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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-24
(54)【発明の名称】メタノール合成反応器
(51)【国際特許分類】
B01J 8/06 20060101AFI20240117BHJP
C07C 31/04 20060101ALI20240117BHJP
C07C 29/152 20060101ALI20240117BHJP
C07B 61/00 20060101ALN20240117BHJP
【ＦＩ】
B01J8/06 301
C07C31/04
C07C29/152
C07B61/00 C
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023543122
(86)(22)【出願日】2022-01-13
(85)【翻訳文提出日】2023-09-14
(86)【国際出願番号】 IB2022050268
(87)【国際公開番号】W WO2022153214
(87)【国際公開日】2022-07-21
(31)【優先権主張番号】63/138,022
(32)【優先日】2021-01-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523269889
【氏名又は名称】セエルイ フルタフェラク
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヨンソン、インギ マール
(72)【発明者】
【氏名】サロン、エメリック
(72)【発明者】
【氏名】イヴァルソン、アウスゲイル
【テーマコード（参考）】
4G070
4H006
【Ｆターム（参考）】
4G070AA01
4G070AB05
4G070BB01
4G070CA03
4G070CA15
4G070CA17
4G070CA25
4G070CB17
4G070DA23
4H006AA04
4H006AC41
4H006BA05
4H006BA07
4H006BD81
4H006BE20
4H006BE40
4H006BE41
(57)【要約】
改善された反応器は、シェルと、少なくとも１つの反応器内部構成要素とを備える。反応器内部構成要素は、チューブバンドルであって、少なくとも１つの放射状支材と、チューブバンドルの少なくとも１つのチューブに固定するように構成された少なくとも１つのブラケットとを備える少なくとも１つのチューブ支持プレートにより、取り付けられた複数のチューブを備える、チューブバンドルを含んでいる。上記複数のチューブは、反応器の長手方向軸を中心に同心状の帯状に配置されている。反応器は、ガス導入プレートと、触媒支持プレートと、上部プレートとを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
反応器であって、触媒を受容するように構成された内部空間を画定するシェルと、
少なくとも１つの入口ノズルと、
前記反応器の長手方向軸を中心に同心状の帯状に配置された複数のチューブを備えるチューブバンドルと
を備える、反応器。
【請求項2】
少なくとも１つの触媒支持プレート、少なくとも１つのチューブ支持プレート、
ガス導入プレート、
上部プレート、または
上部プレートおよびチューブ支持プレート
をさらに備える、請求項１に記載の反応器。
【請求項3】
前記触媒は第１の径のボールを備える固体触媒である、請求項１に記載の反応器。
【請求項4】
前記固体触媒は第２の径のボールをさらに備える、請求項３に記載の反応器。
【請求項5】
前記反応器は触媒支持プレートをさらに備え、前記第１の径の触媒ボール、および前記第２の径の触媒ボールは、前記触媒支持プレート近傍の個別のそれぞれの層に配置された、請求項４に記載の反応器。
【請求項6】
前記シェルは、少なくとも１つの固体触媒を受容するように構成され、前記固体触媒は、ペレット、リング、タブレット、および球のうちの少なくとも１つを画定する形状を備える、請求項１に記載の反応器。
【請求項7】
前記反応器は触媒支持プレートをさらに備え、前記触媒支持プレートは、所定の高さの前記固体触媒を支持するように構成された、請求項１に記載の反応器。
【請求項8】
前記反応器は触媒支持プレートをさらに備え、前記触媒支持プレートは１つまたは複数の開口を画定する、請求項１に記載の反応器。
【請求項9】
前記１つまたは複数の開口は、第１のサイズの複数の開口と、第２のサイズの複数の開口とを備え、前記複数の開口は、前記触媒支持プレートの厚さの少なくとも一部を通って延在している、請求項８に記載の反応器。
【請求項10】
前記第１のサイズは前記チューブバンドルの少なくとも１つのチューブの周長に対応し、前記第２のサイズは前記第１のサイズよりも小さい、請求項９に記載の反応器。
【請求項11】
前記第１のサイズの前記複数の開口は、前記チューブバンドルの前記複数のチューブの配置に応じて前記触媒支持プレートを貫通して画定される、請求項１０に記載の反応器。
【請求項12】
前記反応器はガス導入プレートをさらに備え、前記ガス導入プレートは、前記ガス導入プレートの厚さを貫通して画定された複数の開口を備え、前記複数の開口は、前記チューブバンドルの前記複数のチューブの配置に応じて前記ガス導入プレートを貫通して画定された複数の円形開口である、請求項１に記載の反応器。
【請求項13】
前記ガス導入プレートは、前記ガス導入プレートの厚さを貫通して画定された第２の複数の開口を備え、前記第２の複数の開口は、前記複数の円形開口とは異なるサイズおよび／または形状を備えている、請求項１２に記載の反応器。
【請求項14】
前記反応器は、少なくとも１つのチューブ支持プレートをさらに備え、前記少なくとも１つのチューブ支持プレートは少なくとも１つの環状の帯を備え、前記少なくとも１つの環状の帯は、前記チューブバンドルのチューブの一部分のまわりに延在するように構成された少なくとも１つのブラケットを備えている、請求項１に記載の反応器。
【請求項15】
前記少なくとも１つのチューブ支持プレートは複数の同心状の環状の帯を画定する、請求項１４に記載の反応器。
【請求項16】
前記少なくとも１つのチューブ支持プレートは、複数の前記環状の帯の少なくとも１つに接続された少なくとも１つの放射状支材を画定する、請求項１５に記載の反応器。
【請求項17】
前記少なくとも１つのチューブ支持プレートの最も内側の環状の帯は、前記チューブバンドルの、同じ所定数の最も内側のチューブの同心状の帯状のリングに対応するようにそれぞれが構成された、所定数のブラケットを備え、前記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第２の環状の帯は、前記最も内側の環状の帯と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、前記第２の環状の帯のブラケットは、前記チューブバンドルの、第２の同心状の帯状のリング内の対応する数のチューブに対応するようにそれぞれが構成されている、請求項１５に記載の反応器。
【請求項18】
前記少なくとも１つのチューブ支持プレートの複数の前記環状の帯の１つが、少なくとも１つの熱電対挿入チューブに対応するブラケットを備え、前記少なくとも１つの熱電対挿入チューブは温度測定装置を受容するように構成され、前記温度測定装置は、前記反応器内の複数の長手方向の位置で温度を得るように構成された、請求項１７に記載の反応器。
【請求項19】
メタノール合成反応器であって、固体触媒を受容するように構成された内部空間を画定するシェルと、
複数のチューブを備えるチューブバンドルであって、前記複数のチューブが、前記反応器の長手方向軸を中心に同心状の帯状に配置された、チューブバンドルと、
少なくとも１つの入口ノズルと、
出口ノズルであって、前記出口ノズルが前記シェルの底部近傍に位置している、出口ノズルと、
触媒支持プレートであって、前記出口ノズルが前記触媒支持プレートの下に配置された、触媒支持プレートと、
複数のチューブ支持プレートであって、前記複数のチューブ支持プレートそれぞれが複数の環状の帯を備えており、前記複数の環状の帯それぞれが、前記チューブバンドルのチューブのまわりに延在するように構成された少なくとも１つのブラケットを備えた、チューブ支持プレートと、
ガス導入プレートと
を備え、
前記複数のチューブ支持プレートそれぞれが複数の放射状支材を画定し、前記複数の放射状支材それぞれが、前記チューブ支持プレートの前記複数の環状の帯の間に接続され、
前記複数の放射状支材それぞれが、前記複数のチューブ支持プレートそれぞれの前記複数の環状の帯の少なくとも１つに取り外し可能に固定され、
前記ガス導入プレートが前記入口ノズル近傍に配置され、前記入口ノズルが前記ガス導入プレートの下に配置されている、メタノール合成反応器。
【請求項20】
前記チューブバンドルは、前記反応器の上部に対して、前記反応器の底部近傍で、より大きな度合いの熱伝達を容易にするように構成された、請求項１９に記載の反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は反応器、特にメタノール合成用反応器に関する。
【背景技術】
【0002】
地球規模の気候変動は、「現代における、最も差し迫った環境問題」であると考えられている。米国航空宇宙局（ＮＡＳＡ）は、「気候システムの温暖化に関する科学的根拠がはっきりとしている」と述べている。気候変動は、水蒸気、亜酸化窒素、メタン、および二酸化炭素などの温室効果ガスの温暖化効果によって生じる。これらのうち、二酸化炭素の排出が主な原因である。というのは、産業革命が始まって以来、地球規模の大気中ＣＯ2濃度が３分の１増加しているからである。ＣＯ2の排出は主に、化石燃料の消費などの、人間の活動に起因しており、その副生成物は大気中に排出される。
【0003】
風力および太陽光発電などの再生可能エネルギー源が本質的に断続的であり、および予測不可能であるという問題に対する解決策として、化学エネルギー貯蔵が探究されてきている。風力および太陽光発電の断続性が理由で、パワーグリッドおよび電力会社は化石燃料ベースのエネルギー源により、ベースラインの電力需要を満たさなければならないが、突然利用可能になった風力および太陽光発電を上記グリッドに組み入れることは、石炭火力発電所のようなそうした化石燃料ベースのエネルギー源をすばやく縮小し、および拡大することが困難であることが理由で困難である。多くの再生可能エネルギー源は、従来の化石燃料ベースの電力源の代替として拡大することが困難であるので、再生可能エネルギーの高密度エネルギー貯蔵であって、上記グリッドが上記エネルギーに対応できる場合に上記再生可能エネルギーが貯蔵され、および使用され得るような、再生可能エネルギーの高密度エネルギー貯蔵が、気候変動に取り組むために重要である。
【0004】
熱エネルギー貯蔵、圧縮空気エネルギー貯蔵、水素貯蔵、揚水式水力発電貯蔵、および大型蓄電池を含む、既存のエネルギー貯蔵モダリティはこれまでのところ、拡大することが法外に高価であり、および／または困難であることが証明されている。たとえば燃焼、燃料電池の消費、またはメタノール合成などの化学合成のための、水を電気分解して水素を生成する形態における、再生可能エネルギーの化学的貯蔵は、必要な場合に使用され得る再生可能エネルギーの十分に高密度であり、および安定した貯蔵を提供し、断続的というよりは常に変わることなしでエネルギー需要を再生エネルギーが供給することを可能にするための有望な手法である。
【0005】
合成ガスからのメタノール合成において使用される反応器は通常、相当量のＣＯを含む典型的な反応スイートの高い熱プロファイルが理由で、沸騰水型原子炉（ＢＷＲ）に制限される。ＢＷＲは、複雑であり、および高価な装置であるが、通常、反応生成物、反応器、および触媒を保護するために合成ガスからの、メタノールの発熱生成から発生させられた熱を軽減するために必要である。
【0006】
触媒および／または発熱反応、たとえば銅および酸化亜鉛（Ｃｕ／ＺｎＯ）ベースの触媒または他の好適な触媒などの好適な触媒を使用した、ＣＯ2およびＨ2からの、メタノールの合成用のシェルアンドチューブ反応器は、定期的なメンテナンス、たとえば、触媒の装填、ならびに／または除去および再充填、反応器シェルの汚れの除去、種々の構成要素の修理の実施、またはそれら以外を受けなければならない。触媒の装填、メンテナンスの実施、および他の目的のために反応器の内部にアクセスすることができることは、バンドル内にチューブを維持することの必要性とのバランスがとられなければならない。
【0007】
既存のシェルアンドチューブ反応器の設計は、所望の処理能力などの、特定の施設の必要性に基づいて拡大し、または縮小することは困難である。上記施設の処理能力は、ボトルネック解消の取り組みが理由で、時間とともに変化する場合があり、それは反応器の処理能力要件を増加させ得る。施設のボトルネック解消のために反応器を拡大することは、内部を含む反応器全体が多くの場合に改良され、または再設計される必要がある状態で、困難であり、高価であり、および時間がかかる試みになり得る。
【0008】
