專利名稱：反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及反應(yīng)裝置。本申請主張了基于2011年12月I日在日本申請的日本專利申請2011-263709號的優(yōu)先權(quán)，本文引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
作為利用流動層的反應(yīng)裝置，已知有專利文獻(xiàn)I所記載的反應(yīng)裝置。專利文獻(xiàn)I的反應(yīng)裝置是向反應(yīng)容器內(nèi)設(shè)置的固體催化劑噴射原料氣體并流動化，提高固體催化劑與原料氣體的接觸效率，進(jìn)行目的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)裝置。粉末狀的固體催化劑由于原料氣體的流動而成為流動狀態(tài)的產(chǎn)物稱為流動層。由于利用了流動層的反應(yīng)裝置的固體催化劑與原料氣體的接觸效率良好，順暢進(jìn)行作為目的的化學(xué)反應(yīng)，因此在催化劑反應(yīng)的領(lǐng)域中被廣泛利用。專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-168331號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題
在使用了流動層的催化劑反應(yīng)過程中，焦炭成分(含碳物質(zhì))會附著在固體催化劑的表面，催化劑活性會隨著時間下降。因此，提出了通過將反應(yīng)容器中的固體催化劑連續(xù)地抽出并轉(zhuǎn)移至再生器，并且使已經(jīng)再生的固體催化劑從再生器同量連續(xù)地返回反應(yīng)容器，維持催化劑活性的循環(huán)式的反應(yīng)裝置。另一方面，固體催化劑的一部分被反應(yīng)氣體卷起，與反應(yīng)氣體一起被集塵機(jī)收集，與反應(yīng)氣體分離，從集塵機(jī)的排出口返回流動層。在催化劑反應(yīng)過程中使用的固體催化劑包含不 少比平均粒徑小的粒子和比平均粒徑大的粒子，具有某一程度的粒徑分布。被集塵機(jī)氣-固分離，停留在反應(yīng)容器內(nèi)的程度的粒徑較小較輕的固體催化劑與粒徑較大的固體催化劑相比，存在于催化劑層的上部或者反應(yīng)容器的上部的概率較高，認(rèn)為一部分粒徑較小的固體催化劑會長期滯留在反應(yīng)容器內(nèi)。因此，若這樣的固體催化劑在再生器中無法再生而積存在反應(yīng)容器，則會阻礙催化劑反應(yīng)過程，無法得到充分的反應(yīng)性能。本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)裝置，其能夠?qū)⒈患瘔m機(jī)收集的固體催化劑順暢排出至反應(yīng)容器的外部。用于解決問題的方法
本發(fā)明的反應(yīng)裝置的一個形態(tài)包括:反應(yīng)容器；流動層，由配置在所述反應(yīng)容器的內(nèi)部的固體催化劑構(gòu)成；集塵機(jī)，收集從所述流動層吹起的所述固體催化劑，將收集的所述固體催化劑排出至所述流動層；以及所述固體催化劑的催化劑排出口，設(shè)在所述反應(yīng)容器的側(cè)壁，所述集塵機(jī)是串聯(lián)連接多個旋流器的旋流器式集塵機(jī)，所述多個旋流器包括將分別收集的所述固體催化劑排出至所述流動層的排出口，構(gòu)成所述集塵機(jī)的多個旋流器中最后級側(cè)的旋流器的排出口與最前級側(cè)的旋流器的排出口相比，到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離較短。所述集塵機(jī)可以是將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的旋流器式集塵機(jī)，所述多個旋流器配置為沿著所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁描繪弧形。也可以是構(gòu)成所述集塵機(jī)的多個旋流器中最后級側(cè)的旋流器的排出口與最前級偵_旋流器的排出口相比，到所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁的距離較短。構(gòu)成所述集塵機(jī)的多個旋流器的排列沒有特別限定，但優(yōu)選的是沿著所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁設(shè)置多個。另外，所述反應(yīng)容器的催化劑排出口也可以與所述多個集塵機(jī)分別對
應(yīng)設(shè)置。所述反應(yīng)容器的多個催化劑排出口也可以以所述反應(yīng)容器的中心軸為對稱軸，配置為旋轉(zhuǎn)對稱。也可以包括:再生器，進(jìn)行再生使得在含氧氣體的氣氛下對從所述反應(yīng)容器的催化劑排出口排出的所述固體催化劑加熱，使催化劑活性恢復(fù)；催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，通過向所述再生器送出含氧氣體，將從所述反應(yīng)容器的催化劑排出口排出的所述固體催化劑轉(zhuǎn)移至所述再生器；以及再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，使由所述再生器再生的所述固體催化劑返回所述反
應(yīng)容器。也可以在所述反應(yīng)容器的側(cè)壁設(shè)置有所述固體催化劑的催化劑流入口，使由所述再生器再生的所述固體催化劑流入所述反應(yīng)容器，所述反應(yīng)容器的催化劑流入口在從所述反應(yīng)容器的中心軸方向觀察時，設(shè)在所述反應(yīng)容器中互相鄰近的2個所述催化劑排出口之間的位置。S卩，本發(fā)明涉及以下方案。
`
(I) 一種反應(yīng)裝置，包括:
反應(yīng)容器；
流動層，由配置在所述反應(yīng)容器的內(nèi)部的固體催化劑構(gòu)成；
集塵機(jī)，構(gòu)成為收集從所述流動層吹起的所述固體催化劑，將收集的所述固體催化劑排出至所述流動層；以及
所述固體催化劑的催化劑排出口，設(shè)在所述反應(yīng)容器的側(cè)壁，
所述集塵機(jī)是將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的旋流器式集塵機(jī)，
所述2個以上的旋流器包括排出口，所述排出口構(gòu)成為將由各所述2個以上的旋流器收集的所述固體催化劑排出至所述流動層，
從構(gòu)成所述集塵機(jī)的2個以上的旋流器中最后級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離、比從最前級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離短。(2)如(I)所述的反應(yīng)裝置，所述集塵機(jī)是將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的旋流器式集塵機(jī)，
