(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）気体を排出するための気体排出部および液体を排出するための液体排出部を有する容器と、（ｂ）前記容器の底部に設けられた気体分配器と、（ｃ）縦軸が垂直に延在されるように前記容器内に設けられた、上側開放端と下側開放端とを有する、チューブと、を有するスラリー泡カラム反応器において、
（イ）前記気体分配器には、上側気体分配器及び下側気体分配器が設けられ、
（ロ）前記下側気体分配器は、前記容器内における前記上側気体分配器よりも前記容器の底部に近い位置に前記上側気体分配器と離隔して設けられ、
（ハ）前記下側気体分配器から前記容器内に放出された気体を前記チューブ内で上昇させるとともに該チューブ内におけるスラリーの密度を低下させて、前記チューブ内における前記スラリーを上昇させるように、前記上側気体分配器が、前記チューブの上側開放端に近接して、前記上側分配器の複数の上側ノズルはすべて前記チューブの径方向外側に設けられ、かつ、
（ニ）前記下側気体分配器が、前記チューブの下側開放端に近接した位置に設けられている
ことを特徴とするスラリー泡カラム反応器。
【請求項２】
前記上側気体分配器が、前記チューブの上側開放端と同じ高さもしくは該上側開放端より低い位置に設けられ、および／または、前記下側気体分配器が、前記チューブの下側開放端の外周に対して該チューブの径方向内側に収まるように該チューブの外側に設けられていることを特徴とする 請求項１に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項３】
前記上側気体分配器には、複数の上側ノズルを有する１以上のパイプが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項４】
前記上側気体分配器には、少なくとも部分的に円形とされた複数の同心パイプが設けられ、かつ、前記複数の同心パイプには、それぞれ、該複数の同心パイプの長さ方向に複数の上側ノズルが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項５】
前記複数の同心パイプが、管状トロイドまたはトロイド状部分とされていることを特徴とする請求項４に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項６】
前記複数の上側ノズルが互いに同一平面上に設けられていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項７】
前記複数の上側ノズルの開口の直径が、５ミリメートル以上とされていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項８】
前記複数の上側ノズルの開口が、前記スラリー内に下方へ向かう気体噴流を創出するように、設けられていることを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項９】
前記上側気体分配器が、上側気体供給部に接続されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１０】
前記下側気体分配器には、複数の下側ノズルを有するマニホールド構造が設けられていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１１】
前記マニホールド構造には、前記複数の下側ノズルを有する１以上のパイプが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１２】
前記マニホールド構造には、円形または部分的に円形とされた複数の同心パイプが設けられ、前記複数の同心パイプが、それぞれ、該複数の同心パイプの長さ方向に設けられた前記複数の下側ノズルを有していることを特徴とする請求項１１に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１３】
前記同心パイプが、管状トロイドまたはトロイド状部分とされていることを特徴とする請求項１２に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１４】
前記複数の下側ノズルが、同一水平面上に設けられていることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１５】
前記複数の下側ノズルの開口が、前記スラリー内に下方へ向かう気体噴流を創出するように、設けられていることを特徴とする請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応 器。
【請求項１６】
前記複数の下側ノズルの開口の直径が、５ミリメートル以上とされていることを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１７】
