JPS607929A - Reactor and its use - Google Patents

Reactor and its use

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JPS607929A
JPS607929A JP11798683A JP11798683A JPS607929A JP S607929 A JPS607929 A JP S607929A JP 11798683 A JP11798683 A JP 11798683A JP 11798683 A JP11798683 A JP 11798683A JP S607929 A JPS607929 A JP S607929A
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JP
Japan
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reaction chamber
gas
reactor
reaction
catalyst
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JP11798683A
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Japanese (ja)
Inventor
Kozo Osaki
功三 大崎
Katsutoshi Kikuchi
菊地 克俊
Yoshiji Hirota
広田 美嗣
Kaoru Takahashi
馨 高橋
Ban Tamu Re
レ・バン・タム
Motoyoshi Kamojima
鴨島 元佳
Yoshinori Nishimura
西村 芳典
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Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
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Publication date
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

PURPOSE:To make thinner the wall thickness of an outer shell of a reactor by constructing each cooling pipe to have <=45 deg. inclination to the horizontal line to enable packing of catalyst with no difficulty and by constructing to permit passing of cooling liquid through the inside of the cooling pipes. CONSTITUTION:Gaseous products are obtd. by allowing gaseous starting material to contact with grain catalyst at reaction temp. and under reaction pressure in a reactor having covers 2, 3 at both ends and cylindrical shell 1 having a central axis inclining with <=45 deg. to the horizontal direction. Vertical side walls of the square cylindrical reaction chamber 8 contg. packed catalyst having its four vertices on the external shell 1 are made impermeable for the gas and its bottom surface except the part near both end covers is constructed so as to function as a gas-peremeable catalyst receiver 6a. Many cooling pipes 15 parallel to the central axis are provided to the reaction chamber 8 in order to let the coolant pass through, and the coolant is allowed to flow through an inlet pipe 18, flow diversing structure 16, cooling pipe 15, flow confluencing structure 17, and outlet pipe 19, in order. Further, an inlet of the starting gas and an outlet of the starting gas are provided to a part of the external shell 1.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、反応の際の温度と圧ノコ下における原料お
よび生成物の何れもがガス状であり、発熱の非常に大な
る接触的化学反応の為の反応器およびその使用法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a reactor for a highly exothermic catalytic chemical reaction in which both the raw materials and products at the reaction temperature and pressure saw are gaseous. Regarding its usage.

従来この様な発熱の非常に大なる反応を行なわしめる為
の反応器として、主要部の構造がシェルアンドチューブ
式熱交換器に類似の反応器を使用し、チューブ内に触媒
が・充填仝れると共に原料ガスがこの中に流通せしめら
れ、゛チューブ内で発生ずる反応熱がチューブの外部即
ちシェル側から、例えば加圧下の沸騰状態にある水のご
とき冷ffl剤等によって除去される方法が主として使
用されて来た。この様な従来の反応器には、反応器を大
形化した場合に、反応器の外殻が、デユープ外即ちシェ
ル側の水蒸気圧力に耐える必要から非常に肉厚のものと
なり、反応器自体の重量が著しく大となる欠点、および
外殻とチューブとの温度差に起因し−(管板および管板
と外殻の接合部に発生ずる人なる熱応力の軽減に適当な
方法が無い欠点等の問題点が残されている。
Conventionally, a reactor with a main structure similar to a shell-and-tube heat exchanger is used as a reactor to carry out such a large exothermic reaction, and the tube is filled with a catalyst. The main method is that the raw material gas is made to flow through the tube, and the reaction heat generated inside the tube is removed from the outside of the tube, that is, from the shell side, using a cold ffl agent such as water in a boiling state under pressure. has been used. In such conventional reactors, when the reactor is enlarged, the outer shell of the reactor becomes extremely thick because it is necessary to withstand the steam pressure outside the duplex, that is, on the shell side, and the reactor itself becomes thick. The disadvantage is that the weight of the tube is significantly large, and there is no suitable method for reducing the thermal stress that occurs in the tube sheet and the joint between the tube sheet and the tube due to the temperature difference between the outer shell and the tube. Other issues remain.

この発明の発明者は、先に特開昭55−.149640
および米国特許4321234号により、上記従来方法
の欠点を改良した新形式の反応器を提案した。この提案
の反応器は、直径の異なる2個の同軸な円筒状ガス透過
性触媒受を垂直に設置し、この2個の触媒受の間に触媒
を充填すると共に、この触媒層の内部に垂直に設置され
た多数の冷却管を触媒受と同軸な多数の同心円上に配列
したことを基本構造とする反応器であった。この改良反
応器にあっては、ガスが触媒層内を半径方向に流通せし
められ、冷却剤が冷却管の下部から上部に向けて流通せ
しめられる。その際冷却剤は、反応器の下部から供給さ
れ、反応器内の下部に設置された多数の環状分配管から
各冷却管に分流せしめられ、各冷却管から流出する冷却
剤は、上下対象に略同様な構造の集合管に合流uしめら
れ、反応器上部の冷却剤排出管から反応器外に排出せし
められる。この改良反応器にあっては、触媒が反応器外
殻上部に設置された触媒投入口から投入され、相隣れる
上記集合管の間隙を通過して所定の位置に充填され、逆
に触媒の排出の際には、触媒層の触媒が相隣れる上記分
配管の間隙を通り反応器外殻下部に設置された触媒排出
口から反応器外に流出することとなる。上記の如きこの
改良反応器を、発熱の非常に大なる接触反応に使用する
場合には、触媒層内に非常に多数の冷却管を設置する必
要がある故、相隣れる冷1iI管の外周間の距離は著し
く小となる。従って相隣れる環状集合管および環状分配
管の間の間隙も著しく小となり、触媒の充填a夕よび排
出に困難を招することが判明した。
The inventor of this invention previously published Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 55-1999. 149640
and US Pat. No. 4,321,234, proposed a new type of reactor that improved the drawbacks of the above conventional methods. In this proposed reactor, two coaxial cylindrical gas-permeable catalyst receivers with different diameters are installed vertically, and the catalyst is packed between the two catalyst receivers, and the catalyst is vertically installed inside the catalyst layer. The basic structure of the reactor was that a large number of cooling pipes were arranged in a number of concentric circles coaxial with the catalyst receiver. In this improved reactor, gas is forced to flow radially through the catalyst bed, and coolant is passed from the bottom to the top of the cooling tube. At this time, the coolant is supplied from the bottom of the reactor and is divided into each cooling pipe from a number of annular distribution pipes installed at the bottom of the reactor, and the coolant flowing out from each cooling pipe is symmetrically arranged above and below. The coolant is merged into a collecting pipe having a substantially similar structure, and is discharged from the reactor through a coolant discharge pipe located at the top of the reactor. In this improved reactor, the catalyst is introduced from the catalyst inlet installed at the top of the reactor shell, passes through the gap between the adjacent collecting tubes, and is filled into a predetermined position. At the time of discharge, the catalyst in the catalyst layer passes through the gap between the adjacent distribution pipes and flows out of the reactor from the catalyst outlet installed at the lower part of the reactor shell. When this improved reactor as described above is used for a highly exothermic catalytic reaction, it is necessary to install a large number of cooling pipes within the catalyst layer. The distance between them becomes significantly smaller. It has therefore been found that the gaps between adjacent annular manifold pipes and annular distribution pipes become extremely small, leading to difficulties in filling and discharging the catalyst.

この発明の目的は、上記前回の改良反応器の有する欠点
を更に改良した反応器およびその使用法の提案にある。
The purpose of this invention is to propose a reactor that further improves the drawbacks of the previously improved reactor and a method for using the same.

この発明による反応器は次に述べる構造即ち 両端部に蓋を有し水平方向に対する中心軸の傾斜が45
度以下の円筒状外殻内において、反応時の温度と圧力下
ではガス状である原料と粒状触媒を接触せしめて反応時
の温度と圧力下ではガス状である生成物を得る接触反応
用反応器であって、 ■ 該外殻の内側に、該中心軸に対して垂直方向の断面
が正方形あるいは長方形であり且つ該正方形あるいは該
長方形の4個の頂点がいずれも該外殻に接する角筒状の
触媒充填用反応室が設置され、 ■ 該角筒状反応室を囲む面のうち、該中心軸に平行な
相対する2面が略垂直であってガス不透過性側壁とされ
、該角筒状反応室下面のうち少くとも、該雨着に近い個
所を除く部分がガス透過性触媒受とされ、 ■ 該反応室上面および該外殻の上部によって囲まれる
空間が上部ガス通路とされ、 ■ 該反応室下面および該外殻の下部によって囲まれる
空間が下部ガス通路とされ、 ■ 該反応室内には、冷却剤を流通せしめる為の中心軸
に平行な多数の冷II管が設置され、■ 該各冷却管の
一端は、該蓋のうちの1個を貫通して該外殻外から該外
殻内に至る該冷却剤の入口管【こ、該入口管によって供
給される該冷却剤を該各冷却管中に分流せしめる為の分
流構造を経て連通せしめられ、 ■該各冷却管の他端は、該各冷fill管中の該冷却剤
を合流せしめる為の合流構造を経て、他の1個の該蓋を
貫通して該外殻外に至る、合流後の該冷却剤を該外殻外
に流出せしめる為の冷却剤出口管に連通せしめられ、 ■ 該両ガス通路のう、ちの一方の一部に接する該外殻
部分に該原料ガスの入口が設置され、該両ガス通路の所
望の他の部分に接する該外殻部分に反応生成ガスの出口
が設置される を有Jる反応器である。
The reactor according to the present invention has the following structure, that is, it has lids at both ends, and the central axis has an inclination of 45 mm with respect to the horizontal direction.
A reaction for catalytic reactions in which a raw material that is gaseous at the temperature and pressure of the reaction is brought into contact with a particulate catalyst in a cylindrical shell at a temperature below 1) A rectangular cylinder having a square or rectangular cross section in the direction perpendicular to the central axis and having four vertices of the square or rectangle all in contact with the outer shell, inside the outer shell; (2) Of the surfaces surrounding the rectangular cylindrical reaction chamber, two opposing surfaces parallel to the central axis are substantially perpendicular and serve as gas-impermeable side walls; At least a portion of the lower surface of the cylindrical reaction chamber excluding a portion close to the rain jacket is used as a gas-permeable catalyst receiver; (2) a space surrounded by the upper surface of the reaction chamber and the upper part of the outer shell is used as an upper gas passage; ■ A space surrounded by the lower surface of the reaction chamber and the lower part of the outer shell is a lower gas passage; ■ A large number of cold II pipes parallel to the central axis are installed in the reaction chamber to allow coolant to flow; (1) One end of each cooling pipe is an inlet pipe for the coolant passing through one of the lids and extending from outside the outer shell into the inner shell. The other end of each cooling pipe is connected to the other end through a merging structure for merging the coolant in each cooling fill pipe. (1) communicating with a coolant outlet pipe that passes through one of the lids and reaches the outside of the outer shell for allowing the coolant after merging to flow out of the outer shell; An inlet for the raw material gas is installed in the outer shell part that contacts a part of one of the gas passages, and an outlet for the reaction product gas is installed in the outer shell part that contacts a desired other part of both gas passages. This is a reactor.

以下に図面を使用してこの発明の内容を詳しく説明する
。第1図および第2図は、この発明の詳細な説明する為
に、この発明反応器の一例を水平に設置した場合につい
ての模式的垂直断面図である。第1図はこの反応器の中
心軸に沿った垂直断面図であり、第2図△は第1図反応
器のA−A部にJHブる中心軸に垂直な断面図であり、
第2図Bは第1図反応器のB−8部における中心軸に垂
直な断面を矢示方向に見た図である。第1図および第2
図A、Bにおいて、1は両端に蓋2および3を右づる円
筒状反応器外殻である。この外殻の内部に、ガス不透過
性の略垂直な側壁4および5、触媒受6および触媒押え
7によって囲まれ、外殻の中心軸に垂直な断面の形状が
、略正方形あるいは略長方形の角筒状反応室8が設置さ
れている。
The content of this invention will be explained in detail below using the drawings. 1 and 2 are schematic vertical cross-sectional views of an example of the reactor of the present invention installed horizontally, in order to explain the present invention in detail. FIG. 1 is a vertical sectional view along the central axis of this reactor, and FIG. 2 △ is a sectional view perpendicular to the central axis of the reactor in FIG.
FIG. 2B is a cross-sectional view perpendicular to the central axis at section B-8 of the reactor in FIG. 1, viewed in the direction of the arrow. Figures 1 and 2
In Figures A and B, 1 is a cylindrical reactor shell with lids 2 and 3 on both ends. The inside of this shell is surrounded by gas-impermeable, substantially vertical side walls 4 and 5, a catalyst receiver 6, and a catalyst presser 7, and has a substantially square or substantially rectangular cross-sectional shape perpendicular to the central axis of the shell. A rectangular cylindrical reaction chamber 8 is installed.

この例では触媒受6が、中心軸方向に対して中央部にあ
るガス透過性触媒受6aと反応室両端部のガス不透過性
の触媒受6bとから構成されCいる。
In this example, the catalyst receiver 6 is composed of a gas-permeable catalyst receiver 6a located at the center with respect to the central axis direction and gas-impermeable catalyst receivers 6b at both ends of the reaction chamber.

