(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相スラリーと、該スラリーから固体およびガスを除去する手段とを含む容器において、
該スラリーは、スラリー中に液体と気泡と微粒子触媒の固体とを含み、
該手段は、該スラリー中に浸漬された下降管を含み、かつ流体で連通するスラリー固体とガス分離域およびスラリーガス分離域と、該スラリーガス分離域から懸垂した流体導管とをその下降管中に配置し、
該下降管は、該スラリー固体とガス分離域と近接して入口を有し、
スラリーは、該容器から該入口を通って、最初に該下降管の該スラリー固体とガス分離域の中に入り、
該スラリー固体とガス分離域は、該スラリーガス分離域の外部および上流にあり、固体およびガスの減少されたスラリーをつくり、次いで、該固体およびガスの減少されたスラリーは、該下降管のスラリーガス分離域の中に入り、
一方、該スラリーガス分離域は、該下降管の中で、該スラリー固体とガス分離域から該スラリーガス分離域に該固体およびガスの減少されたスラリーを導入するためのスラリー入口導管と、ガス出口と、該下降管の中のガス分離空洞と、該流体導管が懸垂した、スラリーガス分離域の流体出口とを有する封鎖された容器を含み、
さらに、その頂部で開口しかつ下向きに凹面の形状をしたキャップを、該スラリー入口導管の上部の上に配置し、外向きかつ下方に伸びて、該下降管の外周（ｏｕｔｅｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ）と同じ大きさおよび形状を有する外周で終らせる、
ことを特徴とする容器。
【請求項２】
該スラリー固体とガス分離域およびスラリーガス分離域の両域に、乱流を減らしかつガス分離を補助するために、バッフルを配置することを特徴とする請求の範囲１記載の容器。
【請求項３】
該手段は、該スラリー入口導管と該スラリーガス分離域の流体出口のそれぞれに近接して、乱流と渦流を減少する手段を含むことを特徴とする請求の範囲２記載の容器。
【請求項４】
該スラリー固体とガス分離域は、該下降管の上部近傍に位置していることを特徴とする請求の範囲３記載の容器。
【請求項５】
炭化水素を形成するためのスラリーを用いた炭化水素合成方法であって、該方法は、下記（ａ）〜（ｄ）の工程を含むことを特徴とするスラリーを用いた炭化水素合成方法。
（ａ）Ｈ2とＣＯの混合物を含む合成ガスを、固体微粒子の炭化水素合成触媒と炭化水素液体と気泡とを含むスラリー本体中の該触媒と接触させる工程であって、
該工程は、該合成ガスから炭化水素を形成するのに効果的な反応条件下で行なわれ、該炭化水素の少なくとも一部が該反応条件下で、該炭化水素液体を構成する液体である工程
（ｂ）該スラリー本体からの該スラリーの一部を、下降管の入口および該下降管中のスラリー固体とガス分離域に通して、該スラリーから該微粒子触媒と気泡の少なくとも一部を除去して、固体およびガスの減少したスラリーを形成する工程
（ｃ）該固体およびガスの減少したスラリーを、該スラリー固体とガス分離域からスラリー入口導管を経てスラリーガス分離域に通して、さらに気泡を分離して、第２のガスおよび固体の減少したスラリーを形成する工程
（ｄ）該第２の固体およびガスの減少したスラリーを、流体導管に通して所望の位置へ通過させる工程であって、
（イ）該スラリー固体とガス分離域および該スラリーガス分離域は、該スラリー入口導管を通じてお互いに流体で連通していて、（ロ）該スラリー固体とガス分離域は、該スラリーガス分離域の上流であり、（ハ）該スラリー固体とガス分離域は、該スラリー本体とは分離されていないが、該下降管の入口を通じて直接接触している外周（ｏｕｔｅｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ）を有しており、（ニ）該流体導管は、スラリーガス分離域から懸垂するものであり、（ホ）該スラリーガス分離域は、該下降管により形成される囲壁内にあって、該スラリー本体とは直接接触しておらず、（ヘ）その頂部で開口しかつ下向きに凹面の形状をしたキャップが、該スラリー入口導管の上部の上に配置され、外向きかつ下方に伸びて、該スラリー固体とガス分離域を収容する該下降管の外周（ｏｕｔｅｒ  ｐｅｒｉｐｈｅｒｙ）と同じ大きさおよび形状を有する外周で終る工程
