KR100679751B1 - 촉매 기체상 반응을 실행하기 위한 관형 반응기와 상기반응기의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촉매 기체상 반응을 실행하기 위한 관형 반응기에 관한 것으로, 이는 반응 가스 혼합물이 통과하고, 촉매로 채워지며, 두 개의 튜브 시트(4,148) 사이에서 연장되는 촉매관 다발(8)을 포함하며, 상기 촉매관 다발 둘레에는 반응기 재킷(6)의 내에 포함된 열 전달 매체가 흐른다. 상기 반응기는 또한 처리 가스를 촉매관으로 공급하고 반응한 처리 가스를 촉매관에서 배출하기 위한 두 개의 튜브 시트를 덮는 가스 도입 및 배출 후드(2;60)를 포함한다. 이 반응기는 처리 가스 혼합물과 접촉하는 모든 부품들을 포함하여 작동 중 고려되어야 하는 폭연 압력과 폭발 압력을 견딜수 있는 적절한 강도를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 촉매관으로 들어가기 전의 처리 가스에 주어지는 부피는 구조적 및 유동기술적 관점에서 가능한 한 작게 유지된다. 본 발명의 반응기는 더 많은 양의 폭발 임계 성분가 위험 없이 경제적으로 처리되는 처리 가스에 첨가되도록 하고, 반응기의 시동 단계 중 유동 가스 화합물의 폭발 임계 영역이 통과되도록 한다.

Description

촉매 기체상 반응을 실행하기 위한 관형 반응기와 상기 반응기의 작동 방법{TUBULAR REACTOR FOR CARRYING OUT CATALYTIC GAS-PHASE REACTIONS AND METHOD FOR OPERATING SAID REACTOR}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 관형 반응기와 상기 관형 반응기의 작동 방법에 관한 것이다.

이러한 종류의 관형 반응기는 예컨대 DE 100 21 986.1에 알려져 있다. 그러나, 이러한 특별한 경우에는 폭연 위험을 감소시키기 위해 반응기 안에 공급된 반응을 위한 처리 가스의 폭연 임계 성분이, 부분적으로 반응기 관들 바로 앞이나 반응기 관들 안에 추가된다. 또한, 이러한 성분에 이제까지 주어진 볼륨은 일반적이고 대략 둥근 지붕 모양의 가스 도입 후드의 내장품에 의해 작게 유지된다. 이러한 조치는 다음과 같은 인식에서 기인한다.

1) 반응 설비의 크기와 관련하여 가능한 한 큰 생산 성과를 달성하기 위해서는 폭연 임계 성분들(예: 산소와 탄소)을 가지고 처리 가스의 공급을 가능한 한 크게 만드는 것이 바람직하다.

2) 폭연 위험은, 가스 공급 외에도 양 성분들이 함께 체류하는 시간이 지나 감에 따라 증가한다.

이제까지는, 폭연이 발생할 때 생기는 커다란 손상에 대하여 반응 설비 안에 파열판(bursting disk)을 설치하여 보호하고자 했다. 그러나, 공급량과 생산량을 계속 증가시키고자 한다면, 증가된 폭연 위험으로 인해 파열판을 사용하는 것은 충분하지 않다. 폭연 발생시 고가의 파열판을 사용하는 것은 비교적 오랜 기간의 수선작업과 사용 정지 기간을 요구한다. 파열판이 파열되면, 외부로 도달하는 압력 웨이브(pressure wave)와 연결되며, 이 압력 웨이브는 폭음으로서 아주 멀리까지 퍼진다. 이로 인해 견디기가 몇 배로 힘들다. 또한, 유해 가스가 배출될 수 있다. 또한, 폭연 후 파열판을 대체한 후 매번 반응기를 다시 시동시키는 것은 어렵고 시간을 요한다. 특히, 시동시 작동 상태에서 높은 공급량을 달성하기 위해서는 반응기에 현재 공급된 가스 화합물이 폭연 영역을 통과하는 것을 피하도록 해야한다.

폭연 범위는 두 개나 세 개의 구성요소 도식으로 나타낼 수 있으며(Henrikus Steen의 '폭연 보호에 대한 안내서(Handbuch des Explosionsschutzes)', WILEY-VCH 출판사, 1판(2000), 332 쪽 참조), 세 번째 성분은 희석을 위해 첨가된 비활성 기체(예: 질소)이다. 폭연 위험은 이외에도 압력, 온도, 기하학에 좌우되는 상기 도식의 창문 모양을 한 영역의 내부에만 존재한다는 것이 밝혀졌다.

DE 198 06 810 A1에 의하면, 위험한 부작용과 점화 및 폭발을 방지하기 위해, 가스 도입측 튜브 시트의 온도는 상기 가스 도입측 튜브 시트의 위에 도포된 단열층에 의해 감소될 수 있다.

EP 1 180 508 A1에 의하면, 반응기의 시동시 처리 가스 혼합물의 지속적인 측정과 변화를 통해 폭연 범위의 주위를 돌며, 먼저 비활성 기체가 첨가된다. 상기 비활성 기체는 반응이 생긴 후에 점점더 이미 반응한 처리 가스로 대체된다.

이러한 기초 하에서 본 발명의 목적은 무엇보다도 위험이 없고 경제적인 방식으로 가공을 위해 도달한 처리 가스의 공급을 계속 증가시킬 수 있도록 하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 의하여 청구항 1의 특징들에 의해 달성되며, 종속항들의 특징들도 이에 기여한다.

본 발명의 두 번째 목적은, 본 발명에 따른 관형 반응기의 특별한 특징들을 이용하여 경제적으로 작동시키는 것이다. 이러한 목적은 각 방법 청구항 39 및 40 항에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 반응기는, 한편으로는 가공을 위해 도달한 처리 가스의 폭연 임계 공급으로 안전하게 가동될 수 있으며, 다른 한편으로는 시동시 점화력이 있는 영역을 통과할 수 있다. 이로써 시동 단계는 현저히 쉬워지고 가속화된다.

이하, 폭연(爆燃)(deflagration)과 폭발(detonation)을 구별하도록 한다. 하지만 상기 언급한 문서 EP 1 180 508 A1에서는 구별되지 않고 있다. 한 자리에서 발생하며 아음속 속도(subsonic velocity)로 전해지는 압력 웨이브를 야기하는 폭연과는 달리, 폭발은 매우 갑작스럽고 보다 강한 과정이다. 폭발은 주로 보다 특수한 가스 혼합물 외에도 구조에 좌우되는 일정한 시동 거리에 걸쳐 발생할 수 있는 폭발을 전제로 한다.