ガス透過性触媒受6aは、通常使用される多孔板と1あ
るいは2枚の網の組み合せである。触媒押え7は、この
発明反応器において必ず必要なものでは無いが、この例
では使用されていて、中央部の触媒押え網7aおよび両
端部のガス不透過性触媒押え板7bから構成されてい゛
る。外殻上部および反応室上面によって囲まれる空間1
3が上部ガス通路である。又外殻下部および触媒受6に
よって囲まれる空間14が下部ガス通路である。反応室
8内には、多数の冷却管15が外殻円筒部の中心軸に平
行に設置され、これら冷却管の一端は、これら冷却管1
5に流通せしめられる冷却剤の入口管18から供給され
た冷却剤を、各冷却管に分流せしめる為の分流Ml造1
6に、他端は各冷ill管から流出づる冷却剤を、冷却
剤出口管1つに合流・じしめる為の合流構造17に接続
されている。この例にあっては、分流構造16J5よび
合流構造17が、略左右対称に構成されている故、その
詳細を主として分流構造について説明する。即ちこの分
流構造16は、冷却剤入口管18から供給される冷NJ
剤が1次分流管16aにおいて多数の連結管16bに分
流し、次いで、これら多数の連結管16bに連結される
多数の2次分流管16cにあい−C1更に多数の冷却管
15に分流せしめられる様構成されている。各冷却管1
5から流出する冷IJJ剤は、1次合流管17a1連結
管17bおよび2次合流管17cをこの順で通過合流し
、冷却剤出口19から反応器外に流出せしめられる。又
この例においては、1次分流管16aおよび連結管16
bに断面形状において円形の管状部材が、2次分流管1
6cに断面形状において角状の管状部材が使用されてい
る。又1次分流管および2次分流管の両端は封じられて
いる。2次分流管16cに断面形状において円形の管状
部材を使用づ−ることも出来るし、逆に1次分流管16
aに断面形状において角状の管状部材を使用することも
出来る。
The gas permeable catalyst receiver 6a is a combination of a commonly used perforated plate and one or two meshes. Although the catalyst retainer 7 is not absolutely necessary in the reactor of this invention, it is used in this example, and is composed of a catalyst retainer net 7a in the center and gas-impermeable catalyst retainer plates 7b at both ends. Ru. Space 1 surrounded by the upper part of the outer shell and the upper surface of the reaction chamber
3 is the upper gas passage. Further, a space 14 surrounded by the lower part of the outer shell and the catalyst receiver 6 is a lower gas passage. Inside the reaction chamber 8, a large number of cooling pipes 15 are installed parallel to the central axis of the outer cylindrical part, and one end of these cooling pipes is connected to the cooling pipe 1.
Dividing flow Ml structure 1 for diverting the coolant supplied from the coolant inlet pipe 18 to be distributed to each cooling pipe.
6, the other end is connected to a merging structure 17 for merging and coordinating the coolant flowing out from each cooling ill pipe into one coolant outlet pipe. In this example, since the branching structure 16J5 and the merging structure 17 are configured substantially symmetrically, the details will be mainly explained regarding the branching structure. That is, this branching structure 16 is configured to cool NJ supplied from the coolant inlet pipe 18.
The agent is branched into a large number of connecting pipes 16b in the primary branch pipe 16a, and is then branched into a large number of secondary branch pipes 16c connected to the large number of connecting pipes 16b, and is further branched into a large number of cooling pipes 15. It is structured like this. Each cooling pipe 1
The cold IJJ agent flowing out from 5 passes through the primary merging pipe 17a, the connecting pipe 17b and the secondary merging pipe 17c in this order, joins together, and flows out of the reactor from the coolant outlet 19. Further, in this example, the primary branch pipe 16a and the connecting pipe 16
A tubular member having a circular cross-sectional shape is shown in b as the secondary flow branch pipe 1.
A tubular member having an angular cross-sectional shape is used for 6c. Further, both ends of the primary flow branch pipe and the secondary flow branch pipe are sealed. It is also possible to use a tubular member with a circular cross-sectional shape for the secondary flow branch pipe 16c, or conversely, a tubular member having a circular cross-sectional shape can be used.
It is also possible to use a tubular member having an angular cross-sectional shape for a.

これらの点については、1次合流管17aおよび2次合
流管17cについても同様である。冷却管の数が著しく
少ない場合には、1次分流゛管および2次合流管を省略
して冷却剤入口管18あるいは冷却剤出口管1つと連結
管16bあるいは17bとをそれぞれ直接に連通せしめ
て簡単な構造にづること、逆に冷却管の数が非常に多い
場合には、1次分流管と2次分流管との間に別の分流管
および連結管を所望の数増設して、分流構造の組立を容
易にJることが出来る。又冷却管の数の多い場合には、
第1図に示した如く、2分流管16Cおよび1次合流管
17aの相隣れるものを、中心軸方向において若干異な
る位置に設置することにより、分流および合流構造の組
立を容易にすることが出来る。これらの合流構造および
分流構造は、冷却剤入口管18から供給された冷却剤を
、各冷却管に分散流入せしめた後、これら冷MJ管から
排出される冷却剤を合流t L、め、冷却剤出口管19
から排出せしめる為の構造であって、必ず左右対称であ
る必要が無い。又これらの分流および合流構造とこれら
の構造に関係の深い反応器の両端部の構造については多
くの実施ffg様があり、その詳細を後記づる。
Regarding these points, the same applies to the primary merging pipe 17a and the secondary merging pipe 17c. If the number of cooling pipes is extremely small, the primary branch pipe and the secondary merging pipe may be omitted and the coolant inlet pipe 18 or one coolant outlet pipe may be directly connected to the connecting pipe 16b or 17b, respectively. On the other hand, if the number of cooling pipes is very large, the desired number of separate flow pipes and connecting pipes can be added between the primary flow pipe and the secondary flow pipe to separate the flow. The structure can be easily assembled. Also, if there are many cooling pipes,
As shown in FIG. 1, the assembly of the branching and merging structures can be facilitated by installing adjacent secondary branching pipes 16C and primary merging pipes 17a at slightly different positions in the direction of the central axis. I can do it. These merging structures and branching structures allow the coolant supplied from the coolant inlet pipe 18 to flow into each cooling pipe in a distributed manner, and then the coolant discharged from these cold MJ pipes is combined into t L, and cooled. Agent outlet pipe 19
It is a structure for discharging from the inside, and does not necessarily have to be symmetrical. Furthermore, there are many ffg implementations for these branching and merging structures and the structures at both ends of the reactor that are closely related to these structures, and the details will be described later.

第1図および第2図の例は、反応室8が中心軸の略中火
に設置された邪魔板24により中心軸方向に配置された
2個の小反応室8aおよび8bに2分割されている例で
ある。この邪魔板24は、同様に上部ガス通路を中心軸
方向に配置された13aおよび13bに2分割している
。従って触媒は、反応室8aおよび8bにそれぞれ設置
された触媒投入口25aおよび25bから両反応室の冷
却管外の空間に充填される。触媒を排出する際には、触
媒排出口26aおよび26bをそれぞれ使用して排出す
る。触媒の充填の際には、触媒投入口25aおよび25
bから投入された触媒が、相隣れる冷却管の間の間隙を
自然流下して反応室に充填されるのであり、又触媒の排
出の際には、反応室内の触媒が、触媒排出口26aおよ
び26bから自然流下で外殻外に流出するのであるが、
何れの場合においても中心軸の水平方向に対する傾斜が
余り急である場合には、触媒の充填および排出の両者が
確実に行われ無い故、中心軸の水平方向に対する傾斜は
、45度以下であることが必要である。中心軸の長さが
外殻の直径の1.5倍以上であるこの発明反応器にあっ
ては、中心軸の傾斜の有無に拘わらず、各反応室に触媒
が確実に充填される様、又各反応室から触媒が容易に排
出される様、触媒投入口および触媒排出口を夫々2個以
上設置することが望ましい。この例では小反応室8aお
よび8bの略中央部に、冷却剤が冷却管中を高速で流通
せしめられる際の各冷1iI管の振動を防止する目的を
有し、中心軸に略垂直な振動化多孔板34が設置されて
いる。この多孔板の6孔にはそれぞれ冷却管が貫通して
いる。この振動化多孔板34は、この発明反応器にとっ
て必ず必要なものでは無い。
In the example shown in FIGS. 1 and 2, the reaction chamber 8 is divided into two small reaction chambers 8a and 8b arranged in the direction of the central axis by a baffle plate 24 installed at approximately medium heat of the central axis. This is an example. This baffle plate 24 similarly divides the upper gas passage into two parts 13a and 13b arranged in the central axis direction. Therefore, the catalyst is filled into the space outside the cooling pipes of both reaction chambers through catalyst inlets 25a and 25b installed in reaction chambers 8a and 8b, respectively. When discharging the catalyst, the catalyst discharge ports 26a and 26b are used, respectively. When charging the catalyst, use the catalyst inlets 25a and 25.
The catalyst introduced from the outlet 26a flows down the gap between adjacent cooling pipes and is filled into the reaction chamber. It flows out of the outer shell by gravity from 26b and 26b.
In either case, if the inclination of the central axis with respect to the horizontal direction is too steep, both the charging and discharging of the catalyst cannot be performed reliably, so the inclination of the central axis with respect to the horizontal direction is 45 degrees or less. It is necessary. In the reactor of this invention, in which the length of the central axis is at least 1.5 times the diameter of the outer shell, each reaction chamber is reliably filled with catalyst regardless of whether or not the central axis is inclined. Further, it is desirable to provide two or more catalyst inlets and two or more catalyst outlets so that the catalyst can be easily discharged from each reaction chamber. In this example, approximately in the center of the small reaction chambers 8a and 8b, there is a vibration plate located approximately perpendicular to the central axis for the purpose of preventing vibration of each cold 1iI tube when the coolant is caused to flow through the cooling tube at high speed. A perforated plate 34 is installed. A cooling pipe passes through each of the six holes of this perforated plate. This vibrating porous plate 34 is not absolutely necessary for the reactor of this invention.

第1図および第2図の例において、原料ガスは、原料ガ
ス人口21から上部ガス通路13aに供給され、触媒層
およびガス透過性触媒受(3aを上から下へ通過して、
一旦下部ガス通路14に流出せしめられる。次にガスは
下部ガス通路14を中心l軸方向に移動した後反応室8
bに流入し、反応室8bの触媒層内を下から上へ通過し
て、上部ガス通路13bを経てガス出口22から反応器
外に流出せしめられる。ガスが反応室8aおよび8b内
の触媒粒子間を通過する間に、原料ガスの組成および触
媒の性能に対応した化学反応が生起する。
In the example of FIGS. 1 and 2, the raw material gas is supplied from the raw material gas port 21 to the upper gas passage 13a, passes through the catalyst layer and the gas permeable catalyst receiver (3a from top to bottom,
The gas is temporarily discharged into the lower gas passage 14. Next, the gas moves through the lower gas passage 14 in the central l-axis direction, and then the reaction chamber 8
b, passes through the catalyst layer of the reaction chamber 8b from bottom to top, passes through the upper gas passage 13b, and flows out of the reactor from the gas outlet 22. While the gas passes between the catalyst particles in the reaction chambers 8a and 8b, a chemical reaction occurs that corresponds to the composition of the raw gas and the performance of the catalyst.

この化学反応に伴って発生ずる熱は、冷却管15内を流
通する冷却剤によって除去される。
The heat generated by this chemical reaction is removed by the coolant flowing through the cooling pipe 15.

上記の構造説明から明らかな如く、反応室8の両端部に
おいては冷却管の伝熱面積が、反応室の中央部に比較し
て少なく、従って反応室の両端部には多すのガスが流通
しない様、両端部の触媒受をガス不透過性の触媒受6b
とし、又触媒押え7を使用する場合にあっても、この触
媒押えの両端部を、ガス不透過性の触媒押え板7bとす
ることが望ましい。同様の理由により、反応室の両端部
には、触媒作用の無い且つガスの流通に対して通過抵抗
の大きな粒状物質を充填して使用することの望ましい場
合が多い。この様な粒状物質の充填および排出の為に、
反応室の両端に近い個所に、この粒状物質の為の投入口
25cおよび25dと排出口26cおよび26dを設置
することも出来る。又この例においては、下部ガス通路
14内の邪魔板24の延長面上にオリフィス多孔板27
が設置されている。このオリフィス多孔板27は、各反
応室の下部触媒受に平行な断面におけるガスの均一な流
通を確実にする為のものであって、邪魔板24の延長面
上において、下部ガス通路14の中心軸に垂直な断面の
全面に設置されるのが良い。又同様の目的の為に反応室
上面と下部触媒受との間に、多孔板28を設置すること
が出来る。
As is clear from the above structural description, the heat transfer area of the cooling pipe at both ends of the reaction chamber 8 is smaller than that at the center of the reaction chamber, and therefore more gas flows through both ends of the reaction chamber. To prevent this, the catalyst receivers at both ends are made of gas-impermeable catalyst receivers 6b.
Furthermore, even when using the catalyst holder 7, it is desirable that both ends of the catalyst holder be made into gas-impermeable catalyst holder plates 7b. For similar reasons, it is often desirable to fill both ends of the reaction chamber with particulate material that has no catalytic action and has a large resistance to gas flow. For filling and discharging such particulate matter,
Inlets 25c and 25d and outlets 26c and 26d for this particulate material can also be installed near both ends of the reaction chamber. Further, in this example, an orifice perforated plate 27 is provided on the extended surface of the baffle plate 24 in the lower gas passage 14.
is installed. This orifice porous plate 27 is for ensuring uniform gas flow in a cross section parallel to the lower catalyst receiver of each reaction chamber, and is located at the center of the lower gas passage 14 on the extended surface of the baffle plate 24. It is best to install it on the entire surface of the cross section perpendicular to the axis. Further, for the same purpose, a perforated plate 28 can be installed between the upper surface of the reaction chamber and the lower catalyst receiver.