所述2個以上的旋流器配置為沿著所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁描繪弧形。(3)如(2)所述的反應(yīng)裝置，從構(gòu)成所述集塵機(jī)的2個以上的旋流器中最后級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁的距離、比從最前級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁的距離短。(4)如(I)至(3)的任意I項所述的反應(yīng)裝置，所述集塵機(jī)沿著所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁設(shè)置I個或者2個以上，
所述反應(yīng)容器的催化劑排出口與所述I個或者2個以上的集塵機(jī)分別對應(yīng)設(shè)置。(5)如(4)所述的反應(yīng)裝置，所述反應(yīng)容器的I個或者2個以上的催化劑排出口以所述反應(yīng)容器的中心軸為對稱軸，配置為旋轉(zhuǎn)對稱。(6)如(4)或者(5)所述的反應(yīng)裝置，還包括:再生器，構(gòu)成為進(jìn)行再生使得在含氧氣體的氣氛下對從所述反應(yīng)容器的催化劑排出口排出的所述固體催化劑加熱，使催化劑活性恢復(fù)；
催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，構(gòu)成為通過向所述再生器送出含氧氣體，將從所述反應(yīng)容器的催化劑排出口排出的所述固體催化劑轉(zhuǎn)移至所述再生器；以及
再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，構(gòu)成為使由所述再生器再生的所述固體催化劑返回所述反應(yīng)容器。(7)如(6)所述的反應(yīng)裝置，在所述反應(yīng)容器的側(cè)壁設(shè)置有所述固體催化劑的催化劑流入口，構(gòu)成為使由所述再生器再生的所述固體催化劑流入所述反應(yīng)容器， 所述反應(yīng)容器的催化劑流入口在從所述反應(yīng)容器的中心軸方向觀察時，設(shè)在所述反應(yīng)容器中互相鄰近的2個所述催化劑排出口之間的位置。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的一個形態(tài)，提供一種反應(yīng)裝置，其能夠?qū)⒂杉瘔m機(jī)收集的固體催化劑順暢排出至反應(yīng)容器的外部。


圖1是第一實施方式的反應(yīng)裝置的示意圖。圖2是反應(yīng)器的俯視圖。圖3是示出第一旋流器的概要結(jié)構(gòu)的立體圖。圖4是第二實施方式的反應(yīng)器的俯視圖。
具體實施例方式第一實施方式
圖1是本發(fā)明的第一實施方式的反應(yīng)裝置I的示意圖。反應(yīng)裝置I例如通過固體催化劑IOa和低級醇的共存化，使環(huán)己酮肟進(jìn)行貝克曼重排反應(yīng)，制造ε -己內(nèi)酰胺。反應(yīng)裝置I包含反應(yīng)器2、再生器3、催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)6、再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)8而構(gòu)成。反應(yīng)器2包括反應(yīng)容器20、原料氣體導(dǎo)入部21、反應(yīng)氣體排出部22、作為氣固分離裝置的集塵機(jī)23、冷卻部24、催化劑排出口 28、催化劑流入口 29。反應(yīng)容器20是具有圓筒狀的直體部20a的容器，但在直體部20a的上方也可以連接有比直體部20a的內(nèi)徑大的圓筒狀的擴(kuò)大部。在直體部20a的下部連接有內(nèi)徑漸小的圓錐狀的錐形部20c，但直體部20a的下部也可以不是圓錐狀的錐形形狀。在直體部20a與錐形部20c的邊界，設(shè)置有多個孔分散形成的分散板25。在分散板25上形成由固體催化劑IOa的粉末構(gòu)成的粉末層10。在錐形部20c連接有導(dǎo)入原料氣體Gl的原料氣體導(dǎo)入部21。
利用原料氣體導(dǎo)入部21，包含環(huán)己酮肟的原料氣體Gl導(dǎo)入至錐形部20c的內(nèi)部。作為原料氣體Gl的氣體源沒有特別限定，任意使用已知的氣體源即可。原料氣體Gl經(jīng)由形成于分散板25的多個孔噴射至粉末層10的底部。粉末層10由于從分散板25向鉛垂上方吹起的原料氣體Gl的流動而流動化，成為流動層。原料氣體Gl在成為流動層的粉末層10的內(nèi)部均勻流動，與固體催化劑IOa接觸進(jìn)行貝克曼重排。由此，生成包含己內(nèi)酰胺的反應(yīng)氣體G2。作為固體催化劑10a，例如可以例舉硼酸催化劑、二氧化硅氧化鋁催化劑、磷酸催化劑、復(fù)合金屬氧化物催化劑、沸石催化劑等。其中優(yōu)選沸石催化劑，進(jìn)一步優(yōu)選五元環(huán)型沸石，特別優(yōu)選MFI沸石。沸石催化劑可以是其骨架實際上僅由硅和氧構(gòu)成的結(jié)晶性二氧化硅，還可以是進(jìn)一步包含其他元素作為構(gòu)成骨架的元素的結(jié)晶性金屬硅等。在是結(jié)晶性金屬硅等的情況下，作為可能存在于硅和氧以外的元素，例如可以例舉Be、B、Al、T1、V、Cr、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Sb、La、Hf、Bi等，也可以包含這些的2種以上。硅相對于這些元素的原子比通常為5以上，優(yōu)選為50以上，更優(yōu)選為500以上。該原子比可以利用原子吸光法、熒光X射線法等來測定。沸石催化劑例如可以對硅化合物、季銨化合物、水、和根據(jù)需要以金屬化合物等為原料施加水熱合成，在對得到的結(jié)晶干燥、燒成后，用氨、銨鹽進(jìn)行接觸處理，接下來通過干燥來適當(dāng)調(diào)制。

固體催化劑IOa的粒徑優(yōu)選為0.001 5mm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.01 3mm。另夕卜，固體催化劑IOa例如可以是實際上僅由催化劑成分構(gòu)成的成形體，但也可以將催化劑成分載于擔(dān)體。使用了固體催化劑IOa的環(huán)己酮肟的貝克曼重排反應(yīng)，可以在氣相條件下進(jìn)行。反應(yīng)溫度通常為250 500°C，優(yōu)選為300 450°C。反應(yīng)壓力通常為0.01 0.5MPa，優(yōu)選為0.02 0.2MPa。另夕卜,每Ikg催化劑的原料環(huán)己酮I虧的供給速度(kg / h)、即空間速度WHSV QT1)通常為0.5 201Γ1，優(yōu)選為I IOh'環(huán)己酮肟與低級醇都被導(dǎo)入反應(yīng)容器20。環(huán)己酮肟可以單獨導(dǎo)入反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，也可以與氮、氬、二氧化碳等惰性氣體一起導(dǎo)入。作為此處使用的醇，優(yōu)選碳數(shù)為6以下的低級醇。例如可以使用甲醇、乙醇、η-丙醇、異丙醇、η- 丁醇、仲丁醇、異丁醇、η-戊醇、η-己醇、2，2，2-三氟醇等I種或者2種以上。特別是如果使用甲醇、乙醇、η-丙醇、異丙醇、η- 丁醇的I種或者2種以上，則對ε -己內(nèi)酰胺的選擇率和催化劑壽命的改良示出顯著效果，更為優(yōu)選。其中甲醇或者乙醇示出顯著效果，從工業(yè)的觀點而言是最優(yōu)選的。低級醇的量相對于環(huán)己酮肟的重量比通常為0.1 20倍是適當(dāng)?shù)?。?yōu)選可以為10倍以下，進(jìn)一步優(yōu)選可以為0.3 8倍的范圍。作為稀釋氣體，可以使苯、環(huán)己烷、甲苯等這樣的對于反應(yīng)具有惰性的化合物的蒸氣或者氮、二氧化碳等惰性氣體共存。反應(yīng)溫度通?？梢詾?50°C 500°C的范圍。在不到250°C的溫度下，反應(yīng)速度不充分，另外，ε-己內(nèi)酰胺的選擇率也存在下降的傾向。另一方面，若超過500°C，則由于無法忽視環(huán)己酮肟的熱分解，因此ε -己內(nèi)酰胺的選擇率存在下降的傾向。特別優(yōu)選的溫度范圍為300°C 450°C，最優(yōu)選的溫度范圍為300°C 400°C。原料環(huán)己酮肟的空間速度為WHSV = 0.5 ZOhf1 (即每Ikg催化劑的環(huán)己酮肟供給速度為