이하, 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 관형 반응기의 가스 도입 후드(gas entry hood)를 포함하는 가스 도입측 튜브 시트의 반쪽 종단면도,

도 2는 도 1의 II-II 선의 높이에서, 도 1에 도시된 튜브 시트의 가장자리 영역의 횡단면도,

도 3과 도 4는 도 1과 도 2와 유사한 도면으로서, 처리 가스의 공급을 위하여 종래의 가스 도입 후드 안에 내장품을 가진 실시예의 상세도,

도 5는 도 1과 유사한 가스 도입측 튜브 시트와, 도 3과 유사한 접시(shell) 모양의 종래의 가스 도입 후드와 그 안에 마련된 내장품의 반쪽 종단면도,

도 6a) 내지 도 6f)는 도 5에서 알 수 있는 바와 같은 반투과성 패킹의 실시예들의 확대도,

도 7은 도 5와 유사한 다른 실시예의 종단면도,

도 8은 무엇보다도 가스 도입측의 튜브 시트를 위한 본 발명에 따른 관형 반응기의 내부에 배치되는 지주의 단면도,

도 9는 냉각제 및/또는 가열제가 제공된 도 5와 유사한 가스 도입 후드의 종단면도,

도 10은 반응기에 공급된 처리 가스와 관련하여 상기 장치들을 가지는 도 7과 유사한 도면,

도 11은 도 1에 따른 가스 도입 후드와 연결되는 대안적인 처리 가스 공급부의 단면도이다.

도 1은 폭연(爆燃)과 폭발 임계 영역에서 촉매 기체상 반응의 실행을 위한 본 발명의 관형 반응기의 가스 도입 단부를 도시하고 있다. 구체적으로 도 1에서는 특수하게 형성된 가스 도입 후드(2)와, 상기 가스 도입 후드의 아래에 놓여 있는 튜브 시트(4)와, 상기 튜브 시트에 연결된 반응기 재킷(6, reactor jacket)과, 링 모양의 촉매관 다발(8, 도 1에서 파선으로만 암시되어 있음)과, 가스 도입 후드(2)에 이르는 가스 도입 파이프 커넥션(10)을 볼 수 있다. 보통, 적합한 촉매충전(catalytic filling)을 포함하는 촉매관 다발(8)은 반응기 재킷(6)의 내부에서(어떤 방법으로든 작동시에) 유동적인 열 전달 매체가 둘레를 흐르고, 상기 반응기 재킷 위로는 촉매관을 따라서 적합한 온도 프로파일(temperature profile)이 유지되고 잉여의 반응열은 배출된다.

계속해서 도 1에서 알 수 있듯이, 튜브 시트(4)에 가스 도입 후드를 설치하고 패킹하기 위해 사용되는 견고한 가장자리 플랜지(12)를 제외하고는, 가스 도입 후드(2)는 비교적 평평하고 대략 트럼펫 마우스피스 모양으로 형성된다. 따라서, 가스 도입 후드와 튜브 시트(4) 사이에는 평평한 가스 분배 영역(14)이 생기며, 이 가스 분배 영역은 끊임 없이(즉, 중단 없이, 킥 사이트(kink site)나 이와 유사한 것이 없이) 가스 도입 파이프 커넥션(10)에 연결된다. 튜브 시트(4)에 가스 도입 후드(2)를 설치하는 것은, 둘레에 배치된 나사못들(도면에는 암시만 되어 있음)에 의해 이루어진다.

가스 분배 영역(14)에서 촉매관에 공급된 처리 가스가 가능한 한 같은 모양으로(즉, 특히 소용돌이 없이, 체류 없이) 촉매관들로 흘러가도록 상기 가스 분배 영역(14)의 크기가 정해진다. 이때, 가스 분배 영역의 할당은 대략 처리 가스에서 방사상 흐름 요소들이나 정적인 압력이 방사상 방향으로 불변하도록 이루어진다. 혼합 형태들도 가능하다. 즉, 다른 쪽의 가스 도입 후드(2)의 트럼펫 마우스피스 모양도 대략 원추형의 링 요소들(도시되지 않음)과 가까워질 수 있다. 가스 분배 영역(14)으로 들어갈 때 가스 흐름이 변하지 않도록 하기 위해, 가스 도입 파이프 커넥션(10)의 아래와 튜브 시트(4) 위에는 가시 모양의 유동 드로우바(16, drawbar)가 배치된다. 상기 유동 드로우바는 튜브 시트(4)의 중간에 가스가 정면으로 부딪치는 것을 방지하기 위해 디스플레이서(displacer)를 형성한다. 본 실시예에서 가스 분배 영역(14)의 최저 높이는 실링 링(18)에 의해 한정되는 높이로 정해지며, 상기 실링 링에 의해 상기 가스 분배 영역(14)은 외부로부터 밀폐된다. 가스 분배 영역의 최저 높이는 반응기의 설계 과정에서 정해지며, 반응기 둘레의 어느 위치에서도 예를 들면 후드(2) 및/또는 튜브 시트(4)의 평평하지 않은 곳으로 인해 영(zero)이 되지 않아야 한다. 필요하다면 후드 및/또는 튜브 시트는 동일한 자리에서 표면 마무리(facing)가 되어야 한다.

가장 바깥쪽 촉매관들(예컨대, 20)의 방사상 외부 간격, 즉 (가장 바깥쪽 촉매관들로의 가스 도입을 방해하지 않기 위한) 가스 분배 영역(14) 내부의 데드 볼륨(22, dead volume)을 구조적으로 피할 수 없고, 이러한 데드 볼륨은 처리 가스의 불필요한 체류를 야기할 수 있기 때문에, 이 장소에는 처리 가스를 데드 볼륨(22)에서 밀어내거나 또는 적어도 폭연 비임계 합성물로 희석하기 위한 조치들이 취해진다. 즉, 우려되는 폭연반응과 관련하여 비활성 가스의 주입(inject)이 이루어진다. 예를 들면 N₂ 와 같은 비활성 가스, 작동에 맞게 실행된 반응의 진행시 생기는 부수물질(예를 들면 CO₂), 때로는 간단하게 공기 또는 이러한 가스들의 화합물일 수 있다.