この多孔板28は、反応室の触媒受に平行な断面の全面
に亙って設置されるのが良い。この発明反応器に使用さ
れる触媒は、小粒子である場合が多い故、この多孔板2
8の設置で触媒の充填および排出に不都合を招くことが
少ない。又この例の反応器は、邪魔板24およびオリフ
ィス多孔板27を設置せずに、単一の反応室の反応器と
して使用することも出来、この場合には、ガス出口22
の代りに、外殻1の下面にガス出口23(点線表示)を
設置すれば良い。
This porous plate 28 is preferably installed over the entire surface of the cross section parallel to the catalyst receiver of the reaction chamber. Since the catalyst used in the reactor of this invention is often small particles, this perforated plate 2
No. 8 installation causes little inconvenience in charging and discharging the catalyst. The reactor of this example can also be used as a single reaction chamber reactor without installing the baffle plate 24 and the orifice plate 27. In this case, the gas outlet 22
Instead, a gas outlet 23 (indicated by a dotted line) may be installed on the lower surface of the outer shell 1.

第1および第2図の例は、反応室および上部ガス通路を
中心軸方向に2分割し、原料ガスは、一方の小反応室の
外殻の上部から導入される場合であるが、逆に反応室お
よび下部ガス通路を中心軸方向に区画する邪魔板(図示
していない)によって反応室を2分割して使用すること
も可能である。
In the examples shown in Figures 1 and 2, the reaction chamber and the upper gas passage are divided into two in the direction of the central axis, and the raw material gas is introduced from the upper part of the outer shell of one of the small reaction chambers. It is also possible to divide the reaction chamber into two by a baffle plate (not shown) that partitions the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the central axis.

この場合には、ガスの入口および出口が共に、小反応室
8aおよび8bのある外殻下部にそれぞれ設置されるこ
ととなるが、容易に理解出来る故図示していない。反応
室を3個あるいはそれ以上の数の小反応室に分割する際
には、反応室および下部カス通路を中心軸方向に区画す
る邪魔板と前記反応室および上部ガス通路を中心軸方向
に区画する邪魔板とを交互に設置すれば良いが、これら
も容易に理解出来る故図示していない。この様に反応室
8を2個以上の小反応室に分割した場合は、ガスがこれ
ら小反応室に直列に流通せしめられる。
In this case, both the gas inlet and outlet would be installed at the lower part of the outer shell where the small reaction chambers 8a and 8b are located, but they are not shown for ease of understanding. When dividing the reaction chamber into three or more small reaction chambers, a baffle plate that divides the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the central axis and a baffle plate that divides the reaction chamber and the upper gas passage in the direction of the central axis are used. baffle plates may be installed alternately, but these are not shown because they are easily understood. When the reaction chamber 8 is divided into two or more small reaction chambers in this way, gas is made to flow through these small reaction chambers in series.

従ってガス出口22は、小反応室の数が偶数であるか、
あるいは奇数であるかに依存して外殻の上部あるいは下
部に設置されることとなる。原料ガス人口21を外殻の
下部に設置した場合には、ガス入口およびガス出口に関
する上記の関係が逆になる。尚反応室の両側壁4 d3
よび5と外殻側部との間の空間29内の圧力と反応室内
の圧力を略同−圧力に保持する為、反応室の両側壁4お
よび5に均圧小孔30をそれぞれ設置するのが好ましい
Therefore, whether the gas outlet 22 has an even number of small reaction chambers or
Alternatively, depending on whether the number is odd, it will be placed at the top or bottom of the shell. When the raw material gas port 21 is installed in the lower part of the outer shell, the above relationship regarding the gas inlet and gas outlet is reversed. In addition, both side walls of the reaction chamber 4 d3
In order to maintain the pressure in the space 29 between the walls 4 and 5 and the side of the outer shell at approximately the same pressure as the pressure in the reaction chamber, small pressure equalizing holes 30 are installed in the side walls 4 and 5 of the reaction chamber, respectively. is preferred.

同様の目的の為に、側壁4と外殻1とを接合する2本の
接合線および側壁5と外殻1とを接合する2本の接合線
を、全線溶接にせず、溶接していない個所を通じて、若
干のガスが雨空間29と上部あるいは下部ガス通路との
間に流通出来る様にし、均圧小孔30を省略することも
出来る。又冷却管内に流通せしめる冷却剤については後
記する。
For the same purpose, the two joining lines that join the side wall 4 and the outer shell 1 and the two joining lines that join the side wall 5 and the outer shell 1 are not entirely welded, and the parts that are not welded are It is also possible to omit the pressure equalizing hole 30 by allowing some gas to flow between the rain space 29 and the upper or lower gas passage. Further, the coolant that is allowed to flow inside the cooling pipe will be described later.

次にこの発明反応器の利点を記載する。この発明による
反応器にあっては、各冷Ml管が水平に対して45度以
下の角度をなしている。従って触媒投入口25から投入
される触媒は、相隣れる冷Lj管の間隙を通過して反応
室に充填されることとなる。従って冷却管の長さ方向に
垂直な方向における、相隣れる冷却管の外周と外周との
間の最短距離即ち間隙寸法は、分流構造および合流構造
に使用される2次分流管16cおよび1次合流管17a
のそれぞれの相隣−れるものの外周間の間隙寸法を小あ
るいは無くすることにより、触媒粒子の直径あるいは長
さの数倍程度、即ち6〜15mm程度まで小にすること
が出来る。その結果としてこの発明反応器を使用すれば
、触媒の単位体積当りの発熱量が非常に大であって、反
応室内に非常に多数の冷却管を設置する必要のある場合
にあっても、支障無く触媒を充填することが出来る。こ
の点が前記特開昭55−149640および米国特許4
321234号に提案した反応器に比較した改良点であ
る。即ち、この前回提案の反応器にあっては、冷却管が
垂直に設置されている為、触媒の充填および排出に際し
、触媒が相隣れる2次分流管16cおよび1次合流管1
7aの間隙を上から下へ自由に通過出来る必要があるが
、垂直に設置される冷2.lj管の間隙を15mm迄短
縮覆ると、2次分流管16cおよび1次合流管17aの
それぞれの相隣れるものの間隙が6舶以下となって、触
媒が相隣れる。L配分流管あるいは合流管の6 mm以
下の間隙を自由に通過し難くなり、実用的な意味での触
媒の充填および排出が困難となる。従って、前回提案の
反応器にあっては、相隣れる冷却管の間隙寸法を15w
以下にするこ呪が困難であり、結果的に充填する触fi
”1m”当り60mの伝熱面積の設置が大略の最大伝熱
面積設置量となる。これに対し、この発明による反応器
の場合にあっては、相隣れる冷却管の間隙寸法を6mm
にまで短縮出来る為、触媒1Tl′1″当り200mの
伝熱面積の設置が可能となり、この発明反応器の方が、
触媒の単位容積あたり大きな発熱を示す反応に適するこ
ととなる。これがこの発明反応器の利点の第1である。
Next, the advantages of this inventive reactor will be described. In the reactor according to the invention, each cold Ml tube makes an angle of 45 degrees or less with the horizontal. Therefore, the catalyst introduced from the catalyst inlet 25 passes through the gap between the adjacent cold Lj pipes and is filled into the reaction chamber. Therefore, the shortest distance, that is, the gap size between the outer peripheries of adjacent cooling pipes in the direction perpendicular to the length direction of the cooling pipes, is Merging pipe 17a
By reducing or eliminating the gap between the outer peripheries of each of the adjacent particles, the size can be reduced to several times the diameter or length of the catalyst particles, that is, about 6 to 15 mm. As a result, if the reactor of this invention is used, even if the calorific value per unit volume of the catalyst is very large and it is necessary to install a large number of cooling pipes in the reaction chamber, there will be no problem. It is possible to fill the catalyst without having to use it. This point is explained in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-149640 and U.S. Pat.
This is an improvement over the reactor proposed in No. 321234. That is, in the reactor proposed last time, since the cooling pipes are installed vertically, when charging and discharging the catalyst, the catalysts are placed adjacent to each other in the secondary branch pipe 16c and the primary merging pipe 1.
It is necessary to be able to freely pass through the gap 7a from top to bottom. When the gap between the lj pipes is shortened to 15 mm and covered, the gap between adjacent secondary flow branch pipes 16c and primary merging pipes 17a becomes 6 pipes or less, and the catalysts are placed next to each other. It becomes difficult to freely pass through the gap of 6 mm or less in the L distribution flow pipe or the merging pipe, making it difficult to charge and discharge the catalyst in a practical sense. Therefore, in the reactor proposed last time, the gap size between adjacent cooling pipes is 15W.
It is difficult to perform the following spells, and as a result, the touch fi
Installation of a heat transfer area of 60 m per "1 m" is approximately the maximum amount of heat transfer area installed. On the other hand, in the case of the reactor according to the present invention, the gap size between adjacent cooling pipes is 6 mm.
Since the reactor of this invention can be shortened to 200 m per 1 Tl'1'' of catalyst,
This makes it suitable for reactions that generate a large amount of heat per unit volume of catalyst. This is the first advantage of the reactor of this invention.

一方この種の反応器を使用し、反応熱を冷却液の高圧蒸
気として直接回収し、動ノJの発生などの用途に有効利
用する場合にあっては、一般的に冷却液側の圧力が反応
ガス側の圧力より高くなる為、前記従来法の如くデユー
プ内に触媒を充填し、シェル側に冷却液を流通させる形
式の反応器では、当然の結果として反応器外殻に肉厚の
厚いものを使用する必要を生ずるが、この発明反応器で
は、冷却液が冷却管の内部を流通する為、反応器外殻の
肉厚を小とすることが出来て、反応器全体の重量を小と
1−ることが出来る。これがこの発明反応器の第2の利
点である。即ち従来の反応器において、薄い肉厚の外殻
を使用する目的で、冷却液側の圧ツノを低下させる為、
冷却液に沸点の高い有機物の液体を使用することが、反
応が酸化反応でありガス中に例えば酸素の如き酸化性成
分が含まれていで、火災の危険を増大せしめる理由によ
り困難な場合には、この発明における上記の第2利点が
特に重要である。
On the other hand, when using this type of reactor and directly recovering the reaction heat as high-pressure vapor of the cooling liquid and effectively utilizing it for purposes such as generating dynamic gas, the pressure on the cooling liquid side generally increases. Since the pressure is higher than the pressure on the reaction gas side, in a reactor in which the catalyst is filled in the duplex and the cooling liquid is passed through the shell side as in the conventional method, as a natural result, the reactor outer shell has a thick wall. However, in the reactor of this invention, the cooling liquid flows inside the cooling tube, so the wall thickness of the reactor outer shell can be reduced, and the weight of the entire reactor can be reduced. It is possible to say 1-. This is the second advantage of the reactor of this invention. In other words, in conventional reactors, in order to reduce the pressure horn on the cooling liquid side, in order to use a thin outer shell,
In cases where it is difficult to use an organic liquid with a high boiling point as the coolant because the reaction is an oxidation reaction and the gas contains oxidizing components such as oxygen, which increases the risk of fire. , the above-mentioned second advantage of the invention is particularly important.

又この反応器においても、前記邪魔板、24を設置せず
に、反応室が只1個である場合には、前回提案の反応器
の場合と同様に、反応室内における冷却管の配置密度を
ガスの流れ方向に沿って変更調節することにより、ガス
の流れ方向に沿った触媒層の温度分布を所望の温度分布
に形成せしめることが出来る。即ち、第2図Aにおいて
、原料ガスが、上部の入口21から流入し下部の生成ガ
ス出口23に流出する場合には、反応室8内における中
心軸に垂直な断面上の冷却管の配置密度および使用する
冷却管の直径において、例えば上部では直径の小なる冷
却管の多数を密に配置し、下部では直径の大なる冷却管
を粗に配置する配列方法、あるいはこの逆の配列方法等
により、触媒層内のガスの流れ方向に沿った温度分布を
、所望の温度分布に形成せしめることが出来る。この点
にa3いても、この発明反応器は、前回提案の反応器と
略同様な機能を右する。これがこの発明反応器の第3の
利点である。
Also, in this reactor, if the baffle plate 24 is not installed and there is only one reaction chamber, the arrangement density of cooling pipes in the reaction chamber should be adjusted as in the case of the reactor proposed last time. By changing and adjusting the temperature along the gas flow direction, the temperature distribution of the catalyst layer along the gas flow direction can be formed into a desired temperature distribution. That is, in FIG. 2A, when the raw material gas flows in from the upper inlet 21 and flows out to the lower produced gas outlet 23, the arrangement density of the cooling pipes on the cross section perpendicular to the central axis in the reaction chamber 8 is In terms of the diameter of the cooling pipes used, for example, a large number of cooling pipes with a small diameter are arranged closely in the upper part, and cooling pipes with a large diameter are arranged loosely in the lower part, or vice versa. , the temperature distribution along the gas flow direction within the catalyst layer can be formed into a desired temperature distribution. Even on this point a3, the reactor of this invention has substantially the same function as the reactor proposed previously. This is the third advantage of the reactor of this invention.

