れた反応熱を動
力として有利に利用ｆる方法となる。この仔な発生蒸気
の圧力変換法は反応温度が高い理由によっ（沸点が１５
０°Ｃ以上の液体を用いる場合（二使用覆ると効果的で
ある。この場合には圧力の低い方の蒸気は上記別設置の
熱交換器においＣ凝縮する故、この凝縮液を前記同様反
応室内の熱交換用管の下端に再循環せしめることが容易
に出来る。

各反応γにＪ３ける最適温度分布は、前記説明により明
らかな通り反応７１１０に異なるのが通常（゛ある。、
従って、熱交換用管の配列および上記のことき熱交換用
管内を流れる流体の条件即ち、その流体の温度、圧力、
流量、流体の種類等が反応室毎に異ることによって、こ
の発明の目的がより高度に達成出来る場合が多い。この
様な事情の結果どして熱交換用管の配列は、反応室毎に
前記最適湿度分布を実現りる為の配列とりるが、熱交換
用管内を流通する流体の条件は反応室毎に同一とし、反
応室毎に独立した集合器あるいは分配器によって流体を
集合あるいは分配しく流出あるいは流入ぼしめることの
望ましい場合が多い。しかし前記した最適湿度分布が免
しい急傾斜Ｃ゛ある反応で且つ同一方向にガスが流れる
複数の室にあつＣは、同一円周上にある熱交換用管毎に
独立した集合器あるいは分配器によつＣ流体を上記同様
に流出あるいは流入せしめることが都合のよい場合もあ
る。

この発明にａ３いて熱交換用管内に流通せしめ寄る流体
には特別な制限か無く、反応器を構成する月利を腐蝕し
ないものであれば何れでもよい。しかじ熱交換用管内に
流す流体の量は反応熱を除去あるいは供給する為に十分
な量とする必要がある。この様な意味では、圧力を変更
することによって、反応温度に比し熱交換に必要な濡面
差分だ【プ高いかあるいは低い所望のｍ度におい′Ｃ冴
縮あるいは沸ｌｌヒせしめることのｕ１能な液体が最も
重要である。この様む条件に該当し且つ比較的安価な液
体として、水、沸点が１００・〜・３５０″Ｃの脂肪族
飽和炭化水素類、塩素化刀占放炭化水素類、デフＪ−−
ルオキサイド類あるいはこれらの混合物を挙げることが
出来る１゜ この発明（口３いでは反応器の構造にｄ−）いでも多く
の実施態様がある。以下にこの反応器構造に関りる実施
態様について説明する。この発明による反応器にあって
は第１および第２図の外殻１を耐圧力のものとして設計
製作することが出来る。しかしこの様な耐圧構造の反応
器は耐圧外殻が高温となる為、例えば水詣と窒素からア
ンモニアを合成づる場合の如く、分圧の高１７）水素と
この高温の耐圧外殻が直接接触することとなり、外殻を
構成づる鋼材に水素脆化現象を生ずる恐れが強くなる。

この様な場合には第１および第２図に示した構造の反応
器を内径と内容積において若干大きな別の耐圧容器内に
設置し、この耐圧容器内面と反応器の外面との間の空隙
に予熱の十分でない比較的低温の原料ガスを流し、口；
目１ガスはこの空隙を通過した後反応器内に設置された
前記熱交換器にＪ、って必要な温度まくパｒ熱され、続
い−Ｃ触媒の充ψされた反応室に流入しく反応を行う様
設備しＣ」記水素脆化現象を防止することが可能ｅある
。

第５図Ｊ５よび第６図は別の実施態様例Ｃある。

第５図はこの例の反応器の垂直断面を、第６図はこの例
の反応器の水平断面をそれぞれ示した図である。両図に
おいて右側は熱交換用管、分配器、集合器、および流体
の流入管、流出管を主どして示し、ｋ側は隔壁および外
殻の構造を主として示づ様画かれ−Ｃいる。又この例は
分配器および集合器に管状部祠にょっ（製作されたもの
を使用した例Ｃある。両図において５１は耐圧容器であ
り、１は外殻である。しかしこの例にお（づる外殻はこ
の外殻の下部蓋および下部蓋の部分が耐圧容器の土部ζ
および下部器とを兼ねた構造となっている。４はガス透
過性外側触媒受、５は同様の内側触媒受Ｃあっ−Ｃ１そ
れぞれ多数の貫通孔をイｊりる円筒状壁と１枚あるいは
２枚の金網から構成されＳいる。６は外側ガス通路、７
は内側カス通路であって、４個の半径力面に延びる垂直
隔壁９により外側触媒受と内側触媒受との間にある環状
空間が、第１反応室１０、第２反応室１１、第３反応室
１２および第４反応室１３に分割されている。外側ガス
通路６　Ａ３よび内側ガス通路７には、原料ガス流入［
」１７から供給されたツｊスが第１、第２、第３、第４
反応室の順に矢印の如く通過して反応生成ノノス流出口
１８から反応器外に去る様、２個の外側ガス通路延長隔
壁１５と３個の内側カス通路延長隔壁１６がそれぞれ設
置されでいる。又各反応室においてカスが平径方向に均
一（こ流れる様、外側ガス通路内の第１反応室と第２反
応室を仕切る隔壁の延長上および第３反応室と第４反応
室を仕切る隔壁の延長上にガスの流通に際して若干の流
通抵抗を付与する為のオリフィス多孔板２３が設置しで
ある。各反応室を仕切る隔壁の上部および下部は、反応
器内部の点検や修理を容易ならしめる為、取り外し１１
」能な部分９−ａおよび９−ｂをぞれぞれ右し、これら
［１１−ａおよび９−ｂはイれぞれその周辺部にＬＪ３
いて、各隔壁中部の−し端および下端ｆＮ」近、予め土
部谷と上部監の内面、内側ガス通路の上部Ｊ３よび下部
外面に設けられた突起にポル１〜とナツトにより取付け
る様構成されＣいる。又外側ガス通路における延長隔壁
１５の先端を湾曲させＣある理由は、外殻１および各反
応室間にある温ＩＪＩ差により、隔壁９に発生する熱応
力を緩和する為である。同様の口内の為に、このガス通
路のイリノイス多孔板２３を設置りる位置においては、
若干のガスの漏洩が許容される故、第６図に図示の通り
外殻１の当該個所に取付られｌζ四部を右する突起の凹
部にＡリフイス多孔根２３を嵌合せしめた４ｇ造としで
ある。２１は触媒投入管兼マンボールであり、２２は触
媒排出管兼マンホールである。

１４は熱交換用管であって、多数のものが両触媒受と同
軸な多数の円周上に垂直に配列されている。これら多数
の熱交換用管の上端部および下端部は集合器あるいは分
配器１９にそれぞれ連通接続されている。両図の例はこ
れら集合器および分配器が反応室１０に独立して設置さ
れ−Ｃいる例であり、熱交換用筒内に流通せしめる流体
を上から下に流Ｊ−場合（ごは、上部にある１９が分配
器の、下部にある１つが集合器の役割をそれぞれ果し、
該流体の流れが逆に下から上へである場合には下部にあ
る１９が分配器の、上部にある１９が集合器の役割をそ
れぞれ果り。

