KR20140032374A - 개선된 산화 방법 및 반응기 - Google Patents

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Abstract

산화 반응기 내에 존재하는 반응 매체 내의 산소 농도를 증가시키기 위한 방법 및 장치. 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적이 제거되고 또한 가압되고, 그것에 산소가 첨가된다. 다음에 수성 매체의 산소 부화 체적은 낮은 산소 함량을 갖는 수성 매체와의 적절한 혼합을 보장하도록 증가된 압력에서 산화 반응기 내에 재도입된다.

Description

개선된 산화 방법 및 반응기{IMPROVED OXIDATION METHOD AND REACTOR}
본 발명은 수성 반응 매체 내의 산소 농도를 증대시키고 또한 반응 공정의 효율을 개선하기 위해, 기체상 분자 산소를 이용하는 수성 반응 매체 내의 반응물의 산화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
산업상으로, 수성 상(aqueous phase) 산화는 공기, 산소 및 산화 시약(예, 과산화수소)과 같은 다양한 산소 공급원을 이용하여 실행된다. 산업적 규모에서, 공기와 산소를 이용하는 산화는 산화 시약을 이용하는 산화에 비해 극히 저비용의 대체수단이지만, 물에서의 산소의 본질적으로 낮은 용해도로 인해 난제를 초래한다. 물에서의 산소 용해도는 용질, 특히 이온의 농도의 증대와 함께, 뿐만 아니라 온도의 상승과 함께 감소된다. 화학물질의 제조에서 산화 반응이 이용되는 경우, 폐수 및 세정기 유출물은 종종 고농도의 용질을 갖고, 산화는 상승된 반응 온도에서 실행된다. 이들 인자의 양자 모두는 유효 산소 용해도를 감소시킨다.
공기는 기체-액체 산화계를 위한 산소에 비해 저비용의 대체수단으로서 종종 파악되지만, 때때로 공기를 이용하는 산화는 소정의 장치, 산화계 또는 기체-액체 접촉 설비 내에서 충분히 강열하지 않고, 산소가 실행 가능한 대체수단을 제공한다.
오늘날 공정 산업에서 사용되는 다양한 산화 반응기가 있고, 또한 산소의 용해 외에도, 열 전달, 고형물의 현탁, 폭발 한계의 외측의 진공 공간을 유지하는 것을 포함하는 혼합 및 안전성과 같은 많은 다른 공정 요건은 반응기의 유형의 선택에 영향을 미친다. 시설비, 전력 소모, 작업의 복잡성 및 신뢰성 및 유지보수와 같은 경제적 요인도 또한 최적의 존속 가능한 산화 시스템을 결정함에 있어서 중요하다.
기체상 분자 산소를 사용하는 임의의 산화 시스템의 설계 시에 중요한 하나의 고려 사항은 산소의 최적의 사용을 보장하는 것이다.
전형적인 산화 반응기는 교반 탱크 반응기 또는 산소가 저부에서 산포되는 주변 압력하의 컬럼이다. 간단한 기포 컬럼 또는 탱크에서, 산소가 산포되는 경우, 기포는 수성 매체 내에서 상승하고, 일부의 산소 기체는 이 수성 매체 내에 용해되고, 나머지 산소는 이것이 액체 표면의 상면에 도달했을 때 액체 풀로부터 해리된다. 대부분의 선광 및 폐수 산화 시스템의 전형인 탱크 또는 컬럼이 개방되는 경우, 액체 표면으로부터 해리되는 산소는 수성 매체의 증기와 함께 대기로 방출된다.
그러나, 화학물질의 제조를 위해, 산소 부화 흐름이 대기로 방출되는 것을 허용하는 선택은 자주 있는 일이 아니고, 공정 산업은 뚜껑을 구비하는 탱크 및 컬럼을 사용한다. 해리되는 기체상 기포는 탱크의 결감 또는 컬럼의 증기 공간 내에 포집되고, 압축기 또는 블로어(blower)에 의해 스파저(sparger)로 재순환된다. 이것은 산소의 더욱 유효한 사용에도 불구하고 에너지 및 처리 설비의 면에서 상당한 비용을 추가할 수 있다.