この発明には、反応器の構造および使用法の両者におい
て多くの実施態様があり、以下にこれら多くの実施態様
の一部を使用して、この発明反応器およびその使用法に
ついて更に詳しい説明を記載するが、この発明は此処に
記載の実施態様により制限されるものでは無い。以下に
記載する上記以外の実施態様の説明においては、主とし
て構造上おにび使用法上第1図および第2図の場合と異
なる点について説明するb この発明反応器は、第1図の24で示した邪魔板を設置
せずに反応室を只1個の反応室として使用することも出
来、逆に2個以上の小反応室に分割使用Mることも可能
であるが、この点については既に記載した。又反応至上
部の触媒押え網7は、必ず必要なものでは無いが、反応
器を水平では無く、傾斜した状態に設置する場合には使
用することが好ましい。
There are many embodiments of this invention, both in the construction and method of use of the reactor, and some of these many embodiments are used below to provide a more detailed description of the inventive reactor and its use. However, the invention is not limited to the embodiments described herein. In the following description of embodiments other than the above, the points that differ from those shown in FIGS. 1 and 2 in terms of structure and usage will be mainly explained. It is possible to use the reaction chamber as just one reaction chamber without installing the baffle plate shown in , or conversely it is also possible to divide it into two or more small reaction chambers, but regarding this point. has already been described. Although the catalyst holding net 7 at the top of the reaction is not absolutely necessary, it is preferable to use it when the reactor is installed not horizontally but in an inclined position.

第3図は、分流構造および合流構造として、多数の短冊
状管板20aと長手方向に垂直な断面の形状が半円形で
あり、両端を半円形の板で封じた同数の管板覆い20b
とを組み合せ使用し、且つこれら分流構造おにび合流構
造が設置されている反応器の両端部近傍において、反応
器の中心軸に垂直な全断面に亙って設置されIC隔壁1
1および12により、ヘッダー室9および10を反応室
8から区画し、更に相互に近接する位置に設置された、
反応室と上部ガス通路とを中心軸方向に区画りる邪魔板
24aおよび反応室と下部ガス通路とを中心軸方向に区
画する邪魔板24bによって、反応室8を1個のガス通
路用小室33と2個の小反応室8aと8bに3分割した
例を示す図である。
FIG. 3 shows a branching structure and a merging structure in which a large number of rectangular tube sheets 20a and a cross section perpendicular to the longitudinal direction are semicircular, and the same number of tube sheet covers 20b are sealed at both ends with semicircular plates.
IC partition wall 1 is installed over the entire cross section perpendicular to the central axis of the reactor in the vicinity of both ends of the reactor where these branching structures and merging structures are installed.
1 and 12 separate the header chambers 9 and 10 from the reaction chamber 8, and are further installed in positions close to each other.
The reaction chamber 8 is divided into one small gas passage chamber 33 by the baffle plate 24a that partitions the reaction chamber and the upper gas passage in the direction of the central axis, and the baffle plate 24b that partitions the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the central axis. This is a diagram showing an example in which the reaction chamber is divided into three into two small reaction chambers 8a and 8b.

第4図は、第3図のC−7Cにおける矢示方向の垂直断
面図である。第3図および第4図において、冷却剤入口
管18から供給される冷却剤は、1次分流管16aにお
いて多数の連結管16bに分流し、次に、これら連結管
16bに連通し、短冊状管板20aと管板覆い20bに
よって囲まれる空間において更に多数の冷却管15に分
流せしめられる。この例における冷却剤の合流部構造は
、分流部構造と略左右対称になっていて、各冷却管15
から流出する冷却剤は、上記分流の場合の逆経路を通過
して、冷却剤出口19から反応器外に流出じしめられる
。この例におりる隔壁11および12は管板状の多孔板
であって、各冷に1管はこれら隔壁の合孔を肖通してい
る。側隔壁と各冷却管との接触部には、触媒粒が通過出
来ないが、ガスが通過出来る程度の間隙のあることが望
ましく、この間隙によりヘッダー室9.10と反応室と
を略同−の圧力に保持する。ことが出来る。逆にこの接
触部が、ガスの通過し出来すい気密接触となつた場合に
は、側隔壁のうち、側隔壁がヘッダー室と上部ガス通路
あるいは下部ガス通路とを区画覆る部分に均圧小孔を設
けて、両ヘッダー室と反応室の圧力を略同−にするのが
良い。この例では、ガス透過性触媒受6aおよびガス透
過性触媒押え7aが何れも隔壁11と12の間に設置さ
れていて、上部ガス通路13および下部ガス通路14の
両者が、側隔壁によってヘッダー室9および10から区
画されている。ヘッダー室9および10を上部ガス通路
13および下部ガス通路14から区画する手段としては
、上記以外にガス透過性触媒受5aJ5よびガス透過性
触媒押え7aの中心軸方向の両延長面上に、隔壁11か
ら蓋2迄の間ど、隔壁12から貼3迄の間との、第1図
に示したガス不透過性触媒受6bおよびガス不透過性触
媒押え板7b類似の中心軸に平行な仕切り板を設置する
方法がある。この方法は、隔壁11および12がヘッダ
ー室と反応室とを区画するが、上下両ガス通路を区画せ
ず、上下両ガス通路が雨着2および3にまで延長されて
いる構造であり、この構造の可能であることは明確であ
る故図示していない。
FIG. 4 is a vertical cross-sectional view taken along line C-7C in FIG. 3 in the direction of the arrow. In FIGS. 3 and 4, the coolant supplied from the coolant inlet pipe 18 is divided into a number of connecting pipes 16b in the primary branch pipe 16a, and then communicated with these connecting pipes 16b to form a rectangular shape. In the space surrounded by the tube sheet 20a and the tube sheet cover 20b, the water is divided into a larger number of cooling pipes 15. The coolant confluence structure in this example is approximately symmetrical with the branch flow structure, and each cooling pipe 15
The coolant flowing out from the reactor passes through the reverse path of the above-mentioned split flow and is forced to flow out of the reactor from the coolant outlet 19. The bulkheads 11 and 12 in this example are perforated plates in the form of tube plates, and one tube in each tube passes through the joint holes in these bulkheads. It is desirable that there be a gap between the side partition wall and each cooling pipe that does not allow catalyst particles to pass through, but allows gas to pass through. Hold at a pressure of I can do it. Conversely, if this contact part becomes an airtight contact through which gas can easily pass, a small pressure equalizing hole is formed in the part of the side partition wall where the side partition partitions and covers the header chamber and the upper gas passage or the lower gas passage. It is preferable to provide approximately the same pressure in both header chambers and the reaction chamber. In this example, the gas-permeable catalyst receiver 6a and the gas-permeable catalyst holder 7a are both installed between the partition walls 11 and 12, and both the upper gas passage 13 and the lower gas passage 14 are connected to the header chamber by the side partition walls. It is divided from 9 and 10. As means for dividing the header chambers 9 and 10 from the upper gas passage 13 and the lower gas passage 14, in addition to the above, partition walls are provided on both extending surfaces of the gas permeable catalyst receiver 5aJ5 and the gas permeable catalyst presser 7a in the central axis direction. A partition parallel to the central axis, similar to the gas-impermeable catalyst receiver 6b and the gas-impermeable catalyst holding plate 7b shown in FIG. There is a way to install the board. In this method, the partition walls 11 and 12 partition the header chamber and the reaction chamber, but the upper and lower gas passages are not partitioned, and both the upper and lower gas passages are extended to the rain jackets 2 and 3. Since it is clear that the structure is possible, it is not shown.

この様なヘッダー室と反応室との区画手段を使用する場
合にお【プる前記均圧小孔は、上記の中心軸に平行な仕
切り板に設置される。第3図および第4図の例の如く、
ヘッダー室を反応室から区画することにより、触媒投入
口25aから投入される触媒粒が、ヘッダー室内に流入
することは全く無くなり、ヘッダー室内にd3ける前記
伝熱面積の不足を問題視する必要が無くなる。しかしこ
の場合にあってもヘッダー室内には、触媒作用の無い粒
状物質を充填して置くことが望ましく、この粒状物質は
、投入口25cおよび排出口26cを設置することによ
り容易に充填出来る。
When such a means for dividing the header chamber and the reaction chamber is used, the pressure equalizing small hole is installed in a partition plate parallel to the central axis. As in the examples in Figures 3 and 4,
By separating the header chamber from the reaction chamber, the catalyst particles introduced from the catalyst inlet 25a will not flow into the header chamber at all, and there is no need to consider the lack of heat transfer area in the header chamber d3 as a problem. It disappears. However, even in this case, it is desirable to fill the header chamber with particulate material that does not have a catalytic effect, and this particulate material can be easily filled by providing an inlet 25c and an outlet 26c.

第3図および第4図の例にあっては、反応室8の中心軸
方向の中央付近に、上部ガス通路と反応室とを中心軸方
向に区画づる邪魔板24−a、J5J:びこの邪魔板2
4aに近接し反応室と下部ガス通路を中心軸方向に区画
する邪魔板24bが設置され、反応室8が、2個の小反
応室F3a 、3bおよび触媒を充填すること無くガス
通路として使用づる1個のガス通路用小室33に3分割
されている。
In the examples shown in FIGS. 3 and 4, a baffle plate 24-a, J5J, is located near the center of the reaction chamber 8 in the direction of the center axis, and partitions the upper gas passage and the reaction chamber in the direction of the center axis. Baffle board 2
A baffle plate 24b is installed adjacent to 4a to partition the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the central axis, so that the reaction chamber 8 can be used as a gas passage without being filled with two small reaction chambers F3a, 3b and a catalyst. It is divided into three gas passage small chambers 33.

又この3分割と同時に、上部ガス通路13は邪魔板2’
4aにより2個の上部ガス通路13aと131)に、又
同様に下部ガス通路14は邪魔板24bにより2個の下
部ガス通路14.aと14bに分割されている。この例
が上記の反応室構造となっている埋山は、2個の小反応
室8aおよび8bの何れにd″3いても、ガスを上から
下へと流通せしめる如き、直列ガス通路を構成する為で
ある。即ち、ガス人口21から供給される原料ガスは、
矢印で示した如く小反応室8aを上から下へと通過して
、一旦下部ガス通路14aに流出し、次に下部ガス通路
1/4aからガス通路用小室33を経て上部ガス通路1
31)に流出し、更に小反応室8bを再び上から下へと
通過して、下部ガス通路14bを経C、ガス出口22か
ら反応器外に流出する。上記のガス通過経路の使用によ
り、反応器を略水平に設置した場合におけるガス透過性
触媒押え7aの設置が不要となる。反応器を水平に対し
て15〜45度傾斜して設置する場合には、上記のガス
通過経路を使用してもガス透過性触媒押え7aの設置が
必要であるが、このガス透過性触媒押えを強固に固定す
る必要が無くなる。逆にこのガス透過性触媒押え7bを
外殻あるいは隔壁11および12等に強固に固定する場
合には、両部面板24aと24bの相互位置関係の調整
およびガス入口とガス出口を外殻の下部に移設すること
により、反応器の傾斜設置の場合にあっても、各小反応
室においてガスを下から上へ流通せしめることが出来る
。第3図および第4図に示した例は、上部ガス通路と反
応室とを中心軸方向に区画する邪魔板24aの1個およ
び反応室と下部ガス通路とを中心軸方向に区画する邪魔
板24bの1個からなる邪魔板組の1組の使用により、
反応室8を2gの小反応室と1個のガス通路用小室に分
割した例であったが、上記と同様の方式を使用して、外
殻内にこの邪魔板組の2組以上を設置することにより、
反応室8を3個以上の小反応室と2個以上のガス通路用
小室に分割し、ガスを各小反応室に直列に、且つ何れの
小反応室においてもを上から下への、あるいは下から上
への同一方向に流通せしめることが出来る。この様な実
施態様が存在することは、第3図J3よび第4図の例か
ら容易に理解出来るのC゛図示ていない。尚第3図の3
1はマンホールCある。
Also, at the same time as this three-division, the upper gas passage 13 is divided into three parts by the baffle plate 2'.
4a into the two upper gas passages 13a and 131), and similarly, the lower gas passage 14 is connected to the two lower gas passages 14. by the baffle plate 24b. It is divided into a and 14b. This example has the above-mentioned reaction chamber structure.No matter which one of the two small reaction chambers 8a and 8b is located in d''3, it forms a series gas passage that allows gas to flow from top to bottom. In other words, the raw material gas supplied from the gas population 21 is
As shown by the arrow, it passes through the small reaction chamber 8a from top to bottom, flows out into the lower gas passage 14a, and then flows from the lower gas passage 1/4a through the gas passage small chamber 33 to the upper gas passage 1.
31), further passes through the small reaction chamber 8b from top to bottom again, passes through the lower gas passage 14b, and flows out of the reactor from the gas outlet 22. By using the above-mentioned gas passage path, it becomes unnecessary to install the gas permeable catalyst holder 7a when the reactor is installed substantially horizontally. When installing the reactor at an angle of 15 to 45 degrees with respect to the horizontal, it is necessary to install the gas permeable catalyst holder 7a even if the above gas passage path is used. There is no need to firmly fix it. Conversely, when this gas-permeable catalyst holder 7b is firmly fixed to the outer shell or the partition walls 11 and 12, etc., the mutual positional relationship between the two face plates 24a and 24b is adjusted and the gas inlet and gas outlet are connected to the lower part of the outer shell. Even if the reactor is installed on an incline, gas can be made to flow from bottom to top in each small reaction chamber. The example shown in FIGS. 3 and 4 includes one baffle plate 24a that partitions the upper gas passage and the reaction chamber in the central axis direction, and one baffle plate that partitions the reaction chamber and the lower gas passage in the central axis direction. By using one set of baffle plates consisting of one piece of 24b,
This was an example in which the reaction chamber 8 was divided into a 2g small reaction chamber and one gas passage small chamber, but two or more sets of these baffle plate sets were installed inside the outer shell using the same method as above. By doing so,
The reaction chamber 8 is divided into three or more small reaction chambers and two or more small gas passage chambers, and gas is supplied to each small reaction chamber in series, and in any of the small reaction chambers, from top to bottom, or It can be made to flow in the same direction from bottom to top. The existence of such an embodiment can be easily understood from the examples shown in FIGS. 3 and 4, although it is not shown. In addition, 3 in Figure 3
1 has manhole C.