【請求項６】
該第２の固体およびガスの減少したスラリーは、該スラリー本体の下部に流体導管を経て通されることを特徴とする請求の範囲５記載のスラリーを用いた炭化水素合成方法。
【請求項７】
該スラリー固体とガス分離域および該スラリーガス分離域を含む該下降管は、該スラリー本体に浸漬されていることを特徴とする請求の範囲６記載のスラリーを用いた炭化水素合成方法。
【請求項８】
該触媒は、少なくとも１種類の第ＶＩＩＩ族金属を担持して含むことを特徴とする請求の範囲７記載のスラリーを用いた炭化水素合成方法。
【請求項９】
該合成炭化水素の少なくとも一部は、１つ以上の転化操作により少なくとも１種類以上の有用な生成物に品質向上されることを特徴とする請求の範囲８記載のスラリーを用いた炭化水素合成方法。
【請求項１０】
該第２の固体およびガスの減じたスラリーの少なくとも一部は、濾過域へ通されて、その中で液体が固体から分離されることを特徴とする請求の範囲８記載のスラリーを用いた炭化水素合成方法。
【発明の詳細な説明】
背景
発明の分野
本発明は、固体を減少させる下降管に関する。特に、本発明は、炭化水素液体に分散された気泡と微粒子触媒を含む３相の炭化水素合成のためのスラリー（以下、３相炭化水素合成スラリーまたは３相ＨＣＳスラリーと称する。）からガスと固体の減少したスラリーを製造するための下降管に関する。
本発明の背景
スラリーを用いた炭化水素合成（ＨＣＳ）プロセス（以下、スラリー炭化水素（ＨＣＳ）プロセス、スラリー炭化水素合成（ＨＣＳ）プロセスまたはスラリーＨＣＳプロセスと称する。）は公知である。スラリーＨＣＳプロセスにおいて、Ｈ2とＣＯの混合物を含む合成ガスを反応器中でスラリーを通して第３の相として泡立たせる。そのスラリー中の液体（以下、スラリー液体と称する。）は、合成反応による炭化水素生成物を含み、分散された懸濁固体は、フィッシャー・トロプシュタイプの炭化水素合成触媒を含んでいる。かかる３相スラリーを含有する反応器は、米国特許第５，３４８，９８２号に開示されているように「気泡塔（bubble column）」と呼ばれることがある。スラリー反応器が分散床（dispersed bed）もしくはスランプ床（slumped bed）として操作されていてもいなくても、スラリー中の混合状態は、通常プラグ流れおよび逆混合流れという２つの理論的な状態の間のどこかにある。触媒粒子は、一般に合成ガスのスラリーでの泡立ちによる上昇作用および水力学的（流体力学的）（以下、水力学的と称する。）手段によって、液体中に分散・懸濁されたままである。インペラやプロペラ等の機械的手段は、すぐに腐食して、触媒粒子を摩損してしまうため用いない。米国特許第５，３８２，７４８号に開示されているように、１つ以上の垂直ガス分離下降管を水力学的手段として用いて、スラリー中で触媒を垂直に循環させることによって、より均一な触媒分散液を保つのを支援する。液体より重い触媒粒子は、スラリーの下部でより濃縮される傾向にある。従って、より均一な垂直触媒濃度を維持して、触媒の濃度の低いスラリーを下部へ循環させるのが有利であろう。さらに、ＨＣＳ反応のスラリー液体炭化水素生成物は、触媒粒子から分離されなければならない。これは、スラリーが、液体は通すが触媒粒子は通さない１つ以上の多孔性フィルタ媒体に供給される機械的濾過によってなされるのが一般的である。その後、炭化水素液体濾液はさらなる処理および品質向上のために送られていく。触媒粒子の一部をスラリーの濾過前に除去すると、触媒粒子ケークの堆積とフィルタの閉塞を減らすことができる。このように、反応器の下部に供給され濾過されるスラリー中の触媒濃度を減じる手段が必要とされている。
本発明の概要