기체 산포를 사용하는 교반 탱크 반응기(STR)는 종종 단순한 기포 컬럼이나 비교반식 탱크에 비해 더 우수한 산소 용해를 제공한다. 그러나, STR의 사용은 소형의 산화 체적을 갖는 용도에 제한되고, 극대형 반응기로의 일반적이지 않다. 또한, 더 우수한 사용 효율을 위해 산소 재순환 루프가 필요할 수 있다.
고압 기포 컬럼 및 STR은 산화 및 기체 용해에서 훨씬 뛰어난 성능을 제공하는 경우가 많지만, 이들은 주변 압력 시스템에 비해 비용 면에서 수 배이고, 또한 산소 재순환 루프를 요구할 수 있다. 산화 반응의 속도가 느린 경우, 고압 시스템은 용해된 산소의 더 높은 농도로 인해 반응을 강화하는데 도움이 된다. 일반적으로, 고압 기포 컬럼 및 STR의 사용은 소규모 산화 요건을 갖는 용도에 제한된다.
대형 산화 체적을 위해, 외부 루프를 구비하는 대형 탱크의 산화 시스템이 사용되는 경우가 많다. 이 공정에서의 산소는 주 용기로부터 발출된 수성 매체의 작은 흐름 내에 용해되고, 산소 기체는 정적 혼합 장치 또는 동적 혼합 장치를 사용하여 강력하게 혼합되고, 때때로 심지어 포화되고, 다수의 기포와 함께 주 용기 내로 재도입된다. 외부 루프를 통해 유체를 구동하기 위해 외부 펌프가 사용된다. 일부 시스템에서, 발출된 수성 매체는 별도의 용기 내에서 더 고압의 산소에 노출되고, 산소는 용해되고 또한 더 고압에서 포화되고, 그 후 벌크 액체 내에 역으로 재도입되어 기포를 형성한다. 이들 모든 시스템의 경우, 산소의 사용이나 산소 흡수의 속도를 최대화하는 것을 목적으로 한다.
"M"이 수성 매체 내에 용해되어 분자 산소에 의해 산화되는 산화 반응을 특히 고려할 수 있다. 이것은 다음의 반응으로 표현될 수 있다:
M + x/2 O2 → MOx
주어진 산화계에서, 산소의 용해가 산화 반응에서의 소모에 비해 훨씬 빠른 경우 반응은 매우 느린 것으로서 분류된다.
이와 같은 경우, 수성 상의 벌크 내에 유한 농도의 용해 산소가 존재한다. 용해 산소 농도는 무시할 수 있는 하한 내지 평형 용해도 농도의 상한의 범위이다. 특정의 산화의 속도는 수학적으로 다음과 같이 표현된다:
R = kmn* [M]m * [O2]n
여기서, R은 고유 반응 속도;
kmn은 일반적으로 온도의 함수인 산화 속도 상수이고;
m은 M에 대한 차수;
n은 산소에 대한 차수;
[M]은 산화될 용질의 농도;
[O2]는 용해 산소 농도이다.
배치 반응기 내의 산화될 용질의 농도 [M]은 배치 작동의 개시 시에 극히 높은 농도에서 출발하고, 산화가 진행됨에 따라, [M]은 배치의 종료를 향해 특정 반응 속도를 상당히 떨어뜨리는 저농도에 도달한다.
이 특정 속도는 용해 산소 농도가 소정의 압력에서의 용해도에 도달했을 때 최대화되고, 최대치에 접근하는 특정 속도를 유지하기 위해 높은 수준의 용해 산소가 필요하다. 이와 같은 높은 수준은 과량의 분자 산소 기체와의 접촉에 의해 달성되고, 이 분자 산소 기체는 재순환에 의해 재사용되거나 폐기되어야 하고, 이들 양자 모두는 자본 비용 또는 가동 비용을 추가한다.
특정 산화 속도를 최대화하는 것 외에, 반응은 더 고온에서 실시된다. 일반적으로, 반응 온도가 증가하면 운동 속도 상수 "kmn"가 증가되지만 산소의 용해도 및 용해 산소 농도는 감소된다. 대안적으로, 온도와 함께 압력을 증가시키는 것은 다른 접근법이지만 초대 규모의 제조, 즉 광물질, 광성 또는 저비용 무기 화학물질과 같은 저비용 공급 원료는 경제적으로 매력적이지 않고, 그러므로 저비용의 효율적인 해결책이 필요하다. 본 발명은 높은 산소 사용 효율을 달성할 뿐 아니라 향상된 산소 흡수 속도를 제공하는 개선된 산화 공정 및 장치를 제공함으로써 이와 같은 요구에 대처한다.