도 1에 의하면, 이러한 가스(이하, 플러싱 가스(flushing gas)라 함)는 튜브 시트(4)의 둘레에 있는 링 도관(24)을 통과하고, 튜브 시트(4)의 둘레를 따라 규칙적인 간격으로 내부로 분기된 채널(26) 및 이 채널(26)에서 위로 분기된 노즐 구멍들(28)을 통해 주입된다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 노즐 구멍들(28)은 튜브 시트(4)의 원주방향으로 기울어져 있다. 튜브 시트에서 나오는 가스로 방사상 흐름 요소를 형성하여 전체 데드 볼륨(22)을 흐르게 하기 위해서이다.

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 관형 반응기의 가스 도입 단부의 다른 실시예를 도시한 것이다. 접시 모양의 통상적인 가스 도입 후드(가장자리(40)만 도시되어 있음)의 내부에, 가스 분배 영역(14)을 한정하는 내장품(42)을 볼 수 있다. 도 1과 도 2와 동일한 부분들은 동일한 참조부호를 사용하였다.

본 실시예에서는, 이전의 실시예와 달리 데드 볼륨(22)으로 유입될 플러싱 가스를 위한 링 도관(44)이 가스 도입 후드의 가장자리(40)를 둘러싼다. 따라서, 통과 채널(46)은 이전 실시예의 채널(26)과 비교하여 방사상으로 가장자리(40)를 관통하여 지나간다. 채널(46)은 가스가 데드 볼륨(22)을 가능한 한 완전하게 흐르도록 가장자리(40) 내부로 향하고 가스의 배출을 위해 접선방향으로 향하는 노즐(50)을 가진 어댑터(48)에 이어진다.

도 5에서는 도 3과 유사한 접시 모양의 가스 도입 후드의 내부에 내장품(42)이 제공된다. 도시된 바와 같이, 내장품(42)은 스터드(64, stud)와 가스 도입 파이프 커넥션(10)을 통하여 가스 도입 후드(60)(더 정확하게는 가스 도입 후드의 쉘(62))에 매달려 설치된다. 필요하다면 가스 분배 영역(14)에서 발생하는 폭연과 폭발 힘이 쉘(62)로 도입되는 방식으로 고정된다. 이러한 힘들을 가능한 한 잘 수용하기 위해, 쉘(62)은 돔 형상(dome-shaped)을 가진다.

본 실시예에서, 내장품(42)은 약간 원추형의 와셔(66, washer)와 내부와 아래가 둥글게 된 프로파일 링(68, profile ring)으로 구성되며, 내장품의 가장자리(70)는 반투과성 패킹(72)에 의해 튜브 시트(4) 상에 지지된다. 반면, 가스 도입 후드(60)는 내장품(42)의 외부에서 데드 볼륨(22)을 위한 플러싱 가스로 채워진다. 플러싱 가스는, 도관(74)을 통해 가스 도입 후드(60)로 공급되는 정도로, 후드(60)로부터 반투과성 패킹(72)을 통해 균일하게 데드 볼륨(22)으로 들어간다.

DE 44 07 728 CI에 기재된 바와 유사하게, 본 실시예에서 가스 도입 후드(60), 더 상세하게는 상기 가스 도입 후드의 견고한 가장자리(40)는 튜브 시트(4)에 대하여 용접 립 실(76, lip-seal)에 의해 밀폐된다. 그러나, 상기한 실시예들에서 사용된 실링 링(18)과 같은 것이 사용될 수도 있다. 플러싱 가스는, 컨파이닝 플루이드(confining fluid)로서 작용하도록, 외부공기에 대하여, 물론 가스 분배 영역(14)에 대해서도 과중 압력을 받는다.

도 6a) 내지 6f)는 도 5의 반투과성 패킹(72)으로 고려될 수 있는 여러 가지 실시예들을 도시하고 있다. 도 6a)에 따르면, 반투과성 패킹(72)은 구멍이 있는 약간 압축 가능한 물질, 예컨대 내장품(42)의 링 모양 돌출부(82)에 의해 튜브 시트(4)의 환상 구르브(84)로 압착되는 흑연조직으로 이루어진 원형 횡단면의 링이거나 또는 타원형 횡단면의 링(80)으로 구성된다. 도 6b)에 따르면, 패킹(72)은 C형태로 홈이 형성되며 바람직하게는 금속의 고리(86)로 구성된다. 상기 고리는 그 외부면에서 튜브 시트(4)를 향해 규칙적으로 분배된 다수의 방사상 또는 약간 접선 방향의 홈(88)을 갖는다. 도 6c)에 따르면, 반투과성 패킹은 도 6a)의 돌출부(82)와 유사한 돌출부(94)에 형성된 방사상 또는 약간 접선방향의 구멍들(92)과, 실링 링(18)과 유사한 견고하고 탄력있는 실링 링(90)으로 구성된다. 도 6d)에 따르면, 패킹(72)은 금속이나 그 외의 하드 탄성(hard-elastic) 물질로 이루어진 기본적으로 원형 횡단면을 가진 링(98)으로 형성되며 방사상 또는 약간 접선 방향의 홈(96)이 제공된다. 상기 링은 돌출부(82)와 유사한 돌출부(102)의 내부 환상 구르브(100)에 놓인다. 도 6e)와 도 6f)에 따르면, 굽혀진 횡단면의 금속판(sheet metal) 프로파일 링들(104 또는 106)이 패킹(72)으로 사용되며, 도 6e)에 도시된 바와 같이 튜브 시트(4)를 향해 홈(88)과 유사한 홈(108)을 가질 수 있다. 플러싱 가스를 위해 어느 정도 큰 평균 횡단면을 가능하게 하기 위해, 상기 프로파일 링들은 한쪽으로 작용하는 과중 압력에 대하여 구부러질 수 있다.

도 7은 도 5와 유사한 구성을 도시하고 있으나, 플러싱 가스는 튜브 시트(4)를 관통하여, 용접 립 실(76)과 유사한 용접 립 실(122)과 새지 않게 연결된 두 개의 금속판 링들(124, 126) 사이의 링 형 공간(120)으로 방사상으로 내장품(42)의 외부에서 유입된다. 내장품(42)의 가장자리에 새지 않게 연결되는 기본적으로 원통형인 금속판 링(126)은, 도 5의 반투과성 패킹(72)과 유사하게 가스 분배 영역(14)으로 반투과성 패킹을 형성하도록, 튜브 시트(4)의 환상 구르브(128) 내에 느슨하게 삽입된다. 본 실시예에서, 도 5의 스터드들(64)은 작은 구멍이 있는 원통형 금속판(130)으로 대체되었다.

