(57)【要約】【課題】合成ガスを用いてフィッシャー・トロプシュ触媒床で炭化水素、オレフィン、酸素化物などを製造するが、外部に排出されるスラリーから触媒粒子を容易に分離させるようにした、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置を提供する。【解決手段】本発明による合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置は、反応器の内部には触媒の凝集現象により大きくなった粒子を分離するための内部フィルターシステムを設置し、外部には分離装置を別途に配置することにより、スラリー相でＦ−Ｔ合成に適切な大きさの粒子のみ再循環させ、また、スラリー相反応器で微細な触媒粒子や運転中に発生した壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集するようになった触媒を効果的に排出及び処理できることを特徴とする。【選択図】図１
2013543018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ガスをフィッシャー・トロプシュ触媒床で反応させるための反応器Ｒと、この反応器Ｒ内の下端側に設置され、合成ガスを分散させる合成ガス分配器Ｄと、を含む反応装置であって、
前記反応器Ｒの内部でその下端に設置される内部フィルターＦ０と、
反応器Ｒの底側に形成された下部排出口Ｂに連結され、触媒塊を含むスラリーを濾過または分離させるための下部分離装置Ｆ１と、
反応器Ｒの上部側の所定位置に形成された上部排出口Ａに連結され、微細な触媒が混ざっているスラリーを濾過または分離させるための上部分離装置Ｆ２と、
反応器Ｒ内で発生された未反応ガスを排出させるためのガス排出手段と、
上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２で濾過された触媒を再循環または排出させるための再循環排出手段と、
を含んで構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項２】
前記内部フィルターＦ０は、
反応器Ｒ内の合成ガス分配器Ｄの上部または下部に位置し、凹状の容器のような構造であり、選択的にその底の中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された形態であり、反応器Ｒの内壁に支持台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を媒介として固定されるボディ部Ｐｔ１で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項３】
前記内部フィルターＦ０は、ボディ部Ｐｔ１の誘導口Ｈｏの上部または下部から離隔配列され、誘導口Ｈｏよりも大きな面積を有し、ボディ部Ｐｔ１と支持台Ｓ４を媒介として連結される蓋Ｐｔ２をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項４】
前記内部フィルターＦ０は、
反応器Ｒ内の合成ガス分配器Ｄの上部または下部に位置し、選択的に中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された平らな構造であり、支持台Ｓ１を媒介として反応器Ｒの壁面に一体に連結されるボディ部Ｐｔ１で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項５】
前記内部フィルターＦ０は、ボディ部Ｐｔ１の誘導口Ｈｏの上部または下部から離隔配列され、誘導口Ｈｏよりも大きな面積を有し、ボディ部Ｐｔ１と支持台Ｓ４を媒介として連結される蓋Ｐｔ２をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項６】
前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１の外径と、反応器Ｒの内壁との間の空間は、反応器の半径の３０％内の空間を持つようにしたスラリー排出空間Ｅｘとして形成されることを特徴とする請求項２または４に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項７】
前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２の孔隙率はそれぞれ３０％以上であり、気孔サイズはそれぞれ１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２または４に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項８】
前記内部フィルターＦ０は、反応器Ｒ内で合成ガス分配器Ｄを全体的にカバーするように、その下端が反応器Ｒの底に一体に連結される矩形のボックス形態に製作されるか、矩形のボックス形態の上面が上側に凸状の断面構造として製作される場合、内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項９】
前記下部分離装置Ｆ１は、気孔サイズが３００μｍ以下の濾過フィルターとして採択されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１０】
前記下部分離装置Ｆ１は、直列に連結される複数の濾過フィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．、Ｆ１（ｎ）として採択され、各濾過フィルターの気孔サイズを順次減らし、最後に配列されたフィルターの気孔サイズを３００μｍ以下にすることを特徴とする請求項１または９に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１１】
直列に連結された複数の各濾過フィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．、Ｆ１（ｎ）は、複数個が並列に連結されたものとして採択されることを特徴とする請求項１０に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１２】
前記上部分離装置Ｆ２は、気孔サイズは１０μｍ以下の濾過フィルターとして採択されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１３】
前記上部分離装置Ｆ２は、直列に連結される複数の濾過フィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．、Ｆ２（ｎ）として採択され、各濾過フィルターの気孔サイズを順次減らし、最後に配列されたフィルターの気孔サイズを１０μｍ以下にすることを特徴とする請求項１または１２に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１４】
直列に連結された複数の各濾過フィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．、Ｆ２（ｎ）は、複数個が並列に連結されたものとして採択されることを特徴とする請求項１３に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１５】
前記上部分離装置Ｆ２及び下部分離装置Ｆ１は、触媒粒子を分離する濾過器、遠心分離機、磁気分離器、ハイドロサイクロン、蒸留器、蒸発器から選択された何れか１あるいは２種類以上の組合せとして採択されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１６】
前記ガス排出手段は、
反応器Ｒの上部排出口Ａと上部分離装置Ｆ２との間に設置され、未反応ガスを外部に排出させる上部脱気器Ｖ２と、反応器Ｒの下部排出口Ｂと下部分離装置Ｆ１との間に設置され、未反応ガスを外部に排出させる下部脱気器Ｖ１と、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１７】
前記再循環排出手段は、
上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２で濾過された触媒粒子を貯蔵した後、反応器Ｒに搬送する容器Ｖ３と、
上部分離装置Ｆ２と容器Ｖ３との間に連結され、濾過されていない保有液の一部は容器Ｖ３に搬送し、残り一部は外部に排出させるための保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と、
下部分離装置Ｆ１と容器Ｖ３との間に連結され、濾過された濾過液を容器Ｖ３に搬送するための濾過液排出ライン５（１）、５（２）、５（ｎ）と、
上部分離装置Ｆ２で濾過された濾過液を後続工程に進行するために上部分離装置Ｆ２から延長される濾過液排出ライン１０、１０（１）、１０（２）、．．．、１０（ｎ）と、
下部分離装置Ｆ１で濾過されていない保有液の一部を反応器に再循環させるか、残り一部を外部に排出させるために下部分離装置Ｆ１から延長される保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１８】
前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ分離した液状の炭化水素溶液を注入する外部注入ライン２０、２１が連結されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置に関するもので、より詳細には、合成ガスを用いてフィッシャー・トロプシュ触媒床で炭化水素、オレフィン、酸素化物（ｏｘｙｇｅｎａｔｅ）などを製造するが、外部に排出されるスラリーから触媒粒子を容易に分離できるようにした合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９２３年ドイツの化学者フィッシャー（Ｆｉｓｃｈｅｒ）とトロプシュ（Ｔｒｏｐｓｃｈ）により開発されたＦ−Ｔ合成法により、石炭、天然ガス、バイオマスなどから合成ガスを経て液体炭化水素を製造することができた。石炭から製造する工程を石炭液化油（Ｃｏａｌ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ（ＣＴＬ））工程、天然ガスから製造する工程をガス液化油（Ｇａｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ（ＧＴＬ））工程、バイオマスから製造する工程をバイオマス液化油（（ＢＴＬ）Ｂｉｏｍａｓｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ）工程といい、最近、類似の工程を通称してＸＴＬ工程と呼ぶ。
【０００３】
これら工程は、先ず、それぞれの原料物質（石炭、天然ガス、バイオマスなど）をガス化、改質（ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）などの方法を用いて合成ガスに転換させる。液体燃料を製造するためにＸＴＬ工程に適する合成ガス組成は下式のように水素と一酸化炭素の比が約２程度であることが良い。
【０００４】
ＣＯ＋２Ｈ2＋−［ＣＨ2］-n→−［ＣＨ2］-n+1＋Ｈ2Ｏ
【０００５】
ＣＯ、Ｈ２、−［ＣＨ2］-n、Ｈ2Ｏは、それぞれ一酸化炭素、水素、鎖長ｎの炭化水素（炭素数ｎ）、そして水である。しかし、水素の比率が高くなると、メタンの選択度が高まってＣ５＋（炭素数５以上の炭化水素）の選択度が相対的に低下するため不適切である。上述した形態の直鎖を有する炭化水素だけでなく、オレフィン、酸素化物（アルコール、アルデヒド、ケトンなどの酸素原子を含む分子）なども副産物として生成される。
【０００６】
ＸＴＬ工程の主目的の１つは液体燃料の製造であるため、コバルト系の触媒、合成ガスの比率、温度、圧力などを最適化して線形炭化水素、特にＣ５＋の線形炭化水素を高選択度で製造することが最近の傾向である。コバルト系の触媒の他、最も多く使われる触媒は鉄系の触媒がある。鉄系の触媒は、初期に主に用いられたが、コバルト系の触媒に比べて安く、高温でのメタンの選択度が低く、炭化水素中のオレフィンの選択度が高く、製品は液体燃料以外にオレフィン系がたくさん生成される。これに比べてコバルト系触媒は液体燃料を主に生成し、二酸化炭素の生成が低く、寿命が長い。しかし、鉄に比べて非常に高価で、高温でのメタンの選択度が高くなるため、相対的に低温でのみ使用できる。さらに、高価なコバルトを用いるため、少量を支持体の表面によく分散させて使用しなければならない。支持体としてはアルミナ、シリカ、チタニアなどを用い、助触媒としてはＲｕ、ｐｔ、Ｒｅなどの貴金属を用いて性能を向上させる。
【０００７】