これら分配器および集合器は上記該流体の流れ方向に従
って出口管あるいは入口管２０にそれぞれ連通接続して
いる。２０は分配器および集合器の場合と同様に該流体
を一上から下に流′？ｌ場合には、土の２０が入口管、
下の２０が出口管となり、該流体を下から土に流す場合
には、下の２０が入口管となり、上の２０が出口管とな
る。

分配器および集合器には、基本的に異なる２種の構造、
即ら管状部月を土どじ−（使用したちのＪ５よび板状部
材を十として使用したものを使用することが出来る。第
５図おにび第６図に示しｌ（ｂのは断面が円形の管状部
材を使用したものの例である。両図の例では、略同−構
造の集合器Ｊ＞よび分配器を路上上対象に使用しである
ので、集合器につい（のＪノ説明する。１９−ａは１次
集合管であっ゛Ｃ１多数の熱交換用管に接続し、反応室
内において熱交換用管が配列されている部分円周に沿っ
て湾曲し、略水平に設置され−（いる。１９−ｂは流体
通路用としく１次集合笛１９−ａと２次集合管１９−Ｃ
とを連通せしめる連結管であつＣ少なくとも１個必要で
ある。２次集合管１９−Ｃは略半径方向に且つ水平に設
置され流体の出入管２０に接続されＣいる。当該反応室
に配列されている熱交換用管の数および当該反応室にお
【プる熱交換用管の分イ１ｊ状態に従って、１次集合色
、連結管および２次集合管の数と設置位置を調整するこ
とが出来る。又大型反応器あるいは反応熱の非常に大な
る場合Ｃ′あって、当該反応室に非常に多数の熱交換用
管を設置づる必要のある場合には、２次集合管ど流体の
出入管２０どの間に３次集合管、４次集合管およびこれ
らを連結づる連結管を増設しＣ１反応室毎に独立した流
体出入管２０への接続を容易ならしめることが出来る。

又逆に熱交換用管の数の少ない場合には、２次集合管１
９−Ｃど連結管１９−ｂを省略し、流体出入管２０を分
岐して１次集合管１９−ａに直接接続することが出来る
。第７図は１次集合管１９ｎに断面形状が角形の管状部
材を使用した例（゛あり、熱交換用管の配列状況によっ
ては、この様な角形管状部材を使用することにより１次
集合管と熱交換用管の接続が容易となる場合もある。こ
の様な場合にあい−Ｃ連結色“１９−ｂおよびこの上に
接続される第２次以降の集合管には、角形管状部材も使
用出来るが、断面形状が円形の管状部材を使用しても何
等の支障を起さない。反応熱が人であって非常に多数の
熱交換用管を設置する必要のある場合には、１次集合管
および場合によっては２次集合管の数が相当大となる。

この様な場合においＣは、相隣れる１次集合管あるいは
２次集合芭・を交互に高さの異なる位置に配置すること
により、熱交換用管と１次集合管との接続、１次集合管
と連結管との接続あるいは連結管と２次集合管との接続
を容易に覆ることができる。

第８図おＪ、び第９図は主として板状部材を使用した集
合器および分配器の例を示−４図である。

この場合においても前記同碌の理由により集合器の場合
のみを説明する１、第８図はこの例の集合器の平面図で
あり、第９図（，１この例の集合器の半径り向（Ａ−へ
方向）に見た垂直断面図である。この板状部材を使用し
た集合器は、２枚の扇状管＆１ＣＪ−ｄと１９−〇を右
し、これら２枚の管板はそれらの全周辺を接続づる垂直
前１９−ｈと中央部を接続゛りる多数の断面が長円状の
短＠１９−（］により、内部にある流体の圧力に耐える
様、強固に接合されでいる。１枚の管板１９−ｄには連
結管１９−ｂあるいは流体の出入管２０が接続され、他
の１枚の管板１９−ｅには多数の熱交換用色１４が接続
されている。長円状短管１９−！Ｉににつて作られた２
枚の管板を貫通する多数のｔ通孔１つ−［は、触媒を充
填あるいは４１１　ｔｆｊ　′？Ｊる際（こ触媒粒を通
過せしめる為の開口である。この長円状短管１９−ｇを
使用し〕ｃ触媒粒通過の為の間口を設りない管板状集合
器にあっては触媒の充填と排出および強麿の保持が共に
困難である。この様な板状集合器を使用する場合にあっ
ても管状の前記２次集合管１９−Ｃ，管状連結住゛１９
−ｂなどを併用して流体の流通を容易化Ｊることか出来
る。

この発明反応器においでは内側隔離板８を円筒状のもの
どじ（、その内部即ち反応器の中心部に低温の原料ガス
を高温の反応生成ガスにより昇温する為の予熱用熱交換
器を設置することが出来る。この熱交換器の設置は、前
記特開昭５５−１４９６４０の場合と略同様に設置出来
るのて゛説明を省略する。前記の通り垂直隔壁によっＣ
分割された水平断面が扇状の室の少なくどｔ）１個に、
原料ガスを最終反応室から流出り−る高温の反応生成ガ
スによつＣ予熱規る為の熱交換器を設置することが出来
る。この場合には、室の形状が主な理由となって、特開
ｎＨ５５−１４９６４０において反応器中心部に設置し
たシェルアンドナ１−ブ型熱交換器より、伝熱面に板状
材￥３１を主どじで使用した、いわゆる板状熱交換器が
りＹ適である。

この発明の反応器にＪ３いては、各反応室にＪ３ｔノる
熱交換用管の配列の仕方が非常に不要である１、熱交換
用管の配置の目的は前記最適温麿分布の実現にある故、
反応室毎に熱交換用管の配列が異なり、又同一反応室に
おいても、ガス流の方向即ち半径方向に対する熱交換用
管の配列が等間隔とイたる場合は希であり、この間隔の
等しくない場合の方が通常である。即ち同一反応室にあ
っても外側触媒受と熱交換用管の配列されている最外周
同心円との間の距離、熱交換用管の配列されでいる相隣
れる伺心円間の距離、熱交換用管の配列されＣいる再内
周同心円と内側触媒受どの間の距自１が相ｑｉこ相等し
くない場合が′）０］常である。これらの距前は通常５
０〜５００ＴＩｒｍの「七囲内が好適な範囲である。こ
れに対し、同一反応器内にｄ５いＣ同一同心円上に配列
されている相隣れる熱交換用管の中心間の距離は、２０
〜２００ＴＩＩＴ１１の範囲内にｄ：ｉいて相等しいこ
とが望ましい。しかし異なる反応室にお（プるこの中心
間距離は、同一円周」−にあるものてあつＣも相等しい
とは限らない。又これら熱交換用管の直径は１０〜１０
０ｍｍのものが好適である。これら管の直径の人に過ぎ
るものの使用は反応室内に必要な最の伝熱面も１の配置
を回動にし、直径の小に過ぎるものの使用は製作の際の
Ｔ数の増大をもたらす。又これら熱交換用管は直径の異
なるものを反応空加あるいは円周角に使用り−ることが
出来る。