0.5 20kg/hr)。優(yōu)選從I IOhf1的范圍選擇。ε -己內(nèi)酰胺從反應(yīng)混合物的分離可以用通常的方法實施。例如將反應(yīng)生成氣體冷卻使其冷凝，接下來能夠得到由提取、蒸餾或者結(jié)晶等精制的ε-己內(nèi)酰胺。反應(yīng)器2包括將粉末層10冷卻的冷卻部24。冷卻部24包括使冷卻劑流通的I個或者2個以上的除熱管24a。除熱管24a的至少一部分埋設(shè)在粉末層10的內(nèi)部。停滯在粉末層10的內(nèi)部的反應(yīng)熱由通過除熱管24a的冷卻劑回收，排出至反應(yīng)容器20的外部。反應(yīng)容器20內(nèi)的反應(yīng)溫度被冷卻部24調(diào)整得不超過預(yù)定的溫度范圍。作為冷卻劑，例如使用水。在圖1中，圖示了除熱管24a僅設(shè)置在粉末層10的一部分，但由于除熱管24a設(shè)置在粉末層10的整體時能抑制局部的溫度上升，均勻控制反應(yīng)容器20內(nèi)的反應(yīng)溫度，因此是優(yōu)選的。在反應(yīng)容器20的內(nèi)部設(shè)置有集塵機(jī)23，集塵機(jī)23使包含從粉末層10吹起的固體催化劑IOa的反應(yīng)氣體G2從在反應(yīng)容器20的內(nèi)部開放的氣體流入口 104流入，使固體催化劑IOa與反應(yīng)氣體G2分離并進(jìn)行收集。集塵機(jī)23例如考慮了將第一旋流器100和第二旋流器110和第三旋流器120串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)，但串聯(lián)連接的旋流器數(shù)量沒有特別限定。第一旋流器100包括:旋流器主體部101，包含氣體流入口 104和氣體排出口 106 ；以及排出管103，將由旋流器主體部101收集的固體催化劑IOa排出至粉末層10，被收集的固體催化劑IOa從排出管103的前端部排出至粉末層10。在排出口也可以設(shè)置有妨礙板，用于抑制由于原料氣體Gl的壓力，固體催化劑IOa倒流至旋流器主體部側(cè)。設(shè)置有排出口的排出管103的前端部配置在粉末層10的內(nèi)部。第二旋流器110包括:旋流器主體部111，包含氣體流入口 114和氣體排出口 116 ;以及排出管113，將由旋流器主體部111收集的固體催化劑IOa排出至粉末層10。氣體流入口 114與第一旋流器100的氣體排出口 106連接。向旋流器主體部111流入由第一旋流器100去除一部分固體催化劑IOa的反應(yīng)氣體G2。在排出管113的前端部設(shè)置有固體催化劑IOa的排出口，排出口可以設(shè)置翼閥、擋板閥等若作用了預(yù)定大小以上的負(fù)載則打開的重量閥。設(shè)置有排出口的排出管113的前端部配置在粉末層10的內(nèi)部。第三旋流器120包括:旋流器主體部121，包含氣體流入口 124和氣體排出口 126 ；以及排出管123，將由旋流器主體部121收集的固體催化劑IOa排出至粉末層10。氣體流入口 124與第二旋流器110的氣體排出口 116連接。向旋流器主體部121流入由第二旋流器110去除一部分固體催化劑IOa的反應(yīng)氣體G2。在排出管123的前端部設(shè)置有固體催化劑IOa的排出口，排出口也可以是翼閥、擋板閥等重量閥。設(shè)置有排出口的排出管123的前端部配置在粉末層10的內(nèi)部。氣體排出口 126與反應(yīng)容器10的反應(yīng)氣體排出部22連接。在本實施方式中，將3個旋流器串聯(lián)連接，用前級側(cè)的旋流器收集粒徑比較大的固體催化劑10a，用后級側(cè)的旋流器收集沒有由前級側(cè)的旋流器收集的、粒徑比較小的固體催化劑10a。由此，沒有遺漏地收集具有大小各種粒徑的固體催化劑10a，提高固體催化劑IOa的收集效率。在圖1中，使用將3個旋流器串聯(lián)連接的3級式的旋流器式集塵機(jī)，但集塵機(jī)23的結(jié)構(gòu) 不限于此。例如，也可以使用將2個或者4個以上的旋流器串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)。優(yōu)選將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)，更優(yōu)選將3個以上的旋流器串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)。另外，例如也可以將2個或者4個以上的旋流器串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)設(shè)置I個或者2個系列以上。將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)優(yōu)選設(shè)置I個系列以上，更優(yōu)選設(shè)置2個系列以上，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置3個系列以上。另外，不限于旋流器這樣的利用離心力將固體催化劑IOa與反應(yīng)氣體G2分離的離心力集塵機(jī)，也可以使用其他方式，例如使反應(yīng)氣體G2的流動方向變化，用慣性將固體催化劑IOa與反應(yīng)氣體G2分離的慣性力集塵機(jī)等。利用集塵機(jī)23與固體催化劑IOa分離的包含ε -己內(nèi)酰胺的反應(yīng)氣體G2經(jīng)由反應(yīng)氣體排出部22被排出至反應(yīng)容器20的外部。從反應(yīng)氣體排出部22排出的反應(yīng)氣體G2被導(dǎo)入至未圖示的蒸餾裝置或者晶析裝置等，精制為高純度的ε -己內(nèi)酰胺。在反應(yīng)器2連接有再生器3。再生器3對反應(yīng)器2所使用的固體催化劑IOa進(jìn)行再生處理，使催化劑活性再生。本實施方式的反應(yīng)裝置I是通過將反應(yīng)器2中的固定催化劑連續(xù)地抽出并轉(zhuǎn)移至再生器3，并且將已經(jīng)再生的固體催化劑IOa從再生器3同量連續(xù)地返回反應(yīng)器2，從而維持催化劑活性的循環(huán)式的反應(yīng)裝置。再生器3可以串聯(lián)或者并聯(lián)地包括I個或者2個以上。