現在、開発されている反応器の形態は、多管式固定層反応器（ｔｕｂｕｌａｒ ｆｉｘｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）、流動層反応器（ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）、スラリー相反応器（ｓｌｕｒｒｙ ｐｈａｓｅ ｒｅａｃｔｏｒ）などに分けられ、流動層反応器には循環流動層反応器（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）と固定流動層反応器（Ｆｉｘｅｄ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）が代表的である。反応器の形態によって反応特性と生成物の分布が変わるので、目標とする最終生成物に応じて適切に選択しなければならない。
【０００８】
商用化の例を参照すると、上記反応器において、流動層反応器は主に高温で運転され、最終生成物の主成分はガソリンと硬質オレフィンである。多管式固定層反応器とスラリー相反応器は主にディーゼル、潤滑油基油、ワックスなどの生産に適しており、低温Ｆ−Ｔ工程が商業的に運転されている。低温Ｆ−Ｔ工程では６０％以上がディーゼルよりも高沸点である炭化水素が生成されるため、水素化分解（ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ）などの後続工程でディーゼルをさらに製造し、脱ろう（ｄｅｗａｘｉｎｇ）工程によりワックス成分は高品質の潤滑油基油に転換して使用する。低温Ｆ−Ｔ反応に代表的である固定層とスラリー相反応器を比較すると、スラリー相反応器が次のような長所を持っている。
【０００９】
−装置費及び建設費が安い。
【００１０】
−熱及び物質伝達効率が大きい。
【００１１】
−軸方向の圧力降下が小さい。
【００１２】
−生産性（反応器体積当たり生産量）が高い。
【００１３】
−触媒投入が容易で、運転中にも追加投入と排出が可能である。
【００１４】
このような長所から、スラリー相反応器が好適に使用されているが、生成物が触媒粒子と混合されてスラリー相として得られるため、触媒粒子と液状炭化水素を効果的に分離できる方法が要求される。触媒粒子を分離する方法として代表的に濾過法（ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、遠心分離法（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ）、磁場分離法（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）、ハイドロサイクロン（ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ）を用いた分離法などが広く知られている。
【００１５】
前記濾過法を説明すると、濾過装置の設置位置によって内部、外部濾過装置などに分けえられることもある。特許文献１と特許文献２にはスラリー相反応器内に濾過装置を設置した例があり、特許文献３には内部に設置した濾過装置を除去できるように考案した例があり、特許文献４には反応器の外部に濾過装置を設置してフィルターケーキを調節することにより濾過性能を向上させる例がある。また、高価の装備であるが、鉄触媒に対する分離性能に優れた磁場分離法も前々から試みられている（非特許文献１）。特許文献５と特許文献６にはスラリーから触媒を分離する場合に遠心分離機を適用してもよいと記載されており、その他、多くの特許と文献で多様な方法の触媒分離法が報告されている。このように多様な触媒粒子分離方法が掲示されているが、微細な触媒粒子やスラリーの反応中に壊れた触媒粒子は、微細なフィルターの目詰まりを引き起こして濾過法だけで触媒を分離することは限界がある。さらに、遠心分離機は回転装置を運転しなければならない負担があり、沈殿法（ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ）は時間がたくさんかかる問題がある。磁場分離法は効果的な方法であるが、非常に高価で、適用可能な触媒は鉄触媒に制限されている。
【００１６】
前記触媒粒子分離方法において、見過ごしてはいけない問題は触媒の目詰まり（ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｌｏｇｇｉｎｇ）現象である。これは微細な触媒粒子や反応中に壊れた小さい粒子が液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集する現象をいう。
【００１７】
このような触媒凝集現象のために多様な試みと研究が報告されたが、特許文献７によれば、このような凝集現象は高沸点アルコールを添加することによりかなり解消でき、これは触媒の長期間の運転安定性と長寿命化にも結構役に立つものであると記載されている。そして、特許文献８によれば、２０μｍ未満の微細な触媒粒子を反応器に注入する場合、液状炭化水素との接触により凝集現象が発生して反応器内によく分散できない問題を発見し、酸性でない、液状の極性酸素化物であるアルコール、ケトン、エステル、エーテル、またはこれらの混合物を添加することにより工程性能を向上させた。
【００１８】
上記方法のように添加物をさらに入れて目詰まりを抑制する方法は予防という性格が強くて根本的な解決に役に立つが、長期間の運転による触媒疲労度の累積による触媒の損傷や触媒をさらに注入する時に一定部分注入するようになる微細な触媒粒子を全く凝集しないようにすることは不可能であり、また、化合物を工程中にさらに注入することによる費用増加とその他の問題を考慮しなければならず、高沸点アルコールや極性酸素化物を製造工程中に発生した副産物に替えるとしても微量の化合物の分離及び精製にかかる費用が高いという問題がある。
【００１９】
したがって、必然的に発生する触媒凝集現象を排除できる新たな反応器及び分離工程が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国登録特許６４６２０９８
【特許文献２】米国登録特許７０９８２５１
【特許文献３】米国登録特許７００８９６６
【特許文献４】米国登録特許６９２９７５４
【特許文献５】米国登録特許４９１９７９２
【特許文献６】米国登録特許６９７４８４２
【特許文献７】大韓民国公開特許第２０１０−００３４９７０号
【特許文献８】米国登録特許５９７７１９２
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Ｅｎｅｒｇｙ ＆ Ｆｕｅｌｓ、Ｖｏｌ．１０、Ｎｏ．５、１９９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上記のような従来のスラリー相反応器及びこれを用いた触媒分離法により触媒の凝集現象を解決しようと研究された結果であって、反応器の内部には触媒の凝集現象により大きくなった粒子を分離するための内部フィルターシステムを設置し、外部には分離装置を別途に配置することにより、スラリー相でＦ−Ｔ合成に適切な大きさの粒子のみ再循環させ、また、スラリー相反応器で微細な触媒粒子や運転中に発生した壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集するようになった触媒を効果的に排出及び処理できる、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記目的を達成するための本発明は、合成ガスをフィッシャー・トロプシュ触媒床で反応させるための反応器と、この反応器内の下端側に設置され、合成ガスを分散させる合成ガス分配器と、を含む反応装置であって、前記反応器の内部でその下端に設置され、合成ガス分配器を全体的にまたは部分的に囲む内部フィルターと、反応器の底側に形成された下部排出口に連結され、触媒塊を含むスラリーを濾過または分離させるための下部分離装置と、反応器の上部側の所定位置に形成された上部排出口に連結され、微細な触媒が混ざっているスラリーを濾過または分離させるための上部分離装置と、反応器内で発生された未反応ガスを排出させるためのガス排出手段と、上部及び下部分離装置で濾過された触媒を再循環または排出させるための再循環排出手段と、を含んで構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置を提供する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、次のような効果を提供する。
【００２５】
本発明によれば、反応器の内部に触媒の凝集現象により大きくなった粒子を分離するための内部フィルターを設置し、外部には別途の分離装置を配置することにより、スラリー相でＦ−Ｔ合成に適切な大きさの粒子のみ反応器で再循環させ、内部で発生する触媒粒子の凝集現象を解決することにより、さらに安定的にＸＴＬ（ＣＴＬ、ＧＴＬ、ＢＴＬなど）技術開発及び製品生産を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例によるスラリー相反応器Ｒ１内に内部フィルターＦ０と外部分離装置Ｆ１、Ｆ２が設置された状態を示す図面である。
【図２】本発明によるスラリー相反応器内で気泡（ｇａｓ ｂｕｂｂｌｅ）とスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）の速度に関するコンピューターシミュレーションの結果を示す図面である。
【図３】本発明の第１実施例による反応器内の流体の流れを反応器と共に図式的に示す図面である。
【図４】本発明の第１実施例による反応器内の内部フィルターをそれぞれの側面視と上面視の構造として示す図面である。
【図５】本発明の第２実施例による反応器であって、図１に示した第１実施例と比較して合成ガス分配器の方向が逆である点を除いては同じ構成を示す図面である。
【図６】本発明の第３実施例による反応器であって、外部分離装置における上部分離装置を直列に複数連結した例を示す図面である。
【図７】本発明の第４実施例による反応器であって、外部分離装置の上部及び下部分離装置を両方とも直列に複数連結した例を示す図面である。
【図８】本発明の第５実施例による反応器であって、内部フィルターの形状が凸状である点、下部排出口が反応器の下部に複数設けられた点、そして分配器の方向が制限されることはない点を除いては第２実施例と同じ構成を示す図面である。
【図９】本発明の第６実施例による反応器であって、内部フィルターの形状がボックス形態である点、そして分配器の方向が制限されることはない点を除いては第５実施例と同じ構成を示す図面である。
【図１０】本発明の第７実施例による反応器であって、反応器の内部フィルターＦ０が平らな板状であることを除いては図３に示した第１実施例と同じ構成を示す図面である。
【図１１】本発明の第７実施例による反応器であって、反応器の内部フィルターＦ０が平らな板状であることを除いては図４に示した第１実施例と同じ構成を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
本発明は、スラリー相反応器で微細な触媒粒子や運転中に発生した壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集するようになった触媒を効果的に排出することにより、合成ガス炉から炭化水素を容易に製造するための反応装置の性能を維持できる点に主眼点がある。
【００２９】
すなわち、本発明は、フィッシャー・トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）合成を用いて気状あるいは液状炭化水素を製造するスラリーバブルカラム反応器（ＳＢＣＲ）内に凝集または壊れた触媒を容易に除去するために反応器内の下部構造を改善し、外部分離装置を配置した新たな反応装置を提供する。
【００３０】
そのために本発明の各実施例による反応装置を説明すると次の通りである。
【００３１】
図１は、本発明の第１実施例による反応装置のスラリー相反応器Ｒ１内に内部フィルターＦ０と外部分離装置Ｆ１、Ｆ２が設置された状態を示す図面であり、図２は、本発明によるスラリー相反応器内で気泡（ｇａｓ ｂｕｂｂｌｅ）とスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）の速度に関するコンピューターシミュレーションの結果を示す図面であり、図３は、本発明の第１実施例による反応器内の流体の流れを反応器と共に図式的に示す図面であり、図４は、本発明の第１実施例による反応器内の内部フィルターをそれぞれ側面視と上面視の構造として示す図面である。
【００３２】
