JPS59169529A - 接触ガス合成法および装置 - Google Patents
接触ガス合成法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
発明の分野
本発明は接触ガス合成反応に有用な方法および装置に関
し、より詳しくはアンモニアの合成に有用な方法および
装置に関する。 先行技術の説明 一般に、アンモニアの製造は窒素源、通常空気、および
普通には石炭、石油留分または天然ガスである水素源か
らアンモニア合成ガスを製造することからなる。天然ガ
スかちのアンモニア合成ガスの製造では、例えば原料（
すなわち水素に富む）合成ガスは、初めに水素化および
吸着により天然ガスから硫黄のような気体汚染物質を除
去し、次いで汚染物質を含せないガスを改質することに
よシ形成される。原料合成ガス中の一酸化炭素は１また
はより多くの変成容器中で二酸化炭素および追加の水素
に転化され、二酸化炭素はスクラビングにより除去され
る。メタン生成による原料合成ガスの後処理を用いて水
素に富むガスから二酸化炭素および一酸化炭素をさらに
除去することができ、次にほソ３部の水素および７部の
窒素、すなわちアンモニア中の水素と窒素の３：／の化
学量論比、と少量のメタン、アルゴンおよびヘリウムの
ような不活性物質を含有するアンモニア合成ガスが生ず
る。アシモニア合成ガスは次いで、他の金属酸化物で促
進され、次の発熱反応：Ｎ２＋．？Ｈ２→コＮＨ３ によりアンモニアを合成できる金属鉄（普通はマグネサ
イト）を基にした触媒表面上にアンモニア合成ガスを通
すことによりアンモニアに転化される。 アンモニア合成は、発熱化学反応の特徴であるように、
平衡と速度論との競合に悩まされる。水素と窒素のアン
モニアへの平衡転化は低温が有利である。しかし、アン
モニアへ進む反応速度は温度によシ著しく増大する。こ
れはできるだけ速い反応速度を得るため比較的高いがな
お平衡から離れて出発し、次いで反応が進行すると平衡
を改善するため反応装置中の反応路沿いに除去に低下さ
せる最適の反応装置温度分布に導く。不幸にも、定義に
より発熱反応は熱を放出し、従って温度はアンモニア合
成が進むと上昇し、不利な平衡に接近すると反応が尚早
に停止する傾向がある。 この問題に対する解決法の多くは個々のアンモニア合成
反応装置の設計の形態で展開された。最近の大規模アン
モニア設備（アンモニアＡ００〜２．０θＯトン／日）
では一つの一般型が支配的であるっともに各段階後平衡
から遠ざかるために各段階間に冷却を有するλつまたは
よｐ多くの断熱段階を用いる。装置の型間の基本的な差
異は冷却法にある。第１に直接接触急冷（ｑｕｅｎｃｈ
） が用いられ、未反応冷フィードの７部を冷却さ
せたい熱流出物と接触させる。第一の型の反応装置では
間接熱交換を用いて所望のガス流を冷却する。前者の型
の反応装置は建造が簡単であるが、しかし反応装置内で
所望の冷却を行々うために最終段階を除きすべてにフィ
ードの７部をパイノ４スするので効率的ではない。いず
れの型の最適運転も当業者により容易に計算でき、傾斜
列の反応段階出口温度を用いる。これは米国特許第’Ｉ
、／ｇ／、７θ／号の第７図により例示される。 反応が発熱であるので、反応熱は理論的には有用な廃熱
として回収できる。便宜には廃熱は、前記のように最終
反応段階が反応装置内の数床の最低出口温度を有するの
で、比較的低温の反応装置流出物から回収される。段階
間の廃熱回収は技術的に知られ、米国特許第３，７コ／
、 、！；３２号；第ダ、１０／、２ｇ１号； 第り
、１θＯ，！；ダ３号および第４．７ｇ／、７０／号、
並びに１９ｇ２年９月２日提出の同時係属出願第ダ／弘
、 ！；、２３号（この出願の開示は参照により本明細
書に加入される）のような文献に開示される。しかし、
報告された配列は第一反応装置容器の出費を必要とする
か、または触媒の被毒または爆発のおそれ、そのため一
般に使用される高い温度で水または水蒸気と潜在的に激
しい反応性である低触媒を含有する反応装置容器内に配
置された水蒸気発生コイルの使用による反応熱除去の水
蒸気の発生における安全に関連する問題を有する。 発明の要約 本発明は一般に接触発熱ガス反応によりアンモニアのよ
う々ガス状生成物を製造する改良された方法および装置
を指向し、殊にアンモニアを合成する窒素と水素の気相
接触反応を利用する改良法を指向する。この改良された
アンモニアを製造する方法は、反応装置を退出する前に
最終反応装置触媒床からの流出物を再加熱するために、
最終反応装置触媒床からのがス状流出物と、より高い温
度水準を有する少くとも７つの他の反応装置温度分布か
らの流出物との間接熱交換を与えるように配置された少
くともコつの触媒床を含むよう設計されたアンモニア転
化装置を利用し、それによりアンモニア転化器流出物か
らより高い水準の熱回収が可能である。 本発明は、より活性な触媒を既存の発熱反応装置中へ絹
込むのに適する方法および装置を与える点で殊に有利で
ある。 本発明の装置は、次に特にアンモニアの合成における使
用に関して記載される。しかしこの装置は任意の接触発
熱ガス合成反応に有用であることが理解されよう。 第１図について説明すると、典型的な先行技術の運転系
列がインタークーラー付コ段階反応装置１０として例示
されている。反応装置１０はコ触媒床２および６並びに
床間（ｉｎｔｅｒ ｂｅｄ）熱交換装置４および熱交換
装置８を含む「触媒ノ々スケット」を有する。反応装置
に対するフィードガス１５の７部は導管１を経て下部熱
交換装置８へ、別の７部は導管３を経て床間熱交換装置
４へ、これらの熱交換装置中でそれぞれガス流６ｂおよ
び２ｂの間接冷却のために通される。望むならば流れ１
゜３または５の１部または全部を、それぞれの反応装置
構成要素、すなわちそれぞれ熱交換装置８、熱交換装置
４および第１触媒床２、中へこれらの流れを導入する前
に反応装置の圧カシニルの環状冷却（ａｎｎｕｌａｒ
ｃｏｏｌｉｎｇ ）に用いることができる。 所望のガス生成物がアンモニアであると、ガスフィード
流は典型的にＮ２とＮ２との混合物（一般に約３：／の
モル比、すなわち約２．５：／ないし約、？０、ダニ／
）と少量のＡｒ およびＨｅ のような不活性物質
を含む。触媒床２および６はコ熱交換装置を経てその速
度論的に最適の温度に制御される。 反応装置流出物９からの廃熱の回収は反応装置１０のす
ぐ下流に設けられた高圧水蒸気発生装置１６による。こ
の水蒸気発生装置の使用によシ、一般に利用できる廃熱
のすべてを高圧水蒸気〔例えば９θ０〜２．００ｐｓｉ
ｇ （１−３〜／ ？ ＯＫｇ／砿２））として流出
物から回収することができる。このぎイラー１６の下流
は転化装置フィード１２を予熱するフィード／流出物熱
交換装置１４である。この熱交換装置１４ば、必要なら
反応装置フィード温度の制御に使用できるバイノ母ス制
御弁２５により制御されるバイパス導管２３が設けられ
る。弁２５は一般に、最大廃熱回収を生ずるので全閉で
ある。フィード／流出物熱交換装置１４をバイパスする
と、より多くの熱がフィード−流出物熱交、換器１４の
すぐ下流に設けられた水冷熱交換装置１８へ廃棄される
。 第１図に示した態様では装置４および８は熱交換装置を
構成する。しかし先行技術はまた、よシ低温の未反応が
スフイードの７部を用いた直接接触急冷で熱交換装Ｒ４
を代替することを提案した。 より活性な触媒が反応装置１０Ｋ（４１！込まれる場合
には、アンモニア合成ガス圧縮機を減速し、それにより
フィードガス圧および反応装置を通る全流量を減少させ
ることが可能になる。触媒の高い活性のために、単流転
化率が上昇するので、反応装置を通る全流量が減少して
もなお一定アンモニア生産速度を維持することができる
。同様にまた、高い触媒活性のためＫ、速度論的に最適
の床温度が相当に低下し、高い単流転化率で、反応装置
を横切る全温度が上昇する。 反応装置１０中へ一層活性な触媒を組込む結果、低下し
た流量は高圧がイン−１６中の全廃熱の回収（これは冷
端熱伝達困難、すなわち加熱される流れと退出加熱流体
との間の小さい温変推進カ、のために凡そ一定のガス出
口温度を有する）はディジーに対する入口温度の上昇を
必要とし、それが反応装置１０からの出口がス９の温度
の相応する上昇を必要とすることを意味する。しかし、
第２触媒床６からの出口温吠が同時に事実上低下した・
これがまた下部熱交換装置８中の熱伝達を小さくし、お
そらく下部熱交換装置８を完全にバイパスし、反応装置
出口温度を触媒床６の出口温度に等しくすることが望提
しいことを意味する。しかし、新たに紹込む触媒が十分
に一層活性であれば、これは、流れ６ｂの温度が流れ９
０所要温度より低いであろうから、やはり高圧ゲイシー
１６中で全廃熱を回収する目的を達成しないであろう。 従って、事実上一層活性な触媒の組込（例えば、反応系
を設計した触媒に比し少くともＪθ％、好ましくは少く
とも５θ〜コθθチまたはより以上活性を強めた組込触
媒）で、先行技術法はフィード／流出物熱交換装置Ｐｔ
、１４上のパイノギス弁２５を開いて有用な廃熱を冷却
水熱交換装Ｒ１８に廃棄するか、または高圧ぎイラー１
６の下流に低圧？イラー２４を設置してより低温で、例
えば中圧水蒸気〔ＳＯ２〜ｑ００ ｐｓｉｇ（，７，３
−〜４３Ｋｏ／ｃｒｒＬ２）〕として熱を回収すること
が必要である。前９者の方法は、弁２５を開いて多量の
熱を全く廃棄し、一方後者の方法は低圧デイラー２４の
使用を必要として前にゲイチー１６中で生じた高圧水蒸
気の７部を低圧（従って有用性が小さい）水蒸気に下げ
、新？イラー２４で示す装置の新たな部分について投資
を必要とする。 そのような一層活性な触媒の組込みが熱回収効率の損失
を与える程度は比較例／を参照すること釦より知ること
ができる。 改良された本発明の方法によｎば、連続的ガス流通に配
列さｎたλつまたはよシ多くの触媒段階を惰する発熱反
応装置中の最終反応段階からの流出物の温度は、この流
出ガスの少くとも１部、好ましくは事実上全ｆＢヲ再熱
熱又換装置中で第１または他の反応装置段階からの流出
物との間接熱変換により再熱することにより上昇さする
。第２および３図はそｆぞｎインタ−クーラー付２跋階
接触反応装置、および急冷型反応装置を用いる広範な概
念の例示であり、第４図は３段階接触反応装置會甲いる
この概念の例示である。しかし、発明者の概念は、にす
（媒段階を通る流ｎが等しくないので急冷型設計でよシ
少ない再熱會なすことができるけｎども、コ触媒段階を
用いる設計に、および１つ捷たはより多くの触媒段階の
流出物の段階間冷却に間接熱交換装置および（まｆｃは
）急冷を用いる、反応装置の設計に広く通用できること
が理解さｎよう。 用いた用語の「触媒段階」はガス秋流出物を反応装置内
の他の触媒床へ冷却して通すか、−！！たは最終触媒床
の場合に本明細書に記載したように生成物ガスとして反
応装置から退出はせる反応装置内の触媒床？示している
。 第一〜ｑ図について説明すると、こｎらは本発明の方法
の反応装置系の例示であり、同様の数字は同または類似
の要素を示す。 次に第一図について説明すると、本発明の方法の反応装
置系のｌ具体化例が略示さｎている。反応装置１１０に
は第１触媒床１０２、床間熱交換装置１０４および１０
８、並びに第１触媒床１０２が設けらｎている。反応装
置フィード１１２は、フィートガ゛ス會予熱するフィー
ド／流出物熱変候装置１１４會通る。次いでこのように
加熱さｆしたフィードガス１１５はコ部分に分割さｆる
。第１部分は流３１１９として第１触媒床１０２に対す
るフィードのために反応装置１１０へ通さｎる。 第２部分は流ｎ １１８ ａとして、再熱熱交換装置を
構成する第２熱交換装置１０４から辿さｎるガス流１０
５との熱変換によシ加熱する反応装置１１０内の床間熱
″９．換装置１０８へ通さｎる。このように加熱さｔた
フィード流１２０を退出させ、第１触媒床１０２に対す
る合流されたフィード１２１のために残りのフィードガ
ス１１９と合流させる。流出物ガス１０３は床１０２か
ら退出賦再熱熱交換装Ｍ１０４へ通さｎｌそこでこのガ
ス流出物は、第１触媒床１０２を反応装ｗ１１０から退
出させる前に、第２触媒床１０６から退出するガス流出
物１０７の少くとも１部分を加熱する。 部分冷却源ｎた第１触媒床流出物１０５は再熱熱交換装
置１０４から退出シ２、フィードガス流１１８ａの加熱
について説明した床間熱交換装置１０８へ通り、次いで
一層冷却さｆた第１床流出物ガス１０９が第２１１ＩＩ
ｌｌ媒床１０６へ通さｎる。巣コ触媒床からの流出ガス
１０７は再熱熱交換装置１０４中で第１触媒尿流出ガス
１０３により加熱さｎ１次いで水蒸気発生装置１２２中
の廃熱回収のために導管１２４を経て反応装置１１０か
ら退出する。従って、？イラー１２２は高圧水蒸気〔例
えばりθ０〜２，０θＯＰＳｉｇ （４３〜ｌμθに
９／偏２）〕ヲ生ずるように適応させた高圧ボイラーを
構成することができる。望むならば低圧ボイラー１２８
を、廃熱全低温度で回収するため、例えば中圧水蒸気〔
ＳＯθ〜９００ ｐｓｌｇ（３５〜ｌｓ３に９／濡２）
〕を生成させるために、直圧がイラー１２２の下流に設
置することができる。 廃熱回収後、反応装許流出物全フィード／流出物熱父換
装置１１４に通し、次いで導管１１７？］ｌ″経て工程
から退出させ、−要冷却する冷却水熱交換装ｆｆ１（図
示なし）へ通すことができる。例示したように、フィー
ド／流出物熱父換装置１１４は、反応装置１１０に対す
るフィード１１５の温［ｋ制御するために弁１２５によ
ｐ制御式Ｃるパイ／Ｊスルーｆ１２３が設けられる。 望むならば流ｎ１１８ａお工び（または）１１９の１部
または全部を、こｆらの流７しをそｎぞｎの反応装置構
成要素、すなわちそｎぞｎ熱交換装置１０８および第１
触媒床１０２、中へ導入するＭ’ｌＪに反応装置の圧力
シェルの環状冷却に用いることができる。 温度制御のために望むならば、流ｆｌ１０３のｌ部會再
熱熱９例装ｆ１１１） ４の周囲にバイパスし、熱交換
装置ｉＶ１０４の下流の流ｎ１０５と再び合流きせるこ
とかできる。あるいは第２触媒尿流出ガス１０７のｌ＠
を熱交換装置１０４の周囲にパイノぐスし、生成物ガス
ｉＡｔ １２４と再び合流ざぞることができる。 第３図全説明すると、本発明の方法の反応装置系の他の
具体化例が略示され、こ扛は第一床間熱父侯装梯′が面
接接触急冷の使用により代替さｒｔｆｃこと孕除き第２
図の具体化例に相応する。この具体化例では部分冷却さ
ｔ’した１へｕ護床流出ガスｒ１このガス全第２触媒床
へ導入する前に、よｐ低温の未反応フィートガ゛スの７
部と接触させる。第３図において、反応装置１１０は巣
／触媒床１０２、床間熱交換装置１０４（これは再熱熱
交換装置を構成する）、および第２触媒床１０６が設け
られる。反応装置フィード１１５は、フィード／流出物
熱交換装置１１４ （図示なしン中で予熱ざ′ｔした俊
２部分に分割烙ｎる。第１部分は、流ｎ１１９として第
ｌ触媒床１０２に供給するために反応装置に通される。 第２部分は、部分冷却さｎた第１触媒尿流出ガス流１０
５の直接接触急冷に使用するため流ｎ１１８ｂとして通
され、そ′ｎは次いでフィードとして第１触媒床１０２
へ通さｎる。流出ガス１０３は第１触媒床１０２から退
出し、再熱熱交換装置１０４へ通り、そこでこのガス流
出物は、第２触媒床流出がスが反応装置１１０から退出
する前に第ｌ触媒床１０６から退出したガス流出物１０
７の少くとも１部を加熱する。部分冷却ａｎた第１触媒
床流出物１０５は熱交換装置１０４から退出し、急冷ガ
ス流１１８ｂとの接触により所望の温度に一層冷却さｆ
て合流した混合物１０９全形成し、次いでフィードとし
て第２触媒床１０６へ通さｎる。再熱熱交換装置１０４
中で加熱された第２触媒床流出ガスは上記のように水蒸
気発生装置１２２中の廃熱回収のために導管１２４を経
てそこから退去する。望むならばフィードガス流１１９
および（または）１１ｓｂの１部または全部全１この流
ｌｒＬヲ第１触媒床１０２中へ導入する前に反応装置の
圧力シェルの環状冷却に用いることができる。 上記のように本発明の概念はλつ以上の触媒床／段階の
使用に等しく１箇用できる。第４図は３触媒床１０２，
１０６および１３３を用いる反応装置１１０の例示であ
る。この具体化例では、予熱さｎた新ガスフィード１１
５は３部分に分割さｎる。第１部分１１９は第１触媒床
１０２に対するガスフィードの７部として通さｆＬる。 第２部分は導管１１８ａｋ経て第１床間熱交換装置１０
８へ導入さｎ１第３部分は導管１３１８を経て第−床間
熱交換装置１３０へ導入きする。熱交換装置１３０へ通
した流体のこのように加熱さｆＬ穴部分は導管１３２を
酔てそｎから退出し、上記のように第１触媒床１０２に
対するフィードとして導管１２０中で加熱さｎた合成ガ
スの残りの部分と合流する。 第１床１０２からのガス流出物は流ｎ１０３として再熱
熱交換装置ｔｏ＋へ通さｎｌそこで最終触媒床、第４図
の具体化例における第３触媒床１３３、からのガス状流
出物の少くとも／Ｂｕｒ、ガス生成物１２４が反応装置
１１０から退出する前に加熱する。部分冷却さｔたｍ／
触媒床流出物は茨いで第１熱交換装置１０８によりガス
フィード１１８ａとの間接熱交換によって（または、場
合により、例えば流ｎ１１８ｂとして導入したより低温
のガスフィードの１部を用い熱交換装置１０８に替わる
直接接触急冷によ＃））一層冷却さｎる。冷却さｔた第
１床流出ガス１０９は次いでフィードとして第ｌ触媒床
１０６へ通さｎる。床１０６中で生ずる一層の反応の後
、第λ床流出物１０７は、第λ床間熱交換装首１３０に
おいて第３ガスフィード部分１３１ａで（または、場合
により、熱交換装置１３０に替わる直接接触急冷により
例えば流ｎ１３１ｂとして導入さｆたより低温のガスフ
ィードの１部を用いて）冷却さする。 冷却さ１ｔた第２触媒床流出ガスは次いで、第３１＠媒
床１３３に対するフィードのために流ｎ１３５として退
出する。上記のように第３床１３３からのガス流出物の
少くとも１部は流ｎ１３４として再熱熱交換装置１０４
へ通さｎる。生成￥ｌｌｊ！スは導管１２４を経て反応
装置Ｉｖ１１０から退出し、次いで第２図に関して記載
したように熱回収へ通すことができる。望ｖｊならば先
の図面のように流ＩＬ１１９．１１８ａ、１１８ｂ、１
３１ａおよび（または）１３１ｂの７部または全部を、
七〇それの反応装置構成要素中へこｊＬらの流ｎ’ｉ導
入する前に反応装置１１０の圧カシニルの環状冷却に用
いることができる。 例示していないけｌしども、再熱熱交換装置１０４から
退出した部分冷却きｆた第１触媒床流出物１０５’ｉフ
イードとして第２触媒床１０６中へ直接導入できること
、およびこの具体化例では床間熱交換装置１０８または
導管１１８ｂによる床間急冷？、第ｄ床１０６中へ導入
する前の流ｒＬ１０５中のガスの一層の冷却に用いない
ことも明らかであろう。従って、この具体化例では第１
触媒尿１ （１２に対するフィードはフィードガス部分
１１９およびフィードガス部分１３２（熱交換装置１３
０を第、２触媒床流出ガス１０７の冷却に用いる場合〕
を含むであろう。 第１〜４図に例示する具体化例は、もちろん本発明を限
足するものではなく、また３つより多い触媒段階を有す
る反応装置もまた便用できる。 ７ｇ！；−／／図に例示するように、本発明の方法に用
いる熱交換装置はバッフル封管型熱交換ｇ首を含むこと
ができる。しかし、こｒＬらの熱交換装置ηは、例えば
グレート−フィン熱交換装置、クローズチューブ熱交換
装置などのような任意の適当な型式であることができる
。捷た、触媒床は、好ましくはそｎぞｎガスが半径方向
に流通するように配列さｎるけｎども、本発明はそｒＬ
により限足さｎないこと、および１つまたは多くの（あ
るいは全部の）＠護床が（１；反応装置の垂＠縦軸に事
実上並行する方向に床をガスが流通する縦流床、または
（２）エシエンブレンナーら（Ｇ、 Ｐ、 Ｅｓｃｈｅ
ｎｂｒ −ｅｎｎｅｒ ａｎｄ Ｇ、 Ａ、 Ｗａｇｎ
ｅｒ ） 「新島能力アンモニア転化装置Ｊ ｖｏ［
、／ ｌｌ、アンモニア設備の安全性、Ｓ ／ ＋ＶＳ
４ （Ｃｈｅｍ−Ｅｎ、ｇ、 Ｐｒｏｇｒ、 Ｔｅｃ
ｈｎ。 Ｍａｎｕａｌ’、 Ａ Ｉ ＣＨＥ 、 ／ ９７２
）に例示さｎるような水平反応装置＊−’を通るガス流
の主方向を横切る方向に床ｆＫ：、＋８７スが流通する
横流床を含むことができることが理解さｆ′Ｌ、ｃう。 、第２図の場合のように、第３および４図の具体化例に
おいて、適用できる場合に熱交換装置１０４．１０８お
ｊび１３０（７）／）まタハより多くは、所望の温度制
御ケ与えるために、そｎを通る加熱流体の選定量をパイ
ノ母スできることが理解ｇｎよう。さらに、第３および
９図中の最終触媒床流出ガス１０７および１３４の１部
を、そｆぞｆ′Ｌ温度制御のために再熱熱交換装置１０
４の周りにバイパスすることができる。 次に第５図全説明すると、一般に２００で示さｎる本発
明の反応装置容器のｌ具体化例が例示さｎる。示さｎる
ように反応装置２００は、中央部に設けた孔２ｏ２、ガ
スフィードはこｎを通って容器へ、密封部材２０１の内
面２３３および反応装置カートリッジ２３６の上部密賄
板２３１により限定さｒＬるガスヘッダー空間２０３中
へ入る、を設けた上部円形密閉部材２０１ｔ−有する円
筒状圧力耐性シェル２３８勿ｆむ。反応装置シェル２３
８の最下端に、反応装置からガス生成物を散り出す外管
２０４および反応装置へ追加量のガスフィードを通す内
管２０６を含む同心管型集成体が設けらｎ１管２０４お
よび２０６はともに、好ましくは反応装置シェル２３８
の縦軸と同軸に配備さｎる。反応装置カートリッジ２３
６は反応装置シェル２３８の内側垂直表面２３２とカー
トリッジ２３６の外側表面との間＋ｃｌ状冷却流路２３
４を与えるような大きさである。さらに、反応装置カー
トリッジ２３６は、表面２８０ｉ含む反応装置カートリ
ッジ２３６の最下部が、（１）表面２８０の下方でシェ
ル２３８の下部２８２の内面上方の下部ガス空間２７８
、＋２１表面２８０上方で下部触媒床２６０の下部触媒
板２７４の下方の第２ガス空間２７６、および（３）管
２０４と２０６の集成体の周りに環状に配置さｎ１フイ
一ドガス全第２ガス空間２７６中へ通すことができるガ
ス通路２８４を限定するような大きさである。反応装置
カートリッジ２３６内に上部触媒床２１０．パンフル付
再熱熱交換装置２４０、バッフル付床間熱父換装塙２５
０および下部触媒床２６０が、すべて圧カシニル２３８
・“の円筒軸の周りに環状に配置さｆて配備される。環
状触媒床２１０の上面は円形密封板２１２により限定さ
ｎ１内管２０６の内部通路２０７と連絡する第二ヘッダ
ー空間２２３（上部カートリッジ密封板２３１の下方）
を形成し、フィード管２０６中へ導入さｆる合成ガスフ
ィードの第１部分はシェル２３８の下部から上向きに第
２ヘツダー窒間２２３へ通り、そこから上部密封機２１
２の上部を半径方向に外方へ巾状ガス通路２２８へ通る
ことができ、通路２２８は触媒床２１０の外側円筒板２
２４と反応装置カートリッジ２３６の隣接内側垂直面に
より形成さｔ１ガスは下向きに通り、円４ｅＪ板２２４
の周辺に設けら７した通路２２９を通りそｎにより触媒
床２１０に入ることができる。 孔２０２中へ導入さｎた合成ガスフィードの第２の部分
は下向きにガスヘッダー空間２０３へ通り、次いでこτ
Ｌｉ外方へ通過し、次いで下向きに環状冷却流路２３４
中へ辿って圧カシニル２３８の環状冷却？与える。フィ
ードガスは現状流路２３４の下部を出て下部ガス壁間２
７８中へ通り、次いで上向きに通路２８４を通って第２
ガス空間２７６中へ、次に外側円筒板２６２と反応＠置
カートリッジ２３６の内壁とにより限にきｆた環状ガス
空間２７２中へ通る。環状空間２７２中ゲガスは下部触
媒床２６０を通シ越して通路２５６により床間熱交換装
置２５０のシェル側中へ流ｎる。 熱交換装置２５０中で、ガスフィードをパンフル２５８
により曲折路に流ねさせ、第１触謀床２１０からのガス
流出物（よシ詳しく後記さｆるように再熱熱交換装置２
４０中で初めに部分冷却さｔ″した）との間接熱交換に
よりさらに加熱する。このよう（（加熱さＣたフィード
ガスは熱交（１′２！装置２５０から退出し、復状空間
２２８を上向きに熱交換装置２４０の外側垂直壁２２４
ａいに通り、上記のように第２ヘツダー空間２２３から
環状空間２２８へ下向きに通る残りのフィードガスとと
もに通路２２９全通って第１触媒床２１０へ入る。 触媒床２１０は触媒を支持する下部触媒板２２６および
円形密封板２１２ヶ含み、外側ガス透過性壁２２０（こ
ｔ′Ｌは通路２２９に入るガス全触媒床２１０内に分配
するための環状ガス分配流路２２２を限定する）および
