JPS60241925A - 炭化水素を脱水素する方法、化学反応を内部で実施する装置および方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭化水素を脱水素する方法、脱水素反応を包
含する化学反応を実施するために有用な（１２） 装置、およびその中で化学反応を実施する方法に関する
。

エチルベンゼンのスチレンへの脱水素のような炭化水素
の連続的接触脱水素において、エチルベンゼンの熱分解
に必要な温度より低いある温度に予熱さ１ｔ−ｕチルベ
ンゼンを過熱水蒸気と混合し、そして生ずる混合物を直
ちに脱水素触媒を含有する床に半径方向にあるいは軸方
向に通過させる。

エチルベンゼンのスチレンへの脱水素反応の生産性は、
転化率と選択率との組み合わせにより測定される。転化
率は反応したエチルベンゼンの百分率として定義され、
これに対して選択率はスチレンを生成する合計の反応し
たエチルベンゼンの百分率として定義される。

従来、種々の反応器システムお■び反応方法が、反応条
件、例えば、脱水素反応の反応温度および／または反応
混合物中の反応成分の濃度をコントロールするために使
用されてきている。接触脱水素反応を実施するための反
応器システムの１つの型は、触媒の大きい体積の固定床
を含み、ここで（１３） 反応熱は主としてエチルベンゼン供給物と混合された過
熱水蒸気により供給される。水素化反応の吸熱性のため
、反応混合物が反応器を通して流れかつ脱水素が進行す
るにつれて、反応混合物は冷却される。この結果、反応
速度は同時に減少し、これによりエチルベンゼンがスチ
レンへ転化される速度が減少する。不都合なことには、
最初のエチルベンゼン／水蒸気の混合物の温度を単に増
加することは、この問題を適当に排除しない。なぜなら
、高い温度は望ましくない副反応を増加し、これにより
脱水素反応の選択率が低下するからである。

選択率を有意に減少しないで脱水素反応の転化率を増加
するために、いくつかの接触反応器へ直列に使用し、１
つの反応器からの流出物を予熱した後、次の反応器へ導
入することが、従来提案された（例えば、米国特許第３
，６６０，５１０号および同第３，７５５，４８２号参
照）。触媒床との接触前に炭化水素をある最高温度に加
熱しかつその後追加の熱を加えない、これらの先行技術
の方法において、（１４） （いわゆる［段階間（ｉｎｔｅｒｓｔａｇｅ）　Ｊの加
熱を排除する）、転化率と選択率との間の所望のバラン
スを達成することができない。

別法として、シェルおよび管型反応器において脱水素を
実施することが提案され、ここでエチルベンゼンの反応
混合物は管を通して流れ、そして反応混合物はシェル側
を流れる熱煙道ガスにより加熱される。不都合なことに
は、熱束の差が交換器の管束を横切って生じ、その結果
各管における反応速度（すなわち、転化率および選択率
）の差が生し、これにより最適な生産性が妨害される。

その」：、シェルおよび管反応器の生産規模の操業への
拡大は容易に達成されない。

さらに他の脱水素反応器は米国特許第３，７８７．１８
８号に開示されており、ここで反応成分（例えば、エチ
ルベンゼン）の流れおよび熱維持流体（例えば過熱水蒸
気）の流れは、脱水素触媒の存在下に、前記流れの一方
を触媒床を通して軸方向に流しかつ他方の流れを前記触
媒床を通して半径方向に流し、次いで軸方向に流すこと
によって直接混合さく１５） れる。例示される実施Ｌ！ｉ様において、熱維持流体は
、触媒との接触前に、加熱の目的で、触媒床を通して延
びる複数の管を通して上方に流れる。次いで、熱維持流
体は前記管の上部中の複数の開口を通して前記管の中か
ら外に出て触媒床の中に入り、これによりそれは触媒床
を通して下方に流れる反応成分と混合される。エチルベ
ンゼンの転化率は再び説明した反応器において水蒸気の
流れの最高温度により制限される。

脱水素反応を実施する先行技術の方法および脱水素反応
および他の反応に使用する装置の前述の欠点をかんがみ
て、このような反応を実施する経済的かつ効率的な装置
および方法を提供することが高度に望ましいであろう。

したがって、１つの実施態様において、本発明は、炭化
水素、置換炭化水素またはそれらの混合物を脱水素する
方法であり、この方法は炭化水素、置換炭化水素または
それらの混合物の少なくとも一部を不活性ガスのコント
ロール流体の少なくとも一部と混合し、前記コントロー
ル流体は反応酸（１６） 分であるかあるいは反応成分でないことができ；生ずる
反応混合物を触媒床に通過させ、その間追加量のコント
ロール流体および／または反応流体を前記反応混合物の
中に連続的に導入する工程を含んでなり；前記コントロ
ール流体および／または反応流体と前記反応混合物との
混合は、前記混合物が触媒床を通過するとき、反応温度
、１種または２種以上の反応成分の濃度および／または
反応混合物の滞留時間がコントロールされた方法で連続
的に変化するように実施される。

本発明の脱水素は、脱水素のために最適な反応条件（例
えば、反応温度、反応混合物中の１種または２種以上の
反応成分の濃度および／または滞留時間）が反応全体を
通じて効果的にコントロールされ、これにより脱水素生
成物の例外的に高い収率が得られるということにおいて
独特である。

詳しくは、反応全体をｉ［ｌｌシて最も望ましい脱水素
条件を維持するこの能力は最大の生産性を実現すること
を可能とする。先行技術の反応器システムにおいて、こ
のような効果的なコントロール（相（１７） 応した増大した生産性）は不可能であった。例えば、エ
チルベンゼンからスチレンの製造において、８０重量％
までおよびそれを趙える転化率および同時に８５モル％
を越えかつある場合において９０モル％を超える選択率
を本発明の方法に従い得ることができる。これに比較し
て、従来のエチルベンゼンの脱水素方法は９０％の選択
率で５０％の転化率を生ずる。

さらに、転化率および選択率のバランスは本発明の方法
により広い範囲内で容易に得ることができ、これにより
例外的な融通性が提供される。詳しくは、１組の操業条
件において、７０％の転化率で９０％の選択率を得るこ
とができ、これに対して、第２ｍの反応条件において、
５０％の転化率で９５％の選択率を得ることができる。

他の面において、本発明は所望の脱水素反応および他の
反応を包含する化学反応を連続的に実施する反応器シス
テムであり、ここで反応流体は反応成分であってもよい
コントロール流体と混合される。この反応器システムは
反応成分の少なくと（１８） も一部をコントロール流体の少なくとも一部と最初に混
合する混合手段を含む。このシステムは、さらに、反応
器シェルまたはハウジングおよび前記反応器シェルの主
要部分の中にかつそれを通して延びる少なくとも１本の
内部導管の反応ゾーンを含む。混合手段は反応ゾーンと
流体連絡をしており、ごれにより反応流体とコントロー
ル流体との混合物は１本または２本以上の内部導管を通
して、あるいは１本または２本以上の前記内部導管の外
表面と前記反応器シェルまたはハウジングとによって形
成される他の区域を通して連続的に流れる。１本または
２本以上の内部導管は開口または注入装置を含み、前記
開口または注入装置は、反応器導管を通る複数の位置に
おいて、追加量のコントロール流体および／または反応
流体を１種または２種以上の反応成分の流れの中に導入
するか、あるいは反応混合物が反応器を通して流れると
き、反応混合物がコントロール流体および／または反応
流体と連続的に混合されるように、反応混合物をコント
ロール流体および／または反応（１９） 流体の流れの中に導入する。反応混合物が反応器を通し
て流れるとき、反応器内の反応温度、１種または２種以
上の反応成分の濃度および／または滞留時間がコントロ
ールされた方法連続的に変化するような速度で、コント
ロール流体および／または反応流体および反応の流れが
混合されるように、内部導管は設計される。必要に応じ
て、反応条件、とくに温度をコントロールするために、
反応器ゾーンは輻射ブロック構造体と通して延びること
ができる。輻射プロ、り構造体は、加熱ガスまたは冷却
ガスを少なくとも反応器シェルの一部付近に流すことが
できるｉｍ路を有し、これにより反応温度をコントロー
ルするための外部の手段が設けられている。

前述の反応器システムにおいて、最適な反応条件は反応
全体を通して維持され、これにより最大の生産性が提供
される。この反応条件をコントロールする能力は、平衡
反応を実施するときとくに有利である。なぜなら、いっ
たん平衡が維持されると、それ以上の生産性は反応条件
を変化させる（２０） ことによってのみ得ることができるからである。

これは大抵の従来の反応器において困難であることが証
明されるが、反応条件は本発明の反応において容易に変
化させることができる。この反応器システムの追加の利
点は、それを大気圧より低い圧力において実施される操
業に適当に使用できるという事実にある。さらに前述の
反応器は比較的小型の、複数の単位として容易に設置す
ることができるので、本発明の反応器はプラントの操業
において、とくに低い需要の期間において、より大きい
融通性を提供する。

好ましい実施態様において、本発明の反応器システムは
接触脱水素方法において有用な反応器システムである。

このよ・うな反応器システムは、内部において延びる少
なくとも１本の有孔内部管または導管を有する管状シェ
ルまたはハウジングを含む。脱水素触媒の触媒床は１本
または２本以上のコントロール流体導管と前記管状シェ
ルとによって形成される空間の少なくとも一部内に配置
される。触媒床中を延びる１本または２本以上のコ（２
１） ントロール流体導管は、有孔であり、こねにより脱水素
すべき反応成分と最初に混合されな０コントロ一ル流体
の部分は、触媒床を通して流れるとき、引き続いて反応
成分と混合されることができる。実施において、反応混
合物中の１種また４１２種以上の反応成分の濃度が連続
的に減少しかつ反応混合物の温度が連続的に増加するよ
うな条件において、コントロール流体は反応混合物へ連
続的に添加されかつ反応混合物は加熱される。必要に応
じて、反応器全体を通じて所望の温度を維持するために
、反応器は、さらに、反応混合物が触媒床を通して流れ
るとき、反応混合物を加熱する追加の手段を含む。