本発明の第１実施例による反応器Ｒにおいて、触媒粒子の分離のためにスラリーを排出する部分を大きく分けて上側及び下側の２ケ所に設定し、この２ケ所に外部分離装置を連結設置するが、下側に連結される外部分離装置を下部分離装置Ｆ１と明記し、上側に連結される外部分離装置を上部分離装置Ｆ２と明記する。
【００３３】
前記下部分離装置Ｆ１は、反応器Ｒ内の流体の流れを考慮して、凝集された触媒を含むスラリーが反応器の下部排出口Ｂを介して排出されるものであって、この下部分離装置Ｆ２が濾過装置であれば、フィルターが詰まらないように分離された液状の炭化水素の一部を溶媒として使用してもよく、下部排出口Ｂと下部分離装置Ｆ１を連結するラインには下部脱気器（ｄｅｇａｓｉｆｉｅｒ）Ｖ１がさらに設置される。
【００３４】
また、反応器Ｒの上部中央の近くに上部排出口Ａが形成されるが、この上部排出口Ａには反応器内の流体の流れを考慮して、反応器の上部中央の近くにスラリーを取り出す管あるいはサンプリング装置が連結されてもよく、この上部排出口Ａを介して平均的な大きさの粒子と微細な触媒が混ざっているスラリーを流して触媒粒子は濾過して反応器に循環させ、濾過された液状の炭化水素はアップグレードユニット（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）などの後続工程に進行する。
【００３５】
特に、上部排出口Ａには上部分離装置Ｆ２が連結されるが、外部に設置された上部分離装置Ｆ２が濾過装置であれば、微細な粒子がフィルターを詰まるため、分離された液状の炭化水素の一部を溶媒として使用してもよく、１回以上濾過された微細触媒を含有した液状の炭化水素の一部を製造工程の外部に排出させてもよい。上部排出口Ａと上部分離装置Ｆ２を連結するラインには上部脱気器（ｄｅｇａｓｉｆｉｅｒ）Ｖ２がさらに設置される。
【００３６】
上記のように上部及び外部分離装置Ｆ１、Ｆ２、すなわち、２種の外部分離装置は、種類を問わず、後述する他の実施例のように必要であればそれぞれ並列あるいは直列に複数連結して処理量と分離性能を向上させることができる。
【００３７】
また、前記反応器Ｒ内の内部フィルターＦ０は、図１のように、下端中央に孔（ｈｏｌｅ）が形成された凹状の容器形状のボディ部Ｐｔ１に形成して合成ガス分配器（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）の下方を囲むように設置してもよく、後述する他の実施例のように凸状や四角形状に形成して合成ガス分配器Ｄを覆う方式、平らな板状のフィルターまたは蓋を除去した形状、フィルターＦ０の形状が凸状、ボックス形状であり、中央に孔（ｈｏｌｅ）がない構造のフィルターなどを用いてもよい。
【００３８】
この際、前記反応器Ｒの下部あるいは底に内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の空間にスラリーを排出するためのスラリー排出通路Ｅｘが形成される。
【００３９】
一方、前記反応器Ｒの内部気泡とスラリーの動きをコンピューターシミュレーションにより分析することにより、中間製品、すなわち液状のワックスを取り出す部分である上部排出口Ａが反応器Ｒの上部中央の所定位置に形成され、凝集された触媒を含むスラリーを排出させる部分である下部排出口Ｂが下端中央の所定位置に形成される。
【００４０】
また、前記反応器Ｒ内でその下部に内部フィルターＦ０が設置されるが、このスラリーの再循環（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）により、凝集された触媒粒子が内部フィルターＦ０の外径と反応器Ｒの内壁との間の開放空間であるスラリー排出通路Ｅｘに自然に流入されて下部排出口Ｂを介して外部に排出される。
【００４１】
そして、前記反応器Ｒの内部構造体（冷却のための管など、図示せず）によりスラリーの流動が歪曲されて反応器Ｒの下部側の中心にも凝集された触媒が取れることもあるが、これは内部フィルターＦ０の中央に形成した誘導口Ｈｏを介して自然に下部排出口Ｂに流れ込むように誘導することができる。
【００４２】
また、前記誘導口Ｈｏ上には別途の蓋Ｐｔ２がさらに配置され、この蓋Ｐｔ２は反応器Ｒの下部側の中心に取れた触媒塊が容易に中央上部に移動しないように閉じ込める役割をするが、この蓋Ｐｔ２は、必ずしも必要なものではなく、排除状態で反応器を運転しても関係ない。
【００４３】
上記のように設けられた反応器内でスラリーの再循環をプロセスシステムズエンタープライズ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ）社のコンピューターシミュレーション装置である「ｇＰｒｏｍｓシミュレーター」を用いて計算し、その結果は図２に示す。
【００４４】
図２に示すように、反応器内のスラリーと気泡は、反応器の中心部から約７５％の地点までは上向き流れであり、徐々に速度が減少してその後の空間では下向き流れに変わったことが分かり、このような現象を図式的に表現して図３に示す。
【００４５】
図３に示すように、反応器Ｒ内でその下部に内部フィルターＤを設置するが、内部フィルターの外壁と反応器の内壁との間の最も近い距離Ｆｏｐを、流体の速度が０となる距離Ｒ０に合わせるように設置すると、触媒の凝集による塊りは再循環により内部フィルターの外壁と反応器の内壁との間の距離Ｆｏｐを有するスラリー排出通路Ｅｘに容易に流入され、その後、内部フィルターＤの下部に入った塊りはフィルターの気孔を容易に通過できないため、反応器Ｒの上部に進入できなくなり、結局、大部分の塊りは、反応器Ｒの下端に形成された下部排出口Ｂを介して外部に排出される。
【００４６】
図４は、本発明による反応器内の内部フィルターをそれぞれの側面視と上面視の構造として示す図面であって、図面符号「Ｐｔ１」は内部フィルターＦ０のボディ部を、「Ｐｔ２」は蓋を示す。
【００４７】
前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１は、合成ガス分配器Ｄの底部及び側部を囲む形態であり、底の中央に誘導口Ｈｏが貫通形成されたＵ字状に設置され、前記蓋Ｐｔ２は誘導口Ｈｏの上側から離隔配列されると共に合成ガス分配器Ｄ１の底面から離隔配列される。
【００４８】
この際、前記ボディ部Ｐｔ１は、反応器Ｒの内部で反応器の半径の７０％以上の半径を有するＵ字状の形態に設置され、反応器の内壁とボディ部Ｐｔ１の外壁（外径）との間の距離が反応器の半径の３０％以内となるようにする。
【００４９】
また、前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１は、複数の支持台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３により反応器Ｒの内壁と一体に連結されて支持され、前記蓋Ｐｔ２は支持台Ｓ４によりボディ部Ｐｔ１に一体に連結されて支持される。
【００５０】
前記ボディ部Ｐｔ１の下部中央には誘導口Ｈｏが形成されるが、凝集された触媒がボディ部Ｐｔ１の凹状の中央に流入される瞬間、ボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２との間を通過すると共に誘導口Ｈｏを経由して反応器の下端中央に形成された下部排出口Ｂを介して排出される。
【００５１】
好ましくは、前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２の孔隙率はそれぞれ３０％以上、フィルターの気孔サイズはそれぞれ１ｍｍ以上、内部フィルターの外壁と反応器の内壁との間の距離Ｆｏｐは反応器の半径の３０％以内となるようにし、内部フィルターＦ０の誘導口Ｈｏは、フィルター直径の１００％未満になるようにし、蓋Ｐｔ２はボディ部Ｐｔ１から少なくとも１ｍｍの間隔をおいて設置し、ボディ部Ｐｔ１の誘導口Ｈｏの全面積を覆う広さを有するようにする。
【００５２】
一方、図４において、内部フィルターＦ０を支持するために採択された支持台Ｓ１〜Ｓ４は、本発明の理解を助けるために示されたもので、その種類、形態、個数に制限されることはなく、内部フィルターＦ０を支持する機能のみ行う。その支持位置も制限されることはないが、ただし、反応物の流動に支障を与えないほどの体積を持つようにする。
【００５３】
次に、前記構成からなる本発明の反応装置を用いた触媒分離方法を説明すると次の通りである。
【００５４】
Ｆ−Ｔ合成法を用いて合成された合成ガスを合成ガス供給ライン１を介して反応器Ｒ内の合成ガス分配器Ｄに供給すると共に合成ガス分配器Ｄから反応器Ｒ内に合成ガスを分散すると、合成ガスが気泡となって液状炭化水素に分散されると共に触媒粒子と混合されてスラリー相が得られる。
【００５５】
具体的には、合成ガス炉から触媒を用いたフィッシャー・トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ；Ｆ−Ｔ）合成用スラリー反応を行う場合は、スラリー反応器Ｒで、一酸化炭素と水素を主成分とする合成ガスがフィッシャー・トロプシュ触媒床で反応して炭化水素、オレフィン、酸素化物などが製造されるが、この際、合成ガスが反応器内の液状炭化水素及び触媒粒子と混合されてスラリー相として得られる。
【００５６】
この際、スラリー相反応器Ｒで微細な触媒粒子または運転中に壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集形態の触媒が生成されるが、この凝集された触媒塊をスラリー形態として排出する。
【００５７】
より詳細には、上記のように反応器Ｒ内でその下部に内部フィルターＤを設置するが、内部フィルターの外壁と反応器の内壁との間の最も近い距離Ｆｏｐを、流体の速度が０となる距離Ｒ０に合わせるように設置することにより、触媒の凝集による塊りは再循環により内部フィルターの外壁と反応器の内壁との間の距離Ｆｏｐを有するスラリー排出通路Ｅｘに容易に流入され、その後、内部フィルターＤの下部に入った塊りはフィルターの気孔を容易に通過できないため、反応器Ｒの上部で進入できなくなり、結局、大部分の塊りは、反応器Ｒの下端に形成された下部排出口Ｂを介して外部に排出される。
【００５８】
次に、前記反応器Ｒの下部排出口Ｂから排出されたスラリーは下部脱気器Ｖ１を通過した後、外部分離装置の下部分離装置Ｆ１により分離され、分離された液（粒子のサイズが小さいもの）は反応器に再循環され、保有液（粒子のサイズが大きいもの）は処理した後、一部は反応器に再循環されるか、一部は外部に排出される。
【００５９】
より詳細には、前記反応器Ｒの下部排出口Ｂから排出されたスラリーは下部脱気器Ｖ１を通過した後、外部分離装置の下部分離装置Ｆ１に搬送されると、下部分離装置Ｆ１により分離された濾過液（ｆｉｌｔｒａｔｅ）は再循環手段の濾過液排出ライン５に沿って１つ以上の容器Ｖ３に流入された後、反応器Ｒに再循環され、それと共に下部分離装置Ｆ１の保有液（ｒｅｔｅｎａｔｅ）の一部は反応器に再循環されるか、下部分離装置として採択されたフィルターの気孔が詰まらないように一部は外部に排出される。
【００６０】
この際、前記反応器Ｒの上部でサンプリングされたスラリーは、上部排出口Ａを介して排出されて上部脱気器Ｖ２を通過した後、外部分離装置の上部分離装置Ｆ２に搬送され、上部分離装置Ｆ２である外部フィルターを通過した触媒を含む保有液は、再循環手段である保有液排出ライン１１を介して容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環され、触媒粒子を濾過した濾過液は濾過液排出ライン１０を介して実質的な炭化水素燃料が得られるアップグレード（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ）のような後続工程に進行する。
【００６１】
すなわち、反応器内の流体の流れを考慮して、反応器の上部中央の近くに形成された上部排出口Ａにスラリーを取り出すように管あるいはサンプリング装置が設置されるが、このサンプリング装置により平均的な大きさの粒子と微細な触媒が混合されているスラリーを流出すると、触媒粒子は保有液排出ライン１１を介して容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環され、触媒粒子を濾過した濾過液、すなわち、液状の炭化水素は濾過液排出ライン１０を介してアップグレードユニット（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）などの後続工程に進行する。
【００６２】
本発明の反応装置に対する第２から第７実施例を説明すると次の通りである。
【００６３】
本発明の第２実施例による反応装置として、図５に示すように、第１実施例と比較して合成ガス分配器Ｄの合成ガス分配方向が逆である点を除いては、第１実施例と同じ構成である。