これには、設計およびエンジニアリングの多大な労力を必要とし得る。というのは、技術者として、とりわけ、チューブの配置および断面積、シェルのサイズおよび構成、ならびに、触媒床の体積および断面表面積を考慮しながら、設計を拡大する場合に、基本的には、「一から作り直し」をする必要があるからである。既存のシェルアンドチューブ反応器の設計および提供者は、反応器の設計を、変化する要件に効率的なやり方で適合させるのにあまり適していない。反応器が適切に設計されていない場合、触媒、反応物、および熱の均等でない分配が生じる場合があり、それは、触媒、および／または反応器の構成要素を損傷し、および反応の効率を低下させ得る。多くの場合、暴走発熱反応が、反応器の壊滅的な故障をもたらし得る。
【0009】
さらに、反応器内の、および／または反応器用の供給チューブを拡大／縮小し、および適切に製造することは困難である。不適切に設計され、配置され、および／または製造された供給チューブは多くの場合、反応器内の反応物の閉塞、エディ、および不均等な領域の発生につながり、それは、不利なことに、反応器の効率および処理能力を低下させ、ならびに、ホットスポットをもたらし得る。発熱反応におけるホットスポットは特に、危険であり、反応器および触媒に損傷を与える。
【0010】
反応器の設計における別の問題は、１つまたは複数の所望の位置で反応器内部の温度を測定することが困難なことである。特に発熱反応などの高リスクの用途における、反応器を含むプロセスを、特に、反応の異なる段階、および／または異なる反応器状態に対応する、反応器本体に沿った異なる位置における、反応器内部の温度プロファイルの理解なしで適切に制御することは困難である。
【0011】
しかし、ガスケット座を含む熱電対接合部は、経時的に損傷し、熱電対接合部の漏れにつながり得る。そうした漏れは修理し得るが、そうするためには、触媒を不活性化し、およびガスケット座を交換することが必要である。これには、費用がかかり、潜在的に危険であり、および時間がかかる運転停止、触媒の不活性化、およびスタートアップが関係し、それらそれぞれには、多大な機会費用を含む高い費用がかかる。触媒の予想寿命が３～５年になることを考えれば、そうした修理は、施設の運転に対する非常に費用のかかる中断となる。さらに、水素が関係する高圧および／または温度反応では、水素または他の反応物／生成物の外側への、および酸素、触媒毒の内側への、フランジ接合部からの漏れのリスクが特に高い。
【0012】
よって、反応器本体に沿った異なる高さ位置で熱電対を設けるための複数のサーモウェルを組み入れた既存の反応器の設計は、熱電対接合部の漏れによる重大な運転中断の影響を受けやすく、および、中断を回避するためにそうしたサーモウェルを省略した、反応器の設計は、反応を適切に制御するために必要な反応器状態データを欠いている。さらに、反応器内の既存のサーモウェル構成は、熱電対を、流れ方向に対して横方向に、たとえば半径方向に反応器本体内に挿入する。これは不利なことに、より大きな反応器の場合、温度測定値が、外側シェルに近い状態のものになり、それは、反応器の設計の拡大／縮小をさらに困難にする。反応器の設計はさらに、触媒が存在している場合に、熱電対を損傷することなく熱電対が反応器本体内に挿入されることを可能にするのには不適である。
【0013】
既存の反応器の設計は、使用済触媒を、たとえば反応器本体の底部から取り出すための１つまたは複数のノズルを備え得る。既存の反応器の触媒取り出しノズルの構成は、操作者が反応器本体から触媒を掻き出さなければならないように触媒を効果的に、およびすばやく除去するように十分に適合させられている訳でない。
【0014】
特定のシェルアンドチューブ型反応器および他のタイプの反応器は、反応器本体の中心を通って延在しているパイプを通って反応物ガスがそれから送られるその入口ノズルを備え得る。上記パイプは、１つまたは複数の供給チューブに合うように穿孔される場合があり、上記１つまたは複数の供給チューブそれぞれは、いずれもパイプに接続し、および次いで反応器本体を通って上方に反応物を供給するように曲げられる場合がある。そうした反応器の構成は、複数の供給チューブそれぞれにパイプを接続するために行われなければならない、正確であり、およびチューブ固有の調整を考慮に入れれば、たとえば数百本のチューブに拡大するように適合させられている訳でない。
【0015】
特定の反応器の構成における導入パイプは、反応器本体内の異なる高さにおける供給チューブを支持するためにさらに利用され、１つまたは複数のフラットバーが、導入パイプと、１つまたは複数の供給チューブとの間に溶接されており、および延在している。この構成は、特に大型反応器の製造、組立て、および保守に非常に時間がかかり、これは、施設の要件に応じて反応器の設計を拡大／縮小する作業を複雑にする。さらに、不利なことに、導入パイプは、かなりの断面積を占めており、それは、さもなければ触媒により、占められ得る。シェルアンドチューブ反応器内の供給チューブを支持するためにタイロッドが考えられてきているが、そうした支持体は、触媒スペースを占有し、ならびに触媒の装填および取り出し中の障害となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
すでに述べたことから、反応器内部を維持し、および触媒を管理するために、施設の処理能力の必要性に基づいて拡大し、または縮小するために、反応器の完全性および保守性を損なうことのない、反応器状態の改善された測定のために、使用済触媒を効果的に除去するために、改善された製造のために、ならびに、シェルアンドチューブ反応器を構築することの課題を解消するために構成された、改善された反応器に対する必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本開示による、反応器の実施形態は有利には、拡大／縮小可能であり、および／または反応器の、特に反応器の内部の改善されたアクセスおよび保守性のために構成された反応器を提供することにより、既存の反応器の設計の欠点に対応する。上述された、反応器の実施形態は、１つまたは複数のチューブおよび１つまたは複数の支持構造を備える反応器チューブバンドルなどの反応器内部の強度および堅牢性を、上記チューブバンドルが無傷であり、および損傷されていない状態のままであるように犠牲にすることなく、反応器内部へのアクセスを容易にするように構成され得る。
【0018】
上述された、反応器の実施形態は、特定の施設の必要性に基づいて容易に拡大し、または縮小するために構成されたチューブ配置をさらに備える。既存の反応器の設計では、チューブは、大幅な再設計作業なしでは、反応器を構築する場合に反応器シェル形状に応じて容易にチューブバンドルに追加され、または上記チューブバンドルから除去されることは可能でないが、本開示の実施形態は有利には、反応器、および関連付けられた施設の必要な処理能力に基づいて、チューブの環状の帯または他の配置がモジュラー式に配置されることを可能にする。上記実施形態では、チューブの配置は、反応器を設計する場合に、単に既存のチューブバンドルの設計に追加され、および／または上記既存のチューブバンドルの設計から除去され得る規則的な、および／または繰り返しパターンを画定し得る。これは、ボトルネック解消作業または他の設計作業を、製造の観点からはるかに容易にし、およびコストを低くするという利点を有する。
【0019】
チューブバンドルの配置は、反応器内部全体にわたる、特に、触媒床を通る熱および反応物の分配を、触媒装填であって、通常、操作者が反応器の開放している上端から触媒粒子を反応器内部との間で装填し、または投棄するにつれ、生じる、触媒装填を中断することなく、さらに容易にする。実施形態の反応器およびチューブバンドルの配置は有利には、改善された構築可能性のための設計のモジュール性、ならびに熱および反応物の分配に関する所望の特性の維持をいずれも、さらに触媒粒子が反応器内部で均等に分布していることを確実にしながらもたらす。
【0020】
本開示による、反応器の実施形態のチューブバンドルは、構築、輸送、および設置中の、ならびに運転中の反応器の増加させられた堅牢性のために、１つまたは複数のチューブに対する、改善された構造的支持を与えるようにさらに構成される。実施形態では、１つもしくは複数の構造的支持体には、および／または複数のチューブの１つもしくは複数には、チューブバンドルの所望の位置における構造的支持を確実にするために、増加させられた厚みが与えられる。
【0021】
実施形態では、反応器、およびその構成要素は、重要な部品のメンテナンスのために、容易なアクセスを容易にするように構成される。チューブバンドルを支持するために構成された１つまたは複数のプレートは、操作者が、既存の反応器と比較して容易に、反応器内部との間で触媒を装填し、触媒を取り出し、または反応器内部の構成要素にアクセスし得るようにモジュラー式であり、支持プレートなどの構成要素は反応器シェルの内面に溶接され、および、反応器内部構成要素へのアクセスを禁止し得る。
【0022】
反応器の実施形態は、既存の反応器の設計が反応器および触媒床内の、適切な流れおよび反応物の分配、ならびに、よって、熱分配をもたらすのに不適であるという問題に、反応器の内部内に配置されたチューブバンドル内に反応物を誘導するように構成された改善された入口ノズルおよび分配機構を提供することにより、対応する。実施形態では、入口ノズルは、ガス導入プレート近傍に設けられており、およびチューブバンドルの複数のチューブの流れ方向に対して横方向である流れ方向に配置される。第２入口ノズルが、反応器の底部に設けられる場合があり、およびチューブバンドルの複数のチューブ内への流れを均等に分配するための構造で構成され得る。実施形態では、１つまたは複数の触媒取り出しノズルが、触媒を除去するための改善された構成で設けられており、上記取り出しノズルは、下方角を付けて構成されている。
【0023】
チューブバンドルおよび複数のチューブは、触媒の断面積に対する複数のチューブの断面積が、チューブバンドルの構造的な、およびモジュラー性の特徴を妨げることなく、均等な熱および流れの分配について改善されるように配置され得る。
【0024】
反応器の実施形態は、反応の過程中の触媒、反応器内部、および反応物の改善された分配に備えることにより、反応器本体および付随するホットスポット内の反応物の閉塞、エディ、および／または不均等な領域の発生を低減させるようにさらに構成される。
【0025】
本開示の反応器の実施形態は、プロセスコントロールおよび温度測定に関する既存の反応器の設計の欠点にさらに対応する。実施形態では、反応器は、１つまたは複数のそれぞれの熱電対を受容するように構成された１つまたは複数のサーモウェルを設けるように構成される。熱電対は、反応器本体に対して軸方向に、または長手方向に配置された単一のサーモウェルをそれぞれ使用する複数の位置で反応器内部の温度を測定するように構成され得る。
【0026】
本開示による実施形態例は、内部空間を画定するシェルと、少なくとも１つの入口ノズルと、１つまたは複数のチューブを備えるチューブバンドルとを備える反応器に関するものであり得る。
【0027】
実施形態は触媒支持プレートをさらに備え得る。
【0028】
実施形態は、少なくとも１つのチューブ支持プレートをさらに備え得る。
【0029】
実施形態はガス導入プレートをさらに備え得る。
【0030】
実施形態は上部プレートをさらに備え得る。
【0031】
実施形態は、上部プレートおよびチューブ支持プレートをさらに備え得る。
【0032】
シェルが少なくとも１つの触媒を受容するように構成された実施形態がさらに構成され得る。
【0033】
実施形態では、少なくとも１つの触媒は固体触媒である。そうした固体触媒は第１の径のボールを備え得る。
【0034】
実施形態では、上記固体触媒は第２の径のボールを備える。
【0035】
実施形態では、上記シェルは、少なくとも１つの固体触媒を受容するように構成される。そうした固体触媒は、ペレット、リング、タブレット、および球のうちの少なくとも１つを画定する形状を備え得る。
【0036】
実施形態では、上記触媒支持プレートは、所定の高さの上記固体触媒を支持するように構成される。
【0037】
実施形態では、上記触媒支持プレートは１つまたは複数の開口を画定する。
【0038】
実施形態では、上記１つまたは複数の開口は、第１のサイズの複数の開口と、第２のサイズの複数の開口とを備えており、上記複数の開口は、上記触媒支持プレートの厚さの少なくとも一部を通って延在している。
【0039】
実施形態では、上記第１のサイズは上記チューブバンドルの少なくとも１つのチューブの周長に対応している。
【0040】
実施形態では、上記第２のサイズは上記第１のサイズよりも小さい。
【0041】
実施形態では、上記第２のサイズは上記触媒支持プレートの厚さの関数である。
【0042】
実施形態では、上記第１のサイズの上記複数の開口は、上記複数のチューブの配置に応じて上記触媒支持プレートを貫通して画定される。
【0043】
実施形態では、上記ガス導入プレートは、上記ガス導入プレートの厚さを貫通して画定された複数の開口を備えている。
【0044】
実施形態では、上記複数の開口は、上記複数のチューブの配置に応じて上記ガス導入プレートを貫通して画定された複数の円形開口である。
【0045】
実施形態では、上記ガス導入プレートは、上記ガス導入プレートの上記厚さを貫通して画定された第２の複数の開口を備えており、上記第２の複数の開口は、上記複数の円形開口とは異なるサイズおよび／または形状を備えている。
【0046】
実施形態では、上記シェルは出口ノズルを画定する。
【0047】
実施形態では、上記出口ノズルは、上記シェルの側部に位置している。
【0048】
実施形態では、上記入口ノズルは、上記シェルの底部近傍に位置している。