脱水素反応に加えて、本発明の反応器は、その広い意味
において、炭化水素、置換炭化水素または炭化水素およ
び／または置換炭化水素の混合物の熱分解および接触分
解においてまたとくに有用であり、そして、他の面にお
いて、本発明は前述の反応器システムを使用する炭化水
素を分解する方法である。詳しくは、炭化水素の熱分解
におし）（２２） て、炭化水素を過熱水蒸気と混合し、生ずる混合物を反
応器ゾーンを通して流し、前記反応器ゾーンは熱輻射構
造体を通して延び、そして前記熱輻射構造体はそこを通
して流れる反応混合物を加熱する加熱ガスを有する。追
加量の過熱水蒸気または炭化水素を１本または２本以上
の有孔導管から、反応混合物が反応導管をｉ１１シて流
れるとき、反応混合物の中に連続的に導入する。流れる
反応混合物へ過熱水蒸気または炭化水素のいずれを添加
するかの決定は所望の目的生成物に依存するが、一般に
、最適な生成物の混合物を得るためには、分解すべき炭
化水素を過熱水蒸気の一部のみと最初に混合し、そして
追加の過熱水蒸気を反応混合物へ添加する。

炭化水素の接触分解において、炭化水素を最初に水素と
混合し、そしてこの混合物を反応器内に含有される触媒
床を通して流す。反応混合物が反応器導管を通して流れ
るとき、水素または炭化水素を反応混合物へ連続的に添
加する。反応混合物の温度はこの水素および／または炭
化水素の転化（２３） によりおよび、必要に応じて、外部の加熱手段／冷却手
段によりコントロールされる。

添付図面（一定の比例に応じて描かれていない）を参照
しながら、本発明を説明する。

第１図に示す反応器システムは、管状シェルまたはハウ
ジング２を有する反応器１からなる。導管３は管状シェ
ルまたはハウジング２の主要部分の中にかつそれをｉｉ
Ｌで延びている。示す実施態様において、導管３は複数
の開口または通路を有する有孔円錐形またはテーパー区
画５へ導く入口４および入口４の断面積より小さい断面
積を有する細長い区画６から成る。有孔テーパー区画８
またはその付近において、導管７は反応器へ入る。

導管３および導管７は反応流体またはコントロール流体
を運ぶことができるが、例示の目的でのみ、第１図の反
応器およびその操作の説明において、導管３はコントロ
ール流体を運び、そして導管７は反応流体を運ぶと仮定
する。反応流体の導管７は、反応器１に管状反応器シェ
ル２中の絞り部１４、例えば、ベンチュリ形絞り部の付
近におい（２４） て入り、これはコントロール流体導管３のテーパー区画
８中の開口または通路５を通過するコントロール流体と
これらの開口を過ぎて流れる反応流体との混合を促進す
る。コントロール流体導管３の細長い区画６も有孔であ
り、複数の開口または通路９を有して、反応流体と混合
するための導管３から反応器空間１０の中へのコントロ
ール流体の連続流を形成する。反応器空間１０は、例え
ば、環であり、管状シェル２の内表面と導管３の外表面
とにより定められる。出口１１は反応器１からの反応流
体とコントロール流体との混合物の通路を提供する。

第１図に示す反応器の操作において、矢印１２で示すよ
うに、反応の条件を、少なくとも部分的に、コントロー
ルするコントロール流体（これは反応流体であってもよ
い）は導管３を通して流れる。反応流体は、矢印１３で
示すように、導管７を通して反応器１中へ流れる。反応
流体は絞り部１４を通して流れるとき、その流速を増加
し、そして導管３のテーパー区画の上を流れ、コントロ
（２５） −ル流体の一部は開口５を通過して反応器空間１０の中
へ入り、反応流体と混合される。コントロール流体の残
部は、導管３の細長い区画６を通して流れる。コントロ
ール流体の残りの部分は連続的に複数の開口９を通して
流れ、そして反応器空間１０を通して流れる反応流体と
コントロール流体との混合物と混合される。開口を通過
するコントロール流体の量は、開［１のサイズおよびコ
ントロール流体の圧力および流速によりコントロールさ
れる。導管３を通るコントロール流体の流速および／ま
たは圧力および導管３の細長い部分における開口９のサ
イズおよび分布は、開口９から出るコントロール流体の
速度を決定する。反応に引き続いて、反応流体とコント
ロール流体との混合物は反応器ｌを出口１１からでる。

テーパー区画８における開口５からおよび導管３の細長
い区画６における開口９から出て反応器の中に入って反
応流体と混合されるコントロール流体の比は、所望の温
度および／または反応流体の濃度が反応器全体を通じて
達成されるように確（２６） 立される。

例えば、吸熱反応において、コントロール流体はしばし
ば反応流体を加熱するために使用され、そして反応流体
の流れはしばしば大きい■の初期の熱入力を必要とし、
引き続いて最適の反応温度を維持するために必要な量の
熱が加えられる。エチルヘンゼンをスチレンに脱水素す
るような反応において、反応温度は有利には反応の進行
とともに連続的に増加され、反応混合物への熱入力はし
ばしば有利には一定であるか、あるいは反応混合物が反
応器を通過するときわずかに低い。この場合において、
導管３がコントロール流体を運ぶとき、導管３のテーパ
ー区画５は有利には比較的大きいサイズ（すなわち、面
積）を有する比較的大きい数の開口および／または通路
から成る。細長い区画６の始め（すなわち、入口）の側
の開口９の数および／またはサイズも比較的大きく、開
口の数および／またはサイズは導管３が反応器を通して
延びるとき徐々に減少する。あるいは、導管３が反応流
体を運ぶとき、導管３から出る反応流（２７） 体の量は最初比較的小さく、反応流体が導管３の細長い
区画６を通して流れるとき、反応器空間１０の中へより
多い量の反応流体が導入される。

実施される反応が発熱性であるとき、コントロール流体
は一般に冷媒として使用される。したがって、導管３が
コントロール流体を運ぶとき、少量のコントロール流体
を最初に反応流体と所望の反応が開始するまで混合し、
そして、実質的な反応が開始すると、反応温度をコント
ロールするために必要な量のコントロール流体を添加す
る。

例示する実施態様は、反応器の軸の中心を１ｌｌｌ　ｉ
昌する単一の内部の有孔導管３を通過するコントロール
流体と反応流体が混合される、好ましい実施態様を示す
が、単一の導管３の代わりに反応器１の中に延び込む複
数の細い導管を使用することができる。

第２図は、触媒反応を実施するためにとくに有用な本発
明の別の実施態様を示す。示す実施態様において、反応
器は延び込む複数の開口１７をもつ導管１６を有する管
状反応器シェルまたはノ＼つ（２８） ジングＩ５を含む。反応器は、さらに、その入口端付近
に導管１８および１９を含む。以後より詳しく例示する
ように、導管１６．１８及び１９により運ばれる流体は
実施する特定の反応に依存する。

所望の反応を触媒する触媒２０は、反応器空間、例えば
、反応器シェル１５の内表面及び導管１６の外表面によ
り定められる環２１内に配置される。

触媒２０は反応器の入口端において第１流体透過性、触
媒不透過性スクリーン２３により支持され、そして反応
器の出口端において第２流体透過性、触媒不透過性スク
リーン２２により支持されている。ハウジング１５内の
絞り部２４は、反応流体とコントロール流体との混合物
の完全な混合を促進する。

第２図に示す反応器は広範な種類の触媒反応に使用する
ことができるが、水素化分解の操作を参照することによ
り詳しく説明する。この操作において、コントロール流
体は一般に水素ガスであり、この水素ガスは反応流体と
してはたらきかつ反応（２９） 混合物の温度をコントロールするはたらきをする。

１つの操作方法において、水素のコントロール流体は導
管１８を通して連続的に供給され、そして一般にある高
温に予熱される炭化水素反応流体は導管１６および１９
を通して反応器へ連続的に供給される。導管１８から出
る水素流体は導管１９から出る炭化水素と混合される。

導管１８中の水素および導管１９中の炭化水素１９の流
速は、所望量の水素および炭化水素を最初に混合し、引
き続いてこの混合物を触媒に添加する。一般に、２〜１
０モル部の水素を初めに各０．５〜２モル部の炭化水素
と混合する。生ずる混合物を直接触媒床２０へ供給し、
そこを通して軸方向に流す。

導管１６を通して流れる炭化水素は導管中の開口を通過
して触媒床２０の中へ入り、ここでそれは前記触媒床を
通過する水素／炭化水素混合物と混合される。炭化水素
は導管１６中の開口を通して反応器内に最適温度を部分
的にあるいは完全に維持すると同時に所望の水素対炭化
水素の比を維持するために十分な速度で供給される。前
述のよ（３０） うに１　これらの速度は導管１６中の開口の数およびサ
イズにより容易にコントロールされ、そして、水素化分
解に場合において、反応混合物が触媒床を通して流れる
とき比較的一定の温度に維持されるように維持される。

必要に応じて、外部冷却を用いて反応器内の最適温度を
維持するとができる。

しかしながら、好ましくは、炭化水素と混合される水素
の量および温度は反応器を通して所望の反応温度および
水素／炭化水素比を完全に維持するために十分である。

すなわち、反応混合物の外部の加熱または冷却は不必要
である。水素化分解された生成物は触媒床からおよび反
応器から出口２５を経て流れ、さらに処理され、例えば
、冷却され、引き続いて分離される。