在反應(yīng)器2與再生器3之間設(shè)置有催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)6。催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)6通過向再生器3送出空氣等空氣輸送氣體，將反應(yīng)器2所使用的催化劑活性下降的固體催化劑IOa的一部分轉(zhuǎn)移至再生器3。若在固體催化劑IOa的存在下，進(jìn)行環(huán)己酮肟的貝克曼重排反應(yīng)，則隨著反應(yīng)時間的過去(隨著每催化劑單位重量的環(huán)己酮肟的總處理量增加)，由于環(huán)己酮肟、ε -己內(nèi)酰胺的聚合等，所謂的焦炭成分(含碳物質(zhì))緩緩附著在固體催化劑10a。由此，固體催化劑IOa的催化劑活性隨著時間下降。即，環(huán)己酮肟的轉(zhuǎn)換率緩緩下降。再生器3包括再生容器50、排氣氣體排出部52。再生器3將催化劑活性由于反應(yīng)器2而下降的固體催化劑IOa的一部分在含氧氣體的氣氛下加熱，使催化劑活性充分恢復(fù)地進(jìn)行再生。在再生器3中進(jìn)行再生，使得催化劑活性充分恢復(fù)至可以在反應(yīng)器2中作為催化劑使用的程度。在再生器3 中，將附著在固體催化劑IOa的表面的焦炭成分燃燒，排出反應(yīng)氣體E (排氣氣體)。再生容器50是具有圓筒狀的直體部50a的容器。在直體部50a連接有催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)6的管線的另一端。催化劑活性由于反應(yīng)器2而下降的固體催化劑IOa的一部分導(dǎo)入至再生容器50。在再生器3的直體部50a的下部，例如連接有內(nèi)徑漸小的圓錐狀的錐形部50c，但再生器下部的形狀沒有特別限制。在直體部50a與錐形部50c的邊界設(shè)置有多個孔分散而形成的分散板27，在分散板27上形成由固體催化劑IOa的粉末構(gòu)成的粉末層12。在粉末層12包含反應(yīng)器2中的催化劑活性下降的固體催化劑IOa的一部分和利用再生器3再生而使催化劑活性充分恢復(fù)的固體催化劑10a。在錐形部50c例如連接有導(dǎo)入空氣等含氧氣體的再生氣體導(dǎo)入部41。利用再生氣體導(dǎo)入部41，含氧氣體被導(dǎo)入至錐形部50c的內(nèi)部。含氧氣體經(jīng)由形成于分散板27的多個孔，噴射至粉末層12的底部。粉末層12由于從分散板27向鉛垂上方吹起的含氧氣體的流動而流動化，成為流動層。含氧氣體在成為流動層的粉末層12的內(nèi)部均勻流動，使固體催化劑IOa的表面的焦炭成分有效燃燒。
優(yōu)選在直體部50a的內(nèi)部設(shè)置有集塵機(jī)，將從粉末層12吹起的固體催化劑IOa從反應(yīng)氣體E(排氣氣體)分離并收集，將收集的固體催化劑IOa排出至粉末層12。在該情況下，集塵機(jī)例如可以是將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的多級式的旋流器式集塵機(jī)。通過將2個以上的旋流器串聯(lián)連接，能夠提高固體催化劑IOa的收集效率。另外，不限于旋流器這樣的利用離心力將固體催化劑IOa與反應(yīng)氣體E分離的離心力集塵機(jī)，也可以使用其他方式，例如使反應(yīng)氣體E的流動方向變化，用慣性將固體催化劑IOa與反應(yīng)氣體E分離的慣性力集塵機(jī)等。反應(yīng)氣體E經(jīng)由與直體部50a的上部連接的排氣氣體排出部52被排出至再生器3的外部。在再生器3與反應(yīng)器2之間設(shè)置有再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)8。再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)8將由再生器3再生的固體催化劑IOa的一部分轉(zhuǎn)移至反應(yīng)器2。再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)8構(gòu)成為由再生器3再生的固體催化劑IOa的一部分由于自重而移動至反應(yīng)器2。為了使再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)8的固體催化劑IOa的流動性良好，也可以在再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)8的管線中設(shè)置有供給氮氣等惰性氣體的惰性氣體供給機(jī)構(gòu)。在本實施方式的反應(yīng)裝置I中，若比較粉末層10和粉末層12的各上表面的位置，則粉末層10的上表面的位置較低，粉末層12的上表面的位置為較高的位置。因此，固體催化劑IOa從再生器3向反應(yīng)器2的移動可以僅由固體催化劑IOa的自重來進(jìn)行。由于不使用任何壓送單元，因此比較經(jīng)濟(jì)，由于空氣這樣的壓送介質(zhì)不流入反應(yīng)器2，因此具有不會阻礙作為目的的化學(xué)反應(yīng)這樣的優(yōu)點。例如，若使反應(yīng)器2與再生器3的配置關(guān)系與本實施方式相反，則由于粉末層10的上表面的位置比粉末層12的上表面的位置高，因此固體催化劑IOa從再生器3向反應(yīng)器2的移動無法僅由固體催化劑IOa的自重來進(jìn)行。因此需要壓送單元。作為壓送介質(zhì)，使用空氣在成本方面有利，若但壓送介質(zhì)即空氣體流入反應(yīng)器2，則有可能阻礙在反應(yīng)器2中作為目的的化學(xué)反應(yīng)。不阻礙化學(xué)反應(yīng)的執(zhí)行的介質(zhì)，例如也可以考慮使用將惰性氣體、與原料氣體Gl所包含的低級醇相同的低級醇作為壓送介質(zhì)，但在該情況下，由于成本比空氣高，因此不經(jīng)濟(jì)。像本實施方式那樣用壓送空氣將固體催化劑從反應(yīng)器2轉(zhuǎn)移至再生器3的情況下，由于原來空氣在再生器3中用作燃燒用的氣體，因此不會給在再生器3中進(jìn)行的再生處理帶來較大的影響。在不會產(chǎn)生上述問題的情況下，反應(yīng)器2和再生器3的粉末層的位置也可以是反應(yīng)器2較高，再生器3較低。本說明書中，“粉末層的上表面的位置”規(guī)定如下。粉末層包含濃厚層和稀薄層，濃厚層濃厚地包含有原料氣體Gl或者由于空氣而處于流動狀態(tài)的固體催化劑10a，稀薄層配置在濃厚層的鉛垂上方，固體催化劑IOa與反應(yīng)氣體(反應(yīng)氣體G2或者反應(yīng)氣體E)共存，固體催化劑IOa激烈地跳起。稀薄層的上方為幾乎不包含固體催化劑IOa并以反應(yīng)氣體為主體的自由空間(freeboard)部。若將固體催化劑IOa的密度(kg / m3)作為橫軸，將從分散板起的鉛垂方向的高度作為縱軸，測定固體催化劑IOa的密度分布，則能夠得到在某一高度下固體催化劑IOa的密度描繪為向上凸的曲線，若進(jìn)一步提高，則描繪為向下凸的曲線的S形的曲線。該S形的曲線的拐點的位置是粉末層的上表面的位置。圖2是從反應(yīng)容器20的中心軸Ax的方向觀察反應(yīng)器2的俯視圖。在反應(yīng)容器20的內(nèi)部，作為氣固分 離裝置的I個或者2個以上的集塵機(jī)23沿著反應(yīng)容器20的內(nèi)壁設(shè)置。