본 발명의 제 1 실시형태에서, 산화 반응기 내의 물질을 산화시키기 위한 방법이 제공되고, 산화 반응기는 외부 순환 루프를 포함하고, 상기 외부 순환 루프는 외부 순환 루프 내의 압력을 증가시키기 위한 수단을 갖는, 상기 산화 반응기 내의 물질 산화 방법에 있어서,
산화 반응기 내의 산소 농도를 측정하는 단계;
산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 발출하고, 체적 내의 산소 농도를 측정하는 단계;
원하는 산소 농도를 달성하기 위해 체적 내에 산소를 공급하는 단계;
체적의 유동에 높은 배압(back pressure)을 제공하도록 체적을 상승된 압력으로 산화 반응기 내에 그리고 벤투리 장치를 통해 액체 분배기에 다시 공급하는 단계; 및
산화 반응기 내에서 순환 패턴을 형성함으로써 보다 높은 산소 농도가 산화 반응기의 저부에서 수성 매체 내에 유지되는 단계를 포함한다.
체적에 첨가되는 산소의 양은 산소의 용해를 보장하도록 제어된다. 체적에 첨가되는 산소의 양은 또한 산화 반응기로부터 배출되는 산소의 유량에 의해 결정된다. 대안적으로, 체적에 첨가되는 산소의 양은 산화 반응기 내에서 용해된 산소 농도에 의해 결정된다. 그러나, 체적에 첨가되는 산소의 양은 산화 반응기 내에서 자유 기포의 형성을 억제하도록 제어된다.
체적이 첨가되는 산화 반응기 내의 깊이는 수성 매체 내로 산소 기체의 탈기를 최소화하는 것을 도울 수 있는 깊이이다.
산화 반응기 내로의 체적의 공급은 산화 반응기의 내용물을 교반시키고, 그 결과 수성 매체 내에서 고형물을 현탁시키고, 그 내용물 내의 열전달을 향상시킨다.
본 발명은 산화 반응기 내의 산소 농도를 증가시키기 위한 방법을 더 포함하고, 이 방법은:
a) 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 발출하고, 발출된 수성 매체의 압력을 상승시키는 단계;
b) 수성 매체의 상기 체적에 산소를 공급하고, 거의 모든 기체 산소를 실질적으로 용해시키는 단계;
c) 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기에 다시 공급하는 단계; 및
d) 상기 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기 내의 수성 매체의 벌크 내로 혼합하는 단계를 포함한다.
대안적으로, 본 발명은 산화 반응기 내의 반응물의 산화를 증진시키기 위한 방법에 있어서,
a) 상기 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 발출하고, 발출된 수성 매체의 압력을 상승시키는 단계;
는 단계;
b) 상기 수성 매체의 체적에 산소를 공급하고, 거의 모든 기체상 산소를 실질적으로 용해시키는 단계;
c) 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기에 다시 공급하는 단계; 및
d) 상기 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기 내의 수성 매체의 벌크 내로 혼합하는 단계를 포함한다.
산소는 상승된 압력(0 내지 20 barg의 범위)으로 수성 매체의 발출된 체적에 공급되고, 산화 반응기는 약 대기 압력으로 유지된다. 시설내의 산소 발생기 또는 벌크 액체 산소 탱크 또는 산소 실린더와 같은 임의의 공급원으로부터 발출될 수 있다. 펌프는 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 제거하고 이것을 더 고압으로 승압하기 위해 사용될 수 있다. 기체 확산기 또는 스파저, 정적 혼합기 또는 벤투리 장치 또는 이들의 조합과 같은 산소 용해 장치를 이용하여 산소를 공급함으로써 더 높은 압력에서 포화될 수 있다.