第5図は、上記第3図および第4図に示した短l1lj
状管板20aの相互連結方式の例を示した拡大図Qある
。即ち、上下方向に相隣れる短冊状管板20aは、この
管板の上下に相対する面の略同−位置に複数の雌ネジ穴
を有し、この雌ネジ穴に図示の如き特殊ボルトをネジ込
んで、両管板を接続覆る様になっている。この様な方式
によって相互連結された管板群の外殻1への固定は、外
殻内部の当該位置に設置される突起35(第3図および
第4図)とこの管板群との間に上記と同様の方式を使用
覆ることにより達成される。
Figure 5 shows the short l1lj shown in Figures 3 and 4 above.
There is an enlarged view Q showing an example of the interconnection method of the tubular plates 20a. That is, the strip-shaped tube sheets 20a adjacent to each other in the vertical direction have a plurality of female threaded holes at approximately the same positions on the vertically opposing surfaces of the tube sheets, and special bolts as shown in the figure are inserted into these female threaded holes. It is screwed in to connect and cover both tube plates. The tube sheets interconnected by this method are fixed to the outer shell 1 by fixing between the tube sheets and the protrusion 35 installed at the relevant position inside the outer shell (Figs. 3 and 4). This is achieved by using a method similar to that described above.

第6図は、冷却剤の分流構造および合流構造にJ5ける
他の実施態様である。この例においては、これら分流構
造および合流構造が、中心軸の方向に対し左右対称に設
置されている故、分流構造のみを図示しである。第6図
において、多数の冷却管15の両端が、それぞれ1個の
管板20aに連結され、この管板20aのそれぞれに1
個の半球状管板覆い20bが取り付けられている。この
例では、この2個の管板20aがそれぞれ前記隔壁11
あるいは12を兼ねていると共に、2個の管板覆い20
bがそれぞれ外殻両端のM2あるいは3を兼ねている。
FIG. 6 shows another embodiment of the coolant branching structure and merging structure in J5. In this example, since these branching structures and merging structures are installed symmetrically with respect to the direction of the central axis, only the branching structures are illustrated. In FIG. 6, both ends of a large number of cooling pipes 15 are each connected to one tube plate 20a, and one tube plate is connected to each of the tube plates 20a.
Hemispherical tube sheet covers 20b are attached. In this example, these two tube sheets 20a each correspond to the partition wall 11.
Alternatively, it also serves as 12 and two tube plate covers 20.
b also serves as M2 or M3 at both ends of the outer shell, respectively.

従って冷却剤人[118から流入した冷却剤は、管板覆
い20bと管板20aに囲まれる空間に流入した後、直
接に各冷却管15に分流され、合流構造においては、こ
の逆の順序で、冷却剤出口19から反応器外に流出する
。又この例においては、上記の如く反応器の両端部が、
蓋を兼ねた1個の管板覆いとなって−いる故、管板覆い
20bと管板20aとに囲まれる空間の内容積が大とな
り、前記した実施態様に比し、蓋の肉厚が大となってい
るが、一方弁流部と合流部の構造が著しく簡単となり、
且つ反応器外殻の円筒部における肉厚がを堅くて良い前
記利点を有する。
Therefore, the coolant flowing from the coolant pipe 118 flows into the space surrounded by the tube plate cover 20b and the tube plate 20a, and then is directly branched into each cooling pipe 15. In the merging structure, the coolant flows in the reverse order. , flows out of the reactor from the coolant outlet 19. Also, in this example, as mentioned above, both ends of the reactor are
Since there is a single tube sheet cover that also serves as a lid, the internal volume of the space surrounded by the tube sheet cover 20b and the tube sheet 20a is large, and the thickness of the lid is thinner than in the embodiment described above. Although the size is large, the structure of the one-way valve flow section and the confluence section is significantly simpler.
In addition, it has the above-mentioned advantage that the cylindrical portion of the reactor shell has a good wall thickness.

第7図は、分流構造および合流構造が、構造的に異なる
他の実施態様である。この例は、分流構造および合流構
造の何れもが、その主要部の構造において、1個の管板
と前記したものと略同様な多数の短冊状管板覆からなっ
ている。第7図Aは、第7図のA−A部の矢視方向断面
図であり、第7図Bは、管板20a、冷却管15および
管板覆い20bの接合部を示す拡大図である。即ち、各
論に1管15の両端は、それぞれ管板20aに固定され
、この管板20aには、多数の管板覆い20bが図示の
如く取り付けられている。管板覆い20bは、連結管1
6bあるいは17bによって1次分流管16aあるいは
2次合流管17Gにそれぞれ連通せしめられている。冷
却剤入口18から供給された冷却剤は、1次分流管16
aにおいて多数の連結管16bに分流し、更に多数の冷
却管15に分流せしめられる。冷却管を流出する冷却剤
は、先ず連結管17bに合流し、次に2次合流管17c
において更に合流を重ねて冷却剤出口19から反応器外
に流出する。管板20aにある小孔30は、前記の均圧
小孔である。この例は、管板20aの両側が略同圧であ
る故、この管板が比較的肉薄のもので良く、分流構造お
よび合流構造共に比較的簡単な構造を有する。又この例
においても、管板20aが前記隔壁11および12を兼
ねた構造となっている。
FIG. 7 shows another embodiment in which the branching structure and the merging structure are structurally different. In this example, both the branching structure and the merging structure consist of one tube sheet and a large number of strip-shaped tube sheet covers substantially similar to those described above in their main structure. FIG. 7A is a sectional view taken along the line A-A in FIG. 7, and FIG. 7B is an enlarged view showing the joint of the tube sheet 20a, the cooling pipe 15, and the tube sheet cover 20b. . That is, both ends of one tube 15 are respectively fixed to a tube sheet 20a, and a number of tube sheet covers 20b are attached to this tube sheet 20a as shown in the figure. The tube plate cover 20b covers the connecting pipe 1
6b or 17b communicates with the primary branch pipe 16a or the secondary merging pipe 17G, respectively. The coolant supplied from the coolant inlet 18 is transferred to the primary branch pipe 16
At point a, the water is divided into a large number of connecting pipes 16b, and further into a large number of cooling pipes 15. The coolant flowing out of the cooling pipe first joins the connecting pipe 17b, and then flows into the secondary joining pipe 17c.
The coolant is further merged at , and flows out of the reactor from the coolant outlet 19 . The small hole 30 in the tube sheet 20a is the pressure equalizing hole described above. In this example, since both sides of the tube plate 20a have substantially the same pressure, the tube plate may be relatively thin, and both the branching structure and the merging structure have relatively simple structures. Also in this example, the tube plate 20a has a structure that also serves as the partition walls 11 and 12.

この発明による反応器に、外殻上部を貫通して反応室の
上面に達づる触媒投入口25、および反応室の下部触媒
受6と外殻下部を貫通して外殻外に至る触媒排出口26
、を設置することにより触媒を充填あるいは排出するこ
とが出来る。反応室が複数の小反応室に分割されている
場合には、これら触媒の投入口および排出口が、各小反
応室毎にそれぞれ少なくとも1個づつ必要である。この
発明反応器に使用する冷却管には、直径の大なるものを
も使用することが出来るが、前記の如く発熱の大なる反
応に使用する場合にあっては、充填する触媒の単位容積
当り多くの伝熱面積を配置する為に、外径が10〜50
+++n+のちのを使用することが好ましい。又冷却管
の配置において、相隣れる冷却管の外周と外周との間め
、長手方向に垂直な方向の間隔は、6〜50胴の間に選
択づるのが良い。しかしこれら各冷fJ]管の外径ある
いは上記外周間の間隔をそれぞれ等しくする必要は無く
、反応室内に所望の温度分布を形成せしめる為に、1個
の反応器内において、外径の異なる冷却管および異なる
外周間の間隔を採用することが出来る。
The reactor according to the present invention has a catalyst inlet 25 that passes through the upper part of the outer shell and reaches the upper surface of the reaction chamber, and a catalyst outlet that passes through the lower catalyst receiver 6 of the reaction chamber and the lower part of the outer shell and reaches the outside of the outer shell. 26
, it is possible to charge or discharge the catalyst. When the reaction chamber is divided into a plurality of small reaction chambers, each small reaction chamber requires at least one inlet and one outlet for the catalyst. The cooling tube used in the reactor of this invention can have a large diameter, but when used for a reaction that generates a large amount of heat as described above, it is necessary to In order to arrange a large heat transfer area, the outer diameter is 10 to 50 mm.
It is preferable to use +++n+ later. In the arrangement of the cooling pipes, the distance between the outer peripheries of adjacent cooling pipes, and the distance in the direction perpendicular to the longitudinal direction, is preferably selected between 6 and 50 cylinders. However, it is not necessary to make the outer diameters of these cold fJ tubes or the intervals between the outer circumferences the same, and in order to form a desired temperature distribution in the reaction chamber, cooling tubes with different outer diameters may be used in one reactor. Spacing between the tubes and different circumferences can be employed.

又上記の各実施態様例において、ガスが反応室内を均一
に流れる様にする為に、反応室の上面と下部触媒受との
間に少なくとも1個の多孔板が段目されること、あるい
はガスが成る小反応室から次の小反応室に移動する際の
ガス通路におりる前記邪魔板の延長上にオリフィスの役
割をする多孔板を設置すること等は、第1図の場合と同
様に有効である。
In each of the embodiments described above, in order to ensure that the gas flows uniformly within the reaction chamber, at least one perforated plate is provided between the upper surface of the reaction chamber and the lower catalyst receiver, or the gas As in the case of Fig. 1, a perforated plate that functions as an orifice is installed on the extension of the baffle plate that goes into the gas passage when moving from one small reaction chamber to the next small reaction chamber. It is valid.

上記の各実施態様例において、ヘッダー室内J3よびヘ
ッダー室を区画しない場合におりる反応室内の分流構造
と合流構造の収容部分では、伝熱面積の不足を招する場
合が多い故、これらの部分には原料ガスあるいは反応中
のガスが流通しない様、触媒作用の無い且つガスの流通
に対して抵抗の人きな粒状物質を充填しておくことが望
ましい点(ついても前記同様である。又上記の各実施態
様において、既述の反応室内81S構造およびガス流通
方式を適用することが出来る。
In each of the above embodiments, the header chamber J3 and the housing portions of the branching structure and merging structure in the reaction chamber that occur when the header chamber is not partitioned often lead to a lack of heat transfer area. In order to prevent the flow of the raw material gas or the gas during the reaction, it is desirable to fill it with particulate material that does not have a catalytic effect and has strong resistance to the flow of gas (this is also the same as above). In each of the embodiments described above, the structure of the reaction chamber 81S and the gas flow system described above can be applied.

