KR101654804B1 - 슬러리 기포탑 반응기 - Google Patents

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다그 쉬안케
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Abstract

하나의 상부 스파저(12), 하나의 하부 스파저(13), 및 열린 단부를 갖춘 하나의 튜브(14)를 포함하는 가스 분배 장치를 장착한 슬러리 기포탑 반응기(11). 하부 스파저(13)에서 공급되는 가스는 튜브(14) 안으로 들어가고, 튜브(14) 내 슬러리의 밀도를 낮춘다. 슬러리 밀도의 차이는 튜브(14) 내 슬러리가 상승하도록 하고, 튜브(14) 바깥쪽의 슬러리가 하강하도록 하여, 슬러리의 순환 및 용기 벽에서 촉매를 쓸어내는 효과를 유지하게 한다.

Description

슬러리 기포탑 반응기{SLURRY BUBBLE COLUMN REACTOR}
본 발명은 3상 반응기(three phase reactor) 또는 슬러리 기포탑 반응기(SBCR: slurry bubble column reactor) 내의 가스 분배기 장치에 관한 것이다.
슬러리 기포탑 반응기(SBCR)들은 다양한 화학적 반응들, 특히 반응물질이 가스 형태이고, 생성물은 액체를 포함하며, 고형의 촉매제가 필요한 반응들을 수행하기 위해 사용된다. 그러한 반응에서는, 액체 반응 생성물을 포함할 수 있고 세분된 촉매가 들어가 있는 액체의 매체로 이루어진 슬러리 속으로 기상 반응 물질(gaseous reactant)들이 주입된다. 가스의 주입은 가스 분배기를 사용하여 이루어진다.
슬러리 기포탑을 위한 가스 분배기는 아래와 같은 중요한 요구 사항들을 만족하여야 한다.
- 가스는 신속하게 슬러리 속으로 혼합되어야 한다.
- 촉매 입자들은 반응기의 넓은 범위의 흐름 속으로 잘 확산되어야 한다.
- 정체 구역, 특히 반응기 바닥의 정체 구역이 없어야 한다.
- 촉매 입자가 가스 분배기 내로 침투하는 것은 최소화되어야 한다.
- 반응기 벽 및 내부 장치들의 마모가 없어야 한다.
- 분배기가 용납된 수준 이상의 촉매 감소를 초래하지 않아야 한다.
- 경제적인 이유로, 압력의 강하가 적어야 한다.
상기 요구사항들은 국제 특허 WO 2005.094979호에서 다루어지고 있다.
본 발명의 목적은 설계 및 기능 면에서 단순하고, 넓은 범위의 유량 및 압력 조건에서 단순하게 작동할 수 있는 가스 분배기를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제공되는 슬러리 기포탑 반응기는 가스 배출구 및 액체 배출구를 갖춘 반응기 용기 및 사용 방향에서 용기의 바닥 영역에 있는 가스 분배기를 포함하는데, 가스 분배기는 상부 가스 분배기와 상부 가스 분배기에 떨어져서 용기의 바닥 근처에 위치한 하부 가스 분배기 및 양쪽으로 개구부를 갖고 길이 방향 축이 사용 방향에서 수직으로 연장되는 하나의 튜브를 포함하고, 이때 상부 가스 분배기는 튜브의 상부 개구부 또는 상부 개구부에 가까운 수위에 위치하고 하부 가스 분배기는 튜브의 하부 개구부 또는 하부 개구부에 가까운 수위에 위치하도록 튜브가 배열되어, 하위 스파저 링(sparger ring)들로부터 가스가 튜브 안쪽으로 상승함으로써 슬러리의 밀도를 낮추고, 따라서 튜브 안의 슬러리가 상승하도록 한다.
따라서 사용 시에는, 하부 분배기에서 튜브 안쪽으로 들어가는 가스에 의하여 튜브 바깥의 슬러리와 튜브 안쪽의 슬러리 사이에 밀도의 차이가 생기게 되고, 이는 다시 튜브 바깥의 슬러리가 아래쪽으로 이동하여 용기의 벽 안쪽을 스쳐 지나가고, 하부 분배기로부터 가스가 공급됨에 따라 튜브를 통과하여 위쪽으로 상승하도록 만든다.