산소 부화된 수성 매체의 체적은 하나 이상의 노즐 또는 압력 에너지를 운동 에너지로 변환할 수 있는 집속관(converging pipes)을 통해 고속으로 산화 반응기 내에 도입된다. 이 도입은 전형적으로 용해 산소의 탈기화를 최소화하거나 방지하도록 높은 정수두(hydrostatic head)를 형성하는, 그리고 산화 반응기 내에 이미 존재하는 수성 매체의 벌크와의 혼합을 제공하는 깊이에서 수행된다. 수성 매체의 발출 체적 내의 산소의 양은 상승된 압력에서 포화에 근접할 수 있고, 일반적으로 산화 반응기 내에 존재하는 수성 매체보다 높은 농도를 갖는다. 수성 매체의 체적의 발출은 또한 산화 반응기 내의 반응이 진행됨에 따라 주기적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 본 발명은 산화 반응기 내에서 유기 물질을 산화시키기 위한 방법을 포함하고, 이 산화 반응기는 외부 루프 내의 압력을 증가시키기 위한 수단을 갖는 외부 순환 루프를 더 포함하고, 방법은:
a) 산화 반응기 내의 산소 농도를 측정하는 단계;
b) 산화 반응기로부터 유기 매체의 체적을 발출하고, 체적 내의 산소 농도를 측정하는 단계;
c) 원하는 산소 농도를 달성하기 위해 체적 내에 산소를 공급하는 단계;
d) 체적의 유동에 높은 배압을 제공하기 위해 체적을 상승된 압력으로 그리고 벤투리 장치를 통해 다시 산화 반응기 내에 공급하는 단계; 및
e) 산화 반응기 내에서 순환 패턴을 형성함으로써 더 높은 산소 농도가 산화 반응기의 저부에서 유기 매체 내에 유지되는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 산화 반응기; 산화 반응기로부터 수성 매체를 발출하기 위한 수단; 상승된 압력으로 수성 매체에 산소를 공급하기 위한 수단; 및 수성 매체를 산화 반응기 내로 다시 도입하기 위한 수단을 포함한다.
산화 반응기로부터 수성 매체를 발출하기 위한 수단은 펌프를 포함한다. 더 고농도의 산소를 갖는 수성 매체를 다시 산화 반응기 내로 도입하기 위한 수단은 한 세트의 노즐 또는 액체 유도 노즐을 포함한다. 수성 매체에 산소를 공급하기 위한 속도는 프로그램가능 논리 제어기에 의해 제어된다.
본 발명의 방법은 반응 용기로부터 수성 매체의 측정된 체적을 발출하는 단계, 상승된 압력으로 분자 산소를 발출된 체적에 가하고 용해시키는 단계, 및 용해된 산소 부화 매체를 다시 주변 압력에 유지되는 용기 내에 재도입하는 단계를 포함한다. 이 산소 부화 체적은, 산화 반응 용기 내의 수성 매체의 벌크와 산소 부화된 수성 매체의 철저한 혼합을 유발시키도록 한 세트의 노즐에 의해 제공되는 운동 에너지와 같은 높은 운동 에너지를 갖는 원하는 깊이에서 산화 반응 용기 내에 재도입된다. 산소 부화된 수성 매체의 혼합은 현탁된 고형물을 위한 혼합, 열 구배의 감소, 열 전달의 향상 및 액체상 벌크 내의 산소 기포 형성의 억제를 유발하도록 수행된다. 산소 부화된 수성 매체의 포화의 양은 산화 반응 용기 내의 벌크 액체상 내에서 기체상 기포의 형성을 방지하도록 주의 깊게 제어되고, 그러므로 모든 산소는 균질의 액체 반응 또는 고체-액체 반응을 위해 액체상 내에서 이용할 수 있는 용해된 상태로 유지된다.
더욱이, 산소 부화된 매체는 하나 이상의 대칭상으로 설치되는 노즐에 의해 도입되어 순환 패턴을 유발할 수 있고, 노즐이 없다면 순환 패턴은 교반에 의해 얻어진다. 그러므로, 교반기가 없는 탱크도 산화 반응기로서 사용될 수 있다. 임의의 산화 반응기 내의 온도 제어는 그 작동에 중요한 요인이다. 수성 매체는 가열될 수 있고, 또는 열이 외부 루프 내에서 또는 열 전달 표면 또는 반응기 벽에 부착되는 자켓 또는 림핏 코일(limpet coil)을 통해 열 전달 유체를 순환시키는 것과 같은 반응기를 냉각 및 가열하는데 사용되는 하나 이상의 전통적인 방법을 통해 제거될 수 있다.