この発明反応器において、各反応室内にお（プる半径り
向のガス流の均一性を保持Ｊる為、各反応室内の外側触
媒受ど内側ｐＪＱ受との間にこれら各触媒受と同軸な垂
直多孔板を設けること、９ト側おＪ、び内側カス通路に
おいＣ成る反応室から次の反応室にガスが移動する際の
該両反応室間の隔壁の延長面上に、ガスの流通に対しＣ
若干の流通抵抗を付与覆る為の多数のＡリフイス孔をイ
］りるΔリフイス多孔板を設りることが小数である。

この発明反応器を使用Ｊ“る場合に、前記のごとく触媒
を充１１ヰしで使用する水平断面が扇状の各室にａ］夕
いＣ１これら各室の高さの中心を通る水平面に最も近い
集合器あるいは分配器の上端面と下端面に挾まれる空間
には触媒が充填される必要があるが、これ以外の部分に
おいＣ【よ触媒以外の安価な粒状物質を充填して使用す
ることが可能である。これら触媒を充填しＣ使用づる上
記室の土部Ｊ３よび下部の部分に対応づる両触媒受の上
部および下部は、該室の上部Ｊ３よび一ト部に触媒ある
いは触媒以外の粒状物質の何れが充填されているかに関
係なく、ガスを透過しない触媒受とすることが望ましい
。

この発明反応器を製作する為の材料としＣは反応の温度
、圧力、原料カスおよび反応生成ガスの腐蝕作用に十分
耐えるものを使用する必要がある。この様な条告に該当
する用ねどじては、炭素鋼、ニッケル、クロム、マンガ
ン、モリブデン等を少量含有する低合金鋼、あるいはこ
れら鉄以外の元素１種乃至２種を多量に含有するスアン
レス鋼等があり、又”Ｉｆｌの反応器を製作する為に反
応器の各部分の条件の差に従ってこれら調料を併用する
ことも可能である。