상기 방식에 따라, 반응기의 바닥에 가라앉는 경향을 가진 촉매 입자들이 슬러리의 이동에 의하여 계속 순환된다. 또한, 반응기 용기의 바닥의 정체구역이 제거되고, 따라서 액체 단계에서 반응 가스의 부적절한 공급 때문에 발생하는 촉매의 불활성화 경향이 줄어들게 된다.
상기 시스템은 가스 노즐 압력의 제어에 관련된 수반되는 어려움들을 피하기 위하여, 반응기의 바닥에 서로 다른 높이에 해당하는 노즐들을 가진 일련의 가스 매니폴드(gas manifold)들을 구비하고, 그 매니폴드들이 서로 다른 유체정역학적 압력(hydrostatic pressure)을 극복하도록 한다. 두 개의 가스 분배기의 압력에 대한 독립적인 제어는, 하부 가스 분배기보다 낮은 압력으로 상부 가스 분배기를 통해 가스가 주입되거나, 필요하다면, 하부 가스 분배기만을 통하여 가스가 분배될 수도 있음을 의미한다.
바람직하게는, 상부 가스 분배기는 다수의 상부 노즐들을 가진 매니폴드 장치를 포함한다. 매니폴드 장치(manifold arrangement)는 각각 다수의 상부 노즐들을 구비한 하나 이상의 파이프들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 매니폴드 장치는 각각 길이 방향으로 배열된 다수의 상부 노즐들을 구비한 일반적으로 원형 또는 부분적으로 원형인 동심의 파이프들을 포함한다. 동심의 파이프들은 튜브형 토로이드(tubular toroid) 또는 토로이드 섹션(toroid section)인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상부 노즐들은 높이의 편차가 통상 100mm미만이 되도록, 공통의 일반적으로 수평인 평면상에 놓여진다. 바람직하게는, 상부 가스 노즐들의 개구부의 직경은 5mm 이상이다. 바람직하게는, 발생되는 가스 분사의 주된 축선(axis)이 수평 아래쪽으로 90˚ 또는 그 미만으로 기울어지도록 상부 노즐의 개구부가 정렬된다. 바람직하게는, 상부 가스 분배기는 상부 가스 공급기와 연결되는데, 상부 가스 공급기는 노즐 공급 압력 간 편차가 평균 노즐 압력 감소량의 100%보다 작도록 하여 각각의 노즐에 공급 압력을 제공한다.
바람직하게는 하부 가스 분배기는 다수의 하부 노즐들을 가진 매니폴드 장치를 포함한다. 매니폴드 장치는 각각 다수의 하부 노즐들을 구비한 하나 이상의 파이프들을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 매니폴드 장치는 각각 길이 방향으로 배열된 다수의 하부 노즐들을 구비한, 일반적으로 원형 또는 부분적으로 원형인 동심의 파이프들을 포함한다. 동심의 파이프들은 튜브형 토로이드(tubular toroid) 또는 토로이드 섹션(toroid section)인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 하부 노즐들은 높이의 편차가 통상 100mm미만이 되도록, 공통의 일반적으로 수평인 평면상에 놓여진다. 바람직하게는, 하부 가스 노즐들의 개구부의 직경은 5mm 이상이다. 바람직하게는, 하부 가스 분배기는 하부 가스 공급기와 연결되는데, 하부 가스 공급기는 노즐 공급 압력 간 편차가 평균 노즐 압력 감소량의 100%보다 작도록 하여 각각의 노즐에 공급 압력을 제공한다.
바람직하게는, 상부 및 하부 가스 분배기들이 함께, 반응기 단면적의 30% 내지 100%, 바람직하게는 40% 내지 80%를 담당한다. 바람직하게는, 하부 가스 분배기는 반응기 단면적의 2% 내지 12%, 바람직하게는 5% 내지 8%를 담당한다. 정상 작동 시에, 바람직하게는, 하부 가스 분배기가 반응기 가스 유량의 4% 내지 20%, 바람직하게는 8% 내지 15%를 공급하도록 구성된다.