内側ガス透過性壁２１４が設けられている。（本発明の
ガス透過性壁はガスを通過させるが触媒床からの触媒粒
子の漏出ヶ回避する通当斤穴會有する金属板および（ま
たは）網Ｖこより例示することができる。）壁２１４お
よび２２０はその下端部ケ触媒板２２６に固定さｎる。 Ｉ’１１！媒床２１０を出たガスは透過性壁２１４を通
って、ゲス透過性ｉ２１４とガス入口管２０６の外側円
筒面２４６の隣接部によシ限定さ１した環状に形成さｆ
たガス退出流路２１６に入る。上部触媒床２１０を出た
ガスは通路２１６から、下部触媒板２２６と熱交換装置
２４０の上部管板２４７とにより限定さｎたガ゛ス空間
２３０を経て第１ノ々ツフル付き熱交換装置２４０中へ
通る。このガス流出物は、バッフル２４８にＬ勺熱又換
装置２４０ｔ：ａる曲折路に流ｎきせる第２触媒床２６
０からのガス状流出物全加熱するため熱交換装置２４０
のｖ２４９に入る。ガスは熱９：換装置２４０から熱交
換装置２４０中へ通さｆ１図示具体化例ではλつの熱交
換装置は共通”のガス通路管２４９を用いている。床間
熱交換装置２５０中、管２４９の下部中で、触媒床２１
０からのガス流出勉Ｊは、この上部触媒床流出物の最段
階の冷却全下部触媒床２６０に対する所望のフィード温
度にするために通過するガスフィードの１部によりさら
に冷却さｎる。ガスは床間熱交換装置２５０の肯２４９
ケ、床間熱交換装置２５０の下部管板２５３と第２触媒
床２６０の円形密封板２６４とにより限定テｒシたガス
空間２５７へ退出し、次いで下向きに環状１１分配流路
２６８（外側円筒板２６２と外側ガス透過性壁２７０と
により限足さｎる）中へ通さｎ１外側ガス透過性壁２７
０を通って触媒床２６０を半径方向内方へ通って内側ガ
ス透過性壁２６６を通り、そこから第２触媒床２６０か
らのガス流出物として、内側円筒板２４２と内側ガス透
過性壁２６６とにより限定さｔ１床２６０および床間熱
交換装置２５０沿いに第２内側円筒板２５４に沿った環
状ガス退出流路２４１中へ通さｆる。生じた第２触媒床
ガス流出物は環状ガス通路２４１を上向きに通過し、床
間熱交換装置２５０を・々イ中へ通る。このように加熱
さｒｌ、た流出物ガスは再熱熱交換装置２４０のシェル
側から、内狽１１円筒板２４２とガスフィード管２０６
の外事（１円筒面２４６とにより限定さｆた環状生成物
通路２４４を経て退出させら
し、より詳しくはアンモニアの合成に有用な方法および
装置に関する。 先行技術の説明 一般に、アンモニアの製造は窒素源、通常空気、および
普通には石炭、石油留分または天然ガスである水素源か
らアンモニア合成ガスを製造することからなる。天然ガ
スかちのアンモニア合成ガスの製造では、例えば原料（
すなわち水素に富む）合成ガスは、初めに水素化および
吸着により天然ガスから硫黄のような気体汚染物質を除
去し、次いで汚染物質を含せないガスを改質することに
よシ形成される。原料合成ガス中の一酸化炭素は１また
はより多くの変成容器中で二酸化炭素および追加の水素
に転化され、二酸化炭素はスクラビングにより除去され
る。メタン生成による原料合成ガスの後処理を用いて水
素に富むガスから二酸化炭素および一酸化炭素をさらに
除去することができ、次にほソ３部の水素および７部の
窒素、すなわちアンモニア中の水素と窒素の３：／の化
学量論比、と少量のメタン、アルゴンおよびヘリウムの
ような不活性物質を含有するアンモニア合成ガスが生ず
る。アシモニア合成ガスは次いで、他の金属酸化物で促
進され、次の発熱反応：Ｎ２＋．？Ｈ２→コＮＨ３ によりアンモニアを合成できる金属鉄（普通はマグネサ
イト）を基にした触媒表面上にアンモニア合成ガスを通
すことによりアンモニアに転化される。 アンモニア合成は、発熱化学反応の特徴であるように、
平衡と速度論との競合に悩まされる。水素と窒素のアン
モニアへの平衡転化は低温が有利である。しかし、アン
モニアへ進む反応速度は温度によシ著しく増大する。こ
れはできるだけ速い反応速度を得るため比較的高いがな
お平衡から離れて出発し、次いで反応が進行すると平衡
を改善するため反応装置中の反応路沿いに除去に低下さ
せる最適の反応装置温度分布に導く。不幸にも、定義に
より発熱反応は熱を放出し、従って温度はアンモニア合
成が進むと上昇し、不利な平衡に接近すると反応が尚早
に停止する傾向がある。 この問題に対する解決法の多くは個々のアンモニア合成
反応装置の設計の形態で展開された。最近の大規模アン
モニア設備（アンモニアＡ００〜２．０θＯトン／日）
では一つの一般型が支配的であるっともに各段階後平衡
から遠ざかるために各段階間に冷却を有するλつまたは
よｐ多くの断熱段階を用いる。装置の型間の基本的な差
異は冷却法にある。第１に直接接触急冷（ｑｕｅｎｃｈ
） が用いられ、未反応冷フィードの７部を冷却さ
せたい熱流出物と接触させる。第一の型の反応装置では
間接熱交換を用いて所望のガス流を冷却する。前者の型
の反応装置は建造が簡単であるが、しかし反応装置内で
所望の冷却を行々うために最終段階を除きすべてにフィ
ードの７部をパイノ４スするので効率的ではない。いず
れの型の最適運転も当業者により容易に計算でき、傾斜
列の反応段階出口温度を用いる。これは米国特許第’Ｉ
、／ｇ／、７θ／号の第７図により例示される。 反応が発熱であるので、反応熱は理論的には有用な廃熱
として回収できる。便宜には廃熱は、前記のように最終
反応段階が反応装置内の数床の最低出口温度を有するの
で、比較的低温の反応装置流出物から回収される。段階
間の廃熱回収は技術的に知られ、米国特許第３，７コ／
、 、！；３２号；第ダ、１０／、２ｇ１号； 第り
、１θＯ，！；ダ３号および第４．７ｇ／、７０／号、
並びに１９ｇ２年９月２日提出の同時係属出願第ダ／弘
、 ！；、２３号（この出願の開示は参照により本明細
書に加入される）のような文献に開示される。しかし、
報告された配列は第一反応装置容器の出費を必要とする
か、または触媒の被毒または爆発のおそれ、そのため一
般に使用される高い温度で水または水蒸気と潜在的に激
しい反応性である低触媒を含有する反応装置容器内に配
置された水蒸気発生コイルの使用による反応熱除去の水
蒸気の発生における安全に関連する問題を有する。 発明の要約 本発明は一般に接触発熱ガス反応によりアンモニアのよ
う々ガス状生成物を製造する改良された方法および装置
を指向し、殊にアンモニアを合成する窒素と水素の気相
接触反応を利用する改良法を指向する。この改良された
アンモニアを製造する方法は、反応装置を退出する前に
最終反応装置触媒床からの流出物を再加熱するために、
最終反応装置触媒床からのがス状流出物と、より高い温
度水準を有する少くとも７つの他の反応装置温度分布か
らの流出物との間接熱交換を与えるように配置された少
くともコつの触媒床を含むよう設計されたアンモニア転
化装置を利用し、それによりアンモニア転化器流出物か
らより高い水準の熱回収が可能である。 本発明は、より活性な触媒を既存の発熱反応装置中へ絹
込むのに適する方法および装置を与える点で殊に有利で
ある。 本発明の装置は、次に特にアンモニアの合成における使
用に関して記載される。しかしこの装置は任意の接触発
熱ガス合成反応に有用であることが理解されよう。 第１図について説明すると、典型的な先行技術の運転系
列がインタークーラー付コ段階反応装置１０として例示
されている。反応装置１０はコ触媒床２および６並びに
床間（ｉｎｔｅｒ ｂｅｄ）熱交換装置４および熱交換
装置８を含む「触媒ノ々スケット」を有する。反応装置
に対するフィードガス１５の７部は導管１を経て下部熱
交換装置８へ、別の７部は導管３を経て床間熱交換装置
４へ、これらの熱交換装置中でそれぞれガス流６ｂおよ
び２ｂの間接冷却のために通される。望むならば流れ１
゜３または５の１部または全部を、それぞれの反応装置
構成要素、すなわちそれぞれ熱交換装置８、熱交換装置
４および第１触媒床２、中へこれらの流れを導入する前
に反応装置の圧カシニルの環状冷却（ａｎｎｕｌａｒ
ｃｏｏｌｉｎｇ ）に用いることができる。 所望のガス生成物がアンモニアであると、ガスフィード
流は典型的にＮ２とＮ２との混合物（一般に約３：／の
モル比、すなわち約２．５：／ないし約、？０、ダニ／
）と少量のＡｒ およびＨｅ のような不活性物質
を含む。触媒床２および６はコ熱交換装置を経てその速
度論的に最適の温度に制御される。 反応装置流出物９からの廃熱の回収は反応装置１０のす
ぐ下流に設けられた高圧水蒸気発生装置１６による。こ
の水蒸気発生装置の使用によシ、一般に利用できる廃熱
のすべてを高圧水蒸気〔例えば９θ０〜２．００ｐｓｉ
ｇ （１−３〜／ ？ ＯＫｇ／砿２））として流出
物から回収することができる。このぎイラー１６の下流
は転化装置フィード１２を予熱するフィード／流出物熱
交換装置１４である。この熱交換装置１４ば、必要なら
反応装置フィード温度の制御に使用できるバイノ母ス制
御弁２５により制御されるバイパス導管２３が設けられ
る。弁２５は一般に、最大廃熱回収を生ずるので全閉で
ある。フィード／流出物熱交換装置１４をバイパスする
と、より多くの熱がフィード−流出物熱交、換器１４の
すぐ下流に設けられた水冷熱交換装置１８へ廃棄される
。 第１図に示した態様では装置４および８は熱交換装置を
構成する。しかし先行技術はまた、よシ低温の未反応が
スフイードの７部を用いた直接接触急冷で熱交換装Ｒ４
を代替することを提案した。 より活性な触媒が反応装置１０Ｋ（４１！込まれる場合
には、アンモニア合成ガス圧縮機を減速し、それにより
フィードガス圧および反応装置を通る全流量を減少させ
ることが可能になる。触媒の高い活性のために、単流転
化率が上昇するので、反応装置を通る全流量が減少して
もなお一定アンモニア生産速度を維持することができる
。同様にまた、高い触媒活性のためＫ、速度論的に最適
の床温度が相当に低下し、高い単流転化率で、反応装置
を横切る全温度が上昇する。 反応装置１０中へ一層活性な触媒を組込む結果、低下し
た流量は高圧がイン−１６中の全廃熱の回収（これは冷
端熱伝達困難、すなわち加熱される流れと退出加熱流体
との間の小さい温変推進カ、のために凡そ一定のガス出
口温度を有する）はディジーに対する入口温度の上昇を
必要とし、それが反応装置１０からの出口がス９の温度
の相応する上昇を必要とすることを意味する。しかし、
第２触媒床６からの出口温吠が同時に事実上低下した・
これがまた下部熱交換装置８中の熱伝達を小さくし、お
そらく下部熱交換装置８を完全にバイパスし、反応装置
出口温度を触媒床６の出口温度に等しくすることが望提
しいことを意味する。しかし、新たに紹込む触媒が十分
に一層活性であれば、これは、流れ６ｂの温度が流れ９
０所要温度より低いであろうから、やはり高圧ゲイシー
１６中で全廃熱を回収する目的を達成しないであろう。 従って、事実上一層活性な触媒の組込（例えば、反応系
を設計した触媒に比し少くともＪθ％、好ましくは少く
とも５θ〜コθθチまたはより以上活性を強めた組込触
媒）で、先行技術法はフィード／流出物熱交換装置Ｐｔ
、１４上のパイノギス弁２５を開いて有用な廃熱を冷却
水熱交換装Ｒ１８に廃棄するか、または高圧ぎイラー１
６の下流に低圧？イラー２４を設置してより低温で、例
えば中圧水蒸気〔ＳＯ２〜ｑ００ ｐｓｉｇ（，７，３
−〜４３Ｋｏ／ｃｒｒＬ２）〕として熱を回収すること
が必要である。前９者の方法は、弁２５を開いて多量の
熱を全く廃棄し、一方後者の方法は低圧デイラー２４の
使用を必要として前にゲイチー１６中で生じた高圧水蒸
気の７部を低圧（従って有用性が小さい）水蒸気に下げ
、新？イラー２４で示す装置の新たな部分について投資
を必要とする。 そのような一層活性な触媒の組込みが熱回収効率の損失
を与える程度は比較例／を参照すること釦より知ること
ができる。 改良された本発明の方法によｎば、連続的ガス流通に配
列さｎたλつまたはよシ多くの触媒段階を惰する発熱反
応装置中の最終反応段階からの流出物の温度は、この流
出ガスの少くとも１部、好ましくは事実上全ｆＢヲ再熱
熱又換装置中で第１または他の反応装置段階からの流出
物との間接熱変換により再熱することにより上昇さする
。第２および３図はそｆぞｎインタ−クーラー付２跋階
接触反応装置、および急冷型反応装置を用いる広範な概
念の例示であり、第４図は３段階接触反応装置會甲いる
この概念の例示である。しかし、発明者の概念は、にす
（媒段階を通る流ｎが等しくないので急冷型設計でよシ
少ない再熱會なすことができるけｎども、コ触媒段階を
用いる設計に、および１つ捷たはより多くの触媒段階の
流出物の段階間冷却に間接熱交換装置および（まｆｃは
）急冷を用いる、反応装置の設計に広く通用できること
が理解さｎよう。 用いた用語の「触媒段階」はガス秋流出物を反応装置内
の他の触媒床へ冷却して通すか、−！！たは最終触媒床
の場合に本明細書に記載したように生成物ガスとして反
応装置から退出はせる反応装置内の触媒床？示している
。 第一〜ｑ図について説明すると、こｎらは本発明の方法
の反応装置系の例示であり、同様の数字は同または類似
の要素を示す。 次に第一図について説明すると、本発明の方法の反応装
置系のｌ具体化例が略示さｎている。反応装置１１０に
は第１触媒床１０２、床間熱交換装置１０４および１０
８、並びに第１触媒床１０２が設けらｎている。反応装
置フィード１１２は、フィートガ゛ス會予熱するフィー
ド／流出物熱変候装置１１４會通る。次いでこのように
加熱さｆしたフィードガス１１５はコ部分に分割さｆる
。第１部分は流３１１９として第１触媒床１０２に対す
るフィードのために反応装置１１０へ通さｎる。 第２部分は流ｎ １１８ ａとして、再熱熱交換装置を
構成する第２熱交換装置１０４から辿さｎるガス流１０
５との熱変換によシ加熱する反応装置１１０内の床間熱
″９．換装置１０８へ通さｎる。このように加熱さｔた
フィード流１２０を退出させ、第１触媒床１０２に対す
る合流されたフィード１２１のために残りのフィードガ
ス１１９と合流させる。流出物ガス１０３は床１０２か
ら退出賦再熱熱交換装Ｍ１０４へ通さｎｌそこでこのガ
ス流出物は、第１触媒床１０２を反応装ｗ１１０から退
出させる前に、第２触媒床１０６から退出するガス流出
物１０７の少くとも１部分を加熱する。 部分冷却源ｎた第１触媒床流出物１０５は再熱熱交換装
置１０４から退出シ２、フィードガス流１１８ａの加熱
について説明した床間熱交換装置１０８へ通り、次いで
一層冷却さｆた第１床流出物ガス１０９が第２１１ＩＩ
ｌｌ媒床１０６へ通さｎる。巣コ触媒床からの流出ガス
１０７は再熱熱交換装置１０４中で第１触媒尿流出ガス
１０３により加熱さｎ１次いで水蒸気発生装置１２２中
の廃熱回収のために導管１２４を経て反応装置１１０か
ら退出する。従って、？イラー１２２は高圧水蒸気〔例
えばりθ０〜２，０θＯＰＳｉｇ （４３〜ｌμθに
９／偏２）〕ヲ生ずるように適応させた高圧ボイラーを
構成することができる。望むならば低圧ボイラー１２８
を、廃熱全低温度で回収するため、例えば中圧水蒸気〔
ＳＯθ〜９００ ｐｓｌｇ（３５〜ｌｓ３に９／濡２）
〕を生成させるために、直圧がイラー１２２の下流に設
置することができる。 廃熱回収後、反応装許流出物全フィード／流出物熱父換
装置１１４に通し、次いで導管１１７？］ｌ″経て工程
から退出させ、−要冷却する冷却水熱交換装ｆｆ１（図
示なし）へ通すことができる。例示したように、フィー
ド／流出物熱父換装置１１４は、反応装置１１０に対す
るフィード１１５の温［ｋ制御するために弁１２５によ
ｐ制御式Ｃるパイ／Ｊスルーｆ１２３が設けられる。 望むならば流ｎ１１８ａお工び（または）１１９の１部
または全部を、こｆらの流７しをそｎぞｎの反応装置構
成要素、すなわちそｎぞｎ熱交換装置１０８および第１
触媒床１０２、中へ導入するＭ’ｌＪに反応装置の圧力
シェルの環状冷却に用いることができる。 温度制御のために望むならば、流ｆｌ１０３のｌ部會再
熱熱９例装ｆ１１１） ４の周囲にバイパスし、熱交換
装置ｉＶ１０４の下流の流ｎ１０５と再び合流きせるこ
とかできる。あるいは第２触媒尿流出ガス１０７のｌ＠
を熱交換装置１０４の周囲にパイノぐスし、生成物ガス
ｉＡｔ １２４と再び合流ざぞることができる。 第３図全説明すると、本発明の方法の反応装置系の他の
具体化例が略示され、こ扛は第一床間熱父侯装梯′が面
接接触急冷の使用により代替さｒｔｆｃこと孕除き第２
図の具体化例に相応する。この具体化例では部分冷却さ
ｔ’した１へｕ護床流出ガスｒ１このガス全第２触媒床
へ導入する前に、よｐ低温の未反応フィートガ゛スの７
部と接触させる。第３図において、反応装置１１０は巣
／触媒床１０２、床間熱交換装置１０４（これは再熱熱
交換装置を構成する）、および第２触媒床１０６が設け
られる。反応装置フィード１１５は、フィード／流出物
熱交換装置１１４ （図示なしン中で予熱ざ′ｔした俊
２部分に分割烙ｎる。第１部分は、流ｎ１１９として第
ｌ触媒床１０２に供給するために反応装置に通される。 第２部分は、部分冷却さｎた第１触媒尿流出ガス流１０
５の直接接触急冷に使用するため流ｎ１１８ｂとして通
され、そ′ｎは次いでフィードとして第１触媒床１０２
へ通さｎる。流出ガス１０３は第１触媒床１０２から退
出し、再熱熱交換装置１０４へ通り、そこでこのガス流
出物は、第２触媒床流出がスが反応装置１１０から退出
する前に第ｌ触媒床１０６から退出したガス流出物１０
７の少くとも１部を加熱する。部分冷却ａｎた第１触媒
床流出物１０５は熱交換装置１０４から退出し、急冷ガ
ス流１１８ｂとの接触により所望の温度に一層冷却さｆ
て合流した混合物１０９全形成し、次いでフィードとし
て第２触媒床１０６へ通さｎる。再熱熱交換装置１０４
中で加熱された第２触媒床流出ガスは上記のように水蒸
気発生装置１２２中の廃熱回収のために導管１２４を経
てそこから退去する。望むならばフィードガス流１１９
および（または）１１ｓｂの１部または全部全１この流
ｌｒＬヲ第１触媒床１０２中へ導入する前に反応装置の
圧力シェルの環状冷却に用いることができる。 上記のように本発明の概念はλつ以上の触媒床／段階の
使用に等しく１箇用できる。第４図は３触媒床１０２，
１０６および１３３を用いる反応装置１１０の例示であ
る。この具体化例では、予熱さｎた新ガスフィード１１
５は３部分に分割さｎる。第１部分１１９は第１触媒床
１０２に対するガスフィードの７部として通さｆＬる。 第２部分は導管１１８ａｋ経て第１床間熱交換装置１０
８へ導入さｎ１第３部分は導管１３１８を経て第−床間
熱交換装置１３０へ導入きする。熱交換装置１３０へ通
した流体のこのように加熱さｆＬ穴部分は導管１３２を
酔てそｎから退出し、上記のように第１触媒床１０２に
対するフィードとして導管１２０中で加熱さｎた合成ガ
スの残りの部分と合流する。 第１床１０２からのガス流出物は流ｎ１０３として再熱
熱交換装置ｔｏ＋へ通さｎｌそこで最終触媒床、第４図
の具体化例における第３触媒床１３３、からのガス状流
出物の少くとも／Ｂｕｒ、ガス生成物１２４が反応装置
１１０から退出する前に加熱する。部分冷却さｔたｍ／
触媒床流出物は茨いで第１熱交換装置１０８によりガス
フィード１１８ａとの間接熱交換によって（または、場
合により、例えば流ｎ１１８ｂとして導入したより低温
のガスフィードの１部を用い熱交換装置１０８に替わる
直接接触急冷によ＃））一層冷却さｎる。冷却さｔた第
１床流出ガス１０９は次いでフィードとして第ｌ触媒床
１０６へ通さｎる。床１０６中で生ずる一層の反応の後
、第λ床流出物１０７は、第λ床間熱交換装首１３０に
おいて第３ガスフィード部分１３１ａで（または、場合
により、熱交換装置１３０に替わる直接接触急冷により
例えば流ｎ１３１ｂとして導入さｆたより低温のガスフ
ィードの１部を用いて）冷却さする。 冷却さ１ｔた第２触媒床流出ガスは次いで、第３１＠媒
床１３３に対するフィードのために流ｎ１３５として退
出する。上記のように第３床１３３からのガス流出物の
少くとも１部は流ｎ１３４として再熱熱交換装置１０４
へ通さｎる。生成￥ｌｌｊ！スは導管１２４を経て反応
装置Ｉｖ１１０から退出し、次いで第２図に関して記載
したように熱回収へ通すことができる。望ｖｊならば先
の図面のように流ＩＬ１１９．１１８ａ、１１８ｂ、１
３１ａおよび（または）１３１ｂの７部または全部を、
七〇それの反応装置構成要素中へこｊＬらの流ｎ’ｉ導
入する前に反応装置１１０の圧カシニルの環状冷却に用
いることができる。 例示していないけｌしども、再熱熱交換装置１０４から
退出した部分冷却きｆた第１触媒床流出物１０５’ｉフ
イードとして第２触媒床１０６中へ直接導入できること
、およびこの具体化例では床間熱交換装置１０８または
導管１１８ｂによる床間急冷？、第ｄ床１０６中へ導入
する前の流ｒＬ１０５中のガスの一層の冷却に用いない
ことも明らかであろう。従って、この具体化例では第１
触媒尿１ （１２に対するフィードはフィードガス部分
１１９およびフィードガス部分１３２（熱交換装置１３
０を第、２触媒床流出ガス１０７の冷却に用いる場合〕
を含むであろう。 第１〜４図に例示する具体化例は、もちろん本発明を限
足するものではなく、また３つより多い触媒段階を有す
る反応装置もまた便用できる。 ７ｇ！；−／／図に例示するように、本発明の方法に用
いる熱交換装置はバッフル封管型熱交換ｇ首を含むこと
ができる。しかし、こｒＬらの熱交換装置ηは、例えば
グレート−フィン熱交換装置、クローズチューブ熱交換
装置などのような任意の適当な型式であることができる
。捷た、触媒床は、好ましくはそｎぞｎガスが半径方向
に流通するように配列さｎるけｎども、本発明はそｒＬ
により限足さｎないこと、および１つまたは多くの（あ
るいは全部の）＠護床が（１；反応装置の垂＠縦軸に事
実上並行する方向に床をガスが流通する縦流床、または
（２）エシエンブレンナーら（Ｇ、 Ｐ、 Ｅｓｃｈｅ
ｎｂｒ −ｅｎｎｅｒ ａｎｄ Ｇ、 Ａ、 Ｗａｇｎ
ｅｒ ） 「新島能力アンモニア転化装置Ｊ ｖｏ［
、／ ｌｌ、アンモニア設備の安全性、Ｓ ／ ＋ＶＳ
４ （Ｃｈｅｍ−Ｅｎ、ｇ、 Ｐｒｏｇｒ、 Ｔｅｃ
ｈｎ。 Ｍａｎｕａｌ’、 Ａ Ｉ ＣＨＥ 、 ／ ９７２
）に例示さｎるような水平反応装置＊−’を通るガス流
の主方向を横切る方向に床ｆＫ：、＋８７スが流通する
横流床を含むことができることが理解さｆ′Ｌ、ｃう。 、第２図の場合のように、第３および４図の具体化例に
おいて、適用できる場合に熱交換装置１０４．１０８お
ｊび１３０（７）／）まタハより多くは、所望の温度制
御ケ与えるために、そｎを通る加熱流体の選定量をパイ
ノ母スできることが理解ｇｎよう。さらに、第３および
９図中の最終触媒床流出ガス１０７および１３４の１部
を、そｆぞｆ′Ｌ温度制御のために再熱熱交換装置１０
４の周りにバイパスすることができる。 次に第５図全説明すると、一般に２００で示さｎる本発
明の反応装置容器のｌ具体化例が例示さｎる。示さｎる
ように反応装置２００は、中央部に設けた孔２ｏ２、ガ
スフィードはこｎを通って容器へ、密封部材２０１の内
面２３３および反応装置カートリッジ２３６の上部密賄
板２３１により限定さｒＬるガスヘッダー空間２０３中
へ入る、を設けた上部円形密閉部材２０１ｔ−有する円
筒状圧力耐性シェル２３８勿ｆむ。反応装置シェル２３
８の最下端に、反応装置からガス生成物を散り出す外管
２０４および反応装置へ追加量のガスフィードを通す内
管２０６を含む同心管型集成体が設けらｎ１管２０４お
よび２０６はともに、好ましくは反応装置シェル２３８
の縦軸と同軸に配備さｎる。反応装置カートリッジ２３
６は反応装置シェル２３８の内側垂直表面２３２とカー
トリッジ２３６の外側表面との間＋ｃｌ状冷却流路２３
４を与えるような大きさである。さらに、反応装置カー
トリッジ２３６は、表面２８０ｉ含む反応装置カートリ
ッジ２３６の最下部が、（１）表面２８０の下方でシェ
ル２３８の下部２８２の内面上方の下部ガス空間２７８
、＋２１表面２８０上方で下部触媒床２６０の下部触媒
板２７４の下方の第２ガス空間２７６、および（３）管
２０４と２０６の集成体の周りに環状に配置さｎ１フイ
一ドガス全第２ガス空間２７６中へ通すことができるガ
ス通路２８４を限定するような大きさである。反応装置
カートリッジ２３６内に上部触媒床２１０．パンフル付
再熱熱交換装置２４０、バッフル付床間熱父換装塙２５
０および下部触媒床２６０が、すべて圧カシニル２３８
・“の円筒軸の周りに環状に配置さｆて配備される。環
状触媒床２１０の上面は円形密封板２１２により限定さ