【００６４】
具体的には、第１実施例による反応装置は、合成ガス供給ライン１が合成ガス分配器Ｄの上側に配列され、合成ガス分配器Ｄの合成ガス分配方向が上側から下方に向かう反面、第２実施例による反応装置は、合成ガス供給ライン１が合成ガス分配器Ｄの下側に配列され、合成ガス分配器Ｄの合成ガス分配方向が下側から下方に向かうようになる。
【００６５】
本発明の第３実施例による反応装置は、外部分離装置の上部分離装置を直列に複数連結した点を除いては、第１実施例と同じ構成である。
【００６６】
より詳細には、図６に示すように、濾過性能を高めるために上部分離装置である複数のフィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．Ｆ２（ｎ）（ｎは２以上の正の整数）を上部脱気器Ｖ２の排出ラインから直列に設置し、気孔サイズをだんだん減らして最後のフィルターの気孔サイズが、例えば１０μｍ以下になるようにする。
【００６７】
また、反応器Ｒの上部排出口Ａを介して反応器の直径の７０％以内の空間に設置された管、すなわち、外部にサンプリングされる管を介してスラリーをサンプリングすると、このサンプリングされたスラリーは上部脱気器Ｖ２を通過した後、複数の上部分離装置Ｆ２（１）、Ｆ２（２）、Ｆ２（ｎ）の外部フィルターを順次通過するようになる。図６の図面符号「１０（１）、１０（２）、１０（ｎ）」は濾過液（ｆｉｌｔｒａｔｅ）排出ラインを、「１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）」は保有液（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）排出ラインを示す。
【００６８】
本発明の第４実施例による反応装置は第３実施例の構成と同じであり、複数の上部分離装置を直列に設置したこと以外に、複数の下部分離装置を直列に連結した点に特徴がある。
【００６９】
より詳細には、図７に示すように濾過性能を高めるために下部分離装置である複数のフィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．Ｆ１（ｎ）（ｎは２以上の正の整数）を下部脱気器Ｖ１の排出ラインから直列に設置し、気孔サイズをだんだん減らして最後のフィルターの気孔サイズが、例えば３００μｍ以下になるようにする。
【００７０】
それによって、反応器Ｒの下部の下部排出口Ｂから排出されたスラリーが下部脱気器Ｖ１を通過した後、複数の下部分離装置Ｆ１（１）、Ｆ１（２）、Ｆ１（ｎ）である外部フィルターを順次通過するようになってスラリーの濾過性能を高めることができる。
【００７１】
一方、上記のような上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２の各段階のフィルターを並列に複数設置してもよい。
【００７２】
本発明の第５、６、７実施例による反応装置は、内部フィルターの形状及び下部排出口の形態を異なるように適用した点にそれぞれ特徴がある。
【００７３】
本発明の第５実施例による反応器は、図８に示すように、内部フィルターＦ０の形状が合成ガス分配器Ｄを上方から下方にカバーする凸状の断面構造として製作され、内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成された点に特徴がある。
【００７４】
本発明の第６実施例による反応器は、第５実施例と同じ構成を有するが、図９に示すように、内部フィルターの形状が矩形のボックス形態として採択され、合成ガス分配器Ｄを上方から下方にカバーする構造として製作され、内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成された点に特徴がある。
【００７５】
本発明の第７実施例による反応器は、反応器の内部フィルターＦ０が平らな板状（上部からながめる時、円形、楕円形、星状、四角形などの何れの形態の形状も可能）として製作されたことを除いては、前記第１実施例と同じ構成を有する。
【００７６】
具体的には、図１０及び図１１に示すように、第７実施例による内部フィルターＦ０は中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された平らなボディ部Ｐｔ１と、ボディ部Ｐｔ１の誘導口Ｈｏをカバーし、その上側に配置される蓋Ｐｔ２と、で構成され、ボディ部Ｐｔ１は支持台Ｓ１により反応器Ｒの壁面に一体に連結されて支持され、蓋Ｐｔ２は支持台Ｓ２によりボディ部Ｐｔ１に一体に連結されて支持される。
【００７７】
この際、ボディ部Ｐｔ１は、反応器Ｒの内部で反応器の半径の７０％以上の半径を有する板状フィルターとして設置され、反応器の内壁とボディ部Ｐｔ１の外壁（あるいは外径）との間の距離が反応器の半径の３０％以内となるようにする。
【００７８】
このような本発明の各実施例で図面符号「４」、「９」、「１３」（図示せず）は未反応ガス排出ラインを示す。
【００７９】
また、前記各実施例で上部分離装置として採択された外部フィルターのフィルター気孔が詰まらないように図１、５、８、９の図面符号「１１」の上部分離装置の保有液排出ラインを介して、そして図面符号「６」の下部分離装置の保有液排出ラインを介して濾過液の一部を工程の外部に排出させてもよい。
【００８０】
同様に、図６及び図７の図面符号「１１（１）、１１（２）、．．．、１１（ｎ）」の上部分離装置の保有液排出ラインを介して、そして図面符号「６（１）、６（２）、．．．、６（ｎ）」の下部分離装置の保有液排出ラインを介して濾過液の一部を工程の外部に排出させてもよい。
【００８１】
この際、前記上部分離装置で濾過されて一部が貯蔵された保有液は、上部分離装置の保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、．．．、１１（ｎ）を介して一部は容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環され、それと共に上部分離装置で濾過されて貯蔵されていない濾過液は直ちに上部分離装置の濾過液排出ライン１０、１０（１）、１０（２）、．．．、１０（ｎ）を介して外部（アップグレードのような後続工程）に排出される。
【００８２】
反面、前記下部分離装置で濾過されて一部が貯蔵された保有液は、下部分離装置の保有液排出ライン６、６（１）、６（２）、．．．、６（ｎ）を介して一部は反応器に再循環され、残りは外部に排出され、また、下部分離装置で濾過されて貯蔵されていない濾過液の一部は下部分離装置の濾過液排出ライン５、５（１）、５（２）、．．．、５（ｎ）を介して容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環される。
【００８３】
一方、前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２に採択された外部フィルター装置として粒子を分離する他の分離装置を適用してもよいが、例えば、遠心分離機、磁気分離器（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）、ハイドロサイクロン（ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ）などを適用でき、粒子を濾過または分離する装置はその種類を問わない。
【００８４】
必要であれば、分離した液状の炭化水素溶液を図１及び図５から図９の図面符号「２０」及び「２１」の別途の外部注入ラインを介して上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２に注入することにより、各分離装置の内部に付くか、積もった触媒粒子と炭化水素の残留物などを除去することができる。
【符号の説明】
【００８５】
Ａ  上部排出口
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２  下部排出口
Ｄ  合成ガス分配器
Ｅｘ  スラリー排出通路
Ｆ０  内部フィルター
Ｆ１、Ｆ１（１）、Ｆ１（２）、Ｆ１（ｎ）  下部分離装置
Ｆ２、Ｆ２（１）、Ｆ２（２）、Ｆ２（ｎ）  上部分離装置
Ｈｏ  誘導口
Ｐｔ１  ボディ部
Ｐｔ２  蓋
Ｒ  スラリー相反応器
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  支持台
Ｖ１  下部脱気器
Ｖ２  上部脱気器
Ｖ３  容器
１  合成ガス供給ライン
５、５（１）、５（２）、５（ｎ）  濾過液排出ライン
６、６（１）、６（２）、６（ｎ）  保有液排出ライン
１０、１０（１）、１０（２）、１０（ｎ）  濾過液排出ライン
１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）  保有液排出ライン
４、９、１３  未反応ガス排出ライン
２０、２１  外部注入ライン
【図１】
2013543018.tif 000003
【図３】
2013543018.tif 000004
【図４】
2013543018.tif 000005
【図５】
2013543018.tif 000006
【図６】
2013543018.tif 000007
【図７】
2013543018.tif 000008
【図８】
2013543018.tif 000009
【図９】
2013543018.tif 000010
【図１０】
2013543018.tif 000011
【図１１】
2013543018.tif 000012
【図２】
2013543018.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月29日(2013.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置に関するもので、より詳細には、合成ガスを用いてフィッシャー・トロプシュ触媒床で炭化水素、オレフィン、酸素化物（ｏｘｙｇｅｎａｔｅ）などを製造するが、外部に排出されるスラリーから触媒粒子を容易に分離できるようにした合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９２３年ドイツの化学者フィッシャー（Ｆｉｓｃｈｅｒ）とトロプシュ（Ｔｒｏｐｓｃｈ）により開発されたＦ−Ｔ合成法により、石炭、天然ガス、バイオマスなどから合成ガスを経て液体炭化水素を製造することができた。石炭から製造する工程を石炭液化油（Ｃｏａｌ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ（ＣＴＬ））工程、天然ガスから製造する工程をガス液化油（Ｇａｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ（ＧＴＬ））工程、バイオマスから製造する工程をバイオマス液化油（（ＢＴＬ）Ｂｉｏｍａｓｓ−ｔｏ−ｌｉｑｕｉｄｓ）工程といい、最近、類似の工程を通称してＸＴＬ工程と呼ぶ。
【０００３】
これら工程は、先ず、それぞれの原料物質（石炭、天然ガス、バイオマスなど）をガス化、改質（ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）などの方法を用いて合成ガスに転換させる。液体燃料を製造するためにＸＴＬ工程に適する合成ガス組成は下式のように水素と一酸化炭素の比が約２程度であることが良い。
【０００４】
ＣＯ＋２Ｈ2＋−［ＣＨ2］-n→−［ＣＨ2］-n+1＋Ｈ2Ｏ
【０００５】
ＣＯ、Ｈ２、−［ＣＨ2］-n、Ｈ2Ｏは、それぞれ一酸化炭素、水素、鎖長ｎの炭化水素（炭素数ｎ）、そして水である。しかし、水素の比率が高くなると、メタンの選択度が高まってＣ５＋（炭素数５以上の炭化水素）の選択度が相対的に低下するため不適切である。上述した形態の直鎖を有する炭化水素だけでなく、オレフィン、酸素化物（アルコール、アルデヒド、ケトンなどの酸素原子を含む分子）なども副産物として生成される。
【０００６】
ＸＴＬ工程の主目的の１つは液体燃料の製造であるため、コバルト系の触媒、合成ガスの比率、温度、圧力などを最適化して線形炭化水素、特にＣ５＋の線形炭化水素を高選択度で製造することが最近の傾向である。コバルト系の触媒の他、最も多く使われる触媒は鉄系の触媒がある。鉄系の触媒は、初期に主に用いられたが、コバルト系の触媒に比べて安く、高温でのメタンの選択度が低く、炭化水素中のオレフィンの選択度が高く、製品は液体燃料以外にオレフィン系がたくさん生成される。これに比べてコバルト系触媒は液体燃料を主に生成し、二酸化炭素の生成が低く、寿命が長い。しかし、鉄に比べて非常に高価で、高温でのメタンの選択度が高くなるため、相対的に低温でのみ使用できる。さらに、高価なコバルトを用いるため、少量を支持体の表面によく分散させて使用しなければならない。支持体としてはアルミナ、シリカ、チタニアなどを用い、助触媒としてはＲｕ、ｐｔ、Ｒｅなどの貴金属を用いて性能を向上させる。