상기 튜브는 원통형이고 일반적으로 그 길이 방향의 축이 실질적으로 수직이 되도록 반응기 안에 구성되는 것이 바람직하다. 상부 가스 분배기는 튜브의 상단 위 튜브 높이의 20% 지점과 튜브의 중간 지점 사이의 위치에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 상부 가스 분배기는, 튜브 상부로부터 1m 위와 튜브 상부로부터 튜브 길이의 50% 아래 사이의 위치에 존재한다. 하부 가스 분배기는 튜브의 하단 위 3m와 하단 아래 3m 사이의 높이에 위치될 수 있다. 바람직하게는, 하부 가스 분배기는 튜브 하부로부터 0.3m 아래와 튜브 하부로부터 0.3m 위 사이에 위치한다. 바람직하게는, 슬러리가 튜브 바깥쪽에서 튜브 안쪽으로 흘러들어갈 수 있도록, 반응기의 바닥과 튜브의 하단부 사이에 열린 간격이 존재한다. 바람직하게는, 반응기 바닥의 마모 및 촉매 입자 감소를 방지하기 위하여, 상기 간격을 통한 평균 슬러리 속도가 5m/s보다 느리도록 하는 데 있어서, 상기와 같은 단면 영역이 충분하다. 그러나 촉매가 바닥에 침전되는 것을 방지하기 위해서는 상기 속도가 0.5m/s 보다 빨라야 한다.
바람직하게는, 반응기 용기는 일반적으로 원통형이지만, 바닥 부분에서는 주 원통형 벽으로부터 연장된 곡선형의 부분, 그 곡선형 부분에서 연장된 부분적 원뿔형 구역, 및 곡선형의 기부(base)를 갖는다. 튜브의 하단부는 부분적 원뿔형 구역이 곡선형의 기부와 만나는 곳에 실질적으로 위치하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 기상 반응 물질을 상기 설명한 바와 같이 상부 및 하부 가스 분배기를 통하여 반응기에 공급하는 것을 포함하는, 기상 반응 물질을 포함하는 화학적 반응을 수행하는 방법도 포함하는데, 이 방법에서는, 반응기에 액상 및 고형의 촉매 입자들이 포함되어 있고, 촉매 입자들은 가스 공급으로 발생된 가스 기포들에 의한 상승으로 인하여 슬러리 속에 섞인 상태를 유지하게 된다.
개별적인 각각의 노즐을 통하여 흐르는 가스는 15,000kg/ms2 보다 작은 동적 압력, 더 바람직하게는 10,000kg/ms2 보다 작은 동적 압력, 예를 들어 200kg/ms2 내지 8,000kg/ms2 범위의 압력을 가하는 것이 바람직하다. "가스의 동적 압력"은, 화학 및 물리학 핸드북(Handbook of Chemistry and Physics)에서 "유체의 이동으로 발생하는 유체의 압력으로서, 유체 밀도의 절반에 유체 속도의 제곱을 곱한 값", 즉 q = 0.5 rv2 으로 정의되는데, 이는 화학 및 물리학 핸드북에서 "유체의 단위 부피당 운동 에너지는, r이 밀도이고 v가 유체의 속도일 때, 0.5 rv2 라고 정의된 바대로, 운동에너지와 정확히 동일한 값이다. 상기 정의에 의하여, 운동 에너지는 (kg/m3)x(m2/s2) = kg/ms2의 단위를 갖는다.
상기 방법은 피셔-트롭쉬 합성 반응(Fisher-Tropsch synthesis reaction), 예를 들어 반응 온도가 150℃ 내지 300℃, 특히 반응 온도가 200℃ 내지 260℃이고, 반응 압력이 1bar 내지 100bar의 범위에 있는 경우에 적용될 수 있다. 바람직하게는 온도가 210℃ 내지 250℃이고, 압력은 10bar 내지 50bar의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 반응기를 여러 반응을 수행하기 위하여 작동하는 방법; 그러한 반응으로 얻어진 제품들; 및 다양한 후처리 공정들을 포함하는 추가적인 방법 및 그 제품들까지 포괄한다.
본 발명은 다양한 방법을 통하여 현실적으로 수행될 수 있으며, 아래에서는 예시하기 위한 목적으로, 첨부된 도면을 참조함으로써, 하나의 실시예를 설명하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반응기 용기의 바닥을 개략적으로 표현한 단면도이다.
도 2는 하부 가스 분배기의 평면도이다.
도 3은 하부 가스 분배기의 일부를 확대하여 보여주는 단면도이다.
도 4는 상부 가스 분배기의 일부를 보여주는 평면도이다.
도 5는 하나의 단순한 노즐을 보여주는 단면도이다.