この発明反応器を使用するに当り、冷却管内に流通せし
めるべき流体としては、反応器の構成材料を腐食しない
ものが良く、これ以外には特別な制限が無い。しかし反
応熱の人なる反応を実施する場合には、冷却剤どして水
、沸点が100〜350℃の脂肪族飽和炭化水素類、塩
素化芳香族炭化水素類、アルキルナフタリン類、アルキ
ルベンゼン類、ジフエニールオキザイドとジフェニール
の混合物およびこれらから選択された少なくとも2種の
ものの混合物あるいは溶融塩を使用することが好ましい
。又上記の溶融塩においでも、既知の各種の組成のもの
が使用可能であるが、融点が低く使用容易なものとして
、硝酸カリウム、硝酸ナトリウムおよび亜硝酸ナトリウ
ムからなる群から選択された2種あるいは3種のものの
混合物を挙げることが出来る。この様ん溶融塩の一例を
挙げれば、硝酸カリウム53%、硝酸ナトリウム7%お
よび亜硝酸ナトリウム40%(何れも重□□□%)より
なる混合物がある。
When using the reactor of the present invention, the fluid that should be allowed to flow through the cooling pipe should preferably be one that does not corrode the constituent materials of the reactor, and there are no other special restrictions. However, when carrying out a reaction due to the heat of reaction, the coolant may be water, aliphatic saturated hydrocarbons with a boiling point of 100 to 350°C, chlorinated aromatic hydrocarbons, alkylnaphthalenes, alkylbenzenes, It is preferred to use a mixture of diphenyl oxide and diphenyl, and a mixture or molten salt of at least two selected from these. Also, for the above-mentioned molten salt, those with various known compositions can be used, but two or three types selected from the group consisting of potassium nitrate, sodium nitrate, and sodium nitrite are preferred because they have a low melting point and are easy to use. Mention may be made of mixtures of species. An example of such a molten salt is a mixture consisting of 53% potassium nitrate, 7% sodium nitrate and 40% sodium nitrite (all □□□% by weight).

上記冷却剤の使用に当っては、反応温度が350〜38
0 ’C以上の場合には溶融塩を、この温度以下の場合
には、上記に記載したもののうちの、溶融塩以外のもの
、即ち、融点が12℃以下であって常温において液状の
もの、を使用するのが最も好ましい。又溶融塩以外の上
記液体冷却剤は、加圧下の沸ff!!温度にある液体と
して冷却剤入口に供給され、反応熱を吸収した後当該圧
力の蒸気あるいは蒸気と高温液体との混相物として冷却
剤出口から流出せしめられるのが良い。蒸気と液どのi
昆相物が反応器の冷却剤出口から得られる場合には、蒸
気分と液分とが反応器外に設置された分離器において分
離され、液体弁のみが当該圧力下の沸騰温度の液として
、反応器の冷却剤人口に返送されるのが良い。蒸気分は
、上記の分離器におい−C′5′)離されたものであっ
ても、又冷却剤出口から面接に得られたものであっても
、他の工程にお(ブる加熱用熱源あるいは動力の発生用
として活用することが出来る。冷却剤とじて溶融塩を使
用する場合には、比較的低い温度の溶融塩が冷却剤入口
に供給され、反応熱を吸収した後、より高い温度の溶融
塩として冷却剤出口から反応器外に流出することとなる
。溶融塩以外の上記液体冷)11剤を使用する場合にあ
っては、これら冷却液のうち、沸点の高いものを使用す
る程冷M1管内の圧力を低くすることが出来、肉薄の冷
却管の使用が可能となり、反応器の重量が小となると共
に製作も容易となる。この場合には、温度が高いが圧力
の低い冷却液の蒸気を冷却剤出口あるいは上記の分離器
から得ることとなる。しかしこの様に、温度は高いが圧
力の低い冷却液の蒸気および高温の溶融塩は、反応熱の
有効利用の観点から見ると、何れも他の物質の加熱には
効果的であるが、動力の発生に際しては不利である。従
って、反応温度が250℃以上である為、冷却剤として
150℃以上の沸点を右する冷却液を使用し、温度が高
いが圧力の低い冷却液の蒸気あるいは蒸気と液の混相物
を得た場合おにび溶融塩を使用した場合には、反応器外
に別途設置された熱交換器において水とこの蒸気、混用
物あるいは溶融塩とを熱交換せしめ、該蒸気あるいは溶
融塩の有している熱エネルギーを高温高圧の水蒸気に変
換することが出来る。この方法で得た高温高圧の水蒸気
を過熱しあるいは過熱することなくタービンに導入すれ
ば、反応熱を効率良く動力に変換することが出来る。上
記の反応器外熱交換器を使用づる場合には、反応器外の
熱交換器において冷却液の蒸気の凝縮により生成した冷
7JI液あるいは降温後の溶融塩が、更に冷却されるこ
となくこの反応器の冷却剤入口に返送されるのが良い。
When using the above coolant, the reaction temperature should be 350-38
If the temperature is 0'C or higher, use a molten salt, and if the temperature is below this temperature, use a substance other than the molten salt listed above, i.e., a substance with a melting point of 12°C or less and which is liquid at room temperature. It is most preferable to use In addition, the above liquid coolants other than molten salt can be boiled under pressureff! ! It is preferable that the liquid is supplied to the coolant inlet as a liquid at a certain temperature and, after absorbing the heat of reaction, is allowed to flow out of the coolant outlet as vapor at the pressure or a mixed phase of vapor and high temperature liquid. Steam and liquid
When the phase substance is obtained from the coolant outlet of the reactor, the vapor and liquid components are separated in a separator installed outside the reactor, and only the liquid valve is obtained as a liquid at the boiling temperature under the pressure. , it is better to be returned to the reactor coolant population. Whether the vapor is separated in the separator mentioned above or obtained from the coolant outlet, it can be used in other processes (for heating purposes). It can be used as a heat source or for power generation.When using a molten salt as a coolant, the molten salt at a relatively low temperature is supplied to the coolant inlet, and after absorbing the reaction heat, it is heated to a higher temperature. It will flow out of the reactor from the coolant outlet as a molten salt at a high temperature.When using the above liquid cooling agent (11) other than the molten salt, use one of these coolants with a high boiling point. As a result, the pressure inside the cold M1 tube can be lowered, allowing the use of thinner cooling tubes, reducing the weight of the reactor, and making it easier to manufacture. In this case, high temperature but low pressure coolant vapor is obtained from the coolant outlet or the separator described above. However, from the viewpoint of effective use of reaction heat, coolant vapor with high temperature but low pressure and high-temperature molten salt are both effective for heating other substances, but they are This is disadvantageous when the occurrence of Therefore, since the reaction temperature is 250°C or higher, a coolant with a boiling point of 150°C or higher was used as a coolant, and a high temperature but low pressure coolant vapor or a mixed phase of vapor and liquid was obtained. In this case, when molten salt is used, heat is exchanged between water and the steam, mixture, or molten salt in a heat exchanger installed separately outside the reactor, and the vapor or molten salt is heated. Thermal energy can be converted into high-temperature, high-pressure water vapor. If the high-temperature, high-pressure steam obtained by this method is introduced into a turbine with or without overheating, the heat of reaction can be efficiently converted into power. When the above-mentioned heat exchanger outside the reactor is used, the cold 7JI liquid produced by condensation of the vapor of the cooling liquid in the heat exchanger outside the reactor or the molten salt after the temperature has been lowered is transferred to this heat exchanger without being further cooled. It may be returned to the coolant inlet of the reactor.

この発明反応器用冷却剤として、冷却剤入り口に供給さ
れる際の状態において液体である物質を使用し、且つ反
応器を傾斜さけて使用する場合には、低い位置にある冷
却剤入口から高い位置にある冷却剤出口に向りて、冷却
剤が流通せしめられるのが良い。この発明において、溶
融塩を高い圧力下に使用することは不利であり、溶融塩
以外の冷7iII液を使用する場合にあっても、冷却液
の圧力として200kg/cy#G以上の圧力の使用は
、冷却管内あるいは前記分離器における、蒸気分と液分
との分離が困難となる故避けた方が良い。
When a substance that is liquid in the state when it is supplied to the coolant inlet is used as the coolant for the reactor of this invention, and the reactor is used at an angle, it is necessary to Preferably, the coolant is directed toward a coolant outlet located at the outlet. In this invention, it is disadvantageous to use molten salt under high pressure, and even when using cold 7iII liquid other than molten salt, the pressure of the cooling liquid is 200 kg/cy#G or more. It is better to avoid this because it makes it difficult to separate the vapor and liquid components in the cooling pipe or in the separator.

この反応器を使用するに際して、原料ガスは、使用する
触媒の動作温度まで予熱した上で反応室に導入するのが
良い。この予熱の為の方法として、他の熱源により原わ
1ガスを加熱する方法も使用可能であるが、反応器を流
出する高温の生成ガスと原料ガスとを、反応器外に設置
される熱交換器において熱交換せしめる方法が望ましい
When using this reactor, the raw material gas is preferably preheated to the operating temperature of the catalyst used before being introduced into the reaction chamber. As a method for this preheating, it is also possible to use a method of heating one raw gas with another heat source, but the high temperature generated gas flowing out of the reactor and the raw material gas are heated using a heat source installed outside the reactor. A method of exchanging heat in an exchanger is desirable.

この発明反応器を製作する為の材料としてば、強度と耐
腐食性の点で充分な性能を右づる材料であれば、何れの
材料でも使用することが出来る。
As for the material for manufacturing the reactor of this invention, any material can be used as long as it has sufficient performance in terms of strength and corrosion resistance.

この様な材料とし−C1炭素鋼、低合金鋼、ステンレス
鋼等を挙げることが出来る。
Examples of such materials include -C1 carbon steel, low alloy steel, and stainless steel.