別の操作法において、炭化水素反応成分は導管１８を通
して流れ、一方水素のコントロールガスは導管１６およ
び１９を通して流れ、内部の導管１６中の開口１７を調
節して触媒床中への要求される水素の流れを維持して反
応器全体を通して所望の温度を保持する。

（３１） 同様な方法において、第２図に示す反応器は炭化水素の
脱水素、例えば、エチルベンゼンのスチレンへの脱水素
に使用することができる。この反応において、一般に過
熱水蒸気あるいは、好ましさに劣るが、所望の高い温度
に予熱された他の不活性流体、例えば、メタン、窒素ま
たは他の不活性ガスであるコントロール流体を導管１６
および１９を通して流す。脱水素すべき炭化水素または
他の材料は導管１８を通して流れる。コントロール流体
の一部は最初に反応成分と混合される。加熱された流体
の残りの部分は、触媒床と通して流れるとき炭化水素と
混合される。最初に反応成分と混合され、そして引き続
いて触媒床へ導入されるコントロール流体の量および温
度は、脱水素される炭化水素が触媒床をｉｌ）過すると
きそれを最適温度に維持しおよび／または炭化水素が触
媒床を流れるときコントロール流体に関してそれを最適
濃度に維持するように選択される。

脱水素反応、例えば、エチルベンゼンのスチレンへの脱
水素を実施するための本発明の反応器か（３２） らなる好ましいシステムは第３図に示されている。

過熱された水蒸気のコントロール流体を使用するエチル
ベンゼンのスチレンへの脱水素を参照して説明する反応
器システムは、セラミック材料２７でライニングされた
炉（好ましくは一般に垂直炉）からなる。セラミック材
料２７は、一般にセラミックの付加されたブロックであ
り、それらの表面から熱を輻射することにより大きい熱
束を炉の内部へ提供する。炉２６はその一１＝部で煙突
２８により大気と連結している。炉２６の基部から炉２
６を通して脱水素反応器２９へ、第１コントロール流体
導管３０が延びている。この導管３０は過熱された水蒸
気または脱水素反応器２９に対して不活性である他の加
熱ガスを運ぶ。

加熱ガス、例えば、熱燃焼ガスまたは煙道ガスを発生す
るバーナーノズル３２を有する加熱室３Ｉは炉２６の中
へ開いている。第３図に示すように、バーナー３２は類
２６中のコントロール導管３０の人口またはその付近に
位置する。炉が所望温度に維持されているとき、バーナ
ーの数およ（３３） び／または位置は本発明のこの実施態様の実施にとって
とくに臨界的ではない。

第２コントロール流体導管３３およびエチルベンゼンを
運ぶ反応流体導管３５は、最初にエチルベンゼンを過熱
水蒸気と混合するための混合装置３４へ接続されている
。混合装置３４へのその導入前に、反応流体導管３５は
炉２６の予熱対流ゾーンを通して流れる。

反応器２９は外側シェルまたはハウジング３７からなる
。エチルベンゼンと過熱水蒸気との混合物の流れのため
の環または反応ゾーン３８は、ハウジングの内表面と反
応器中へ延び込む導管３０の部分の外表面との間におい
て形成される。環３８は脱水素触媒、典型的には米国特
許第４．１３９，４９７号中に記載されているような鉄
酸化物触媒を含有し、そして脱水素の実際のゾーンとし
てはたらく。脱水素触媒は第１流体透過性、触媒不透過
性支持体３９および第２流体透過性、触媒不透過性支持
体４０により所定位置に維持される。

反応器２９中へ延び込む導管３０の部分は有孔で（３４
） あって、過熱水蒸気の流体は導管３０から反応器２９の
中へ入ることができる。混合装置３４は反応器２９の触
媒床と流体連絡している。望ましくない副反応は過熱水
蒸気とエチルベンゼンとの最初の混合直後に開始するの
で、触媒床は好ましくは混合装置３４に近接して触媒床
への導入前の混合物の対流温度を減少させる。

反応器２９の環３８は、好ましくはシェルおよび管型の
、熱交換器４１と連結している。図示する実施態様にお
いて、熱交換器４１は反応生成物を急速に冷却すること
ができ、炉２６内に配置されている。構成の容易さおよ
び資本投下の考慮から、エネルギー効率およびメンテナ
ンスを最高とするために、このような配置は好ましく、
この熱交換器は外部に配置することができ、そしてしば
しば、有利に炉２６の外部に配置される。熱交換器４１
は、冷却流体、例えば、水を熱交換器、一般に熱交換器
のシェル側に供給するための冷却流体人口４２、冷却流
体出口４３および熱交換器からでる冷却された脱水素反
応生成物のための生成（３５） 物出口導管４４からなる。

この反応システムの操作において、水蒸気を導管３０を
通して炉２６の中にかつ反応器２９へ向けて供給する。

バーナー３２により発生された加熱ガスは導管３０の中
のコントロール流体の流れ方向に同時に流れ、水蒸気が
反応器２９中へ導入される前にそれを加熱する。典型的
には、エチルベンゼンのスチレンへの脱水素において、
水蒸気は、その反応器２９への導入前に、６００〜１２
００℃、有利には８００〜１１００°Ｃの温度に有利に
加熱される。

エチルベンゼンまたはエチルベンゼンを含有する炭化水
素混合物、好ましくは少なくとも９５％、より好ましく
は９７重量％の脱水素すべきエチルベンゼンの炭化水素
混合物を炉２６の予熱区画３６中の導管３５を通して供
給し、ここでエチルベンゼンは高温に予熱される。第３
図に例示する実施態様に示すように、炉の予熱区画を通
して流れる熱煙道ガスを使用してエチルベンゼンを予熱
する。煙道ガスは引き続いて煙突２８を通って大気へ行
く。

（３６） 予熱されたエチルベンゼンは混合装置３４へ供給され、
ここでそれは第２コントロール流体導管３３へを通して
混合室３４へ供給される過熱水蒸気と混合される。生ず
る炭化水素／過熱水蒸気混合物は脱水素触媒を含有する
触媒床へ直ちに供給される。混合物は触媒床を通して反
応器出口へ向かって流れるとき、導管３０の有孔部分か
ら触媒床中へ行く過熱水蒸気と連続的に混合される。

エチルベンゼンが予熱される温度、予熱された炭化水素
反応流体と最初に混合される過熱された流れの置および
温度、および過熱された流れが反応器２９を通して流れ
るとき、それがエチルベンゼンと引き続いて混合される
速度は所望の脱水素反応生成物に依存する。詳しくは、
反応の転化率および選択率は脱水素条件に依存する。一
般に、転化率は脱水素反応の温度に主として依存し、よ
り高い転化率は典型的にはより高い脱水素温度の使用か
ら得られる。選択率は、他方において、炭化水素の温度
に対応する熱分解の量および触媒床との接触前の炭化水
素が前記温度にある時間に依（３７） 存し；より高い温度およびより長い時間は選択率に悪影
響を及ぼす。さらに、選択率は、反応混合物が触媒床を
通して流れるときの反応流体の反応温度および濃度に依
存する。したがって、脱水素反応条件、すなわち、単位
触媒体積当りの反応混合物の滞留時間および反応器を通
して流れる反応混合物の温度プロフィルは、有利には、
選択率および転化率の最適なバランスが得られるように
選択される。

本発明の実施においで、炭化水素は有利には炭化水素の
有意の熱反応、例えば、分解が起こる温度より低い温度
に予熱される。前記温度より低い温度において、予熱温
度は脱水素すべき特定の炭化水素、使用する脱水素条件
（例えば、脱水素触媒、所望の脱水素温度など）、そし
て予熱された炭化水素と最初に混合される水蒸気の温度
に依存する。−例として、エチルベンゼンは有利には４
００〜６２５℃、好ましくは４５０〜５５０℃の温度に
予熱される。

同様に、予熱された炭化水素と最初に混合され（３８） ろ過熱水蒸気の■および温度は、初期の脱水素の所望温
度および所望のエチルベンゼン対過熱水蒸気の初期の比
を包含する種々の因子に依存する。

一般に、スチレンの製造において、エチルベンゼンと過
熱水蒸気との生ずる混合物が５００〜７００℃、好まし
くは５７５〜６５０°Ｃの温度を有するような量で、過
熱水蒸気はエチルベンゼン反応成分と混合される。一般
に、これはエチルベンゼン反応成分の各部につき０．２
〜２０部の過熱水蒸気を最初に混合して所望温度を得る
ことを含むであろう。次いで、生ずる混合物を触媒床へ
直ちに供給する。

この予熱炭化水素と過熱水蒸気との直接混合およびそれ
らの直ちの触媒床への移送は、エチルベンゼンおよび他
の炭化水素の脱水素に通常関連する望ましくない熱分解
を本質的に排除する。

一般に、過熱水蒸気が導管の有孔部分を通過して触媒の
中へ入る速度は、脱水素反応混合物の温度が反応器出口
またはその付近においである最大温度に連続的に増加す
るように、かつエチルベンゼンのスチレンへの転化が増
加するとき、反応器（３９） 金物の滞留時間のプロフィル（すなわち、触媒の単位面
積当りの炭化水素反応成分の滞留時間のプロフィル）が
減少するように、すなわち、反応混合物の速度が増加す
るように、コントロールされる。有利には、反応器の出
口における脱水素反応混合物の温度が６９０〜８００℃
より好ましくは６２５〜７５０℃であり、かつ反応器を
去る過熱水蒸気／エチルベンゼンの比が０．４〜３、よ
り好ましくは０．５〜２であるような速度でかつ温度を
もって過熱水蒸気は添加される。

最も有利に用いられる滞留時間は特定した脱水素触媒を
包含する種々の因子に依存するが、反応器内の炭化水素
の滞留時間は有利には短い。１０秒より短い滞留時間は
一般に好ましい。より好ましくは、炭化水素の滞留時間
は０．００５〜５秒、最も好ましくは０．０１〜２秒で
ある。