【0049】
実施形態では、上記入口ノズルは、上記シェルを通る流れの方向に対して横方向に配置される。
【0050】
実施形態では、上記入口ノズルは、上記シェルを通る流れの方向に対して略平行に配置される。
【0051】
実施形態では、上記ガス導入プレートは、上記入口ノズル近傍に配置される。
【0052】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートは少なくとも１つの環状の帯を備えている。
【0053】
実施形態では、上記少なくとも１つの環状の帯は、上記チューブバンドルのチューブの一部分のまわりに延在するように構成された少なくとも１つのブラケットを備えている。
【0054】
実施形態では、上記少なくとも１つのブラケットは、上記チューブ全体のまわりに延在している。
【0055】
実施形態では、上記シェルは、加熱流体の供給のために構成されたスタートアップ用ノズルを画定する。
【0056】
実施形態では、上記反応器は、少なくとも１つの触媒取り出しノズルをさらに備える。
【0057】
実施形態では、上記反応器はハンドホールをさらに備える。
【0058】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートは複数の同心状の環状の帯を画定する。
【0059】
実施形態では、上記チューブバンドルは、第１のサイズの少なくとも１つのチューブと、第２のサイズの少なくとも１つのチューブとを備える。
【0060】
実施形態では、上記入口ノズルは上記ガス導入プレートの下に配置される。
【0061】
実施形態では、上記シェルは出口ノズルを画定し、および上記出口ノズルは上記触媒支持プレートの下に配置される。
【0062】
実施形態では、第１のサイズ（たとえば、径）の触媒（たとえば、ボール）、および第２のサイズ（たとえば、径）の触媒（たとえば、ボール）は、上記触媒支持プレート近傍の個別のそれぞれの層に配置される。
【0063】
実施形態では、上記シェルは少なくとも１つの固体触媒であって、上記触媒が、還元されていない状態における上記シェル内の第１の高さと、還元された状態（たとえば、運転中に起こり得る沈降のため）における上記シェル内の第２の高さとを画定する、少なくとも１つの固体触媒を受容するように構成されている。
【0064】
実施形態では第２の高さは第１の高さよりも低い。
【0065】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートは、上記複数の環状の帯の少なくとも１つに接続された少なくとも１つの放射状支材を画定する。
【0066】
実施形態では、上記少なくとも１つの放射状支材は、上記複数の環状の帯の少なくとも１つに、および外側支持帯に接続する。
【0067】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの最も内側の環状の帯は、第１のサイズの同数の最も内側のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された、任意の数の（たとえば、６つの）ブラケットを備えている。
【0068】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第２の環状の帯は、先行する帯（たとえば、１０）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第２の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第２の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0069】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第３の環状の帯は、先行する帯（たとえば、１４）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第３の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第３の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第２のサイズのものであり得る。
【0070】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第４の環状の帯は、先行する帯（たとえば、１８）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第４の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第４の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0071】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第５の環状の帯は、先行する帯（たとえば、２２）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第５の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第５の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0072】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第６の環状の帯は、先行する帯（たとえば、２６）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第６の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第６の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0073】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第７の環状の帯は、先行する帯（たとえば、３０）の複数のブラケットと比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第７の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第７の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第２のサイズのものであり得る。
【0074】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第８の環状の帯は、先行する帯（たとえば、３４）と比較して等しい、またはより大きい数のブラケットを備え、第８の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第８の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0075】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第９の環状の帯は、先行する帯（たとえば、３６）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第９の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第９の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0076】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１０の環状の帯は、先行する帯（たとえば、４２）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第１０の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第１０の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0077】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１１の環状の帯は、先行する帯（たとえば、４６）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第１１の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第１１の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第２のサイズのものであり得る。
【0078】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１２の環状の帯は、先行する帯（たとえば、５０）と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第１２の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第１２の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0079】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１３の環状の帯は、先行する帯（たとえば、５４）と比較して等しい、またはより大きい数のブラケットを備え、第１３の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第１３の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第１のサイズのものであり得る。
【0080】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１４の環状の帯は、先行する帯と比較して等しいか、またはより大きい数のブラケットを備え、第１３の環状の帯のブラケットは、複数のチューブの第１４の同心状の帯またはリング内に位置している、上記チューブバンドルの同数のチューブの同心状の帯（たとえば、リング）に対応するようにそれぞれが構成されている。そうした複数のチューブは、第２のサイズのものであり得る。
【0081】
任意の数の環状の帯が設けられ得ることは明らかになるであろう。
【0082】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの複数の環状の帯のいずれかは、少なくとも１つの熱電対挿入チューブに対応するブラケットをさらに備えている。そうした熱電対挿入チューブは、上記チューブバンドルの上記複数のチューブに対して同様のサイズのもの（たとえば、第１の、または第２のサイズのもの）であり得る。
【0083】
実施形態では、少なくとも４つのチューブ支持プレートが、上記チューブバンドルに沿って長手方向に配置されている。
【0084】
実施形態では、少なくとも１つのチューブ支持プレートが、上記チューブバンドルに沿って長手方向に配置されており、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの環状の帯は、少なくとも１つの熱電対挿入チューブに対応するブラケットをさらに備えており、上記少なくとも１つの熱電対挿入チューブは温度測定装置を受容するように構成されている。
【0085】
実施形態では、上記温度測定装置は、上記反応器内の複数の長手方向の位置で温度を得るように構成されている。
【0086】
実施形態では、上記温度測定装置は、複数の位置で（たとえば、少なくとも８つの異なる位置で）、たとえば上記反応器に沿って長手方向に温度を得るように構成されている。
【0087】
実施形態では、上記シェルは、上記シェルの上部の、上記シェルの本体部との間の取り付けおよび取り外しを容易にする少なくとも１つのフランジを画定する。
【0088】
実施形態では、上記シェルは、上記シェルの底部でスカートに取り付けられるように構成される。
【0089】
実施形態では、上記スカートは、導入スプールを受容するように構成された開口を画定する。
【0090】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートは、上記チューブ支持プレートの複数の環状の帯の少なくとも１つに接続された少なくとも１つの放射状支材を画定しており、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの上記少なくとも１つの放射状支材は、別のチューブ支持プレートの少なくとも１つの放射状支材と軸方向に整列している。
【0091】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの上記少なくとも１つの放射状支材は、隣接するチューブ支持プレートの少なくとも１つの放射状支材に対して軸方向にオフセットされている。
【0092】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートは、上記反応器の長手方向軸を中心に対称に配置された複数の放射状支材を画定する。
る。
る。
【0093】