본 발명은 용해된 산소의 손실 및 대기압 반응 용기 내에서 기체상 기포의 형성을 최소화하는 한편 열을 제거하거나 추가함으로써 용기의 내용물을 원하는 온도에 유지하고, 그 결과 산화 반응 용기 내에 존재하는 반응물 성분의 산화를 개선하는 것을 제공한다. 이 방법은 물질 전달, 운동량 전달, 열 전달, 기구류를 사용하는 혼합 기법 및 경제적으로 유리하고, 본질적으로 안전하고, 신뢰할 수 있고, 안정된 산화 시스템을 위한 제어의 사용을 개선한다.
도 1은 본 발명의 산화 반응기 시스템의 개략도.
도면으로 돌아가서, 본 발명에 따른 산화 반응기가 도시되어 있다. 산화 반응기(10)는 화학물질, 의약품, 정밀 화학물질, 등의 제조를 위해 필요한 반응물을 포함하는 전형적으로 수성 매체인 반응 매체 액체를 포함한다. 공간 결감(결감; 2)는 산환 반응기의 전체 크기 및 그 내부에 제공되는 수성 매체의 양에 따라 다양한 체적이 될 수 있다. 본 발명은 또한 뚜껑을 구비하는, 즉 덮개로 덮인 결감 그러나 대기압 근처에 유지되는 반응기에 적용된다. 산화 반응기(10)는 교반기(B)를 구비하거나 구비하지 않을 수 있다. 교반기가 제공되는 경우, 교반기는 반응성 성분을 혼합하기 위한 일차 수단으로서 사용될 것이다. 계량기(A)는 수성 매체 내의 산소 농도를 측정하기 위해 라인(1)을 통해 산화 반응기(10)에 유체 연결된다.
산소 공급부는 라인(4)을 통해 펌프(E)에 연결되고, 이 펌프(E)는 라인(5)를 통해 산화 반응기(10) 내에 존재하는 수성 매체의 일부를 제거하도록 작동된다. 전형적으로 수성 매체인 이 수성 매체는 일정 수준의 산소를 포함하지만, 전형적으로 포화되지 않은 산소량이다. 펌프(E)는 이 수성 매체를 벤투리(F)에 이송하지만, 수성 매체가 벤투리에 도착하기 전에 산소는 상승된 압력으로 라인(6)을 통해 수성 매체 내에 공급된다. 이것에 의해 라인(6)을 통해 벤투리(F)에 공급되는 수성 매체 내에 존재하는 산소 농도가, 실제로는 상승된 압력에서 포화되지 않더라도 근접하는 양까지 증가한다. 프로그램가능 논리 제어기(PLC)(D)는 산소 공급부(4)에 연결되고, 수성 매체 내의 원하는 산소의 양에 기초하여 라인(6)에서 수성 매체 내에 공급될 산소량을 결정한다.
산소 부화된 수성 매체는 벤투리(F)를 통해 고압(0 내지 20 Barg)으로 라인(7)을 통해 산화 반응기(10) 내에 공급된다. 라인(7)의 단부에 설치되는 노즐(들)은 가압된 액체 매체를 반응기(10) 내에 깊은 곳에서 액체 분배기(C)에 도입한다. 노즐(들)은 압력 에너지를 운동 에너지로 변환시키고, 이 운동 에너지는 산화 반응기(10) 내에 이미 존재하는 산소 비포화된 수성 매체의 잔부 내로 산소 부화된 수성 매체를 순환시킨다. 산화 반응기 내로 포화된 매체의 이 재도입을 수행함으로써, 산소 과포화가 방지되고, 반응 목적을 위한 산소의 정량의 산소가 산화 반응기(10) 내에 제어 가능하게 공급될 수 있다.
다른 실시형태에서, 산소는 라인(6) 내에서 도입되지 않고, 벤투리의 스로트에서 도입되고, 이것에 의해 산소의 포화가 벤투리 및 벤투리의 하류의 라인(7)에서 발생한다.