在圖2中，由第一集塵機(jī)23A、第二集塵機(jī)23B、第三集塵機(jī)23C和第四集塵機(jī)23D構(gòu)成的4個集塵機(jī)23設(shè)置在反應(yīng)容器20的內(nèi)部，但集塵機(jī)23的數(shù)量不限于此。例如，也可以沿著反應(yīng)容器20的內(nèi)壁設(shè)置I個、2個、3個、或者5個以上的集塵機(jī)23。多個集塵機(jī)23 (第一集塵機(jī)23A、第二集塵機(jī)23B、第三集塵機(jī)23C和第四集塵機(jī)23D)的結(jié)構(gòu)完全相同。多個集塵機(jī)23配置為圍繞反應(yīng)容器20的中心軸Ax描繪為圓。多個集塵機(jī)23配置為以反應(yīng)容器20的中心軸Ax作為對稱軸，旋轉(zhuǎn)對稱(4次對稱)。第一集塵機(jī)23A、第二集塵機(jī)23B、第三集塵機(jī)23C和第四集塵機(jī)23D分別由第一旋流器100、第二旋流器110和第三旋流器120構(gòu)成的3個旋流器所構(gòu)成。第一旋流器100、第二旋流器110和第三旋流器120配置為沿著反應(yīng)容器20的內(nèi)壁描繪弧形。若設(shè)第一旋流器100的旋流器主體部101的中心軸為A，第二旋流器110的旋流器主體部111的中心軸為B，第三旋流器120的旋流器主體部121的中心軸為C，則連接中心軸A與中心軸B的虛線、與連接中心軸B與中心軸C的虛線構(gòu)成鈍角而交叉。中心軸A與中心軸Ax的距離、t匕中心軸B與中心軸Ax的距離和中心軸C與中心軸Ax的距離短。因此，第二旋流器110和第三旋流器120與第一旋流器100相比，配置在靠近反應(yīng)容器20的內(nèi)壁的位置。在反應(yīng)容器20的側(cè)壁，將已經(jīng)使用的固體催化劑向再生器排出的催化劑排出口28與第一集塵機(jī)23A、第二集塵機(jī)23B、第三集塵機(jī)23C和第四集塵機(jī)23D分別對應(yīng)地設(shè)置有4個。4個催化劑排出口 28 (第一催化劑排出口 28A、第二催化劑排出口 28B、第三催化劑排出口 28C、第四催化劑排出口 28D)以反應(yīng)容器20的中心軸作為對稱軸，配置為旋轉(zhuǎn)對稱(4次對稱)。4個催化劑排出口 28配置在與構(gòu)成分別對應(yīng)的集塵機(jī)23的多個旋流器中最后級側(cè)的旋流器的距離、比與最前級側(cè)的旋流器的距離短的位置。“反應(yīng)容器的排出口與旋流器的距離”規(guī)定為從反應(yīng)容器的中心軸的方向觀察時的，反應(yīng)容器的排出口的開口面的中心與旋流器的排出管的排出口的開口面的中心的距離。該距離和反應(yīng)容器的排出口的開口面的中心與旋流器 的旋流器主體部的中心軸的距離大致一致。例如，以第一集塵機(jī)23A與第一催化劑排出口 28A的關(guān)系來說明，若設(shè)第一旋流器100的旋流器主體部101的中心軸A與第一催化劑排出口 28A的開口面的中心的距離為LA，第二旋流器110的旋流器主體部111的中心軸B與第一催化劑排出口 28A的開口面的中心的距離為LB，第三旋流器120的旋流器主體部121的中心軸C與第一催化劑排出口 28A的開口面的中心的距離為LC，則構(gòu)成為滿足LA > LB > LC的關(guān)系。S卩，與第一集塵機(jī)23A對應(yīng)的第一催化劑排出口 28A設(shè)置在與第一集塵機(jī)23A的第一旋流器100相比，靠近第一集塵機(jī)23A的第三旋流器120的位置。與第二集塵機(jī)23B對應(yīng)的第二催化劑排出口 28B設(shè)置在與第二集塵機(jī)23B的第一旋流器100相比，靠近第二集塵機(jī)23B的第三旋流器120的位置。與第三集塵機(jī)23C對應(yīng)的第三催化劑排出口 28C設(shè)置在與第三集塵機(jī)23C的第一旋流器100相比，靠近第三集塵機(jī)23C的第三旋流器120的位置。與第四集塵機(jī)23D對應(yīng)的催化劑第四排出口 28D設(shè)置在與第四集塵機(jī)23D的第一旋流器100相比，靠近第四集塵機(jī)23D的第三旋流器120的位置。在本實施方式的反應(yīng)裝置中，構(gòu)成集塵機(jī)23的2個以上的旋流器中最后級側(cè)的第三旋流器120的排出管的排出口與最前級側(cè)的第一旋流器100的排出管的排出口相比，從反應(yīng)容器20的中心軸Ax的方向觀察，到反應(yīng)容器20的催化劑排出口 28的距離較短。因此，能夠?qū)牡谌髌?20排出的粒徑較小的固體催化劑更順暢排出至反應(yīng)容器20的外部。與反應(yīng)氣體G2 —起流入第一旋流器100的氣體流入口 104的固體催化劑根據(jù)粒徑(重量)分級，粒徑比較大的固體催化劑由前級側(cè)的第一旋流器100收集，粒徑比較小的固體催化劑由后級側(cè)的第二旋流器110和第三旋流器120收集。停留在反應(yīng)容器內(nèi)的程度的粒徑較小較輕的固體催化劑與粒徑較大的固體催化劑相比，認(rèn)為存在于催化劑層的上部、反應(yīng)容器的上部的概率較高，難以從催化劑排出口 28向再生器轉(zhuǎn)移，一部分粒徑較小的固體催化劑會長期滯留在反應(yīng)容器內(nèi)。因此，若這樣的固體催化劑在再生器中沒有再生的狀態(tài)下積存在反應(yīng)容器20，則會阻礙反應(yīng)容器20的催化劑反應(yīng)過程，無法得到充分的反應(yīng)性能。因此，在本實施方式的反應(yīng)裝置中，將催化劑排出口 28的位置設(shè)置在與第一旋流器100相比靠近第二旋流器110和第三旋流器120的位置。由此，能夠?qū)⒘捷^小(即難以排出)的固體催化劑順暢排出至反應(yīng)容器20的外部。從反應(yīng)容器20的催化劑排出口 28向再生器轉(zhuǎn)移的固體催化劑在再生器內(nèi)，在含氧氣體的氣氛下加熱并使催化劑活性充分恢復(fù)地被再生。在再生器中進(jìn)行再生，使得催化劑活性充分恢復(fù)至可以在反應(yīng)器2中作為固體催化劑使用的程度。由再生器再生并恢復(fù)催化劑活性的固體催化劑向反應(yīng)器2轉(zhuǎn)移，但需要將被再生的固體催化劑返回至被再生的固體催化劑不直接向再生器轉(zhuǎn)移的反應(yīng)器2的位置。從上述觀點而言，從再生器向反應(yīng)器2返回固體催化劑的位置、即催化劑流入口 29的位置優(yōu)選是在反應(yīng)容器20中互相鄰近的2個催化劑排出口 28之間 的位置(例如正好中間的位置)。催化劑流入口 29的數(shù)量為2個以上時，在反應(yīng)器內(nèi)易于平均，但也可以是一處。若設(shè)在反應(yīng)器2的旋流器系列的數(shù)量增加，則反應(yīng)器2的催化劑排出口 28的數(shù)量也需要增加，但在該情況下，催化劑排出口 28的間隔變窄。因此，即使在其中間點設(shè)置催化劑流入口 29，也難以防止向反應(yīng)器2返回的已經(jīng)再生的固體催化劑直接向再生器轉(zhuǎn)移。因此，在這樣的情況下，也可以取消從與旋流器系列對應(yīng)設(shè)置的催化劑排出口之一的催化劑排出，利用作為催化劑流入口 29。在各集塵機(jī)23分別設(shè)置有使原料氣體Gl向第一旋流器100流入的筒狀的氣體流入口 104。