ｎ１内管２０６の内部通路２０７と連絡する第二ヘッダ
ー空間２２３（上部カートリッジ密封板２３１の下方）
を形成し、フィード管２０６中へ導入さｆる合成ガスフ
ィードの第１部分はシェル２３８の下部から上向きに第
２ヘツダー窒間２２３へ通り、そこから上部密封機２１
２の上部を半径方向に外方へ巾状ガス通路２２８へ通る
ことができ、通路２２８は触媒床２１０の外側円筒板２
２４と反応装置カートリッジ２３６の隣接内側垂直面に
より形成さｔ１ガスは下向きに通り、円４ｅＪ板２２４
の周辺に設けら７した通路２２９を通りそｎにより触媒
床２１０に入ることができる。 孔２０２中へ導入さｎた合成ガスフィードの第２の部分
は下向きにガスヘッダー空間２０３へ通り、次いでこτ
Ｌｉ外方へ通過し、次いで下向きに環状冷却流路２３４
中へ辿って圧カシニル２３８の環状冷却？与える。フィ
ードガスは現状流路２３４の下部を出て下部ガス壁間２
７８中へ通り、次いで上向きに通路２８４を通って第２
ガス空間２７６中へ、次に外側円筒板２６２と反応＠置
カートリッジ２３６の内壁とにより限にきｆた環状ガス
空間２７２中へ通る。環状空間２７２中ゲガスは下部触
媒床２６０を通シ越して通路２５６により床間熱交換装
置２５０のシェル側中へ流ｎる。 熱交換装置２５０中で、ガスフィードをパンフル２５８
により曲折路に流ねさせ、第１触謀床２１０からのガス
流出物（よシ詳しく後記さｆるように再熱熱交換装置２
４０中で初めに部分冷却さｔ″した）との間接熱交換に
よりさらに加熱する。このよう（（加熱さＣたフィード
ガスは熱交（１′２！装置２５０から退出し、復状空間
２２８を上向きに熱交換装置２４０の外側垂直壁２２４
ａいに通り、上記のように第２ヘツダー空間２２３から
環状空間２２８へ下向きに通る残りのフィードガスとと
もに通路２２９全通って第１触媒床２１０へ入る。 触媒床２１０は触媒を支持する下部触媒板２２６および
円形密封板２１２ヶ含み、外側ガス透過性壁２２０（こ
ｔ′Ｌは通路２２９に入るガス全触媒床２１０内に分配
するための環状ガス分配流路２２２を限定する）および
内側ガス透過性壁２１４が設けられている。（本発明の
ガス透過性壁はガスを通過させるが触媒床からの触媒粒
子の漏出ヶ回避する通当斤穴會有する金属板および（ま
たは）網Ｖこより例示することができる。）壁２１４お
よび２２０はその下端部ケ触媒板２２６に固定さｎる。 Ｉ’１１！媒床２１０を出たガスは透過性壁２１４を通
って、ゲス透過性ｉ２１４とガス入口管２０６の外側円
筒面２４６の隣接部によシ限定さ１した環状に形成さｆ
たガス退出流路２１６に入る。上部触媒床２１０を出た
ガスは通路２１６から、下部触媒板２２６と熱交換装置
２４０の上部管板２４７とにより限定さｎたガ゛ス空間
２３０を経て第１ノ々ツフル付き熱交換装置２４０中へ
通る。このガス流出物は、バッフル２４８にＬ勺熱又換
装置２４０ｔ：ａる曲折路に流ｎきせる第２触媒床２６
０からのガス状流出物全加熱するため熱交換装置２４０
のｖ２４９に入る。ガスは熱９：換装置２４０から熱交
換装置２４０中へ通さｆ１図示具体化例ではλつの熱交
換装置は共通”のガス通路管２４９を用いている。床間
熱交換装置２５０中、管２４９の下部中で、触媒床２１
０からのガス流出勉Ｊは、この上部触媒床流出物の最段
階の冷却全下部触媒床２６０に対する所望のフィード温
度にするために通過するガスフィードの１部によりさら
に冷却さｎる。ガスは床間熱交換装置２５０の肯２４９
ケ、床間熱交換装置２５０の下部管板２５３と第２触媒
床２６０の円形密封板２６４とにより限定テｒシたガス
空間２５７へ退出し、次いで下向きに環状１１分配流路
２６８（外側円筒板２６２と外側ガス透過性壁２７０と
により限足さｎる）中へ通さｎ１外側ガス透過性壁２７
０を通って触媒床２６０を半径方向内方へ通って内側ガ
ス透過性壁２６６を通り、そこから第２触媒床２６０か
らのガス流出物として、内側円筒板２４２と内側ガス透
過性壁２６６とにより限定さｔ１床２６０および床間熱
交換装置２５０沿いに第２内側円筒板２５４に沿った環
状ガス退出流路２４１中へ通さｆる。生じた第２触媒床
ガス流出物は環状ガス通路２４１を上向きに通過し、床
間熱交換装置２５０を・々イ中へ通る。このように加熱
さｒｌ、た流出物ガスは再熱熱交換装置２４０のシェル
側から、内狽１１円筒板２４２とガスフィード管２０６
の外事（１円筒面２４６とにより限定さｆた環状生成物
通路２４４を経て退出させら
【、次いで生成物として生
成物ｖ２０４ケ経て反応装置２００から排出烙ｎる。 運転において、合成ガスフィードの第１部分はフィード
管２０６を経て反応装［２００の下部中へ導入さｎる。 このフィー１’ｆスは上向きにフィード通路２０７を通
って第二上部ヘソグー空間２２３へ辿り、そこからガ゛
スは外方へ半径方向に逼り、次いで通路２２９を経て第
１触媒床２１０に対するガスフィードの７部として導入
するため下向きに内１１４１１環状流路２２８に沿って
通さＣる。 反応装置２００に対するガスフィードの第２部分はその
とき孔２０２を経て上部へラダー空間２０３中へ導入さ
ｎｌそとから圧カシニル２３８の冷却のため環状冷却流
路２３４へ導入さｎる。こｆらの冷却ガスは冷却流路２
３４からその下部で、）唄次ガス空間２７８および２７
６中へ退出し、次いで床間熱交換装置２５０のシェル側
へフ市遇させる内側ガス流路２７２中へ導入される。熱
交換装置２５０中で、フィードガスのこの部分は部分冷
却さｎた第１触媒床流出ガスとの間接熱交換により加熱
さｎｌこのように加熱さｎたフィードガスは熱交換装置
２５０のシェル側から退出し、第を触媒床２１０に対す
るガスフィードの残りの部分として通路２２９へ通過さ
せる内側環状ガス流路２２８の下部中へ退出する。 ガス生成物は触媒床２１０から〃ス退出流路２１６中へ
集めらｎ１次いで下向きに杏熱熱父俟装置２４０の晋２
４９中へ導入するガス空間２３０中へ通さｎ１再熱熱父
換装置中で第１触媒床流出ガスが第２＠媒床からの流出
ガス４、加熱し、そこから第１床流出ガスは部分冷却さ
ｎｆｃ後、上記熱９：換装：（Ｊ ２５０のシェル側に
尋人式ｎた環状冷却ガスの加熱により式らに熱を遊離す
るため熱交換装置２５０の管側２４９へ通さｎる。−要
冷却さｎた職／Ｉｌｌ！ＩＩ護床流出ガスは熱交換装置
２５０θ）らガス空間２５７へ通り、そこから第２触媒
床２６０ヘフイードするガス分配流路２６８中へ通さｎ
る。 ざらに反応したガスは触媒床２６０から内側ｊス老出流
路２４１中へ退出し、第１触媒床流出ガスは次いで上記
のように第１触媒床流、出ガスで加熱する７ｈめの熱交
換装置２４０のシェル側へ通きれる。このように加熱さ
ｎた第２触媒床流出ｊスは熱交換装置２４０のシェル側
からガス生成物流路２４４中へ退出し、最終的に生成物
管２０４ケ経て反応装ｆｆ２００から退出する。 次に＠６図について説明すると、一般に３００で示さｎ
る本発明の反応装置容器の他の具体化列が例示爆ｆＬる
。示したように、反応装置３００は、中央ｅに配置した
孔３０２を設けた上部密制部材３０１を有する日商状圧
力耐性シェル３３８を含み、そｎ２通してガスフィード
が、容器へ密封部材３０１の内面３３３と反応装置カー
トリッジ３３６の上部カートリッジ密封板３３１とによ
シ限定さｎたガスヘッダー空間３０３中へ入る。反応装
置シェル３３８の最下端部、には反応装置からガス生成
物を取り出すための外管３０４および反応装置に対する
追加量のガスフィードの通路のための内管３０６を含む
同心管型集成体が設けらｆ１管３０４および３０６はと
もに、好寸しくけ円筒状反応装置と同軸に装置中に配列
さｒる。反応装置カートリッジ３３６は、反応装置シェ
ル３３８の内側垂直面３３２とカートリッジ３３６の外
側垂直面との間に環状冷却流路３３４全与えるような大
きさである。さらに、反応装置カートリッジ３３６は表
面３８０ｔ−含む反応装置カートリッジ３３６の最下部
が、（１）表面３８０の下方でシェル３３８の下部３８
２の内面の上方の下部ガス空１＃Ｕｊ３７８、＋２１表
面３８０の上方で下部触媒床３１０の下部触媒板３２６
の下方の第２ガス空間３７６、および（３）管３０４と
３０６との集成体の周囲に環状に配置したガス流路３８
４、を限だしてフィードガス紮第二ガス空間３７６、次
いでガス通路３２９を経て第１触媒床３１０へ通過させ
る内側環状ガス空間３７２中へ上向きに通過させるよう
な大きさである。 反応装置カートリッジ３３６内には上部密封部材３１３
および円筒垂直板３６２を備えた内側バッフル付カート
リッジ３６２が配置さｆる。内側０カートリッジ３６２
の上部密封部材３１３は、第二上部ガスヘッダー空間３
３５を与えるために外側反応装置カートリッジ１３３６
の密封部材３３１の下に装置ざｆ１第２上部ガスヘッグ
ー空間３３５は反応装置カートリッジ３３６および内ｇ
ｌ１１バッフル付カートリッジ３６２の垂直面が限定す
る円筒板によシ限定さｊしてその間に配置さ′ｎ７ＩＣ
内側壌状ガス流路３７２と中央部に配置したガス通路３
０７とを連絡する。 グロセス流を処理する第２触媒床を含む事実上環状に形
成した上部触媒法３６０は円形上部触媒板３６４および
、床３６０内の触媒全支持する作用ケする円形下部触媒
板３７４が設けらｎる。環状に形成した触媒床３６０の
外側周辺はバッフル付カートリッジ３６２および内側円
筒板３４２の隣接垂直面により限定てｎる。さらに触媒
床３６０は円筒状外側ガス透過性壁３７０および円筒状
内側ガス透過性壁３６６が設けらｆｌ、そｎらの壁は支
持板３７４に固定さｎる。外側ガス透過性壁３７０はバ
ッフル付内側カートリツー７３６２の垂直面が限定する
外側円筒板の隣接部沿いに環状ガス分配流路３６８を限
定し、また内側ガス透過件壁３６６と内側円筒板３４２
とは、下部触媒板３７４の下方で外側環状に形成したバ
ッフル付列熱熱交換装置３４０のパンフル而３７５の上
部に配置さｎｆＣ下部ガス空間３７３に連絡するガス退
出流路３５２を限定する。ガス分配流路３６８は第３ガ
スヘツダー空間３５７に連絡し、第３へラダー空間自体
は上部触媒板３６４の上面とバッフル付カートリッジ３
６２０円形密封部材３１３とにニジ限定さｎ１ガスはガ
スヘッダー’Ｅ 間３５７金外方へ半径方向に辿シ、次
いで触媒床３６０を半径方向内方へ通過させるためガス
分配流路３６８沿いに下向きに、最後に七〇から透過性
壁３６６ゲ通ってガス退出流路３５２中へ通さｎｌそｎ
Ｊ＞ら退出したガスは下部へラダー空間３７３を外方へ
通って熱交換装置３４０のシェル側へ通さｆｌその中で
第１触媒床流出ガスは７４ツフル３５８により曲折路の
流ｒＬを生じ、その中でこの流出ガスは、より詳細に後
記さｎる第１触媒床３１０からのより高温の流出ガスと
の間接熱ダ換により加熱さｆる。このように加熱さｎた
第１触媒床流出ガスは熱交換装置３４０のシェル側から
環状生成物通路３０８（こｆはフィード管３０６の外壁
３１８と外側の生成物退出管３０４の面３１７とにより
限定さｒしる）會経て退出させらｆ１最後に生成物管３
０４に経て反応装置シェル３３８からその下部で取り出
さｎる。 事実上環状に形成さｎ１第６図の装置中のグロセス流を
処理する＠ｌ触媒床を構成する事案土環状に形成さｎた
下部触媒床３１０は上部円形触媒板３１２および、床３
１０中に収容さｊした触媒全支持する作用をする下部触
媒板３２６が設けらｆている。下部触媒床３１０は外側
ガス透過性壁３２０および内側ガス透過性壁３１４が設
けらｆｌ。 そのそ１ぞｎは事実上円筒形状であり、支持板３２６に
固定きｎる。環状ガス分配流路３２８は外９１１１ 、
ｆｆ ス透過性壁３２０および外１ｉ１１１円筒板の１
ｌＡｉ接部により限定さｎ１外側円筒板は内側ｉ４ツフ
ル付カートリッジ３６２の垂直面を限定し、その中に通
路３２９が、床３１０を半径方向内方へ通過畑せるガス
分配流路３２８中へフィードガスを通させるために触媒
床３１００周辺に広げるため、好ましくはその下部に設
けらｎる。内側ガス透過性壁３１４は生成物退出管３０
４の外側円筒面３１７の隣接部沿いにガス退出流路３５
１を限定する。 ガス退出流路３５１は第１触媒床３１０からガス流出物
を受は入ｎ１こわらのガス全上向きに、触媒板３１２と
貴熱熱又換装＠３４０の下部管機３８５とにより限定さ
ｎたガス空間３８６中へ通す。ガス空間３８６から第１
触媒床流出ガスは、上記のように間接熱交換により第２
融媒床３６０からのガス流出物の加熱のため管３４９に
入る。 部分冷却さＩした第１床流出ガスは置３４９から退出さ
せ、次いでバッフル付床闇熱ダ換装置３５０のシェル側
中へ通さｎｌその中でこのガスはバッフル３８７によシ
曲折路の流ｔ′Ｌを生じ、その中でこｎらのガスは、フ
ィード管３０６ ｉ経てガスフィードが導入さｎるガス
フィード通路３１５がら′ｖ、５Ｉ：俟装館３５０の・
計測に通さｎる新合成ガスとの間接熱交換により一層冷
却さｎる。触媒床３１０からの一層冷却さｎた流出物は
熱父換装陥３５０のシェル側から、触媒床３６０の内側
円Ｉ？ｌ板３４２と、熱交換装置３５０の管側を第二上
部ヘッダー窒間３３５と全連絡する中央管３４６の外側
円筒面とによシ限足さｎ ｆｃ壌状状空間３４４経て退
出させる。このように部分冷却さｎた第１ＩＩＩ！ｌＩ
媒床流出物は上部環状仝間３４４を上回きに通して第３
ヘツダー空間３５７へ通さｎ１次いで半径方向外方へガ
ス分配流路３６８へ、次いで下向きに、フィードとして
第、２卿媒床３６０中へ通ちｎる。 熱交換装置３５０の雷３４５から退出した部分加熱さ！
したガスは上向きに管３４６を通ってガス空間３０７へ
通さｎ１次いで第２ガスヘツダー空間３３５中へ、そし
てこｎを半径方向外方へ通り、そｎからガスは下向きに
内側環状流路３７２中へ通され、その中でガスは上部糎
護床３６０および再熱熱交換装置３４０を通り越して第
１触媒床３１０へのフィードとして通路３２９中へ通路
ｎる。 反応装置に対する合成ガスフィードの第２部分は孔３０
２を経て上部へラダー空間３０３中へ導入さｆＬ、七〇
からガスは外方へ環状冷却流路３３４に流ｎ１次いで下
部ヘッダー空間３７６中へ、そして通路３２９を経て第
１触媒床３１０に対するフィードの１部として内側環状
流路３７２中へ流ｎる。 次に第７図について説明すると、一般に４００で示ざｎ
る本発明の反応装置容器のなお他の具体化例が例示さｎ
１反反応装置容器に対するガスフィードを可能にするた
め中央部に配置した孔４０２を有する上部円形密勿部材
４０５に設けた円筒状圧力耐性シェル４３８を含む。圧
力シェル４３８内には、上部密封部材４０５の内面４０
４の下方に配備した上部ヘッダー空間４０６を限定する
上部円形密Ｍ部材４０３が設けら２’した反応装置カー
トリッジ４６５が設けらｎる。反応装置カートリッツ４
６５の外ｇ（６の事実上円筒状の垂直面は、その内側ｌ
Ｊ−□筒而４６面に隣接する圧カシニル４３８内に環状
ガス冷却流路４６１全限冗する。反応装置カートリッジ
４６５は、圧力シェル４３８の最下部４８６の上方で反
応装置カートリッジ４６５の下部表面４８２の下方に下
部ガスヘッダー壁間４８４を与えるような大きさに作ら
ｎる。表面４８２はまた下部ヘッダー空間４８４と、表
面４８２の上方で触媒板４７８の下刃に配備した第２下
部ヘッダー空１ｔｊｊ ４８０とを連絡するガス通路４
９４欠限定する。圧カシニル４３８の下部４８６中に、
外側生成物・ρ４８８と内側ガス供給管４９０と？含む
電型集成体が配備さｒＬ、そｒＬは好ましくは圧カシニ
ル４３８の垂直円筒ＩＩｔ＋とほぼ同軸に配列さγＬＸ
７た管４８８と４９０との開に環状ガス空間４９２衾設
け、より詳しく後記するように、生成物ガスを再熱熱交
換装置、１４０のシェル側から退出可能にする。ガス供
給管４９０はフィードガスを上回なに反応装置に通過さ
せ、またより詳しく後記するように、このガスを上部熱
交換装置４５０の管側４１０に供給するように適応きせ
る。 反応装置カートリッジ４６５内に、上部密封部材４１４
および触媒支持板４７８を有し、触媒板４７８の上部に
その下部から上方への順序で第１触媒床４３１；バッフ
ル付管型再慈熱父換装償（一般的に４４０で示す）；第
３触媒床４２１および第２触媒床４１１ケ収容する事実
上円筒状の内側バッフル付カートリッジ４１８が設けら
ｎｌその中に中心軸沿いに配置さｆたバッフル付管型床
間熱又換装置（一般的に４５０で示す）が配備さｎてい
る。触媒ＩＰ、４３１．４２１および４１１は環状に形
成さｎ１ガスフイード管４９０の中ノ１ノ軸の周囲に設
置さｎ１ガスフイードを反応装置４００の下部から上向
きに反応装置の最内部を通過させて上部中央部に配備し
た床［…ｒ８交換装置４５０の菅４Ｎ：＋ ４１０へガ
スフィードを与える。内側パンフル付カート＋７ツジ４
１８に板４１４の上方で板４０３の下方に第二上部ヘッ
ダー空間４０１奮限定し、カートリック４１８の垂直外
面と反応装置ル゛カートリツー１／４６５０．６直面の
隣接部との間に内側環状ガス流路４２４孕限定するよう
な太き垢に作ら１２る。ガス流路４２４は下部ヘッダー
空間４８０および第ユ上部へラグ−空間４０１と連絡し
てＩスフイード７ｆ：第２ヘツダー空聞４０１から下向
きに、そして下部ガスｑ、 ！５４８０から上回きに、
通路４７６を静てｒＺ＋ ／触媒床４３１に通すことが
できる。 ｚｇ／、４．２およびｄ Ｌ？ ｒｄｉ ｊ９１Ｈ床−
１３１、４１１オニび４２１はそ（ＬぞγＬ１並びに再
熱交換装置４・１０は事実上環状であり、圧力シェル４
３８の縦軸の周りに配備さγＬる。第１触媒床４３１は
内側円筒＆４６８と内（ＩＩ１１バッフル付カートリッ
ジ４１８の眞接円筒状垂旧面とによシ限定さｆ１床４３
１中の触媒ケ支持する作用ケする触媒板４７８の上方Ｖ
こ配物さγＬる。床４３１は贅た外側Ｉス透過性壁４７
１２よび内１則ガス超過性壁４７０が設けらｎｌそｎら
ｔｒ、ｉ ′５ＬＷｉ＆４７８に固足さｎｌまたそｔぞ
ｆの垂直板４１８および４６８に隣接する環状ガス分配
流路４７２および環状ガス退出流路４６６が形成さｎる
ように配備さＣる。 同様に、第３触媒床４２１は触媒支持板４５５−Ｈに支
持さｎ１上部触媒板４３０、外側ガス透過性壁４４８お
よび内側ガス透過性壁４４４並ひに内（）１１．１バツ
フル付カートリツジ４１８および内側円筒板４４２の垂
直円筒壁のそｆぞｎの隣接部沿いに環状ガス分配流路４
２０および環状ガス退出流路４４６が設けらｎる。、壁
４４４および４４８は支持板４５５に固定さｎる。 反応装置４００中の上部触媒床全構成する第１触媒床４
３１は外側ガス透過性壁４２２および内側ガス透過性壁
４２６が設けらｎ１壁４２２および４２６が固定さｎる
板４３０Ｖｃよシ支持さｎる。 触媒床４１１の上部は円形密封板４１４により限定さｎ
る。環状ガス分配流路４１６は、Ｉスフイードを熱交換
装置４５０から第１触媒床４３１へ可能にするため内側
ガス透過性壁４２６と上部熱交換装置４５０の外面を限
定する外側円筒板４２７との間に設けらｎる。床４１１
に供給さｎたガスは半径方向外方へそｎｋ通って外側ガ
ス透過性壁４２２を通り、第３醜媒床４２１中へ下向き
に供給するための環状ガス流路４２０中へ退出し、第３
触媒床の中をガスは半径方向内方へ通さｆる。 再熱熱交換装置４４０は管板４６７の下方で密封板４６
４の上方に配備さｎた下部ガス空間４６２お工び管板４
６０の上方で環状流路ガイド４５４の下方に配備さｎた
第２ガス壁間４５６に連絡する管４９６が設けら【、ガ
ス退出流路４６６を経て第１触媒床４３１から退出する
ガス全ガス空間４６２に通し、次いで、第３＠媒床４２
１からガス退出流路４４６を経て退出した生成物ガスと
の間接熱変換およびその加熱のため、再熱熱交換装置ρ
４４０の管側４９６紫上同きに通させる。再熱Ｍ交換装
置４４０はまたガス壁間４５２を経て熱交換装置４４０
の管側に入る生成物ガスを第１触媒床４３１からの流出
ガスと間接熱変換して加熱するための熱交換装ｆｌｌｉ
？４４０に通る曲折路に流ｎさぜるバッフル４５８が設
けらｎる。このように加熱さｎた生成物ガスは、ガス生
成物管４８８とガスフィード管４９０の外面との間に配
備さｌた環状生成物通路４９２を経て熱交換装置４４０
から退出させる。こｎらの生成物ガスは反応装置４４０
から生成物管４８８を経て退出させる。環状ガス通路４
４５は、床４２１の内側円筒板４４２とｊスフイード管
壁４９７の隣接部との間に配備さｆ１〃ス空間４５６を
熱交換装置４５０のシェル側と連絡し、より詳細に後記
するように、ガスを再熱熱交換装置４４０の管４９６か
ら床間黙契換装ｆｆ４５０へ通過させる。 上部床間熱交換装置４５０は反応装置シェル４３８の縦
軸の周シ中央部に配備さｎ１ガスフイード管４９０内の
〃スフイード通路４９８からの〃スフイードと第２ヘツ
ダー空聞４０１とを連絡し、環状ｆス通路４４５を経て
通さする第１触媒床４３１からの部分冷却石ｎだガス流
出物との間接熱変換によシこのガスフィード全加熱する
管４１０が備けらｎる。上部熱交換装置４５０内のバッ
フル４９９は、反応装置への〃スフイードのこの部分と
の間接熱交換およびその加熱のために部分冷却金−ｎた
第ｔ ＝ｑ＋媒床流床流出ガス全流通る曲折路紫与える
。 運転中、ガスフィードの第１部分は熱管４９０ケ経て導
入さｎ１中央フイ一ド通路４９８を上向きに通して上部
熱変換装ｆＷ ４５０へ通さｎｌその中でこのガスは、
内側環状ガス通路４４５を経て黙契僕装置４５０のシェ
ル側へ導入さｎだ部分冷却さｎた第１触媒床流出物で加
熱される。このように加熱さｒしたガスフィードは熱交
換装置４５０の管側４１０から第一へラダー空間４０１
中へ退出し、ヘソグー壁間４０１を外方へ、そして内側
環状ガス流路４２４沿いに下向きに内側ノ々ツフル付カ
ートリッジ４１８の下部、通路４７６（こＩＬはガス通
路４７２へこのガス？供給するために円筒状カートリツ
ー）４１８の周辺に配備さｆている）へ通さｎｌそこか
ら巣ｌ触媒床４３１會半径方向内方へ通さｆる。このよ
うに反応したガスは、次いで第３触媒床４２１からの流
出ガス？加熱し、次いで上記のようにガスフィードの予
熱のための上部熱交換製画４５０のシェル側へ迩過畑せ
るため再熱熱交換装置４４０の管側４９６へ退出させる
。上部熱交換装着４５０のシェル側から第１床流出ガス
は珍状ガス分配流路４１６へ通さｆＬ、そこから、さら
に反応させる触媒床４１１を半径方向外方へ通過する。 生成物ガスは第１触媒床５０８を環状ガス流路４２０中
へ退出し、次いで第３触媒床４２１へ導入さｆてその中
をガスは半径方向に内方へ流ｆる。第３触媒床４２１か
ら生成物ガスはガス流路４４６およびガス空間４５２を
経て、’！Ｆ４８８−ｅ経て生成物として退出させる前
にとｎらのガスを加熱するため再熱熱交換装置４４０の
シェル側へ退出させる。 ガスフィードの第２部分は上部孔４０２を経て上部へラ
ダー空間４０６へ導入さｆｌその中をガスは半径方向外
方へ、次いで環状冷却流路４６１沿いに下向きに流ｎ１
その後ガスは狽次、＝１触媒床４３１に対するフィード
の１ｍとして内側ガス流路４２４の下部へ究極的に通過
させるため下部ヘッダー空間４８４およびＯｆｆ、２下
部ヘッダー４８０に入る。 第７図の具体化例の３触媒床は、第２触媒床４１１と第
３触媒床４２１との間に実質的に温度ｔｌｌｌ １ｉｌ
ｌｌのための熱除去なく故意に行なわｆ床４１１と４２
１とがｌ触媒段階を構成するとみることができるので、
実際上典型的なｌ触媒段階であることが認めらＴＬよう
。第７図は従って、例えば建造の指令がｌ触媒段階をｄ
つまたはよシ多くの触媒床に分離することケ求める場合
に本発明によってそＩＬ Ｚ ｎおよびすべての触媒床
間に床間熱除去が必璧で（１ないことの例示である。 次に第５図について説明すると、不発明の装置の仙の具
体化例が１りｌ示芒ｆ′Ｌ（一般に５００で示した）、
そｎは外事１１ガスフィード管５０４２よび内（ｔｉｌ
ｌ ｊｆス生生成雷管５０２有し、中央部に配備したガ
スフィード／生我物果成体を設けた上部密封部材５０６
を有する円節状圧力耐性シェル５１２會含む。管５０２
お工び５０４は、好ましくは圧カシニル５１２の垂直円
筒−ＩＩに関して同心的に配備さｆＬ、才だ上部ヘソグ
ー空間５０５に連絡する環状ガス通路５０９を配備する
。圧カシニル５１２内に上部密封板５０１および下部支
持板５６０を有する円筒状反応９置カートリッジ５２６
が配備さｎる。カートリッジ５２６は（１）圧カシニル
５１２の隣接垂直円筒状内側壁５１０沿いの環状ガス冷
却流路５１４、＋２１上部冨封板５０１の上方で円形密
封部材５０６の内面５０３の下方の上部ヘッダー空間５
０５、および（３）下部支持板５６０の下方で圧カシニ
ル５□２の下部内面５６２の上方の下部ヘソグー空間５
６４、が設けらｎるような大＠でに作らｆる。 圧カシニル５１２の下部には、より詳細に後記するよう