도 8은 가스 도입 영역에서 폭연이나 폭발이 생길 경우, 가스 도입측 튜브 시트(4)가 어떻게 반응기의 가스 배출 단부을 향해 받쳐질 수 있는가를 보여준다. 도시된 예에서, 지주(140)는 다수의 날이 있는(multi-winged) 금속부품으로 이루어지고, 기본적으로 십자형으로 배치된 두 개의 금속판(141)으로 만들어지며, 상기 금속판들은 바람직하게는 느슨하게 튜브 시트(4)의 아랫면의 구르브(142)와 맞물리고 촉매관 다발(8)의 적절한 방사상 라인에 위치된다. 추가적으로, 도시된 바와 같이, 튜브 시트(4)의 중앙은 구멍 근처에 있는 튜브가 없는 중간영역(144)의 내부에서 비스듬한 버팀대들이나 금속판 원뿔(146)에 의해 금속판들(141)에 지지된다. 이렇게 함으로써, 상황에 따라 하나의 금속판(141)만으로도 가능하다. 따라서, 특히 튜브가 없는 두 개의 통로들로 절약될 수 있다. 원통형, 각기둥형, 또는 피라미드형 금속부품들로 금속판 원뿔(146)을 대체할 수 있다.

도시된 바와 같이, 반드시는 아니지만 지주(140)는 가스 배출측 튜브 시트(148, gas output-side tube sheet)까지, 또는 분리 디스크까지 연장될 수 있다. 그러나 어떤 경우든 상기 지주는 반응기 재킷(6)에 지지력을 제공할 수 있어야 한다. 여러 가지 열팽창의 조정을 위해, 금속판들은 특히 가스 도입측 튜브 시트(4)의 근처에 금속판들(141)과, 종방향 응력 완화 슬롯(150)과, 반응기 재킷(6)과의 연결부에서 리세스(152)를 갖는다. 또한, 유동기술적인 관점으로나 중량 절약 때문에 목적에 맞는다면 어디서나 상기 금속판들은 작은 구멍이 있을 수 있으며 비계 구조에 의해 대체될 수 있다. 특히, 가스 배출측 튜브 시트(148)에 지주(140)가 배치되는 것의 장점은 구멍을 관통하여 가스 배출실에 전달되거나 또는 그 곳에서 재점화(reignition)에 의해 생길 수 있는 폭연압력에 대하여 상기 튜브 시트도 지지될 수 있다는 점이다.

DE 198 06 810 A1에 의하면, 가스 도입측 튜브 시트(4)는 가스 분배 영역(14)을 "차갑게" 유지시켜 폭연이나 폭발의 경향을 낯추기 위해 단열 처리될 수 있다(도시되지 않음).

도 9에는, 도 5 또는 도 7과 유사한 구성에서 상기와 같은 목적을 위해 가스 도입 후드(2)의 안과 상기 가스 도입 후드의 다양한 장소에 냉각제 채널들(160)이 구비된 형태가 도시되어 있다. 상기 냉각제 채널들은 또한 특히 반응기를 가동하기 시작할 때 가열제 채널로 쓰이며, 열응력을 없애는데 기여할 수도 있다.

도 10은 처리 가스의 준비를 위한 수단들을 가지는 도 7에 따른 반응기의 가스 도입 단부(170)을 도시하고 있다. 본 실시예에서, 적당한 온도와 압력하에서 기본 처리 가스 성분(소위 주류(main flow)인 공기를 예로 들 수 있다)이 흐르는 주 파이프(172)의 임의의 장소(174)에서 두 번째 처리 가스 성분(예를 들면 탄화수소 가스)이 아직 폭연 능력의 화합물을 발생시킬 수 없는 량으로 공급된다. 그리고, 소정 량의 두 번째 처리 가스 성분 또는 그 외의 처리 가스 성분이 역류 방지 밸브 배열(180, check(non-return) valve arrangement)에 이어서 176과 178 지점에서 첨가될 수 있다. 최후의 공급부(178, feed-in point) 뒤에서, 처리 가스들은 폭발가능한 상태가 된다.

그 후, 수송된 전체 처리 가스 성분들은 잇달아 있는 다수의 믹서들(182, 184, 186)을 통하여 조심스럽게(즉, 예컨대 교란 운동을 피하면서) 다수의 위치에서 혼합된다. 이때, 도관 배치시 불연속을 피하도록 주의한다. 또한, 높은 폭연 압력이 생기는 것을 방지하기 위해, 역류 방지 밸브 배열(180)과 가스 도입 후드(2) 사이의 도관(188)을 가능한 한 짧게 유지한다. 이러한 점은 특히 폭발의 시작이 염려될 때 적용된다. 역류 방지 밸브 배열(180)은, 도관(188) 또는 이에 이어서 압력 웨이브(pressure wave)가 생기는 경우, 이러한 압력 웨이브가 파이프(172) 내로 전달되어 공급 장치들에서 손상시키는 것을 방지한다. 역류 방지 밸브 배열(180)은 챔버(190) 내에 위치하며, 상기 챔버는 동시에 상기 압력 웨이브에 대해 필요한 압력 완화 체적을 형성한다. 챔버(190)는 임의의 형상을 가질 수 있으며, 상부로 임의의 체적을 가질 수 있다. 추가 단계에서 추가 챔버들이 동일한 위치에 들어갈 수도 있다. 바람직하게는 제1 공급부(174, feed-in point) 뒤에, 목적에 따라 역류 방지 밸브 배열(180)의 앞에, 믹서가 구비될 수 있다(도시되지 않음). 그러나, 이 경우 양호한 혼합을 달성하기 위해 공급부(174)는 역류 방지 밸브 배열(180)의 상당히 앞에 놓일 수 있다. 다른 한편으로는, 경우에 따라 역류 방지 밸브 배열(180)에 이어서 단 하나의 추가 공급부(예를 들면, 176)와 단 하나의 믹서만 제공될 수도 있다.

역류 방지 밸브 배열(180), 챔버(190), 도관(188), 안에 들어 있는 믹서들(182 내지 186), 공급 장치들, 반응기 자체는 가장 심각한 경우 내부나 주변에서 생길 수 있는 폭연 압력 또는 폭발 압력에 견딜 수 있는 강도를 가지도록 설비되어야 한다. 상기한 바와 같이 이러한 점은 상기 모든 조치들에 불구하고 폭발과 폭연을 가능한 한 최대로 피하기 위하여 중요하다.

도 11은 원칙적으로 도 10의 구성과 유사하나, 도 1에 따른 가스 도입 후드(2)를 구비하며 믹서들과 도관(188) 안의 만곡부분이 생략되었다. 어떤 경우이건 믹서들은 가스 흐름을 방해한다. 따라서, 처리 가스는 폭연이 생기기 더 쉽다. 특히 폭연 임계 처리 가스 혼합물을 생산하기 위해 가능한 한 믹서를 피하고자 한다. 또한, 폭발의 발전을 위해 고려되는 스타팅 거리(starting distance)를 줄이고자 한다.