前記複数の上側ノズルおよび／または前記複数の下側ノズルの直径Ｄに対する該ノズルの全長Ｌの比Ｌ／Ｄが１以上とされていることを特徴とする請求項３−８、１０−１６のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１８】
前記下側気体分配器が、下側気体供給部に接続されていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項１９】
垂直方向から見て、前記上側気体分配器の面積と前記下側気体分配器の面積との和が、反応器断面積の３０パーセントないし１００パーセントであることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２０】
前記下側気体分配器の面積が、前記反応器断面積の２パーセントないし１２パーセントであることを特徴とする請求項１９に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２１】
前記下側気体分配器が、気体流量の４パーセントないし２０パーセントを前記反応器内に供給するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし２０のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２２】
前記チューブが、筒状とされているとともに、該チューブの縦軸が垂直となるように前記反応器内に設けられていることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２３】
前記上側気体分配器が、前記チューブの高さの２０パーセントだけ該チューブの上側開放端よりも高い位置と該チューブの高さの半分だけ該上側開放端よりも低い位置との間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし２２のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２４】
前記上側気体分配器が、前記チューブの高さの１０パーセント未満だけ該チューブの上側開放端よりも低い位置に設けられていることを特徴とする請求項２３に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２５】
前記下側気体分配器が、前記チューブの下側開放端に対して３メートル高い位置から３メートル低い位置の間に設けられていることを特徴とする請求項１ないし２４のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２６】
前記容器の筒状本体部の下側における該容器の底部が、前記筒状本体部の壁部から延在された湾曲部と、前記湾曲部から延在された部分円錐部と、前記部分円錐部から延在された湾曲した基部とで構成されていることを特徴とする請求項１ないし２５のいずれか１項に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２７】
前記チューブの底部が、前記部分円錐部と前記湾曲した基部とが接続されている高さに対応した位置に設けられていることを特徴とする請求項２６に記載のスラリー泡カラム反応器。
【請求項２８】
液相と固体触媒粒子とからなるスラリーを収容させた請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の反応器に、請求項１ないし２７のいずれか１項に記載の上側気体分配器及び下側気体分配器によって、気体状の反応物を供給し、前記気体分配器から気体泡を前記反応器内に供給して、前記気体泡を上昇させることにより、前記触媒粒子を前記スラリー内に懸濁された状態に維持することを特徴とする気体状の反応物を用いた化学反応を生じさせる方法。
【請求項２９】
液相と固体触媒粒子とからなるスラリーを収容させた請求項３−８、１０−１７のいずれか１項に記載の反応器に、請求項３−８、１０−１７のいずれか１項に記載の上側気体分配器及び下側気体分配器によって、気体状の反応物を供給し、前記気体分配器から気体泡を前記反応器内に供給して、前記気体泡を上昇させることにより、前記触媒粒子を前記スラリー内に懸濁された状態に維持し、前記複数の上側ノズルおよび／または前記複数の下側ノズルの内部を流れる気体が、１５０００ｋｇ／ｍｓ2未満の動圧を有していることを特徴とする気体状の反応物を用いた化学反応を生じさせる方法。
【請求項３０】