に、上部触媒床５０８中ヘフイードガス全導入するため
好捷しくは圧カシニル５１２の垂直円筒軸沿いに設けら
ｆＬる第２ガスフイード管５６６が配備さＩＬる。反応
装置カートリッジ５２６内にはその下部から上方への順
序で第２触媒床５５２、床間熱交換装置５５０１お工び
シェル圧力５１２の垂直円筒軸の周りで環状再熱熱交換
装置５４０内に配属さする第１触媒床５０８が配備さｎ
、る。 第２帥媒床５５２は環状に形成さｆ１床５５２内に触媒
全支持する作用をなし、板５５８の下方で反応製電カー
トリッジ５２６の支持板５６０の上方に第２下部ガス壁
間５６８を形成するために配置１ｂｉさｎた触媒支持、
Ｉ（ｊ ５５８上に配置さｆる。床５５２Ｖｉ’ｔた内
イｌｌｊガス透過性壁５４８、内側１円筒Ａが５４６、
外側ガ′ス透過性壁５６６および上部密封イか５７４が
設けらｆＬる。壁５４８と５５６は支持板５５８に固定
さする。環状ガス退出流路５５３Ｆｉ内倶１ガス透過性
壁５４８と内側円筒板５４６との間に設けらｎる。環状
ガス分配流路５５４は外（１１１１ガス透過性壁５５６
と外側円筒板５３８の＠接部との間に設けらする。外側
円筒板５３８は上方に延びて同様に熱交換装ｗ５５０の
外１１１１１壁全限Ｗし、鈑５３８と反応装置カートリ
ッジ５２６の内側垂旬円節面の隣接部との闇に第λ項状
７７ス面路５３６ケ与える。触媒床５５２を退出したガ
スは、よす詳！相に佼日己するように、内１則ガス流路
５５３内に果めらｎ１下向きに流ｎて〃ス壁間５６８全
通り、次いで上向きに環状ガス９間５３６甲へ再熱熱変
換装置５４０・のシェル側へ流ｒＬる。内側円筒板５４
６はそｎ自体板５４６と第２ガスフイード管５６６の外
壁５７２との間に内側環状ガス通路５７０ケ与えるよう
に配備さｎる。内側環状ガス流路５７０は、より詳細に
後１Ｃするように、下部ヘッダー空間５６４および、ぢ
らに加熱するための中央部に配備した床間黙契侠装置５
５０に連絡する。 熱交換ｇＭ５５０はガス空間５３２から加熱流体を受は
入ｎるように適応させたガス管５４３、流ｎバッフル５
７６、上部管板５４１および下部管板５４２を含む。熱
交換装置５５０は内９１１１環状ガス通路５７０から熱
交換装置５５０のシェル１ｌｌｌｊにフィードガスを受
は入ｆＬるように増応さｒム、その中でこのガス會管５
４３へ逍さｆＬる触媒床５０８からの部分冷却さｎたガ
ス流出物との間接熱５！、候によｐ力Ｕ熱するため管５
４３の周シの曲折路に流ｎさせる。ガス空１１ｉＪ５４
４は管板５４２と密封板５７４との闇に設けらｎ１含５
４３を退出するガスケ受入ｆてこのガスを、第２帥媒床
５５２へ送給するためのガス分配流路５５４へ通す。再
熱熱交換装置５４０の雪（ｔｌｌｉ ５８４から部分冷
却式ｎた第１触媒床流出物ケ受は入ｎこのガスを熱交換
製画５５０の管側５４３へ通過烙せる第２ガス空間５３
２が熱交換装置５５０の管板５４１の上に設けらｎる。 力０々入妊ｒしたフィードガスは熱交換装置Ｗ ５５０
のシェルｉｌｌから中央ガス空間５８０中へ退出し、そ
の中でこの加熱さｎたフィードガスは圧カシニル５１２
の下部からガスフィード管５６６牙上向き、に通過した
フィードガスの第２部分と合流させらｆる。この合流し
たフィードガス流は次いでガス空間５８０′＋ｃ＠／触
媒床５０８へこｎらのガス全フィードするため中央ガス
分配通路５１６と連絡する中間管５３４へ入る。 第１〆ｉ！ｌＩ媒床５０８１ま環状に形成きｎ１上部密
封鈑５９２、支持板５２８に固定さＩした外側ガス透過
在壁５２０２工び内イロ１１力゛ス透過性壁５１８が設
けら７しる。中央部に配備ぢｎたガス分配流路５１６は
中間−！ｒ５３４からのフィードガスを半径方向外方へ
触媒床５０８に通して分配するため床５０８の内側に設
けらｆ１壌状ガス退出流路５２２は外側ガス透過性壁５
２０と再熱熱交換＃ｉ、置５４０の内側垂直板５２４と
の間に設けらｆて第１床５０８からのガス流出物を再熱
熱交換装置５４０へ導入するために集める。 バッフル付再熱熱交換装置は環状に形成さγＬ１圧カシ
ニル５１２の縦軸の周りに配備さｆ１輿ｌ触媒床５０８
を囲む。第ｆ熱交換装置５４０ｉｄガスＷ５８４、流ｎ
バッフル５８６および下部管板５３０が設けらｆ１第１
触媒床流出ガスをガス退出流路５２２から受は入ｎ１管
板５３１の上方で上部密封板５９２の下方に配置８Ｌ１
密封流路而５９１に禁止さするまで延びる上部ガス空間
５９０中へ通すように過応烙ｎる。熱交換装置５４０は
また内側環状ガス通路５３６から通さ１Ｌ、ｓけ５８４
を通って流ｎる第１触媒床流出ガスとの間接熱交換によ
る加熱のためのバッフル５８６により熱交換装置５４０
全通る曲折路に流ｎを生ずる第２触媒床流出ガスを熱５
Ｉ：換装置５４０の下部からそのシェル側に受は入ｆる
ように適応さする。そのように加熱さ７した第２帥媒床
流出ガスは熱又換装置５４０のシェル側から上部へラダ
ー空間５０７中へ退出し、次いで反応装９５００から生
成物管５０２に経て退出する。部分冷却さｎた第１触媒
床流出ガスは管５８４から退出てせ、上記のように第２
熱交換装置５５０の管側中へ導入するためガス空間５３
２へ通す。 運転中、ガスフィードの第１部分はフィード管５０４ゲ
経て通り、流路５１４中に環状冷却ガス全方えて反応装
置ｗシェル５１２を冷却する。この環状冷却ガスは冷却
流路５１４からガス空間５６４および内倶１ガス流路５
７０へ通り、熱交換装置５５０のシェル（ＩＩｌｌに入
り、その中でガスフィードは部分冷却さｎた第１触媒流
出物との間接熱交換によりさらに加熱さＩＬ１その後一
層加熱さｒしたフィードガスは帯域５８０中で、フィー
ドガス管５６６を経て上向きに帯域５８０に通さｆたガ
スフィードの第２部分と合流し、次いで含５３４を経て
第１１’ｉ！ＩＩ媒床５０８へ送給するためフィード通
路５１６へ導入される。ガスは床５０８を半径方向外方
へ通り、反応したガスはガス流出物として流路５０２中
へ退出し、次いでガス空間５９０を経て第２触媒床５５
２からのガス状流出物の最終加熱のため熱交換装置管５
８４中へ通さｆる。 再熱熱交換装置５４０からガス空間５３２中へ退出した
部分冷却さｎた第１触媒床流出ガスは次いで環状ガスフ
ィードの予熱のため床間熱又換装屓５５０の菅５４３へ
通さｎｌ一層冷却された第１触媒床流出物はガス空間５
４４中に集めらｎ１第２触媒床５５２へ半径方向内方へ
送給するため〃ス分配流路５５４へ通さｎる。生成物ガ
スは床５５２からガス退出流路５５３中へ退出し、次い
でガス空間５６８およびガス流路５３６を経て、上記の
ように最終加熱のため、およびガスヘッダー空間５０７
およびガス生成物管５０２を経て反応装置５００から最
終的に退出させるため再熱黙契換装Ｎ５４０のシェル側
へ通さｆる。 次に第７図について説明すると本発明の反応装！のなお
他の具体化例が例示−ＧｎＣ一般に６００で示した）、
こＩＬは蕃封部材６０１の内面６０７の下にＣ置さｎた
ガスヘッダー空間６０５に連絡する中央部に配備さｆた
孔６０２を有する上部円形密封部材６０１紮設けた円筒
状圧力耐性シェル６１６ケ含む。圧カシニル６１６内に
は、（１）その上部中に第１反応装置カートリッジ６２
２（こ１は第１＠媒床６１４および）々ツフル付再熱熱
又換装置６４０全収答する）：および（２１下部中に第
２反応装置カートリッジ６５４（こｎは第１＠媒床６１
４を収容する）が配備さｎる。ノ々ツフル付床間熱交換
装置６５０は圧カシニル６１６中、第１反応装置カート
リツー）６２２と第２反応装置カートリッジ６５４との
間に配備さｎｌより詳細に後記するように、その間のガ
ス連絡を与えるように適応さ１Ｌる。 第１反応装置カー） ＩＪツジ６２２はその上方にガス
ヘッダー空間６０５會備え、カートリッジ６２２と圧カ
シニル６１６の内側円筒状垂直面６１８の隣接部との間
に第１環状冷却流路６２６を与えるような大きさに作ら
ｎる。同様に第２反応装置カートリッジ６５４は触媒支
持板６５８の下方で圧カシニル６１６の下部６６２の下
部内面６６１の上方に下部ヘッダー空間６６０’ｋ、ま
たカートリッジ６５４と反（応装置シェル６１６の内側
型ｍ円筒面６１８の隣接部との間に第２壌状冷却流路６
５６を備えるような大きさに作らｆる。 第１環状冷却流路６２６は第１触媒床６１４へのフィー
ドのため上部ヘッダー壁間６０５からガスを受は入ｎる
ように適応さｆ１周辺封止／々ツフル６３８によりガス
流路６５６と分離さｎる。 再熱熱交換装＠６４ｏは第１触媒床６１４内に配備され
、これは環状に形成され、触媒床６１４および熱交換装
置６４０はそれぞれ圧力シェル６１６の垂直円筒軸の周
りに配列される。触媒床６１４は触媒支持板６８４上に
支持され、密封部材６０３によりその上面沿いに囲われ
てｂる。床６１４は外側ガス透過性壁６２４および内側
ガス透過性壁６３２が設けられ、それらは支持板６８４
に固定される。環状ガス分配流路６２０は外側ガス透過
性壁６２４と、第１反応装置カートリッジ６２２の内側
垂直面を形成する円筒板との間に限定される。内側環状
ガス退出流路６２８は内側ガス透過性壁６３２と、熱交
換装置６４０の外側垂直壁を構成する内側円筒板６３０
との間に限定される。ガス退出流路６２８は第１触媒床
６１４がらの流出ガスを、よシ詳しく後記するように、
第２触媒床６７２がらの流出ガスとの間接熱交換および
その加熱のため再熱熱交換装置６４０のシェル１則へ通
すように適応される。 熱交換装置６４０は雷６ｏ８、流れバッフル６８６、上
部密封板６０４および下部凹面バッフル６３４を含む。 上部密封板６０４は示したように縦ガス通路６７４を経
て反応装置から生成物ガスを退出させる生成物管６６８
の上部へ通過させるため管側６０８から出るガスを集め
るだめのガス空間分与える。下部凹面バッフル６３４は
これらのガスを菅６０８へ導入するため塊状ガス通路６
４３を経た第２触媒床６７２からのガス状流出物を受は
入れるように適応させた円錐状ガス空間６８２を限定す
る。バッフル６８６は第１触媒床瀘出ガスを熱交換装置
６４０を通る曲折路に流れさせる。熱交換装置１６４０
は部分冷却された第７触媒床流出ガスを熱交換装置６４
０のシェル側ｊから第２熱交換装置６５０の管６７８中
へ通過させるため、下部ガス空間６８ｏ（これは触媒支
持板６８４と円錐状バッフル６３４の下方で第２熱交換
装置６５０の上部管板６３６の上方に配置される）中へ
退出させるように適応される。 床間熱交換装置６５０は雷６７８、流れバッフル６５３
、上部管板６３６および下部管板６４４を含む。熱交換
装置ｔ ６５０は内９Ｉｌｌ環状ガス通路６４３をガス
生成物管６６８の外壁６７６の隣接部に治って設け、第
二床６７２の内側退出流路６４１と再熱熱交換装置６４
００円錐状ガス空間６８２との間にガスの連絡ケ与える
ような大きさに作られる。管板６４４および触媒床６７
２の上部密封板６４６は肯６７８からガスを集めるため
および第二触媒床６７２に対するフィードのためガス分
配流路６５２へこれらのガスを通過させるためのガ゛ス
空間６４２を限定する。官６７８はガス空間６８０と部
分冷却された第１触媒床流出ガス分熱交換装置６５０へ
通過させるため、ガス空間６４２とを連絡する。熱交換
装置６５０はそのシェル側に環状冷却ガスを受は入れる
ように適応され、バッフル６５３は環状冷却ガスを管６
７８中のより高温のガスとの間接熱変換により加熱する
ため置６７８の外面の周シの曲折路に流れさせるように
配列される。 第ユ触媒カー） ＩＪツジ６５４中には事実上環状形態
であり、圧カシニル６１６の垂直円筒軸の周りに配備さ
れた第二触媒床６７２が設けられる。 床６７２は触媒支持板６５８により支持され、外側ガス
透過性壁６４８および内側ガス透諷性壁６５１が備えら
れ、そのいずれも支持板６５８に固定される。密封部材
６４６は触媒床６７２の上部境界を限定する。事実上環
状に形成されたガス分配流路６５２は外側ガス透過性壁
６４８と第λ触媒カー） ＩＪツジ６５４の垂直面を限
定する隣接垂直円筒板との間に設けられ、ガス全フィー
ドとしてその長さに沿って触媒床６７２へ分配される。 ガス収集流路６４１Ｆｉまた、事実上様状に形成された
流路として内側ガス透過性を６５１とガス生成物管６６
８の円筒外面６７６の隣接部との間に設けられる。ガス
収集流路６４１は第二床流出ガスを、第１触媒床６１４
からの流出ガスとの間接熱交換により加熱するため再熱
熱交換装置６４０の管側へ通過させるため環状ガス通路
６４３に連絡する。 圧カシニル６１６の下３部６６２には同心的に配備され
た内側ガス生成物管６６８および外側ガスフィード’＃
６６６が設けられ、そのいずれも圧カシニル６１６の垂
直円筒ｌａ！ｊの周りに配備される。 外ｆ′Ａｌｌガスフィード管６６６け、下部ヘッダー空
間６６０に連絡する環状に形成されたガスフィード流路
６７０を限定し、下部ヘッダー空間６６０は圧カシニル
６１６の隣接下部の冷却および、上記のように部分冷却
された＝１触媒床流出ガスとの間接熱交換によりガスを
さらに加熱する床間熱交・換％、１ｔ６５０のシェル側
へこれらの環状ガスを供給するため第、２環状冷却ガス
流路６５６に連絡している。 運転中、ガスフィードの第１部分は孔６０２を経て上部
ヘッダー空間６０５中へ通され、そこから外方へ、次い
で点状冷却流路６２６に沿って下向きにガス分配流路６
２０の下部へ通され、その地点でこれらの頃状冷却ガス
は第１触媒床６１４に対−ｍ−るフィードのため熱交換
装置６５０のシェルｊｔｌｉ：を退出するガスと合流す
る。ガスフィードの第２部分はフィード肯６６６および
環状ガス通路６７０？＾≠て下部ヘッダー空間６６０へ
、そこから第２喋状冷却流路６５６へ通され、次いで部
分冷却された第１触媒床流出ガスとの接触によりさらに
加熱されるため熱交換装！１６５０のシェル側に導入さ
れる。このように加熱された環状冷却ガスは熱交換装置
１６５０のシェル側から退出し、上記ノように簗／触媒
床６１４へフィードするためにガス分配ｆＪｒｒ、路６
２０中で残りのガスフィードと合流する。 第１触媒床６１４を退出するガス流出物はガス流路６２
８中に集められ、第２′＄１媒床６７２から退出した生
成物ガスの加熱のため再熱舛交換装瞳６４０のシェル側
へ通される。部分冷却された第１触媒床流出ガスは、下
部ガス空間６８０へ、次いで上記のように第２環状冷却
流路６５６から曲された環状冷却ガスの予熱のために＠
父＊装置６５０の管側へ通される。第１触媒床流出ガス
は熱交換装置６５０の雷６７８から退出し、次いでガス
空間６４２ケ経て第１触媒床６１４に対するフィードの
ためガス分配流路６５２へ通される。 第１触媒床６１４から退出した生成物ガスは流路６４１
に集められ、上向きに内側環状ガス通路６４３およびガ
ス空間６８２を経て、第１触媒床流出ガスとの間接熱交
換による加熱のため再熱夢交換装置６４０の肯６０６へ
通される。このように加熱された第２触媒床流出ガスは
生成物管６６８を経て反応装置から退出する。 次に第１０図について説明すると、一般に７００で示さ
れる本発明の装置のなお他の具体化例が例示される。反
応装置７００は、事実上円筒状圧力耐性シェルフ０８を
含み、これは、いずれも圧カシェルア０８の垂直円筒畑
の周りに配備された内側ガス生成物肯７０２および外側
ガスフィード雷７０４を含む中央部に配備された管型集
成捧を有する円形上部密封部材７０５が設けらね、る。 外側ガスフィード管７０４は上部密封部材７０５の内面
７８０の下に設けた上部ヘッダー空間７８２に連絡する
環状に形成されたガス流路７８４を限定する。 圧カシェルア０８内には、１】】その上部に％第１反応
装置カートリッジ７２０（これは第１触媒床７７４およ
びバッフル付再熱熱交換装置７４０を収容する）および
（２１その下部に、第２反応装置カートリッジ７４６（
これは第１触媒床６１４路容する）が配備される。バッ
フル付床間熱交換装置１７５０は圧カシェルア０８中、
第１反応装置カートリッジ７２０と第２反応装置カート
リッジ７４６との間に配備され、より詳細に会記するよ
うに、その間のガスの連絡を与えるように適応される。 第１反応装置カートリッジ７２０はその上方にガスヘッ
ダー空間７８２を備え、カートリッジ７２０と圧カシェ
ルア０８の内側円筒状垂直面７２４の隣接部との間に第
１喋状冷却流路７２２を備えるような大きさに作られる
。同様に、第２反応装置カー） ＩＪツジ７４６は、触
媒支持板７６４の下で圧カシェルア０８の下部７６０の
下部内面７５８の上方の下部ヘッダー空間７５６、およ
びカートリッジ７４６と反応装置シェルフ０８の内側垂
直円筒面７２４の隣接部との間の第２埠状冷却流路７４
４を与えるような大きさに作られる。 第１１１状冷却流路７２２は第１触媒床７７４に対する
フィードのため上部ヘラグー空間７８２からガスを受は
入れるよう適応され、周辺刺止／々ツフル７３６により
ガスｉｂ’ｇ７４４から分離される。 再熱熱交換−４４？、置７４０は環状に形成される第１
触媒床７７４内に配備され、触媒床７７４および熱交換
装ｆ！ｆ７４０はそれぞれ圧カシェルア０８の垂直円筒
軸の周りに配列される。触媒床７７４は触媒支持板７２
６上に支持され、密封部材７７６によりその上面沿いに
聞われる。床７７４は外（１（１ガス透過性壁７１６お
よび内側ガス透過性壁７１０が設けられ、そのいずれも
支持板７２６に固定される。環状ガス分配流路７１８は
外側ガス透過性壁７１６と第１反応装置カートリッジ７
２０の内側垂直面を形成する円筒板の隣接部との間に限
定されている。内１１１１１環状ガス退出流路７１４は
内側ガス透過性壁７１０と、第１熱交換装置７４０の外
側垂直壁を構成する内側円筒板６１２との間に限定され
る。より詳しく後記するように、ガ゛ス退出ｒ／Ｉｔ、
路７１４は、第１舐媒床７７４からの流出ガスを、第２
触媒床７６６からの流出ガスと間接熱交換し、それを加
熱するため熱交換装置７４０のシェル側へ通すように適
応される。 再熱熱交換装ｖＬ７４０は管７０６、流れ／マツフル７
７２、上部密封板７７１および下部凹面〕々ツフル７７
３を含む。上部密封板７７１は、示したように反応装置
から生成物ガスを退出させる生成物管７０２の下部へ通
過させるための管側７０６から退出するガス金集めるた
めにガス空間７７８を備える。下部凹面パンツ、ｎ／７
７３はこのガス金管７０６へ導入するため縦ガス通路７
５４を経て第２触媒床７６６からのガス状流出物を受は
入れるよう適応させた下部円錐状ガス空間７８１を限定
する。バッフル７７２は第１触媒床流出ガスを熱交換装
置７４０を通る曲折路に流れさせる。熱交換装置７４０
は、部分冷却された第１触媒床流出ガス金熱某換装置７
４０のシェル側〃）ら、熱交換装置７５０の管７３４中
へ通過させるため下部ガス空間７２８（これは触媒支持
板７２６および凹面バッフル７７３の下方で床間熱交換
装置７５０の上部管板７３５の上方に配置される）中へ
退出させるように適応される。 床間熱交換装置７５０は管７３４、ｉ危れ・ぐツフル７
６８、上部管板７３５および下部管板７４３を含む。熱
交換装置７５０は環状に形成され、内＄１１１縦ガス遣
路７５４の上方に配備される。管板７４３および触媒床
７６６の上部密封板７４２は肯７３４からのガス分央め
るため、および第１触媒床７７４に対するフィードのた
めのガス分配流路７５３へこれらのガスを通過させるた
めのガス空間７３８を限定する。′１７３４はガス空間
７２８と熱交換装置７５０を面し部分冷却された第１触
媒床流出ガス會通過させるガス空間７３８とを連絡する
。熱交換装置７５０は環状冷却ガスをそのシェル側に受
は入れるよう適応され、バッフル７６８は環状冷却ガス
を管７３４中のより高温のガスとの間接熱交換により加
熱するため管７・８４の外向の周りの曲折路に流れさせ
るように配列される。 第２触媒カートリツジ７４６中には事実上環状形態であ
り、圧カシェルア０８の車直円筒旬（の周９に配備され
た第２触媒床７６６が設けられる。 床７６６は外側ガス透過性惟７４８および内側ガス透過
性壁７５２が設けられ、そのいずれも触媒支持板７６４
に固定される。密封部材７４２は触媒床′Ｉ６６の上部
境界を限定する。屡実上環状に形成されたガス分配流路
７５３はガスを長さに沿って触媒床７６６へフィードと
して分配するため外側ガス透過性壁７４８と第２触媒カ
ートリッジ７４６の垂直面を限定する隣接型直円、筒板
との間に設けらハ、る。事実上円筒状に形成された縦ガ
ス通路７５４もまた床７６６内に設けられ、内側ガス透
過性壁７５２により限定される。 中央部に配備された孔７６２Ｕ、ガスフィードを下部へ
ラダー空間７５６中へ導入させるため圧カシェルア０８
の下部７６０中に設けられる。 運転中、ガスフィードの第１ｔＡ分は孔７６２を経て下
部へラダー空間７５６甲へ、そこから外方へ、そして上
向きに環状冷却流路７４４沿いに熱交換装置７５０のシ
ェル側へ通され、その中でこれらの環状ガスは、・旨７
３４に通される部分冷却された第１触媒床流出ガスとの
間接熱交換によりさらに刃口熱される。このように加熱
された環状ガスは熱交換装置７５０のシェル伸から退出
さぜ、フィードとして＠／触媒床７７４の外部沿いに喋
状分配流路７１８へ通過させるためフィードガスの残部
と合流させる。ガスフィードの第２部分はフィード管７
０４および環状ガス通路７８４を細で上部へラダー空＋
１１１７８２へ、そこから上部環状冷却流路７２２へ通
され、そこから環状フィードガスのこの部分は熱交換装
置７５０のシェル側を出たガスと合流され、上記のよう
に初めに巣／触媒床７７４へ供給される。 第１触媒床流出ガスはガス収集流路７１４を経て退出し
、熱交換装置７４０のシェル側を通り、そこで第１触媒
床ガス流出物はその熱の少くとも７部を、熱交換装置１
７４００管７０６に通される第２触媒床流出ガスに与え
る。その後部分冷却された第１触媒床流出ガスは上記の
ように熱交換装置７５０の管７３４へ導入され、そこか
らこれらのガスはガス空間７３８中へ・退出し、追加反
応のためガス流路７５３に沿って第２触媒床７６６に対
する半径方向内方へのフィードとして分配される。生成
物ガスは第一床７６６から中心部に配備した縦ガス通路
７５４中へ退出し、上記のように第２床流出ガスの最終
的な加熱のため上向きに熱交換装置７５０を通り越して
熱交換装置７４０の管７０６中へ退出する。このように
加熱された生成物ガスは反応装置７００から生成物７０
２を経て退出する。 次に第１／図について説明すると、急冷配置を基にした
本発明の装置のなお他の具体例が例示され（一般に８０
０で示した）、よシ詳しく後記するように、これはガス
ヘッダー空間８１４および８２２にそれぞれ連絡する同
心的に配列した管８０２および８０４を含む中央部に配
置した管型集成体を有する上部円形密封部材８１０を設
けた円筒状圧力耐性シェル８３４を含む。反応装置シェ
ル８３４内には上部密封部材８１６および下部表面８８
２を備えた事実上円筒状の反応装置カートリッジ８２６
が配備される。反応装置カートリッジ８２６は、上部密
封部材８１６の上方で反応装置密封部材８１０の内面８
１２の下方に上部ガスへラダー空間８１４を設け、反応
装置８００の下部中、反応装置シェル８３４の内面８８
１の上方で反応装置カートリッジ８２６の下部表面８８
２の下方に下部がスヘッダー空間８７６’）備えるよう
な大きさに作られる。さらに反応装置カートリッジ８２
６はカートリッジ８２６の垂直面と反応装置シェル８３
４の内側垂直円筒面８３２の隣接部との間に環状冷却流
路８２８を備えるような大きさに作られる。環状冷却流
路８２８は上部ガスヘッダー空間８１４と下部ガスヘッ
ダー２ｉ［８７６との間にガスの連絡を与え、冷却ガス
を表面８３２の冷却に通すことを可能にする。反応装置
カートリッジ８２６内には、（１）その上部に第１触媒
床８３０、＋２）その下部に第２触媒床８９０：および
（３１床８３０と８９０との間の中間部位に、より詳し
く後記するように、前記触媒床間のガスの連絡を与える
ように適応させた再熱熱交換装置８４０が配備される。 上部触媒床８３０は事実上円形の上部台封部材８２４、
外側ガス透過性壁８２０および内側ガス透過性壁８３６
を含む。壁８２０および８３６はそれぞれ支持板８３８
に固定される。上部密封部材８２４は、ガスフィード管
８０４および、外側ガス透過性壁８２０と反応装置カー
） ＩＪツジ８２６の隣接垂直面とにより限定されその
間に配備された環状に形成したガス分配流路８２１にガ
スの連絡を与えるよう適応させた内側ガスへラダー空間
８２２を限定するように配備される。内側ガス透過性壁
８３６は事実上円筒状であり、触媒支持板８３８の下方
で熱交換装置８４０の上部管板８５５の上方に設けられ
たガス空間８４４とガス連絡にある事実上円筒状のガス