도 11에 따르면, 역류 방지 밸브 배열(180)은 가스 도입 후드(2) 위 중앙에 가스 도입 파이프 커넥션(10)의 축 위에 배열되며, 도 10의 공급부들(176, 178) 대신에 단 하나의 정밀 주입부, 또는 정밀 주입 장치(192)가 제공된다. 반면, 믹서들은 없다. 정밀 주입 장치(192)는 다수(즉, 적어도 다섯 개)의 바람직하게는 50 pro ㎡ 또는 그 이상의 도관 횡단면 상에 분포된 주입 장치들(194)을 가진다. DE 100 21 986 A1의 촉매관 입구에 있는 주입 장치들과 유사하게, 상기 주입 장치들은 노즐과 개별 스로틀링(throttling) 요소가 제공되도록 형성되고 및/또는 주입된 처리 가스 성분에 소용돌이(swirl)를 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 두 번째 처리 가스 성분(예를 들면, 탄화수소)의 공급은 매우 섬세하고 규칙적으로 이루어 질 수 있다. 따라서, 균질의 처리 가스 흐름을 형성하기 위한 믹서들은 필요하지 않다.

원칙적으로, 주입된 처리 가스 성분은 액체 형태와 가스 형태로 있을 수 있으며 차거나 가열되어 있을 수 있다. 액체 형태에서는 처리 가스 성분을 비활성 기체를 통하여 주입하는 것이 가능하다. 연소 엔진의 실린더 공간으로 연료를 공급할 때 실행되는 것과 유사하게, 어떤 경우든 분출 발발과 함께 부분 기화를 야기하기 위하여 높은 압력을 가지고 주입이 이루어질 수 있다.

주입 영역에는 재킷 히팅(jacket heating)이 제공될 수 있으며, 이에 따라 두 번째 처리 가스 성분의 수송관들은 가열되거나 단열 처리될 수 있다.

반응기 요소들의 강도측정은 가공되는 물질의 종류와 농도에 따라 달라진다. 일반적으로, 반응기 요소들의 강도측정은 정지된 작동시 이루어진다. 상기 기재한 방식의 관형 반응기를 가동하기 시작할 때, 어떠한 경우라도 작동을 위해 견적을 낸 폭연 강도를 넘지 않도록 주의한다. 보통의 경우, 단 하나의, 즉 각 기본 처리 가스 성분(주류)을 가지고 시작한다. 특정 대량 흐름이 도달하면, 두 번째 처리 가스 성분을 추가한다. 작동시 설비 자체에서 예를 들면 CO₂와 같은 비활성 기체가 생기면, 기본적으로 EP 1 180 508 A1에 따라 상기 비활성 기체를 끌어와 가동을 시작할 수 있다. 시동시 추가적으로 비활성 기체를 수송해야 할지 또는 폭연 및/또는 폭발의 강도가 예를 들면 단지 압력과 온도의 변화를 통해 감소될 수 있는지는 공정 디자인에 따른다.

이미 언급한 바와 같이, 시동은 이미 점화능력이 있는 영역으로 통할 수 있다. 작동시와 마찬가지로, 시동시에도 처리 가스 혼합물 외에도 또 다른 파라미터,예컨대 압력과 온도가 고려될 수 있다. 압력과 온도는 폭연 반응과 폭발 반응에 대해 영향을 미친다. 시동 중 압력과 온도를 변화시키는 것이 가능하다. 즉, 가스 분배 영역(14)에서 온도가 올라가는 동안 시동시 압력이 감소될 수 있다. 늦어도 시동 단계의 끝에서 압력과 온도는 정해진 작동수치로 올라간다.

관형 반응기가 적은 폭연 위험과 적은 폭연 압력을 가지는 아래쪽 폭연 영역에서 가동되고 주류에 리사이클(recycle) 가스가 반응기에서 비활성 기체로서 첨가되면, 시동은 예컨대 다음과 같이 이루어질 수 있다:

먼저, 주 파이프(172)에 주류로서 공기 또는 산소가 공급된다. 그런 후, 주입장치(194, 도 1)를 통해 탄화수소를 첨가하기 시작한다. 탄화수소 농도가 적은 동안은 폭연 위험이 없다. 마찬가지로, 얻어진 리사이클 가스는 기본적으로 주류의 물질로만 구성된다. 탄화수소를 첨가하여 계속되는 시동 과정에서 이미 반응물질이 생긴다. 이로써 리사이클 가스는 이미 비활성 가스(예: 이산화탄소)를 포함한다. 시동 과정이 계속되는 동안 탄화수소 흐름은 강해진다. 주류는 이미 상당 부분 비활성 기체를 포함하기 때문에 어떤 시간에도 임계 상태에 도달하지 않는다. 기본적으로, 이러한 방식으로 시동시 폭발 영역을 피하고자 한다. 충분한 처리 안정성에 도달한 후에 폭연 영역에 들어가기 위해서이다.

원칙적으로, 상부 폭연 영역에서의 작동에 대해서도 마찬가지로 적용된다. 하지만 여기에서는 보통의 경우 파이프(172)를 통해 탄화수소가 주류로서 수송된다. 반면, 주입 장치(194)를 통해 수소가 공급된다.

현재의 지식 상태에 따르면, 본 발명의 관형 반응기는 바람직하게는 산화 과정, 수소 첨가 과정, 탈수소 과정, 질산화 과정, 알킬화 과정 및 이와 유사한 것에 대해 사용될 수 있으며, 무엇보다도 케톤(ketone), 메틸이소부틸케톤(methy isobutyl ketone), 메르캅탄(mercaptan), 이소프렌(isoprene), 안트라퀴논(anthraquinone), 오-크레솔(o-cresol), 에틸렌헥산(ethylen hexane), 푸르푸로올(furfurol), 아세틸렌(acetylene), 비닐 아세테이트(vinyl acetate), 이소프로필 클로라이드(isopropyl chloride), 나프탈산 무수물(naphthalic acid anhydride), 염화비닐, 옥소 알코올(oxo alcohol), 피로톨(pyrotol), 스티렌(styrene), 메탄산 니트릴(methan acid nitrile), 폴리페닐렌 옥시드(polyphenylene oxide), 디메틸 페놀(dimethyl phenol), 피리딘 알데히드(pyridine aldehyde), 테르반(therban), 알파올레핀(alphaolefine), 비타민 B6, 시안화수소산(hydrocyanic acid), 아닐린, 메탄산 니트럴(methan acid nitral), 디플루오르메탄, 4-mehyl-2-pentanone와 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran)의 생산, 특히,