本発明は、３相スラリー中の固体およびガスを減じる方法および手段に関し、炭化水素合成（ＨＣＳ）プロセスに有用なものである。スラリーは、スラリー液体中に気泡と微粒子触媒の固体（以下、微粒子固体または触媒固体と称する。）とを含有している。本手段は、固体・ガス分離域とスラリー導管を備えている。本方法は、スラリーを固体・ガス分離域に通して、固体およびガスの減少されたスラリーを形成し、下降管のような流体導管によって所望の位置へ通過させるものである。ガスおよび固体の減少したスラリーとは、気泡と微粒子固体の両方が減少したスラリーのことをいう。本発明は、垂直触媒分布を改善するために、スラリー本体の下部に供給され、ＨＣＳ反応により生成されるスラリー液体を回収するためのスラリー濾過において、ＨＣＳのためのスラリー（以下、ＨＣＳスラリーと称する。）から気泡と触媒粒子を除去するのに有用である。一実施態様において、本発明の方法は、固体・ガス分離域を有する固体およびガスを減少させるスラリー下降管を備えた手段によりなされる。固体・ガス分離域を有するスラリー中の固体およびガス（以下、スラリー固体およびガスと称する。）減少手段は、下降管入口近傍に配置され、スラリー本体に浸漬される。固体分離域は、それを囲むスラリー本体および内部ガス分離域と流体が連通している。スラリー本体からのスラリーが、固体分離域を通過して、そこで微粒子固体とガスが分離されて固体の減少したスラリーが形成される。その後、ガス分離域を通過して、ガスがさらに分離されて、固体およびガスの減少したスラリーが形成される。固体およびガスの減少したスラリーを、スラリーを所望の位置に供給する下降管のような流体移動導管へ通す。所望の位置が流体導管入口より低いときは、周囲のスラリー本体に比べて下降管中のスラリーは高密度であるため、スラリー本体からのスラリーを固体・ガス減少下降管へ水力学的に通過させる。このように、下降管を通るスラリーの循環は、水力学的になされる。これは、内部ガス分離域と流体が連通している外部スラリー固体分離域を有する入口近傍にある固体・ガス減少手段を有する下降管によって行ってもよい。これにより固体およびガスの減ったスラリーが生成され、これをスラリー移動導管またはガス分離域と流体が連通している下降管チューブに供給する。本発明の実施に有用な下降管としては、傾斜した上部と、内部スラリー中のガス（以下、スラリーガスと称する。）分離域を定義し、それを囲む下部とを有する中空の密閉カップが例示される。上部には、固体分離域から内部ガス分離域へスラリーを通過させる中空スラリー入口管または導管が含まれる。内部ガス分離域と流体が連通している中空導管のようなガス放出手段は、密閉カップの傾斜している上部の頂部から上方へ延びている。下降管の上部にある頂部で開いている下方へ凹の、あるいは円錐台形のバッフルを入口導管の開放上部およびカップの傾斜上部にキャップとして配置する。バッフルは外側下方へ延びており、カップの外周と実質的に同じ大きさおよび形状の外周で終わっている。カップの下部には、下降管または流体導管に応じてオリフィスがある。カップ外部の環形固体分離域は、上部のキャップ、下部の傾斜した上部カップ壁により定義され、入口導管の外側表面は、環形域の内部を定義する。固体分離域の外周は、浸漬されている周囲のスラリー本体に対して完全に開いているか、またはバッフル（ルーバーのような）を有している。バッフルは、域がスラリー本体の乱流により乱されるのを防ぎつつ、周囲のスラリーを域に通過させる。さらなる実施態様において、ガス分離域の内部には、下に流れるスラリーにより気泡の放出を改善するための１つ以上のバッフルが含まれており、また、入口管内と、下部オリフィス近傍にそれぞれ乱流と渦流を減少する手段が含まれていてもよい。
少なくとも一部が液体の炭化水素を形成するスラリーＨＣＳプロセスに関して、本発明は、
（ａ）Ｈ2とＣＯの混合物を含む合成ガス（シンガス）を、固体微粒子炭化水素合成触媒と反応条件下で液体である炭化水素生成物を含む炭化水素スラリー液体と気泡とを含むスラリー中の前記触媒と、前記合成ガスから炭化水素を形成するのに効果的な条件下で接触させる工程と、
（ｂ）スラリーの一部を固体分離域へ通して前記固体の少なくとも一部を除去して固体の減じたスラリーを形成する工程と、
（ｃ）前記固体の減じたスラリーをガス分離域へ通して前記気泡の少なくとも一部を分離してガスおよび固体の減じたスラリーを形成する工程と、
（ｄ）前記固体およびガスの減じたスラリーを流体導管へ通して、所望の位置へ通過させる工程とを含む。