退出流路８１８を限定する。触媒支持板８３８は、ガス
空間８４４とガス分配流路８２１との間の直接ガス流を
防止するため周辺封止バッフル８４２を形成するように
姑びる。 再熱熱交換装置８４０は、上部管板８５５、下部管板８
５６、置８５２およびバッフル８５３全含むバッフル封
管型熱交換装置である。管８５２は、より詳しく後記す
るように、第１触媒床８３０からのガス流出物をガス空
間８４４を袖で受は入れ、この第１触媒床流出ガスを、
第λ触媒床８９０からの生成物ガスとの間接熱交換で通
ずように適応される。このように冷却された第１触媒床
流出ガスは肯８５２から、管板８５６と触媒床密封板８
９１との間に配備した下部ガス空間８５７甲へ退出する
。バッフル８５３は第２触媒床流出ガスを、前記間接熱
交換装置により加熱するため、熱交換装置８４０を■る
曲折路に流れさせる。このように加熱された生成物ガス
は反応装置８００の下部から生成物ガスヶ退出させるた
め反応装置シェル８３４の下部に配備した生成物管８０
１の内側ガス通路を含む縦ガス生成物管路８４８を経て
退出させるため中央部ガス空間８４６に集められる。 第２触媒床８９０は上部密封板８９１、触媒支持板８９
２、外側円筒板８９３、外側ガス透過性壁８６６および
内側ガス透過性壁８６２を含む。 壁８６６および８６２は支持板８９２に固定される。円
筒板８９３は板８９３と反応装置カートリッジ８２６の
隣接垂直面との間に環状ガス空間８６０を限定するよう
に配備され、板８９３の内面と外側ガス透過性壁８６６
とによ？限定されその間に配備されたガス分配流路８６
４中へガスを通過させるため通路８６８に設けられる。 内側の環状に形成したガス退出流路８５８は、第２触媒
床８９０からの生成物ガスを再熱熱交換装ａ ８４０の
シェル側へ上向きに退出させるために内側ガス透過性壁
８６２と生成物管８０１の外面８５４との間に設けられ
る。 運転中、フィードガスの第１部分はフィード管８０４を
峠で上部ガス空間８２２中へ導入され、そこから第１触
媒床８３０を内方へ半径方向に流通させるため下向きに
環状ガス分配流路８２１中へ導入される。第１触媒床８
３０からの生成物ガスはガス退出路８１８により集めら
れ、そこから下向きにガス空間８４４および再熱熱交換
装置８４０の’１８５２中へ】巾され、そこでこのガス
は第λ触媒床８９０からの生成物ガスを加熱する。 このように冷却された第１触媒床流出物ガ′スは第二ガ
ス空間８５７中へ集められ、次いで第１触媒床８３０へ
入る前に急冷流と合流させるため環状ガス空間８６０中
へ通される。 フィードガス流の第２部分はフィード管８０２および１
状フィード通路８０６を経て、反応装置シェル８３４の
環状冷却を与えるため環状冷却流路８２８へ通させるガ
・ス空間８１４中へ導入される。このように加熱された
環状冷却ガスは流路８２８から下部ヘッダー空間８７６
中へ退出し、次いでガス通路８８８および下部ガス空間
８８０を上回きに通過し急冷流として部分冷却した第１
床生成物ガスと混合しこれをさらに冷却する。合流した
ガスは第２触媒床８９０のフィードとして円筒板８９３
中の通路８６８に通される。生成物ガスは第二床８９０
からガス退出流路８５８を経て退出し、生成物管８０１
を経て反応装置から退出する前に上記のように加熱する
ため再熱熱交換装置８４０へ導入される。 もちろん第１１図は本発明の方法および装置による急冷
フィードを再熱熱交換装置と組合せて用いる唯一の可能
な態様ではない。上記開示から遇択は当栗者に明らかで
あろう。例えば、第１１図中の再熱熱交換装置は第１お
よび第、２独媒床の１６１の中間に配備するように示さ
れてｂるけれども。 ２触媒床の７つの中に再熱熱交換装置を用いることも可
能である（第１０図の態様の床７７４中の熱交換装置７
４０の配置に類似する）。従って、再び第９図に言及す
ると、第２熱父挨装置６５０の排除は、再熱熱交換装置
６４０から退出した部分冷却された＠／触媒床流出ガス
を、導管６６６を経て反応装置に導入されたフィード流
の第二部分と混合した後第２触媒床６７２ヘフイードす
るためガス分配流路６５２へ直接典すことができること
を意味しよう。第９図のこの態様では流れ６６６が急冷
フィードを構成するであろう。 さらに、前記形態で例示しｆｃ糧々のフィード流の導入
法および反応装置からの生成物流の退出法が本発明に臨
界的でなりこともまた当業者に明らかであろう。例えば
、フィード導管または生成物導管を反応装置の縦軸の周
りに中央＼部に位置することは臨界的でなく、そのいず
れも望むならば偏心的に配置しまたけ反応装置ｔの側部
にガスフィート９流を導入し、側部から生成物を退出さ
せるように配置することができる。さらに、反応装置を
通るガスの流れの方向は臨界的ではなぐ、フィードおよ
び生成物流の流れの全方向が向流または並流、および主
に上向き、下向きまたは水平であることができる。従う
て、明らかに本発明の反応装置は例に示したように垂直
または水平に、あるいは任意の他の所望の方法で配備す
ることができる。 本発明の方法および装置は次の例に言及してさらに例示
することができる。 比較例Ａおよび８：実施例／ 耕アンモニア合成ガス麗１５の１部との間接熱交換によ
り各床からのガス流出物を冷却する１−間熱交換装置４
および下部熱交換装置８を有し、既知触媒活性を有する
先行技術のアンモニア合成用触媒（すなわち「ｌ×活性
Ｊ触媒）を一定量入れた触媒床２および６を有する第１
図に例示した先行技術の２床アンモニア転化装［１（１
，選定圧力、温度および流ｉｔ（すなわち空間速度）で
反応装置１０に通す選定組成の合成ガスを用いて、高水
準水蒸気ＣＩ’７２！；ｐｓ１ｇ Ｃ１００Ｋｐ／α２
）〕を生成する水蒸気発生装置１６およびフィード１２
を所望の反応装置フィード温度に予熱するフィード／流
出物熱交換装置１４（閉止バイパス弁２５を用いる）の
使用により反応装置流出物９から廃熱を最大に回収する
よう配置する。 床２および６のそれぞれの中の触媒を、「ｌ×活性」触
媒の約３倍のアンモニア合成活性を有する改良触媒（す
なわち「３×活性」触媒）等容積に替え、反応装置１０
を再びアンモニアの製造に用いる。改良触媒が高活性で
あるため、合成ガスフィードを供給する合成ガス圧縮機
（第１図に示されず）を低速で運転し、それにより低馬
力にエネルギーの節約を求めることができる。低速では
反応装置の圧力が低下し、反応装置に対する合成ガスフ
ィードの速度が低下する。しかし、より活性の触媒が「
／×活性」′触媒よりも高い隼流転化率（すなわち、反
応装置流出生成物ガス中の高いアンモニア含量）を生ず
るので単位時間当りモルで生ずるアンモニアの歌はｌ’
−／ｘ活性」触媒を用いたときに得られると同じ水準に
保つことができる。 第１図のような先行技術の配置で改良「３×活性」触媒
を用いて傅られた温度および池の値が嵌ｌに示される（
比較例ＡおよびＢ）。比較例Ａは高圧水蒸気発光装置の
みを用いる。比較例日は比較例Ａに用いた高圧水蒸気発
生装置に加えて低圧水蒸気発生装置を用いることにより
さらに廃熱の回収を得ようとする。 実施例ノでは、再熱熱交換装置１０４および高圧水蒸気
発生装置１２２を有する第２図に例示した本発明の装置
を、比較例ＡおよびＢで用囚た量および反応条件で「３
×活性」触媒を用ｌ／１表■に要約した条件で使用する
。 表１に示したすべての場合に、床入口および出口温度が
等しいことに注意すべきである。しかし反応装置の入口
および出口温度は事実上相違する′。 筺た３配置はすべて水素および望素のアンモニアへの同
じ転化率を達成する。すなわち、すべて同じ出口アンモ
ニア組成を達成することに注意すべきである。 「３×活性」触媒を用いた３配置のそれぞれにおいて可
能な合成ガスの低循環で、下流の／グ２５ｐｓ１ｇ（／
θθＫｆ ／ ｔｙｎ２） Ｍビラ−中で廃熱のすべて
を回収するには、流貴が低いほど低め熱容斂を有し、従
って水蒸気発生装置１６で同量の熱を伝達するためによ
り大きい温度条件下が会費であるので、反応装置からの
出口温度（第１図中の流れ９）の上昇が必要である。し
かし、高活性の触媒はど速度論的に最適の反応装置床温
度が低ｂ０従って、第２触媒床からの出口温度ｒよ「３
×活性Ｊ触謀の組込により事実上低下する。よジ高す所
望の反応装置出口温度を達成する試みで、第１図の下部
熱交換装［［１８に゛おけるフィードの予熱量を、反応
装置出口温度（流れ９）を第２触媒床の出口温度（流れ
６ｂ）と実質的に等しくするために、この熱交換装置を
はｙ完全にバイパスする１で低下させることができる。 しかしこれは、流れ９の温度がなお低すぎるので廃熱の
すべてをボイラー中で／４．２５ｐｓ１ｇ（／θＯＫｐ
／ ｃｎｒ２）の水蒸気として回収する目的ｆ建成し
ない。 比較例Ａは水蒸気発生装置１６中で回収できない過剰の
熱が全く廃棄される状態を示す。過度のフィードの予熱
を避けるためにフィード／流出物熱交換装置１４のバイ
パス弁２５を開かねばならず、有用な廃熱が下流の冷却
器１８中の冷却水へ廃棄されることが生ずる。この揚台
に廃熱の約２２％が全く廃棄されよう。 比較例日において廃熱の回収を殉なうために／ｌＬｔ、
２５ｐｓ１ｇ（／θＯＫｐ ／ ｃｍ２） 水Ｋ 気発
生装置１６の下流に乙Ｏθｐｓ１ｇ （１Ｉｔ２ Ｋ？
／ ａｎ２） Ｍビラ−２４ケ設置する効果が示される
。低圧のがイラー２４の設置によりフィードバイパス弁
２５は閉止を保つことができた。Ｌ７かし、こうして発
生した６θθｐｓ１ｇ （４’ 、２ Ｋｆ ／ ｏｎ
２）の水蒸気は最初に生じた／ダ２左ｐｓ１ｇ （／
ｑθゆ／ ｃｒｎ２）の水蒸気より有用性が少ない。さ
らに、このざイラーの設置はデイラー自陣および必要な
配管変更に対しかなシの投資が必要である。 上記と同じ大きさの触媒床を再熱熱交換装置１０４およ
び床間熱交換装置１０８と組合せて（第１図に示した先
行技術の床間熱交換装置１４および下部熱交換装置８の
代シに）用いる実施例１のような本発明の触媒装置の使
用は、転化装置出口温度を比較例ＡおよびＢのｇｓｓＦ
Ｃｌｌ、ｓり℃）から実施９ＡＪ ／の９／ｇＦｃ４ｔ
９２℃）へ非常に上昇させた。この高い温度がよシ鳴用
な／グ、！ｊｐｓ１ｇ （／θθ’ｌ−９／ ｃｍ２）
水蒸気として廃熱のすべてを回収させ、冷却水への廃熱
の２２％の損失を避けるだけでなく、また低圧メイラ−
に対する投資を排除する。 ） ｃＳ３ へ −Ｎ 包（へ） −一 （へ）へ＼
） ＼ ） ＼） ＼） ＋Ｓ ）
＼ｃｌｉ比較例ＣおよびＤｌ並びに実施例２．３この例
は、実施例／並びに比較例ＡおよびＢに用いた「３×活
性」触媒の約２倍のアンモニア合成活性を有する一層高
い活性の触媒（「乙×活性」触媒と称する）の組込みに
よって本発明の方法並びに装置の使用により達成された
改善の例示である。従って「乙×活性」触媒は「／×活
性」触媒の約６倍の活性を有する。この高活性触媒では
、「３×活性」触媒に用いたものに比較して合成ガス圧
縮機の速度の一層大きい低下が可能でおる。 相応して圧力および反応装置フィード流量が低下する。 ｆた速度論的に最適の第二床出ロ温度、従って先行技術
の転化装置出口温度がさらに低下する。これは＠／図の
ような先行技術装置を用いた転化装置流出物流からの熱
回収を一層困難にする。 表■中の比較例ＣおよびＤは前記比較例ＡおよびＢに相
応する。従って比較例Ｃはｉ ｑ ｘ ｓ ｐｓｉｇ（
／θＯＫｐ ／ ｃｍ２）の水蒸気発生装置１６を用い
、比較例りはＡ ００ ｐｓｉｇ （ＩＩ ２ｈ／ｃ、
ｍ２）水蒸気発生装置ｉｉ！：２４を加えｆｔ第７図の
装置に６×活性を組込むものに相当する。実施例コは実
施例／に配置し／グ２左ｐｓｉｇ （／ ０θ〜／ｃｍ
２）水蒸気発生装置１２２を用いる第２図の装置に相当
する。追加の実施例、ｊなわち実施例３１−１さらに熱
回収のために、／ ’ｌ 、２ ！； ｐｓｌｇ （／
００ＫＱ／ｃｒｎ２）水蒸気発生装置ｆｉｔ１２２か
ら退出する部分冷却されたアンモニア生成物ガス流出物
の受入れに６θθｐｓｉｇ（ｌ１２ Ｋｇ／ ｃｍ２）
水蒸気発生装置１２８もまた用いること金除き実施例コ
に配置した装置に相当する。 表１１７）−ら、床間および下部熱交換装置を用いた比
較例ＣおよびＤにおける先行技術配置を用いた転化装置
出口温度がｇｓｓ７ｒ ４ｔｓ’ｙ℃）からｇ２Ｋ”Ｆ
ＣＩＩグθＣ）に低下し、それが転化ｉｔｔ流出物の廃
熱を回収する可能性′！ｉ−激しく低下することを知る
ことができる。事実比較例Ｃを基にすると利用できる廃
熱のおよそ３ざチが冷却水へ失われる（すなわち熱又換
装［１４パイノ４ス弁２５は開位置におる）。比較例り
については、乙θ０ｐｓ１ｇ （２ＱＫｇ／ｃｍ２）
ｙｔイラー２４の設置がこの損失を７７％に低減する。 し力・シ、増分２／％の回収熱はより有用な／グ２３
ｐｓｉｇ （／ ００Ｋｙ／ｃ１ｎ２）水準力・ら有用
性の少ない乙００ ｐｓｉｇ （グコＫｇ／ ｃｙｎ２
）の水準へ低下される。 再熱黙契挨Ｈ７ｘｏ４を用いる不発明の再熱／？スケッ
トの使用が冷却水へ転化装置流出物廃熱の２／％の損失
を生ずる。しかし、ボイラー１２２中で回収される廃熱
はすべてよ少有用な／弘２５ｐｓｉｇ （／ ０θ’ｆ
／ｃｍ ）水蒸気の発生に用いられ、熱回収は比較例
Ｃｌ７）場合よりもはるかに大きい。 ／ ｌｌ ２５ ｐｓｉｇ （／ ００に’ｑ／ｃｍ
）水蒸気発生装置１２２の下流にさらに６０θｐｓｉ
ｇ （ＩＩ ２１ｓ９／ｃｔｎ２）水蒸気発生装置を組
合せて再熱熱交換装置１０４會用いる実施例３は、２／
チが有用性の少ないＡ０θｐｓｉｇ （ＩＩ ２ Ｌ９
／ ｃｍ２）水準に低下したけれども廃熱のすべての回
収を可能にする。対照的に比較例りは、／グ２５ρｓｉ
ｇ （／θθ〜／ｃｍノボイラー１６とｌ、 ００ ｐ
ｓｌｇ （Ｑ ２Ｋｉｉ／ｃｍ ）ボイラ対相いた列
でも転化装置廃熱のすべて全回収できず、比較例りにお
いて廃熱の７７％が冷却水へ失われる。 従って本発明の装置はより高い転化装置出口温度全可能
にし、高圧水蒸気の発生について転化装置流出物廃熱の
回収率を高める。 や ｌｌｌ１！ヒを 邸 詠 麿 肝 １凶
−べ べへ −一 ヘへ ｈ Ｉｆｆ！ ｇ へ “（ｆ
廻上記から当業者は本発−〇本質的特徴を容易に
確認することができ、本発明の精神および軸回から逸脱
しないで種々の使用法および条件に適応させるため本発
明Ｋａｆ々の変形および（または）変更を行なうことが
できる。従って、そのような変形および変更は特許請求
の範囲の均等物の全範囲内にあるとするのが適当である
。
成物ｖ２０４ケ経て反応装置２００から排出烙ｎる。 運転において、合成ガスフィードの第１部分はフィード
管２０６を経て反応装［２００の下部中へ導入さｎる。 このフィー１’ｆスは上向きにフィード通路２０７を通
って第二上部ヘソグー空間２２３へ辿り、そこからガ゛
スは外方へ半径方向に逼り、次いで通路２２９を経て第
１触媒床２１０に対するガスフィードの７部として導入
するため下向きに内１１４１１環状流路２２８に沿って
通さＣる。 反応装置２００に対するガスフィードの第２部分はその
とき孔２０２を経て上部へラダー空間２０３中へ導入さ
ｎｌそとから圧カシニル２３８の冷却のため環状冷却流
路２３４へ導入さｎる。こｆらの冷却ガスは冷却流路２
３４からその下部で、）唄次ガス空間２７８および２７
６中へ退出し、次いで床間熱交換装置２５０のシェル側
へフ市遇させる内側ガス流路２７２中へ導入される。熱
交換装置２５０中で、フィードガスのこの部分は部分冷
却さｎた第１触媒床流出ガスとの間接熱交換により加熱
さｎｌこのように加熱さｎたフィードガスは熱交換装置
２５０のシェル側から退出し、第を触媒床２１０に対す
るガスフィードの残りの部分として通路２２９へ通過さ
せる内側環状ガス流路２２８の下部中へ退出する。 ガス生成物は触媒床２１０から〃ス退出流路２１６中へ
集めらｎ１次いで下向きに杏熱熱父俟装置２４０の晋２
４９中へ導入するガス空間２３０中へ通さｎ１再熱熱父
換装置中で第１触媒床流出ガスが第２＠媒床からの流出
ガス４、加熱し、そこから第１床流出ガスは部分冷却さ
ｎｆｃ後、上記熱９：換装：（Ｊ ２５０のシェル側に
尋人式ｎた環状冷却ガスの加熱により式らに熱を遊離す
るため熱交換装置２５０の管側２４９へ通さｎる。−要
冷却さｎた職／Ｉｌｌ！ＩＩ護床流出ガスは熱交換装置
２５０θ）らガス空間２５７へ通り、そこから第２触媒
床２６０ヘフイードするガス分配流路２６８中へ通さｎ
る。 ざらに反応したガスは触媒床２６０から内側ｊス老出流
路２４１中へ退出し、第１触媒床流出ガスは次いで上記
のように第１触媒床流、出ガスで加熱する７ｈめの熱交
換装置２４０のシェル側へ通きれる。このように加熱さ
ｎた第２触媒床流出ｊスは熱交換装置２４０のシェル側
からガス生成物流路２４４中へ退出し、最終的に生成物
管２０４ケ経て反応装ｆｆ２００から退出する。 次に＠６図について説明すると、一般に３００で示さｎ
る本発明の反応装置容器の他の具体化列が例示爆ｆＬる
。示したように、反応装置３００は、中央ｅに配置した
孔３０２を設けた上部密制部材３０１を有する日商状圧
力耐性シェル３３８を含み、そｎ２通してガスフィード
が、容器へ密封部材３０１の内面３３３と反応装置カー
トリッジ３３６の上部カートリッジ密封板３３１とによ
シ限定さｎたガスヘッダー空間３０３中へ入る。反応装
置シェル３３８の最下端部、には反応装置からガス生成
物を取り出すための外管３０４および反応装置に対する
追加量のガスフィードの通路のための内管３０６を含む
同心管型集成体が設けらｆ１管３０４および３０６はと
もに、好寸しくけ円筒状反応装置と同軸に装置中に配列
さｒる。反応装置カートリッジ３３６は、反応装置シェ
ル３３８の内側垂直面３３２とカートリッジ３３６の外
側垂直面との間に環状冷却流路３３４全与えるような大
きさである。さらに、反応装置カートリッジ３３６は表
面３８０ｔ−含む反応装置カートリッジ３３６の最下部
が、（１）表面３８０の下方でシェル３３８の下部３８
２の内面の上方の下部ガス空１＃Ｕｊ３７８、＋２１表
面３８０の上方で下部触媒床３１０の下部触媒板３２６
の下方の第２ガス空間３７６、および（３）管３０４と
３０６との集成体の周囲に環状に配置したガス流路３８
４、を限だしてフィードガス紮第二ガス空間３７６、次
いでガス通路３２９を経て第１触媒床３１０へ通過させ
る内側環状ガス空間３７２中へ上向きに通過させるよう
な大きさである。 反応装置カートリッジ３３６内には上部密封部材３１３
および円筒垂直板３６２を備えた内側バッフル付カート
リッジ３６２が配置さｆる。内側０カートリッジ３６２
の上部密封部材３１３は、第二上部ガスヘッダー空間３
３５を与えるために外側反応装置カートリッジ１３３６
の密封部材３３１の下に装置ざｆ１第２上部ガスヘッグ
ー空間３３５は反応装置カートリッジ３３６および内ｇ
ｌ１１バッフル付カートリッジ３６２の垂直面が限定す
る円筒板によシ限定さｊしてその間に配置さ′ｎ７ＩＣ
内側壌状ガス流路３７２と中央部に配置したガス通路３
０７とを連絡する。 グロセス流を処理する第２触媒床を含む事実上環状に形
成した上部触媒法３６０は円形上部触媒板３６４および
、床３６０内の触媒全支持する作用ケする円形下部触媒
板３７４が設けらｎる。環状に形成した触媒床３６０の
外側周辺はバッフル付カートリッジ３６２および内側円
筒板３４２の隣接垂直面により限定てｎる。さらに触媒
床３６０は円筒状外側ガス透過性壁３７０および円筒状
内側ガス透過性壁３６６が設けらｆｌ、そｎらの壁は支
持板３７４に固定さｎる。外側ガス透過性壁３７０はバ
ッフル付内側カートリツー７３６２の垂直面が限定する
外側円筒板の隣接部沿いに環状ガス分配流路３６８を限
定し、また内側ガス透過件壁３６６と内側円筒板３４２
とは、下部触媒板３７４の下方で外側環状に形成したバ
ッフル付列熱熱交換装置３４０のパンフル而３７５の上
部に配置さｎｆＣ下部ガス空間３７３に連絡するガス退
出流路３５２を限定する。ガス分配流路３６８は第３ガ
スヘツダー空間３５７に連絡し、第３へラダー空間自体
は上部触媒板３６４の上面とバッフル付カートリッジ３
６２０円形密封部材３１３とにニジ限定さｎ１ガスはガ
スヘッダー’Ｅ 間３５７金外方へ半径方向に辿シ、次
いで触媒床３６０を半径方向内方へ通過させるためガス
分配流路３６８沿いに下向きに、最後に七〇から透過性
壁３６６ゲ通ってガス退出流路３５２中へ通さｎｌそｎ
Ｊ＞ら退出したガスは下部へラダー空間３７３を外方へ
通って熱交換装置３４０のシェル側へ通さｆｌその中で
第１触媒床流出ガスは７４ツフル３５８により曲折路の
流ｒＬを生じ、その中でこの流出ガスは、より詳細に後
記さｎる第１触媒床３１０からのより高温の流出ガスと
の間接熱ダ換により加熱さｆる。このように加熱さｎた
第１触媒床流出ガスは熱交換装置３４０のシェル側から
環状生成物通路３０８（こｆはフィード管３０６の外壁
３１８と外側の生成物退出管３０４の面３１７とにより
限定さｒしる）會経て退出させらｆ１最後に生成物管３
０４に経て反応装置シェル３３８からその下部で取り出
さｎる。 事実上環状に形成さｎ１第６図の装置中のグロセス流を
処理する＠ｌ触媒床を構成する事案土環状に形成さｎた
下部触媒床３１０は上部円形触媒板３１２および、床３
１０中に収容さｊした触媒全支持する作用をする下部触
媒板３２６が設けらｆている。下部触媒床３１０は外側
ガス透過性壁３２０および内側ガス透過性壁３１４が設
けらｆｌ。 そのそ１ぞｎは事実上円筒形状であり、支持板３２６に
固定きｎる。環状ガス分配流路３２８は外９１１１ 、
ｆｆ ス透過性壁３２０および外１ｉ１１１円筒板の１
ｌＡｉ接部により限定さｎ１外側円筒板は内側ｉ４ツフ
ル付カートリッジ３６２の垂直面を限定し、その中に通
路３２９が、床３１０を半径方向内方へ通過畑せるガス
分配流路３２８中へフィードガスを通させるために触媒
床３１００周辺に広げるため、好ましくはその下部に設
けらｎる。内側ガス透過性壁３１４は生成物退出管３０
４の外側円筒面３１７の隣接部沿いにガス退出流路３５
１を限定する。 ガス退出流路３５１は第１触媒床３１０からガス流出物
を受は入ｎ１こわらのガス全上向きに、触媒板３１２と
貴熱熱又換装＠３４０の下部管機３８５とにより限定さ
ｎたガス空間３８６中へ通す。ガス空間３８６から第１
触媒床流出ガスは、上記のように間接熱交換により第２
融媒床３６０からのガス流出物の加熱のため管３４９に
入る。 部分冷却さＩした第１床流出ガスは置３４９から退出さ
せ、次いでバッフル付床闇熱ダ換装置３５０のシェル側
中へ通さｎｌその中でこのガスはバッフル３８７によシ
曲折路の流ｔ′Ｌを生じ、その中でこｎらのガスは、フ
ィード管３０６ ｉ経てガスフィードが導入さｎるガス
フィード通路３１５がら′ｖ、５Ｉ：俟装館３５０の・
計測に通さｎる新合成ガスとの間接熱交換により一層冷
却さｎる。触媒床３１０からの一層冷却さｎた流出物は
熱父換装陥３５０のシェル側から、触媒床３６０の内側
円Ｉ？ｌ板３４２と、熱交換装置３５０の管側を第二上
部ヘッダー窒間３３５と全連絡する中央管３４６の外側
円筒面とによシ限足さｎ ｆｃ壌状状空間３４４経て退
出させる。このように部分冷却さｎた第１ＩＩＩ！ｌＩ
媒床流出物は上部環状仝間３４４を上回きに通して第３
ヘツダー空間３５７へ通さｎ１次いで半径方向外方へガ
ス分配流路３６８へ、次いで下向きに、フィードとして
第、２卿媒床３６０中へ通ちｎる。 熱交換装置３５０の雷３４５から退出した部分加熱さ！
したガスは上向きに管３４６を通ってガス空間３０７へ
通さｎ１次いで第２ガスヘツダー空間３３５中へ、そし
てこｎを半径方向外方へ通り、そｎからガスは下向きに
内側環状流路３７２中へ通され、その中でガスは上部糎
護床３６０および再熱熱交換装置３４０を通り越して第
１触媒床３１０へのフィードとして通路３２９中へ通路
ｎる。 反応装置に対する合成ガスフィードの第２部分は孔３０
２を経て上部へラダー空間３０３中へ導入さｆＬ、七〇
からガスは外方へ環状冷却流路３３４に流ｎ１次いで下
部ヘッダー空間３７６中へ、そして通路３２９を経て第
１触媒床３１０に対するフィードの１部として内側環状
流路３７２中へ流ｎる。 次に第７図について説明すると、一般に４００で示ざｎ
る本発明の反応装置容器のなお他の具体化例が例示さｎ
１反反応装置容器に対するガスフィードを可能にするた
め中央部に配置した孔４０２を有する上部円形密勿部材
４０５に設けた円筒状圧力耐性シェル４３８を含む。圧
力シェル４３８内には、上部密封部材４０５の内面４０
４の下方に配備した上部ヘッダー空間４０６を限定する
上部円形密Ｍ部材４０３が設けら２’した反応装置カー
トリッジ４６５が設けらｎる。反応装置カートリッツ４