【０００７】
現在、開発されている反応器の形態は、多管式固定層反応器（ｔｕｂｕｌａｒ ｆｉｘｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）、流動層反応器（ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）、スラリー相反応器（ｓｌｕｒｒｙ ｐｈａｓｅ ｒｅａｃｔｏｒ）などに分けられ、流動層反応器には循環流動層反応器（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）と固定流動層反応器（Ｆｉｘｅｄ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｒｅａｃｔｏｒ）が代表的である。反応器の形態によって反応特性と生成物の分布が変わるので、目標とする最終生成物に応じて適切に選択しなければならない。
【０００８】
商用化の例を参照すると、上記反応器において、流動層反応器は主に高温で運転され、最終生成物の主成分はガソリンと硬質オレフィンである。多管式固定層反応器とスラリー相反応器は主にディーゼル、潤滑油基油、ワックスなどの生産に適しており、低温Ｆ−Ｔ工程が商業的に運転されている。低温Ｆ−Ｔ工程では６０％以上がディーゼルよりも高沸点である炭化水素が生成されるため、水素化分解（ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ）などの後続工程でディーゼルをさらに製造し、脱ろう（ｄｅｗａｘｉｎｇ）工程によりワックス成分は高品質の潤滑油基油に転換して使用する。低温Ｆ−Ｔ反応に代表的である固定層とスラリー相反応器を比較すると、スラリー相反応器が次のような長所を持っている。
【０００９】
−装置費及び建設費が安い。
【００１０】
−熱及び物質伝達効率が大きい。
【００１１】
−軸方向の圧力降下が小さい。
【００１２】
−生産性（反応器体積当たり生産量）が高い。
【００１３】
−触媒投入が容易で、運転中にも追加投入と排出が可能である。
【００１４】
このような長所から、スラリー相反応器が好適に使用されているが、生成物が触媒粒子と混合されてスラリー相として得られるため、触媒粒子と液状炭化水素を効果的に分離できる方法が要求される。触媒粒子を分離する方法として代表的に濾過法（ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、遠心分離法（ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｔｉｏｎ）、磁場分離法（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）、ハイドロサイクロン（ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ）を用いた分離法などが広く知られている。
【００１５】
前記濾過法を説明すると、濾過装置の設置位置によって内部、外部濾過装置などに分けられることもある。特許文献１と特許文献２にはスラリー相反応器内に濾過装置を設置した例があり、特許文献３には内部に設置した濾過装置を除去できるように考案した例があり、特許文献４には反応器の外部に濾過装置を設置してフィルターケーキを調節することにより濾過性能を向上させる例がある。また、高価の装備であるが、鉄触媒に対する分離性能に優れた磁場分離法も前々から試みられている（非特許文献１）。特許文献５と特許文献６にはスラリーから触媒を分離する場合に遠心分離機を適用してもよいと記載されており、その他、多くの特許と文献で多様な方法の触媒分離法が報告されている。このように多様な触媒粒子分離方法が掲示されているが、微細な触媒粒子やスラリーの反応中に壊れた触媒粒子は、微細なフィルターの目詰まりを引き起こして濾過法だけで触媒を分離することは限界がある。さらに、遠心分離機は回転装置を運転しなければならない負担があり、沈殿法（ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ）は時間がたくさんかかる問題がある。磁場分離法は効果的な方法であるが、非常に高価で、適用可能な触媒は鉄触媒に制限されている。
【００１６】
前記触媒粒子分離方法において、見過ごしてはいけない問題は触媒の目詰まり（ｃａｔａｌｙｓｔ ｃｌｏｇｇｉｎｇ）現象である。これは微細な触媒粒子や反応中に壊れた小さい粒子が液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集する現象をいう。
【００１７】
このような触媒凝集現象のために多様な試みと研究が報告されたが、特許文献７によれば、このような凝集現象は高沸点アルコールを添加することによりかなり解消でき、これは触媒の長期間の運転安定性と長寿命化にも結構役に立つものであると記載されている。そして、特許文献８によれば、２０μｍ未満の微細な触媒粒子を反応器に注入する場合、液状炭化水素との接触により凝集現象が発生して反応器内によく分散できない問題を発見し、酸性でない、液状の極性酸素化物であるアルコール、ケトン、エステル、エーテル、またはこれらの混合物を添加することにより工程性能を向上させた。
【００１８】
上記方法のように添加物をさらに入れて目詰まりを抑制する方法は予防という性格が強くて根本的な解決に役に立つが、長期間の運転による触媒疲労度の累積による触媒の損傷や触媒をさらに注入する時に一定部分注入するようになる微細な触媒粒子を全く凝集しないようにすることは不可能であり、また、化合物を工程中にさらに注入することによる費用増加とその他の問題を考慮しなければならず、高沸点アルコールや極性酸素化物を製造工程中に発生した副産物に替えるとしても微量の化合物の分離及び精製にかかる費用が高いという問題がある。
【００１９】
したがって、必然的に発生する触媒凝集現象を排除できる新たな反応器及び分離工程が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国登録特許６４６２０９８
【特許文献２】米国登録特許７０９８２５１
【特許文献３】米国登録特許７００８９６６
【特許文献４】米国登録特許６９２９７５４
【特許文献５】米国登録特許４９１９７９２
【特許文献６】米国登録特許６９７４８４２
【特許文献７】大韓民国公開特許第２０１０−００３４９７０号
【特許文献８】米国登録特許５９７７１９２
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Ｅｎｅｒｇｙ ＆ Ｆｕｅｌｓ、Ｖｏｌ．１０、Ｎｏ．５、１９９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、上記のような従来のスラリー相反応器及びこれを用いた触媒分離法により触媒の凝集現象を解決しようと研究された結果であって、反応器の内部には触媒の凝集現象により大きくなった粒子を分離するための内部フィルターシステムを設置し、外部には分離装置を別途に配置することにより、スラリー相でＦ−Ｔ合成に適切な大きさの粒子のみ再循環させ、また、スラリー相反応器で微細な触媒粒子や運転中に発生した壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集するようになった触媒を効果的に排出及び処理できる、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記目的を達成するための本発明は、合成ガスをフィッシャー・トロプシュ触媒床で反応させるための反応器Ｒと、前記反応器Ｒ内の下端側に設置され、前記合成ガスを分散させる合成ガス分配器Ｄと、を含む反応装置であって、前記反応器Ｒの内部でその下端に設置される内部フィルターＦ０と、前記反応器Ｒの底側に形成された下部排出口Ｂに連結され、触媒塊を含むスラリーを濾過または分離させるための下部分離装置Ｆ１と、前記反応器Ｒの上部側の所定位置に形成された上部排出口Ａに連結され、微細な触媒が混ざっているスラリーを濾過または分離させるための上部分離装置Ｆ２と、前記反応器Ｒ内で発生された未反応ガスを排出させるためのガス排出手段と、前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２で濾過された前記触媒を再循環または排出させるための再循環排出手段と、前記内部フィルターＦ０と前記反応器Ｒの内壁との間に形成されたスラリー排出通路Ｅｘと、を含んで構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置を提供する。
内部フィルターは合成ガス分配器を全体的にまたは部分的に囲んでもよい。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０は、前記反応器Ｒ内の前記合成ガス分配器Ｄの上部または下部に位置し、凹状の容器のような構造であり、選択的にその底の中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された形態であり、前記反応器Ｒの内壁に支持台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を媒介として固定されるボディ部Ｐｔ１で構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０は、前記ボディ部Ｐｔ１の前記誘導口Ｈｏの上部または下部から離隔配列され、前記誘導口Ｈｏよりも大きな面積を有し、前記ボディ部Ｐｔ１と支持台Ｓ４を媒介として連結される蓋Ｐｔ２をさらに含むことを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０は、前記反応器Ｒ内の前記合成ガス分配器Ｄの上部または下部に位置し、選択的に中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された平らな構造であり、支持台Ｓ１を媒介として前記反応器Ｒの壁面に一体に連結されるボディ部Ｐｔ１で構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０は、前記ボディ部Ｐｔ１の前記誘導口Ｈｏの上部または下部から離隔配列され、誘導口Ｈｏよりも大きな面積を有し、前記ボディ部Ｐｔ１と支持台Ｓ４を媒介として連結される蓋Ｐｔ２をさらに含むことを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０の前記ボディ部Ｐｔ１の外径と、前記反応器Ｒの内壁との間の空間は、前記反応器の半径の３０％内の空間を持つようにしたスラリー排出通路Ｅｘとして形成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０の前記ボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２の孔隙率はそれぞれ３０％以上であり、気孔サイズはそれぞれ１ｍｍ以上であることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記内部フィルターＦ０は、前記反応器Ｒ内で前記合成ガス分配器Ｄを全体的にカバーするように、その下端が前記反応器Ｒの底に一体に連結される矩形のボックス形態に製作されるか、矩形のボックス形態の上面が上側に凸状の断面構造として製作される場合、前記内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記下部分離装置Ｆ１は、気孔サイズが３００μｍ以下の濾過フィルターとして採択されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記下部分離装置Ｆ１は、直列に連結される複数の濾過フィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．、Ｆ１（ｎ）として採択され、各前記濾過フィルターの気孔サイズを順次減らし、最後に配列された前記濾過フィルターの気孔サイズを３００μｍ以下にすることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、直列に連結された複数の各前記濾過フィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．