다른 추가의 실시형태에서, 하나 이상의 액체 유도 노즐이 라인(7)의 단부에서 사용된다. 이들 노즐은 노즐의 인접부로부터 불포화된 수성 매체를 유도하고, 이 노즐은 노즐의 인접부로부터 불포화된 수성 매체 및 노즐로부터 배출되는 높은 운동 속도를 이용하여 완전 산소 포화에 근접하는 혼합된 흐름을 유도한다. 노즐로부터 배출되는 흐름의 운동량은 산화 반응기 내의 더 우수한 반응 및 온도 제어를 위해 교반 및 혼합을 제공한다.
또 다른 실시형태에서, 반응 매체는 유기 용매이고, 유기 용매 내의 유기물의 산화를 위해 산소가 사용된다. 수성 매체를 위해 설명된 방법 및 장치는 반응 매체가 유기질이고 및/또는 반응물이 유기질인 경우에 적용될 수 있다.
본 발명에 기재된 방법과 같이, 산화 반응기 내의 산소의 기포를 억제 또는 최소화하는 것 및 산소를 용해된 상태로 유지하는 것은 폭발의 위험에 관하여 반응기의 결감 내에 더욱 안전한 조건을 제공한다.
또 하나의 추가의 실시형태인 유기물의 산화에서, 용매는 없고, 반응물 자체가 산소를 용해한다.
본 발명은 그 특정 실시형태에 관하여 설명되었으나, 본 발명의 수많은 다른 형태 및 개조가 본 기술분야의 전문가에게 명백할 것이 분명하다. 본 발명에서 첨부된 청구항은 일반적으로 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 이와 같은 명백한 형태 및 개조의 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (33)

  1. 산화 반응기 내의 물질을 산화시키기 위한 방법으로서, 상기 산화 반응기는 상기 외부 순환 루프를 포함하고, 상기 외부 순환 루프는 상기 외부 순환 루프 내의 압력을 증가시키기 위한 수단을 갖는, 상기 산화 반응기 내의 물질 산화 방법에 있어서,
    a) 상기 산화 반응기 내의 산소 농도를 측정하는 단계와,
    b) 상기 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 발출하고, 상기 체적 내의 산소 농도를 측정하는 단계와,
    c) 원하는 산소 농도를 달성하기 위해 상기 체적 내에 산소를 공급하는 단계와,
    d) 상기 체적을 상승된 압력으로 상기 산화 반응기 내에 그리고 벤투리 장치를 통해 액체 분배기에 다시 공급하는 단계와,
    e) 상기 산화 반응기 내에서 순환 패턴을 형성함으로써 보다 높은 산소 농도가 상기 산화 반응기의 저부에서 수성 매체 내에 유지되는 단계를 포함하는
    산화 반응기 내의 물질 산화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적에 첨가되는 산소의 양은 상기 산소의 용해를 보장하도록 제어되는
    산화 반응기 내의 물질 산화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적에 첨가되는 산소의 양은 상기 산화 반응기로부터 배출되는 산소의 유량 및 상기 산화 반응기 내에서 용해된 산소 농도로 구성되는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 결정되는
    산화 반응기 내의 물질 산화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적에 첨가되는 산소의 양은 상기 산화 반응기 내에서의 자유 기포의 형성을 억제하도록 제어되는
    산화 반응기 내의 물질 산화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 체적이 상기 액체 분배기에 첨가되는 위치의 깊이는 상기 체적의 유동에 높은 배압(back pressure)을 제공하기에 충분한
    산화 반응기 내의 물질 산화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 산화 반응기 내로의 상기 체적의 공급은 상기 산화 반응기의 내용물을 교반시키고, 그 결과 고형물을 현탁시키고, 상기 산화 반응기 내에서 열전달을 향상시키는
    산화 반응기 내의 물질 산화 방법.
  7. 산화 반응기 내의 산소 농도를 증가시키기 위한 방법에 있어서,
    a) 상기 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 발출하는 단계와,
    b) 상기 수성 매체의 체적에 산소를 공급하는 단계와,
    c) 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기에 다시 공급하는 단계와,
    d) 상기 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기 내의 수성 매체 내로 혼합하는 단계를 포함하는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 산소는 상승된 압력으로 공급되는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 산화 반응기는 대기 압력으로 유지되는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 체적은 벤투리 장치를 통해 상기 산화 반응기 내로 도입되는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 체적은 상기 수성 매체와의 혼합을 제공하는 깊이로 도입되는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 체적은 산소 포화에 근접하는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 압력을 증가시키기 위해 펌프가 사용되는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 수성 매체의 체적의 발출은 주기적 방식으로 수행되는
    산화 반응기 내의 산소 농도 증가 방법.