下側分配器からチューブ内に気体を進入させて、この気体によって前記チューブの外部における前記スラリーと前記チューブ内における前記スラリーとの間に密度の差を生じさせ、前記密度の差によって、前記チューブ外側におけるスラリーを下方へ流れさることにより、前記容器の内壁を前記スラリーの流れによって洗浄させるとともに、前記スラリーの流れを前記チューブ内に取り込んで該チューブ内で上昇させることを特徴とする請求項２８または請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記反応をフィッシャー＝トロプシュ合成反応とし、前記反応温度を摂氏１５０度ないし摂氏３００度の範囲とし、かつ、前記反応圧を１バールないし１００バールの範囲とすることを特徴とする請求項２８ないし３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記反応温度を摂氏２００度ないし摂氏２６０度とし、かつ、前記反応圧を１０バールないし５０バールの範囲とすることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相反応器またはスラリー泡カラム反応器（ＳＢＣＲ）における気体分配器構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スラリー泡カラム反応器（ｓｌｕｒｒｙ  ｂｕｂｂｌｅ  ｃｏｌｕｍｎ  ｒｅａｃｔｏｒ；ＳＢＣＲ）は、様々な化学反応、特に反応物が気体状であり、生成物が液状物であり、そして、固体触媒が必要とされる反応を行うために用いられているところである。かかる反応においては、気体状の反応物が、液体状の反応生成物を含みうる液体触媒内における微粉化された触媒のスラリー内に導入される。気体の導入は、気体分配器を用いて実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許出願公開ＷＯ２００５／０９４９７９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
スラリー泡カラム用気体分配器が充足すべき重要な要件としては、以下のものが挙げられる。
−気体はスラリー内に急速に混合されるべきこと。
−触媒粒子は、広範囲の流量にわたって反応器へ十分に拡散されるべきこと。
−停滞域（特に反応器の底部に生じる停滞域）が防止されなければならないこと。
−気体分配器内への触媒粒子の浸透は最小限に抑制されなければならないこと。
−反応器壁および反応器内部の侵食が防止されるべきこと。
−気体分配器が許容限度を超える触媒の消耗を誘起しないこと。
−圧力降下が低くされるべきこと（経済的考慮のため）。
これらの要求事項については、国際特許出願公開ＷＯ２００５／０９４９７９号に論じられている。
【０００５】
本発明の目的は、設計面および機能面で簡素でありかつ広範囲な流量と圧力とにわたってシンプルな操作を行うことができる気体分配器構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、気体を排出するための気体排出部および液体を排出するための液体排出部を有する容器と、使用される向きに配置された前記容器の底部に設けられた、気体分配器と、前記容器が前記使用される向きに配置されたときに縦軸が垂直に延在されるように前記容器内に設けられ、上側開放端と下側開放端とを有するチューブと、を有するスラリー泡カラム反応器において、前記気体分配器には、上側気体分配器が設けられ、前記容器内における前記上側気体分配器よりも前記容器の底部に近い位置には、下側気体分配器が該上側気体分配器と離隔して設けられ、前記下側気体分配器から前記容器内に放出された気体を前記チューブ内で上昇させ、該チューブ内におけるスラリーの密度を低下させて、前記チューブ内における前記スラリーを上昇させるように、前記上側気体分配器が、前記チューブの上側開放端に近接した位置に設けられ、かつ、前記下側気体分配器が、前記チューブの下側開放端に近接した位置に設けられていることを特徴とするスラリー泡カラム反応器が提供される。
【０００７】
これにより、使用中において、下側分配器からの気体がチューブに進入することにより密度の差がチューブ外側のスラリーとチューブ内側のスラリーとの間に確立され、それにより、チューブ外側のスラリーが下方へ流れてこれにより容器の内側壁を洗浄する、それから、下側分配器からの気体が取り込まれるにしたがってチューブを通って上方へ流れる。
【０００８】
こうして、反応器の底部に定着する傾向がある任意の触媒粒子が、スラリーの動きによって循環する状態に保たれるであろう。また、反応器容器の底部における停滞域が防止され、それにより、液相に対する反応気体の不十分な供給に起因する、触媒の不活性化の傾向を低減させる。
【０００９】
本システムは、各ノズルが異なる高さにて反応器の底部に配置された気体マニホールド群を設けることによりもたらされる気体ノズル圧の制御にともなう困難を防止する、これが、それから、異なる静水圧を克服しなくてはならない。２つの気体分配器への圧力の独立制御ということは、上側気体分配器を介してのほうが、下側気体分配器を介してよりも小さな圧力で注入されるということを意味している、所望であれば、あるいは、下側気体分配器のみを介してよりも小さな圧力で注入されるということを意味している。
【００１０】