スラリーまたはスラリー本体（その一部が固体・ガス分離域へ通過する）は、ＨＣＳ反応器中で反応性スラリーであったり、外部再生または濾過域においてスラリー本体であってもよい。流体導管は、反応器中の垂直の触媒分布を改善するために、固体およびガスの減じたスラリーを、ＨＣＳ反応器中の反応性ＨＣＳスラリーの下部へ通す下降管であってもよい。他の実施態様において、下降管は、固体およびガスの減少したスラリーを濾過域へ通して、そこでＨＣＳ反応の有用な液体炭化水素生成物を触媒粒子から分離して、さらなる処理および品質向上に送る。濾過に送られるスラリーの固体含量を減少させると、フィルタへの触媒ケークの蓄積が減じる。スラリー固体およびガス減少下降管の操作中、ＨＣＳ反応器は動作させていても、停止させていてもよい。動作している場合には、反応性ＨＣＳスラリー中に下降管があると、ＨＣＳ反応を妨害することがない。本発明の方法および手段を用いてスラリー反応器中の垂直触媒濃度を改善するときは、反応器内の垂直温度がより均一である。これにより、ホットスポットおよびそれに付随して、より望ましい液体炭化水素生成物に対する低い選択性が減じる。ホットスポットが減じるとまた、触媒の不活性化も減じる。触媒の不活性化は、温度が一定の場合に得られる低いＣＯ濃度のため、または転化を一定に保つのに必要な高温のために、低分子量生成物に対する選択性を増大させる。従って、ホットスポットの減少は、高いＣＯ転化と高分子量生成物に対する選択性を維持するのに役立つ。反応器下部近傍の触媒濃度が高いと、熱交換器のための空間が非常に限定されるため、ＨＣＳ反応の発熱による熱を除去するのが難しくなる。動作している反応器の下部全体が熱くなりすぎ、下部での熱の蓄積を排除するために、動作している反応器の残りの部分が冷たくなりすぎてしまう。本発明は、触媒の減じたスラリーを下部へ送ることによってこれを低減する。本発明の方法および手段を、スラリーＨＣＳプロセスに関連した有用性を特に引き合いに出して記載しているが、本発明はこれに限られることを意図するものではない。従って、本発明は、生物および廃水処理プロセスをはじめとする他のタイプのスラリーおよび化学プロセスに実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の固体を減少させる下降管の概略図である。
図２は、本発明の固体を減少させる下降管を含むスラリータイプの炭化水素合成反応器の概略図である。
図３は、図１および２の下降管の斜視図である。
図４は、従来のガス分離下降管の概略図である。
詳細な説明
ＨＣＳスラリー反応器中により均一な垂直触媒分布を得るための本発明の実施による利点は上述した通りである。米国特許第５，３８２，７４８号に開示された従来技術は、ＨＣＳスラリー反応器は、水力学的に触媒濃度が最低のスラリーの上部から触媒濃度が最高のスラリーの下部へとスラリーの循環を行うことにより、反応性スラリー中の触媒の分散不良を最小にするために、１つ以上の垂直ガス分離下降管を有していてもよいということを教示している。しかしながら、本発明の下降管とは異なり、従来技術の下降管は、スラリーが反応器の下部を通過する前にスラリー中の固体含量を減じることはない。
図１は、垂直円柱外壁１８により定められる内部ガス分離域１６の傾斜上部壁１４（以下、上部壁１４、傾斜上部１４、１４、上部１４、壁１４、傾斜カップ上部１４または上壁１４と称することもある。）の上下に伸張され、両端の開いた中空パイプの形態のスラリー入口導管１２と、ガス分離カップ２２の傾斜上部壁１４および傾斜下部２０とを備えた本発明のガスおよび固体減少下降管１０の実施態様の断面概略図である。頂部にオリフィス２６を有する円錐形のキャップ２４が、スラリー入口導管１２の上端にあり、その外端部の直径は、外壁１８の直径と同じである。スペース２８が、ガス分離域１６の外部にある固体・ガス分離域であり、スラリー入口導管１２の外側表面、キャップ２４およびガス分離カップ２２の傾斜上部１４により定められている。ガス分離カップの外壁１８は、下降管を囲む３相スラリー中の上昇する気泡（単純に、小さな円で図示してある）が固体・ガス分離域２８を通過するのを防ぐ。このように、スペース２８は、周りを囲むスラリー中の上昇する気泡が進入しない静止状態域（本発明では、静止状態とは、スラリー中の触媒粒子を浮上させるような上昇する気泡が進入しない状態をいい、以下、静止状態域を静止域と称する。）