氣體流入口 104在從反應(yīng)容器20的中心軸Ax的方向觀察時，在構(gòu)成圓形的旋流器主體部101的切線方向延伸。氣體流入口 104例如具有流入側(cè)較寬流出側(cè)較窄的喇叭口形。各集塵機(jī)23的氣體流入口 104朝向由多個集塵機(jī)23包圍的區(qū)域的內(nèi)側(cè)開口。因此，在反應(yīng)容器20的中心部被吹起的固體催化劑被高效地收集?！皻怏w流入口朝向由多個集塵機(jī)3包圍的區(qū)域的內(nèi)側(cè)開口”是指在假設(shè)連接有氣體流入口 104的旋流器主體部101的中心軸為A，連接旋流器主體部101的中心軸A與反應(yīng)容器20的中心軸Ax的第一虛線為K1，通過旋流器主體部101的中心軸A與第一虛線Kl垂直的第二虛線為K2時，氣體流入口104的開口面104a與第二虛線K2相比配置在反應(yīng)容器20的中心軸Ax側(cè)。在本實施方式的情況下，氣體流入口 104的方向是與第一虛線Kl大致平行的方向，為朝向反應(yīng)容器20的中心部的方向，但氣體流入口 104的方向不限于此。氣體流入口104的方向優(yōu)選是不與鄰近形成有所述氣體流入口 104的旋流器的其他旋流器干擾的方向。由此，反應(yīng)氣體G2高效地流入氣體流入口 104，固體催化劑的收集效率提高?！皻怏w流入口的方向是不與鄰近的其他旋流器干擾的方向”是指，若設(shè)通過氣體流入口 104的開口面104a的中心、向氣體流入口 104的外側(cè)與氣體流入口 104的延伸方向平行延伸的第三虛線為K3時，在第三虛線K3上不存在與形成有所述氣體流入口 104的旋流器鄰近的其他旋流器。在本實施方式中，多個集塵機(jī)23的氣體流入口 104全部設(shè)置在第三虛線K3與第一虛線Kl大致平行的方向，但各集塵機(jī)的氣體流入口 104的方向不限于此。第三虛線K3與第一虛線Kl所成的角度可以在所有的集塵機(jī)23中相等，也可以在一部分集塵機(jī)23中不同，還可以在所有的集塵機(jī)23中不同。另外，在本實施方式中，多個集塵機(jī)23的氣體流入口 104在從反應(yīng)容器20的中心軸Ax的方向觀察時，全都朝向由多個集塵機(jī)23包圍的區(qū)域的內(nèi)側(cè)開口，但各集塵機(jī)的氣體流入口 104的方向不限于此。多個集塵機(jī)23中的一部分或者全部的集塵機(jī)的氣體流入口104在從反應(yīng)容器20的中心軸Ax的方向觀察時，也可以朝向由多個集塵機(jī)23包圍的區(qū)域的外側(cè)開口。例如，在多個集塵機(jī)23的氣體流入口 104全都朝向由多個集塵機(jī)23包圍的區(qū)域的外側(cè)開口的情況下，在反應(yīng)容器20的中心部上升的反應(yīng)氣體G2不直接流入氣體流入口 104，而是在通過反應(yīng)容器20的中心部上升至天花板部后、沿著反應(yīng)容器20的內(nèi)壁下降時，流入氣 體流入口 104。因此，在反應(yīng)容器20的中心部形成穩(wěn)定的反應(yīng)氣體G2的流動?！皻怏w流入口朝向由多個集塵機(jī)包圍的區(qū)域的外側(cè)開口 ”是指，氣體流入口 104與第二虛線K2相比，配置在反應(yīng)容器20的中心軸Ax的相反側(cè)。圖3是示出第一旋流器100的概要結(jié)構(gòu)的一個例子的立體圖，但旋流器的結(jié)構(gòu)不限于此。本實施方式的反應(yīng)器和再生器所使用的旋流器的基本結(jié)構(gòu)都相同。因此，此處以第一旋流器100的結(jié)構(gòu)為例，說明本實施方式中使用的旋流器的基本結(jié)構(gòu)。第一旋流器100包括:旋流器主體部101，包含氣體流入口 104和氣體排出口 106 ；灰塵箱102，連接于旋流器主體部101的下端部；以及排出管103，連接于灰塵箱102的下端部。旋流器主體部101的上部為圓筒狀的直體部101a，下部為朝向下方直徑減小的圓錐狀的錐形部101b，直體部IOla的上表面為頂板部101c。在直體部IOla的側(cè)壁的上端部設(shè)置有開口部Hl，使包含固體催化劑IOa的反應(yīng)氣體G2在直體部IOla的切線方向流入。在開口部Hl連接有在直體部IOla的切線方向延伸的筒狀的氣體流入口 104。在頂板部IOlc的中央部設(shè)置有將由旋流器主體部101分離的反應(yīng)氣體G2排出的開口部H2。在開口部H2連接有筒狀的氣體排出口 106，氣體排出口 106的一部分插入直體部IOla的內(nèi)部。開口部H2和氣體排出管106與直體部IOla配置為同心狀。直體部IOla的中心軸D與旋流器主體部101的中心軸A—致。在下面的說明中，為了方便，有時將旋流器主體部的中心軸稱為旋流器的中心軸。在錐形部IOlb的下端部連接灰塵箱102，儲存由旋流器主體部101收集的固體催化劑10a。灰塵箱102的上部為圓筒狀的直體部102a，下部為朝向下方直徑減小的圓錐狀的錐形部102b。在錐形部102b的下端部連接有排出管103，將積存在灰塵箱102的固體催化劑IOa排出。排出管103構(gòu)成為從錐形部102b向鉛垂下方延伸的細(xì)長配管，排出管103的下端部埋設(shè)在圖1所示的粉末層10的內(nèi)部。包含固體催化劑IOa的反應(yīng)氣體G2從氣體流入口 104流入旋流器主體部101的直體部101a。反應(yīng)氣體G2在直體部IOla的切線方向流入，成為渦流，在直體部IOla和錐形部IOlb的內(nèi)部邊旋轉(zhuǎn)邊下降。固體催化劑IOa被伴隨著反應(yīng)氣體G2的旋轉(zhuǎn)的離心力按壓至直體部IOla和錐形部IOlb的內(nèi)壁，通過與上述內(nèi)壁的摩擦而減速。由于摩擦而減速的固體催化劑IOa沿著直體部IOla和錐形部IOlb的內(nèi)壁下降，流入與錐形部IOlb的下端部連接的灰塵箱102。在直體部IOla和錐形部IOlb的內(nèi)部邊旋轉(zhuǎn)邊下降的反應(yīng)氣體G2在錐形部IOlb中反轉(zhuǎn)，在錐形部IOlb和直體部IOla的中心部上升。然后，去除固體催化劑IOa的一部分的反應(yīng)氣體G2從氣體排出口 106被排出。積存在灰塵箱102的固體催化劑IOa在與灰塵箱102的下端部連接的排出管103的內(nèi)部下降，從排出管103的排出口排出至反應(yīng)容器20的內(nèi)壁附近的位置。排出至反應(yīng)容器20的內(nèi)壁附近的位置的固體催化劑IOa由于粉末層10的流動，向設(shè)在反應(yīng)容器20的側(cè)壁的催化劑排出口 28移動，從催化劑排出口 28通過設(shè)在催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)6的催化劑轉(zhuǎn)移配管而供給至再生器3。根據(jù)本實施方式的反應(yīng)裝置1，能夠得到如下效果。(1)構(gòu)成集塵機(jī)23的2個以上的旋流器中最后級側(cè)的第三旋流器120的固體催化劑的排出口與最前級側(cè)的第一旋流器100的固體催化劑的排出口相比，到反應(yīng)容器20的催化劑排出口 28的距離較短。因此，能夠?qū)⒘捷^小并在反應(yīng)器長期滯留的催化劑活性下降的固體催化劑IOa順暢排出至反應(yīng)容器20的外部。(2)構(gòu)成集塵機(jī)23的2個以上的旋流器配置為沿著反應(yīng)容器20的內(nèi)壁描繪為弧形。因此，能夠?qū)?個以上的旋流器的排出管的位置配置在靠近反應(yīng)容器20的催化劑排出口 28的位置。由此，能夠?qū)⒂尚髌魇占墓腆w催化劑IOa順暢排出至反應(yīng)容器20的外部