好ましくは、前記上側気体分配器には、複数の上側ノズルを有するマニホールド構造が設けられている。マニホールド構造には、前記複数の上側ノズルを有する１以上のパイプが設けられてもよい。好ましくは、前記マニホールド構造には、円形または部分的に円形とされた複数の同心パイプが設けられ、前記複数の同心パイプが、それぞれ、該複数の同心パイプの長さ方向に設けられた前記複数の上側ノズルを有している。好ましくは、前記複数の同心パイプが、管状トロイドまたはトロイド状部分とされている。
【００１１】
好ましくは、前記複数の上側ノズルは、すべて同一水平面上に設けられており、ノズル高は典型的には１００ミリメートル未満の範囲で変形して適用されることができる。好ましくは、前記複数の上側ノズルの開口の直径は、５ミリメートル以上とされている。
好ましくは、前記複数の上側ノズルの開口は、それぞれ、気体の噴流が前記上側気体分配器の複数の同心パイプの水平部の下側において該噴流の主軸を該複数の同心パイプに対して９０度以下の傾きとした状態で生成されるように、設けられている。好ましくは、上側気体分配器は、ノズル供給圧の変動が平均ノズル圧力降下の１００パーセント未満となるようなノズル供給圧を提供するように構成された上側気体供給部に接続されている。
【００１２】
好ましくは、前記下側気体分配器には、複数の下側ノズルを有するマニホールド構造が設けられている。好ましくは、前記マニホールド構造には、前記複数の下側ノズルを有する１以上のパイプが設けられている。好ましくは、前記マニホールド構造には、円形または部分的に円形とされた複数の同心パイプが設けられ、前記複数の同心パイプが、それぞれ、該複数の同心パイプの長さ方向に設けられた前記複数の下側ノズルを有している。好ましくは、前記同心パイプは、管状トロイドまたはトロイド状部分とされている。好ましくは、前記複数の下側ノズルはすべて同一水平面上に設けられており、その変動は典型的には１００ミリメートル未満である。好ましくは、前記複数の下側ノズルの開口の直径は、５ミリメートル以上とされている。好ましくは、前記下側気体分配器は、下側気体供給部に接続されており、この下側気体供給部は、ノズル供給圧の変動が平均ノズル圧力降下の１００パーセント未満となるようなノズル供給圧を提供するように構成されている。
【００１３】
好ましくは、前記上側気体分配器と前記下側気体分配器との全体によって、反応器断面積の３０パーセントないし１００パーセント、好ましくは、４０パーセントないし８０パーセントが占められている。好ましくは、前記下側気体分配器によって、前記反応器断面積の２パーセントないし１２パーセント、好ましくは、５パーセントないし８パーセントが占められている。好ましくは、通常の使用状態において、前記下側気体分配器が、気体流量の４パーセントないし２０パーセント、好ましくは、８パーセントないし１５パーセントを前記反応器内に供給するように設けられている。
【００１４】
好ましくは、前記チューブは、筒状とされているとともに、該チューブの縦軸が垂直となるように前記反応器内に設けられている。好ましくは、前記上側気体分配器は、前記チューブの上側開放端よりも１メートル高い位置から該チューブの高さの５０パーセントだけ前記上側開放端よりも低い位置の間に設けられている。好ましくは、前記下側気体分配器は、前記チューブの下側開放端に対して０．３メートル高い位置と０．３メートル低い位置との間に設けられている。好ましくは、反応器の底部とチューブ下側開放端との間には、スラリーがチューブ外側から内側へ進入することができるように開放領域が設けられている。好ましくは、開放領域の断面積は、この間隙における平均スラリー速度が５ｍ／ｓ未満であって反応器の底部の侵食と触媒粒子の消耗とを防ぐことができれば十分である。しかしながら、この速度は、底部における触媒の定着を防ぐためには、０．５ｍ／ｓを超えるべきである。
【００１５】
好ましくは、反応器容器は円筒状とされているが、その底部は、筒状本体部の壁部から延在された湾曲部と、前記湾曲部から延在された部分円錐部と、前記部分円錐部から延在された湾曲した基部とで構成されている。好ましくは、前記チューブの底部は、前記部分円錐部と前記湾曲した基部とが接続されている高さに対応した位置に設けられている。
【００１６】
また、本発明は、液相と固体触媒粒子とからなるスラリーを収容させた前記構成を有する反応器に、前記構成を有する上側気体分配器及び下側気体分配器によって、気体状の反応物を供給し、前記気体分配器から気体泡を前記反応器内に供給して、前記気体泡を上昇させることにより、前記触媒粒子を前記スラリー内に懸濁された状態に維持することを特徴とする気体状の反応物を用いた化学反応を生じさせる方法を包含する。
【００１７】