この発明は、原料および生成物の何れもが反応の際の温
度と圧力においてガス状Ｃあり、反応中においＣは液体
および固体状物質の生成しない非常に多数のガス反応に
使用づることが出来る。これら反応の主なものを挙げれ
ば、発熱反応とじで、水素ど窒素からのアンモニアの製
造、水素と一酸化炭素および７７′または二酸化炭素か
らのメタノールの′ＪＡ＋ｕ、水素と一酸化炭素および
／または二酸化炭素からのエタノール、プ【」パノール
、ブタノールなど脂肪族高級−価アルコールの製造、水
素と一酸化炭素Ｊ３よび／または一酸化炭素ｌｅｔ　ｔ
らメタンＪｔ　Ｊ、びメタン以上の高級炭化水素の製造
、−耐化炭木と水蒸気からの水系と二酸化炭素の製ｊ貨
、炭化水素と塩累からの１ふ１素化炭化水木の製造、炭
化水素と酸系からの１ブレンオキ＋ｊ−イド、無水ンレ
イン酸、無水ノタール酸などの製造、炭化水素と塩ｆＮ
Ｊ）Ｊ：び／よたは塩化水素と酸素からの睨化ビニール
の製造、炭化水素とアンモニｊ′と酸素からの肯醸およ
びアクリロ−トリルの製造、不飽和炭化水素と水素から
の飽和炭化水素の製造、不飽和炭化水素ど飽和炭化水素
からのアルキレーションによる飽和炭化水素の製造、メ
タノールと酸系からのホルムアルデヒドの製造、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Ｊ
３よび゛芳香Ｍ炭化水素の製造などを挙げることが出来
、又吸熱反応としては、脂肪族飽和炭化水素と水蒸気か
らの水素と一酸化炭素および／または二酸化炭素の製造
、メタノールｌ）冒らの水素および一酸化炭素の製造な
どを挙げることが出来る。これら諸反応を実ＭＪる際の
大略反応条件おＪ、び使用触媒はｊｉｉＪれし周知のも
の“（゛ある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれこの発明の詳細な説明゛
σる為の反応器の垂直Ｊ３よび水平断面図。 第３図はアンモニア合成反応の反応速度線図。 第４図は反応室へのガスの流通経路の説明図。 第５図Ｊ５よび第６図（よこの発明反応器の１例の垂直
おＪ、び水平断面図。 第７図は１次集合管の１例の垂直断面図。 第８図および第９図は板状猿合器の１例の平面図および
その垂直断面図。 記丹 １・・・・外殻 ２・・・・下部蓋 ３・・・・下部蓋 ４・・・・外側触媒受 ５・・・・内側触媒受 ６・・・・外側ガス通路 ７・・・・内側ガス通路 ８・・・・内側隔離板 ９・・・・垂直隔壁 ５）−ａ　・・垂直隔壁の取外し１ｉＪ能部分９−　（
）　　・　　・　同　に ’Ｉ　Ｏ・・・０′！１反応室 １１・・・第２反応室 １２・・・第３反応堅 １３・・・第４反応室 １４・・・熱交換用管 １５・・・外側ガス通路延長隔壁 １６・・・内側ガス通°路延艮隔壁 １７・・・原料ガス流入口 １８・・・反応生成ガス流出口 １９・・・集合器あるいは分配器 １９−ａ・１次集合管 １９−１）・連結管 １つ−Ｃ・２徴集合管 １９−ｄ−扇状管板 １９−Ｃ・同上 １つ−ｆ−肖通孔 １９−ｇ・長円状短管 １９−ｈ・垂直器 ２０・・・流体出口管あるいは入［］１管２１・・・触
媒投入管 ２２・・・触媒排出管 ２３・・・外側ガス通路オリフィス多孔板２ｉ・・・ホ
ル１〜どノッ１− ５１・・・ｋ４月容器 出願人　東？゛ｒ１ンジニアリング株式会社代理人　　
大　　　　洲　　　　　明　　　　峰１２ 峠面Ｂ−Ｂ 反応益友 寸 オフ図 オ８１困“ オフ図 吋ＩＴＩＩＡ−Ａ 手　　続　　補　　正　　書 昭和５８年３月８日 １、　事件の表示 昭和５７年特許願第１６７６３９号 ２、　発明の名称 反応方法Ｊ３よびそのための反応器 ３、　補止をづる者 事件どの関係　　特許出願人 代表省　　櫻　井　正　雄 ４、代狸人 ５、　補正命令の日付 昭和５８年２月２２日（発送日） ６、　補正の対象 明１１’［ｌ］書の図面 ７、　補正の内容 明細書の第２、第４、第６および第９図をそれぞれ添付
図のとおりに訂正する。 ８、　添付書類の目録 図　　面　　　１通 ＬｎＵフ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　デー％ ＼才 オ６目 ２５９− オフ図 才８０ 才９図 手　　続　　補　　正　　書　（自　発）特許庁長官　
　殿 １、事ｆ′１の表示 昭和５７年特許願第１６７６３９号 ２、発明の名称 反応方法およびぞのための反応器 ３、補正をづる者 事件との関係　　特許出願人 代表者　　櫻　月　正　雄 ４、代理人 ７、補正の内容 （１）　特許請求の範囲を別紙のとおりに訂正する。 〈２）　明細書第１３頁、下から第４行、１２個」を１
１個Ｊと訂正づる。 く３）　明細出力１３頁、下から第３行へ〜第２行、「
を前記冷却管と略同様に配置すると共に室内の熱交換用
管外空間に触媒を充填して反応室とし、」を［を；前記
冷却管の円周群上配列に代って円弧群上に配置し、この
熱交換用管の配置された室を含む少なくとも２室に触媒
を充填して反応室どし、」と訂正する。 〈４）　明細書第１９頁、第３行〜第４行、「内側触媒
受５の内側には内側隔離板８が設置され、」を１内側触
媒受５の内側は内側ガス通路であるが、両図は内側触媒
受５の内側に円筒状内側隔離板８が設置され、」と訂正
づる。 （５）　明細書第１９頁、第６行、［内側ガス通路７で
ある。１を「内側ガス通路７となっている例である。」
と訂正する。 （６）　明細書第１９頁、第１０行〜第１２行、［これ
らの室は触媒を充填する室あるいは熱交換の為の室とし
て利用される。」を「これらの至は、それぞれ触媒を充
填する反応室および／または熱交換の為の掌として利用
される。」と訂正づる。 （７〉　明細書第２０頁、第４行、「交換用管が両触媒
受と同軸の円周ｌ！Ｙ上に」を「交換用管１４が両触媒
受と同軸の円弧群上に」と訂正する。 （８）　明細書第２０頁の最下行へ・第２１頁の第１行
、［熱交換用管の上端部および下端部は反応室毎に」を
［熱交換用管１４の上端部および下端部は、反応室毎に
」と訂正づる。 （９）　明細書第２１頁、第２行、［分配する為の管状
部材Ｊを［分配する為の、管状部材」と訂正でる。 （１０）　明細書第２１頁、下から第６行、「何れもが
ガス状で」を「何れもが反応時の温度および圧力下にお
いてガス状で」と訂正づる。 （１１）　明細書第２２頁、第３行「触媒及ガス」を「
触媒及びガス」と訂正覆る。 （１２）　明細書第２２頁、第７行、「の利点につきを
説明する。ｊを「の利点につさ説明づる１、」と剖ｌし
Ｊる。 （１３）　　明細内用２５頁、第８行、［−容易に出来
る３１反応の種類」を１容易に出来る。）′ン［ニア合
成やメタノール合成等にＪ３１Ｊるこのｊａｊ内ン曜ｑ
分？Ｔｉの実現（Ｊ、該合成に必要な圧力の低下をも司
能（Ｊする。反応のｆΦ類」と訂正覆る。 （１１）　明■１＾第２７頁、第６行、］−実実施様と
共にこの発明につさ訂細な説明ｊを［実施態様の一部を
使用しつつこのざｔ明につ８史に訂細な説明ｊとｉｉＪ
正りる。 （１５）　明細；１）第２７頁、トから第５行、「配列
されているのＣあるか、第４図においては」を「酸クリ
されているのぐあり、この発明による第４図１３〜Ｅ二
には、分割された各反応室内（Ｊおける多数の［ｉ沖１
）円弧上に多数の熱交換用管が配列されているのである
が、第１図にＪ３いては」と訂正する。 （１６）　明細μｍ第２８頁、第１行、「示しＣある。 。第４図Ｂは」を「示しである。第４図Ｂは］と訂正づ
る。 （１７）　明細Ｊ１第３０頁、下から第１行、［−必要
を牛ｆるか、変更」を「必要を生ずるか、この変更Ｊと
訂正づる。 （１８）　明細用第３１頁、第１行、［であるが省略し