６５の外ｇ（６の事実上円筒状の垂直面は、その内側ｌ
Ｊ−□筒而４６面に隣接する圧カシニル４３８内に環状
ガス冷却流路４６１全限冗する。反応装置カートリッジ
４６５は、圧力シェル４３８の最下部４８６の上方で反
応装置カートリッジ４６５の下部表面４８２の下方に下
部ガスヘッダー壁間４８４を与えるような大きさに作ら
ｎる。表面４８２はまた下部ヘッダー空間４８４と、表
面４８２の上方で触媒板４７８の下刃に配備した第２下
部ヘッダー空１ｔｊｊ ４８０とを連絡するガス通路４
９４欠限定する。圧カシニル４３８の下部４８６中に、
外側生成物・ρ４８８と内側ガス供給管４９０と？含む
電型集成体が配備さｒＬ、そｒＬは好ましくは圧カシニ
ル４３８の垂直円筒ＩＩｔ＋とほぼ同軸に配列さγＬＸ
７た管４８８と４９０との開に環状ガス空間４９２衾設
け、より詳しく後記するように、生成物ガスを再熱熱交
換装置、１４０のシェル側から退出可能にする。ガス供
給管４９０はフィードガスを上回なに反応装置に通過さ
せ、またより詳しく後記するように、このガスを上部熱
交換装置４５０の管側４１０に供給するように適応きせ
る。 反応装置カートリッジ４６５内に、上部密封部材４１４
および触媒支持板４７８を有し、触媒板４７８の上部に
その下部から上方への順序で第１触媒床４３１；バッフ
ル付管型再慈熱父換装償（一般的に４４０で示す）；第
３触媒床４２１および第２触媒床４１１ケ収容する事実
上円筒状の内側バッフル付カートリッジ４１８が設けら
ｎｌその中に中心軸沿いに配置さｆたバッフル付管型床
間熱又換装置（一般的に４５０で示す）が配備さｎてい
る。触媒ＩＰ、４３１．４２１および４１１は環状に形
成さｎ１ガスフイード管４９０の中ノ１ノ軸の周囲に設
置さｎ１ガスフイードを反応装置４００の下部から上向
きに反応装置の最内部を通過させて上部中央部に配備し
た床［…ｒ８交換装置４５０の菅４Ｎ：＋ ４１０へガ
スフィードを与える。内側パンフル付カート＋７ツジ４
１８に板４１４の上方で板４０３の下方に第二上部ヘッ
ダー空間４０１奮限定し、カートリック４１８の垂直外
面と反応装置ル゛カートリツー１／４６５０．６直面の
隣接部との間に内側環状ガス流路４２４孕限定するよう
な太き垢に作ら１２る。ガス流路４２４は下部ヘッダー
空間４８０および第ユ上部へラグ−空間４０１と連絡し
てＩスフイード７ｆ：第２ヘツダー空聞４０１から下向
きに、そして下部ガスｑ、 ！５４８０から上回きに、
通路４７６を静てｒＺ＋ ／触媒床４３１に通すことが
できる。 ｚｇ／、４．２およびｄ Ｌ？ ｒｄｉ ｊ９１Ｈ床−
１３１、４１１オニび４２１はそ（ＬぞγＬ１並びに再
熱交換装置４・１０は事実上環状であり、圧力シェル４
３８の縦軸の周りに配備さγＬる。第１触媒床４３１は
内側円筒＆４６８と内（ＩＩ１１バッフル付カートリッ
ジ４１８の眞接円筒状垂旧面とによシ限定さｆ１床４３
１中の触媒ケ支持する作用ケする触媒板４７８の上方Ｖ
こ配物さγＬる。床４３１は贅た外側Ｉス透過性壁４７
１２よび内１則ガス超過性壁４７０が設けらｎｌそｎら
ｔｒ、ｉ ′５ＬＷｉ＆４７８に固足さｎｌまたそｔぞ
ｆの垂直板４１８および４６８に隣接する環状ガス分配
流路４７２および環状ガス退出流路４６６が形成さｎる
ように配備さＣる。 同様に、第３触媒床４２１は触媒支持板４５５−Ｈに支
持さｎ１上部触媒板４３０、外側ガス透過性壁４４８お
よび内側ガス透過性壁４４４並ひに内（）１１．１バツ
フル付カートリツジ４１８および内側円筒板４４２の垂
直円筒壁のそｆぞｎの隣接部沿いに環状ガス分配流路４
２０および環状ガス退出流路４４６が設けらｎる。、壁
４４４および４４８は支持板４５５に固定さｎる。 反応装置４００中の上部触媒床全構成する第１触媒床４
３１は外側ガス透過性壁４２２および内側ガス透過性壁
４２６が設けらｎ１壁４２２および４２６が固定さｎる
板４３０Ｖｃよシ支持さｎる。 触媒床４１１の上部は円形密封板４１４により限定さｎ
る。環状ガス分配流路４１６は、Ｉスフイードを熱交換
装置４５０から第１触媒床４３１へ可能にするため内側
ガス透過性壁４２６と上部熱交換装置４５０の外面を限
定する外側円筒板４２７との間に設けらｎる。床４１１
に供給さｎたガスは半径方向外方へそｎｋ通って外側ガ
ス透過性壁４２２を通り、第３醜媒床４２１中へ下向き
に供給するための環状ガス流路４２０中へ退出し、第３
触媒床の中をガスは半径方向内方へ通さｆる。 再熱熱交換装置４４０は管板４６７の下方で密封板４６
４の上方に配備さｎた下部ガス空間４６２お工び管板４
６０の上方で環状流路ガイド４５４の下方に配備さｎた
第２ガス壁間４５６に連絡する管４９６が設けら【、ガ
ス退出流路４６６を経て第１触媒床４３１から退出する
ガス全ガス空間４６２に通し、次いで、第３＠媒床４２
１からガス退出流路４４６を経て退出した生成物ガスと
の間接熱変換およびその加熱のため、再熱熱交換装置ρ
４４０の管側４９６紫上同きに通させる。再熱Ｍ交換装
置４４０はまたガス壁間４５２を経て熱交換装置４４０
の管側に入る生成物ガスを第１触媒床４３１からの流出
ガスと間接熱変換して加熱するための熱交換装ｆｌｌｉ
？４４０に通る曲折路に流ｎさぜるバッフル４５８が設
けらｎる。このように加熱さｎた生成物ガスは、ガス生
成物管４８８とガスフィード管４９０の外面との間に配
備さｌた環状生成物通路４９２を経て熱交換装置４４０
から退出させる。こｎらの生成物ガスは反応装置４４０
から生成物管４８８を経て退出させる。環状ガス通路４
４５は、床４２１の内側円筒板４４２とｊスフイード管
壁４９７の隣接部との間に配備さｆ１〃ス空間４５６を
熱交換装置４５０のシェル側と連絡し、より詳細に後記
するように、ガスを再熱熱交換装置４４０の管４９６か
ら床間黙契換装ｆｆ４５０へ通過させる。 上部床間熱交換装置４５０は反応装置シェル４３８の縦
軸の周シ中央部に配備さｎ１ガスフイード管４９０内の
〃スフイード通路４９８からの〃スフイードと第２ヘツ
ダー空聞４０１とを連絡し、環状ｆス通路４４５を経て
通さする第１触媒床４３１からの部分冷却石ｎだガス流
出物との間接熱変換によシこのガスフィード全加熱する
管４１０が備けらｎる。上部熱交換装置４５０内のバッ
フル４９９は、反応装置への〃スフイードのこの部分と
の間接熱交換およびその加熱のために部分冷却金−ｎた
第ｔ ＝ｑ＋媒床流床流出ガス全流通る曲折路紫与える
。 運転中、ガスフィードの第１部分は熱管４９０ケ経て導
入さｎ１中央フイ一ド通路４９８を上向きに通して上部
熱変換装ｆＷ ４５０へ通さｎｌその中でこのガスは、
内側環状ガス通路４４５を経て黙契僕装置４５０のシェ
ル側へ導入さｎだ部分冷却さｎた第１触媒床流出物で加
熱される。このように加熱さｒしたガスフィードは熱交
換装置４５０の管側４１０から第一へラダー空間４０１
中へ退出し、ヘソグー壁間４０１を外方へ、そして内側
環状ガス流路４２４沿いに下向きに内側ノ々ツフル付カ
ートリッジ４１８の下部、通路４７６（こＩＬはガス通
路４７２へこのガス？供給するために円筒状カートリツ
ー）４１８の周辺に配備さｆている）へ通さｎｌそこか
ら巣ｌ触媒床４３１會半径方向内方へ通さｆる。このよ
うに反応したガスは、次いで第３触媒床４２１からの流
出ガス？加熱し、次いで上記のようにガスフィードの予
熱のための上部熱交換製画４５０のシェル側へ迩過畑せ
るため再熱熱交換装置４４０の管側４９６へ退出させる
。上部熱交換装着４５０のシェル側から第１床流出ガス
は珍状ガス分配流路４１６へ通さｆＬ、そこから、さら
に反応させる触媒床４１１を半径方向外方へ通過する。 生成物ガスは第１触媒床５０８を環状ガス流路４２０中
へ退出し、次いで第３触媒床４２１へ導入さｆてその中
をガスは半径方向に内方へ流ｆる。第３触媒床４２１か
ら生成物ガスはガス流路４４６およびガス空間４５２を
経て、’！Ｆ４８８−ｅ経て生成物として退出させる前
にとｎらのガスを加熱するため再熱熱交換装置４４０の
シェル側へ退出させる。 ガスフィードの第２部分は上部孔４０２を経て上部へラ
ダー空間４０６へ導入さｆｌその中をガスは半径方向外
方へ、次いで環状冷却流路４６１沿いに下向きに流ｎ１
その後ガスは狽次、＝１触媒床４３１に対するフィード
の１ｍとして内側ガス流路４２４の下部へ究極的に通過
させるため下部ヘッダー空間４８４およびＯｆｆ、２下
部ヘッダー４８０に入る。 第７図の具体化例の３触媒床は、第２触媒床４１１と第
３触媒床４２１との間に実質的に温度ｔｌｌｌ １ｉｌ
ｌｌのための熱除去なく故意に行なわｆ床４１１と４２
１とがｌ触媒段階を構成するとみることができるので、
実際上典型的なｌ触媒段階であることが認めらＴＬよう
。第７図は従って、例えば建造の指令がｌ触媒段階をｄ
つまたはよシ多くの触媒床に分離することケ求める場合
に本発明によってそＩＬ Ｚ ｎおよびすべての触媒床
間に床間熱除去が必璧で（１ないことの例示である。 次に第５図について説明すると、不発明の装置の仙の具
体化例が１りｌ示芒ｆ′Ｌ（一般に５００で示した）、
そｎは外事１１ガスフィード管５０４２よび内（ｔｉｌ
ｌ ｊｆス生生成雷管５０２有し、中央部に配備したガ
スフィード／生我物果成体を設けた上部密封部材５０６
を有する円節状圧力耐性シェル５１２會含む。管５０２
お工び５０４は、好ましくは圧カシニル５１２の垂直円
筒−ＩＩに関して同心的に配備さｆＬ、才だ上部ヘソグ
ー空間５０５に連絡する環状ガス通路５０９を配備する
。圧カシニル５１２内に上部密封板５０１および下部支
持板５６０を有する円筒状反応９置カートリッジ５２６
が配備さｎる。カートリッジ５２６は（１）圧カシニル
５１２の隣接垂直円筒状内側壁５１０沿いの環状ガス冷
却流路５１４、＋２１上部冨封板５０１の上方で円形密
封部材５０６の内面５０３の下方の上部ヘッダー空間５
０５、および（３）下部支持板５６０の下方で圧カシニ
ル５□２の下部内面５６２の上方の下部ヘソグー空間５
６４、が設けらｎるような大＠でに作らｆる。 圧カシニル５１２の下部には、より詳細に後記するよう
に、上部触媒床５０８中ヘフイードガス全導入するため
好捷しくは圧カシニル５１２の垂直円筒軸沿いに設けら
ｆＬる第２ガスフイード管５６６が配備さＩＬる。反応
装置カートリッジ５２６内にはその下部から上方への順
序で第２触媒床５５２、床間熱交換装置５５０１お工び
シェル圧力５１２の垂直円筒軸の周りで環状再熱熱交換
装置５４０内に配属さする第１触媒床５０８が配備さｎ
、る。 第２帥媒床５５２は環状に形成さｆ１床５５２内に触媒
全支持する作用をなし、板５５８の下方で反応製電カー
トリッジ５２６の支持板５６０の上方に第２下部ガス壁
間５６８を形成するために配置１ｂｉさｎた触媒支持、
Ｉ（ｊ ５５８上に配置さｆる。床５５２Ｖｉ’ｔた内
イｌｌｊガス透過性壁５４８、内側１円筒Ａが５４６、
外側ガ′ス透過性壁５６６および上部密封イか５７４が
設けらｆＬる。壁５４８と５５６は支持板５５８に固定
さする。環状ガス退出流路５５３Ｆｉ内倶１ガス透過性
壁５４８と内側円筒板５４６との間に設けらｎる。環状
ガス分配流路５５４は外（１１１１ガス透過性壁５５６
と外側円筒板５３８の＠接部との間に設けらする。外側
円筒板５３８は上方に延びて同様に熱交換装ｗ５５０の
外１１１１１壁全限Ｗし、鈑５３８と反応装置カートリ
ッジ５２６の内側垂旬円節面の隣接部との闇に第λ項状
７７ス面路５３６ケ与える。触媒床５５２を退出したガ
スは、よす詳！相に佼日己するように、内１則ガス流路
５５３内に果めらｎ１下向きに流ｎて〃ス壁間５６８全
通り、次いで上向きに環状ガス９間５３６甲へ再熱熱変
換装置５４０・のシェル側へ流ｒＬる。内側円筒板５４
６はそｎ自体板５４６と第２ガスフイード管５６６の外
壁５７２との間に内側環状ガス通路５７０ケ与えるよう
に配備さｎる。内側環状ガス流路５７０は、より詳細に
後１Ｃするように、下部ヘッダー空間５６４および、ぢ
らに加熱するための中央部に配備した床間黙契侠装置５
５０に連絡する。 熱交換ｇＭ５５０はガス空間５３２から加熱流体を受は
入ｎるように適応させたガス管５４３、流ｎバッフル５
７６、上部管板５４１および下部管板５４２を含む。熱
交換装置５５０は内９１１１環状ガス通路５７０から熱
交換装置５５０のシェル１ｌｌｌｊにフィードガスを受
は入ｆＬるように増応さｒム、その中でこのガス會管５
４３へ逍さｆＬる触媒床５０８からの部分冷却さｎたガ
ス流出物との間接熱５！、候によｐ力Ｕ熱するため管５
４３の周シの曲折路に流ｎさせる。ガス空１１ｉＪ５４
４は管板５４２と密封板５７４との闇に設けらｎ１含５
４３を退出するガスケ受入ｆてこのガスを、第２帥媒床
５５２へ送給するためのガス分配流路５５４へ通す。再
熱熱交換装置５４０の雪（ｔｌｌｉ ５８４から部分冷
却式ｎた第１触媒床流出物ケ受は入ｎこのガスを熱交換
製画５５０の管側５４３へ通過烙せる第２ガス空間５３
２が熱交換装置５５０の管板５４１の上に設けらｎる。 力０々入妊ｒしたフィードガスは熱交換装置Ｗ ５５０
のシェルｉｌｌから中央ガス空間５８０中へ退出し、そ
の中でこの加熱さｎたフィードガスは圧カシニル５１２
の下部からガスフィード管５６６牙上向き、に通過した
フィードガスの第２部分と合流させらｆる。この合流し
たフィードガス流は次いでガス空間５８０′＋ｃ＠／触
媒床５０８へこｎらのガス全フィードするため中央ガス
分配通路５１６と連絡する中間管５３４へ入る。 第１〆ｉ！ｌＩ媒床５０８１ま環状に形成きｎ１上部密
封鈑５９２、支持板５２８に固定さＩした外側ガス透過
在壁５２０２工び内イロ１１力゛ス透過性壁５１８が設
けら７しる。中央部に配備ぢｎたガス分配流路５１６は
中間−！ｒ５３４からのフィードガスを半径方向外方へ
触媒床５０８に通して分配するため床５０８の内側に設
けらｆ１壌状ガス退出流路５２２は外側ガス透過性壁５
２０と再熱熱交換＃ｉ、置５４０の内側垂直板５２４と
の間に設けらｆて第１床５０８からのガス流出物を再熱
熱交換装置５４０へ導入するために集める。 バッフル付再熱熱交換装置は環状に形成さγＬ１圧カシ
ニル５１２の縦軸の周りに配備さｆ１輿ｌ触媒床５０８
を囲む。第ｆ熱交換装置５４０ｉｄガスＷ５８４、流ｎ
バッフル５８６および下部管板５３０が設けらｆ１第１
触媒床流出ガスをガス退出流路５２２から受は入ｎ１管
板５３１の上方で上部密封板５９２の下方に配置８Ｌ１
密封流路而５９１に禁止さするまで延びる上部ガス空間
５９０中へ通すように過応烙ｎる。熱交換装置５４０は
また内側環状ガス通路５３６から通さ１Ｌ、ｓけ５８４
を通って流ｎる第１触媒床流出ガスとの間接熱交換によ
る加熱のためのバッフル５８６により熱交換装置５４０
全通る曲折路に流ｎを生ずる第２触媒床流出ガスを熱５
Ｉ：換装置５４０の下部からそのシェル側に受は入ｆる
ように適応さする。そのように加熱さ７した第２帥媒床
流出ガスは熱又換装置５４０のシェル側から上部へラダ
ー空間５０７中へ退出し、次いで反応装９５００から生
成物管５０２に経て退出する。部分冷却さｎた第１触媒
床流出ガスは管５８４から退出てせ、上記のように第２
熱交換装置５５０の管側中へ導入するためガス空間５３
２へ通す。 運転中、ガスフィードの第１部分はフィード管５０４ゲ
経て通り、流路５１４中に環状冷却ガス全方えて反応装
置ｗシェル５１２を冷却する。この環状冷却ガスは冷却
流路５１４からガス空間５６４および内倶１ガス流路５
７０へ通り、熱交換装置５５０のシェル（ＩＩｌｌに入
り、その中でガスフィードは部分冷却さｎた第１触媒流
出物との間接熱交換によりさらに加熱さＩＬ１その後一
層加熱さｒしたフィードガスは帯域５８０中で、フィー
ドガス管５６６を経て上向きに帯域５８０に通さｆたガ
スフィードの第２部分と合流し、次いで含５３４を経て
第１１’ｉ！ＩＩ媒床５０８へ送給するためフィード通
路５１６へ導入される。ガスは床５０８を半径方向外方
へ通り、反応したガスはガス流出物として流路５０２中
へ退出し、次いでガス空間５９０を経て第２触媒床５５
２からのガス状流出物の最終加熱のため熱交換装置管５
８４中へ通さｆる。 再熱熱交換装置５４０からガス空間５３２中へ退出した
部分冷却さｎた第１触媒床流出ガスは次いで環状ガスフ
ィードの予熱のため床間熱又換装屓５５０の菅５４３へ
通さｎｌ一層冷却された第１触媒床流出物はガス空間５
４４中に集めらｎ１第２触媒床５５２へ半径方向内方へ
送給するため〃ス分配流路５５４へ通さｎる。生成物ガ
スは床５５２からガス退出流路５５３中へ退出し、次い
でガス空間５６８およびガス流路５３６を経て、上記の
ように最終加熱のため、およびガスヘッダー空間５０７
およびガス生成物管５０２を経て反応装置５００から最
終的に退出させるため再熱黙契換装Ｎ５４０のシェル側
へ通さｆる。 次に第７図について説明すると本発明の反応装！のなお
他の具体化例が例示−ＧｎＣ一般に６００で示した）、
こＩＬは蕃封部材６０１の内面６０７の下にＣ置さｎた
ガスヘッダー空間６０５に連絡する中央部に配備さｆた
孔６０２を有する上部円形密封部材６０１紮設けた円筒
状圧力耐性シェル６１６ケ含む。圧カシニル６１６内に
は、（１）その上部中に第１反応装置カートリッジ６２
２（こ１は第１＠媒床６１４および）々ツフル付再熱熱
又換装置６４０全収答する）：および（２１下部中に第
２反応装置カートリッジ６５４（こｎは第１＠媒床６１
４を収容する）が配備さｎる。ノ々ツフル付床間熱交換
装置６５０は圧カシニル６１６中、第１反応装置カート
リツー）６２２と第２反応装置カートリッジ６５４との
間に配備さｎｌより詳細に後記するように、その間のガ
ス連絡を与えるように適応さ１Ｌる。 第１反応装置カー） ＩＪツジ６２２はその上方にガス
ヘッダー空間６０５會備え、カートリッジ６２２と圧カ
シニル６１６の内側円筒状垂直面６１８の隣接部との間
に第１環状冷却流路６２６を与えるような大きさに作ら
ｎる。同様に第２反応装置カートリッジ６５４は触媒支
持板６５８の下方で圧カシニル６１６の下部６６２の下
部内面６６１の上方に下部ヘッダー空間６６０’ｋ、ま
たカートリッジ６５４と反（応装置シェル６１６の内側
型ｍ円筒面６１８の隣接部との間に第２壌状冷却流路６
５６を備えるような大きさに作らｆる。 第１環状冷却流路６２６は第１触媒床６１４へのフィー
ドのため上部ヘッダー壁間６０５からガスを受は入ｎる
ように適応さｆ１周辺封止／々ツフル６３８によりガス
流路６５６と分離さｎる。 再熱熱交換装＠６４ｏは第１触媒床６１４内に配備され
、これは環状に形成され、触媒床６１４および熱交換装
置６４０はそれぞれ圧力シェル６１６の垂直円筒軸の周
りに配列される。触媒床６１４は触媒支持板６８４上に
支持され、密封部材６０３によりその上面沿いに囲われ
てｂる。床６１４は外側ガス透過性壁６２４および内側
ガス透過性壁６３２が設けられ、それらは支持板６８４
に固定される。環状ガス分配流路６２０は外側ガス透過
性壁６２４と、第１反応装置カートリッジ６２２の内側
垂直面を形成する円筒板との間に限定される。内側環状
ガス退出流路６２８は内側ガス透過性壁６３２と、熱交
換装置６４０の外側垂直壁を構成する内側円筒板６３０
との間に限定される。ガス退出流路６２８は第１触媒床
６１４がらの流出ガスを、よシ詳しく後記するように、
第２触媒床６７２がらの流出ガスとの間接熱交換および
その加熱のため再熱熱交換装置６４０のシェル１則へ通
すように適応される。 熱交換装置６４０は雷６ｏ８、流れバッフル６８６、上
部密封板６０４および下部凹面バッフル６３４を含む。 上部密封板６０４は示したように縦ガス通路６７４を経
て反応装置から生成物ガスを退出させる生成物管６６８
の上部へ通過させるため管側６０８から出るガスを集め
るだめのガス空間分与える。下部凹面バッフル６３４は
これらのガスを菅６０８へ導入するため塊状ガス通路６
４３を経た第２触媒床６７２からのガス状流出物を受は
入れるように適応させた円錐状ガス空間６８２を限定す
る。バッフル６８６は第１触媒床瀘出ガスを熱交換装置
６４０を通る曲折路に流れさせる。熱交換装置１６４０
は部分冷却された第７触媒床流出ガスを熱交換装置６４
０のシェル側ｊから第２熱交換装置６５０の管６７８中
へ通過させるため、下部ガス空間６８ｏ（これは触媒支
持板６８４と円錐状バッフル６３４の下方で第２熱交換
装置６５０の上部管板６３６の上方に配置される）中へ
退出させるように適応される。 床間熱交換装置６５０は雷６７８、流れバッフル６５３
、上部管板６３６および下部管板６４４を含む。熱交換
装置ｔ ６５０は内９Ｉｌｌ環状ガス通路６４３をガス
生成物管６６８の外壁６７６の隣接部に治って設け、第
二床６７２の内側退出流路６４１と再熱熱交換装置６４
００円錐状ガス空間６８２との間にガスの連絡ケ与える
ような大きさに作られる。管板６４４および触媒床６７
２の上部密封板６４６は肯６７８からガスを集めるため
および第二触媒床６７２に対するフィードのためガス分
配流路６５２へこれらのガスを通過させるためのガ゛ス
空間６４２を限定する。官６７８はガス空間６８０と部
分冷却された第１触媒床流出ガス分熱交換装置６５０へ
通過させるため、ガス空間６４２とを連絡する。熱交換
装置６５０はそのシェル側に環状冷却ガスを受は入れる
ように適応され、バッフル６５３は環状冷却ガスを管６
７８中のより高温のガスとの間接熱変換により加熱する
ため置６７８の外面の周シの曲折路に流れさせるように
配列される。 第ユ触媒カー） ＩＪツジ６５４中には事実上環状形態
であり、圧カシニル６１６の垂直円筒軸の周りに配備さ
れた第二触媒床６７２が設けられる。 床６７２は触媒支持板６５８により支持され、外側ガス
透過性壁６４８および内側ガス透諷性壁６５１が備えら
れ、そのいずれも支持板６５８に固定される。密封部材
６４６は触媒床６７２の上部境界を限定する。事実上環
状に形成されたガス分配流路６５２は外側ガス透過性壁
６４８と第λ触媒カー） ＩＪツジ６５４の垂直面を限
定する隣接垂直円筒板との間に設けられ、ガス全フィー
ドとしてその長さに沿って触媒床６７２へ分配される。 ガス収集流路６４１Ｆｉまた、事実上様状に形成された
流路として内側ガス透過性を６５１とガス生成物管６６
８の円筒外面６７６の隣接部との間に設けられる。ガス
収集流路６４１は第二床流出ガスを、第１触媒床６１４
からの流出ガスとの間接熱交換により加熱するため再熱
熱交換装置６４０の管側へ通過させるため環状ガス通路
６４３に連絡する。 圧カシニル６１６の下３部６６２には同心的に配備され
た内側ガス生成物管６６８および外側ガスフィード’＃
６６６が設けられ、そのいずれも圧カシニル６１６の垂
直円筒ｌａ！ｊの周りに配備される。 外ｆ′Ａｌｌガスフィード管６６６け、下部ヘッダー空
間６６０に連絡する環状に形成されたガスフィード流路
６７０を限定し、下部ヘッダー空間６６０は圧カシニル
６１６の隣接下部の冷却および、上記のように部分冷却
された＝１触媒床流出ガスとの間接熱交換によりガスを
さらに加熱する床間熱交・換％、１ｔ６５０のシェル側
へこれらの環状ガスを供給するため第、２環状冷却ガス
流路６５６に連絡している。 運転中、ガスフィードの第１部分は孔６０２を経て上部
ヘッダー空間６０５中へ通され、そこから外方へ、次い
で点状冷却流路６２６に沿って下向きにガス分配流路６
２０の下部へ通され、その地点でこれらの頃状冷却ガス
は第１触媒床６１４に対−ｍ−るフィードのため熱交換
装置６５０のシェルｊｔｌｉ：を退出するガスと合流す
る。ガスフィードの第２部分はフィード肯６６６および
環状ガス通路６７０？＾≠て下部ヘッダー空間６６０へ
、そこから第２喋状冷却流路６５６へ通され、次いで部
分冷却された第１触媒床流出ガスとの接触によりさらに
加熱されるため熱交換装！１６５０のシェル側に導入さ
れる。このように加熱された環状冷却ガスは熱交換装置
１６５０のシェル側から退出し、上記ノように簗／触媒
床６１４へフィードするためにガス分配ｆＪｒｒ、路６
２０中で残りのガスフィードと合流する。 第１触媒床６１４を退出するガス流出物はガス流路６２
８中に集められ、第２′＄１媒床６７２から退出した生
成物ガスの加熱のため再熱舛交換装瞳６４０のシェル側
へ通される。部分冷却された第１触媒床流出ガスは、下
部ガス空間６８０へ、次いで上記のように第２環状冷却
流路６５６から曲された環状冷却ガスの予熱のために＠
父＊装置６５０の管側へ通される。第１触媒床流出ガス
は熱交換装置６５０の雷６７８から退出し、次いでガス
空間６４２ケ経て第１触媒床６１４に対するフィードの
ためガス分配流路６５２へ通される。 第１触媒床６１４から退出した生成物ガスは流路６４１
に集められ、上向きに内側環状ガス通路６４３およびガ