この発明反応器は、反応室に充填される触媒の1イ当り
150000Kcaf/毎時以上の発熱があるガス反応
に有用である。この様な反応には、(1)エチレンを酸
素含有ガスによって酸化し、エチレンオキザイドを製造
する反応、 (2)エチレンを酸素含有ガスによって酸化し、アセ1
〜アルデヒドを製造する反応、 (3)プロピレンを酸素含有ガスによって酸化し、アク
ロレインを製造する反応、 (4)プロピレンを酸素含有ガスによって酸化し、ノア
クリル酸を製造する反応、 (5)プロピレンを酸素含有ガスによって酸化し、アレ
1〜ンを製造する反応、 (6)プロピレンとアンモニアの混合カスを酸素含有カ
スによって酸化し、アクリロニ1ヘリルを製造する反応
、 (7)メタノール蒸気を酸素含有ガスによって酸化し、
ホルムアルデヒドを製造する反応、(8)ベンゼン蒸気
を酸素含有ガスによって酸化し、無水マレイン酸を製造
する反応、(9)ナフタリンあるいはオルソキシレンの
蒸気を酸素含有ガスによって酸化し、無水フタール酸を
製造する反応、 (10)ブテン−1、ブテン−2、n−ブタンあるいは
ブタジェン−1,3を酸素含有ガスによって酸化して、
無水マレイン酸を製造する反応 等がある。
The reactor of this invention is useful for gas reactions that generate heat of 150,000 Kcaf/hour or more per catalyst charged in the reaction chamber. Such reactions include (1) oxidation of ethylene with an oxygen-containing gas to produce ethylene oxide; (2) oxidation of ethylene with an oxygen-containing gas to produce ethylene oxide;
- Reaction to produce aldehyde, (3) Reaction to oxidize propylene with oxygen-containing gas to produce acrolein, (4) Reaction to oxidize propylene with oxygen-containing gas to produce noacrylic acid, (5) Reaction to produce noacrylic acid by oxidizing propylene with oxygen-containing gas, (5) Reaction to produce noacrylic acid by oxidizing propylene with oxygen-containing gas. (6) A reaction in which a mixture of propylene and ammonia is oxidized with an oxygen-containing gas to produce acryloni-1. (7) Methanol vapor is oxidized with an oxygen-containing gas to produce acryloni-1. oxidized by
Reaction to produce formaldehyde, (8) Reaction to produce maleic anhydride by oxidizing benzene vapor with oxygen-containing gas, (9) Oxidizing naphthalene or ortho-xylene vapor with oxygen-containing gas to produce phthalic anhydride. Reaction, (10) oxidizing butene-1, butene-2, n-butane or butadiene-1,3 with an oxygen-containing gas,
There are reactions to produce maleic anhydride, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明反応器の一例の垂直断面図、第2図
Aは、第1図反応器のA−△の位置にd51プる矢視方
向の垂直断面図、 第2図Bは、第1図反応器のB−8の位置における矢視
方向の垂直断面図、 第3図は、この発明反応器の他の一例の垂直断面図、 第4図は、第3図のC−Cの位置におtプる矢視方向の
垂直断面図、 第5図は、第3図の管板中′央部の拡大図、第6図は、
この発明反応器の他の一例の垂直断面図、 第7図は、この発明反応器の仙の一例の垂直断面図、 第7図Aは、第7図反応器のA−Aの位置におりる矢視
方向の垂直断面図、 第7図Bは、第7図の管板中央部の拡大図であって、何
れも模式的図面である。 記号 1・・・・・・・・・・・反応器外殻 2.3・・・・・・・・・反応器両端の蓋4.5・・・
・・・・・・反応室側壁 6・・・・・・・・・・・触媒受 6a・・・・・・・・・・ガス透過性触媒受6b・・・
・・・・・・・カス不透過性触媒受7・・・・・・・・
・・・触媒押え 7a ・・・・・・・・・・触媒押え網7b・・・・・
・・・・・触媒押え板 8・・・・・・・・・・・反応室 8a、8b・・・・・・・小反応室 9.10・・・・・・・・ヘラター至 11.12・・・・・・・隔壁 13.13a 、13b −−上部カス通路14.14
a、14b ・−下部ガス通路15・・・・・・・・・
・冷却管 16・・・・・・・・・・分流構造 16a ・・・・・・・・・1次分流管16b ・・・
・・・・・・連結管 16c ・・・・・・・・・2次分流管17・・・・・
・・・・・合流構造 17a ・・・・・・・・・1次合流管17b ・・・
・・・・・・連結管 17C・・・・・・・・・2次合流管 18・・・・・・・・・・冷却剤人口 19・・・・・・・・・・冷却剤出口 20a ・・・・・・・・・管板 20b ・・・・・・・・・断面形状が円形の管板覆い 21・・・・・・・・・・ガス入口 22・・・・・・・・・・ガス出1」 23・・・・・・・・・・カス出口 24.24a 、24b −−邪魔板 25.25a 、25b −−触媒投入口25C125
d ・・・・・粒状物質投入口26.26a 、26b
、−−触媒排出口26C,26d ・・・・・粒状物質
排出口27・・・・・・・・・・オリフィス多孔板28
・・・・・・・・・・多孔板 29・・・・・・・・・・空間 30・・・・・・・・・・均圧小孔 31・・・・・・・・・・マンホール 32・・・・・・・・・・特殊ボルト 33・・・・・・・・・・ガス通路用手交34・・・・
・・・・・・振動止多孔板35・・・・・・・・・・突
起 出願人 東洋エンジニアリング株式会社第2図A 第2図B 第4図 第5図 第7図A 第7図B
Fig. 1 is a vertical sectional view of an example of the reactor of the present invention, Fig. 2A is a vertical sectional view taken in the direction of arrow d51 at the position A-△ of the reactor in Fig. 1, and Fig. 2B is a vertical sectional view of an example of the reactor of the present invention. , FIG. 1 is a vertical sectional view taken in the direction of arrow B-8 of the reactor, FIG. 3 is a vertical sectional view of another example of the reactor of the present invention, and FIG. A vertical cross-sectional view in the direction of arrow t taken at position C, FIG. 5 is an enlarged view of the central part of the tube plate in FIG. 3, and FIG.
FIG. 7 is a vertical sectional view of another example of the reactor of this invention; FIG. 7A is a vertical sectional view of another example of the reactor of this invention; FIG. FIG. 7B is an enlarged view of the central portion of the tube plate in FIG. 7, and both are schematic drawings. Symbol 1・・・・・・・・・Reactor outer shell 2.3・・・・・・Lids on both ends of reactor 4.5・・・
...Reaction chamber side wall 6...Catalyst receiver 6a...Gas permeable catalyst receiver 6b...
......Cast-impermeable catalyst receiver 7...
... Catalyst holding net 7a ... Catalyst holding net 7b ...
......Catalyst holding plate 8...Reaction chambers 8a, 8b...Small reaction chamber 9.10......Herater to 11. 12... Partition walls 13.13a, 13b -- Upper waste passage 14.14
a, 14b - lower gas passage 15...
・Cooling pipe 16......Diversion structure 16a...Primary distribution pipe 16b...
...... Connecting pipe 16c ...... Secondary branch pipe 17 ...
... Merging structure 17a ... Primary joining pipe 17b ...
...... Connecting pipe 17C ...... Secondary confluence pipe 18 ...... Coolant population 19 ...... Coolant outlet 20a...Tube sheet 20b...Tube sheet cover 21 with a circular cross-sectional shape...Gas inlet 22... ...Gas output 1" 23 ...... Dregs outlet 24.24a, 24b -- Baffle plate 25.25a, 25b -- Catalyst inlet 25C125
d...Particulate matter inlet 26.26a, 26b
, --Catalyst outlet 26C, 26d... Particulate matter outlet 27... Orifice porous plate 28
・・・・・・・・・・・・Perforated plate 29・・・・・・・・・Space 30・・・・・・・・・Pressure equalization small hole 31・・・・・・・・・・・・Manhole 32...Special bolt 33...Gas passage manual 34...
... Vibration damping perforated plate 35 ... Protrusion Applicant Toyo Engineering Co., Ltd. Figure 2A Figure 2B Figure 4 Figure 5 Figure 7A Figure 7B