た。」を１であるか、これらについても明白である故省
略した。Ｊと訂正づる。 （１ε〕）　明細内箱３１頁、下から第１０行、「上ｙ
！さける為の寮として」を［上昇さける為の反応室とし
て」と訂正する。 （２０）　　明細書箱３２頁、第１行へ・第５行、［“
室のうちの反応室としＣ定めらだ２室および上記の意味
による断熱反応室としＣ定められた２蛮を他の反応室と
共に略同様な２個の直列流に編成し、原石カスを２個の
直列流に分割して流通せしめる」を［室のうちの熱交換
用質を有する反応室として定められ！、：２あるいはよ
り多い偶数個の室Ｊ３よび一１ｘ記のだ味による断熱反
応室として定められた２苗を、独立した２個の略同様な
直列流路に編成し、原料ガスを２個の流れに分？Ｉ　Ｌ
／で、それぞれの流路に流通せしめる」と訂正づる。 （２１〉　明細用第３４頁、下から第９行、「他の工程
で生じた反応温度」を［他の工程で生じ、この発明反応
器の反応温度」と口止する。 く２２）　明細用第３４頁、下から第６行〜第５行、［
加熱用カスの顕然を加熱に使用づる−１を「加熱の為に
カスの顕熱を使用づる」と訂正する。 （２３）　明！ｌＩ円第３７貞、第２行、Ｕ右ダノ利用
である。吸熱反応の」を［有効利用（ある。この様に１
ＤＦＪＩ液の蒸気を反Ｉｉ器外に取り出した際には、反
応器に対して新たな冷ＩＡＩ液の補給が必要となるが、
この補給に際して、前記の如くこの反応器の最終艮１，
６至をこのＭｉ給冷却液の予熱に使用可ることも出来る
。吸熱反応の］と訂ｉＬ′７１る。 （２４）　明細大刀３８頁、下から第５行、「熱交換用
管の配列ｄ３よび上記Ｊをｊ熱父換用？Ａの配列、熱交
換用管の？］径の選１ｆ＜Ｊ＞Ｊ、び」上記ｊと訂正覆
る。 （２５）　明細木箱３９頁、第９ｆｉ〜第１０１１、「
あっては、同一円周−１−にある熱交換用管毎に」を「
あっては、人略同−円周上にある円弧トの熱交換用管ｎ
Ｙ毎に」と訂正づる。 （２６）　明細占第３９頁、下から第７行、「制限か無
く」を「制限か無く」と訂正する。 （２７）　明細書第１３頁頁、第２行、「重要Ｃある。 この様な」を［重要である。この場合の液体としては常
温あるいは１２℃以下の温度にＪ５いて液体であるもの
が好ましい。この様な」と訂正する。 （２８）　明細書箱１１０頁、第５行〜第６ｔＴ、「芳
香族炭化水素類、デフに−ルＡキリイド類あるいは」を
１芳香族炭化水素類、シフゴー二−ルオキすイトとシフ
ゴー二−ルの混合物、アルキルヘンゼン類、アルキルブ
ーフタリン類あるいは」ど訂正りろ。 （２９）　明細内用４０頁、第１０行、「実施態様につ
い（」を［実施態様例について」ど訂正す゛る。 （３０）　明細内用４１頁、下から第１０行〜第８行、
「図である。両図においても側は熱交換用管、分配器、
集合器、および流体の流入筒、流出管を主として示し、
左側は隔壁および」を１図である。第５図（よ右側に熱
交換用管、分配器、集合器および流体の流入管、流出管
を主とし−Ｃ示し、左側に隔壁および」と訂正りる。 （３１）　明細出力４１頁、最−ト行、］となっている
。４はガス透過性」を［−どなっている。逆に反応器中
央部における耐圧容器５１と外殻１との間の環状の隙間
には熱絶縁体が充填されている。４はガス透過性」と訂
正づる。 （３２）　明細内箱１１４頁、第１行〜第２行、「多数
の円周上に垂直に配列されている。これら多数の」を１
多数の円弧上に垂直に配列されている。これら熱交換用
管としては、通常の断面円形の管の外に、断面が楕円形
あるいは卵形の管をも使用することが出来る。上記楕円
管の曲率半径小なる部分を反応室内ガス流の上流Ｊ３よ
ひ下流に位置けしめた使用および断面の曲率半径が小イ
蒙る部分を反応室内ガス流の下流ｙノる５゜ （３／Ｉ）　　明細ｆｌ第４８頁、下から第４行へ・下
から第２行に１この熱交換器の設置は、・・・・説明を
省略する。」とあるを削除し、代りに「第１０図および
第１１図は、円筒状とした内側隔離板８の内部に、上記
の原料ガス予熱用シエルノ７ンドチューブ型熱交換器を
設置した例である。この例にａ３ける円筒状内側隔離板
８の内部以外の部分は、第この第１０図および第１１図
の例は、この熱交換器のシェルを兼ねる円筒状内側隔離
板８、−１１２枚の円板状管板２６、両端がこの２枚の
管仮に固定されｌこ多数の予熱管２７、バラノルプレ−
１・２９Ｊ３よび中火管３１から成り立っている。原石
ガス流入口１７がら供給される未だ反応温度に到達して
いない原料ガスは、空間４ｏにおいて多数の予熱管２７
に分流し、予熱管２７内を流れる間に、管外を流れる高
温の反応生成ガスにＪ二って予熱され、空間４１に流出
する。この空間／１１されている。従って空間４１に流
出した予熱済の原１′！１ガスは、第１反応室１０に流
入づる。第１反応室から流出η′るガスは、矢印の通り
第１図の場合と略同様の経路を経て、第４反応室１３が
らこの反応室に接す−る内側ガス通路７に流出する。円
筒状内側隔離板８の第４反応室１３に対向づる部分の下
部には、間Ｃｌ３０が設置されている。従って第４反応
室を流出した高温の反応生成ガスは、この開口３０を通
って、この熱交換器のシェル側下部に流入りる。シェル
内において反応生成ガスは、バッフルプレート２９の存
在により、外側から内側へ、内側から外側へと方向変換
ｌしめられつつ、全体として上方に流動し、この間に予
熱管内のガスと熱交換しつつ温度が低下し、シェルの上
部にある中央管３１の０１口から中央管３１と反応生成
ガス流出［］１８を経て反応器外に去る。尚両図におい
て、２５は既に述べた各反応室におけるガス流を円周方
１ｉ’ｉｌｐ断面に対して均一にする為の多孔板である
。」を挿入づる。 （３５）　明細書簡４９頁、第８行、［交換器が好適で
ある。ｊとあるに続いて［第１２図おＪ：び第１３図は
、垂直隔壁９にＪ：つで区画された寮の１個に上記板状
熱交換器を設置しＣ予熱室３８とし、且つ第１反応室を
熱交換用管１４を設置しない断熱反応室とし、他の反応
室を熱交換用管１４をＨｇした反応室とした例を示す図
である。両図にｄ３いて予熱管の内部以外は、既述と略
同様である故、予熱管の構造およびガス流路について主
に説明する。予熱室３８の内部には板状熱交換器３９が
収容されている。板状熱交換器３９は、所望の距離をへ
たてて相対づる略正方形あるいは長方形の伝熱板３６の
２枚と、これら２枚の伝熱板に挾まれる空間の外周を囲
み且つ２枚の伝熱板を接続する接続板３７からなる熱交
換箱３５の多数が所望の間隙を置いて整列さけられる形
式の熱交換器である。原石ガス流入口１７から供給され
る充分な温度に達していない原石ガスは、予熱室内の熱
交換箱の外側を、予熱管の内側から外側への半径方向に
、相Ｍれる熱交換箱の間の間隙を通って流れ、その際に
熱交換箱の内部を流れる高温の熱交換用流体と熱交換し
である程度の温度まで予熱される。予熱された原料ガス
は、矢印の通り外側ガス通路６を通って第１反応室１０
に流入づる。第１反応室は断熱反応室であって、ガスは
この反応室内において反応熱により更に高温となり、充
分な反応温度に達じＣ１既述と略同様に第２および第３
反応室を通って、第３反応室に接する内側ガス通路７か
ら反応生成ガス流出口１８を経て反応器外に去る。一方
高温の熱交換用流体は、入口３２から供給され、熱交換
器上部の分流構造３４ａにおいて、各熱交換箱３３５の
内部に連通づる１８続管３４Ｉ）に分流され、各熱交換
箱３５の内部を通り、この間に熱交換箱の外側を通る原
石ガスど熱交換しくド冶６１１シ、下部の接続管３４Ｌ
１３よび合流構造３＝１８にｄ３いて合流の後、この流
体の出口３３から反応器外に去る。この例においては、