である。上昇する気泡はあまり多くはこの域に進入しないため、触媒粒子がスラリーから落ちる。図面に示された実施態様において、複数の傾斜バッフル２９が、域２８内の外側周囲部分に示されている。図１および２においては二次元図面であるため、これらは単純化のためにスラットまたはルーバーとして描かれている。周囲のスラリー本体の乱流と渦流を減少するが静止域２８へ入るのを減じる、中空円錐形（下部で角度をつけて切られた中空円錐台）の金属またはその他材料でできたバッフルの形態が意図されている。これらの傾斜角度は、１４および２４と同じである。もしこれらのバッフルがないと、触媒粒子が域２８の下部にすべて落ちて、カップの傾斜上部１４から転がり落ち、カップの外周で域から排出されて、周囲のスラリーに戻ってしまう。図示した実施態様においては、触媒粒子の中にはバッフル２９から下に落ちてスラリー本体に戻ってしまうものも、域２８で分離して落ちてスラリー入口導管１２の近傍バッフルを通過して、１４を落ちていき、域２８を出てしまうものもある。バッフル２９および上部１４の傾斜は分離された触媒粒子の摩擦角より大きいため、分離された触媒粒子はバッフルと壁１４を落ち続けて、周囲のスラリーへ戻る。このとき、スラリー入口の上にあるスペース３０を通って域２８の固体の減じたスラリーは、入口を下って内部ガス分離域１６へと入っていく。同時に、域２８のスラリー中気泡の一部もまた分離され、キャップ２４を通過してオリフィス２６から出ていき、そこで下降管の上のスラリーへと入っていく。他の実施態様（図示せず）においては、バッフルは、２８の外周の周りに配置された側部に間隙のある垂直金属片を有しており、内部の垂直金属片が外側の垂直金属片のスペースに放射状の下流であるように、同一の配列がやや内側に放射状になっている。キャップの下およびそのオリフィスの直上の小さな円は、域２８のスラリーから分離されたガスの上昇する泡を示している。このように、内部ガス分離域を通過するスラリーにおいて、ガスと固体の両方の含量が減じる。スラリー入口導管の下部にある、本実施態様においては円錐形の単純な内部バッフル板３４は、導管から排出される下へ流れるスラリーによるガス分離スラリーの乱流を最小にする。内部ガス分離域の水平断面部分は、下へ流れる液体の速度をスラリーから分離されつつある気泡の上昇速度よりも下に下げるのに十分な大きさとするのが好ましい。域１６における乱流および混合をさらに減じて、ガス分離をさらに促すために、１つ以上の傾斜または斜めバッフルまたはバッフル板３６を内部ガス分離域に用いてもよい。また、乱流と渦流を減少する手段４６および４８もそれぞれ図示されており、両方とも垂直片と交差する単純な格子として描かれている。これらはまた、図３の部分透視図にも描かれている。乱流を減少する手段４６は、下の静止ガス分離域１６へ進入する可能性のある乱流の量を減じる。手段４８は、降液導管への入口において乱流と渦流が形成されるのを防ぐ。両端の開いた中空円柱煙突（以下、ガス煙突またはガス放出煙突と称することもある。）３８は、スラリー上部に分離された気泡を放出するために、傾斜カップ上部１４の上端頂部から、スラリー本体の上部４０に出ている。所望であれば、煙突の上部は、スラリー本体中に出ていてもよい。スラリー炭化水素合成反応器において、スラリー上部に近い気泡は、合成ガスよりも実質的に反応生成物を含む。従って、ガスを反応性スラリーに再導入しないのが最良である。スラリータイプの反応のすべてについて当てはまるわけではないが、それでも、ガスおよび固体減少下降管の操作にとっては、スラリー乱流がガス分離域へ導入されるのを防止するという利点がある。バッフル板３６および内部ガス分離カップの傾斜下部２０の傾斜角は、分離された粒子がバッフル上またはカップの下部で堆積されないよう、触媒粒子および／またはスラリー中のその他固体の休止角度より大きい。ガスおよび固体の減じたスラリーが、カップ２２の下部からの垂直性に応じて、内部ガス分解域１６を通って、開口もしくはオリフィス４２を通じて下降管４４へと流れる。直径が２フィートのガス分離カップを上部に有する従来技術の３インチ下降管について検討した。