도 6은 다른 형태의 노즐을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 슬러리 기포탑 반응기는 용기(11), 하나의 상부 가스 분배기 또는 스파저(12), 하나의 하부 가스 분배기 또는 스파저(13), 및 하나의 튜브(14)를 포함한다.
용기(11)는 일반적으로 원통형이고, 상부에 가스 배출구(도면 생략) 및 액체 제품 배출구(도면 생략)를 구비한다. 바닥에서 용기(11)는 곡선형의 부분(15), 부분적 원뿔형 구역(16) 및 곡선형 기부(17)를 갖는다. 튜브(14)는 원통형이고, 상부(18) 및 하부(19)에 개구부를 갖는다. 도 4를 참조하여 아래에서 더욱 자세하게 설명하겠지만, 상부 스파저(12)는 상기 튜브(14)를 둘러싸고 상기 상부 개구부(18)의 바로 아래쪽 인접한 수위에서 배치되어 용기의 곡선형 부분(15)이 부분적 원뿔형 구역(16)을 만나는 곳에 위치하는, 일련의 동심 튜브형 가스 분배 링(21)들을 포함한다. 도 2 및 도 3을 참조하여 아래에서 더욱 자세하게 설명하겠지만, 하부 스파저(13)는 튜브(14)의 원주 내부에서 하부 개구부(19)의 바로 아래쪽 인접한 수위에 위치한, 일련의 동심 튜브형 가스 분배 링(22)들을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 하부 스파저(13)는 주 가스 공급 파이프(23), 등간격이고 방사형으로 연장된 세 개의 매니폴드(24)들, 및 링(22)들을 포함한다. 링(22)들은 해당하는 가스 공급 튜브(25)들을 이용하여 매니폴드(24)들에 연결된다. 세 개의 링(22)들이 도시되었지만, 예를 들어 반응기 및 링 자체의 크기 등의 다양한 요소들에 따라, 더 적거나 더 많은 링들이 구성될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다.
도 4는 상부 스파저(12)를 보여주고 있다. 상부 스파저는 반응기 바깥에 있는 주 가스 공급 링(도면 생략), 용기 벽(11)을 통과하여 주 가스 공급 링에 연결된, 방사형으로 연장된 세 개의 매니폴드(26)들, 및 매니폴드(26)들의 아래에 있는 링(21)들을 포함한다. 링(21)들은 하부 스파저(13)와 유사하게, 해당하는 가스 공급 튜브(도면 생략)들을 이용하여 매니폴드(26)들에 연결된다. 일곱 개의 링(21)들이 도 4에 도시되었지만, 예를 들어 반응기 및 링(21) 자체의 크기 등의 다양한 요소들에 따라, 더 적거나 더 많은 링들이 구성될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있다. 또한, 상부 스파저(12)를 위하여 사용된 것과 유사한 가스 공급 링의 구성이, 주 가스 공급 파이프(23)를 대신하여, 하부 스파저(13)를 위하여 사용될 수 있다는 사실도 쉽게 이해될 수 있다.
링(21, 22)들 각각은, 링(21, 22)을 따라 일반적으로 등 간격으로 배치되고, 또 인접한 링 위의 노즐들로부터도 유사한 간격을 갖도록 배치된 일련의 노즐들을 구비하도록 형성된다. 노즐들은 도 5 및 도 6에서 더욱 자세히 볼 수 있다.
도 5는 링(21) 위에 있는 단순한 구멍(27) 형태의 노즐을 보여준다. 도 6은 링(21) 위에 있고 일정 구경(aperture)(31)을 갖는 고깔(29)로 씌워진 구멍(28) 형태의 대안적인 노즐을 보여준다. 각각의 경우에, 구멍(27) 또는 구경(31)은 수평으로부터 90˚ 또는 그 이하로 아래쪽을 향한다. 노즐의 길이가 L이고 노즐의 지름이 D일 때, 노즐의 L/D 비율은 1보다 커야 한다. 노즐이 단순한 구멍인 도 5의 경우에, 길이 L은 구멍의 깊이, 즉 링 벽의 두께를 의미한다.