、Ｆ１（ｎ）は、複数個が並列に連結されたものとして採択されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記上部分離装置Ｆ２は、気孔サイズは１０μｍ以下の濾過フィルターとして採択されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記上部分離装置Ｆ２は、直列に連結される複数の前記濾過フィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．、Ｆ２（ｎ）として採択され、各前記濾過フィルターの気孔サイズを順次減らし、最後に配列された前記濾過フィルターの気孔サイズを１０μｍ以下にすることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、直列に連結された複数の各前記濾過フィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．、Ｆ２（ｎ）は、複数個が並列に連結されたものとして採択されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記上部分離装置Ｆ２及び前記下部分離装置Ｆ１は、触媒粒子を分離する濾過器、遠心分離機、磁気分離器、ハイドロサイクロン、蒸留器、蒸発器から選択された何れか１あるいは２種類以上の組合せとして採択されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記ガス排出手段は、前記反応器Ｒの前記上部排出口Ａと前記上部分離装置Ｆ２との間に設置され、未反応ガスを外部に排出させる上部脱気器Ｖ２と、前記反応器Ｒの前記下部排出口Ｂと前記下部分離装置Ｆ１との間に設置され、未反応ガスを外部に排出させる下部脱気器Ｖ１と、で構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記再循環排出手段は、前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２で濾過された触媒粒子を貯蔵した後、前記反応器Ｒに搬送する容器Ｖ３と、前記上部分離装置Ｆ２と前記容器Ｖ３との間に連結され、濾過されていない保有液の一部は前記容器Ｖ３に搬送し、残り一部は外部に排出させるための保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と、前記下部分離装置Ｆ１と前記容器Ｖ３との間に連結され、濾過された濾過液を前記容器Ｖ３に搬送するための濾過液排出ライン５（１）、５（２）、５（ｎ）と、前記上部分離装置Ｆ２で濾過された前記濾過液を後続工程に進行するために前記上部分離装置Ｆ２から延長される濾過液排出ライン１０、１０（１）、１０（２）、．．．、１０（ｎ）と、前記下部分離装置Ｆ１で濾過されていない前記保有液の一部を前記反応器Ｒに再循環させるか、残り一部を外部に排出させるために前記下部分離装置Ｆ１から延長される前記保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と、で構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
また本発明は、合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置であって、前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ分離した液状の炭化水素溶液を注入する外部注入ライン２０、２１が連結されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、次のような効果を提供する。
【００２５】
本発明によれば、反応器の内部に触媒の凝集現象により大きくなった粒子を分離するための内部フィルターを設置し、外部には別途の分離装置を配置することにより、スラリー相でＦ−Ｔ合成に適切な大きさの粒子のみ反応器で再循環させ、内部で発生する触媒粒子の凝集現象を解決することにより、さらに安定的にＸＴＬ（ＣＴＬ、ＧＴＬ、ＢＴＬなど）技術開発及び製品生産を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例によるスラリー相反応器Ｒ内に内部フィルターＦ０と外部分離装置Ｆ１、Ｆ２が設置された状態を示す図面である。
【図２】本発明によるスラリー相反応器内で気泡（ｇａｓ ｂｕｂｂｌｅ）とスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）の速度に関するコンピューターシミュレーションの結果を示す図面である。
【図３】本発明の第１実施例による反応器内の流体の流れを反応器と共に図式的に示す図面である。
【図４】本発明の第１実施例による反応器内の内部フィルターをそれぞれの側面視と上面視の構造として示す図面である。
【図５】本発明の第２実施例による反応器であって、図１に示した第１実施例と比較して合成ガス分配器の方向が逆である点を除いては同じ構成を示す図面である。
【図６】本発明の第３実施例による反応器であって、外部分離装置における上部分離装置を直列に複数連結した例を示す図面である。
【図７】本発明の第４実施例による反応器であって、外部分離装置の上部及び下部分離装置を両方とも直列に複数連結した例を示す図面である。
【図８】本発明の第５実施例による反応器であって、内部フィルターの形状が凸状である点、下部排出口が反応器の下部に複数設けられた点、そして分配器の方向が制限されることはない点を除いては第２実施例と同じ構成を示す図面である。
【図９】本発明の第６実施例による反応器であって、内部フィルターの形状がボックス形態である点、そして分配器の方向が制限されることはない点を除いては第５実施例と同じ構成を示す図面である。
【図１０】本発明の第７実施例による反応器であって、反応器の内部フィルターＦ０が平らな板状であることを除いては図３に示した第１実施例と同じ構成を示す図面である。
【図１１】本発明の第７実施例による反応器であって、反応器の内部フィルターＦ０が平らな板状であることを除いては図４に示した第１実施例と同じ構成を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
本発明は、スラリー相反応器で微細な触媒粒子や運転中に発生した壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集するようになった触媒を効果的に排出することにより、合成ガス炉から炭化水素を容易に製造するための反応装置の性能を維持できる点に主眼点がある。
【００２９】
すなわち、本発明は、フィッシャー・トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ）合成を用いて気状あるいは液状炭化水素を製造するスラリーバブルカラム反応器（ＳＢＣＲ）内に凝集または壊れた触媒を容易に除去するために反応器内の下部構造を改善し、外部分離装置を配置した新たな反応装置を提供する。
【００３０】
そのために本発明の各実施例による反応装置を説明すると次の通りである。
【００３１】
図１は、本発明の第１実施例による反応装置のスラリー相反応器Ｒ内に内部フィルターＦ０と外部分離装置Ｆ１、Ｆ２が設置された状態を示す図面であり、図２は、本発明によるスラリー相反応器Ｒ内で気泡（ｇａｓ ｂｕｂｂｌｅ）とスラリー（ｓｌｕｒｒｙ）の速度に関するコンピューターシミュレーションの結果を示す図面であり、図３は、本発明の第１実施例による反応器Ｒ内の流体の流れを反応器Ｒと共に図式的に示す図面であり、図４は、本発明の第１実施例による反応器Ｒ内の内部フィルターをそれぞれ側面視と上面視の構造として示す図面である。
【００３２】
本発明の第１実施例による反応器Ｒにおいて、触媒粒子の分離のためにスラリーを排出する部分を大きく分けて上側及び下側の２ケ所に設定し、この２ケ所に外部分離装置を連結設置するが、下側に連結される外部分離装置を下部分離装置Ｆ１と明記し、上側に連結される外部分離装置を上部分離装置Ｆ２と明記する。
【００３３】
前記下部分離装置Ｆ１は、反応器Ｒ内の流体の流れを考慮して、凝集された触媒を含むスラリーが反応器の下部排出口Ｂを介して排出されるものであって、この下部分離装置Ｆ１が濾過装置であれば、フィルターが詰まらないように分離された液状の炭化水素の一部を溶媒として使用してもよく、下部排出口Ｂと下部分離装置Ｆ１を連結するラインには下部脱気器（ｄｅｇａｓｉｆｉｅｒ）Ｖ１がさらに設置される。
【００３４】
また、反応器Ｒの上部中央の近くに上部排出口Ａが形成されるが、この上部排出口Ａには反応器Ｒ内の流体の流れを考慮して、反応器Ｒの上部中央の近くにスラリーを取り出す管あるいはサンプリング装置が連結されてもよく、この上部排出口Ａを介して平均的な大きさの粒子と微細な触媒が混ざっているスラリーを流して触媒粒子は濾過して反応器に循環させ、濾過された液状の炭化水素はアップグレードユニット（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）などの後続工程に進行する。
【００３５】
特に、上部排出口Ａには上部分離装置Ｆ２が連結されるが、外部に設置された上部分離装置Ｆ２が濾過装置であれば、微細な粒子がフィルターに詰まるため、分離された液状の炭化水素の一部を溶媒として使用してもよく、１回以上濾過された微細触媒を含有した液状の炭化水素の一部を製造工程の外部に排出させてもよい。上部排出口Ａと上部分離装置Ｆ２を連結するラインには上部脱気器（ｄｅｇａｓｉｆｉｅｒ）Ｖ２がさらに設置される。
【００３６】
上記のように上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２、すなわち、２種の外部分離装置は、種類を問わず、後述する他の実施例のように必要であればそれぞれ並列あるいは直列に複数連結して処理量と分離性能を向上させることができる。
【００３７】
また、前記反応器Ｒ内の内部フィルターＦ０は、図１のように、下端中央に孔（ｈｏｌｅ）が形成された凹状の容器形状のボディ部Ｐｔ１に形成して合成ガス分配器（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｏｒ）の下方を囲むように設置してもよく、後述する他の実施例のように凸状や四角形状に形成して合成ガス分配器Ｄを覆う方式、平らな板状のフィルターまたは蓋を除去した形状、フィルターＦ０の形状が凸状、ボックス形状であり、中央に孔（ｈｏｌｅ）がない構造のフィルターなどを用いてもよい。
【００３８】
この際、前記反応器Ｒの下部あるいは底に内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の空間にスラリーを排出するためのスラリー排出通路Ｅｘが形成される。
【００３９】
一方、前記反応器Ｒの内部気泡とスラリーの動きをコンピューターシミュレーションにより分析することにより、中間製品、すなわち液状のワックスを取り出す部分である上部排出口Ａが反応器Ｒの上部中央の所定位置に形成され、凝集された触媒を含むスラリーを排出させる部分である下部排出口Ｂが下端中央の所定位置に形成される。
【００４０】
また、前記反応器Ｒ内でその下部に内部フィルターＦ０が設置されるが、このスラリーの再循環（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）により、凝集された触媒粒子が内部フィルターＦ０の外径と反応器Ｒの内壁との間の開放空間であるスラリー排出通路Ｅｘに自然に流入されて下部排出口Ｂを介して外部に排出される。
【００４１】
そして、前記反応器Ｒの内部構造体（冷却のための管など、図示せず）によりスラリーの流動が歪曲されて反応器Ｒの下部側の中心にも凝集された触媒が取れることもあるが、これは内部フィルターＦ０の中央に形成した誘導口Ｈｏを介して自然に下部排出口Ｂに流れ込むように誘導することができる。
【００４２】
また、前記誘導口Ｈｏ上には別途の蓋Ｐｔ２がさらに配置され、この蓋Ｐｔ２は反応器Ｒの下部側の中心に取れた触媒塊が容易に中央上部に移動しないように閉じ込める役割をするが、この蓋Ｐｔ２は、必ずしも必要なものではなく、排除状態で反応器Ｒを運転しても関係ない。
【００４３】
上記のように設けられた反応器Ｒ内でスラリーの再循環をプロセスシステムズエンタープライズ（Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ）社のコンピューターシミュレーション装置である「ｇＰｒｏｍｓシミュレーター」を用いて計算し、その結果は図２に示す。
【００４４】
図２に示すように、反応器Ｒ内のスラリーと気泡は、反応器Ｒの中心部から約７５％の地点までは上向き流れであり、徐々に速度が減少してその後の空間では下向き流れに変わったことが分かり、このような現象を図式的に表現して図３に示す。
【００４５】