６０容積％の気泡を含むＨＣＳスラリーに浸漬させた、下降管を下に流れるスラリーは、わずか２０〜４０％の濃度の気泡しか有さず、下降管を下に流れるスラリーの水力学的速度は、８〜１６フィート／秒である。ＨＣＳスラリー反応器において、スラリー中の気泡の容積濃度は約１０〜８０％、より一般的には３０〜６５％の範囲とする。触媒粒子は、約１０〜７０ｗｔ％、より一般的には３０〜６０ｗｔ％、ある実施態様においては、４０〜５５ｗｔ％の量で存在させる。触媒粒子の大きさは、約１〜２００ミクロン、より一般的には５〜１５０ミクロン、ある実施態様においては、約１０〜８０ミクロンの範囲とする。下降管は、固体およびガスの減少したスラリーを、触媒濃度が最大の下部など、周囲の反応器スラリーの別の部分へと向きを変えて、スラリー中での触媒の分散不良を減じ、スラリー中の垂直な循環を水力学的に行う。この代わりに、下降管は、固体およびガスの減じたスラリーを、濾過域に向けて、そこでスラリー液体を濾過により他のスラリー成分から分離して、さらなる処理に送ってもよい。フィルタを通る液体の処理量を可能な限り最大にするために、固体によるフィルタの閉塞、および液体と共にガスがフィルタを通過するのを防ぐべく、濾過されているスラリーは、これらのその他の成分をできる限り少なく含有しているのが望ましい。
図２は、本発明の固体およびガスを減少させる下降管を含有するスラリータイプの炭化水素合成反応器の概略図である。１つ以上用いられるが、簡略化のために一つだけを示してある。図２において、反応器５０は、中に３相反応性ＨＣＳスラリー５８を含有する外側シェル５２から構成されている。合成ガスは、ガスライン５４を介して反応器の下部へ注入され、生成ガスは、ライン５６を介して塔頂留出物が除去される。原料の合成ガスは、その他のガスおよび液体不浸透性トレー６２の表面に配置されたガス分配手段を通じてスラリーを通して注入される。図示されていないのは、反応性スラリー中の１つ以上の液体フィルタまたは反応器の外部の１つ以上の濾過容器のような濾過手段である。かかる濾過手段は、炭化水素スラリー液体を、濾液として触媒粒子から分離し、濾液をさらなる処理および品質向上へと進める。触媒粒子が磁性または常磁性の場合には、従来技術に開示されているように、磁性手段を用いて、触媒粒子を、炭化水素液体生成物から分離してもよい。本発明の固体およびガスを減少させる下降管１０は、スラリーの上部から反応器の上部にあるガス分離および収集スペース６６へ伸張しているガス煙突３８のガス放出上部を除いて、スラリー５８に浸漬されて示されている。下降管の下部の下にある円錐形のバッフル６４は、小さな円で示される上昇する合成気泡が、下降管に進入してその効率を損なわないようにするためのものである。下降管は、固体およびガスの減じたスラリーを水力学的に反応器の下部へとポンプで汲み出して、垂直触媒を改善する。図３は、図１および２に示した本発明の下降管の部分透視図である。図中、バッフル板２９および３６は、幻影で示されており、乱流と渦流を減少する器４６および４８は一部透視図である。上壁１４の上方傾斜により、スラリーガス分離域から分離されたガスが、頂部に位置する煙突へと通って、内部ガス分離域から除去される。
本発明の固体減少下降管とは対照的に、図４は、米国特許第５，３８２，７４８号に開示され請求されたタイプの従来技術の下降管の概略図である。このように、下降管７０は、下方に延びている中空下降管７４までの傾斜下部７６を有する上方開放ガス分離および固体増大カップ７２から構成される。カップの円柱側壁７８および下部７６は、その中のガス分離域８０を定めている。この下部と側壁が、上昇する気泡が開放カップの内部空洞の域８０にあるスラリーに進入して接触するのを防いでいる。これが静止域を形成し、そこで、気泡がスラリーから放出されるが置換はされず、同時に懸濁した固体が、カップの下部へと下がる。というのは、上昇する気泡が固体の懸濁を保てないからである。固体は、スラリー液体より濃い。下降管内部の水平断面は、カップのそれより小さい。このタイプの下降管は、下降管を下がるスラリー中の固体（触媒）濃度を増大させ、そこから引かれる周囲の反応器スラリーよりも大きいことが最近分かった。