(3)在反應(yīng)容器20的側(cè)壁，多個催化劑排出口 28與多個集塵機(jī)23分別對應(yīng)設(shè)置。因此，能夠?qū)⒂筛骷瘔m機(jī)23收集的粒徑較小的固體催化劑IOa順暢排出至反應(yīng)容器20的外部。(4)多個催化劑排出口 28以反應(yīng)容器20的中心軸Ax作為對稱軸，配置為旋轉(zhuǎn)對稱。因此，能夠大致不偏向地排出由多個集塵機(jī)23收集的固體催化劑10a。第二實施方式
圖4是從反應(yīng)容器201的中心軸Ax的方向觀察第二實施方式的反應(yīng)裝置所使用的反應(yīng)器200的俯視圖。在本實施方式的反應(yīng)裝置中，與第一實施方式的反應(yīng)裝置I的不同點在于反應(yīng)器200的構(gòu)成。因此，此處，以反應(yīng)器200的結(jié)構(gòu)為中心說明，省略與第一實施方式共通的結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。在反應(yīng)容器201的內(nèi)部，以第一旋流器210、第二旋流器220和第三旋流器230為I組的2組旋流器式集塵機(jī)203沿著反應(yīng)容器201的內(nèi)壁設(shè)置。2個集塵機(jī)203 (第一集塵機(jī)203A和第二集塵機(jī)203B)的結(jié)構(gòu)完全相同。2個集塵機(jī)203配置為圍繞反應(yīng)容器201的中心軸Ax描繪為圓。2個集塵機(jī)203配置為以反應(yīng)容器201的中心軸Ax作為對稱軸，旋轉(zhuǎn)對稱(2次對稱)。第一旋流器210、第二旋流器220和第三旋流器230配置為沿著反應(yīng)容器201的內(nèi)壁描繪弧形。若設(shè)第一旋流器210的旋流器主體部的中心軸為A，第二旋流器220的旋流器主體部的中心軸為B，第三旋流器230的旋流器主體部的中心軸為C，則連接中心軸A與中心軸B的虛線與連接中心軸B與中心軸C的虛線構(gòu)成鈍角而交叉。中心軸A與中心軸Ax的距離比中心軸B與中心軸Ax的距離和中心軸C與中心軸Ax的距離短。因此，第二旋流器220和第三旋流器230與第一旋流器210相比，配置在靠近反應(yīng)容器201的內(nèi)壁的位置。在反應(yīng)容器201的側(cè)壁，將已經(jīng)使用的固體催化劑向再生器排出的催化劑排出口208 (第一催化劑排出口 208A、第二催化劑排出口 208B)與第一集塵機(jī)203A和第二集塵機(jī)203B分別對應(yīng)設(shè)置有2個。2個催化劑排出口 208配置在與構(gòu)成分別對應(yīng)的集塵機(jī)203的2個以上的旋流器中最后級側(cè)的旋流器的距離比與最前級側(cè)的旋流器的距離短的位置。S卩，與第一集塵機(jī)203A對應(yīng)的第一催化劑排出口 208A設(shè)置在與第一集塵機(jī)203A的第一旋流器210相比靠近第一集塵機(jī)203A的第三旋流器230的位置。與第二集塵機(jī)203B對應(yīng)的第二催化劑排出口 208B設(shè)置在與第二集塵機(jī)203B的第一旋流器210相比靠近第二集塵機(jī)203B的第三旋流器230的位置。由此，能夠?qū)⒘捷^小并在反應(yīng)器長期滯留的催化劑活性下降的固體催化劑順暢排出至反應(yīng)容器201的外部。另外，催化劑流入口 209配置在催化劑排出口 208A和208B的中間，防止由再生器再生的催化劑直接從催化劑排出口 208排出。在本實施方式中，催化劑流入口 209是一處，但也可以設(shè)置2處以上。在本實施方式的反應(yīng)裝置中，構(gòu)成集塵機(jī)203的2個以上的旋流器中最后級側(cè)的第三旋流器230的排出管的排出口與最前級側(cè)的第一旋流器210的排出管的排出口相比，從反應(yīng)容器201的中心軸Ax的方向觀察，到反應(yīng)容器201的催化劑排出口 208的距離較短。因此，能夠?qū)牡谌髌?30排出的粒徑較小的固體催化劑更順暢排出至反應(yīng)容器201的外部。在各集塵機(jī)203分別設(shè)置有使反應(yīng)氣體G2向第一旋流器210流入的筒狀的氣體流入口 204。氣體流入口 204在從反應(yīng)容器201的中心軸Ax的方向觀察時，在構(gòu)成圓形的旋流器主體部211的切線方向延伸。氣體流`入口 204的方向優(yōu)選是不與鄰近形成有所述氣體流入口 204旋流器的其他旋流器干擾的方向。氣體流入口 204例如具有流入側(cè)較寬流出側(cè)較窄的喇叭口形狀。各集塵機(jī)203的氣體流入口 204朝向由2個以上的集塵機(jī)203 (第一集塵機(jī)203A和第二集塵機(jī)203B)包圍的區(qū)域的內(nèi)側(cè)而開口。由此，反應(yīng)氣體G2的滯留時間縮短，快速分離反應(yīng)氣體G2與固體催化劑。在本實施方式的反應(yīng)裝置中，設(shè)置在反應(yīng)容器201的內(nèi)部的集塵機(jī)203的數(shù)量比第一實施方式的反應(yīng)裝置少。因此，每個旋流器的大小比第一實施方式的大，但只要旋流器的大小不成問題，就可以利用本實施方式的結(jié)構(gòu)。在旋流器的大小成為問題的情況下，例如也可以將旋流器的至少一部分配置到反應(yīng)器的外部。變形形態(tài)
在上述實施方式中，作為反應(yīng)裝置的一個例子，說明了通過固體催化劑IOa和低級醇的共存化，使環(huán)己酮肟進(jìn)行貝克曼重排反應(yīng)來制造ε-己內(nèi)酰胺的反應(yīng)裝置。但是，本發(fā)明的反應(yīng)裝置不限于此。本發(fā)明能夠廣泛適用于產(chǎn)生各種化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)裝置。以上，說明了本發(fā)明的各實施方式，但本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的范圍內(nèi)可以對各構(gòu)成要素施加各種變更，刪除，組合各實施方式的結(jié)構(gòu)。關(guān)于反應(yīng)器、反應(yīng)容器、集塵機(jī)和旋流器等的原材料或者大小沒有特別限定，在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的范圍內(nèi)可以任意選擇。關(guān)于排出口和流入口沒有特別限定，在不脫離本發(fā)明內(nèi)容的范圍內(nèi)，可以為任意的形狀或者大小。產(chǎn)業(yè)上的可利用性
根據(jù)本發(fā)明，由于提供一種能夠?qū)⒂杉瘔m機(jī)收集的固體催化劑順暢排出至反應(yīng)容器的外部的反應(yīng)裝置，因此在產(chǎn)業(yè)上極其有用。附圖標(biāo)記說明