ス空間６８２を経て、第１触媒床流出ガスとの間接熱交
換による加熱のため再熱夢交換装置６４０の肯６０６へ
通される。このように加熱された第２触媒床流出ガスは
生成物管６６８を経て反応装置から退出する。 次に第１０図について説明すると、一般に７００で示さ
れる本発明の装置のなお他の具体化例が例示される。反
応装置７００は、事実上円筒状圧力耐性シェルフ０８を
含み、これは、いずれも圧カシェルア０８の垂直円筒畑
の周りに配備された内側ガス生成物肯７０２および外側
ガスフィード雷７０４を含む中央部に配備された管型集
成捧を有する円形上部密封部材７０５が設けらね、る。 外側ガスフィード管７０４は上部密封部材７０５の内面
７８０の下に設けた上部ヘッダー空間７８２に連絡する
環状に形成されたガス流路７８４を限定する。 圧カシェルア０８内には、１】】その上部に％第１反応
装置カートリッジ７２０（これは第１触媒床７７４およ
びバッフル付再熱熱交換装置７４０を収容する）および
（２１その下部に、第２反応装置カートリッジ７４６（
これは第１触媒床６１４路容する）が配備される。バッ
フル付床間熱交換装置１７５０は圧カシェルア０８中、
第１反応装置カートリッジ７２０と第２反応装置カート
リッジ７４６との間に配備され、より詳細に会記するよ
うに、その間のガスの連絡を与えるように適応される。 第１反応装置カートリッジ７２０はその上方にガスヘッ
ダー空間７８２を備え、カートリッジ７２０と圧カシェ
ルア０８の内側円筒状垂直面７２４の隣接部との間に第
１喋状冷却流路７２２を備えるような大きさに作られる
。同様に、第２反応装置カー） ＩＪツジ７４６は、触
媒支持板７６４の下で圧カシェルア０８の下部７６０の
下部内面７５８の上方の下部ヘッダー空間７５６、およ
びカートリッジ７４６と反応装置シェルフ０８の内側垂
直円筒面７２４の隣接部との間の第２埠状冷却流路７４
４を与えるような大きさに作られる。 第１１１状冷却流路７２２は第１触媒床７７４に対する
フィードのため上部ヘラグー空間７８２からガスを受は
入れるよう適応され、周辺刺止／々ツフル７３６により
ガスｉｂ’ｇ７４４から分離される。 再熱熱交換−４４？、置７４０は環状に形成される第１
触媒床７７４内に配備され、触媒床７７４および熱交換
装ｆ！ｆ７４０はそれぞれ圧カシェルア０８の垂直円筒
軸の周りに配列される。触媒床７７４は触媒支持板７２
６上に支持され、密封部材７７６によりその上面沿いに
聞われる。床７７４は外（１（１ガス透過性壁７１６お
よび内側ガス透過性壁７１０が設けられ、そのいずれも
支持板７２６に固定される。環状ガス分配流路７１８は
外側ガス透過性壁７１６と第１反応装置カートリッジ７
２０の内側垂直面を形成する円筒板の隣接部との間に限
定されている。内１１１１１環状ガス退出流路７１４は
内側ガス透過性壁７１０と、第１熱交換装置７４０の外
側垂直壁を構成する内側円筒板６１２との間に限定され
る。より詳しく後記するように、ガ゛ス退出ｒ／Ｉｔ、
路７１４は、第１舐媒床７７４からの流出ガスを、第２
触媒床７６６からの流出ガスと間接熱交換し、それを加
熱するため熱交換装置７４０のシェル側へ通すように適
応される。 再熱熱交換装ｖＬ７４０は管７０６、流れ／マツフル７
７２、上部密封板７７１および下部凹面〕々ツフル７７
３を含む。上部密封板７７１は、示したように反応装置
から生成物ガスを退出させる生成物管７０２の下部へ通
過させるための管側７０６から退出するガス金集めるた
めにガス空間７７８を備える。下部凹面パンツ、ｎ／７
７３はこのガス金管７０６へ導入するため縦ガス通路７
５４を経て第２触媒床７６６からのガス状流出物を受は
入れるよう適応させた下部円錐状ガス空間７８１を限定
する。バッフル７７２は第１触媒床流出ガスを熱交換装
置７４０を通る曲折路に流れさせる。熱交換装置７４０
は、部分冷却された第１触媒床流出ガス金熱某換装置７
４０のシェル側〃）ら、熱交換装置７５０の管７３４中
へ通過させるため下部ガス空間７２８（これは触媒支持
板７２６および凹面バッフル７７３の下方で床間熱交換
装置７５０の上部管板７３５の上方に配置される）中へ
退出させるように適応される。 床間熱交換装置７５０は管７３４、ｉ危れ・ぐツフル７
６８、上部管板７３５および下部管板７４３を含む。熱
交換装置７５０は環状に形成され、内＄１１１縦ガス遣
路７５４の上方に配備される。管板７４３および触媒床
７６６の上部密封板７４２は肯７３４からのガス分央め
るため、および第１触媒床７７４に対するフィードのた
めのガス分配流路７５３へこれらのガスを通過させるた
めのガス空間７３８を限定する。′１７３４はガス空間
７２８と熱交換装置７５０を面し部分冷却された第１触
媒床流出ガス會通過させるガス空間７３８とを連絡する
。熱交換装置７５０は環状冷却ガスをそのシェル側に受
は入れるよう適応され、バッフル７６８は環状冷却ガス
を管７３４中のより高温のガスとの間接熱交換により加
熱するため管７・８４の外向の周りの曲折路に流れさせ
るように配列される。 第２触媒カートリツジ７４６中には事実上環状形態であ
り、圧カシェルア０８の車直円筒旬（の周９に配備され
た第２触媒床７６６が設けられる。 床７６６は外側ガス透過性惟７４８および内側ガス透過
性壁７５２が設けられ、そのいずれも触媒支持板７６４
に固定される。密封部材７４２は触媒床′Ｉ６６の上部
境界を限定する。屡実上環状に形成されたガス分配流路
７５３はガスを長さに沿って触媒床７６６へフィードと
して分配するため外側ガス透過性壁７４８と第２触媒カ
ートリッジ７４６の垂直面を限定する隣接型直円、筒板
との間に設けらハ、る。事実上円筒状に形成された縦ガ
ス通路７５４もまた床７６６内に設けられ、内側ガス透
過性壁７５２により限定される。 中央部に配備された孔７６２Ｕ、ガスフィードを下部へ
ラダー空間７５６中へ導入させるため圧カシェルア０８
の下部７６０中に設けられる。 運転中、ガスフィードの第１ｔＡ分は孔７６２を経て下
部へラダー空間７５６甲へ、そこから外方へ、そして上
向きに環状冷却流路７４４沿いに熱交換装置７５０のシ
ェル側へ通され、その中でこれらの環状ガスは、・旨７
３４に通される部分冷却された第１触媒床流出ガスとの
間接熱交換によりさらに刃口熱される。このように加熱
された環状ガスは熱交換装置７５０のシェル伸から退出
さぜ、フィードとして＠／触媒床７７４の外部沿いに喋
状分配流路７１８へ通過させるためフィードガスの残部
と合流させる。ガスフィードの第２部分はフィード管７
０４および環状ガス通路７８４を細で上部へラダー空＋
１１１７８２へ、そこから上部環状冷却流路７２２へ通
され、そこから環状フィードガスのこの部分は熱交換装
置７５０のシェル側を出たガスと合流され、上記のよう
に初めに巣／触媒床７７４へ供給される。 第１触媒床流出ガスはガス収集流路７１４を経て退出し
、熱交換装置７４０のシェル側を通り、そこで第１触媒
床ガス流出物はその熱の少くとも７部を、熱交換装置１
７４００管７０６に通される第２触媒床流出ガスに与え
る。その後部分冷却された第１触媒床流出ガスは上記の
ように熱交換装置７５０の管７３４へ導入され、そこか
らこれらのガスはガス空間７３８中へ・退出し、追加反
応のためガス流路７５３に沿って第２触媒床７６６に対
する半径方向内方へのフィードとして分配される。生成
物ガスは第一床７６６から中心部に配備した縦ガス通路
７５４中へ退出し、上記のように第２床流出ガスの最終
的な加熱のため上向きに熱交換装置７５０を通り越して
熱交換装置７４０の管７０６中へ退出する。このように
加熱された生成物ガスは反応装置７００から生成物７０
２を経て退出する。 次に第１／図について説明すると、急冷配置を基にした
本発明の装置のなお他の具体例が例示され（一般に８０
０で示した）、よシ詳しく後記するように、これはガス
ヘッダー空間８１４および８２２にそれぞれ連絡する同
心的に配列した管８０２および８０４を含む中央部に配
置した管型集成体を有する上部円形密封部材８１０を設
けた円筒状圧力耐性シェル８３４を含む。反応装置シェ
ル８３４内には上部密封部材８１６および下部表面８８
２を備えた事実上円筒状の反応装置カートリッジ８２６
が配備される。反応装置カートリッジ８２６は、上部密
封部材８１６の上方で反応装置密封部材８１０の内面８
１２の下方に上部ガスへラダー空間８１４を設け、反応
装置８００の下部中、反応装置シェル８３４の内面８８
１の上方で反応装置カートリッジ８２６の下部表面８８
２の下方に下部がスヘッダー空間８７６’）備えるよう
な大きさに作られる。さらに反応装置カートリッジ８２
６はカートリッジ８２６の垂直面と反応装置シェル８３
４の内側垂直円筒面８３２の隣接部との間に環状冷却流
路８２８を備えるような大きさに作られる。環状冷却流
路８２８は上部ガスヘッダー空間８１４と下部ガスヘッ
ダー２ｉ［８７６との間にガスの連絡を与え、冷却ガス
を表面８３２の冷却に通すことを可能にする。反応装置
カートリッジ８２６内には、（１）その上部に第１触媒
床８３０、＋２）その下部に第２触媒床８９０：および
（３１床８３０と８９０との間の中間部位に、より詳し
く後記するように、前記触媒床間のガスの連絡を与える
ように適応させた再熱熱交換装置８４０が配備される。 上部触媒床８３０は事実上円形の上部台封部材８２４、
外側ガス透過性壁８２０および内側ガス透過性壁８３６
を含む。壁８２０および８３６はそれぞれ支持板８３８
に固定される。上部密封部材８２４は、ガスフィード管
８０４および、外側ガス透過性壁８２０と反応装置カー
） ＩＪツジ８２６の隣接垂直面とにより限定されその
間に配備された環状に形成したガス分配流路８２１にガ
スの連絡を与えるよう適応させた内側ガスへラダー空間
８２２を限定するように配備される。内側ガス透過性壁
８３６は事実上円筒状であり、触媒支持板８３８の下方
で熱交換装置８４０の上部管板８５５の上方に設けられ
たガス空間８４４とガス連絡にある事実上円筒状のガス
退出流路８１８を限定する。触媒支持板８３８は、ガス
空間８４４とガス分配流路８２１との間の直接ガス流を
防止するため周辺封止バッフル８４２を形成するように
姑びる。 再熱熱交換装置８４０は、上部管板８５５、下部管板８
５６、置８５２およびバッフル８５３全含むバッフル封
管型熱交換装置である。管８５２は、より詳しく後記す
るように、第１触媒床８３０からのガス流出物をガス空
間８４４を袖で受は入れ、この第１触媒床流出ガスを、
第λ触媒床８９０からの生成物ガスとの間接熱交換で通
ずように適応される。このように冷却された第１触媒床
流出ガスは肯８５２から、管板８５６と触媒床密封板８
９１との間に配備した下部ガス空間８５７甲へ退出する
。バッフル８５３は第２触媒床流出ガスを、前記間接熱
交換装置により加熱するため、熱交換装置８４０を■る
曲折路に流れさせる。このように加熱された生成物ガス
は反応装置８００の下部から生成物ガスヶ退出させるた
め反応装置シェル８３４の下部に配備した生成物管８０
１の内側ガス通路を含む縦ガス生成物管路８４８を経て
退出させるため中央部ガス空間８４６に集められる。 第２触媒床８９０は上部密封板８９１、触媒支持板８９
２、外側円筒板８９３、外側ガス透過性壁８６６および
内側ガス透過性壁８６２を含む。 壁８６６および８６２は支持板８９２に固定される。円
筒板８９３は板８９３と反応装置カートリッジ８２６の
隣接垂直面との間に環状ガス空間８６０を限定するよう
に配備され、板８９３の内面と外側ガス透過性壁８６６
とによ？限定されその間に配備されたガス分配流路８６
４中へガスを通過させるため通路８６８に設けられる。 内側の環状に形成したガス退出流路８５８は、第２触媒
床８９０からの生成物ガスを再熱熱交換装ａ ８４０の
シェル側へ上向きに退出させるために内側ガス透過性壁
８６２と生成物管８０１の外面８５４との間に設けられ
る。 運転中、フィードガスの第１部分はフィード管８０４を
峠で上部ガス空間８２２中へ導入され、そこから第１触
媒床８３０を内方へ半径方向に流通させるため下向きに
環状ガス分配流路８２１中へ導入される。第１触媒床８
３０からの生成物ガスはガス退出路８１８により集めら
れ、そこから下向きにガス空間８４４および再熱熱交換
装置８４０の’１８５２中へ】巾され、そこでこのガス
は第λ触媒床８９０からの生成物ガスを加熱する。 このように冷却された第１触媒床流出物ガ′スは第二ガ
ス空間８５７中へ集められ、次いで第１触媒床８３０へ
入る前に急冷流と合流させるため環状ガス空間８６０中
へ通される。 フィードガス流の第２部分はフィード管８０２および１
状フィード通路８０６を経て、反応装置シェル８３４の
環状冷却を与えるため環状冷却流路８２８へ通させるガ
・ス空間８１４中へ導入される。このように加熱された
環状冷却ガスは流路８２８から下部ヘッダー空間８７６
中へ退出し、次いでガス通路８８８および下部ガス空間
８８０を上回きに通過し急冷流として部分冷却した第１
床生成物ガスと混合しこれをさらに冷却する。合流した
ガスは第２触媒床８９０のフィードとして円筒板８９３
中の通路８６８に通される。生成物ガスは第二床８９０
からガス退出流路８５８を経て退出し、生成物管８０１
を経て反応装置から退出する前に上記のように加熱する
ため再熱熱交換装置８４０へ導入される。 もちろん第１１図は本発明の方法および装置による急冷
フィードを再熱熱交換装置と組合せて用いる唯一の可能
な態様ではない。上記開示から遇択は当栗者に明らかで
あろう。例えば、第１１図中の再熱熱交換装置は第１お
よび第、２独媒床の１６１の中間に配備するように示さ
れてｂるけれども。 ２触媒床の７つの中に再熱熱交換装置を用いることも可
能である（第１０図の態様の床７７４中の熱交換装置７
４０の配置に類似する）。従って、再び第９図に言及す
ると、第２熱父挨装置６５０の排除は、再熱熱交換装置
６４０から退出した部分冷却された＠／触媒床流出ガス
を、導管６６６を経て反応装置に導入されたフィード流
の第二部分と混合した後第２触媒床６７２ヘフイードす
るためガス分配流路６５２へ直接典すことができること
を意味しよう。第９図のこの態様では流れ６６６が急冷
フィードを構成するであろう。 さらに、前記形態で例示しｆｃ糧々のフィード流の導入
法および反応装置からの生成物流の退出法が本発明に臨
界的でなりこともまた当業者に明らかであろう。例えば
、フィード導管または生成物導管を反応装置の縦軸の周
りに中央＼部に位置することは臨界的でなく、そのいず
れも望むならば偏心的に配置しまたけ反応装置ｔの側部
にガスフィート９流を導入し、側部から生成物を退出さ
せるように配置することができる。さらに、反応装置を
通るガスの流れの方向は臨界的ではなぐ、フィードおよ
び生成物流の流れの全方向が向流または並流、および主
に上向き、下向きまたは水平であることができる。従う
て、明らかに本発明の反応装置は例に示したように垂直
または水平に、あるいは任意の他の所望の方法で配備す
ることができる。 本発明の方法および装置は次の例に言及してさらに例示
することができる。 比較例Ａおよび８：実施例／ 耕アンモニア合成ガス麗１５の１部との間接熱交換によ
り各床からのガス流出物を冷却する１−間熱交換装置４
および下部熱交換装置８を有し、既知触媒活性を有する
先行技術のアンモニア合成用触媒（すなわち「ｌ×活性
Ｊ触媒）を一定量入れた触媒床２および６を有する第１
図に例示した先行技術の２床アンモニア転化装［１（１
，選定圧力、温度および流ｉｔ（すなわち空間速度）で
反応装置１０に通す選定組成の合成ガスを用いて、高水
準水蒸気ＣＩ’７２！；ｐｓ１ｇ Ｃ１００Ｋｐ／α２
）〕を生成する水蒸気発生装置１６およびフィード１２
を所望の反応装置フィード温度に予熱するフィード／流
出物熱交換装置１４（閉止バイパス弁２５を用いる）の
使用により反応装置流出物９から廃熱を最大に回収する
よう配置する。 床２および６のそれぞれの中の触媒を、「ｌ×活性」触
媒の約３倍のアンモニア合成活性を有する改良触媒（す
なわち「３×活性」触媒）等容積に替え、反応装置１０
を再びアンモニアの製造に用いる。改良触媒が高活性で
あるため、合成ガスフィードを供給する合成ガス圧縮機
（第１図に示されず）を低速で運転し、それにより低馬
力にエネルギーの節約を求めることができる。低速では
反応装置の圧力が低下し、反応装置に対する合成ガスフ
ィードの速度が低下する。しかし、より活性の触媒が「
／×活性」′触媒よりも高い隼流転化率（すなわち、反
応装置流出生成物ガス中の高いアンモニア含量）を生ず
るので単位時間当りモルで生ずるアンモニアの歌はｌ’
−／ｘ活性」触媒を用いたときに得られると同じ水準に
保つことができる。 第１図のような先行技術の配置で改良「３×活性」触媒
を用いて傅られた温度および池の値が嵌ｌに示される（
比較例ＡおよびＢ）。比較例Ａは高圧水蒸気発光装置の
みを用いる。比較例日は比較例Ａに用いた高圧水蒸気発
生装置に加えて低圧水蒸気発生装置を用いることにより
さらに廃熱の回収を得ようとする。 実施例ノでは、再熱熱交換装置１０４および高圧水蒸気
発生装置１２２を有する第２図に例示した本発明の装置
を、比較例ＡおよびＢで用囚た量および反応条件で「３
×活性」触媒を用ｌ／１表■に要約した条件で使用する
。 表１に示したすべての場合に、床入口および出口温度が
等しいことに注意すべきである。しかし反応装置の入口
および出口温度は事実上相違する′。 筺た３配置はすべて水素および望素のアンモニアへの同
じ転化率を達成する。すなわち、すべて同じ出口アンモ
ニア組成を達成することに注意すべきである。 「３×活性」触媒を用いた３配置のそれぞれにおいて可
能な合成ガスの低循環で、下流の／グ２５ｐｓ１ｇ（／
θθＫｆ ／ ｔｙｎ２） Ｍビラ−中で廃熱のすべて
を回収するには、流貴が低いほど低め熱容斂を有し、従
って水蒸気発生装置１６で同量の熱を伝達するためによ
り大きい温度条件下が会費であるので、反応装置からの
出口温度（第１図中の流れ９）の上昇が必要である。し
かし、高活性の触媒はど速度論的に最適の反応装置床温
度が低ｂ０従って、第２触媒床からの出口温度ｒよ「３
×活性Ｊ触謀の組込により事実上低下する。よジ高す所
望の反応装置出口温度を達成する試みで、第１図の下部
熱交換装［［１８に゛おけるフィードの予熱量を、反応
装置出口温度（流れ９）を第２触媒床の出口温度（流れ
６ｂ）と実質的に等しくするために、この熱交換装置を
はｙ完全にバイパスする１で低下させることができる。 しかしこれは、流れ９の温度がなお低すぎるので廃熱の
すべてをボイラー中で／４．２５ｐｓ１ｇ（／θＯＫｐ
／ ｃｎｒ２）の水蒸気として回収する目的ｆ建成し
ない。 比較例Ａは水蒸気発生装置１６中で回収できない過剰の
熱が全く廃棄される状態を示す。過度のフィードの予熱
を避けるためにフィード／流出物熱交換装置１４のバイ
パス弁２５を開かねばならず、有用な廃熱が下流の冷却
器１８中の冷却水へ廃棄されることが生ずる。この揚台
に廃熱の約２２％が全く廃棄されよう。 比較例日において廃熱の回収を殉なうために／ｌＬｔ、
２５ｐｓ１ｇ（／θＯＫｐ ／ ｃｍ２） 水Ｋ 気発
生装置１６の下流に乙Ｏθｐｓ１ｇ （１Ｉｔ２ Ｋ？
／ ａｎ２） Ｍビラ−２４ケ設置する効果が示される
。低圧のがイラー２４の設置によりフィードバイパス弁
２５は閉止を保つことができた。Ｌ７かし、こうして発
生した６θθｐｓ１ｇ （４’ 、２ Ｋｆ ／ ｏｎ
２）の水蒸気は最初に生じた／ダ２左ｐｓ１ｇ （／
ｑθゆ／ ｃｒｎ２）の水蒸気より有用性が少ない。さ
らに、このざイラーの設置はデイラー自陣および必要な
配管変更に対しかなシの投資が必要である。 上記と同じ大きさの触媒床を再熱熱交換装置１０４およ
び床間熱交換装置１０８と組合せて（第１図に示した先
行技術の床間熱交換装置１４および下部熱交換装置８の
代シに）用いる実施例１のような本発明の触媒装置の使
用は、転化装置出口温度を比較例ＡおよびＢのｇｓｓＦ
Ｃｌｌ、ｓり℃）から実施９ＡＪ ／の９／ｇＦｃ４ｔ
９２℃）へ非常に上昇させた。この高い温度がよシ鳴用
な／グ、！ｊｐｓ１ｇ （／θθ’ｌ−９／ ｃｍ２）
水蒸気として廃熱のすべてを回収させ、冷却水への廃熱
の２２％の損失を避けるだけでなく、また低圧メイラ−
に対する投資を排除する。 ） ｃＳ３ へ −Ｎ 包（へ） −一 （へ）へ＼
） ＼ ） ＼） ＼） ＋Ｓ ）
＼ｃｌｉ比較例ＣおよびＤｌ並びに実施例２．３この例
は、実施例／並びに比較例ＡおよびＢに用いた「３×活
性」触媒の約２倍のアンモニア合成活性を有する一層高
い活性の触媒（「乙×活性」触媒と称する）の組込みに
よって本発明の方法並びに装置の使用により達成された
改善の例示である。従って「乙×活性」触媒は「／×活
性」触媒の約６倍の活性を有する。この高活性触媒では
、「３×活性」触媒に用いたものに比較して合成ガス圧
縮機の速度の一層大きい低下が可能でおる。 相応して圧力および反応装置フィード流量が低下する。 ｆた速度論的に最適の第二床出ロ温度、従って先行技術
の転化装置出口温度がさらに低下する。これは＠／図の
ような先行技術装置を用いた転化装置流出物流からの熱
回収を一層困難にする。 表■中の比較例ＣおよびＤは前記比較例ＡおよびＢに相
応する。従って比較例Ｃはｉ ｑ ｘ ｓ ｐｓｉｇ（
／θＯＫｐ ／ ｃｍ２）の水蒸気発生装置１６を用い
、比較例りはＡ ００ ｐｓｉｇ （ＩＩ ２ｈ／ｃ、
ｍ２）水蒸気発生装置ｉｉ！：２４を加えｆｔ第７図の
装置に６×活性を組込むものに相当する。実施例コは実
施例／に配置し／グ２左ｐｓｉｇ （／ ０θ〜／ｃｍ
２）水蒸気発生装置１２２を用いる第２図の装置に相当
する。追加の実施例、ｊなわち実施例３１−１さらに熱
回収のために、／ ’ｌ 、２ ！； ｐｓｌｇ （／
００ＫＱ／ｃｒｎ２）水蒸気発生装置ｆｉｔ１２２か
ら退出する部分冷却されたアンモニア生成物ガス流出物
の受入れに６θθｐｓｉｇ（ｌ１２ Ｋｇ／ ｃｍ２）
水蒸気発生装置１２８もまた用いること金除き実施例コ
に配置した装置に相当する。 表１１７）−ら、床間および下部熱交換装置を用いた比
較例ＣおよびＤにおける先行技術配置を用いた転化装置
出口温度がｇｓｓ７ｒ ４ｔｓ’ｙ℃）からｇ２Ｋ”Ｆ
ＣＩＩグθＣ）に低下し、それが転化ｉｔｔ流出物の廃
熱を回収する可能性′！ｉ−激しく低下することを知る
ことができる。事実比較例Ｃを基にすると利用できる廃
熱のおよそ３ざチが冷却水へ失われる（すなわち熱又換
装［１４パイノ４ス弁２５は開位置におる）。比較例り
については、乙θ０ｐｓ１ｇ （２ＱＫｇ／ｃｍ２）
ｙｔイラー２４の設置がこの損失を７７％に低減する。 し力・シ、増分２／％の回収熱はより有用な／グ２３
ｐｓｉｇ （／ ００Ｋｙ／ｃ１ｎ２）水準力・ら有用
性の少ない乙００ ｐｓｉｇ （グコＫｇ／ ｃｙｎ２
）の水準へ低下される。 再熱黙契挨Ｈ７ｘｏ４を用いる不発明の再熱／？スケッ
トの使用が冷却水へ転化装置流出物廃熱の２／％の損失
を生ずる。しかし、ボイラー１２２中で回収される廃熱
はすべてよ少有用な／弘２５ｐｓｉｇ （／ ０θ’ｆ
／ｃｍ ）水蒸気の発生に用いられ、熱回収は比較例
Ｃｌ７）場合よりもはるかに大きい。 ／ ｌｌ ２５ ｐｓｉｇ （／ ００に’ｑ／ｃｍ
）水蒸気発生装置１２２の下流にさらに６０θｐｓｉ
ｇ （ＩＩ ２１ｓ９／ｃｔｎ２）水蒸気発生装置を組
合せて再熱熱交換装置１０４會用いる実施例３は、２／
チが有用性の少ないＡ０θｐｓｉｇ （ＩＩ ２ Ｌ９
／ ｃｍ２）水準に低下したけれども廃熱のすべての回
収を可能にする。対照的に比較例りは、／グ２５ρｓｉ
ｇ （／θθ〜／ｃｍノボイラー１６とｌ、 ００ ｐ
ｓｌｇ （Ｑ ２Ｋｉｉ／ｃｍ ）ボイラ対相いた列
でも転化装置廃熱のすべて全回収できず、比較例りにお
いて廃熱の７７％が冷却水へ失われる。 従って本発明の装置はより高い転化装置出口温度全可能
にし、高圧水蒸気の発生について転化装置流出物廃熱の
回収率を高める。 や ｌｌｌ１！ヒを 邸 詠 麿 肝 １凶
−べ べへ −一 ヘへ ｈ Ｉｆｆ！ ｇ へ “（ｆ
廻上記から当業者は本発−〇本質的特徴を容易に
確認することができ、本発明の精神および軸回から逸脱
しないで種々の使用法および条件に適応させるため本発
明Ｋａｆ々の変形および（または）変更を行なうことが
できる。従って、そのような変形および変更は特許請求
の範囲の均等物の全範囲内にあるとするのが適当である
。
第１図は先行技術の発熱合成法の相関工程略フローシー
トであり＊ ？：：”Ｊ ａＺ図は本発明の改良発熱接
触合成法および反応装置の／具体化例の相関工程略フロ