図３に示すように、反応器Ｒ内でその下部に内部フィルターＦ０を設置するが、内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の最も近い距離Ｆｏｐを、流体の速度が０となる距離Ｒ０に合わせるように設置すると、触媒の凝集による塊りは再循環により内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の距離Ｆｏｐを有するスラリー排出通路Ｅｘに容易に流入され、その後、内部フィルターＦ０の下部に入った塊りはフィルターの気孔を容易に通過できないため、反応器Ｒの上部に進入できなくなり、結局、大部分の塊りは、反応器Ｒの下端に形成された下部排出口Ｂを介して外部に排出される。
【００４６】
図４は、本発明による反応器内の内部フィルターをそれぞれの側面視と上面視の構造として示す図面であって、図面符号「Ｐｔ１」は内部フィルターＦ０のボディ部を、「Ｐｔ２」は蓋を示す。
【００４７】
前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１は、合成ガス分配器Ｄの底部及び側部を囲む形態であり、底の中央に誘導口Ｈｏが貫通形成されたＵ字状に設置され、前記蓋Ｐｔ２は誘導口Ｈｏの上側から離隔配列されると共に合成ガス分配器Ｄの底面から離隔配列される。
【００４８】
この際、前記ボディ部Ｐｔ１は、反応器Ｒの内部で反応器Ｒの半径の７０％以上の半径を有するＵ字状の形態に設置され、反応器Ｒの内壁とボディ部Ｐｔ１の外壁（外径）との間の距離が反応器Ｒの半径の３０％以内となるようにする。
【００４９】
また、前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１は、複数の支持台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３により反応器Ｒの内壁と一体に連結されて支持され、前記蓋Ｐｔ２は支持台Ｓ４によりボディ部Ｐｔ１に一体に連結されて支持される。
【００５０】
前記ボディ部Ｐｔ１の下部中央には誘導口Ｈｏが形成されるが、凝集された触媒がボディ部Ｐｔ１の凹状の中央に流入される瞬間、ボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２との間を通過すると共に誘導口Ｈｏを経由して反応器Ｒの下端中央に形成された下部排出口Ｂを介して排出される。
【００５１】
好ましくは、前記内部フィルターＦ０のボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２の孔隙率はそれぞれ３０％以上、フィルターの気孔サイズはそれぞれ１ｍｍ以上、内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の距離Ｆｏｐは反応器Ｒの半径の３０％以内となるようにし、内部フィルターＦ０の誘導口Ｈｏは、フィルター直径の１００％未満になるようにし、蓋Ｐｔ２はボディ部Ｐｔ１から少なくとも１ｍｍの間隔をおいて設置し、ボディ部Ｐｔ１の誘導口Ｈｏの全面積を覆う広さを有するようにする。
【００５２】
一方、図４において、内部フィルターＦ０を支持するために採択された支持台Ｓ１〜Ｓ４は、本発明の理解を助けるために示されたもので、その種類、形態、個数に制限されることはなく、内部フィルターＦ０を支持する機能のみ行う。その支持位置も制限されることはないが、ただし、反応物の流動に支障を与えないほどの体積を持つようにする。
【００５３】
次に、前記構成からなる本発明の反応装置を用いた触媒分離方法を説明すると次の通りである。
【００５４】
Ｆ−Ｔ合成法を用いて合成された合成ガスを合成ガス供給ライン１を介して反応器Ｒ内の合成ガス分配器Ｄに供給すると共に合成ガス分配器Ｄから反応器Ｒ内に合成ガスを分散すると、合成ガスが気泡となって液状炭化水素に分散されると共に触媒粒子と混合されてスラリー相が得られる。
【００５５】
具体的には、合成ガス炉から触媒を用いたフィッシャー・トロプシュ（Ｆｉｓｃｈｅｒ−Ｔｒｏｐｓｃｈ；Ｆ−Ｔ）合成用スラリー反応を行う場合は、スラリー相反応器Ｒで、一酸化炭素と水素を主成分とする合成ガスがフィッシャー・トロプシュ触媒床で反応して炭化水素、オレフィン、酸素化物などが製造されるが、この際、合成ガスが反応器Ｒ内の液状炭化水素及び触媒粒子と混合されてスラリー相として得られる。
【００５６】
この際、スラリー相反応器Ｒで微細な触媒粒子または運転中に壊れた触媒などが液状の炭化水素、生成水などと結合して凝集形態の触媒が生成されるが、この凝集された触媒塊をスラリー形態として排出する。
【００５７】
より詳細には、上記のように反応器Ｒ内でその下部に内部フィルターＦ０を設置するが、内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の最も近い距離Ｆｏｐを、流体の速度が０となる距離Ｒ０に合わせるように設置することにより、触媒の凝集による塊りは再循環により内部フィルターＦ０の外壁と反応器Ｒの内壁との間の距離Ｆｏｐを有するスラリー排出通路Ｅｘに容易に流入され、その後、内部フィルターＦ０の下部に入った塊りはフィルターの気孔を容易に通過できないため、反応器Ｒの上部に進入できなくなり、結局、大部分の塊りは、反応器Ｒの下端に形成された下部排出口Ｂを介して外部に排出される。
【００５８】
次に、前記反応器Ｒの下部排出口Ｂから排出されたスラリーは下部脱気器Ｖ１を通過した後、外部分離装置の下部分離装置Ｆ１により分離され、分離された液（粒子のサイズが小さいもの）は反応器Ｒに再循環され、保有液（粒子のサイズが大きいもの）は処理した後、一部は反応器Ｒに再循環されるか、一部は外部に排出される。
【００５９】
より詳細には、前記反応器Ｒの下部排出口Ｂから排出されたスラリーは下部脱気器Ｖ１を通過した後、外部分離装置の下部分離装置Ｆ１に搬送されると、下部分離装置Ｆ１により分離された濾過液（ｆｉｌｔｒａｔｅ）は再循環手段の濾過液排出ライン５に沿って１つ以上の容器Ｖ３に流入された後、反応器Ｒに再循環され、それと共に下部分離装置Ｆ１の保有液（ｒｅｔｅｎａｔｅ）の一部は反応器Ｒに再循環されるか、下部分離装置Ｆ１として採択されたフィルターの気孔が詰まらないように一部は外部に排出される。
【００６０】
この際、前記反応器Ｒの上部でサンプリングされたスラリーは、上部排出口Ａを介して排出されて上部脱気器Ｖ２を通過した後、外部分離装置の上部分離装置Ｆ２に搬送され、上部分離装置Ｆ２である外部フィルターを通過した触媒を含む保有液は、再循環手段である保有液排出ライン１１を介して容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環され、触媒粒子を濾過した濾過液は濾過液排出ライン１０を介して実質的な炭化水素燃料が得られるアップグレード（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ）のような後続工程に進行する。
【００６１】
すなわち、反応器Ｒ内の流体の流れを考慮して、反応器Ｒの上部中央の近くに形成された上部排出口Ａにスラリーを取り出すように管あるいはサンプリング装置が設置されるが、このサンプリング装置により平均的な大きさの粒子と微細な触媒が混合されているスラリーを流出すると、触媒粒子は保有液排出ライン１１を介して容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環され、触媒粒子を濾過した濾過液、すなわち、液状の炭化水素は濾過液排出ライン１０を介してアップグレードユニット（ｕｐｇｒａｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）などの後続工程に進行する。
【００６２】
本発明の反応装置に対する第２から第７実施例を説明すると次の通りである。
【００６３】
本発明の第２実施例による反応装置として、図５に示すように、第１実施例と比較して合成ガス分配器Ｄの合成ガス分配方向が逆である点を除いては、第１実施例と同じ構成である。
【００６４】
具体的には、第１実施例による反応装置は、合成ガス供給ライン１が合成ガス分配器Ｄの上側に配列され、合成ガス分配器Ｄの合成ガス分配方向が上側から下方に向かう反面、第２実施例による反応装置は、合成ガス供給ライン１が合成ガス分配器Ｄの下側に配列され、合成ガス分配器Ｄの合成ガス分配方向が下側から上方に向かうようになる。
【００６５】
本発明の第３実施例による反応装置は、外部分離装置の上部分離装置Ｆ２を直列に複数連結した点を除いては、第１実施例と同じ構成である。
【００６６】
より詳細には、図６に示すように、濾過性能を高めるために上部分離装置である複数のフィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．Ｆ２（ｎ）（ｎは２以上の正の整数）を上部脱気器Ｖ２の排出ラインから直列に設置し、気孔サイズをだんだん減らして最後のフィルターの気孔サイズが、例えば１０μｍ以下になるようにする。
【００６７】
また、反応器Ｒの上部排出口Ａを介して反応器の直径の７０％以内の空間に設置された管、すなわち、外部にサンプリングされる管を介してスラリーをサンプリングすると、このサンプリングされたスラリーは上部脱気器Ｖ２を通過した後、複数の上部分離装置Ｆ２（１）、Ｆ２（２）、Ｆ２（ｎ）の外部フィルターを順次通過するようになる。図６の図面符号「１０（１）、１０（２）、１０（ｎ）」は濾過液（ｆｉｌｔｒａｔｅ）排出ラインを、「１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）」は保有液（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）排出ラインを示す。
【００６８】
本発明の第４実施例による反応装置は第３実施例の構成と同じであり、複数の上部分離装置Ｆ２を直列に設置したこと以外に、複数の下部分離装置Ｆ１を直列に連結した点に特徴がある。
【００６９】
より詳細には、図７に示すように濾過性能を高めるために下部分離装置である複数のフィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．Ｆ１（ｎ）（ｎは２以上の正の整数）を下部脱気器Ｖ１の排出ラインから直列に設置し、気孔サイズをだんだん減らして最後のフィルターの気孔サイズが、例えば３００μｍ以下になるようにする。
【００７０】
それによって、反応器Ｒの下部の下部排出口Ｂから排出されたスラリーが下部脱気器Ｖ１を通過した後、複数の下部分離装置Ｆ１（１）、Ｆ１（２）、Ｆ１（ｎ）である外部フィルターを順次通過するようになってスラリーの濾過性能を高めることができる。
【００７１】
一方、上記のような上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２の各段階のフィルターを並列に複数設置してもよい。
【００７２】
本発明の第５、６、７実施例による反応装置は、内部フィルターの形状及び下部排出口の形態を異なるように適用した点にそれぞれ特徴がある。
【００７３】
本発明の第５実施例による反応器Ｒは、図８に示すように、内部フィルターＦ０の形状が合成ガス分配器Ｄを上方から下方にカバーする凸状の断面構造として製作され、内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成された点に特徴がある。
【００７４】
本発明の第６実施例による反応器Ｒは、第５実施例と同じ構成を有するが、図９に示すように、内部フィルターの形状が矩形のボックス形態として採択され、合成ガス分配器Ｄを上方から下方にカバーする構造として製作され、内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成された点に特徴がある。
【００７５】
本発明の第７実施例による反応器Ｒは、反応器Ｒの内部フィルターＦ０が平らな板状（上部からながめる時、円形、楕円形、星状、四角形などの何れの形態の形状も可能）として製作されたことを除いては、前記第１実施例と同じ構成を有する。
【００７６】
具体的には、図１０及び図１１に示すように、第７実施例による内部フィルターＦ０は中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された平らなボディ部Ｐｔ１と、ボディ部Ｐｔ１の誘導口Ｈｏをカバーし、その上側に配置される蓋Ｐｔ２と、で構成され、ボディ部Ｐｔ１は支持台Ｓ１により反応器Ｒの壁面に一体に連結されて支持され、蓋Ｐｔ２は支持台Ｓ２によりボディ部Ｐｔ１に一体に連結されて支持される。
【００７７】
この際、ボディ部Ｐｔ１は、反応器Ｒの内部で反応器Ｒの半径の７０％以上の半径を有する板状フィルターとして設置され、反応器Ｒの内壁とボディ部Ｐｔ１の外壁（あるいは外径）との間の距離が反応器Ｒの半径の３０％以内となるようにする。