I…反應(yīng)裝置，2…反應(yīng)器,3…再生器,6…催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu),8…再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，10…反應(yīng)器粉末層(流動層),10a...固體催化劑，12…再生器粉末層,20...反應(yīng)容器,20a...反應(yīng)容器直體部，20c…反應(yīng)容器錐形部，21…原料氣體導(dǎo)入部，22…反應(yīng)氣體排出部，23、23A、23B、23C、23D…集塵機(jī)(氣固分離裝置)，24…冷卻部，24a...除熱管，25…反應(yīng)器分散板，27…再生器分散板，28、28A、28B、28C、28D…催化劑排出口，29…催化劑流入口，41…再生氣體導(dǎo)入部，50…再生容器，50a…再生容器直體部，50c…再生容器錐形部，52…排氣氣體排出部，100…第一旋流器，101…第一旋流器主體部，102…第一旋流器灰塵箱，103…第一旋流器排出管，104…第一旋流器氣體流入口，104a…第一旋流器氣體流入口的開口面，106…第一旋流器氣體排出口，110…第二旋流器，111...第二旋流器主體部，113…第二旋流器排出管，114…第二旋流器氣體流入口，116…第二旋流器氣體排出口，120…第三旋流器，121…第三旋流器主體部，123…第三旋流器排出管，124…第三旋流器氣體流入口，126…第三旋流器氣體排出口，200…反應(yīng)器，201...反應(yīng)容器，203、203A、203B...集塵機(jī)(氣固分離裝置)，204…第一旋流器氣體流入口，208、208A、208B…催化劑排出口，209…催化劑流入口，210…第一旋流器,211...第一旋流器主體部,220…第二旋流器,230…第三旋流器，Αχ...反應(yīng)容器的中心軸，Gl…原料氣體，G2…反應(yīng)氣體，KL...連接第一旋流器的中心軸與反應(yīng)容器的中心軸的第一虛線，Κ2…通過第一旋流器的中心軸與第一虛線垂直的第二虛線，Κ3…通過第一旋流器氣體流入·口的開口面的中心，向所述氣體流入口的外側(cè)與所述氣體流入口的延伸方向平行延伸的第三虛線，A…第一旋流器的中心軸，B…第二旋流器的中心軸，C-第三旋流器的中心軸，D…旋流器主體部的直體部的中心軸，Hl…旋流器主體部入口開口部，Η2…旋流器主體部出口開口部。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)裝置，包括: 反應(yīng)容器； 流動層，由配置在所述反應(yīng)容器的內(nèi)部的固體催化劑構(gòu)成； 集塵機(jī)，構(gòu)成為收集從所述流動層吹起的所述固體催化劑，將收集的所述固體催化劑排出至所述流動層；以及 所述固體催化劑的催化劑排出口，設(shè)在所述反應(yīng)容器的側(cè)壁， 所述集塵機(jī)是將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的旋流器式集塵機(jī)， 所述2個以上的旋流器包括排出口，所述排出口構(gòu)成為將由各所述2個以上的旋流器收集的所述固體催化劑排出至所述流動層， 從構(gòu)成所述集塵機(jī)的2個以上的旋流器中最后級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離比從最前級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離短。
2.如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置， 所述集塵機(jī)是將2個以上的旋流器串聯(lián)連接的旋流器式集塵機(jī)， 所述2個以上的旋流器配置為沿著所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁描繪弧形。
3.如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置， 從構(gòu)成所述集塵機(jī)的2個以上的旋流器中最后級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁的距離、比從最前級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁的距離短。
4.如權(quán)利要求1至3的任意I項所述的反應(yīng)裝置， 所述集塵機(jī)沿著所述反應(yīng)容器的內(nèi)壁設(shè)置I個或者2個以上， 所述反應(yīng)容器的催化劑排出口與所述I個或者2個以上的集塵機(jī)分別對應(yīng)設(shè)置。
5.如權(quán)利要求4所述的反應(yīng)裝置， 所述反應(yīng)容器的I個或者2個以上的催化劑排出口以所述反應(yīng)容器的中心軸為對稱軸，配置為旋轉(zhuǎn)對稱。
6.如權(quán)利要求4或5所述的反應(yīng)裝置,還包括: 再生器，構(gòu)成為進(jìn)行再生使得在含氧氣體的氣氛下對從所述反應(yīng)容器的催化劑排出口排出的所述固體催化劑加熱，使催化劑活性恢復(fù)； 催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，構(gòu)成為通過向所述再生器送出含氧氣體，將從所述反應(yīng)容器的催化劑排出口排出的所述固體催化劑轉(zhuǎn)移至所述再生器；以及 再生催化劑轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，構(gòu)成為使由所述再生器再生的所述固體催化劑返回所述反應(yīng)容器。
7.如權(quán)利要求6所述的反應(yīng)裝置， 在所述反應(yīng)容器的側(cè)壁設(shè)置有所述固體催化劑的催化劑流入口，構(gòu)成為使由所述再生器再生的所述固體催化劑流入所述反應(yīng)容器， 所述反應(yīng)容器的催化劑流入口在從所述反應(yīng)容器的中心軸方向觀察時，設(shè)在所述反應(yīng)容器中互相鄰近的2個所述催化劑排出口之間的位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)裝置，包括反應(yīng)容器；流動層，由配置在反應(yīng)容器的內(nèi)部的固體催化劑構(gòu)成；集塵機(jī)，構(gòu)成為收集從流動層吹起的固體催化劑，將收集的固體催化劑排出至流動層；以及固體催化劑的催化劑排出口，設(shè)在反應(yīng)容器的側(cè)壁；集塵機(jī)是將2個以上的旋流器(第一旋流器、第二旋流器、第三旋流器)串聯(lián)連接的旋流器式集塵機(jī)，2個以上的旋流器包括排出口，排出口構(gòu)成為將由各所述2個以上的旋流器收集的固體催化劑排出至流動層，從構(gòu)成集塵機(jī)的2個以上的旋流器中最后級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離、比從最前級的旋流器的排出口到所述反應(yīng)容器的催化劑排出口的距離短。利用本發(fā)明，提供一種反應(yīng)裝置，其能夠?qū)⒂杉瘔m機(jī)收集的固體催化劑順暢排出至反應(yīng)容器的外部。
文檔編號B04C5/26GK103237597SQ201280002870
公開日2013年8月7日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者永見英人, 橫田哲也 申請人:住友化學(xué)株式會社