디메틸벤젠(m,o,p)에서 해당 모노알데히드(monoaldehyde)와 디알데히드(dialdehyde)로의 산화,

디메틸벤젠(m,o,p)에서 해당 모노카르복실산(monocarboxylic acid)과 디카르복실산(dicarboxylic acid) 또는 이것의 알데히드(aldehyde)로의 산화,

트리메틸벤젠에서 해당 모노알데히드, 디알데히드, 트리알데히드로의 산화,

트리메틸벤젠에서 해당 모노카르복실산, 디카르복실산, 트리카르복실산, 또는 이것의 무수물(anhydride)로의 산화,

듀렌(durene)에서 피로멜리트산 무수물(pyromellitic acid anhydride)로의 산화,

감마-피콜린(gamma-picoline) 또는 베타-피콜린(beta-picoline)에서 감마-피콜린 카브알데하이드(gamma-picoline carbaldehyde) 또는 베타-피콜린 카브알데하이드(beta-picoline carbaldehyde)로의 산화,

감마-피콜린 또는 베타-피콜린에서 이소니코틴산(isonicotinic acid) 또는 니코틴산으로의 산화,

프로펜(propene)에서 아크로레인(acrolein)으로의 산화,

아크로레인에서 아크릴산(acrylic acid)으로의 산화,

프로판(propane)에서 아크로레인으로의 산화,

프로판에서 아크릴산으로의 산화,

부탄에서 MSA로의 산화,

라피네이트(raffinate)에서 MSA로의 산화,

i-부텐(butene)에서 메타크로레인(methacrolein)으로의 산화,

메타크로레인에서 메타크릴산(methacrylic acid)으로의 산화,

메타크로레인에서 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate)로의 산화,

i-부탄(butane)에서 메타크로레인으로의 산화,

i-부탄에서 메타크릴산으로의 산화,

디메틸 벤젠(dimethyl benzene)(m,o,p)에서 해당 모노니트릴(mononitryl)과 디니트릴(dinitryl)로의 암모산화(ammonoxidation),

트리메틸 벤젠(trimethyl benzene)에서 해당 모노니트릴, 디니트릴 또는 트리니트릴로의 암모산화,

프로판(propane)에서 아크릴로니트릴(acrylonitrile)로의 암모산화,

프로펜(propene)에서 아크릴로니트릴(acrylonitrile)로의 암모산화,

베타-피콜린에서 3-시아노 피리딘(cyano-pyridine)으로의 암모산화,

감마 피콜린에서 4-시아노 피리딘으로의 암모산화,

메탄올(methanol)에서 포름알데히드(formaldehyde)로의 산화,

나프탈렌(naphthalene) 및/또는 o-크실렌(o-xylene)(경우에 따라서는 혼합공장에서)에서 프탈산 무수물(phthalic anhydride)로의 산화,

에탄(ethane)에서 아세트산(actic acid)으로의 산화,

에탄올(ethanol)에서 아세트산으로의 산화,

게라니올(geraniol)에서 시트랄(citral)로의 산화,

에텐(ethene)에서 에틸렌 옥시드(ethylene oxide)로의 산화,

프로펜(propene)에서 프로필렌 옥시드(propylene oxide)로의 산화,

염화수소(hydrogen chloride)에서 염소(chlorine)로의 산화,

글리콜(glycol)에서 글리옥살(glyoxal)로의 산화, 및

MSA에서 부탄디올로의 수소첨가에 사용된다.
본 발명에 따른 관형 반응기는 무엇보다도 다음과 같은 특징들과 장점들을 갖는다.
상기 촉매관으로 들어가기 전에 처리 가스의 부피는 구조적 및 유동기술적 관점에서 가능한 한 작게 유지될 수 있다.
상기 촉매관으로 들어가기 전에 처리 가스의 부피에서 처리 가스가 전부 또는 부분적으로 정지할 수 있는 데드 볼륨(dead volume)은 구조적 및 유동기술적인 관점에서 가능한 한 방지될 수 있다.
적어도 이미 반응이 끝난 처리 가스의 공급에서, 방향 전환 및 무엇보다도 불연속은 가능한 한 방지할 수 있다.
상기 가스 도입 후드(2;60)는 둘레에 배치된 스터드(stud)를 통하여 가스 도입측 튜브 시트(4)의 가장자리에 고정될 수 있다.
상기 가스 도입 후드(2;60) 및/또는 상기 가스 도입 후드의 내장품(42)은 냉각 및/또는 가열될 수 있다.
상기 가스 도입 후드(2;60) 및/또는 상기 가스 도입 후드의 내장품(42)은 냉각제 또는 가열제가 통과할 수 있는 채널들(160)을 가질 수 있다.
상기 지주는 세로 방향의 다수의 응력 완화 슬롯(150) 및/또는 응력 완화 리세스들(152)을 가질 수 있다.
상기 지주는 가스 배출측 튜브 시트(148)까지 연장될 수 있다.
상기 지주는 각 튜브 시트(4;148)에 느슨하게 인접할 수 있다.
상기 지주는 각 튜브 시트(4;148)의 리세스(142)와 맞물릴 수 있다.

Claims (49)

1. 반응 가스 혼합물이 통과하고 촉매가 충전되며 가스 유입측 튜브 시트(4)와 가스 배출측 튜브 시트(148) 사이에서 연장되고 그 둘레에는 반응기 재킷(6) 내에 포함된 열 전달 매체가 흐르는 촉매관 다발(8)과, 처리 가스를 촉매관으로 공급하고 반응한 처리 가스를 촉매관에서 배출하기 위한 두 개의 튜브 시트를 덮는 가스 도입 후드 및 가스 배출 후드(2;60)와, 상기 가스 도입 후드(2)로 처리 가스를 유입하기 위한 처리 가스 파이프(172)를 포함하는 촉매 기체상 반응을 실행하기 위한 관형 반응기에 있어서,

   상기 처리 가스 파이프(172)는 처리 가스가 폭발하지 않은 영역과 처리 가스의 성분이 변경되어 폭발가능한 영역을 가지며;

   상기 처리 가스 파이프(172)는 처리 가스가 폭발하지 않은 영역에 역류 방지 밸브 배열(180, check valve arrangement)을 가지고;