脱水素に引き続いて、反応生成物は反応器２９から反応
器の出口導管を通って熱交換器４】へ入り、ここで脱水
素された生成物は直ちに十分に低い温度に冷却されて、
望ましくない副生成物を生（４０） 成する反応を完全に停止させる。例えば、エチルベンゼ
ンの脱水素反応生成物は、反応器の触媒床を出た後、０
．２秒以内に、好ましくは０．１秒以内に、４５０℃よ
り低い、好ましくは４００℃より低い、温度に冷却する
ことが有利である。脱水素生成物が冷却された後、生成
物を生成物出口導管４４を通して排出し、そして、必要
に応じて、１または２以上の追加の熱交換器または冷却
器によりさらに冷却される。さらに下流で、最終生成物
は比較的純粋な所望脱水素生成物、すなわち、スチレン
として回収することができる。

脱水素生成物の冷却は、熱交換器中の冷却流体として一
般に使用される水からの水蒸気の発生により達成するこ
とができる。詳しくは、脱水素反応生成物と混合される
水蒸気の凝縮は冷却水から比較的低い圧力を発生するこ
とができる。すなわち、過熱水蒸気は凝縮され、そして
凝縮熱は過熱水蒸気の生成を促進することができる。こ
の低い圧力の水蒸気は引き続いて再使用のための過熱水
蒸気の生成に使用することができる。

（４１） 炭化水素または炭化水素混合物の熱分解のための反応器
システムの使用は、第４図に示されている。図示する装
置は、熱回収区画Ｆ、コントロール流体加熱区画Ｓおよ
び反応ゾーンＲからなる。

加熱区画Ｓは、セラミック材料４６、一般にセラミック
の隣接するブロックでライニングされた炉内に配置され
たコントロール流体導管４５からなる。コントロール流
体反応４５は、炉を通してコントロール流体を炭化水素
反応成分と混合するための混合装置４７へ延びている。

一般に、コントロール流体は過熱水蒸気であり、そして
この反応器システムはそれに応じて説明する。

導管４５の供給端に、低い温度の水蒸気を受取るための
第１ヘツダー４８が存在する。ヘッダー４８は、一般に
熱伝達をより効果的にするための複数のフィンを有する
複数の対流熱導管４９の一方の端へ接続されている。対
流熱導管４９の他方の端は、導管４５へ接続されている
第２ヘツダー５０へ接続されている。

第４図において、２つの加熱ゾーンを用いて、（４２） 水蒸気が導管４５を流れるとき、それを過熱する。

詳しくは、第１加熱ゾーンの一方の端は加熱ガス、例え
ば、熱燃焼ガスまたは煙道ガスを発生ずるバーナー５２
を有するチャンバー５１の中に開いている。このガスは
、矢印７９で示すように、過熱水蒸気の流れに対して向
流で加熱ゾーンを通して流れる。第１加熱ゾーンの他方
の端は煙突５３の中へ開いている。第２加熱ゾーンにお
いて、炉は加熱ガスを発生ずるバーナー５５を有するチ
ャンバー５４の中へ開いてきる。加熱ガスは、矢印７７
で示すように、混合袋ｆｆ４７へ向う水蒸気の流れと並
流で流れる。第２加熱ゾーンの他方の端は導管５７の中
に開いている。導管５７は熱回収区画Ｆの対流加熱器５
８と連結している。２つの加熱ゾーンが第４図に示す実
施態様に例示されているが、水蒸気は１つまたは３つ以
上の加熱ゾーンを使用して、あるいは他の適当な手段に
より所望温度に加熱することができる。

炭化水素を混合装置４７へ運ぶ炭化水素反応成分供給管
路５９は、熱回収区画Ｆの対流加熱器（４３） ５８内に配置されている。炭化水素へ水または水蒸気を
導入するための希釈剤導管６０は、対流加熱器５８内の
導管５９へ接続されている。対流加熱器５８は煙突６１
により大気と連結している。

反応器システムの反応または分解ゾーンＲは、反応器の
シェルまたはハウジング６３を有する反応器６２からな
る。反応器６２はセラミックブロック６４を有する炉内
に配置されている。複数の開口６６を有する有孔導管６
５は反応器６２の中へ延び込んでいる。反応器の空間ま
たは環６７は、ハウジング６３の内表面および導管６５
の外表面により形成されている。１つの実施ａ様におい
て、反応器は過熱水蒸気の一部および炭化水素または炭
化水素混合物が最初に混合され、そして炭化水素／水蒸
気混合物が反応器の空間６７を通して流れかつ過熱水蒸
気が導管６５を通して流れるように設計される。あるい
は、第２実施態様において、反応器は炭化水素または炭
化水素混合物の一部が過熱水渾気と最初に混合されるよ
うに設計される。

引き続いて、炭化水素は有孔導管６５を通して流（４４
） れ、そして炭化水素／水蒸気混合物は反応器の空間６７
を通して流れる。反応器の空間６７は一次交換器６８と
出目管路６９により連結する。

反応ゾーンは、さらに、バーナー７１を有するバーナー
チャンハーフ０からなる。分解反応は炭化水素と過熱水
蒸気とが最初に混合されるとき直ちに高い速度で開始し
かつこれらの熱分解反応は高度に吸熱性であるので、バ
ーナーを好ましくは混合室に密接させ、これにより高い
熱束を反応器導管６５の入口へ供給して、所望の高い温
度がその内部で維持されうるようにする。炉の出口は対
流加熱器５８と導管７３により連結している。

−成熱交換器６８、好ましくは反応生成物を急速に冷却
することができるシェルおよび管型熱交換器は、冷却流
体、例えば、水を熱交換器へ供給する冷却流体人ロア４
および冷却流休出ロア５を含む。熱交換器６８は、さら
に、熱交換器から出る冷却された反応生成物のための生
成物出口導管７６を含む。

操作において、水蒸気をヘッダー４８へ供給す（４５） る。矢印７町で示すように、水蒸気は対流加熱器４９を
通してヘッダー５０へ行き、次いで導管４５の中に入る
。矢印７９で示すように、バーナー５２で発生された加
熱ガスは水蒸気の流れに対して向流で動き、導管４９を
通過するとき水蒸気を加熱する。

水蒸気が導管４５を流れるとき、加熱ガスは、矢印７７
で示すように、チャンバー５４と混合装置４７との間の
水蒸気過熱器の第２反応ゾーンを通して延びている導管
４５の部分を通して流れる過熱水蒸気と並流で動く。加
熱ガスの温度は低下し、そして水蒸気を、好ましくは１
０００〜１５００”Ｃの温度に、さらに加熱する。

約１０００℃の水蒸気温度は遅い分解速度をしばしば生
じかつ１５００℃以上の水蒸気温度は分解時に生成する
副生物の量を比較的増加するので、炭化水素と最初に混
合する水蒸気の温度は好ましくは１１００〜１４００歓
）る。

分解すべき炭化水素または炭化水素混合物は導管５９を
通して流れ、対流加熱器５８をｉｌ遇し、（４６） そして所望温度に予熱される。水または水蒸気を必要に
応して導管６０により炭化水素へ添加する。

炭化水素と混合すべき水蒸気または水の量および炭化水
素または炭化水素と水蒸気との混合物を予熱する温度は
、種々の因子、例えば、分解すべき炭化水素の特定の組
成に依存する。一般に、炭化水素供給物はそれを水蒸気
中に分散した炭化水素供給物の蒸気または［ミストＪ、
ずなわち、黴細な滴に転化するために十分な温度に加熱
される。

−例として、供給物が主として軽質炭化水素の混合物（
例えば、５以下の炭素原子の炭化水素を主として含有す
る炭化水素供給物）から成るとき、炭化水素に水をほと
んどまったく添加せず、好ましくは炭化水素の重量に基
づいて約２０重量％より少ない量で添加し、そしてこの
混合物を５００〜７５０℃の温度に予熱する。重質炭化
水素（例えば、６以上の炭素原子の炭化水素を主として
含有する炭化水素混合物）を分解するとき、好ましくは
炭化水素の重量に基づいて約１０〜５０重量％の水を炭
化水素に添加し、そしてこの混合物を３００〜５００（
４７） ℃の温度に予熱する。

一般に、有意の分解反応を防止するために十分に低い、
これらの温度において、炭化水素は典型的には水蒸気で
あるか、あるいはミストとして存在する。

図示する実施態様において例示されるように、過熱水蒸
気の調製および分解反応の加熱に用いる加熱ガスは好ま
しくは炭化水素の予熱に用いられる。

１つの実施態様において、予熱された炭化水素を過熱水
蒸気の一部と混合し、そしてこの混合物を反応器空間６
７をｉｍシて流し、その間過熱水蒸気は有孔導管６５を
ｉｍシて流れる。

別の実施方法において、過熱水蒸気を予熱された炭化水
素または炭化水素混合物のみと最初に混合し、引き続い
て反応器ゾーンを流れる炭化水素／水蒸気混合物中に有
孔導管から導入する。この別の実施態様は炭化水素のエ
チレンへの分解においてとくに有利に使用される。初期
の反応において炭化水素の分圧が低いため、所望の高い
百分率（４８） でエチレンが生成する。炭化水素の熱分解における反応
器の操作を、この実施態様に関して以下により詳しく説
明する。

この実施態様において、過熱水蒸気を最初に炭化水素ま
たは炭化水素混合物と混合装置４７内で混合する。過熱
水蒸気および炭化水素は、生ずる混合物の温度が混合す
ると直ちに分解反応を開始することができるような量で
、最初に混合される。