사용 시, 반응 가스는 상부 및 하부 공급 파이프들로 전달되고, 상부 매니폴드(26)들 및 하부 매니폴드(24)들로 진입한다. 그 후 가스는 해당하는 튜브들을 거쳐 링(21, 22)들로 진입하고, 노즐을 통하여 반응기 용기(11) 내의 슬러리에 주입된다. 용기 바닥 근처에서의 분출은 반응기 용기(11) 표면 근처의 슬러리를 움직이게 하여, 촉매가 침전되는 것을 방지하고 그 영역에서 촉매가 이동할 수 있도록 한다.
용기 벽으로부터 멀리 떨어진 상부 스파저(12)의 링(21)들에 의한 청소 효과(flushing effect)는 감소되는 경향이 있다. 그러나 이는 하부 스파저(13)에 의하여 해결된다. 하부 스파저 링(22)들의 노즐에서 나오는 가스는 튜브(14) 안에서 상승한다. 그러므로 튜브(14) 내 슬러리의 밀도는 감소하게 된다. 이는 튜브(14) 내 슬러리가 상승하도록 하는데, 이 상승은 다시 튜브 밖 영역(32)으로부터 슬러리를 튜브(14) 내로 끌어들인다. 상기와 같이 슬러리가 하강함에 따라, 슬러리는 용기(11)의 벽을 청소하게 된다. 상기 효과는 상기 튜브 밖 영역(32)에서 용기(11)의 벽이 부분적 원뿔형 구역(16)이라는 사실로부터 도움을 받는다.
상기 설계에는 몇 가지 장점들이 있다. 먼저, 반응기 벽과 노즐 사이의 거리를 위한 매우 좁은 간격 없이도 두 개의 스파저들이 설계될 수 있다는 점이다. 두 개의 수위에 위치한 스파저들에 분리된 유입 제어를 수행함으로써, 촉매가 액체 내에 잘 퍼지도록 하면서도 가스 비율을 낮추도록 향상시킬 수 있고, 가스 분배가 넓은 범위의 공급 흐름(feed flow)에 적용되어 제어될 수 있다. 심지어 반응기 내부의 일부분에서의 가스 공급만으로, 튜브 바깥쪽에서의 촉매의 침전을 방지하는 충분한 슬러리의 순환을 유지할 수 있다. 스파저 노즐에서 낮은 가스 속도로의 작동에 의하여 스파저들에서의 압력 감소는 낮은 수준으로 유지될 수 있지만, 가스의 균일한 분포를 유지하므로, 촉매의 감소를 줄일 수 있다.
아래의 표 1은 10m 내경의 반응기를 위한 여러 예들을 보여준다. 상부 스파저 아래쪽, 튜브의 바깥에서의 슬러리 잔류 시간은 가능한 한 짧아야한다.
Figure 112011046204293-pct00001
표 1은 튜브 직경, 간격의 면적, 하부 스파저에 공급되는 가스 비율, 그리고 하부 및 상부 스파저 작용 범위 값들의 여러 변화에 대한 계산된 경우들을 보여준다. 상기 계산은 순환의 추진력을 계산하기 위한 베르누이 공식(Bernoulli's equation)에 근거하였다.

Claims (32)

  1. 가스 배출구 및 액체 배출구를 구비한 반응기 용기와;
    용기의 바닥 영역에 위치하고, 상부 가스 분배기, 상부 가스 분배기로부터 용기의 바닥 쪽으로 떨어져 배치된 하부 가스 분배기, 및 상부 개방 단부와 하부 개방 단부 갖고 길이 방향 축과 수직인 방향으로 연장되는 튜브를 구비한 가스 분배기를 포함하는 슬러리 기포탑 반응기에 있어서,
    상기 튜브는, 상부 가스 분배기가 상기 튜브의 상부 개구부에 가깝게 또는 인접하여 위치하고, 하부 가스 분배기가 상기 튜브의 하부 개구부에 가깝게 위치하여, 사용 시에 하부 가스 분배기에서 나오는 가스가 튜브 안쪽으로 상승하고, 슬러리의 밀도가 감소하여 튜브 안의 슬러리가 상승하도록, 배열된 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  2. 제1항에 있어서,
    상부 가스 분배기가 튜브의 바깥쪽, 튜브의 상단부의 수위 또는 그 아래에 위치하고, 그리고/또는 하부 가스 분배기가 튜브의 하부 개구부의 원주 내에 방사형으로 존재하는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상부 가스 분배기는 하나 이상의 파이프들을 포함하고, 각각의 파이프는 다수의 상부 노즐들을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    하부 가스 분배기는 다수의 하부 노즐들을 갖춘 매니폴드 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  5. 제3항에 있어서,
    상부 또는 하부 가스 분배기는, 일반적으로 원형 또는 부분적으로 원형인 다수의 동심 파이프들을 포함하고, 상기 파이프 각각은 파이프의 길이를 따라 다수의 상부 또는 하부 노즐들을 구비하고,
    상기 동심 파이프들은 튜브형 토로이드 또는 토로이드 섹션일 수 있고,