好ましくは、前記複数の上側ノズルおよび前記複数の下側ノズルのそれぞれの内部を流れる気体は、１５，０００ｋｇ／ｍｓ2未満、より好ましくは１０，０００ｋｇ／ｍｓ2未満の動圧、例えば、２００ないし８，０００ｋｇ／ｍｓ2を有している。「気体の動圧」は、流体の運動によって生じる流体の圧力であって、流体の速度の２乗と流体の密度との積の２分の１すなわち、ｑ＝０．５ｒｖ2と定義される（Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ参照）。これは運動エネルギーについてと同じ単位であって、同じくＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓによれば、流体の単位体積あたりの運動エネルギーは、０．５ｒｖ2となる（式中、ｒは密度を表わし、ｖは流体の速度を表わす）。定義により、運動エネルギーの単位は、（ｋｇ／ｍ3）＊（ｍ2／ｓ2）＝ｋｇ／ｍｓ2となる。
【００１８】
本方法は、フィッシャー＝トロプシュ合成反応に適用することができ、例えば、反応温度が摂氏１５０度ないし摂氏３００度の範囲、反応温度が摂氏２００度ないし２６０度の範囲、および、反応圧力が１バールないし１００バールの範囲などである。好ましくは、温度は、摂氏２１０度ないし摂氏２５０度の範囲、圧力が好ましくは、１０バールないし５０バールの範囲である。本発明は、また、本発明に係る反応器を動作させて反応を生じさせる方法、これらの反応により生じた生成物、および、加工後処理を含む他の方法、これにより得られた生成物をも包含するものである。
【００１９】
本発明は複数の態様により実施することができるが、以下、一例として一実施形態を図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る反応器容器の底部の一部を概略的に示した図である。
【図２】下側気体分配器の上面図である。
【図３】下側気体分配器の拡大断面図である。
【図４】上側気体分配器の一部の上面図である。
【図５】単純なノズルの断面図である。
【図６】ノズルの代替的な形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照すると、スラリー泡カラム反応器は、容器１１と、上側気体分配器（またはは上側スパージャー）１２と、下側気体分配器（または下側スパージャー）１３と、チューブ１４とを備えている。
【００２２】
容器１１は、略筒状の容器であって、該容器１１の上部には気体排出部（図示せず）および液状生成物排出部（図示せず）が設けられ、該容器１１の底部は、湾曲部１５と、部分円錐部１６と、湾曲した基部１７とで構成されている。
【００２３】
チューブ１４は、上部１８と底部１９とで開口された筒状体のチューブである。
【００２４】
上側スパージャー１２は、図４を参照して以下に詳述するが、チューブ１４の前記開口された上部１８に近接しかつ該上部１８と比べてわずかに低い位置（これは、容器の湾曲部１５と部分円錐部１６とが接続する位置にあたる）でチューブ１４を包囲するように配置された、一群の同心状の管状気体分配リング２１一組を備えている。
【００２５】
下側スパージャー１３は、図２および図３を参照して以下に詳述するが、前記チューブ１４の外周の内側に配置されかつ前記開口された底部１９に近接しつつ該底部１９に比べてわずかに低い位置に配置された一群の同心状の管状気体分配リング２２を備えている。
【００２６】
次に図２および図３を参照すると、下側スパージャー１３は、その主要部をなす気体供給管２３と、該気体供給管２３に接続され、互いに等間隔に配置されかつ径方向に延在された、３つのマニホールド２４と、これら複数のマニホールド２４の下側に前記複数のリング２２が備えられている。また、前記複数の気体分配リング２２は、それぞれ、複数の気体供給チューブ２５を介して、前記複数のマニホールド２４に接続されている。なお、３つの気体分配リング２２を図示したが、スラリー泡カラム反応器の寸法や気体分配リング２２自体の寸法といった諸要因によって、これより少ない数または多い数の着たい分配リング２２が備えられてもよい。
【００２７】
上側スパージャー１２は、図４に図示されている。上側スパージャー１２は、スラリー泡カラム反応器の外側に設けられた主要部としての気体供給リング（図示せず）と、容器壁１１を通って前記気体供給リングに接続され、径方向に延在された３つのマニホールド２６と、これら複数のマニホールド２６の下側に前記複数の気体分配リング２１を備えている。これら複数の気体分配リング２１は、下側スパージャー１３におけると同様の態様にて、それぞれ、複数の気体供給チューブ（図示せず）によってマニホールド２６に接続されている。なお、７つのリング２１を図４に図示したが、スラリー泡カラム反応器の寸法や気体分配リング２１自体の寸法といった諸要因によって、これより少ない数または多い数の気体分配リング２１が備えられてもよい。また、気体供給管２３に代えて、上側スパージャー１２において使用されているのと同様の気体送給リング構造を下側スパージャー１３に適用することもできる。
【００２８】