実施形態では、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートは上記チューブ支持プレートの複数の環状の帯の少なくとも１つに接続された少なくとも１つの放射状支材を画定しており、上記少なくとも１つのチューブ支持プレートの上記少なくとも１つの環状の帯は、上記少なくとも１つの放射状支材に、取り外し可能に固定されている。
【0094】
実施形態では、上記チューブバンドルの少なくとも１つのチューブは、均一な厚さを上記反応器内の長手方向に画定している。
【0095】
実施形態では、上記チューブバンドルの少なくとも１つのチューブは、先細になった厚さを上記反応器内の長手方向に画定している。
【0096】
実施形態では、上記チューブバンドルの少なくとも１つのチューブは、上記反応器の上部に対して、上記反応器の底部近傍で、より大きな度合いの熱伝達を容易にするように構成される。
【0097】
上述された複数の特徴、または本明細書に記載の他の複数の特徴のいずれをも、互いに組み合わせて、単独で、または他の特徴との組み合わせで使用され得る。
【0098】
システムの他の方法、実施形態、および変形については、以下の記載において、より詳細に説明される。
【0099】
本発明のこれらの、ならびに他の特徴、態様、および利点は、以下の明細書、添付された請求項、および付随する図面を考慮して容易に明らかになり、およびよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【0100】
【図1A】本開示の実施形態による反応器の斜視図である。
【図10B】別の実施形態によるチューブ支持プレートの平面図である。
【図13】詳細ＸＩＩによる触媒支持プレートの拡大平面図である。
【図20】別の実施形態による反応器、触媒床、および熱電対挿入チューブの切断立面図である。
【発明を実施するための形態】
【0101】
本発明の異なる実施形態のよりよい理解は、同様の参照符号が同様の構成要素を表す添付図面とともに読まれる以下の説明から得られ得る。
【0102】
本開示は種々の修正、および代替的な構成の影響を受けやすいが、特定の例証的な実施形態が、図面に示されており、および以下に説明される。しかし、開示された実施形態に本開示を限定する意図が存在するものでないが、逆に、本開示の趣旨および範囲内に収まっており、および添付の請求項により、画定される修正、代替的な構成、組み合わせ、および同等物すべてを網羅する意図であることが理解されるものとする。
【0103】
任意の用語が、記述された意味を有していると本特許において定義されていない限り、そうした用語の意味を、その平易な、または通常の意味を超えて明示的に、または間接的に限定する意図が存在するものでないことが理解されよう。
【0104】
図１Ａを参照すれば、本開示の実施形態による反応器１００が示されている。反応器１００は、内部空間１０３（図４）を画定しており、および少なくとも１つの入口ノズル１２０を備えるシェル１０２を備える。反応器１００は、１つまたは複数のチューブ１３１を備えるチューブバンドル１３０（図３）などの少なくとも１つの反応器内部構成要素を受容し、および上記少なくとも１つの反応器内部構成要素と協働するように構成される。反応器１００は、上端１０５から底端１０７へ軸１Ａ－１Ａを中心に長手方向に延在しており、および略円筒形状を画定し得る。
【0105】
入口ノズル１２０は、底端１０７近傍に配置され、１つまたは複数の反応物が、入口ノズル１２０を通って入り、１つまたは複数のチューブ１３１内を、反応器１００の内部空間１０３を通って方向Ｆ１（図４）に上方に移動し、次いで、上端１０５近傍でチューブ１３１を出て、方向Ｆ２に下方に方向転換して対応するフランジ１２５を画定する出口ノズル１２４に向かう。反応物が１つまたは複数のチューブ１３１を通って上方に進む際に、反応物は触媒と熱を交換し、方向Ｆ２（図４）に下方に進む反応物および生成物と熱を交換する。
【0106】
メタノール合成などの発熱反応では、反応物は有利には、上記チューブ１３１内の反応により、発生させられた熱を吸収して、反応物を触媒床１４０に供給する前に反応物を予熱する。これはさらに有利には、触媒ホットスポットの形成、ならびに関連付けられた触媒シンタリングおよび生成物劣化を軽減する。これはさらに、暴走反応の可能性を低減させる。というのは、反応物は、触媒床から熱を除去するための熱交換媒体を規定するからである。上記チューブ１３１の分布により、反応物は、たとえば反応器１００を取り囲む冷却水スリーブよりもはるかに効果的な熱交換モダリティを形成する。
【0107】
反応器１００は、入口ノズル１２０および出口ノズル１２４に加えて、１つまたは複数の触媒取り出しノズル１１６および／または１つまたは複数のハンドホール１１８であって、１つまたは複数の触媒取り出しノズル１１６および／または１つまたは複数のハンドホール１１８を通って内部空間１０３にアクセス可能な、１つまたは複数の触媒取り出しノズル１１６および／または１つまたは複数のハンドホール１１８を画定し得る。１つまたは複数の触媒取り出しノズル１１６は、たとえば使用済触媒を除去し、および再充填する場合に、触媒床１４０からの触媒の重力ベースの除去を容易にするように下方に角度が付けられ得る。１つまたは複数のハンドホール１１８は、触媒支持プレート１５４、触媒床１４０近傍で、またはいずれかの他の好適な位置で内部空間１０３内に手、工具、または器具を技術者が挿入することを可能にすることにより、メンテナンスを容易にし得る。
【0108】
図１Ａおよび１Ｂにみられるように、反応器１００は、加熱流体の供給のために構成されたスタートアップ用ノズル１１０を画定する。スタートアップ運転中、反応が定常状態運転に未だ達していない場合、複数の反応物は、それらがチューブバンドル１３０内を方向Ｆ１に進むにつれ、必要な量の予熱を受けない場合がある。スタートアップ用ノズル１１０は、内部空間１０３を通過する場合があり、および反応の収率に悪影響を与えることなく、定常状態運転を実現するのに十分なエンタルピーを供給する、加熱窒素ガスのような不活性ガスなどの加熱流体を受容する場合がある。
【0109】
シェル１０２はさらに、少なくとも１つの熱電対ポート１０６を画定し得る。各熱電対ポート１０６は、反応器１００内へ、実施形態では、チューブバンドル１３０内へ軸または長手方向に温度測定装置を挿入することを容易にし得る。反応器１００の上部１０５に熱電対ポート１０６を配置することにより、複数の位置で温度を測定することができる、熱電対などの単一の温度測定装置が、それを通って挿入され得る。実施形態では、温度測定装置は、細長く延在しており、および複数の熱電対などの複数の測定装置を所定の複数の距離をおいてその上に、上記所定の複数の距離それぞれにおける反応器状態が反応の改善された制御のために測定され得るように備え得る。
【0110】
２つの熱電対ポート１０６が図１Ａおよび１Ｂに、スタートアップ用ノズル１１０の両側に示されているが、より多くの、または、より少ない熱電対ポート１０６がいずれの好適な位置でも設けられ得ることが理解されよう。熱電対ポート１０６を介して温度測定装置を設けることにより、反応器１００は有利には、熱電対接合の数を最小にしながら、反応器内の異なる高さ位置における反応器状態の測定を可能にし、それにより、改善されたプロセスコントロールおよび処理能力を、シェル１０２の中への、または外への漏れのリスクを最小にしながら容易にする。熱電対ポート１０６の位置は、不釣り合いにシェル近くで、より大きな反応器がサンプリングされるように熱電対が半径方向に挿入される既存の反応器の設計とは対照的に、反応器１００のサイズにかかわらず、反応器１００の所望の半径方向の位置における反応器状態をサンプリングすることをさらに可能にする。
【0111】
図４に移れば、シェル１０２は入口ノズル１２０を画定しており、対応するフランジ１２１がガス導入プレート１５６の下方に任意の距離をおいて配置されており、およびいずれも反応器１００の底端１０７近傍に配置され得る。入口ノズル１２０は、反応物が入口ノズル１２０を通って流れ方向Ｆ４に流入するにつれ、反応物が方向を変え、およびガス導入プレート１５６を通ってチューブバンドル１３０の１つまたは複数のチューブ１３１内に方向Ｆ１に流入するように反応器１００の長手延在方向に対して横方向に配置され得る。
【0112】
入口ノズル１２０は、入口ノズル１２０と、チューブバンドル１３０の底部との間の距離を最適にし、および閉塞、ホットスポット、および不均等な流れをもたらすエディが回避されるように反応物を上記チューブ１３１へ均等に分配するように、図示されたように配置され得る。フランジ１２１は、ノズル１２０への反応物供給ラインの取り付けを容易にするように構成され得る。入口ノズル１２０について図示され、および表されているが、入口ノズル１２０と、チューブバンドル１３０の底部との間の距離が適宜、より大きい、または、より小さい場合があることが理解されよう。
【0113】
さらに、または代替として、シェル１０２は、図５Ａに示されるように、対応するフランジ１３３を備えた第２入口ノズル１３２をさらに画定する。フランジ１３３は、ノズル１３２への反応物供給ラインの取り付けを容易にするように構成され得る。第２入口ノズル１３２は、チューブ１３１を通る上方への流れ方向Ｆ１に対応、または上記流れ方向Ｆ１と平行であり得る方向Ｆ３に鉛直方向に反応物を送るように配置される。反応器シェル１０２は、第２入口ノズル１３２に接続する入口スプール１３５を受容するように構成された開口１２２をその厚さを貫通して画定し得るスカート１０８により、固定され得る。
【0114】
スカート１０８は、形状が円筒状であり、および底端１０７から下方に反応器シェル１０２と実質的に同一の広がりを持って延在している場合がある。スカート１０８は、反応器１００およびスカート１０８を所定の位置に固定するリング１０９を同一平面上で画定し得る。入口スプール１３５は、反応物が反応器１００に向けて、流れ方向Ｆ３に対しておおむね横切る流れ方向、たとえば入口ノズル１２０の方向Ｆ４に対して略平行な方向に供給されるように湾曲させられ得る。入口ノズル１２０および第２入口ノズル１３２は、同時に、または互いに独立して作用するように構成され得る。スカートについて図示され、および表されているが、いかなる好適な支持体も利用される場合があり、および本開示はスカートの使用に限定されるものでない。
【0115】
実施形態では、分流器１３７は、第２入口ノズル１３２が使用中の場合に反応物の流れ方向を誘導するために、除去可能に第２入口ノズル１３２またはシェル１０２内に配置され得る。分流器１３７は、第２入口ノズル１３２からの反応物の流れの一部分を、第２入口ノズル１３２および複数の外側チューブとおおむね整列している複数の中央チューブ間で上記流れが均等に分配されるように半径方向外側に分配する形状を画定し得る。分流器１３７について図示され、および表されているが、いかなる好適な構造、構成、または配置も利用され得ることが理解されよう。実施形態では、分流器１３７は、ノズル１３２を通って流入した反応物の流れを分配させるために構成された複数の開口および／または突起を画定する。
【0116】
図５Ｂに移れば、反応器１００は、シェル１０２から取り外し可能であり、および開口および対応するファスナなどの、ドーム型ヘッド部１０４およびシェル１０２を取り付けるための任意の好適な手段を備え得るフランジ１１２、１１４において、解放可能にそれに取り付けられたドーム型ヘッド部１０４をさらに備え得る。ドーム型ヘッド部１０４は、チューブバンドル１３０の上部範囲上方の空間１１３を画定し得る。空間１１３は、予熱された反応物が混合され、および触媒床１４０を通って下方に戻るための空間を提供する。ノズル１１０は、前述されたように、スタートアップ運転中に加熱媒体の追加を可能にするためにドーム型ヘッド部１０４の厚さを貫通して画定され得る。
【0117】
解放可能にシェルに固定可能なドーム型ヘッド部について図示され、および表されているが、本開示はそれに限定されるものでなく、反応器のいかなるサイズについても、たとえばフランジ付きマンホールを備える固定ヘッドが代わりに利用され得ることが理解されよう。
【0118】
熱電対ポート１０６は、チューブバンドル１３０の上部範囲上方の任意の距離を延在し得るそれぞれの熱電対挿入チューブ１２６と整列され得る。熱電対ポート１０６は、反応器内部１０３へのアクセスを可能にするために、ドーム型ヘッド部１０４の厚さの一部または全体を通って延在し得る。熱電対ポート１０６は、任意の好適なやり方で、たとえば、圧力が反応器内部１０３内で維持され得るように温度測定装置の表面と面一であるように構成されたサイズの開口を画定することにより、ガスケットシールと協働すること、それらの組み合わせ、または任意の他の好適な手段により、反応器内部１０３へのアクセスを容易にし得る。いかなる好適な手段も使用され得る。チューブバンドル１３０の上部範囲上方の任意の距離を延在することにより、熱電対挿入チューブ１２６は、特にドーム型ヘッド１０４が所定の位置にある場合にアクセスが限定されるので熱電対の設置中に、より容易に識別されるように構成される。熱電対挿入チューブ１２６は、供給チューブ１３１と略平行に、または整列されて反応器１００の長さに沿って延在し得る。
【0119】