  15. 산화 반응기 내의 반응물의 산화를 증진시키기 위한 방법에 있어서,
    a) 상기 산화 반응기로부터 수성 매체의 체적을 발출하는 단계와,
    b) 상기 수성 매체의 체적에 산소를 공급하는 단계와,
    c) 상기 산화 반응기에 산소 부화된 수성 매체의 체적을 다시 공급하는 단계와,
    d) 상기 산소 부화된 수성 매체의 체적을 상기 산화 반응기 내의 수성 매체 내로 혼합하는 단계를 포함하는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 산소는 상승된 압력으로 공급되는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 산화 반응기는 대기 압력으로 유지되는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 체적은 상기 벤투리 장치를 통해 상기 산화 반응기 내에 도입되는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 체적은 상기 수성 매체와의 혼합을 제공하는 깊이로 도입되는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 체적은 산소 포화에 근접하는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 산소 부화된 수성 매체의 압력을 증가시키기 위해 펌프가 사용되는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 수성 매체의 체적의 발출은 주기적 방식으로 수행되는
    산화 반응기 내의 반응물 산화 증진 방법.
  23. 산화 반응기 내의 유기 물질을 산화시키기 위한 방법으로서, 상기 산화 반응기는 상기 외부 순환 루프를 포함하고, 상기 외부 순환 루프는 상기 외부 순환 루프 내의 압력을 증가시키기 위한 수단을 갖는, 상기 산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법에 있어서,
    a) 상기 산화 반응기 내의 산소 농도를 측정하는 단계와,
    b) 상기 산화 반응기로부터 유기 매체의 체적을 발출하고, 상기 체적 내의 산소 농도를 측정하는 단계와,
    c) 원하는 산소 농도를 달성하기 위해 상기 체적 내에 산소를 공급하는 단계와,
    d) 상기 체적을 상승된 압력으로 상기 산화 반응기 내에 그리고 벤투리 장치를 통해 액체 분배기에 다시 공급하는 단계와,
    e) 상기 산화 반응기 내에서 순환 패턴을 형성함으로써 보다 높은 산소 농도가 상기 산화 반응기의 저부에서 유기 매체 내에 유지되는 단계를 포함하는
    산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 체적에 첨가되는 산소의 양은 상기 산소의 용해를 보장하도록 제어되는
    산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 체적에 첨가되는 산소의 양은 상기 산화 반응기로부터 배출되는 산소의 유량 및 상기 산화 반응기 내에서 용해된 산소 농도로 구성되는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 결정되는
    산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 체적에 첨가되는 산소의 양은 상기 산화 반응기 내에서의 자유 기포의 형성을 억제하도록 제어되는
    산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 체적이 상기 액체 분배기에 첨가되는 위치의 깊이는 상기 체적의 유동에 높은 배압을 제공하기에 충분한
    산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 산화 반응기 내로의 상기 체적의 공급은 상기 산화 반응기의 내용물을 교반시키고, 그 결과 고형물을 현탁시키고, 상기 산화 반응기 내에서 열전달을 향상시키는
    산화 반응기 내의 유기 물질 산화 방법.
  29. 산화 반응기와, 상기 산화 반응기로부터 수성 매체를 발출하기 위한 수단과,상기 수성 매체에 산소를 공급하기 위한 수단과, 상기 수성 매체를 상기 산화 반응기 내로 다시 도입하기 위한 수단을 포함하는
    장치.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 산화 반응기로부터 수성 매체를 발출하기 위한 수단은 펌프를 포함하는
    장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 수성 매체를 상기 산화 반응기 내로 다시 도입하는 수단은 벤투리 장치를 포함하는
    장치.
  32. 제 29 항에 있어서,
    상기 수성 매체에 산소를 공급하기 위한 속도는 프로그램가능 논리 제어기에 의해 제어되는
    장치.
  33. 제 29 항에 있어서,
    상기 수성 매체를 상기 산화 반응기 내로 다시 도입하기 위한 수단은 액체 유도 노즐을 포함하는
    장치.
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