−ｉに、このような温度は典型的には８００〜９５０℃
の範囲内で変化し、そして０．２〜２０重量部の過熱水
蒸気を最初に炭化水素混合物の１重量部と混合する。

生ずる過熱水蒸気／炭化水素混合物は反応器空間６７を
通して流れ、そして炭化水素の残部は有孔管６５を通し
て流れる。炭化水素は導管６５を通して流れるとき、過
熱水蒸気／炭化水素混合物と連続的に混合される。反応
器を通して流れる水蒸気／炭化水素混合物は、バーナー
７０により発生しかつセラミックブロック構造体を通し
て矢印８０で示すように流れる加熱ガスにより加熱され
（４９） 分解反応により調製される生成物は、種々の因子、例え
ば、分解される炭化水素混合物の特定の組成、分解反応
を実施する特定の温度および反応器内の炭化水素の滞留
時間に依存する。有利には、分解反応は所望生成物混合
物を形成するために十分な条件において実施される。

分解する混合物の温度は、とくに、分解する混合物と並
流で流れる加熱ガスによる輻射および／または対流（主
として、輻射ブロック構造体のセラミック材料からの輻
射）による、熱入力、および炭化水素が反応器を通して
流れるとき炭化水素／水蒸気と混合される速度に依存す
る。一般に、分解反応の吸熱性および分解反応の反応速
度のために、混合室４７において炭化水素と過熱水蒸気
とを混合するとき直ちに比較的高い熱束が要求される。

この時点において、分解反応はその最高の速度で進行し
、これにより吸熱反応のため最高の冷却が生ずる。これ
により、反応器ハウジング６３の最高の壁温度（スキン
温度）を趙えないで、（５０） 非常に高い初期の熱束が得られる。分解する反応混合物
は反応器を通して流れるにつれて、反応速度ならびに熱
の吸収は減少する。したがって、反応器ハウジング６３
の材料を過熱しないで最適の熱束を維持するために、混
合装置４７からでる炭化水素／過熱水蒸気混合物は好ま
しくは炭化水素の流れと亜流にチャンバー７０から直接
流れる煙道ガスにより加熱される。煙道ガスは、矢印７
８で示すように、分解する混合物と並流で流れる。

煙道ガスの温度は、それがセラミック構造体をｉ山して
流れるとき、低下する。この温度の低下は、望ましくは
、反応器ハウジング６３の長さに沿って減少する。

分解反応は、また、有孔導管６５を通して反応器空間６
７の中に入る炭化水素によりコントロールされる。一般
に、最適な反応条件を維持するためには、炭化水素／水
蒸気が反応器を通して流れるとき、連続的に増加する世
の炭化水素を流す。

反応器を去る過熱水蒸気／炭化水素反応成分の比は、好
ましくは０．４〜５、より好ましくは０．５〜（５］） ２である。一般に、煙道ガスおよび添加される炭化水素
は炭化水素／水蒸気混合物を反応器を全体を通じて一定
温度に維持する。

説明する方法において、分解混合物の所望の温度プロフ
ィルは、部分的に、混合装置４７において炭化水素と混
合される過熱水蒸気の感知しうる熱により維持され、引
き続いて、ブロックおよび反応器ハウジングを同時に加
熱する輻射ブロック６４を通過する加熱ガスにより維持
される。

操作において、副生物の生成を減少するためには、炭化
水素は反応器を通して急速に動く。所望の滞留時間は種
々の因子、例えば、炭化水素供給物の組成、分解温度お
よび所望の生成物混合物に依存するが、混合装置４７か
ら熱交換器６８への滞留時間は一般に０．２秒より短い
。有利には、重質炭化水素の分解において、滞留時間は
０．００５〜０．２秒、好ましくは０，０１〜０．１秒
であり、そして軽質炭化水素の分解において、滞留時間
は０００２〜０．１５秒、好ましくは０．０３〜０．１
２秒である。

反応に引き続いて、分解された反応生成物は熱（５２） 交換器６８へ入り、そして直ちに、望ましくない副生物
の形成に導く反応を直ちに停止するために十分な温度、
例えば、３５０〜７５０℃の温度に冷却される。熱交換
器内の滞留時間は、好ましくは約０．１秒より長くなく
、より好ましくは０．０５秒以内である。−成熱交換器
、第４図において６８と表示されている、は概略的にの
み例示されており、ここで一般的に説明されているだけ
である。好ましい熱交換器は、１９８１年９月８日に提
出された欧州特許出願第００７４４３４号中に詳述され
ている。

−成熱交換器６８内で冷却された後、反応生成物は生成
物出口アロを通して排出され、そして一般に熱交換器６
８へ接続された１または２以上の追加の熱交換器または
冷却器（図示せず）を通過する。これらの熱交換器また
は冷却器を通過するとき、生成物はさらに冷却される。

炭化水素を熱分解するための異なる反応器システムは第
５図に示されている。詳しくは、第５図における反応器
システムは、軽質炭化水素供給物、例えば、５個以下の
炭素原子の炭化水素を主としく５３） て含有する炭化水素混合物と、重質炭化水素供給物、例
えば、６個以上の炭素原子の炭化水素を主として含有す
る炭化水素混合物とを同時に分解するために有用である
。本発明の例示する実施態様の方法のために、反応流体
を炭化水素、すなわち、分解すべき軽質炭化水素および
重質炭化水素の両者の流れであると考え、そしてコント
ロール流体は過熱水蒸気である。

例示する実施態様において、水蒸気を過熱する手段は、
内部に配置された混合装置８３へ導く水蒸気導管８２を
有するセラミックまたは他の適当な輻射材料の輻射ブロ
ック構造体８１からなる。

所望の高温の加熱ガスは熱ガス発生器またはバーナー８
４により発生される。第４図に示すように過熱された水
蒸気の導管に沿って種々の位置にバーナーを設ける代わ
りに、加熱ガス発生器またはバーナー８４は炉８５の水
蒸気入口側に位置する。

炉８５全体を通じて種々の点における熱ガス発生器８６
および８７による新しい燃ｒ１および空気の注入は、ガ
スを所望温度に加熱する。一般に、バ（５４） −ナーおよび／または燃料または空気注入器の数および
炉内のそれらの特定の位置は、加熱ガスが所望の高温に
加熱されうるかぎり、本発明の実施にとって臨界的では
ない。バーナーの数およびそれらの位置はそれに応じて
選択される。図示する実施態様において、加熱ガスは炉
８５を通して流れ、そして予熱炉８９に導く導管８８を
通って炉から出る。加熱ガスは炉８９から導管を通って
大気へ排出される。

水蒸気導管８２に加えて、軽質炭化水素供給導管９１は
予熱炉８９を１ｌｌｌシて混合装置８３へ延びている。

導管８２からの水蒸気と導管９１からの軽質炭化水素と
の混合物を運ぶ第１反応器導管９２は、輻射ブロック構
造体９３を通して、有孔導管９５と第２反応器導管９６
のシェルとの間に形成された環９４の中へ延びる。第２
反応器導管９６は、セラミックブロック構造体９７を通
して延びる。重質炭化水素供給導管９８は、予熱炉８９
を通して延びて有孔導管９５の入口端の中に入り、重質
炭化水素は環９４を通して流れる軽質（５５） 炭化水素と過熱水蒸気との混合物中に入ることができる
。反応器は熱交換器９９へ生成物出口導管１００により
接続されている。

別の実施態様において、反応器システム重質炭化水素が
環９４を通して流れかつ軽質炭化水素／水蒸気混合物が
導管９５の有孔部分をｉｊｌシて供給されるように設計
することができる。

例示する反応器システムの操作において、必要に応して
少量の水または水蒸気と混合されていてもよくかつ所望
温度（例えば、５個以下の炭素原子の炭化水素を主とし
で含有する供給物について５００〜７００℃）に予熱さ
れていてもよい、軽質炭化水素供給物は混合装置８３へ
供給される。混合装置８３において、軽質炭化水素は過
熱水蒸気または他のコントロール流体と混合される。炭
化水れる。分解反応を実施するための所望の温度プロフ
ィルは、最初に炭化水素を高温の水蒸気と直接混合しか
つ、矢印８１で示すように、熱空気発生（５６） 器８６により混合装置８３またはその付近において予熱
される輻射ブロック構造体を通して流れる加熱ガスによ
り、導管９２を通じて維持される。

重質炭化水素供給物、有利には水または水蒸気と混合さ
れ、そして予熱された炉８９内で所望温度に予熱される
。例えば、６個以上の炭素原子の炭化水素を主として含
有する重質炭化水素供給物は、好ましくは、重質炭化水
素供給物の重量に基づいて、１０〜３０重量％の水蒸気
または水と混合され、３００〜６００℃に加熱される。

次いで、予熱さた炭化水素は引き続く分解のため有孔導
管９５へ供給される。重質炭化水素は有孔導管９５から
環９４へ流れ、そして導管９２からの過熱水蒸気と分解
された軽質炭化水素との流れる混合物と連続的に混合さ
れる。軽質炭化水素／水蒸気混合物は、重質炭化水素を
希釈しかつ重質分解混合物を加熱する。

分解反応混合物は、また、反応器導管９２および９６の
外側において炉８５を通過する加熱ガスにより加熱され
る０重質炭化水素の分解条件は、（５７） 所望の分解条件、例えば、温度プロフィルが反応器の長
さに沿って得られるように選択される。この分解反応の
条件は、重質炭化水素が軽質炭化水素／水蒸気混合物と
混合される速度、この混合物の温度および反応器導管の
外側を流れる加熱ガスから得られる分解混合物の熱入力
に依存する。分解反応の高度の吸熱性のため、熱束は最
初に高く、そして分解反応の間に徐々に減少する。加熱
ガスが重質炭化水素の流れと並流に流れるとき、加熱ガ
スの温度は減少し、その結果反応器に沿った熱束の所望
の減少が得られる。さらに、所望の分解条件をコントロ
ールするため、比較的多い量の重質炭化水素を軽質炭化
水素／水蒸気混合物に添加し、そして連続的に減少する
量の重質炭化水素を引き続いてこの混合物へ添加する。