反応器１００は、１つまたは複数の触媒支持プレート１５４、少なくとも１つのチューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５、ガス導入プレート１５６、上部供給チューブ支持プレート１５０、および／または上部プレート１９０を備えており、それらを設けることは有利には、メンテナンスまたは他の目的のために必要に応じて反応器内部１０３へのアクセスを可能にしながらシェル１０２内のチューブバンドル１３０を固定することを容易にし得る。ガス導入プレート１５６および触媒支持プレート１５４は有利には、シェル１０２の内面に溶接されて、その中にチューブバンドル１３０を固定し得る。
【0120】
チューブバンドル１３０の上記チューブ１３１は、ガス導入プレート１５６、上部供給チューブ支持プレート１５０、および／または少なくとも１つのチューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５に溶接され得る。実施形態では、ガス導入プレート１５６のみが反応器シェル１０２の内面に溶接され、または他のやり方で固定され、上部供給チューブ支持プレート１５０、および少なくとも１つのチューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５は、上記チューブ１３１の熱膨張に対応するように、固定されていない。
【0121】
図４に移れば、触媒床１４０は、固体触媒などの触媒の１つまたは複数のセクションを備え得る。触媒床１４０は追加でまたは代替的に、第１の径、たとえば１～３０ｍｍ、より具体的には５～２０ｍｍ、または実施形態では９ｍｍの支持セラミックボールを備え得る１つまたは複数の不活性セクション１４２、１４４を備え得る。触媒床１４０はさらに、第２の径、たとえば１～３０ｍｍ、より具体的には１０～２５ｍｍ、または実施形態では１９ｍｍの支持セラミックボールを備え得る。触媒床１４０は、実質的に、単一のサイズのボールのみを備えるセラミックボールに対応する別個のセクション１４２、１４４を画定し得る。
【0122】
たとえば、描かれた実施形態では、セクション１４２が実質的に、９ｍｍの径を有するボールのみを備えている一方、セクション１４４は、１９ｍｍの径を有するボールのみを備えている。セクション１４２、１４４は、反応器１００内の任意の好適な高さ、たとえば５～５００ｍｍ、より具体的には１００～３００ｍｍ、または実施形態では２００ｍｍをセクション１４２、１４４毎に有し得る。セクション１４２、１４４の高さは、同じであり、または互いに異なり得る。触媒床１４０はさらに、または、あるいは、ペレット、リング、タブレット、および球のうちの少なくとも１つを画定する形状を有する固体触媒を備え得る。セクション１４２、１４４は、触媒支持プレート１５４近傍に（たとえば、上方に、または直上に）、ならびに実質的に、セクション１４２、１４４の支持セラミックボールに対して、異なる形状および／またはサイズの固体触媒のみを備えるセクション１４１の下に配置され得る。
【0123】
支持セラミックボールセクション１４２、１４４は有利には、効果的かつ均等な、流れの分配を促進しながら触媒床内の触媒の重量を支持する。別個の第１および第２のセクション１４２、１４４を設けることにより、出口ノズル１２４へ向かって反応器内部１０３を通る、反応物、生成物、および副生成物の流れは、触媒床１４０内の触媒粒子の間、第１のセクション１４２内の、より小さな第１の径の支持セラミックボールの間、そして最後に、第２のセクション１４４内の、より大きな第２の径の支持セラミックボールの間でのガスの流れを許容して、触媒支持プレート１５４を通過する前に、ガスの流れが改善される。支持セラミックボールは有利には、不活性であり、種々の反応物、生成物、および／または副生成物からの熱衝撃および腐食に耐えるように構成され得る。支持セラミックボールが説明されているが、セクション１４２、１４４が、より多くの、またはより少ないセクションを有する場合があり、およびリング、円筒、多角形、またはそれら以外などの異なる形状またはサイズの支持構造を備える場合があることが理解されよう。
【0124】
実施形態では、触媒床１４０のセクション１４１は、還元されていない触媒の高さに対応する第１の高さ１４８と、還元された触媒の高さに対応する第２の高さ１４６とを有しており、または画定し得る。
【0125】
触媒床１４０のセクション１４１は単一のサイズおよび／または形状の触媒粒子を備え得るが、異なるサイズの、および／または形状の触媒粒子の触媒床１４０内の別個のセクションが本開示の範囲内で考えられていることが理解されよう。触媒粒子は、任意の好適な形状または構成、たとえば、球、ペレット、円筒、三葉、四葉、ピラミッド、円錐、星、またはそれら以外を有する場合があり、ならびに任意の好適な数およびサイズの複数の開口であって、それらを貫通して画定された複数の開口、および／またはそれらの表面の一部分上に画定された複数のノッチまたは複数の溝を有し得る。単一の、異なるタイプの触媒サイズおよび／または形状に対応する別個のセクションは、触媒床１４０内に、たとえば、軸方向の、または半径方向の層もしくはポケットとして設けられ得る。実施形態では、異なるサイズおよび形状の触媒粒子が、任意の好適な構成で、触媒本体内で設けられ、および一緒に混合され得る。
【0126】
触媒床１４０内の触媒粒子は、セクション１４２、１４４内の支持セラミックボールの機能であり、および上記支持セラミックボールと協働し、逆も同様であり得る。実施形態では、触媒粒子は支持セラミックボールと独立して選択される。
【0127】
実施形態によるチューブバンドル１３０は、図６および７に示されている。チューブバンドル１３０は、シェル１０２内の軸１Ａ－１Ａを中心に略長手方向に延在するように構成されており、および上部から底部へ順に、上部プレートおよびチューブ支持プレート１５０、複数のチューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５、触媒支持プレート１５４、およびガス導入プレート１５６により、維持される。上部プレートおよびチューブ支持プレート１５０と、チューブ支持プレート１６２との間、ならびに上記チューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、および１６５間の距離１６１はチューブバンドル１３０の長さに沿って均一であり得る。実施形態では、距離１６１は変化し得る。チューブ支持プレート１６５と、触媒支持プレート１５４との間の距離１６７は、距離１６１よりも大きい場合がある。触媒支持プレート１５４とガス導入プレート１５６との間の距離１６９は、距離１６７よりも小さい場合がある。描かれた実施形態が例示的なものであるにすぎず、およびチューブバンドル１３０のいかなる配置も使用され得ることが理解されよう。
【0128】
複数のチューブ１３１は、チューブバンドル１３０の長手方向の長さに沿って均一な厚さおよび径を画定し得る。実施形態では、複数のチューブ１３１は、チューブバンドルの長さに沿ってテーパ状の厚さを有しており、複数のプレートを支持するために１つまたは複数のプレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５、１５４、１５６近傍で厚さおよび／または径が増加させられている。実施形態では、チューブバンドル１３０の１つまたは複数のチューブ１３１は、構造的支持を増加させるために、他の複数のチューブ１３１に対して、増加させられた厚さを有し得る。たとえば、チューブバンドル１３０の中心または外側エッジのより近くに延在する複数のチューブ１３１は、たとえば、１０％、２０％、２５％、３３％、５０％または任意の他の好適な厚さの他の複数のチューブに対して、増加させられた厚さを有し得る。すなわち、そうした複数のチューブ１３１の複数の壁は、実施形態において同じ内径を維持しながら、増加させられた厚さを有し得る。これは有利には、増加させられた厚さを有する複数のチューブ１３１がチューブバンドル１３０を支持しながら反応物を運ぶことを可能にし、それにより、他の構造的配置に対して、増加させられた触媒充填、およびより均等に分配された触媒のために、断面積を自由にする。
【0129】
実施形態では、複数のチューブ１３１は、たとえば、反応器１００の上部と比較して、反応器１００の底部で、より効率的な熱伝達を容易にするために、反応器１００の底部近傍で、低減させられた厚さ、および／または増加させられた径を有する。あるいは、チューブバンドル１３０の複数のチューブ１３１の１つまたは複数は、内部チューブロッドであって、その中で予熱される反応物の速度を増加させるように構成された、内部チューブロッドを備え得る。内部チューブロッドは、複数のチューブ１３１の底部から複数のチューブ１３１の上部までの距離の一部分または全体を延在し得る。
【0130】
一般に、チューブバンドル１３０および反応器１００は有利には、設計および実装においてモジュール式に構成される。既存のシェルアンドチューブ型反応器は、チューブの長さおよび径、触媒床、シェル、ならびに他の構成要素のバランスを適切にとるために行われなければならないかなりの手直しが理由で、容易な拡大／縮小が可能でないが、反応器１００の設計は有利には、チューブバンドル１３０上の複数のチューブ１３１の複数の同心円状の帯状配置に基づいて拡大または縮小することを可能にする。チューブバンドル１３０は、複数のチューブ１３１の複数の環状の帯が、（より大きな処理能力のために、または、ボトルネック解消の取り組み中に、反応器の設計の容量を増加させるために）追加されるか、または（反応器の設計の容量を縮小するために）除去される場合でも、反応器の他の幾何学的特徴が、変更されない状態に留まり得る。その結果、大規模な再設計作業が回避され得る。
【0131】
チューブバンドル１３０は、反応器およびチューブバンドルが種々の設計において、低減させられた処理能力のために構成されていても、増加させられた処理能力のために構成されていても１つまたは複数の幾何学的制約または比率がいかなる設計においても維持されるように構成され得る。チューブ密度が改善されることを確実にするために、チューブバンドルの平均チューブピッチ（すなわち、複数のチューブ間の中心間距離）はチューブバンドルにわたり、略一定であり、それを画定する複数の環状の帯およびチューブは、一定のチューブピッチを維持するように間隔が空けられる。
【0132】
別の例としてチューブバンドル１３０は有利には、反応器を平面視で見た場合の触媒床の累積断面積の、同じ平面視での、複数のチューブ１３１の累積断面積（すなわち、合わせて得られた、複数のチューブの合計半径方向表面積）に対する所望の比率を実現する。実施形態では、触媒の累積断面積の、複数のチューブの累積断面積に対する比率は、２～２０、より具体的には５～１２の範囲内にある。
【0133】
複数のチューブ１３１の環状の帯がチューブバンドル１３０の設計に追加されても、除去されても、触媒床に対する、複数のチューブ１３１の断面積は、反応器の性能、および、特にその安全プロファイルが好適であるように好適な範囲内に留まるように単純に、および容易に調整され得る。実施形態では、複数のチューブの１つまたは複数の環状の帯の追加または除去は、複数のチューブの累積断面積に対する、触媒の累積断面積を実質的に変化させる訳でない場合がある。他の実施形態では、チューブバンドル１３０は、複数のチューブの複数の環状の帯の除去または追加が、大がかりな再設計を必要としないが、むしろ、技術者が反応器を、新たな必要な容量または他の要件に単純に、および容易に調整することを可能にするように任意の他の幾何学的な、またはプロセス関連のパラメータが目標とされるように設計され得る。複数のチューブおよび触媒床の複数の断面積間の特定された関係をチューブバンドル１３０に与えることにより、熱分配が改善され、それは、ホットスポットを削減し、および反応器１００を通る全体的な処理能力を改善することにより、暴走反応の可能性を低減させる。
【0134】
反応器１００は、触媒床１４０および／またはチューブバンドル１３０の１つまたは複数の特徴を制御するように、運転中に制御され、および維持され得る。一部の実施形態では、反応器１００は、温度測定装置を利用して、触媒床の断面積全体にわたる、熱の分配を評価するように構成される。特に、反応器１００は、（上端１０５から底端１０７へ向かう、）反応器１００内の、深さによる、反応器内の半径方向の温度勾配を評価すること、および／または深さによる、上記勾配の成長を評価することにより、制御され得る。
【0135】
図１２および１３に移れば、触媒支持プレート１５４は、セクション１４１の高さと組み合わされた、セクション１４２、１４４の高さなど、固体触媒の合計高さを支持するように構成される。触媒支持プレート１５４はさらに、有利には、触媒床１４０上の差圧に起因する力を支持する。触媒支持プレート１５４は、触媒取り出しノズル１１６および／またはハンドホール１１８近傍でシェル１０２内に配置され得る。触媒支持プレート１５４は、１つまたは複数の開口１８０、１８１を画定し得る。開口１８０、１８１は、開口１８０に対応する第１のサイズの複数の開口と、開口１８１に対応する第２のサイズの複数の開口とを備える複数の開口を備えており、または画定する場合があり、上記複数の開口は触媒支持プレート１５４の厚さの少なくとも一部を通って延在する。
【0136】