    상부 또는 하부 노즐들은 모두 하나의 일반적으로 수평인 공통 평면 위에 놓일 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  6. 제3항에 있어서,
    상부 또는 하부 가스 노즐들의 개구부의 직경은 5mm 이상이고,
    상부 또는 하부 노즐들의 개구부들은, 발생하는 가스 분출의 주된 축선이 수평에서 아래쪽으로 90˚ 또는 그 미만의 경사를 갖도록 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상부 가스 분배기는 상부 가스 공급기에 연결되고, 하부 가스 분배기는 하부 가스 공급기에 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  8. 제3항에 있어서,
    노즐의 길이가 L이고 노즐의 직경이 D일 때, 노즐들의 L/D 비율이 1보다 큰 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    길이 방향 축과 수직인 방향에서 볼 때, 상부 가스 분배기의 단면적과 하부 가스 분배기의 단면적의 합은 반응기 단면적의 30% 내지 100%에 상당하고, 하부 가스 분배기의 단면적은 반응기 단면적의 2% 내지 12%에 상당한 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    사용 시에, 하부 가스 분배기는 반응기로 공급되는 가스 흐름의 4% 내지 20%를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    튜브는 원통형이고, 길이 방향의 축과 수직인 방향으로 반응기 내부에 정렬된 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상부 가스 분배기는 튜브의 상단 위 튜브 높이의 20% 지점과 튜브의 중간 지점 사이에 있는 위치에 배치되고,
    하부 가스 분배기는 튜브의 하단 위 3m와 하단 아래 3m 사이의 높이에 배치되는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    용기의 원통형 부분의 아래쪽에서, 용기의 하부는 원통형 벽에서 연장된 곡선형 부분, 곡선형 부분으로부터 연장된 부분적 원뿔형의 부분, 및 곡선형의 기부를 포함하고,
    튜브의 바닥은 상기 부분적 원뿔형(part-conical)의 부분이 상기 곡선형 기부와 만나는 위치에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬러리 기포탑 반응기.
  14. 기상 반응 물질들을 포함하는 화학적 반응을 수행하는 방법으로서,
    상부 및 하부 가스 분배기들을 통하여 제1항 또는 제2항에 따라 반응기에 기상 반응 물질을 공급하는데, 여기서 반응기는 액상 및 고형의 촉매 입자들을 포함하는 슬러리의 용적을 내포하고, 가스 공급으로 발생하는 상승하는 가스 기포들에 의하여 촉매 입자들이 슬러리 내부에 섞인 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    개별적인 노즐 각각을 통하여 흐르는 가스는 15,000kg/ms2 미만의 동압을 가하고,
    하부 공급기에 의하여 튜브 안으로 공급되는 가스로 인하여 튜브 바깥쪽의 슬러리와 튜브 안쪽의 슬러리 사이에 밀도의 차이가 생길 수 있고, 이 차이는 튜브 바깥쪽의 슬러리가 아래로 흘러서 용기의 내벽을 쓸고 지나가게 할 수 있고, 하부 공급기에 의해 가스가 주입되면 튜브를 통해서 상승하게 되는 것을 특징으로 하는 기상 반응 물질들을 포함하는 화학적 반응을 수행하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    반응이 피셔-트롭쉬 합성 반응(Fisher-Tropsch synthesis reaction)이고, 반응 온도는 150℃ 내지 300℃의 범위, 반응 압력은 1bar 내지 100bar의 범위인 것을 특징으로 하는 기상 반응 물질들을 포함하는 화학적 반응을 수행하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    반응 온도가 200℃ 내지 260℃의 범위 안에 있고, 반응 압력이 10bar 내지 50bar의 범위 안에 있는 것을 특징으로 하는 기상 반응 물질들을 포함하는 화학적 반응을 수행하는 방법.
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