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) 両端部に蓋を有し水平方向に対する中心軸の傾
斜が45度以下の円筒状外殻内において、反応時の湿痕
と圧力下ではガス状である原料と粒状触媒を接触せしめ
て反応時の温度と圧力下ではガス状である生成物を得る
接触反応用反応器であって、 ■ 該外殻の内側に、該中心軸に対して垂直方向の断面
が正方形あるいは長方形であり且つ該正方形あるいは該
長方形の4個の頂点がいずれも該外殻に接する角筒状の
触媒充填用反応室が設置され、 ■ 該角筒状反応室を囲む面のうち、該中心軸に平行な
相対する2面が略垂直であってガス不透過性側壁とされ
、該角筒状反応至下面のうちの少くとも、該雨着に近い
個所を除く部分がガス透過性触媒受とされ、 ■ 該反応卒上面および該外殻の上部によって囲まれる
空間が上部ガス通路とされ、 ■ 該反応室下面および該外殻の下部によって囲まれる
空間が下部ガス通路とされ、 ■ 該反応室内には、冷却剤を流通せしめる為の中心軸
に平行な多数の冷却管が設置され、■ 該各冷却管の一
端は、該蓋のうちの1個を貫通して該外殻外から該外殻
内に至る該冷却剤の入口管に、該入口管によって供給さ
れる該冷却剤を該各冷却管中に分流せしめる為の分流構
造を経て連通せしめられ、 ■該各冷2111管の他端は、酔各冷却管中の該冷7J
I剤を合流せしめる為の合流構造を経て、他の1個の該
嘉を貫通して該外殻外に至る、合流後の該冷却剤を該外
殻外に流出せしめる為の冷却剤出口管に連通せしめられ
、 ■ 該両ガス通路のうちの一方の一部に接する該外殻部
分に該原料ガスの入口が設置され、該両カス通路の所望
の他の部分に接する該外殻部分に反応生成ガスの出口が
設置される ことを特徴とする反応器。 (2) 該中心軸に対して略垂直に設置され、該中心軸
に垂直な断面における該反応室と該下部ガス通路あるい
は該反応室と該上部ガス通路とを該中心軸方向に2分割
する1個の邪魔板により、該反応室が2個の小反応室に
分割されている特許請求の範囲第1項記載の反応器。 (3) 該中心軸に対して略垂直に設置され、該中心軸
に垂直な断面における該反応室と該下部ガス通路とを中
心軸方向に区画する邪魔板および同断面にあける該反応
室と上部ガス通路とを中心軸方向に区画する邪魔板のそ
れぞれ少くとも1個の交互設置により、該反応室が所望
の数の小室および小反応室に分割されている特許請求の
範囲項記載の反応器。 (4) 該反応室下面の該雨着に近い個所が、ガス不透
過性触媒受である特許請求の範囲第1項記載の反応器。 (5) 該反応室の上面の該雨着に近い個所に触媒押え
板が、その他の反応室上面には触媒押え網が設置される
特許請求の範囲第1項記載の反応器。 (6) 該外殻内の両端部近傍に設置される端部隔壁に
よって、該分流構造あるいは該合流構造をそれぞれ収容
し且つ該外殻内両端部に位置される各1個のヘッダー室
が、該反応室および該両ガス通路から区画されている特
許請求の範囲第1項、第2項あるいは第3項記載の反応
器。 (7) 該両端部隔壁のうち、該ヘッダー室と該両ガス
通路とを区画する部分が、該両ガス通路のうちの何れか
一方と該ヘッダー室どを連通せしめる小孔を有するガス
不透過性材料で製作されている特許請求の範囲第6項記
載の反応器 (8) 該集合構造および該分流構造が、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1項記載の反応器。 (9) 該集合構造および/または該分流構造のうち、
該各冷却@端に接合せしめられる部分の主要構造が、少
くとも1個.の管板と長手方向に垂直な断面において半
円形である曽板覆いの少くとも1個との組み合せで構成
される特許請求の範囲第1項記載の反応器。 (10》 該外殻外の上部と該反応室上部とを連通せし
める少なくとも1個の触媒供給口および該反応室下部と
該外殻外の下部とを連通せしめる少なくとも1個の触媒
排出口が設置される特許請求の範囲第1項記載の反応器
。 (11) 該反応室内の冷IJ管配置において、該中心
軸に垂直な断面における相隣れる冷却管の外周間の最短
距離が、6〜50mmの範囲内において必ずしも等しく
ない所望の値に設定される特許請求の範囲第1項記載の
反応器。 (12) 該冷却管の外径が必ずしも等しくない10〜
50n+n+の範囲内である特許請求範囲第1項記載の
反応器。 (13) 該反応室下面触媒受と該反応室上面との11
1にガス流が該下面触媒受に平行な断面に均一に分散さ
せられる為の多孔板が少くとも1個該下面触媒受と平行
に設置される特許請求の範囲第1項記載の反応器。 (14) 該ガスが或る該小反応室から次の小反応室に
移動する通路に相当する上部ガス通路および/または下
部ガス通路内において、これら両手反応室を仕切る該邪
魔板の延長面上にオリフィス多孔板が設置される特許請
求の範囲第2項あるいは第3項記載の反応器。 (15) 該合流構造および/または該分流構造として
特許請求の範囲第8項による管状構造のものを使用する
場合に、該冷却管に直接に接合づ゛る該各管状部材の相
互位置関係において、中心軸に垂直な方向の外面間相互
距離において最も近い位置にあるものが、該中心軸方向
の異なる位置に互い違いに配置されている特許請求の範
囲第8項記載の反応器。 (16) 該反応室内空間のうち、該分流構造および該
合流構造が設置されている部分には、触媒作用の無い且
つ触媒より通気性の悪い粒状物質が充填される特許請求
の範囲第1項記載の反応器。 (17) 該ヘッダー室内には、触媒作用の無い粒状物
質が充填される特許請求の範囲第6項記載の反応器。 (18) 該ヘッダー室の上部および下部に、該外殻外
と連通する該触媒作用のない粒状物質の供給口および排
出口がそれぞれ設置される特許請求の範囲第1項記載の
反応器。 (19) 両端部に蓋を有し水平方向に対する中心軸の
傾斜が45度以下の円筒状外殻内において、反応時の温
度と圧力下ではガス状である原料と粒状触媒を接触せし
めて反応時の温度と圧力下ではガス状である生成物を得
る接触反応用反応器であって、 ■ 該外殻の内側に、該中心軸に対して垂直方向の断面
が正方形あるいは長方形であり且つ該正方形あるいは該
長方形の4個の頂点がいずれも該外殻に接づる角筒状の
触媒充填用反応室が設置され、 ■ 該角筒状反応室を囲む而のうち、該中心軸に平行な
相対する2面が略垂直であってガス不透過性側壁とされ
、該角筒状反応室下面のうちの少くとも、該雨着に近い
個所を除く部分がガス透過性触媒受とされ、 ■ 該反応室上面および該外殻の上部によって囲まれる
空間が上部ガス通路どされ、 ■ 該反応室下面および該外殻の下部によって囲まれる
空間が下部ガス通路とされ、 ■ 該反応室内には、冷却剤を流通せしめる為の中心軸
に平行な多数の冷却管が設置され、■ 該各冷却管の一
端は、該蓋のうちの1個を貫通して該外殻外から該外殻
内に至る該冷却剤の入口管に、該入口管によって供給さ
れる該冷却剤を該各冷却管中に分流せしめる為の分流構
造を経て連通せしめられ、 ■該各冷却管の他端は、該各冷却管中の該冷却剤を合流
せしめる為の合流構造を経て、他の1個の該蓋を貫通し
て該外殻外に至る、合流後の該冷却剤を該外殻外に流出
せしめる為の冷却剤出口管に連通せしめられ、 ■ 該両ガス通路のうちの一方の一部に接する該外殻部
分に該原料ガスの入口が設置され、該両ガス通路の所望
の他の部分に接する該外殻部分に反応生成ガスの出口が
設置される 反応器の使用方法において、該冷却管内に供給される該
冷却剤が、溶融塩、12℃以上において液状である物質
の所望の圧力下におりる液体ある゛は該液体の蒸気と高
温の該液体との混相物であることを特徴とする該反応器
の使用法。 (20) 該溶融塩以外の該冷却剤が該分流構造に供給
される際、該圧力下における略称a温度の液体C゛ある
特許請求範囲第19項記載の使用法。 (21) 該溶融塩以外の該冷却剤が水、沸点が100
〜350℃の脂肪族飽和炭化水素類、塩素化芳香族炭化
水素類、ジフェニールオキサイドとジフェニールの混合
物、アルキルベンゼン類、アルキルナフタリン類あるい
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19項記載の使用法。 (22) 該溶融塩が、硝酸カリ、硝酸プトリウムJ5
よび亜硝酸ナトリウムよりなる群から選択された2者あ
るいは3者の混合物である特許請求の範囲第19項記載
の使用法。 (23) 特許請求の範囲第21項記載の冷却剤のうち
沸点が150℃以上のものが使用される場合および特許
請求の範囲第19項記載の該溶融塩冷却液が使用される
場合において、該冷却剤出口管から流出する前者の冷却
液の蒸気、前者の該混相物あるいは後者の溶融塩が、該
反応器外に別途設置された熱交換器において加圧下にあ
る水と熱交換させられ、水蒸気が発生ぜしめらると共に
、該熱交換により前者冷却液の該蒸気あるいは該混相物
中の該蒸気が凝縮せしめられた後の前者冷却液あるいは
降温後の溶融塩が、該冷N1剤入口管に返送再循環せし
められる特許請求の範囲第19項記載の使用法。 (24) 該冷却液の圧力が200Kg/cnrG以下
とされる特許請求の範囲第21項記載の使用法。 (25) 該中心軸に対して略垂直に設置され、該中心
軸に垂直な断面における該反応室と該下部ガス通路とを
中心軸方向に区画Jる邪魔板および同断面における該反
応室と該上部カス通路とを中心軸方向に区画する邪魔板
のそれぞれ少くとも1個の交互設置により、該反応室が
所望の数の小反応室に分割されている該反応室において
、該ガスが該小反応室を直列に流通させられる特許請求
の範囲第19項記載の使用法。 (26) 該中心軸に垂直な断面にd3ける該反応室と
該下部ガス通路とを中心軸方向に区画する該邪魔板およ
び同断面における該反応室と上部ガス通路とを中心軸方
向に区画する該邪魔板のそれぞれ1個が近接する位置に
設置される邪魔板組の少くとも1組によって、該反応室
が、近接位置にある該両邪魔板間のガス通路用小室の少
くとも1個および小反応室の少くとも2個に分割され、
該ガスは、該小反応室および該小室を交互直列に流通せ
しめられ、且つ何れの該小反応室においても上から下へ
、もしくは下から上への同一方向に流通せしめられる特
許請求の範囲第19項記載の使用法。 (27〉 該原料ガスが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19項
記載の使用法。 (28) 該反応が圧ツノ50kQ/cnfG以下の圧
力においてエチレンと酸素あるいは酸素と窒素の混合ガ
スとから酸化エチレンを合成する反応である特許請求の
範囲第19項記載の使用法。 (29) 該反応室あるいは該ガスの通過順序において
最後となる該小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、該反応器外
に設置される熱交換器において熱交換せしめ、該予熱が
行なわれる特許請求の範囲第27項記載の使用法。
[Scope of Claims] (1) In a cylindrical shell with lids at both ends and a central axis inclined at an angle of 45 degrees or less with respect to the horizontal direction, wet traces during reaction and raw materials that are gaseous under pressure. A reactor for a catalytic reaction which produces a product which is gaseous under the temperature and pressure during the reaction by contacting a granular catalyst, the reactor comprising: (1) a cross-section perpendicular to the central axis on the inside of the outer shell; A prismatic cylindrical reaction chamber for catalyst filling is installed, which is square or rectangular, and all four vertices of the square or rectangle are in contact with the outer shell; The two opposing faces parallel to the central axis are substantially perpendicular and serve as gas-impermeable side walls, and at least a portion of the prismatic cylindrical reaction bottom surface excluding a portion close to the raincoat is gas-permeable. (1) The space surrounded by the upper surface of the reaction chamber and the upper part of the outer shell is an upper gas passage; (2) The space surrounded by the lower surface of the reaction chamber and the lower part of the outer shell is a lower gas passage; A large number of cooling pipes parallel to the central axis are installed in the reaction chamber to allow the coolant to flow, and one end of each cooling pipe passes through one of the lids to the outside of the outer shell. (1) communicate with the coolant inlet pipe extending from the inlet pipe into the outer shell via a dividing structure for dividing the coolant supplied by the inlet pipe into each of the cooling pipes; The other end is the cold 7J in each cooling pipe.
A coolant outlet pipe that passes through a confluence structure for merging the I agent, passes through another one of the reagents, and reaches the outside of the outer shell, and allows the coolant after the merge to flow out of the outer shell. (1) An inlet for the raw material gas is installed in the outer shell part that contacts a part of one of the gas passages, and an inlet for the raw material gas is installed in the outer shell part that contacts a desired other part of both the waste passages. A reactor characterized in that an outlet for reaction product gas is installed. (2) installed substantially perpendicular to the central axis, dividing the reaction chamber and the lower gas passageway or the reaction chamber and the upper gas passageway into two in the direction of the central axis in a cross section perpendicular to the central axis; The reactor according to claim 1, wherein the reaction chamber is divided into two small reaction chambers by one baffle plate. (3) A baffle plate installed substantially perpendicular to the central axis and partitioning the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the central axis in a cross section perpendicular to the central axis, and a reaction chamber formed in the same cross section. The reaction according to the claims, wherein the reaction chamber is divided into a desired number of small chambers and small reaction chambers by alternately installing at least one baffle plate that partitions the upper gas passage in the direction of the central axis. vessel. (4) The reactor according to claim 1, wherein a portion of the lower surface of the reaction chamber near the raincoat is a gas-impermeable catalyst receiver. (5) The reactor according to claim 1, wherein a catalyst holding plate is installed on the upper surface of the reaction chamber near the rain jacket, and a catalyst holding net is installed on the other upper surface of the reaction chamber. (6) One header chamber each accommodating the branching structure or the merging structure and located at both ends in the outer shell by end partition walls installed near both ends in the outer shell, The reactor according to claim 1, 2, or 3, which is partitioned from the reaction chamber and both gas passages. (7) A portion of the both end partition walls that partitions the header chamber and both gas passages is gas-impermeable and has a small hole that allows communication between one of the gas passages and the header chamber. 6. The reactor (8) according to claim 6, which is made of a flexible material. The reactor (8) according to claim 6, wherein the collective structure and the branch structure are constituted by tubular members having a circular and/or angular cross-sectional shape. A reactor according to scope 1. (9) Of the collective structure and/or the branch structure,
The main structure of the part to be joined to each cooling@end is at least one. 2. The reactor according to claim 1, comprising a tube sheet and at least one plate cover having a semicircular shape in a cross section perpendicular to the longitudinal direction. (10) At least one catalyst supply port that communicates between the upper part of the outside of the outer shell and the upper part of the reaction chamber, and at least one catalyst outlet that allows the lower part of the reaction chamber to communicate with the lower part of the outside of the outer shell. (11) In the arrangement of cold IJ pipes in the reaction chamber, the shortest distance between outer circumferences of adjacent cooling pipes in a cross section perpendicular to the central axis is 6 to 6. The reactor according to claim 1, wherein the reactor is set to a desired value that is not necessarily equal within a range of 50 mm. (12) The outer diameter of the cooling pipe is not necessarily equal.
50n+n+. (13) 11 between the lower surface catalyst receiver of the reaction chamber and the upper surface of the reaction chamber.
2. The reactor according to claim 1, wherein at least one perforated plate is installed parallel to the lower catalyst receiver so that the gas flow is uniformly distributed in a cross section parallel to the lower catalyst receiver. (14) In the upper gas passage and/or lower gas passage corresponding to the passage through which the gas moves from one small reaction chamber to the next small reaction chamber, on the extended surface of the baffle plate that partitions these two-handed reaction chambers. The reactor according to claim 2 or 3, wherein an orifice perforated plate is installed in the reactor. (15) When a tubular structure according to claim 8 is used as the merging structure and/or the dividing structure, in the mutual positional relationship of the tubular members directly connected to the cooling pipe. 9. The reactor according to claim 8, wherein the reactors are arranged alternately at different positions in the direction of the central axis, with the ones closest to each other in the distance between the outer surfaces in the direction perpendicular to the central axis. (16) Particulate matter having no catalytic action and having poor air permeability than the catalyst is filled in a portion of the reaction chamber space where the branching structure and the merging structure are installed. Reactor as described. (17) The reactor according to claim 6, wherein the header chamber is filled with particulate material having no catalytic action. (18) The reactor according to claim 1, wherein a supply port and a discharge port for the non-catalytic particulate material communicating with the outside of the shell are installed in the upper and lower portions of the header chamber, respectively. (19) In a cylindrical shell with lids at both ends and a central axis inclined at 45 degrees or less with respect to the horizontal direction, the raw material, which is gaseous at the temperature and pressure during the reaction, is brought into contact with the granular catalyst. A reactor for a catalytic reaction that produces a product that is gaseous at a temperature and pressure of A rectangular cylindrical reaction chamber for catalyst filling is installed in which the four vertices of the square or rectangle are all in contact with the outer shell; The two opposing faces are substantially perpendicular and serve as gas-impermeable side walls, and at least a portion of the lower surface of the prismatic cylindrical reaction chamber, excluding a portion close to the rain jacket, serves as a gas-permeable catalyst receiver; The space surrounded by the upper surface of the reaction chamber and the upper part of the outer shell is an upper gas passage; (1) the space surrounded by the lower surface of the reaction chamber and the lower part of the outer shell is a lower gas passage; (2) Inside the reaction chamber, A number of cooling pipes are installed parallel to the central axis for circulating the coolant, and one end of each cooling pipe passes through one of the lids from outside the shell into the shell. (1) The other end of each cooling pipe is connected to the coolant inlet pipe through a dividing structure for dividing the coolant supplied by the inlet pipe into each of the cooling pipes; Through a merging structure for merging the coolant in the cooling pipe, passing through another lid to reach the outside of the outer shell, and allowing the coolant after merging to flow out of the outer shell. (1) An inlet for the raw material gas is installed in the outer shell part that contacts a part of one of the two gas passages, and is in contact with another desired part of the two gas passages. In a method of using a reactor in which an outlet for reaction product gas is installed in the outer shell portion, the coolant supplied into the cooling pipe is a molten salt, a substance that is liquid at 12° C. or higher, under a desired pressure. A method of using the reactor, characterized in that the flowing liquid is a mixed phase of vapor of the liquid and the liquid at a high temperature. (20) The method according to claim 19, wherein when the coolant other than the molten salt is supplied to the branching structure, the liquid C at a temperature abbreviated to "a" under the pressure is used. (21) The coolant other than the molten salt is water, and the boiling point is 100
~350°C aliphatic saturated hydrocarbons, chlorinated aromatic hydrocarbons, a mixture of diphenyl oxide and diphenyl, alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, or a mixture of at least two compounds selected from these. Scope of Use as described in Item 19. (22) The molten salt is potassium nitrate, puttrium nitrate J5
20. The method according to claim 19, which is a mixture of two or three selected from the group consisting of: and sodium nitrite. (23) When a coolant having a boiling point of 150° C. or higher is used among the coolants set forth in claim 21, and when the molten salt coolant set forth in claim 19 is used, The vapor of the former coolant flowing out from the coolant outlet pipe, the mixed phase product of the former, or the molten salt of the latter are heat exchanged with water under pressure in a heat exchanger separately installed outside the reactor. , water vapor is generated, and the vapor of the former cooling liquid or the vapor in the mixed phase substance is condensed by the heat exchange, and the former cooling liquid or the molten salt after the temperature is lowered is transferred to the cold N1 agent inlet. 20. The method of claim 19, wherein the method is recycled back into the pipe. (24) The method according to claim 21, wherein the pressure of the cooling liquid is 200 Kg/cnrG or less. (25) A baffle plate that is installed substantially perpendicular to the central axis and partitions the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the central axis in a cross section perpendicular to the central axis, and the reaction chamber and the lower gas passage in the same cross section. In the reaction chamber, the reaction chamber is divided into a desired number of small reaction chambers by alternately installing at least one baffle plate that partitions the upper waste passage in the direction of the central axis. 20. The method according to claim 19, wherein the small reaction chambers are made to flow in series. (26) The baffle plate partitions the reaction chamber and the lower gas passage in the direction of the center axis in a cross section perpendicular to the center axis, and the baffle plate partitions the reaction chamber and the upper gas passage in the same cross section in the direction of the center axis. At least one set of baffle plates installed in adjacent positions allows the reaction chamber to be connected to at least one of the small gas passage chambers between the two baffle plates located in close proximity to each other. and divided into at least two small reaction chambers,
The gas is made to flow through the small reaction chambers and the small chambers in alternating series, and in each of the small reaction chambers, it is made to flow in the same direction from top to bottom or from bottom to top. Usage as described in Section 19. (27) The method according to claim 19, wherein the raw material gas is preheated to a desired temperature before flowing into the reaction chamber. (28) The reaction is performed at a pressure of 50 kQ/cnfG or less. The use according to claim 19, which is a reaction for synthesizing ethylene oxide from ethylene and oxygen or a mixed gas of oxygen and nitrogen. Claim 27, wherein the preheating is performed by exchanging heat between the high temperature reaction product gas flowing out of the reaction chamber and the raw material gas that has not reached the preheating temperature in a heat exchanger installed outside the reactor. Usage as described in section.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998004342A1 (en) * 1996-07-25 1998-02-05 Syntroleum Corporation Fixed-bed, catalytic reactor and method for manufacturing same
US6172124B1 (en) 1996-07-09 2001-01-09 Sybtroleum Corporation Process for converting gas to liquids
CN104368280A (en) * 2013-08-16 2015-02-25 中国石油化工股份有限公司 Method for assembling tubular reactor

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