分解された生成物は急速に、好ましくは０．１秒以内、
より好ましくは０．０５秒以内に熱交換器９９において
冷却される。

本発明の反応器において有用な種々の構成成分に関する
と、コントロール流体および反応流体と（５８） の混合は、第１図および第２図の反応器において例示す
るように、２種類の流体を緊密にかつ均一に混合するこ
とができる任意の手段を用いて適当に実施される。ある
いは、ベンチュリ噴射またはその同等物に２種類の流体
の混合に使用することもできる。

例示した実施態様を参照して説明したように、本発明の
反応器は反応器のハウジングまたは導管の中に延び込む
有孔導管からなり、環または他の区域は有孔導管および
反応のハウジングにより定められ、実際の反応ゾーンを
構成する。反応器の設計（例えば、反応ゾーンの断面積
および有孔導管のサイズおよび有孔導管中の開口の数な
ど）は、所望の温度プロフィルおよび最適なまたは所望
の温度プロフィルを維持するために要する熱入力、触媒
床の単位当たりの反応器内または接触反応器内の反応成
分の所望の滞留時間および反応成分へのコントロール流
体の希釈効果）および有孔導管および反応器の環をどの
流体（すなわち、反応流体またはコントロール流体また
はそれらの混合物）（５９） が流れるかに依存し、そしてそれらは等業者により限定
された実験的試験により容易に決定される。

一般に、熱の効率的使用のために、反応導管は先行技術
において使用されるものよりも有意に短い。

一般に、最適の反応条件を維持するために、有孔導管は
、反応ゾーンの本質的全体の長さを通して延びるであろ
う。あるいは、コントロール流体が好ましくは反応流体
と反応の初期の部分の間において混合される場合におい
て、有孔導管は有利には反応器の最初の部分の中にのみ
延び込むことができ、あるいは反応器の出口端から反応
器の供給部分の中に延び込むことさえできる。

本発明の反応器の構成において、反応器の導管および有
孔導管は有利には用いる反応および反応流体に対して不
活性である材料から構成され、前記材料は所望の形状、
例えば、管の形状に製造することができ、かつ実施温度
に耐えるために十分に温度抵抗性がある。高温、例えば
、７００°Ｃ以上温度の実施において使用されるコント
ロール流体および反応流体の導管を製作するために使用
する（６０） ことができる金属組成物、例えば、鉄のＮｉ基合金、ク
ロムコバルト、モリブデン、タングステン、誘導体タン
タルまたはＮｉ合金の管である。これらのニッケル合金
組成物は、一般に１２００℃程度に高い温度に耐えるこ
とができ、そしてまた反応器の導管内に存在する圧力を
支持することができる。これらの金属組成物のうちで、
ニッケルおよびクロムの合金が好ましい。

１２００℃以上の温度で使用するために導管をセラミッ
ク組成物、例えば、アルミニウム酸化物またはケイ素窒
化物から製作することができることが考えられる。この
ようなセラミック組成物は金属組成物よりも相応して高
い熱束を付与し、これにより滞留時間をさらに短縮する
ことができると信じられる。さらに、高い実施温度にお
ける材料の膨張の問題は実質的に減少する。好ましくは
、これらのセラミック材料は透明ないし半透明である。

このような場合において、有意な量の熱はセラミックブ
ロックからの輻射および加熱ガスにより反応混合物へ直
接伝達される。このような方法で、（６１） 反応器の導管はより低い温度を有すると同時により高い
熱束を反応混合物へ提供する。

より低い温度に実施において、反応供給およびコントロ
ール流体導管は、使用する特定の温度およびコントロー
ル流体に依存して、より普ｉｌｌの材料、例えば、炭素
鋼またはステンレス鋼をから適当にイ乍られる。

多くの用途、とくに反応器を用いて吸熱反応を実施する
操業において、反応器をセラミ・ツク材料でライニング
された炉あるいはそうでなければセラミック構造体から
なる炉の内部に配置される。

セラミック材料は大きい熱束を提供する。加熱ガスから
反応導管および水蒸気導管への直接の熱伝達は、輻射ブ
ロックの内表面からの輻射熱により達成される大きい熱
束に比べて比較的小さい。セラミック材料の形状を適当
に選択することによって、所望の熱束を与える輻射ブロ
ックの内表面を得ることができる。例えば、高い熱束は
輻射ブロックの表面積を拡大することにより得ることが
でき、これに対して低い熱束は相応して同一温度の（６
２） 輻射ブロック構造体の表面積を減少することにより得ら
れる。

水葬気過熱器および反応ゾーンの両者における輻射ブロ
ック構造体の構成において使用される材料は、分解作業
において用いられる温度に耐えるために十分に耐熱性で
ある材料である。好ましい材料は、高温耐火材料におい
て使用されるタイプのセラミック組成物である。耐火性
のこれらのブロックは、余分な強さを提供するためのク
ロム酸化物添加剤を有する比較的純粋なアルミニウム酸
化物から成るセラミツ２１Ｍ成物である。輻射ブロック
構造体において使用できる他の材料は、マグネシウム酸
化物、ジルコニウム酸化物、トリウム酸化物、チ、タン
酸化物、ケイ素窒化物、ケイ素炭化物および酸化物繊維
材料を包含する。

以下の実施例により、本発明をさらに説明する。

こ１れ、らの実施例は本発明の範囲を限定するものと解
釈すべきではない。これらの実施例において、すべての
部および百分率は、特記しないかぎり重量による。

（６３） 実施例１〜１１において、水蒸気対炭化水素の比（Ｓ１
０比）は触媒床の出口における水蒸気対炭化水素の比で
ある。各実施例の結果において、転化率は反応したエチ
ルヘンゼンの重量％で表わし、そして選択率はスチレン
を生成する反応した（すなわち、転化した）エチレンベ
ンゼンの合計量のモル％である。用語ＫｇＳＬ／ｋｇ触
媒は、「１回通過（ｃｉｎａ　＋ｔｈｒｏｕｇｈ）　Ｊ
の基準で触媒１キログラム当りに生成したスチレンのキ
ログラム数を表わす。

略号ｒＷＨ３ＶＪは、触媒上を通過した炭化水素の重量
として測定した重量時間空間速度を触媒の合計重量で割
ったものである。

犬差遺土二） 各実施例１−５についてのデータは、約９８％のエチレ
ンベンゼン、１６３％のスチレンおよヒ残部のベンゼン
、トルエン、クメンおよびｎ−プロピルベンゼンを含有
する炭化水素供給物を本発明の方法に従い脱水素するこ
とによって得られた。

実験データを得るために使用した反応器は、第２図の装
置をシミュレーションする実験かの反応器（６４） である。反応シェルは内径５ｃＩ１１の直径２．５ｍの
パイプである。それは熱煙道ガスの流れのための通路を
有するセラミックブロック構造体を通して延びている。

反応器シェルを通して延びる内部の有孔管は、外径１ｃ
ｍ＋である。有孔導管は直径１龍のある数の孔を有する
。これらの孔はより大きい量の水蒸気が反応器に開始に
おいて導入され、そしてより少ない量の水蒸気が反応器
の長さに沿って添加されるように分布している。慣用の
鉄酸化物脱水素触媒（すなわち、肛−７７ＲＴ型、ダウ
・ケミカル・カンパニーから入手可能である）を使用し
た。各実施例における反応条件、転化率、選択率および
生成物の収率を表Ｉに報告する。結果は炭化水素供給物
の１回通過に基づく。

以下余白 （６５） 表−十 入口、℃５６７　５８６　５８８　５９５　５８７出口
、℃６６５　７０３　７０４　７０５　６８０温度、水
蒸気、’Ｃ７４７７９３７９３８０３７９３ｉＱＪｊＪ
、Ｉｆｋ＜ンゼン　、”Ｃ４４３４５３４５３４５９４
５３Ｓ１０比 出口　１．３　１．２　１．４　１．６　１．６り柵秒
　０．１９　０．１９　０．１９０．１９　０．１９圧
力低下 角世、バール　１．０３　１．４３　１．６７　１．８
５　１．９３ＷＨ３Ｖ　２．０５　２．５２　２．５２
　２．５２　２．５２結−宋 転イピノ廓１１％　５１．６　６４．１　７＋、５　７
２．５　６１．０選択率９％　９２．４　９０．３　８
８．３　Ｂ７．４　９０．８Ｋｇ　Ｓｔ／Ｋｇ　角懺　
０．９６　１．４３　＋、５６　１．５７　］、３７（
６６） このデータから明らかなように、本発明の反応器および
方法を用いて調製された脱水素反応の生成物の転化率お
よび選択率ならびに生成物の組成および収率は、とくに
従来の脱水素技術を用いて従来の反応器内で実施した従
来の脱水素反応に比較すると、驚くほどに極めて優れる
。従来の技術において、転化率は通常５０〜５５％であ
り、そして対応する転化率における選択率は一般に９０
〜８５％である。

次隻件■二■ ９８％のエチルベンゼン、１．３％のスチレンおよび残
部のベンゼン、トルエン、クメンおよびプロピルベンゼ
ンを含有する炭化水素供給物を実施例１において使用し
た実験室の反応器を使用して分解する。反応は実施例１
〜５におけるよりも非常に低いＳ１０比を用いて実施す
る。特定の反応条件および用いた特定の反応条件の各々
における選択率および転化率を表Ｈに報告する。