開口１８０の第１のサイズは、チューブバンドル１３０の少なくとも１つのチューブ１３１の周長に対応してもよい。実施形態では、開口１８０内で上記複数のチューブの任意の度合いの移動および／または熱膨張を可能にするために、開口１８０の第１のサイズは複数のチューブ１３１の周長よりも大きい。開口１８０は、チューブバンドル１３０内の複数のチューブ１３１の配置に応じて触媒支持プレート１５４を貫通して画定され得る。開口１８１の第２のサイズは開口１８０の第１のサイズよりも小さく、開口１８１の第２のサイズは出口ノズル１２４への経路でそこを通る、反応物、反応生成物、および反応副生成物の流れを可能にする役目を務め得る。
【0137】
実施形態では、１つまたは複数の開口１８０は、温度測定装置の終端を画定し得る。開口１８２は、熱電対挿入チューブ１２６を受容し、および熱電対挿入チューブ１２６の延長部を終端させるようなサイズおよび構成であり得る（図７）。開口１８２は、実施形態では、触媒支持プレート１５４の厚さの一部のみ延在していてもよい。実施形態では、熱電対挿入チューブ１２６は、触媒支持プレート１５４に溶接され、そこを塞いでもよい。複数のチューブ１３１は、熱膨張の影響を考慮するために、触媒支持プレート１５４に溶接されなくてもよい。
【0138】
複数の開口１８１のサイズおよび／または複数の開口１８１間の平均距離は、複数の開口１８１のサイズが触媒支持プレート１５４の厚さに比例し、および／または複数の開口１８１間の距離が触媒支持プレート１５４の厚さに反比例するような、触媒支持プレート１５４の厚さの関数であり得る。すなわち、触媒支持プレート１５４の厚さが大きいほど、複数の開口１８１の径は、より大きくなり、および／または複数の開口１８１間の距離は、より小さくなる。実施形態では、触媒支持プレート１５４が２０～５００ｍｍの、より具体的には５０～３００ｍｍの、および実施形態では１１０ｍｍの厚さを有し得る一方、複数の開口１８１は１～５０ｍｍの、より具体的には５～２５ｍｍの、および実施形態では１０ｍｍの径を有し得る。
【0139】
図１３の拡大図にみられるように、複数の開口１８０は、本明細書でさらに詳細に述べられるように、チューブバンドル１３０内の、複数のチューブ１３１の配置に対応するパターンまたは配置で延在し得る。複数の開口１８１は、複数の開口１８０それぞれの間に延在し得る。複数の開口１８１は、直線を画定する延在方向１８３Ａおよび／または横方向延在方向１８３Ｂなどの任意の好適なパターンまたは配置を画定し得る。複数の開口１８１の他のパターンまたは配置が、本開示の範囲内で想定される。複数の開口１８１は、任意の距離だけ、たとえば実施形態では方向１８３Ａ、１８３Ｂの一方または両方に沿って、隣接する複数の開口１８１の中心間で１～３０ｍｍの、より具体的には隣接する複数の開口１８１の、中心間で５～２０ｍｍの、および実施形態では中心間で１５ｍｍの距離だけ、互いに間隔が空けられ得る。隣接する複数の開口１８１の中心間の距離は、触媒支持プレート１５４の表面全部にわたって均一でなくてよいが、むしろ適宜、変化し得る。
【0140】
触媒支持プレート１５４は、外周において、開口１８０、１８１のいずれも画定しない、触媒支持プレート１５４を形成する材料の帯１８４を画定し得る。上記帯１８４は、触媒支持プレート１５４の上記外周のまわりを部分的に、または全体に延在しており、および有利には、シェル１０２の内面への、触媒支持プレート１５４の溶接または他の好適な取り付けを容易にする。実施形態では、帯１８４は、シェル１０２の内面により画定された凹所内に延在し、次いで、上記凹所に溶接され得る。帯１８４は、半径方向に、任意の好適な距離、たとえば５ｍｍ延在し得る。
【0141】
図１１に移れば、ガス導入プレート１５６は触媒支持プレート１５４の下に配置される場合があり、およびガス導入プレート１５６の厚さの少なくとも一部を貫通して画定された複数の開口１５５を備え得る。複数の開口１５５は、チューブバンドル１３０の複数のチューブ１３１の配置に応じて、ガス導入プレート１５６を貫通して画定されており、および触媒支持プレート１５４の複数の開口１８０の配置と整列している円形開口であり得る。実施形態では、ガス導入プレート１５６は実質的に中実であり、複数の開口１５５以外の開口がなく、流入する反応物を複数のチューブ１３１内に押し込む。複数のチューブ１３１は、ガス導入プレート１５６にシール溶接され、および／または強度溶接され得る。一構成要素が別の構成要素に溶接されるものとして本明細書で述べられている場合、シール溶接、強度溶接、それらの組み合わせ、またはいずれかの他のタイプの取り付けが考えられることが理解されよう。
【0142】
図８～９に移れば、反応器１００は、チューブバンドル１３０の軸方向の、または長手方向の長さに沿って長手方向に間隔が空けられて配置され得る少なくとも１つのチューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５をさらに備え得る。チューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５が図示されており、および表されているが、より多くの、またはより少ない支持プレートが設けられ得ることが理解されよう。上部供給チューブ支持プレート１５０は、チューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５と実質的に同じであり、１つまたは複数の特徴を含むか、または省略し得る。たとえば、上部供給チューブ支持プレート１５０は、チューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５と同じ特徴を有してもよく、以下にさらに詳細に説明されるように、上部プレートと協働するように構成された１つまたは複数のスペーサをさらに含んでいてもよい。
【0143】
チューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５は、少なくとも１つのチューブ１３１の位置を維持するように構成された少なくとも１つの環状の帯１６８を備え得る。少なくとも１つの環状の帯１６８は、チューブバンドル１３０のチューブ１３１の一部のまわりに延在するように構成された少なくとも１つのブラケット１７２を備える。実施形態では、少なくとも１つのブラケット１７２は、チューブ１３１全体のまわりに延在している。上記ブラケット１７２は、取り外し可能にチューブ１３１に取り付けるように構成され得る。
【0144】
実施形態では、ブラケット１７２はチューブの全体よりも一部のみのまわりを延在してもよい。ブラケット１７２は有利には、ブラケット１７２と、隣接するチューブ１３１に取り付けられた隣接するブラケット１７２との間に延在する、梁部１７３と協働し得る。ブラケット１７２は、取り外し可能にまたは取り外し不能に、梁部１７３と接続されてもよく、たとえばフィレット接続を画定し得る。環状の帯１６８は、対応するチューブ１３１とともに略環状の配置を画定する、一連の接続されたブラケット１７２および梁部１７３により、画定され得る。
【0145】
環状の帯１６８は、チューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５の隣接する環状の帯１６８と同心状に配置されており、環状の帯１６８は任意には、反応器の長手方向軸１Ａ－１Ａを中心に配置され得る。ブラケット１７２、梁部１７３、放射状支材１６６、および環状の帯１６８の協働によってチューブ支持プレートが画定される。環状の帯１６８が図示されており、および表されているが、非対称の配置、オフセットされた配置、または非環状の配置を含むいかなる好適な構成も使用され得ることが理解されよう。種々の構成要素の協働が、チューブ支持プレートを画定するものとして説明されているが、チューブ支持プレートが、任意の好適な構成をとる場合があり、およびこれにより、限定されるものでないことが理解されよう。
【0146】
少なくとも１つのチューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５は、取付点１６９で少なくとも１つの環状の帯１６８に、および／または取付点１７１で外側支持帯１７０に接続された少なくとも１つの放射状支材１６６を画定する。上記チューブ支持プレートは、半径方向に対称に、たとえば、２２．５°刻みで、３０°刻みで、４５°刻みで、９０°刻みで、１２０°刻みで、１８０°刻みで、３６０°で均等に割り切れる別の刻みで、または他のやり方で配置された複数の放射状支材１６６を画定し得る。他の実施形態では、複数の放射状支材１６６は、任意の好適なやり方で非対称に配置される。
【0147】
外側支持帯１７０は、チューブ支持プレートに対する十分な剛性、強度、および／もしくは支持を与え、ならびに／または反応器シェル１０２の内面への、外側支持帯１７０の取り付けを容易にする、ステンレススチールなどの支持材料の実質的に連続した帯を画定し得る。８つの放射状支材１６６が、図９および１０の実施形態に関して図示されており、表されているが、より多くの、または、より少ない放射状支材１６６が設けられ得ること、およびチューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５のすべてが、同じ数または配置の放射状支材または他の構成要素を有していなくてよいことが理解されよう。
【0148】
複数の放射状支材１６６は、チューブ支持プレートの中心から外側支持帯１７０へまっすぐ外側に延在していてもよいし、または湾曲した、曲がった、曲がりくねった、もしくは他の構成を画定してもよい。複数の放射状支材１６６は、ステンレススチールなどの任意の好適な材料で形成され、反応器状態において所望の剛性および強度を維持するための耐熱特性を画定し得る。複数の放射状支材１６６は有利には、環状の帯１６８と複数の放射状支材１６６との間の取付点１６９を画定する。取付点１６９は、取り外し可能であってもよいし、または取り外し不能であってもよく、併せて溶接され、または好適なファスナにより、取り付けられるなどの、任意の好適な接続を画定してもよい。チューブ支持プレートは、熱膨張および収縮により、複数のチューブ１３１とともに移動するように構成される場合があり、ならびに鋼（たとえば、ステンレススチール）、セラミック、高分子材料、複合材料、またはそれ以外などの耐高温材料で形成される場合がある。
【0149】
実施形態では、チューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５は任意の好適な手段を使用して製造され得る。実施形態では、チューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５は、たとえばウォータージェット切断により、材料がそれから除去されるその単一の強固なプレートから形成される。他の実施形態では、放射状支材および環状の帯は別個に製造され、および組み立てられてチューブ支持プレートを形成する。
【0150】
上部供給チューブ支持プレート１５０は、その上面上に１つまたは複数のスペーサ１７４をさらに画定し得る。スペーサ１７４は、任意の好適なやり方で、たとえば溶接により、上部供給チューブ支持プレート１５０の１つまたは複数の構造に取り付けられ得る。スペーサ１７４は、所定の高さを延在する場合があり、およびその中心部内で開口を画定し得る。開口は、上部プレート１９０に関して以下にさらに詳細に述べられるように、ファスナの１つまたは複数のねじ山と嵌合するように構成された１つまたは複数のねじ山を備え得る。スペーサ１７４は、任意の好適な配置で、および任意の好適な数で上部供給チューブ支持プレート１５０のまわりを延在し得る。
【0151】
たとえば、スペーサ１７４は、スペーサ１７４が複数の放射状支材１６６に取り付けられるとき、上部供給チュープ支持プレート１５０のまわりに３つの同心リングパターン１７５（図９）を画定し得る。実施形態では、スペーサ１７４は、第１および第２の環状の帯の間、第７および第８の環状の帯の間、ならびに第１３および第１４の環状の帯の間の４つの放射状支材１６６に沿って延在する。合計４つのスペーサ１７４が、以下に説明されるように、各同心リングパターン１７５上に、上部プレート１９０の各セグメントのコーナー部分がそれに固定されるように配置され得る。
【0152】
複数の放射状支材１６６の配置は有利には、触媒が反応器１００の上部１０５から装填されるにつれ、触媒の分配への干渉を最小にしながら、チューブバンドル１３０の複数のチューブ１３１の確実な取り付けをもたらす。たとえば、触媒粒子がシェル１０２内に流し込まれるにつれ、複数の放射状支材１６６は、触媒の不均等な分配を最小にするように構成される。実施形態では、隣接するチューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５の複数の放射状支材１６６は、反応器１００の長手方向延在長に沿って軸方向に整列し得る。
【0153】
他の実施形態では、図１０Ｂにみられるように、隣接するチューブ支持プレートの複数の放射状支材１６７は、装填中の触媒の均等な分配を促進するために複数の放射状支材１６６からオフセットされている場合がある。オフセットの度合いは任意の好適な度合いであり得る。実施形態では、複数の放射状支材１６７は、複数の放射状支材１６６間の角度距離の半分に対応する距離だけオフセットされている。図１０Ｂの実施形態では、放射状支材１６６は、互いに４５°だけオフセットされており、および複数の放射状支材１６７のオフセットは２２．５°である。その後のチューブ支持プレートは交互に配置され得る。隣接するチューブ支持プレートの複数の放射状支材１６６は、反応器の長手方向の長さを下方にオフセットされてスパイラルまたはヘリックスパターンを画定し得る。描かれた実施形態は例示的なものであり、および任意の他の配置が適宜、使用され得る。