上述した複数の気体分配リング２１および複数の気体分配リング２２は、それぞれ、気体分配リング２１、２２に沿って略等間隔に配置されたノズル群を有しており、これら複数のノズルは、隣接するリング上のノズルに対しても同様に離隔して設けられている。これら複数のノズルは、図５および図６により詳細に図示されている。
【００２９】
図５は、気体分配リング２１に設けられた単純な孔２７で構成されたノズルを示した図である。また、図６は、同様に気体分配リング２１に設けられているがカウル２９で覆われた構成の孔２８で構成された代替的ノズル構成を示した図である、このカウル２９にはアパーチャ３１が設けられている。いずれの場合においても、孔２７またはアパーチャ３１は、下向きに形成されており、（気体分配リング２１の）水平部に対して９０度以下（の角度）で延在されている。ノズルの全長−直径比（Ｌ／Ｄ比）は１未満であるべきである（Ｌはノズル全長、Ｄはノズル直径）。ノズルが図５に示すような単純な孔２７で構成されている場合には、全長Ｌはすなわち孔２７の深さであるから、全長Ｌは気体分配リング２１の壁部の厚さに等しいことになる。
【００３０】
使用状態について述べると、反応気体が上下の気体供給管に送給されて上側マニホールド２６と下側マニホールド２４とに進入する。反応気体はさらに各気体分配リング２１、２２内に各チューブを介して進入し、スラリー泡カラム反応器の容器１１内に存在しているスラリー内に、ノズルを介して注入される。このようにして、各ノズルは、スラリー内に下方へ向かう気体噴流を創出する。スラリー泡カラム反応器の容器１１の底部付近における噴流は、該容器１１の表面近くでスラリーの動きを創出し、触媒が定着するのを防止するとともに当該領域において触媒が動いている状態を保つ。
【００３１】
容器１１の壁部から離れた側の上側スパージャー１２の複数の気体分配リング２１がもつフラッシング作用は減衰する傾向にあると考えられるが、この問題は下側スパージャー１３の存在によって手当てがなされている。
【００３２】
複数の下側スパージャーの気体分配リング２２に設けられた複数のノズルから出た反応気体は、チューブ１４内を上昇していく。したがって、チューブ１４内におけるスラリーの密度は低くなる。これに起因してチューブ１４内に存在しているスラリーが上昇していくことで、ゾーン３２からさらに下方へ、そしてチューブ１４内へとスラリーが導かれる。かかるスラリーの下降につれて容器１１の壁部がスラリーによって洗浄される。かかる洗浄作用は、ゾーン３２で示す領域において容器１１の壁部が部分円錐部１６をなしているという事実によっても促進される。
【００３３】
このような構成には幾つかの利点がある。第１に、２つのスパージャーは、いずれも、スラリー泡カラム反応器の壁部と複数のノズルとの間の距離のため非常に狭い窓部を設ける必要なしに設計することができる。また、気体の下降率が改善されるとともに、上下２つの高さの複数のスパージャーに対する独立の流量制御を用いることで、触媒が液体内にほどよく分配された状態を保つことができ、そして、広い送給流量範囲にわたって気体分配を制御することができる。
【００３４】
また、スラリー泡カラム反応器の内側部分にのみ気体を送給する場合であっても、十分なスラリー循環を維持することができ、それによりチューブ外側における触媒の沈降を防止することができる。スパージャーの複数のノズル内における気体速度が低速な状態で動作させても複数のスパージャーについて圧力降下を低く維持することができ、しかも気体の均等な分配を依然として維持することができ、それにより、触媒の消耗を低減させることができる。
【００３５】
以下に示す表１は、１０メートル内径を有するスラリー泡カラム反応器の複数の例を示したものである。チューブ外側かつ上側スパージャー下におけるスラリー滞留時間はできるだけ短いほうがよい。
【００３６】
【表１】
0005734871.tif 000002
【００３７】
表１は、チューブ直径、間隙面積、下側スパージャーへの送給気体の留分、下側・上部スパージャーカバレッジに係る変形例についての算出例を示したものである。循環の駆動力の算出にあたり、算出結果はベルヌーイ方程式に基づいている。
【符号の説明】
【００３８】
１１    容器
１２    上側スパージャー（上側気体分配器）
１３    下側スパージャー（下側気体分配器）
１４    チューブ
１５    湾曲部
１６    部分円錐部
１７    基部
１８    上部
１９    底部
２１    気体分配リング（同心パイプ）
２２    気体分配リング（同心パイプ）
２３    気体供給管
２４    マニホールド
２５    気体供給チューブ
２６    マニホールド
２７    孔
２８    孔
２９    カウル
３１    アパーチャ
３２    ゾーン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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