   상기 역류 방지 밸브 배열(180)과 가스 도입측 튜브 시트(4) 및 상기 역류 방지 밸브 배열과 가스 도입측 튜브 시트 사이에 존재하는 처리 가스 압력을 지지하는 전체 부품들은 처리 가스의 폭연 또는 폭발시 발생하는 최대 압력을 견딜 수 있는 강도를 가지는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 역류 방지 밸브 배열(180)은 적어도 두 개의 서로 병렬로 연결된 역류 방지 밸브들로 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 처리 가스 파이프(172)는 처리 가스 일부 또는 처리 가스 성분의 공급을 위한 하나 이상의 공급부(178, feed-in point)를 가지며, 상기 처리 가스 일부 또는 처리 가스 성분 공급을 통해 처리 가스는 성분이 변경되어 폭발하지 않은 상태에서 폭발가능한 상태로 바뀌는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
4. 제1항에 있어서,

   처리 가스가 촉매관들로 들어가기 전에 전적으로 또는 부분적으로 정지될 수 있는 데드 볼륨(dead volumes)으로 해당 반응과 관련하여 비활성 플러싱 가스를 주입하기 위한 장치를 가지는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
5. 제4항에 있어서,

   상기 플러싱 가스를 가스 도입측 튜브 시트(4) 가장자리에서 촉매관 다발(8)의 방사상 외부로 주입하기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 플러싱 가스를 접선 방향의 흐름 요소를 갖도록 주입하기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
7. 제1항에 있어서,

   상기 가스 도입 후드(2)는 평평한 깔때기 모양으로, 가스 도입측 튜브 시트(4)에 대해 방사상 외부로 갈수록 간격이 작아지고 중앙 가스 유입구를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
8. 제7항에 있어서,

   상기 가스 도입 후드(2)는 트럼펫 마우스피스 모양으로 둥글게 형성되며, 가장자리를 향해 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
9. 제1항에 있어서,

   종래의 접시 모양의 가스 도입 후드(60)에, 동축으로 평평한 깔때기 모양의 내장품(42)이 배치되며, 상기 내장품에서 중앙 개구는 가스 유입구와 밀폐 연결되고, 상기 가스 유입구의 가장자리는 가스 도입측 튜브 시트(4)의 가장자리에 대해 밀폐되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
10. 제9항에 있어서,

    상기 내장품(42)은 트럼펫 마우스피스 모양으로 둥글게 형성되며, 가장자리를 향해 평평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
11. 제9항에 있어서,

    상기 내장품(42)은 규칙적으로 분배된 다수의 위치들에서 가스 도입 후드(60)에 지지되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
12. 제4항 또는 제9항에 있어서,

    상기 내장품(42)의 가장자리에는 패킹(72)이 구비되며, 상기 패킹(72)은 부분적으로 상기 플러싱 가스를 통과시키는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
13. 제12항에 있어서,

    상기 패킹(72)은 흑연조직과 같은 반투과성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
14. 제12항에 있어서,

    상기 패킹(72)은 구멍(92)이나 홈(88;96;108)과 같은 별개의 가스 통과 채널들을 갖는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
15. 제12항에 있어서,

    상기 패킹(72)은 과중 압력에 대해 구부러질 수 있는 성형물(86;104;106)로 구성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
16. 제12항에 있어서,

    상기 패킹(72)은 외부 측면 공간과 연결되며, 상기 공간을 통해 플러싱 가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
17. 제16항에 있어서,

    상기 공간은 방사상 내부의 패킹(72)과 방사상 외부의 패킹인 용접 립 실(76)에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
18. 제17항에 있어서,

    상기 플러싱 가스는 외부 공기에 비하여 과중 압력하에 있는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
19. 제16항에 있어서,

    상기 공간은 기본적으로 가스 도입 후드(60)의 나머지 부피로 구성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
20. 제9항에 있어서,

    상기 가스 도입 후드(2; 60)와 가스 도입측 튜브 시트(4) 또는 내장품(42)은 용접 립 실(76;122)을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
21. 제1항에 있어서,

    상기 가스 도입측 튜브 시트(4) 위에는, 가스 유입구를 향해 점점 가늘어지는 가시 모양의 흐름 드로우바(16, drawbar)가 배치되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
22. 제1항에 있어서,

    상기 가스 도입측 튜브 시트(4)와 가스 배출측 튜브 시트(148) 사이에는, 가스 도입측 튜브 시트(4)를 위한 지주들이 반응기 재킷(6)에 고정되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
23. 제22항에 있어서,

    상기 지주는 두 개 이상의 금속부품(141)을 포함하며, 상기 금속부품들은 반응기 세로 중앙축에서 방사상 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
24. 제23항에 있어서,

    링 모양의 촉매관 다발(8)을 가지고, 상기 지주는 부분적으로 촉매관 다발의 관이 없는 내부공간에서 기본적으로 원통형, 각기둥형, 원뿔 또는 피라미드형의 추가적인 금속부품(146)으로 구성되며, 상기 금속부품은 방사상 금속부품들(141)에 지지되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
25. 제1항에 있어서,

    상기 가스 도입측 튜브 시트(4)는 단열 처리되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
26. 제1항에 있어서,

    처리 가스 파이프(172)에는 첫 번째 처리 가스 성분이 흐르고, 상기 처리 가스 파이프(172)는, 처리 가스 흐름 방향으로 가스 도입 후드(2; 60) 앞에, 첫 번째 처리 가스 성분에 첨가되는 두 번째 처리 가스 성분를 위한 제1 공급부(174)를 가지며, 이어서 두 번째 처리 가스 성분 또는 그 밖의 처리 가스 성분의 공급을 위한 하나 이상의 다른 공급부(176,178;192)를 가지는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
27. 제26항에 있어서,

    적어도 마지막 공급부(178) 뒤에는 하나 이상의 믹서(182,184,186)가 이어지는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
28. 제26항에 있어서,

    채널 횡단면 위에 분배되는 다수의 주입 장치들(194)을 가지는 정밀 주입 장치(192)로 형성된 하나 이상의 공급부가 제공되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
29. 제28항에 있어서,

    상기 주입 장치들(194)에는 개별 노즐들 및/또는 소용돌이를 형성하는 요소들이 제공되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
30. 제26항에 있어서,

    상기 공급부들(174,176,178;192) 중 적어도 하나는, 가열된 액체 상태의 처리 가스 성분이 유입되거나, 상기 액체 상태의 처리 가스 성분을 자체 가열할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
31. 제30항에 있어서,