【0154】
チューブバンドル１３０は、少なくとも１つのチューブ支持プレートの最も内側の環状の帯１６８Ａが、第１のサイズの６つの最も内側のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された６つのブラケットを備えるように配置され得る。第１のサイズは、たとえば、径が０．５～３ｍｍ、より具体的には径が１～２ｍｍ、および実施形態では１．５ｍｍであり得る。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第２の環状の帯１６８Ｂは、第１のサイズのチューブバンドルの１０のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された１０のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第３の環状の帯１６８Ｃは、第２のサイズのチューブバンドルの１４のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された１４のブラケットを備える。第２のサイズは、たとえば、径が０．５～５ｍｍ、より具体的には１～４ｍｍ、および実施形態では２．５ｍｍであり得る。
【0155】
少なくとも１つのチューブ支持プレートの第４の環状の帯１６８Ｄは、第１のサイズのチューブバンドルの１８のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された１８のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第５の環状の帯１６８Ｅは、第１のサイズのチューブバンドルの２２のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された２２のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第６の環状の帯１６８Ｆは、第１のサイズのチューブバンドルの２６のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された２６のブラケットを備える。
【0156】
少なくとも１つのチューブ支持プレートの第７の環状の帯１６８Ｇは、第２のサイズのチューブバンドルの３０のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された３０のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第８の環状の帯１６８Ｈは、第１のサイズのチューブバンドルの３４のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された３４のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第９の環状の帯１６８Ｉは、第１のサイズのチューブバンドルの３６のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された３６のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１０の環状の帯１６８Ｊは、第１のサイズのチューブバンドルの４２のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された４２のブラケットを備える。
【0157】
少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１１の環状の帯１６８Ｋは、第２のサイズのチューブバンドルの４６のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された４６のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１２の環状の帯１６８Ｌは、第１のサイズのチューブバンドルの５０のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された５０のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１３の環状の帯１６８Ｍは、第１のサイズのチューブバンドルの５４のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された５４のブラケットを備える。少なくとも１つのチューブ支持プレートの第１４の環状の帯１６８Ｎは、第２のサイズのチューブバンドルの５８のチューブのリングに対応するようにそれぞれが構成された５８のブラケットを備える。
【0158】
第１～第１４の環状の帯が図示され、および表されているが、本開示の反応器の実施形態が、既存の反応器の設計よりも良好に、異なる施設の異なる処理能力要件に対応するモジュラー式反応器の構成を容易にすることが理解されよう。必要に応じて、たとえば、技術者は、より多くの、より少ない、および／または異なる環状の帯を有するように、描かれたチューブバンドル１３０を修正し得る。ボトルネック解消の取り組み中などの、プラントのより高い年産能力に対応するために全体としてチューブバンドル１３０および反応器１００を拡大するために、単純な改造においてチューブの数を増加させ、およびチューブバンドルを外側に拡張し得るためにさらなる環状の帯が追加され得る。たとえば、放射状支材１６６と外側帯１７０との間の取付部１７１が、追加の環状の帯がチューブ支持プレートに追加され得るように取り外され、新たな環状の帯まわりの外側帯１７０が交換され得る。この目的で、外側帯１７０は、拡張可能な周長を有するように構成され得る。
【0159】
逆に、反応器１００を縮小するために、最も外側の環状の帯などの環状の帯は、より小さな反応器シェルに合うように、および／または対応する、より低いプラント年産能力をもたらすようにチューブバンドルのサイズを削減するために除去され得る。これは、たとえば、環状の帯と放射状支材との間の取り付け部１６９を取り外すことにより、行われ得る。
【0160】
さらに、図示されたような環状の帯の配置は、放射状支材の構造に対応しながら、環状の帯、ならびに付随する複数のブラケットおよび複数のチューブの追加または除去を可能にする。見ての通り、環状の帯は、複数のチューブが、実質的に均等な分布で、ならびに触媒および反応物がそれらの間を通過することと、おおむね放射状支材およびチューブ支持体の設計を損なうことなく、環状の帯が追加され、または除去されることとを可能にするのに十分な、複数のチューブ間のスペースで配置されるようにブラケットおよびチューブの数が増加する。
【0161】
実施形態では、少なくとも１つのチューブ支持プレートの第９の環状の帯１６８Ｉ（または任意の他のもの）は、少なくとも１つの熱電対挿入チューブ１２６であって、上記少なくとも１つの熱電対挿入チューブ１２６が第１のチューブサイズのものである、少なくとも１つの熱電対挿入チューブ１２６に対応するブラケット１７２をさらに備える。上記熱電対挿入チューブ１２６にブラケット１７２を設けることにより、温度測定装置がチューブバンドル内へ、好ましくは、反応器の長手方向の長さに沿った正確な温度測定値を得るために温度測定装置が触媒および複数のチューブにより、取り囲まれる、チューブバンドルの任意の領域内へ挿入されることが可能になる。
【0162】
上部および供給チューブ支持プレートは、チューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５と同様に、１つまたは複数の放射状支材１６６と、外側帯１７０と、チューブバンドル１３０のチューブ１３１と係合し、および／または上記チューブ１３１を取り囲むように構成された１つもしくは複数のブラケット１７２とを備え得る。上部供給チューブ支持プレート１５０の上記放射状支材１６６は、供給チューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５の上記支材１６６と同様に、または対応して配置される場合があり、および好適な角度１７６（図９）、たとえば４５°で軸方向に分割される場合がある。他の角度または配置が本開示により、考えられることが理解されよう。
【0163】
上部供給チューブ支持プレート１５０のブラケット１７２が、チューブ１３１の終端近傍を構成し、または上記終端近傍で延在し、予熱された反応物がそこでチューブ１３１を出て、次いで、第２の方向Ｆ２に下方に流れる。熱電対挿入チューブ１２６は、チューブ１３１の最上部の距離または範囲より上方の任意の距離を延在し、これが熱電対ポート１０６から熱電対挿入チューブ１２６への温度測定装置のより容易な挿入を容易にし得る。チューブ支持プレート１６２、１６３、１６４、１６５と同様に、上部供給チューブ支持プレート１５０は、反応器１００の所望の容量に適するようにサイズを拡大し、または減少させるように構成され得る。
【0164】
チューブバンドル１３０、およびチューブ支持プレート１５０、１６２、１６３、１６４、１６５の配置は有利には、反応器の熱伝達および反応器動力学の原因を示し得る。
【0165】
図１４～１６に移れば、上部プレート１９０が示されている。上部プレート１９０は、上部供給チューブ支持プレート１５０の上に、または上方に設置され得る。上部プレート１９０は構成がモジュラー式であり、およびフランジ１９１により、取り囲まれた４つの別個のセグメント１９２を画定し得る。上部プレート１９０は、プレートエッジ１９４、プレート１９０の厚さの少なくとも一部を通って画定された１つまたは複数のチューブ穴２０２、およびプレート１９０の厚さの少なくとも一部を通って画定された１つまたは複数のガス開口２０４を画定し得る。上記チューブ穴２０２は、チューブバンドル１３０のチューブ１３１の配置とおおむね整列し、およびチューブ１３１から反応器１００の空間１１３（図５Ｂ）内への、予熱された反応物の通過を容易にするように構成され得る。
【0166】
上記ガス開口２０４は、触媒床１４０内への、予熱された反応物の通過を容易にし、および適切な流れの分配を確実にする。上部プレート１９０は、触媒床へ流入する流れをできる限り均一にするために小さな圧力降下を生じさせるように構成され得る。上部プレート１９０は有利には、製造すること、ならびに／またはメンテナンス目的で操作することが困難であり、および／もしくはコストがかかる重い、ならびに／または複雑な設計を利用し得る既存の手法に対して図示されており、および表されたような単純化された設計を使用して、流れの分配の改善された均一性を実現するように構成される。
【0167】
上部プレート１９０がフランジ１９１へ外側に延在し得るので、ガス開口２０４は、触媒支持プレート１５４内のような間隙を残すことなく、実質的にエッジ１９４へ延在し得る。上部プレート１９０は、触媒支持プレート１５４と比較して、低減させられた厚さを有し得る。実施形態では、上部プレート１９０は、１～２５ｍｍの、より具体的には５～１５ｍｍの、および実施形態では８ｍｍの厚さを有する。
【0168】
上部プレート１９０は、任意の好適な機構により、たとえば、プレート１９０の各セクションのエッジにおいて、対応する開口１９３（図１５）と協働する締結部材１９６の使用により、除去可能にシェル１０２に、ならびに／または上部プレートおよびチューブ支持プレート１５０に取り付けられるように構成される。上部プレート１９０の締結部材１９６は、上部プレート１９０と、上部供給チューブ支持プレート１５０との間に延在しており、ならびに上部供給チューブ支持プレート１５０に溶接され、たとえばタック溶接され得る１つまたは複数のスペーサ１７４と協働し得る。
【0169】
実施形態では、スペーサ１７４は、スペーサ１７４の厚さの一部を通って画定された軌道または凹所内に締結部材１９６の相手側端を受容するのに十分な高さおよび／または周長を有し、これが、上部供給チューブ支持プレート１５０への、上部プレート１９０の強固な取り付けを可能にし得る。スペーサ１７４の高さは、１～３０ｍｍ、より具体的には５～２０ｍｍ、および実施形態では１５ｍｍであり得る。スペーサ１７４は、放射状支材１６６、環状の帯１６８、ブラケット１７２、またはその他のものに溶接され得る。見ての通り、締結部材１９６、および対応するスペーサ１７４は、締結部材、およびスペーサ１９６、１７４が各コーナーに、および上部プレート１９０のセクション１９４の内部エッジに沿って設けられるように位置している場合がある。
【0170】
上部プレート１９０はさらに、１つまたは複数のロードリング１９５を備えており、または上記１つまたは複数のロードリング１９５と協働し得る。上記ロードリング１９５は、上部プレート１９０のセクション１９４の位置決めおよび／または除去を容易にするように構成された任意の好適な構成要素であり得る。ロードリング１９５は、１つもしくは複数のガス開口２０４を通して、または任意の他の好適な位置で取り付け、ならびに除去可能に上部プレート１９０に固定し、および上記上部プレート１９０を操作するための構成要素を画定し得る。実施形態では、ロードリング１９５は、反応器シェル１０２から離れる方向に上部プレート１９０を持ち上げるための工具により、上部プレート１９０を操作者が把持することを可能にするように構成される。
【0171】