以下余白 （６７） 表−■ 実施例 □旦−−１−　一旦−Ｈ４岨−−ｉ、ｊ、−１ Ｍ、Ｘチルベンゼシ　水壽軒り民混４賢φη入口、’Ｃ
５６６５６Ｂ　５６４　５６８　５７５　５７０出口、
℃６３６　６５２　６７０　６７４　６８７　７００Ｓ
１０比、出口　１．０　１．０　＋、０　１．０　＋、
０　＋、０ＷＨ３Ｖ　１．０　１．０　１．０　１．０
　１．０　１．０圧力低下　１．５　１．５　１．５　
１．５　＋、５　１．５牟吉−一月艮 転イビＪ廓１　％　４５．７　５３．０　５８．５　６
２．５　６９．０　７６．０選択率　％　９４．３　９
３．５　９２．８　９１．９　９０．４　８８．１（６
日） 去１超１１２ ガスオイルを本発明の反応器を使用して分解した。反応
器シェルは、熱煙道ガスの流れのための通路を有するセ
ラミックブロック構造体を通して延びる内径２ｃＩ１１
の長さｌＯｍの反応器シェルから成っていた。外径５０
ｎの内部の管は、反応器シェルの最初の７ｍを通して延
びる。内部の導管は、その長さに沿って１ｍの間隔で１
系列の６組の開口を有する。

操作において、１５ｋｇの過熱された水蒸気を１０．７
ｋｇのガスオイルと１時間につき混合した。生ずるガス
オイル／水蒸気混合物は５９３℃の温度を有した。この
混合物を反応器を通して供給し、その間１０．７ｋｉｒ
のガスオイルをこの混合物へ各組の開口を通して添加し
くすなわち、ガスオイル／水蒸気混合物が反応器を通過
するとき、それへ６４．２ｋｇのガスオイルを添加し）
、これにより水蒸気対オイル比を反応器出口において約
１に維持した。反応器内のガスオイルの滞留時間は０．
０８秒であった。

、　・′、き （６９） ス［ 分解反応を実施例１２の技術を使用して（同一の合計の
熱使用（ｔｈｅｒｍａｌ　ｄｕｔｙ）および平均の熱束
を維持する）実施したが、ただし７５ｋｇの過熱水蒸気
を最初に２５ｋｇのガスオイルと１時間につき混合しく
最初の混合の温度は５９３℃に維持した）そしてわずか
に８．３　ｋｇのガスオイルを１時間につき有孔導管中
の各組の開口を通して添加した。

ル較■土 分解反応を実施例１２および１３と本質的に同一の反応
温度および圧力において実施し、ここで合計量の過熱水
蒸気（７５ｋｇ／時間）を分解すべきガスオイルのすべ
て（７５ｋｇ／時間）と従来の分解技術に従い最初に混
合する。