【００７８】
このような本発明の各実施例で図面符号「４」、「９」、「１３」（図示せず）は未反応ガス排出ラインを示す。
【００７９】
また、前記各実施例で上部分離装置Ｆ２として採択された外部フィルターのフィルター気孔が詰まらないように図１、５、８、９の図面符号「１１」の上部分離装置Ｆ２の保有液排出ラインを介して、そして図面符号「６」の下部分離装置Ｆ１の保有液排出ラインを介して濾過液の一部を工程の外部に排出させてもよい。
【００８０】
同様に、図６及び図７の図面符号「１１（１）、１１（２）、．．．、１１（ｎ）」の上部分離装置Ｆ２の保有液排出ラインを介して、そして図面符号「６（１）、６（２）、．．．、６（ｎ）」の下部分離装置Ｆ１の保有液排出ラインを介して濾過液の一部を工程の外部に排出させてもよい。
【００８１】
この際、前記上部分離装置Ｆ２で濾過されて一部が貯蔵された保有液は、上部分離装置Ｆ２の保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、．．．、１１（ｎ）を介して一部は容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環され、それと共に上部分離装置Ｆ２で濾過されて貯蔵されていない濾過液は直ちに上部分離装置Ｆ２の濾過液排出ライン１０、１０（１）、１０（２）、．．．、１０（ｎ）を介して外部（アップグレードのような後続工程）に排出される。
【００８２】
反面、前記下部分離装置Ｆ１で濾過されて一部が貯蔵された保有液は、下部分離装置Ｆ１の保有液排出ライン６、６（１）、６（２）、．．．、６（ｎ）を介して一部は反応器Ｒに再循環され、残りは外部に排出され、また、下部分離装置Ｆ１で濾過されて貯蔵されていない濾過液の一部は下部分離装置Ｆ１の濾過液排出ライン５、５（１）、５（２）、．．．、５（ｎ）を介して容器Ｖ３に搬送されて反応器Ｒに再循環される。
【００８３】
一方、前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２に採択された外部フィルター装置として粒子を分離する他の分離装置を適用してもよいが、例えば、遠心分離機、磁気分離器（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｅｐａｒａｔｏｒ）、ハイドロサイクロン（ｈｙｄｒｏｃｙｃｌｏｎｅ）などを適用でき、粒子を濾過または分離する装置はその種類を問わない。
【００８４】
必要であれば、分離した液状の炭化水素溶液を図１及び図５から図９の図面符号「２０」及び「２１」の別途の外部注入ラインを介して上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２に注入することにより、各分離装置の内部に付くか、積もった触媒粒子と炭化水素の残留物などを除去することができる。
【符号の説明】
【００８５】
Ａ  上部排出口
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２  下部排出口
Ｄ  合成ガス分配器
Ｅｘ  スラリー排出通路
Ｆ０  内部フィルター
Ｆ１、Ｆ１（１）、Ｆ１（２）、Ｆ１（ｎ）  下部分離装置
Ｆ２、Ｆ２（１）、Ｆ２（２）、Ｆ２（ｎ）  上部分離装置
Ｈｏ  誘導口
Ｐｔ１  ボディ部
Ｐｔ２  蓋
Ｒ  スラリー相反応器
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  支持台
Ｖ１  下部脱気器
Ｖ２  上部脱気器
Ｖ３  容器
１  合成ガス供給ライン
５、５（１）、５（２）、５（ｎ）  濾過液排出ライン
６、６（１）、６（２）、６（ｎ）  保有液排出ライン
１０、１０（１）、１０（２）、１０（ｎ）  濾過液排出ライン
１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）  保有液排出ライン
４、９、１３  未反応ガス排出ライン
２０、２１  外部注入ライン
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ガスをフィッシャー・トロプシュ触媒床で反応させるための反応器Ｒと、前記反応器Ｒ内の下端側に設置され、前記合成ガスを分散させる合成ガス分配器Ｄと、を含む反応装置であって、
前記反応器Ｒの内部でその下端に設置される内部フィルターＦ０と、
前記反応器Ｒの底側に形成された下部排出口Ｂに連結され、触媒塊を含むスラリーを濾過または分離させるための下部分離装置Ｆ１と、
前記反応器Ｒの上部側の所定位置に形成された上部排出口Ａに連結され、微細な触媒が混ざっているスラリーを濾過または分離させるための上部分離装置Ｆ２と、
前記反応器Ｒ内で発生された未反応ガスを排出させるためのガス排出手段と、
前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２で濾過された前記触媒を再循環または排出させるための再循環排出手段と、
前記内部フィルターＦ０と前記反応器Ｒの内壁との間に形成されたスラリー排出通路Ｅｘと、
を含んで構成されることを特徴とする合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項２】
前記内部フィルターＦ０は、
前記反応器Ｒ内の前記合成ガス分配器Ｄの上部または下部に位置し、凹状の容器のような構造であり、選択的にその底の中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された形態であり、前記反応器Ｒの内壁に支持台Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を媒介として固定されるボディ部Ｐｔ１で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項３】
前記内部フィルターＦ０は、前記ボディ部Ｐｔ１の前記誘導口Ｈｏの上部または下部から離隔配列され、前記誘導口Ｈｏよりも大きな面積を有し、前記ボディ部Ｐｔ１と支持台Ｓ４を媒介として連結される蓋Ｐｔ２をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項４】
前記内部フィルターＦ０は、
前記反応器Ｒ内の前記合成ガス分配器Ｄの上部または下部に位置し、選択的に中央に誘導口Ｈｏが貫通形成された平らな構造であり、支持台Ｓ１を媒介として前記反応器Ｒの壁面に一体に連結されるボディ部Ｐｔ１で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項５】
前記内部フィルターＦ０は、前記ボディ部Ｐｔ１の前記誘導口Ｈｏの上部または下部から離隔配列され、誘導口Ｈｏよりも大きな面積を有し、前記ボディ部Ｐｔ１と支持台Ｓ４を媒介として連結される蓋Ｐｔ２をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項６】
前記内部フィルターＦ０の前記ボディ部Ｐｔ１の外径と、前記反応器Ｒの内壁との間の空間は、前記反応器の半径の３０％内の空間を持つようにしたスラリー排出通路Ｅｘとして形成されることを特徴とする請求項２または４に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項７】
前記内部フィルターＦ０の前記ボディ部Ｐｔ１と蓋Ｐｔ２の孔隙率はそれぞれ３０％以上であり、気孔サイズはそれぞれ１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２または４に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項８】
前記内部フィルターＦ０は、前記反応器Ｒ内で前記合成ガス分配器Ｄを全体的にカバーするように、その下端が前記反応器Ｒの底に一体に連結される矩形のボックス形態に製作されるか、矩形のボックス形態の上面が上側に凸状の断面構造として製作される場合、前記内部フィルターＦ０の外側位置に複数の下部排出口Ｂ１、Ｂ２が形成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項９】
前記下部分離装置Ｆ１は、気孔サイズが３００μｍ以下の濾過フィルターとして採択されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１０】
前記下部分離装置Ｆ１は、直列に連結される複数の濾過フィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．、Ｆ１（ｎ）として採択され、各前記濾過フィルターの気孔サイズを順次減らし、最後に配列された前記濾過フィルターの気孔サイズを３００μｍ以下にすることを特徴とする請求項１または９に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１１】
直列に連結された複数の各前記濾過フィルターＦ１（１）、Ｆ１（２）、．．．、Ｆ１（ｎ）は、複数個が並列に連結されたものとして採択されることを特徴とする請求項１０に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１２】
前記上部分離装置Ｆ２は、気孔サイズは１０μｍ以下の濾過フィルターとして採択されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１３】
前記上部分離装置Ｆ２は、直列に連結される複数の前記濾過フィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．、Ｆ２（ｎ）として採択され、各前記濾過フィルターの気孔サイズを順次減らし、最後に配列された前記濾過フィルターの気孔サイズを１０μｍ以下にすることを特徴とする請求項１または１２に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１４】
直列に連結された複数の各前記濾過フィルターＦ２（１）、Ｆ２（２）、．．．、Ｆ２（ｎ）は、複数個が並列に連結されたものとして採択されることを特徴とする請求項１３に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１５】
前記上部分離装置Ｆ２及び前記下部分離装置Ｆ１は、触媒粒子を分離する濾過器、遠心分離機、磁気分離器、ハイドロサイクロン、蒸留器、蒸発器から選択された何れか１あるいは２種類以上の組合せとして採択されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１６】
前記ガス排出手段は、
前記反応器Ｒの前記上部排出口Ａと前記上部分離装置Ｆ２との間に設置され、未反応ガスを外部に排出させる上部脱気器Ｖ２と、前記反応器Ｒの前記下部排出口Ｂと前記下部分離装置Ｆ１との間に設置され、未反応ガスを外部に排出させる下部脱気器Ｖ１と、で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１７】
前記再循環排出手段は、
前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２で濾過された触媒粒子を貯蔵した後、前記反応器Ｒに搬送する容器Ｖ３と、
前記上部分離装置Ｆ２と前記容器Ｖ３との間に連結され、濾過されていない保有液の一部は前記容器Ｖ３に搬送し、残り一部は外部に排出させるための保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と、
前記下部分離装置Ｆ１と前記容器Ｖ３との間に連結され、濾過された濾過液を前記容器Ｖ３に搬送するための濾過液排出ライン５（１）、５（２）、５（ｎ）と、
前記上部分離装置Ｆ２で濾過された前記濾過液を後続工程に進行するために前記上部分離装置Ｆ２から延長される濾過液排出ライン１０、１０（１）、１０（２）、．．．、１０（ｎ）と、
前記下部分離装置Ｆ１で濾過されていない前記保有液の一部を前記反応器Ｒに再循環させるか、残り一部を外部に排出させるために前記下部分離装置Ｆ１から延長される前記保有液排出ライン１１、１１（１）、１１（２）、１１（ｎ）と、
で構成されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【請求項１８】
前記上部及び下部分離装置Ｆ１、Ｆ２にそれぞれ分離した液状の炭化水素溶液を注入する外部注入ライン２０、２１が連結されることを特徴とする請求項１に記載の合成ガス炉から炭化水素を製造するための反応装置。
【国際調査報告】
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