上部プレート１９０に、別個の複数のセクション１９４をモジュラー式に設けることにより、上部プレート１９０は、上部プレート１９０が反応物を分配し、および触媒床１４０を固定することができることを犠牲にすることなく、メンテナンス作業中により容易に除去可能であり、および交換可能である。上部プレート１９０のモジュラー式構成は、一体構成のプレート１９０ではなく同一の複数のセクション１９２が製造され得るので、製造プロセスを、よりコストが低く、および、より複雑でないものにする。上部プレート１９０の配置の一利点は、工場作業員が、除去されたセクション１９４により、設けられた開口を通して触媒を装填している間に上部プレート１９０の複数のセクション１９４の１つの上に立つことができることである。
【0172】
図１７～１９に移れば、反応器１００の１つまたは複数のノズルとの使用のための保持プレート２１０が図示されており、表されている。保持プレート２１０は、触媒取り出しノズル１１６および／またはハンドホール１１８を固定し得る。保持プレート２１０は、ハンドル２１２を備えている場合があり、およびノズル１１６により、画定されたリップ２１４と協働するように構成される。実施形態では、ノズル１１６は、任意の好適なパターンに、ノズルの開口のまわりに円周方向に配置された複数のリップ２１４を画定しており、保持プレート２１０は、図１７にみられるようにリップ２１４の内面に当接するように構成される。実施形態では、複数のリップ２１４は、任意の角度、たとえば１５°、２０°、３０°、４５°、６０°、９０°、またはその他のものだけ間隔が空けられている。複数のリップ２１４の配置は対称または非対称であり得る。ノズル１１６のフランジ１１７は、１つまたは複数の開口２１１であって、好適なスプールにノズル１１６を接続するために、好適なファスナが上記１つまたは複数の開口２１１を通して受容され得る、１つまたは複数の開口２１１を画定し得る。
【0173】
特定の実施形態では、複数のリップ２１４は、触媒取り出しノズル１１６またはハンドホール１１８により、画定された周方向開口の最底部セクションＢのまわりを延在するものでない。むしろ、図１９にみられるように、最底部セクションＢは、触媒粒子が触媒取り出し中に重力の影響下で自由に流れ得るように、遮られていない。保持プレート２１０の配置は、触媒取り出し中に触媒が速く流れすぎるのを防止する。
【0174】
図２０に移れば、実施形態による反応器３００が図示されており、および表されている。「３００」シリーズの参照番号は、「１００」シリーズの参照番号により、既に表されているものと同様の、または同一の特徴を含み得る。反応器３００は、上述されたような上部プレート３５０を有するチューブバンドルが受容され、および固定される場合があり、ならびに入口ノズル３２０および出口ノズル３２４を画定するシェル３０２を備えている。シェル３０２はさらに、熱電対挿入ノズル３０６を画定し、および／または支持するドーム型上部３０４を備えており、または上記ドーム型上部３０４と協働し得る。ドーム型上部３０４は、フランジ３１２により、シェル３０２に固定され得る。反応器３００は軸２０Ａ－２０Ａを中心に長手方向に延在する。触媒床３４０は、反応器シェル３０２により、画定された内部空間内の好適な高さを延在し得る。
【0175】
反応器３００は、長手方向軸２０Ａ－２０Ａを中心に、または実質的に上記長手方向軸２０Ａ－２０Ａと平行に、もしくは整列して、および触媒床３４０を通って延在している熱電対挿入チューブ３２６をさらに画定する。熱電対挿入チューブ３２６は、上述されたようなチューブバンドルと、一体化されており、または独立している場合がある。熱電対挿入チューブ３２６は、同様に長手方向軸２０Ａ－２０Ａを中心に延在している温度測定装置３１０を受容するように構成される。温度測定装置３１０は多素子熱電対であり得る。多素子熱電対は、反応器３００に沿った複数の位置で温度の測定値を得るように構成される。
【0176】
図２０にみられるように、温度測定装置３１０は、８つの測定位置３８２Ａ、３８２Ｂ、３８２Ｃ、３８２Ｄ、３８２Ｅ、３８２Ｆ、３８２Ｇ、３８２Ｈを反応器３００の長さに沿って備えている場合があり、および終端３２７へ延在している。温度測定装置３１０は全長３３０Ｉを有し得る。位置３８２Ａ、３８２Ｂ、３８２Ｃ、３８２Ｄ、３８２Ｅ、３８２Ｆ、３８２Ｇ、３８２Ｈはそれぞれ、距離３３０Ａ、３３０Ｂ、３３０Ｃ、３３０Ｄ、３３０Ｅ、３３０Ｆ、３３０Ｇだけ、間隔が空けられている場合がある。距離３３０Ａ、３３０Ｂ、３３０Ｃ、３３０Ｄ、３３０Ｅ、３３０Ｆ、３３０Ｇは、測定位置が反応器３００に沿って等間隔であるような同じ距離である場合があり、または特定のプロセスの必要性に応じて、異なる距離である場合がある。
【0177】
熱電対挿入チューブ３２６は、たとえば、温度測定装置３１０が反応器内部の温度を測定することを可能にするために、位置３８２Ａ、３８２Ｂ、３８２Ｃ、３８２Ｄ、３８２Ｅ、３８２Ｆ、３８２Ｇ、３８２Ｈで、または上記位置３８２Ａ、３８２Ｂ、３８２Ｃ、３８２Ｄ、３８２Ｅ、３８２Ｆ、３８２Ｇ、３８２Ｈ近傍で熱電対挿入チューブ３２６内の開口を画定することにより、温度測定装置３１０が位置３８２Ａ、３８２Ｂ、３８２Ｃ、３８２Ｄ、３８２Ｅ、３８２Ｆ、３８２Ｇ、３８２Ｈで測定値を得ることを可能にするように好適に構成され得る。温度測定装置が表されてきているが、本開示が他のタイプのセンサにもおよび、および多素子熱電対に限定されるものでないことが理解されよう。実施形態では、異なるセンサが、必要に応じて異なる位置に配置され得る。
【0178】
温度測定装置３１０、反応器３００、および熱電対挿入チューブ３２６は有利には、熱電対接合部の数を削減することにより、特に、高圧および／もしくは高温サービスの場合に、ならびに／または水素、もしくは酸素に敏感な触媒が関与する反応の場合に、同時に漏れのリスクを最小にしながら反応器内の複数の位置での高細分性の反応器状態データを提供することにより、改善されたプロセスコントロールを容易にする。温度測定装置３１０、反応器３００、および熱電対挿入チューブ３２６の構成は、熱電対挿入チューブ３２６および温度測定装置３１０の配置が、反応器のサイズにかかわらず、内部反応器状態の正確な測定を可能にするので反応器の設計の拡張性をさらに向上させ、反応器の側壁面から半径方向にサーモウェルが配置された反応器を監視すること、および、より大きな反応器の場合に、反応器の中心近くよりもシェル近くの状態を不釣り合いに測定することの困難性を軽減する。
【0179】
さらに、少なくとも図２および７にみられるように、反応器は、複数の温度測定装置を備え得る。上記温度測定装置は、反応器シェルに対して、および互いに対して任意の好適な構成で配置され得る。図２および７の実施形態では、たとえば、温度測定装置は、同じ距離だけ、反応器の中心長手方向軸からオフセットされており、および互いに反対側に配置され得る。複数の温度測定装置間の距離は、反応器、特に触媒床内の熱分配への干渉または、上記熱分配における攪乱を最小にするように構成され得る。距離は、反応物および生成物の流れ、ならびに、よって熱分配に対する、結果として生じる途絶により、複数の温度測定装置の間で、または近傍でホットスポットが生じる最小しきい値より上になるように選択され得る。最小しきい値より上に複数の温度測定装置を配置することは、それにより、反応器の性能の乱れを回避し、および測定値の精度を向上させる。
【0180】
複数の温度測定装置は、異なる目的を果たす場合があり、および／または互いに補完的であり得る。図２および７の実施形態では、温度測定装置は、図２０に関して表されるような複数の多素子熱電対である。複数の多素子熱電対の１つがプロセスコントロールシステムに接続され得る一方、複数の多素子熱電対の第２のものは安全計装システムに接続され得る。
【0181】
複数の多素子熱電対を設けることにより、有利には、反応器内の特定の位置、すなわち高さでの、温度の測定が確認される。複数の多素子熱電対から得られる複数の信号間の差がある場合、それは、たとえば、特定の高さでのホットスポットの発生を判定するために使用され、操作者が必要に応じて調整を行うことを可能にし得る。任意の好適な構成での任意の好適な数の熱電対が使用され得ることが認識されよう。
【0182】
反応器の実施形態は、反応器および触媒床を通って長手方向に延在する複数の供給チューブを備える。チューブバンドルは、複数の熱電対挿入チューブであって、複数の供給チューブと平行に延在しており、および多素子熱電対などの温度測定装置を、それらを通って受容するように構成された、複数の熱電対挿入チューブを画定し得る。複数の熱電対挿入チューブは、反応器の中心から異なる距離をおいて延在するように構成され得る。
【0183】
上記複数の距離は、中心からの複数の異なる距離における温度分布の測定を可能にするように構成され得る。特に、これは、特定の規模での反応器の設計を検証するのに役立ち、本開示の実施形態の反応器の拡張性をさらに高め得る。これは、温度測定の細分性が向上させられて、および関連付けられた応答を、プロセスコントロールシステムを使用して調整することができて、反応器のプロセスコントロールをさらに強化する。実施形態では、複数の熱電対挿入チューブの半径方向の構成は、予測されたホットスポットと一致するように決定され得る。
【0184】
これは、操作者が、ホットスポットがいつ形成されたかをすばやく、および正確に判定し、および、それに応じて対応し、それにより、暴走反応を防止することを可能にする。複数の熱電対挿入チューブの構成はさらに、反応器シェルのサイズに対応するようにチューブバンドルに対して決定され得る。より小さな反応器では、たとえば、より少ない熱電対挿入チューブが利用され得るが、熱電対挿入チューブの数、およびその構成の複雑さは、より大きな反応器において増大し得る。
【0185】
開示された実施形態による反応器を提供することにより、既存の反応器が、メンテナンスが必要な場合にアクセスすることが困難であること、および施設の処理能力の必要性に基づいて反応器を拡大／縮小することが困難であることという問題が対処される。本開示の反応器の実施形態は有利には、施設の設計の処理能力の必要性に基づいてモジュラー式に配置され、メンテナンスおよび触媒装填のために容易にアクセス可能であり、触媒、反応物、および熱の改善された均等な分配を容易にし、ならびに／または構築、輸送、設置、および運転中の堅牢な構造的支持を与えるように構成された、堅牢であるが、柔軟な反応器内部を備える反応器を提供する。
【0186】
図面および前述の説明において、反応器について図示され、および表されてきているが、それらは例証的であり、および制限的な性格を有しないものとされ、好ましい実施形態のみについて図示され、および表されていること、ならびに以下の請求項により、規定される実施形態の趣旨の範囲内に収まる変更、同等物、および修正すべてが保護されることが望まれることが理解される。
【0187】
よって、開示された実施形態の複数の特徴は、当業者により、本開示から理解されることになるように、特定の利点を実現するために組み合わせられ、または配置され得る。同様に、開示された実施形態の複数の特徴は、本明細書中に詳述されていない他の実施例に適用可能な独立した便益を与え得る。特に、開示された一実施形態からの任意の特徴が、開示された別の実施形態において採用され得る。
【0188】
必ずしもすべての目的または利点が本開示の任意の実施形態の下で実現され得る訳でないことが理解されるものとする。教示されたような一利点または利点群を、教示され、または示唆されたような他の目的もしくは利点を実現することなく、実現し、または最適化するやり方で反応器が実施され、または行われ得ることを当業者は認識するであろう。
【0189】
当業者は、開示された種々の特徴の互換性を認識するであろう。記載された変形以外に、特徴毎の他の既知の同等物が当業者により、混合され、および、マッチングされて、本開示の原理の下で反応器を製造し、または使用し得る。記載された特徴が他のタイプの反応器、反応スイート、化学種、およびプロセスに適合され得ることが当業者により、理解されよう。よって、本開示ならびに、その実施形態および変形は、メタノール合成プロセスに、またはシェルアンドチューブ反応器に限定されるものでないが、任意の化学プロセスにおいて利用され得る。
【0190】
本開示は反応器の特定の例示的な実施形態および実施例を説明しているが、したがって、本開示が、具体的に開示された実施形態を超えて、本開示の他の代替的な実施形態、および／または用途、ならびにそれらの明らかな修正および同等物におよぶことが当業者により、理解されよう。本開示が上記特定の開示された実施形態により、限定されるものでないことが意図されている。
【0191】
さらに、別途、示されていない限り、本明細書および請求項において使用される数量、構成要素、距離、または他の測定値を表す数値は、用語「about」またはその同義語により、任意的に修正されるものと理解されたい。用語「about」、「approximately」、「substantially」等が、記載された量、値、または状態とともに使用される場合、記載された量、値、または状態の２０％未満、１０％未満、５％未満、１％未満、０．１％未満、または０．０１％未満だけ逸脱している量、値、または状態を意味すると解され得る。本明細書で使用されるように、用語「between」は任意の参照された端点を含む。たとえば、「between 2 and 10」は、２および１０をいずれも含んでいる。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【国際調査報告】