ーシートであり、第３図はλ触媒床、ｌ熱交換装耐およ
び直接接触急冷を用いる本発明の改良発か接触合成法お
よび反応装置の池の具体化例の相関工程略フローシート
であり、第７図は３触媒床並びに／オたばより多くの床
間熱交換装置および（または）直接接触急冷を組合せた
再熱熱交換装置を用いる本発明の改良発熱接触合成法お
よび反応装置のなお他の具体化例の相関工程略フローシ
ートであり、第Ｓ図は本発明の反応装置容器の第１具体
化例の断面正面工程系統図であり、第４図は本発明の反
応装置容器の第ユ具体化例の曲面正面工程系統図であり
、第７図は本発明の反応装置容器の第３具本化例の断面
正面工程系統図であり、第Ｓ図は本発明の反応装置容器
の第１１．具体化例の断面正面工程系統図であり、第９
図は本発明の反応装置容器の第５具体化例の断面正面系
統図であり、第１０図は本発明の反応装置容器の第６具
湊化例の断面正面系統図であり、第１１図は第２触媒床
の前に再熱熱交換装置流出物の冷却に急冷ガスを用い゛
る本発明の反応装置容器の第７具体化例の断面正面系統
図である。 ２．１０２．２１０．３１０．４３１，５０８．６１４
．７７４，８３０・・・第１触媒床、 ４．１０８．２
５０．３５０．４５０．５５０．６５０，７５０・・・
床間熱交換装置、６，１０６．２６０．３６０．４１１
．５５２，６７２．７６６．８９０・・・第２触媒床、
８・・・下部熱交換装置、１４％ １１４・・・フィー
ド／流出物熱変換装置、１６．１２２・・・高圧水蒸気
発生装置、１８・・・水冷熱交換装置、２４、１２８・
・・低圧ボイラー、１３０・・・熱交換装置、１３３．
４２１・・・第３触媒床、１０４．２４０．３４０、４
４０． ５４０、６４０、７４０ 、８４０・・・再熱
熱交換装置。 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、 ３ Ｌ ＋―■−’ ＪＦＩＧ
、４ ―
トであり＊ ？：：”Ｊ ａＺ図は本発明の改良発熱接
触合成法および反応装置の／具体化例の相関工程略フロ
ーシートであり、第３図はλ触媒床、ｌ熱交換装耐およ
び直接接触急冷を用いる本発明の改良発か接触合成法お
よび反応装置の池の具体化例の相関工程略フローシート
であり、第７図は３触媒床並びに／オたばより多くの床
間熱交換装置および（または）直接接触急冷を組合せた
再熱熱交換装置を用いる本発明の改良発熱接触合成法お
よび反応装置のなお他の具体化例の相関工程略フローシ
ートであり、第Ｓ図は本発明の反応装置容器の第１具体
化例の断面正面工程系統図であり、第４図は本発明の反
応装置容器の第ユ具体化例の曲面正面工程系統図であり
、第７図は本発明の反応装置容器の第３具本化例の断面
正面工程系統図であり、第Ｓ図は本発明の反応装置容器
の第１１．具体化例の断面正面工程系統図であり、第９
図は本発明の反応装置容器の第５具体化例の断面正面系
統図であり、第１０図は本発明の反応装置容器の第６具
湊化例の断面正面系統図であり、第１１図は第２触媒床
の前に再熱熱交換装置流出物の冷却に急冷ガスを用い゛
る本発明の反応装置容器の第７具体化例の断面正面系統
図である。 ２．１０２．２１０．３１０．４３１，５０８．６１４
．７７４，８３０・・・第１触媒床、 ４．１０８．２
５０．３５０．４５０．５５０．６５０，７５０・・・
床間熱交換装置、６，１０６．２６０．３６０．４１１
．５５２，６７２．７６６．８９０・・・第２触媒床、
８・・・下部熱交換装置、１４％ １１４・・・フィー
ド／流出物熱変換装置、１６．１２２・・・高圧水蒸気
発生装置、１８・・・水冷熱交換装置、２４、１２８・
・・低圧ボイラー、１３０・・・熱交換装置、１３３．
４２１・・・第３触媒床、１０４．２４０．３４０、４
４０． ５４０、６４０、７４０ 、８４０・・・再熱
熱交換装置。 ＦＩＧ、 １ ＦＩＧ、 ２ ＦＩＧ、 ３ Ｌ ＋―■−’ ＪＦＩＧ
、４ ―
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ガスフィード流の発熱接触反応によりガス状生成
物を製造する方法において、前記ガスフィード流を少く
ともコつの連続的に配列した触媒段階を含む反応装置中
で反応させること、前記ガスフィード流の少くとも７部
を前記触媒段階の第１段階に導入するためのガス供給装
置、前記触媒段階の最終段階から前記ガス状生成物を移
動させるためのガス移動装置、および前記ガス状生成物
が前記反応装置から退出する前に前記ガス状生成物の少
くとも７部を加熱流体との間接熱交換によシ加熱する床
間再熱熱交換装置を含み、前記加熱流体が少くとも１つ
の他の前記触媒段階か＝ら゛退出したガス状流出物の少
くとも１部を含むガス状生成物である、上記の方法。 （２）部分冷却された加熱流体を前記再熱熱交換装置―
゛″から退出させ、前記部分冷却された加熱粒体をフィ
ードとして次の前記触媒段階に通す前に前記反応装置中
の第コ床間熱交換器へ通してその中で前記ガスフィード
流の少くとも１部を予熱するにあたシ、前記予熱された
ガスフィード流は前記ガスフィードの少くとも７部とし
て前記触媒段階の第１段階へ通される、特許請求の範囲
第（１１項記載の方法。 （３１部分冷却された加熱流体を前記再熱熱交換装置か
ら退出させてガスフィード流の少くとも１部を含む急冷
ガス流と混合し、生じたガス混合物を前記触媒段階の次
の段階にフィードとして通す、特許請求の範囲第（１）
項記載の方法。 （４）前記ガス状生成物かアンモニアを含み、前記ガス
フィード流が水素と窒素との混合物を含む二臂許請求の
範囲第（１）項記載の方法。 （５） 前記再熱熱交換装置に導入される前記加熱流
体か、前記触媒段階の第１段階から退出したガス状流出
物の少くとも１部を含む、特許請求の範囲第（１１項記
載の方法。 （６）前記合成ガスをアンモニア合成反応装置中で反応
させてアンモニアを含有するガス状生成物流を生成させ
る前記反応装置は少くとも２つの連続的ガス流通用に配
列した接触反応装置段階、前記水素および窒素を前記触
媒段階の第１段階に導入するガス供給装置、前記アンモ
ニア生成物流を前記反応装置段階の最終段階から移動さ
せるガス移動装置、および前記アンモニア生成物流か前
記反応装置から退出する前に、前記アンモニア生成物流
の少くとも７部を前記触媒段階の少くとも７つの他の段
階からのガス状流出物の少くとも７部で加熱する再熱熱
交換装置を含む、特許請求の範囲第（４）項記載のアン
モニアの製造方法。 （７１前記アンモニア合成反応装置が２つの半径方向流
接触反応装置床を含み、そしてさらに第コ床間熱変換装
置を含み、前記再熱熱交換装置を、前記第２触媒床から
のガス状流出物と間接熱交換し、これを加熱して前記ア
ンモニア生成物流を形成するために前記第１触媒床から
のガス状流出物を受入れるように適応させ、さらに生ず
る部分冷却された第１触媒床ガス状流出物の少くとも７
部を、前記反応装置に対する合成ガスフィードの少くと
も１部と間接熱交換してこれを加熱する前記第コ熱交換
装置に供給するように適応させる、特許請求の範囲第（
６）項記載の方法。 （８）連続的ガス流通用に配列した少くとも２つの触媒
床、ガスフィード流を前記ガスフィード流の部分反応の
ために前記触媒床の第１床へ導入するガス供給装置、各
触媒床からのガス流出物を、前記ガス流出物を前記連続
的に配列した触媒床の次の床へ通す前に冷却してそれか
ら熱を除去する床間ガス冷却装置、およびそのような触
媒反応装置床の最終床からガス状流出物を前記ガス生成
物として移動させる装置を有する発熱接触反応装置にお
いて、前記反応装置がさらに、前記最終触媒床流出ガス
の少くとも１部を、前記生成物ガスが前記反応装置から
退出する前に、前記反応装置床の少くとも１つの他の床
からのガス状流出物の少くとも７部を含む加熱流体で間
接熱交換により加熱する再熱熱交換装置を含む発熱接触
反応装置。 （９） 前記各触媒床がガスを半径方向に流通させる
ように配列される、特許請求の範囲第（８）項記載の発
熱接触反応装置。 （１０）前記反応装置かさらに、前記ガスフィード流の
少くとも７部を、（、）前記再熱熱交換装置から前記加
熱流体を移動させた後の前記加熱流体、および（ｂ）前
記最終法以外の前記触媒床または前記加熱流体が得られ
る前記床の少くとも７つからのガス状流出物の少くとも
７つに急冷流体として導入するガス急冷装置を含む、特
許請求の範囲第（８）項記載の発熱接触反応装置。 ｄｌｌ 高い温度および圧力でガスフィード流からガ
ス状生成物を合成する装置であって、 （ａ） 反応装置の外面を構成する事実上円筒形状の
圧カシニル、 ｔｂ） 前記圧カシニル内にそのｌ端部に配備され、
外側同心ガス透過性壁、内側同心ガス透過性壁および第
１触媒床の前記ガス透過性壁に固定された２つの対向水
平触媒板を有する環状に形成した第１触媒床、 （ｃ） 前記圧カシニル内にその反対端部に配備され
、外側同心ガス透過性壁、内側同心ガス透過性壁および
第２触媒床の前記ガス透過性壁に固定された２つの対向
水平触媒板を有する環状に形成した第２触媒床、 （、ｉ） 前記ガスフィード流を、部分反応して第１
床流出ガスを形成する前記ｍノ触媒床へ供給するガス供
給装置、 （ｅ） 前記圧カシニル内に配備され、前記第１床流
出ガスを冷却する再熱熱交換装置、 （ｆ） 前記再熱熱交換装置から退出した冷却された
第７床流出ガスを一層冷却するガス冷却装置、 （ｇ） 一層冷却された第１床流出ガスを前記ガス冷
却装置から退出させ、前記ガスをフィードとして、さら
に反応させて第コ床流出ガスを形成する前記第２触媒床
へ導入する装置、および （ｈ） 前記第コ床流出ガスを、前記第１床流出ガス
との間接熱交換によシ加熱する前記熱交換装置に通し、
このように加熱された第２床流出ガスを前記反応装置か
ら前記ガス状生成物として退出させる装置。 を含む、特許請求の範囲第（８）項記載の発熱接触反応
装置。 （１２１前記ガス冷却装置が、前記冷却された第１床流
出ガスを、前記ガスフィード流の少くとも１部との間接
熱交換によシ一層冷却し、前記一層冷却されたガスをフ
ィードとして前記第２触媒床へ通す第１熱交換装置を含
み、また前記反応装置がさらに、前記ガスフィード流部
分を前記第一熱交換装置へ供給し、このように加熱され
たガスフィード流部分を前記第１触媒床へそのフィード
の少くとも７部として通す第１ガス供給装置を含む、特
許請求の範囲第０１１項記載の発熱接触反応装置。 ０３） 前記ガス冷却装置が、前記ガスフィード流の
１部を前記再熱熱又換装置から退出した前記冷却された
第７床流出ガスと混合して前記第一触媒床に供給する前
記一層冷却されたガスを形成するガス急冷装置を含む、
特許請求の範囲第（１１１項記載の発熱接触反応装置。 Ｉ 高い温度および圧力でガスフィード流からガス状生
成物の接触ガス合成を行なう反応装置であって、 （、） 圧カシニル、 （ｂ） 前記圧カシニル内に配置され、管型室と前記
圧力シェルとの間に外側環状冷却流路を限定する管型室
、 （ｃ）前記管型室内に別個に、垂直に配置された第７お
よび第２の環状に形成された触媒床であって、前記各触
媒床は固体触媒粒子を収容し、前記各床からガス状流出
物を形成するためガスを半径方向に流通させるように適
応される触媒床。 （ｄ） 前記管型室内に別個に、垂直に配置され、ガ
ス流の間接熱交換に適応され、前記第１および第２触媒
床間のガスの連絡を与える第１および第一熱交換装置、 （ｅ） 第７がスフイード流を初めに前記圧カシニル
冷却に前記環状流路へ通し、そこから連続的に、（１）
前記第１ガスフイード流を一層加熱する前記第一熱交換
装置へ、および（２）前記第１触媒床へそのフィードの
７部として通す第１ガス供給装置、 （ｆｌ 第１ガスフイード流を前記第７触媒床にその
フィードの残シの部分として導入する第２ガス供給装置
、 （ｇｌ 前記第１触媒床からの流出ガスを加熱流体と
して前記第１熱交換装置へ導入する第７触媒床流出装置
、 （ｈ） 前記第１熱交換装置から部分冷却された第１
触媒床流出ガスを退出させ、前記部分冷却されたガスを
フィードとして前記第一熱交換装置へ導入する第１熱交
換装置ガス流出装置、（１）前記第１熱交換装置から一
層冷却された第７触媒床流出ガスを退出させ、前記一層
冷却されたガスを７゜イードとして前記第２触媒床へ導
入する第１熱交換装置ガス流出装置、および （ｊ）前記第一触媒床から流出ガスを、前記第１触媒床
流出ガスとの間接熱交換にょシ加熱する前記第１熱交換
装置へ通し、前記加熱された第１触媒床流出ガスを前記
反応装置からガス状生成物流として退出させる第１触媒
床流出ガス、 を含む、特許請求の範囲第（８）項記載の反応装置。 ａ９ 高い温度および圧力でガスフィード流からガス
状生成物の接触ガス合成を行なう反応装置であって、 （ａ） 圧カシニル、 （ｂ） 前記圧力シェル内に配置され、管型室と前記
圧力シェルとの間に少くとも７つの外側環状冷却流路を
限定する管型室、 （ｃ） 前記管型室内に別個に、垂直に配列された第
１および第一の環状に形成された触媒床であって、前記
各触媒床は固体触媒粒子を収容し、前記各床からガス状
流出物を形成するためガスを半径方向に流通させるよう
に適応される触媒床、 （ｄ） 前記管型室内に収容され、ガス流の間接熱交
換に適応された熱交換装置、 （、） 第１ガスフイード流を、前記圧力シェルを冷
却するため前記環状流路の少くともｌっへ導入し、生じ
た加熱されたフィード流を前記第７触媒床へそのフィー
ドとじて通す第１ガス供給装置、 （ｆ） 前記第１触媒床からの流出ガスを加熱流体と
して前記熱交換装置へ導入する第１触媒床流出装置、 （ｇ） 前記熱交換装置から部分冷却された第１触媒
床流出ガスを退出させる第１熱交換装置ガス流出装置、 （ｈ） 急冷ガス流を前記退出した部分冷却された第
７触媒床流出ガスへ導入し、前記ガス混合物をフィード
として前記第一触媒床へ通す第２ガス供給装置であって
、それにより前記第２触媒床に対するガスフィードの温
度が制御される装置、および、 （１） 前記第一触媒床からの流出ガスを前記第１触
媒床流出ガスとの間接熱交換により加熱する前記熱交換
装置へ通し、前白加熱された第一触媒床流出ガスを前記
反応装置からガス状生成物流として退出させる第一触媒
床流出装置、 を含む、特許請求の範囲第（８）項記載の反応装置。 σｅ 前記第一ガス供給装置がざらに、初めに前記急冷
流を、このように加熱されたガス流を急冷ガスとして前
記部分冷却された第１触媒床流出ガスと混合する前に前
記圧力シェルの環状冷却のため前記環状冷却流路の少く
とも／っの他の流路へ導入するように適応させるように
した、特許請求の範囲第（１５１項記載の反応装置。 αで 高い温度および圧力でガスフィード流からガス状
生成物の接触ガス合成を行なう反応装置であって、 （ａ） 圧カシニル、 （ｂ） 前記圧カシニル内に別個に、垂直に配置され
た第７、第２および第３の環状に形成された触媒床であ
って、前記各触媒床は固体触媒粒子を収容し、前記各床
からガス状流出物を形成するためガスを半径方向に流通
させるように適応される触媒床、 （ｃ） 前記圧カシニル内の、ガス流を間接熱交換す
る再熱熱交換装置、 （ｄ） 第１ガスフイード流を前記第１触媒床へその
ガスフィードの少くとも７部として通す第７ガス供給装
置、 （、） 前記第７触媒床からのガス流出物を加熱流体
として前記再熱熱交換装置へ通す第７触媒床流出装置、 （４１少くとも部分冷却された第１触媒床流出ガスを前
記再熱熱交換装置から退出させ、前記部分冷却されたガ
スをフィードとして前記第一触媒床へ導入する再熱熱交
換装置流出装置、（ｇ） 前記第一触媒床からガス状
流出物を退出させる第２触媒床流出装置、 （ｈ） 前記第一触媒床流出ガスを冷却し、前記冷却
された第一触媒床流出ガスをフィードとして前記第３触
媒床へ通す装置、および ０）前記第３触媒床からの流出ガスの少くとも７部を、
前記第１触媒床流出ガスとの間接熱交換により加熱する
前記第１熱交換装置へ通し、前記加熱された第３触媒床
流出ガスを前記反応装置からガス状生成物として退出さ
せる第３触媒床流出装置、 を含む、特許請求の範囲第（８）項記載の反応装置。 綴 前記第一床流出ガス冷却装＃か間接熱交換装置を含
み、前記反応装置がさらに、前記ガスフィード流の第２
部分を前記第一床流出ガスとの間接熱交換によシ加熱す
る前記第一触媒床流出物冷却装置へ通し、このように加
熱された第１フイード流部分を前記第１触媒床に対する
フィードと合流させる第一ガス供給装置を含む、特許請
求の範囲第Ｃ１？）項記載の反応装置。 α９ 前記反応装置がさらに前記圧カシニル内に、前記
部分冷却された第１触媒床流出ガスを、前記ガスを前記
第一触媒床へ導入する前に別のガスフィード流との間接
熱交換により一層冷却し、このように加熱された別のガ
スフィード流を前記第１触媒床に対するフィードと合流
させるように適応させた第２熱交換装置を含む、特許請
求の範囲第０秒項記載の反応装置。 ｔ２ｏ＋ 前記反応装置がさらに、急冷ガス流を前記
部分冷却された第１触媒床流出ガスと混合し、生じたガ
ス混合物を前記フィードとして前記第２触媒床へ通す装
置を含む、特許請求の範囲第ａ饋項記載の反応装置。 圓 前記第２触媒床流出物冷却装置が、急冷ガス流を前
記流出ガスの冷却のために前記第１触媒床流出ガスと混
合し、生じたガス混合物を前記第３触媒床へそのフ・ｆ
−ドとして導入する急冷ガス供給装置を含む、特許請求
の範囲第（１７１項記載の反応装置。 （２つ 前記反応装置がさらに前記圧カシニル内に、
前記部分冷却された第１触媒床流出ガスを前記第２触媒
床に導入する前にこのガスを別のガスフィード流との間
接熱交換によシ一層冷却し、このように加熱された別の
ガスフィード流を前記第１触媒床に対するフィード流と
合流させるように適応させた第２熱交換装置を含む、特
許請求の範１ｆｆｌＩｉｉ（２１１項記載の反応装置。 ＠ 前記反応装置がさらに、急冷ガス流を前記部分冷却
された第１触媒床流出ガスと混合し、生じたガス混合物
を前記フィードとして前記触媒床へ通す装置を含む、特
許請求の範囲第（２Ｉ）項記載の反応装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US472998 | 1983-03-07 | ||
| US06/472,998 US4518574A (en) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | Catalytic gas synthesis process |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169529A true JPS59169529A (ja) | 1984-09-25 |
Family
ID=23877756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59044775A Pending JPS59169529A (ja) | 1983-03-07 | 1984-03-07 | 接触ガス合成法および装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4518574A (ja) |
| EP (1) | EP0121355B1 (ja) |
| JP (1) | JPS59169529A (ja) |
| AR (1) | AR241873A1 (ja) |
| BR (1) | BR8401032A (ja) |
| CA (1) | CA1211615A (ja) |
| DE (1) | DE3485032D1 (ja) |
| ES (3) | ES8607754A1 (ja) |
| IN (1) | IN160335B (ja) |
| NO (1) | NO840842L (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3343114C2 (de) * | 1983-11-29 | 1985-11-07 | Uhde Gmbh, 4600 Dortmund | Vorrichtung zur Durchführung exothermer, katalytischer Gasreaktionen für die Ammoniak- oder Methanol-Synthese |
| JPS60150824A (ja) * | 1984-01-18 | 1985-08-08 | Toyo Eng Corp | 改良反応器 |
| IN165082B (ja) * | 1985-05-15 | 1989-08-12 | Ammonia Casale Sa | |
| US4744966A (en) * | 1986-11-20 | 1988-05-17 | Santa Fe Braun Inc. | Process for synthesizing ammonia |
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| FR2637908B1 (fr) * | 1988-10-13 | 1991-01-11 | Inst Francais Du Petrole | Echangeur de chaleur pour chauffer la charge d'un reformage catalytique fonctionnant sous basse pression |
| DK173023B1 (da) * | 1997-04-21 | 1999-11-15 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde og reaktor til fremstilling af ammoniak |
| EP0931586B1 (en) * | 1997-11-28 | 2005-03-16 | Ammonia Casale S.A. | Method for in-situ modernization of a heterogeneous exothermic synthesis reactor |
| PL190772B1 (pl) * | 1998-03-05 | 2006-01-31 | Haldor Topsoe As | Sposób wytwarzania amoniaku oraz konwerter amoniaku |
| EP1123899B1 (en) * | 2000-02-10 | 2004-10-13 | Haldor Topsoe A/S | Process and reactor for the preparation of ammonia |
| US9440903B2 (en) * | 2012-09-24 | 2016-09-13 | Arkema Inc. | Shell and tube oxidation reactor with improved resistance to fouling |
| EP3727668A1 (en) | 2017-12-21 | 2020-10-28 | Casale Sa | Multi-bed catalytic converter |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT247372B (de) * | 1963-01-15 | 1966-06-10 | Kralovopolska Strojirna Zd Y C | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Betriebstemperaturen von Hochdruckreaktoren |
| GB1057302A (en) * | 1964-02-14 | 1967-02-01 | Rudolf Dohnalek | Improvements in or relating to methods for carrying out exothermic catalytic high pressure gas synthesis |
| DE1258851B (de) * | 1964-09-18 | 1968-01-18 | Zaklady Azotowe Kedzierzyn Fa | Verfahren und Vorrichtung zur Kuehlung der Reaktionsgase bei der Ammoniaksynthese |
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