ガス放出煙突と、固体の減少したスラリーを通す下降管とがスラリーから出る実施態様以外は、反応器中の反応性スラリーあるいは他の容器中のスラリー本体であっても、下降管はスラリー本体に完全に浸漬されている。下降管が、触媒の分散不良を減じるために、ＨＣＳスラリー反応器内の反応性スラリーに浸漬されている実施態様において、スラリー出口導管または下降管の下部は、スラリー下部近傍にあるが、反応域の下部で、下降管から排出されバッフルによって分散された触媒粒子のトレイへの堆積を防ぐために、反応域の下部とは十分な距離をとって上に位置している。スラリーは、好ましくはトレーの下部のガス分配器を覆う位置に近い下降管から排出されて、落ちた触媒粒子が上昇する合成ガスの泡と即時に接触して、それらを押し上げて、ガスと触媒の間の物質移動を改善する。
ＨＣＳプロセスにおいて、液体およびガス状炭化水素生成物は、Ｈ2とＣＯの混合物を含む合成ガスを、シフトまたは非シフト条件下で、特に触媒金属がＣｏ、Ｒｕまたはその混合物を含むときは、好ましくは水性ガスシフト反応のあまり起こらない、あるいは全く起こらない非シフト条件下で、フィッシャー・トロプシュタイプのＨＣＳ触媒と接触させることにより形成される。フィッシャー・トロプシュ反応タイプの触媒は、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＲｕおよびＲｅのような１種類以上の第VIII族触媒金属を含んでいる。一実施態様において、触媒は、ＣｏとＲｅ、Ｒｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｔｈ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｕ、ＭｇおよびＬａのうち１種類以上とを、触媒的有効量で、無機担体材料、好ましくは１種類以上の耐火性金属酸化物を含む無機担体材料上に担持して含む。Ｃｏ含有触媒の好ましい担体は、特に高分子量の、主にパラフィン系液体炭化水素生成物が望ましいスラリーＨＣＳプロセスを用いるときは、チタニアを含む。有用な触媒およびその調製は知られており、例えば米国特許第４，５６８，６６３号、第４，６６３，３０５号、第４，５４２，１２２号、第４，６２１，０７２号および第５，５４５，６７４号に説明されているが、これに限られるものではない。
本発明によるＨＣＳプロセスにより生成された炭化水素は、通常Ｃ5+炭化水素の全てまたは一部を分留および／または転化して、より有用な生成物に改良される。転化とは、少なくとも一部の炭化水素の分子構造が変化する１つ以上の操作のことを言い、非接触処理（例えば水蒸気分解）と、留分を触媒と接触させる接触処理（例えば接触分解）との両方が含まれる。水素が反応物質として存在している場合には、かかるプロセスの工程は、水素転化と通常呼ばれ、例えば水素異性化、水素分解、水素脱ろう、水素精製、水素処理と呼ばれるより厳しい水素精製が挙げられ、パラフィンに富む炭化水素供給物をはじめとする炭化水素供給物の水素転化としてすべての実施条件は文献に公知になっている。転化により形成されるより有用な生成物としては、合成原油、液体燃料、オレフィン、溶剤、潤滑、工業または医療油、ワックス質炭化水素、窒素および酸素含有化合物等が挙げられるがこれに限られるものではない。液体燃料としては、１種類以上の自動車用ガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料および灯油が挙げられ、潤滑油としては、例えば自動車油、ジェット油、タービン油および金属加工油が挙げられる。工業油としては、削井流体、農業油、熱伝達流体等が挙げられる。
本発明の実施における様々なその他の実施態様および修正は、上述の本発明の範囲および技術思想から逸脱しない範囲で当業者に明白であり、容易になされるものと理解される。従って、ここに添付の請求の範囲は、上述の説明に厳密に限定されるものではなく、請求項が、本発明にある特許性のある新規性のすべての特徴を包含すべく解釈される。すべての特徴および実施態様は、当業者により本発明に付随する等価物として扱われるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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