原わ１刀スど熱交換する相手の流体どして充分な温度を
右するものであれば何でも使用出来るが、熱交換器の構
造上原石ガスと略同−のＪ［ツノを右りるものが望まし
く、反応生成ガス流出ＩＩ　１８から）ん出りる高温の
反応生成カスを、１８ど３２どを連結づる管（図には省
略しである）にＪζり熱交換箱３５内に流入ｌしめるの
が簡便である。同様のことが、反応器内部において管３
２を、第３反応仝“ど予熱室との間の隔壁９を内側カス
通路へ延長した前記延艮隔ヤの」一部に接続りることに
Ｊ、つても実施出来る。第１０図、第１１図、第１２図
および第１３図において説１リルた熱交換は、それぞれ
に使用された形式の熱交換器を反応器外に設置Ｊること
にＪ：っても実施出来るが、これらについては、容易に
理解出来る故図面を示していない。」を挿入覆る。 （３６）　明細書第４９頁、下から第８行、［列が異な
り、又同一反応室Ｊ３いても、ガス流−１を「列の異な
るのが通常Ｃある。又同一反応室にＪ３いて、カス流」
と訂正環る。 （３７）　明細書第４９頁、下から第３行、「最外周同
心円との間の距離、」を１最外周円弧との間の半径方向
距離、」と訂正する。 〈３８）　明細田第４９頁、下から第２行、「相隣れる
同心円間の距離、」を「相隣れる円弧間の半径方向距離
、」と訂正する。 （３９）　明細書第４９頁、下から第１行、「同心円」
を１円弧」と訂正環る。 （４０）　　明細内筒５０頁、第１行、１間の距離」を
１間の半径方向距離」と８１正づる。 （４１）　明細轡第５０頁、第４行、［反応器内におい
て同一同心円上に」を「反応室内にＪ５いて同−円弧上
に」と訂正づる。 く４２）　明細書第５０頁、第７行〜第９行、［しかし
異なる反応室におりるこの中心間距離は、同一円周上に
あるものであっても相等しいとは限らない。」を１−シ
かし同−反応器内の異なる円弧上および同一円周上にあ
るが異なる反応室に所属する円弧上におけるこの中心間
距離か相等しいとは限らない。」と訂ｊＩ？ｌる。 （４３）　明細書第５０頁、下から第６行、［円周毎に
」を１−円弧毎にＪと訂正−づる。 （４４）　明細書第５１頁、第９行、「各室に８３いて
、これら各室の高さ」を１各反応室にＪ５いて、これら
各反応Ｔの高さ」と訂正する。 （４５）　明細用第５１頁、下から第９行〜第６行、「
必要があるが、これ以外の部分にＪ５いでは触媒以外の
安１ｌＩＩＩな粒状物質を充填じＣ使用することが可能
Ｃある。これら触媒を充填して使用づる上記挙の上部」
を１−必要があるが、各反応室のこれ以外の部分におい
ては触媒を充填してもよいが、触媒以外の安価な粒状物
質を充填し−Ｃ使用りることが可能である。これら触媒
あるいは触媒以外の粒状物質を充１眞して使用づる上記
反応室の上部」と訂正する。 （４６）　明細書第５７１Ｉ頁、下から第９行と下から
第８行との間に、［第１０図は反応器の中心部空間にシ
ェルアンドデユープ形式熱交換器を設置（〕たこの発明
反応器の一例。」、「第１１図は第１０図のΔ−Ａの位
置における水平断面図。」、［第１２図は垂直隔壁にＪ
、り区画された室の１個に板状熱交換器を設置したこの
発明反応器の一例。」および［第１３図は第１２図のＢ
−８の位置にお（プろ水平断面図。］をそれぞれ１Φ入
する。 （４７）　明細１０第５６頁、第７行と第８行の間に、
「２５・・・多孔板」、「２６・・・円板状管板」、［
２７・・・予熱色］、「２８・・・邪魔板」、「２９・
・・バッフルプレート」、「３０・・・開［」」、「３
１・・・中央管」、「３２・・・熱交換用高温流体入口
」、［３３・・・熱交換用流体出口」、［３４ａ・・熱
交換用流体の分流および合流構造」、「３４ｂ・・熱交
換用流体接続管」、［３５・・・熱交換箱」、「３６・
・・伝熱板」、「３７・・・接続板」、１３８・・・予
熱室」および「３９・・・板状熱交換器」をそれぞれ挿
入する。 ＜７１８）　　第１図を添付図の如く訂正づる。 （４９）　第１０図、第１１図、第１２図および第１３
図を追加する。 ８、　添付書類の目録 訂正特許請求の範囲　　　　１通 訂正図面ａ５よび追加図面　　１通 特許請求の範囲 １．　反応時の温度と圧力下にｄ３ける原料ｄ３よび生
成物のいずれもがガス状であり、且つ粒状触媒が使用さ
れて接触的化学反応が遂行させられる方法において、垂
直円筒状反応器外殻の内側に設置されたカス透過性の円
筒状外側触媒受と該外側触媒受の内側に該外側触媒受と
同＠設置されたカス透過性の円筒状内側触媒受とが形成
する円筒状空間が、半径方向に延びる少々−くとも２個
の垂面隔壁により水平断面が扇状の苗に区画され、該各
室のうちの少々−くとも１個は室内に垂直方向に延び且
つ前記両触媒受に対して同軸な円弧工群上に整列する多
数の熱交換用管が配設され、該熱交換用管の配設された
該全を含む少なくとも２個の該室内に触媒が充填されて
反応室か形成され、該各熱交換用管に所望温度の流体が
流通させられつつ原料ガスが該各反応至の触媒充填空間
中を逐次的に且つ半径方向に流通させられつつ反応させ
られることを特徴とする反応方法。 ２、　該熱交換用管内を流通りる該流体が１２℃より低
い融点を有する物質の所望の圧力下におｔノる蒸気ある
いは該蒸気と該物質の高温液との混相物である特許請求
の範囲第１項記載の方法。 ３、　該流体の圧力が該反応重相に所望の圧力に維持さ
れる特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の方法。 ４、　該ノｊスが最後に通過づる該反応室においＣ該流
体か該圧力下における沸Ｗ１温度にまで予熱される特許
請求の範囲第１項、第２項あるいは第３項記載の方法。 ５、　該流体物質が水、沸点が１００〜３５０°Ｃの脂
肪族飽和炭化水素類、塩素化芳香族炭化水素類、Ｚノ「
二−ルオキザイトとジフエれた少なくとも２種の化合物
の混合物である特許請求の範囲第２項記載の方法。 ６、　該流体の！「力が１同一円周上にある円−７、特
古′１９＾求の範囲第５記載戦の該流体のうら沸点が１
５０’Ｃ以上のものが使用され且つ該反１１６が発熱反
応である場合において、発く仁した該流体の蒸気と加圧
下にある水とが、別途設置された熱交換器により熱交換
さけられて、水恭気が発生さぜられて該流体の蒸気が凝
縮させられる特許請求の範囲第２＋１７、第３　Ｊ、ｉ
’ｉ、第４項、第５拍あるいは第６項記載の１ノ法。 ８、　該流体の圧力が２００Ｋｆ１．／ｃｎ？Ｇ以下で
ある特許請求の範囲第２、第３、第４、第５あるいは第
６項記載の方法。 ９、　該ガスが全−Ｃの該各反応室を直列に流通させら
れる特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、　該ガスの該各反応窄への流入方法にＪ５いて、
該ガスか一部の該各反応室にあっては並列的に流入させ
られ残部の該各反応室にあっては直列的に通過さゼられ
る特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１、　該各反応室が２個の該カスの直列通路に編成さ
れ、該カスか２個の該直列通路に分割して流通させられ
る特８′１請求の範囲第１項記載の方法。 １２、　該反応か圧力１５０に９／　ＣＴ）　Ｇ以下の
圧力において水素と窒素からアンモニアを合成する反応
である特許請求の範囲第１記載屯ｋ　の　ブフ　法　。 １３、　該反応が圧力１５０ｋｃ＋／ｃ′ｌｌ？Ｇ以下
の圧力におりる一酸化炭素および／または二酸化炭素と
水素から脂ＩＪＪ　ｈＭ−価アルコールを合成重る反応
である特許請求の範囲第１項記載の方法。 １４、　該原料ガスが最初に供給される該反応室に流入