実施例１２および１３および比較例１の分解反応から得
られる生成物の組成を表■に示す、結果は「１回通過」
の基準に基づく。

以下余白 （７０） 表−１− 生成物の組成 里ｆｉ　％）　ＥＸ、１２　ＥＸ、］３　ＣＯＭＰ　Ｅ
Ｘ、　１水素　１．０　１．０　２．１ エタン　１２．９　１３．２　１４．３アセチレン　１
．２　１．１２　１．０エチレン　３１．８　３］、１
　２５．５プロピレン　１３．６　１３．９　１５．５
ブタジエン　５．４　５．４　４．３ 他のＣ−４物質　２．９　２．８　６．９ベンゼン　６
．１　６．１　５．９ トルエン　４．１　４．１　４．２ 他のＣ−４〜Ｃ−９２１，０２１，３２０，３物質 炭化水素を分解する方法および装置の利点は表■により
明瞭に立証される。詳しくは、ガスオイルを本発明に従
い分解するとき、エチレンの収率はガスオイルを先行技
術の方法に従い分解するときよりも有意に高い。その上
、メタンおよびプロピレンの収率も、ガスオイルを本発
明に従い分解（７１） するとき、望ましいほどに低い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の反応器システムの１つの実施態様を
示す部分断面略図である。 第２図は触媒反応を実施するために有用な本発明の好ま
しい反応器を示す部分断面略図である。 第３図は、炭化水素または炭化水素混合物の接触脱水素
を実施するための別の反応器システムの部分断面略図で
ある。 第４図および第５図は、炭化水素または炭化水素混合物
を熱分解するための好ましい反応器システムの部分断面
略図である。 １・・・反応器、 ２・・・管状シェルまたはハウジング、３・・・コント
ロール流体の導管、 ４・・・入口、 ５・・・開口または通路、 ６・・・細長い区画、 ７・・・導管、 以下余白 （７２） ８・・・有孔円錐形またはテーパー区画、開口または通
路、 ９・・・開口または通路、 １０・・・反応器空間、 １１・・・出口、 １２・・・コントロール流体の流れる方向、１３・・・
反応流体の流れる方向、 １４・・・絞り部、 １訃・・管状反応器シェルまたはハウジング、１６・・
・導管、 １７・・・開口、 １８・・・導管、 １９・・・導管、 ２０・・・触媒、触媒床、 ２１・・・環、 ２２・・・第２流体透過性、触媒不透過性スクリーン、
２３・・・第１流体透過性、触媒不透過性スクリーン、
２４・・・絞り部、 ２５・・・出口、 ２６・・・炉、 （７３） ２７・・・セラミック材料、 ２８・・・煙突、 ２９・・・脱水素反応器、 ３０・・・第１コントロール流体導管、３２・・・バー
ナーノズル、バーナー、３３・・・第２コントロール流
体導管、３４・・・混合装置、 ３５・・・反応流体導管、 ３６・・・予熱区画、 ３７・・・外側シェルまたはハウジング、３８・・・環
、反応ゾーン、触媒床、 ３９・・・第１流体透過性、触媒不透過性支持体、４０
・・・第２流体透過性、触媒不透過性支持体、４１・・
・熱交換器、 ４２・・・冷却流体入口、 ４３・・・冷却流体出口、 ４４・・・生成物出口導管、 ４５・・・コントロール流体導管、 ４６・・・セラミック材料、 ４７・・・混合装置、 （７４） ４日・・・第１へラダー、 ４９・・・対流熱導管、 ５０・・・第２ヘツダー、 ５１・・・チャンバー、 ５２・・・バーナー、 ５３・・・煙突、 ５４・・・チャンバー、 ５５・・・バーナー、 ５７・・・導管、 ５８・・・対流加熱器、 ５９・・・炭化水素反応成分供給管路、６０・・・希釈
剤導管、 ６１・・・煙突、 ６２・・・反応器、 ６３・・・反応器のシェルまたはハウジング、６４・・
・セラミックブロック、 ６５・・・有孔導管、反応器導管、 ６６・・・開口、 ６７・・・反応器の空間または環、 ６８・・・−成熱交換器、 （７５） ６９・・・出口管路、 ７０・・・バーナーチャンバー、 ７１・・・バーナー、 ７３・・・導管、 ７４・・・冷却流体人口、 ７５・・・冷却流体出口、 ７６・・・生成物出口導管、 ７７・・・加熱ガスの流れる方向、 ７８・・・水蒸気の流れる方向、 ７９・・・熱燃焼ガスまたは煙道ガスの流れる方向、８
０・・・加熱ガスの流れる方向、 ８１・・・輻射ブロック構造体、 ８２・・・水蒸気導管、 ８３・・・混合装置、 ８４・・・加熱ガス発生器またはバーナー、８５・・・
炉、 ８６・・・熱ガス発生器、 ８７・・・熱ガス発生器、 ８８・・・導管、 ８９・・・予熱炉、炉、 （７６） ９０・・・導管、 ９１・・・軽質炭化水素供給導管、 ９２・・・第１反応器導管、 ９３・・・輻射ブロック構造体、 ９４・・・環、 ９５・・・有孔導管、 ９６・・・第２反応器導管、 ９７・・・セラミックブロック構造体、９８・・・重質
炭化水素供給導管 ９９・・・熱交換器、 １００・・・生成物出口導管、 Ｆ・・・熱回収区画、 Ｒ・・・反応ゾーンまたは分解ゾーン、Ｓ・・・コント
ロール流体加熱区画、水蒸気過熱器。 ｋ１下余白 （７７）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応流体を反応成分であってもよいコントロール流
   体と混合する化学反応を連続的に実施するための反応器
   システムであって、前記反応器システムは反応流体の少
   なくとも一部をコントロール流体の少なくとも一部と最
   初に混合する手段；シェルまたはハウジングを有する反
   応器導管と前記反応器シェルの主要部分の中にかつそれ
   を通して延びる少なくとも１本の内部導管とからなる反
   応ゾーン；を含んでなり、ここで前記混合手段は前記反
   応ゾーンと流体連絡をしており、これにより反応流体と
   コントロール流体との混合物は、前記１本または２本以
   上の導管を通して、あるいは前記内部導管の外表面と反
   応シェルの内表面とによって形成された反応区域を通し
   て、連続的に流れることができる；前記内部導管はそれ
   らの長さく１） に沿って有孔であり、反応器導管を通る複数の位置にお
   いて、コントロール流体／反応流体の混合物が反応器を
   通して流れるとき、前記混合物の中に追加量のコントロ
   ール流体および／または反応流体を導入し、あるいは反
   応器を通して流れるコントロール流体および／または反
   応流体の流れの中にコントロール流体／反応流体の混合
   物を導入し、これによりコントロール流体／反応流体の
   混合物が反応器を通して流れるとき、前記混合物を前記
   コントロール流体および／または反応流体と連続的に混
   合し、そして前記混合物が反応器を通過するとき、前記
   反応器導管内の反応温度および／または反応成分の濃度
   がコントロールされた方法で連続的に変化するような速
   度で、前記コントロール流体および／または反応流体お
   よびコントロール流体と反応流体との混合物が混合され
   るように前記内部導管は設計されていることを特徴とす
   る化学反応を連続的に実施するための反応器システム。 以下余白 （２） ２、前記反応器は管状シェルを含んでなり、前記管状シ
   ェルはその軸方向の中心を通して延びる単一の有孔導管
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ３、前記有孔導管はコントロール流体を運ぶように設計
   されており、そして前記有孔導管の外表面と反応器のシ
   ェルまたはハウジングの内表面とにより定められる区域
   は反応流体とコントロール流体との混合物を運ぶように
   設計されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の装置。 ４、前記反応器はその中に延び込む複数の有孔導管を含
   んでなる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５、前記反応ゾーンは熱輻射構造体内に配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反応器。 ６、前記熱輻射構造体は前記反応器導管の少なくとも一
   部の付近にガスを流れさす通路を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の反応器。 （３） ７、特許請求の範囲第１項記載の反応器を使用して化学
   反応を実施する方法であって、前記方法は反応流体の少
   なくとも一部をコントロール流体の少なくとも一部と最
   初に混合し、生ずる混合物を反応器に通過させ、その間
   コントロールｔＬ４１と反応流体との混合物が反応器を
   通過するとき、追　′別置のコントロール流体および／
   または反応流体を前記混合物と連続的に混合し、前記連
   続的な混合は、遍加のコントロール流体および／または
   反応流体を前記１本または２木取」−の有孔の内部導管
   から、前記反応器導管を通る複数の位置において、前記
   混合物が前記反応区域を通して流れるとき、前記混合物
   に連続的に導入することにより、あるいは前記コントロ
   ール流体／反応流体の混合物を前記１本または２本以上
   の有孔の内部導管から、前記反応器導管をｉｌｌる複数
   の位置において、前記反応器の前記反応区域を通して流
   れる前記コントロール流体および／または反応流体へ連
   続的に導入することにより、実施し；前記追加の＝】ン
   トロール流体および／または反応流体と前記反応（４） 混合物との混合は、反応混合物が前記反応器導管を通過
   するとき、前記反応混合物の温度および／または前記反
   応混合物中の反応成分の濃度がコントロールされた方法
   で変化するような条件において実施する工程を含んでな
   ることを特徴とする方法。 ８、前記化学反応は吸熱反応であり、コントロール流体
   の一部を反応流体と最初に混合し、そしてコントロール
   流体と反応流体との混合物が反応器を通して流れるとき
   、コントロール流体を前記混合物の中に連続的に導入す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、前記化学反応は吸熱反応であり、反応流体の一部を
   コントロール流体と最初に混合し、そしてコントロール
   流体と反応流体との混合物が反応器を通して流れるとき
   、反応流体を前記混合物の中に連続的に導入することを
   特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法。 １０、前記化学反応は発熱反応であり、コントロール流
   体は冷却媒体であり、コントロール流体の（５） 一部を反応流体と最初に混合し、そしてコン］・ロール
   流体と反応流体との混合物が反応器を通して流れるとき
   、コントロール流体を前記混合物の中に連続的に導入す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法。 Ｉｌ、前記化学反応は発熱反応であり、反応流体の一部
   をコントロール流体と最初に混合し、そしてコントロー
   ル流体と反応流体との混合物が反応器を通して流れると
   き、反応流体を前記混合物の中に連続的に導入すること
   を特徴とする特許請求の範囲第７項記載の方法。 １２、特許請求の範囲第５項記載の反応器を使用する炭
   化水素、置換炭化水素またはそれらの混合物を熱分解す
   る方法であって、前記方法は前記炭化水素を過熱水蒸気
   と混合し、生ずる反応混合物を反応器導管の反応区域を
   １ｌｌＬで流し、前記反応器導管は熱輻射構造体を通し
   て延びており、前記熱輻射構造体はそこを通して流れる
   前記反応混合物を過熱するための過熱ガスを有し、そし
   て前記反応混合物が前記反応器導管を通して流れるとき
   、（６） 追加量の過熱水蒸気または炭化水素を有孔導管を通して
   前記反応混合物へ直接連続的に導入する工程を含んでな
   り、ここで前記反応混合物の温度は前記反応混合物へ添
   加される過熱水蒸気および／または炭化水素の添加によ
   り少なくとも部分的にコントロールされることを特徴と
   する方法。 １３、炭化水素は、分解前、有意な分解が起こる温度よ
   り低い温度に予熱された蒸気または微細なミストの形態
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の
   方法。 １４、過熱水蒸気を炭化水素の一部と最初に混合し、そ
   の後炭化水素と過熱水蒸気との混合物が前記反応器を通
   して流れるとき、前記炭化水素を前記混合物の中に連続
   的に導入することを特徴とする特許請求の範囲第１２項
   記載の方法。 ＋５．　０．２〜２帽１部の過熱水蒸気を１重量部の炭
   化水素混合物と最初に混合し、そして分解された反応生
   成物は前記炭化水素１重量部につき０．５〜２重■部の
   過熱水蒸気を含有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１４項記載の方法。 （７） １６、特許請求の範囲第１項記載の反応器を使用する炭
   化水素、置換炭化水素またはそれらの混合物を接触分解
   する方法であって、前記方法は炭化水素、置換炭化水素
   またはそれらの混合物を水素と最初に混合し、生ずる炭
   化水素／水素の混合物を反応区域に含有される触媒床を
   通しで流し、前記反応区域は反応器導管の内表面と１本
   または２本以上の内部の有孔導管の外表面とにより形成
   されており、そして前記反応混合物が前記反応区域を通
   して流れるとき、水素または前記炭化水素を前記有孔導
   管から前記反応混合物の中に連続的に導入し、これによ
   り前記反応混合物が前記反応器導管を通して流れるとき
   、前記反応混合物の反応条件を少なくとも部分的にコン
   トロールする工程を含んでなることを特徴とする方法。 １７、軽質炭化水素および重質炭化水素を同時分解する
   方法であって、前記方法は軽質炭化水素および過熱水蒸
   気を最初に混合し、そして住する混合物を反応器導管を
   通して流し、前記反応器導管は熱輻射構造体を通して延
   びており、前記熱輻射（８） 構造体はそこを通して流れる前記反応混合物を加熱する
   ための加熱ガスを有し、前記軽質炭化水素／過熱水蒸気
   の混合物は前記軽質炭化水素を所望程度に分解するため
   に十分な温度および反応条件にさらされ、その後、分解
   すべき重質炭化水素を過熱水蒸気／軽質炭化水素の混合
   物へ、過熱水蒸気／軽質炭化水素／重質炭化水素の混合
   物の温度および反応条件を維持する速度で、連続的に導
   入する工程を含んでなることを特徴とする方法。 １８、炭化水素、置換炭化水素または炭化水素および／
   または置換炭化水素の混合物の接触脱水素を実施する方
   法であって、前記方法は炭化水素、置換炭化水素または
   それらの混合物を反応成分であってもよいコントロール
   流体と混合し、前記混合物を触媒床に通過させ、その間
   追加量の前記コントロール流体または炭化水素を前記混
   合物の中に連続的に導入する工程を含んでなり；前記コ
   ントロール流体のよび／または反応流体の前記混合物へ
   の導入は、前記脱水素混合物が前記触媒床を通して流れ
   るとき、前記脱水素混合物の温度、反（９） 応成分の濃度および／または滞留時間が連続的方法で変
   化するような速度で実施されることを特徴とする方法。 １９、前記コン］・ロール流体は過熱水蒸気であり、そ
   して脱水素すべき材料はエチルベンゼンまたはエチルベ
   ンゼンを含有する炭化水素混合物であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２０、前記過熱水蒸気およびエチルベンゼン蒸気を、生
   ずる混合物が５００〜７００℃の温度を有するように混
   合し、そして前記混合物の温度が反応器出口またはその
   付近においである最大温度に連続的に増加するような速
   度で、追加量の過熱水蒸気を前記エチルベンゼン／水蒸
   気混合物へ添加することを特徴とする特許請求の範囲第
   １９項記載の方法。 ２１、前記反応器出口における前記反応混合物の温度は
   ６００〜８００℃であることを特徴とする特許請求の範
   囲第２０項記載の方法。 以下余白 （１０） ２２、　０．２〜２０部の過熱水蒸気を１部のエチルベ
   ンゼン反応成分と最初に混合し、そして前記反応器出口
   における前記反応混合物は前記反応器へ最初に導入した
   エチルベンゼンの１重１部にツキ０．４〜２．３重量部
   の水蒸気を含有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １９項記載の方法。 ２３、前記反応器内のエチルベンゼンの滞留時間は０．
   ００５〜０．３秒である特許請求の範囲第２２項記載の
   方法。 ２４、前記反応生成物は前記反応器から熱交換器へ直接
   行き、そこで前記反応生成物は低い温度に急冷されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２３項記載の方法。 ２５、炭化水素、置換炭化水素、それらの混合物または
   脱水素されうる他の材料の脱水素において有用な反応器
   であって、前記脱水素反応器は内部において延びている
   少なくとも１本の有孔導管を有する反応器のシェルまた
   はハウジングおよび前記コントロール流体導管と前記反
   応器ハウジングとによって形成される区域の少なくとも
   一部内に（１１） 配置された脱水素触媒の触媒床を含んでなり；前記有孔
   導管は反応成分と最初に混合されないコントロール流体
   の部分を運ぶことができ、これにより前記コントロール
   流体は反応混合物が前記触媒床を通して流れるとき前記
   反応混合物へ連続的に添加されることができることを特
   徴とする前記脱水素反応器。 ２６、前記反応器はセラミンク材料でライニングされた
   炉内に配置されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２５項記載の脱水素反応器。 ２７、前記炉は前記反応器シェル付近にガスの流れを提
   供する通路および前記流れるガスを加熱する手段を含ん
   でなることを特徴とする特許請求の範囲第２６項記載の
   装置。 項記載の装置。