    상기 공급부(174,176,178;192)는 유체 처리 가스 성분를 주입하기 위한 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
32. 제30항에 있어서,

    상기 공급부(174,176,178;192)는 처리 가스 성분를 분무하거나 기화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
33. 제26항에 있어서,

    상기 공급부(174,176,178;192) 또는 상기 공급부의 도관은 가열제를 가지며 단열처리되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
34. 제26항에 있어서,

    상기 제1 공급부(174) 및 다른 공급부(176) 사이에는 역류 방지 밸브 배열(180)이 구비되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
35. 제26항에 있어서,

    상기 제1 공급부(174) 및 다른 공급부(176) 사이에는 압력 완화 체적이 존재하는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
36. 제35항에 있어서,

    상기 압력 완화 체적은 적어도 부분적으로 역류 방지 밸브 배열(180)를 수용하는 챔버(190)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
37. 제1항에 있어서,

    산화 과정, 수소 첨가 과정, 탈수소 과정, 질산화 과정, 알킬화 과정 및 이와 유사한 과정에 대하여 사용되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
38. 제37항에 있어서,

    케톤(ketone), 메틸이소부틸케톤(methy isobutyl ketone), 메르캅탄(mercaptan), 이소프렌(isoprene), 안트라퀴논(anthraquinone), o-크레솔(o-cresol), 에틸렌헥산(ethylen hexane), 푸르푸로올(furfurol), 아세틸렌(acetylene), 비닐 아세테이트(vinyl acetate), 이소프로필 클로라이드(isopropyl chloride), 나프탈산 무수물(naphthalic acid anhydride), 염화비닐, 옥소 알코올(oxo alcohol), 피로톨(pyrotol), 스티렌(styrene), 메탄산 니트릴(methan acid nitrile), 폴리페닐렌 옥시드(polyphenylene oxide), 디메틸 페놀(dimethyl phenol), 피리딘 알데히드(pyridine aldehyde), 테르반(therban), 알파올레핀(alphaolefine), 비타민 B6, 시안화수소산(hydrocyanic acid), 아닐린, 메탄 에시드 니트럴(methan acid nitral), 디플루오르메탄, 4-mehyl-2-pentanone와 테트라히드로푸란(tetrahydrofuran)의 생산, 특히,

    디메틸벤젠(m,o,p)에서 해당 모노알데히드(monoaldehyde)와 디알데히드(dialdehyde)로의 산화,

    디메틸벤젠(m,o,p)에서 해당 모노카르복실산(monocarboxylic acid)과 디카르복실산(dicarboxylic acid) 또는 이것의 알데히드(aldehyde)로의 산화,

    트리메틸벤젠에서 해당 모노알데히드, 디알데히드, 트리알데히드로의 산화,

    트리메틸벤젠에서 해당 모노카르복실산, 디카르복실산, 트리카르복실산, 또는 이것의 무수물(anhydride)로의 산화,

    듀렌(durene)에서 피로멜리트산 무수물(pyromellitic acid anhydride)로의 산화,

    감마-피콜린(gamma-picoline) 또는 베타-피콜린(beta-picoline)에서 감마-피콜린 카브알데하이드(gamma-picoline carbaldehyde) 또는 베타-피콜린 카브알데하이드(beta-picoline carbaldehyde)로의 산화,

    감마-피콜린 또는 베타-피콜린에서 이소니코틴산(isonicotinic acid) 또는 니코틴산으로의 산화,

    프로펜(propene)에서 아크로레인(acrolein)으로의 산화,

    아크로레인에서 아크릴산(acrylic acid)으로의 산화,

    프로판(propane)에서 아크로레인으로의 산화,

    프로판에서 아크릴산으로의 산화,

    부탄에서 MSA로의 산화,

    라피네이트(raffinate)에서 MSA로의 산화,

    i-부텐(butene)에서 메타크로레인(methacrolein)으로의 산화,

    메타크로레인에서 메타크로레인산(methacrylic acid)으로의 산화,

    메타크로레인에서 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate)로의 산화,

    i-부탄(butane)에서 메타크로레인으로의 산화,

    i-부탄에서 메타크로레인산으로의 산화,

    디메틸 벤젠(dimethyl benzene)(m,o,p)에서 해당 모노니트릴(mononitryl)과 디니트릴(dinitryl)로의 암모산화(ammonoxidation),

    트리메틸 벤젠(trimethyl benzene)에서 해당 모노니트릴, 디니트릴 또는 트리니트릴로의 암모산화,

    프로판(propane)에서 아크릴로니트릴(acrylonitrile)로의 암모산화,

    프로펜(propene)에서 아크릴로니트릴(acrylonitrile)로의 암모산화,

    베타 피콜린에서 3-시아노 피리딘(cyano-pyridine)으로의 암모산화,

    감마 피콜린에서 4-시아노 피리딘으로의 암모산화,

    메탄올(methanol)에서 포름알데히드(formaldehyde)로의 산화,

    나프탈렌(naphthalene) 및/또는 o-크실렌(o-xylene)(경우에 따라서는 혼합공장에서)에서 프탈산 무수물(phthalic anhydride)로의 산화,

    에탄(ethane)에서 아세트산(actic acid)으로의 산화,

    에탄올(ethanol)에서 아세트산으로의 산화,

    게라니올(geraniol)에서 시트랄(citral)로의 산화,

    에텐(ethene)에서 에틸렌 옥시드(ethylene oxide)로의 산화,

    프로펜(propene)에서 프로필렌 옥시드(propylene oxide)로의 산화,

    염화수소(hydrogen chloride)에서 염소(chlorine)로의 산화,

    글리콜(glycol)에서 글리옥살(glyoxal)로의 산화,

    MSA에서 부탄디올로의 수소첨가의 생산,

    에 사용되는 것을 특징으로 하는 관형 반응기.
39. 제1항 내지 제11항 또는 제13항 내지 제38항 중 어느 한 항에 따른 관형 반응기의 작동 방법에 있어서,

    상기 관형 반응기는 제작 작동시 가끔 있는 폭연과 폭발을 감수하면서 주류 처리 가스 성분에 적어도 하나의 그 밖의 처리 가스 성분을 첨가하여 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
40. 제1항 내지 제11항 또는 제13항 내지 제38항 중 어느 한 항에 따른 관형 반응기의 작동 방법에 있어서,

    상기 반응기의 시동을 위해, 처리 가스 성분의 농도 및 그 밖의 파라미터는, 폭연과 폭발의 강도가 작동 상태에서 감수할 수 있는 폭연과 폭발의 강도를 넘지 않도록 계속해서 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
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