する以前において所望の湿度に予熱されている特許請求
の範囲第１項記載の戎の反応器。 ２１．　　該内側隔１．ｉｌ［根の内側の該反応器中心
部に低温の原＊：１ガスがｉΩ温の反応生成カスｔこよ
って予熱される為の熱交換器が設置され盃−狛６′［請
求の範囲第１８項記載の反応器。 ２２　　　該名器のうちの少々−くども１個に低温の原
料カスが高温の反応生成カスににつ−Ｃ予熱される為の
熱交換器か設置されグ特許請求の範囲第１８拍記載の反
応器１゜ １支、　特許請求の範囲第１Ｌ項による熱交換器が伝熱
面に板状の月１１を使用した仮払熱交換器である特許請
求の範囲第１８項記載の反応器。 ２４、　　該集合器および／′または該分配器の構造が
断面形状において円ｄ３よａ／まｌ、：は角状の管状部
材で構成されている’４：ｉ檜請求の範囲第１８項記載
の反応器。 ２５、　　該集合器および／または該分配器の主要構造
部がそれぞれ相対する２個の板状部材−よりなる特許請
求の範囲第１８項記載の反応器。 ２６、　該板状部材よりなる該集合器あるいは該分配器
に４３いて、２個の該板状部材を貴通する触媒通過口が
多数説【）られＣいる特許請求の範囲第１１頂記械の反
応器。 ２７、　該熱交換用覧を右りる該各反応室内の塁−熱交
換円管配置にａ３いて、外側触媒受と熱交換用管が配列
されている最外同町」との間の半径方向距離、熱交換用
管か配列されている相１ズれる円−１間の半径方向距離
おまひ熱交換用管か配列されＣいる最内周り一弧いと内
側触媒受との間の半径方向距離か５０〜５　Ｑ　Ｑ　ｍ
ｍの範囲内にａ３いて必ずしも等しくない所望の値にそ
れぞれ設定され盃−特許請求の範囲第１８項記載の反応
器。 ２８、　該熱交換用？Ｓを有り−る該各反応室内の助工
熱交換用管配置にＪ５いて、同一反応室の同−Ｆ’ｌ　
１１１１の相隣れる熱交換用管の中心間距離が２０〜２
００１１１ｍの範囲内において能等しく、且つ該反応室
および該円弧毎に所望の値に設定される特許請求の範囲
第１８Ｉｎ記載の反応器。 入圧、　　該蚤−熱交換用管の外径が必ずしも等しくな
い１０〜１００ｍｍの範囲内である’ｌｊｉ許請求範囲
第１８項記載の反応器、。 １更、　該流体入［１管から該熱交換用管のＵ述−人［
二１端に至る間Ｊ３よび該熱交換用管の該流体出口喘か
ら該流体出口管に至る間に少々−くとも１個の該分配器
お、」、び該集合器かそれぞれ設置されている特許請求
の範囲第１８項記載の反応器。 １二、　　該外側触媒受と該納側触媒受との間にカス流
か各半径方向に均一に分散させられる為の円筒状多孔板
が少々−くと１．）１個該両触媒受と同軸に設置され−
Ｃいる％、１１：１請求の範囲第１８拍記載の反応器。 支え、　　該ガスが成る反応室から次の反応室に移動覆
る通路に相当する外側ガス通路および／′または内側ガ
ス通路内において、これら両反応室をｆｆ切る該隔邑９
の延長面上にＡリフイス多孔板を設置６シた待ツ′ｆ請
求の範囲第１ε３偵記載の反応器。 ■、　該集合器および／また＋Ａ該分配器としく一特許
請求の範囲第旦項による管状構ｊｈの集合管あるい（Ｊ
分配器を使用する場合に、水平り向の外面間相Ｈ距離に
Ｊ５いＣ最も近い位置にある該集金面に　Ｊ：ひ該分配
管がＵい違いに高さの賀る位置に配信されＣいる′ｌＪ
ｊ　ｉｉ’ｌ晶求の範囲第１　（３１１１１記載の反応
器。 旦、　該各反応室内の上部にＪ５いて最も下にある該集
合器−あるいは該分配器のト端より上にある空間ｄ３よ
び／または該反応宇内の下部にＪ３い（最も」−にある
該集合器−あるいは該分配器−の上端より下にある空間
には、触媒作用の無い粒状物質が充填され、該各反応至
の仙の空間には所望の触媒が充填されや一特許請求の範
囲第１８１ｒ！記載の反応器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　反応時の温度と圧力下における原料および生成物
   のいずれもがガス状であり、且つ粒状触媒が使用されて
   接触的化学反応が遂行させられる方法にＪ５いて、垂直
   円筒状反応器外ＦｔＥ）の内側に設置されたガス透過性
   の円筒状外側触媒受と該外側触媒受の内側に該外側触媒
   受と同軸設置されたガス透過性内側触媒受とが形成する
   円筒状空間が、半径方向に延びる少くども２個の垂直隔
   壁により水平断面が扇状の宝に区画され、該各室のうち
   の少くとも２個は室内に垂直方向に延び且つ前記両触媒
   受に対して同軸な円周群上に整列する多数の熱交換用管
   が配設されると共に該熱交換用管の管外空間に触媒が充
   填されＣ反応室が形成され、該各熱交換用管に所望温度
   の流体が流通させられつつ原料ガスが該各反応室の触媒
   充填空間中を逐次的に且つ半径方向に流通させられつつ
   反応させられることを特徴とする反応方法。 ２、　該熱交換用管内を流通する該流体が常温において
   液状である物質の所望の圧力下における蒸気あるいは該
   蒸気と該物質の高温液との混相物である特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３、　該流体の圧力が該反応室毎に所望の圧力に維持さ
   れる特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の方法。 ４、　該カスが最後に通過する該反応室において該流体
   が該圧力下における沸ｉ温度にまで予熱される時評請求
   範囲第１項、第２項あるいは第３項記載の方法。 ５、　該流体物質が水、沸点が１００〜３５０℃の脂肪
   族飽和炭化水素類、塩素化芳香腕検化水素類、ヂフエニ
   ールＡキサイド類あるいはこれらから選択された少なく
   とも２種の化合物の混合物である特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ６、　該流体の圧力が同一円周上にある該熱交換用管坊
   に所望の圧力に維持される特許請求の範囲第２項記載の
   方法。 ７、　特許請求の範囲第５項記載の該流体のうち沸点が
   １５０℃以上のものが使用され且つ該反応が発熱反応で
   ある場合にＪ３いて、発生した該流体の蒸気と加圧下に
   ある水とが、別途設置された熱交換器により熱交換させ
   られＣ１水蒸気が発生させられて該流体の然気が凝縮さ
   せられる特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、第５
   項あるいは第６項記載の方法。 ８、　該流体の圧力が２００　Ｋｇ、−’ｃｍＧ以下で
   ある特許請求の範囲第２、第３、第４、第５あるいは第
   ６項記載の方法。 ９、　該ガスが全ての該各反応室を直列に流通させられ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 １０、　　該ガスの該各反応室への流入方法において、
   該ガスが一部の該各反応空にあっては並列的に流入させ
   られ残部の該各反応室にあっては直列的に通過させられ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 １１、　該各反応室が２個の該ガスの直列通路に編成さ
   れ、該ガスが２個の該直列通路に分割して流通させられ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 １２、　該反応が圧力１５０ｋｔｌ／ｃ−ｉ／Ｇ以下の
   圧力において水素と窒素からアンモニアを合成する反応
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 １３、　該反応が圧力１５０ｋＧｌ　／　ｃｗｌ　Ｇ以
   下の圧力における一酸化炭素および／または二酸化炭素
   と水素から脂肪族−価アル」−ルを合成する反応である
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 １４、　該原料ガスが最初に供給される該反応室に流入
   する以前において所望の温度に予熱されている特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 １５、　該ガスの通過順序において最後となる該反応室
   から流出する高温の反応生成ガスと該予熱温度に達して
   いない原料ガスとを熱交換せしめて該予熱が行なわれる
   特許請求の範囲第１４項記載の方法。 １６、　該反応が発熱反応である場合において、予め該
   反応を部分的に行なはしめる為の前置反応器が設置され
   、該前置反応器にＣ１５Ｇフる反応熱により該予熱が行
   なわれる特３′１請求の範囲第１４項記載の方法。 １７、　該前置反応器が該熱交換用管を配列することな
   く触媒のみを充填した少なくとも１個の酸室である特許
   請求の範囲第１６項記載の方法。 １８、　両端部に蓋を右する垂直円筒状外殻内において
   反応時の温度と圧力下における原料及び生成物のいずれ
   もがガス状であり且つ粒状触媒を使用する接触反応用反
   応器であって、（１）　該外殻の内側に該外殻内面から
   所望の距離をへたててガス透過性の円筒状外側触媒受が
   設置されて該外殻内面と該外側触媒受外面および該両藍
   により囲まれる環状空間が外側ガス通路とされ、 （２）　該外側触媒受の内側にガス透過性の円筒状内側
   触媒受が該外側触媒受と同軸に設置されて該外側触媒受
   、該内側触媒受Ｊ５よび該両皿により囲まれる環状空間
   が形成され、（３）　上記第く２）項による環状空間は
   半径方向に延びる少なくとも２個の重心隔壁によって水
   平断面が扇状である所望の数の室に分割され、 （４）　該各室のうちの少くとも２個は室内に垂直に延
   びる多数の熱交換用管が該両触媒受と同軸な円周群上に
   整列して反応室とされ、（５）　該内側触媒受の内側に
   該内側触媒受の内面から所望の距離をへだてて該ガス流
   の流通方向変換用内側隔離板が設置されていて該内側触
   媒受内面と該隔離板外面どの間の空間が内側ガス通路と
   され、 （６）　該各反応室の上下両端部には該各熱交換用管に
   接続し該熱交換用管内を流れる流体を集合あるいは分配
   させる為の集合器あるいは分配器が少なくとも１個それ
   ぞれ設置され、 （７）　該集合器のうちの少なくとも１個および該分配
   器のうちの少なくとも１個は該両密閉蓋のいす゛れかを
   貫通して反応器外に至る該流体の出口管あるいは入口管
   にそれぞれ接続され、 （８）　該各反応室の該上部密閉錨に触媒投入芭°、該
   下部密閉蓋に触媒排出管がそれぞれ設置され、 （９）　予め選択された該各反応至への原料カスの流通
   経路および該流通経路における第１番目の反応室内のガ
   ス流の方向が中心部から外側に向かう方向であるかある
   いはその逆方向であるかに従って、該ガスが該各反応室
   を逐次的に且つ偶数番目の該反応室と奇数番目の該反応
   室の半径方向ガス流が逆になるよう流通せしめられ、 （１０）　上記選択による原ｒ′２１ガス流通経路を規
   定する為、該外側ガス通路および該内側カス通路内に必
   要のある該隔壁と接続し半径方向に延びる延長隔壁が設
   置されると共に該延長隔壁によって区分された外側ガス
   通路あるいは内側ガス通路の必要個所に該原料ガス入口
   および反応生成ガス出口がそれぞれ設置された ことを特徴どする反応器。 １９、　第１８項記載の反応器が耐圧容器内に設置され
   た特許請求の範囲第１８項記載の反応器。 ２０、　　該内側隔離板の内側の該反応器中心部に低温
   の原料カスが高温の反応生成カスによって予熱される為
   の熱交換器が設置された特許請求の範囲第１８項記載の
   反応器。 ２１、　該冬至のうちの少くとも１個に低温の原料カス
   が高温の反応生成カスによって予熱される為の熱交換器
   が設置された特許請求の範囲第１８項記載の反応器。 ２２、特許請求の範囲第２１項による熱交換器が伝熱面
   に板状の材料を使用した板状熱交換器である特許請求の
   範囲第１８項記載の反応器。 ２３、　該集合器および該分配器の構造が断面形状にお
   いて円および／または角状の管状部材で構成されている
   特許請求の範囲第１８項記載の反応器。 ２４　、　　、ｉ′＊集合Ｊ３ＪプＪ、び７／′または
   該分配器の主要構造部がそれぞれ相対する２個の管板よ
   りなる特許請求の範囲第１８項記載の反応器。 ２５、　該冴：合器あるいは該分配器に使用されている
   該管板構造（こ、２個の該管板を貫通する触媒通過口が
   多数設けられている特許請求の範囲第２４項記載の反応
   器。 ２６、　該各反応室内の熱交換層管配置において、外側
   触媒受と熱交換用管が配ＪＩＪされている最外周同心円
   との間の距離、熱交換用管か配列されている相隣れる同
   心円間の距離および熱交換用管が配列され−Ｃいる最内
   周同心円と内側触媒受との間の距離が５０〜５　Ｑ　Ｑ
   　ｍｍの範囲内に（ｂいＣ必ずしも等しくない所望の値
   にイれぞれ設定された特許請求の範囲第１８項記載の反
   応器。 ２７、　該各反応室内の熱交換層管配置において同一同
   心円周上の相隣れる熱交換用管の中心間距離が２０〜２
   Ｃ）Ｏｍｍの範囲内において反応室毎に相等しい特許請
   求の範囲第１８項記載の反応器。 ２８、　該熱交換用管の外袢が１０〜１００ｍｍの範囲
   内である特許請求範囲第１８項記載の反応器。 ２つ、　該流体入口管から該熱交換用管の入口端に至る
   間および該熱交換用管の該流体出口端から該流体用［１
   管に至る間に少くとも１個の該分配器および該集合器が
   それぞれ設置されている特許請求の範囲第１８項記載の
   反応器。 ３０、　該外側触媒受と該内側触媒受との間にガス流が
   各半径方向に均一に分散させられる為の円筒状多孔板が
   少くとも１個該両触媒受と同軸に設置されている特許請
   求の範囲第１８項記載の反応器。 ３１、　該ガスが成る反応室から次の反応室に移動する
   通路に相当する外側カス通路および／または内側ガス通
   路内において、これら両反応室を仕切る該隔壁の延長面
   上にオリフィス多孔板を設置した特許請求の範囲第１８
   項記載の反応器。 ３２．　該集合器および／または詠分配器とし−（特許
   請求の範囲第２３項による管状構造の集会管あるいは分
   配管を使用づる場合に、水平方向の外面間相互距Ｉｌｌ
   ごｄ５いて最も近い位置にある該集合＠ａ３よび該分配
   管が互い違いに高さのｆ４る位置に配置されＣいる特許
   請求の範囲第１８Ｊｆｉ記載の反応器、。 ３３、　該各反応軍内の上部において最も下にある該集
   合管あるいは該分配管の１一端より１−にある空間およ
   び／または該反応室内のＦ部にＪ′３いて最も上にある
   該集合色・あるいｔよ線分配管の上端より下にある空間
   には、触媒作用の無い粒状物質が充填され、該各反応室
   の他の空間には所望の触媒が充填された特許請求の範囲
   第１８項記載の反応器。