FI101156B - Kiertomassareaktoriin perustuva menetelmä ja laite hiilivetyjen konver toimiseksi - Google Patents

Description

101156

Kiertomassareaktoriin perustuva menetelmä ja laite hiilivetyjen konvertoimiseksi

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetelmää 5 hiilivetyjen konvertoimiseksi Tämän menetelmän mukaan käsiteltävä kaasumainen tai nestemäinen hiilivetysyöttö johdetaan kiertomassa-leijuvirta-reaktoriin (eli “leijutusreaktoriin”), jossa se konvertoidaan korotetussa lämpötilassa sellaisen fluidisoidussa tilassa olevan kiintoaineen läsnäollessa, -10 joka ylläpitää konvertointiprosessin energiataseen.

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 11 johdannon mukaista laitetta hiilivetyjen käsittelemiseksi ja konvertoimiseksi.

15 Leijutusreaktoreita käytetään yleisesti hiilivetyjen konvertointiin. Näissä katalyyttiä tai vastaavaa kiinteää, lämmönsiirtoon ja leijutukseen soveltuvaa ainetta leijutetaan kaasu-faasissa olevalla hiilivetyvirtauksella. Yleensä minimileijutusvirtaus saadaan aikaan esifluidisointikaasulla, kuten höyryllä, tai tuotekaasun kierrätyksellä. Tavanomaisissa leijutusreaktoreissa, joissa väliaineen lineaarinen virtausnopeus on lähellä minimileiju-20 tusnopeutta, kiintoaine pysyy reaktorin leijukerroksessa eikä merkittävästi poistu reaktorista hiilivetyvirran mukana.

Minimileijutusnopeutta huomattavasti suuremmilla virtausnopeuksilla leijukerroksen pinta ei enää ole tarkkarajainen, vaan kerros on itseasiassa vyöhyke, jossa kiintoainepitoisuus 25 pienenee ylöspäin mentäessä. Riittävän suurilla virtausnopeuksilla tämä johtaa leijuvirtaukseen, jossa käytännöllisesti katsoen kaikki kiintoainepartikkelit virtaavat leijutuksen aikaansaavan hiilivetysyötön mukana. Kiintoaine erotetaan reaktorista poistuvasta hiilivetyvirrasta sykloneilla ja kierrätetään suoraan tai regeneraattorin kautta takaisin reaktorin alaosaan. Tällaista järjestelmää kutsutaan kiertomassapetiksi (Circulating 30 Fluidized Bed, CFB) ja kiertomassareaktoriksi (Circulating Fluidized Bed Reactor, CFBR), mikäli kiintoainesuspensiossa tapahtuu kemiallinen reaktio.

101156 2

Eräs eniten käytetyistä reaktorijäijestelmistä on hiilivetyjen katalyyttiseen krakkaukseen tarkoitettu FCC-laitteisto, jonka pääosat ovat nopean leijuvirtauksen alueella toimiva nousuputki (reaktori), laimeassa suspensiofaasissa toimivat katalyytin ja reaktiotuotteen erotussyklonit sekä suuritilavuuksinen leijukerrosalueella toimiva regeneraattori. Esi-5 merkkinä FCC-Iaitteistoista mainittakoon US-patenttijulkaisussa 4.957.617 esitetty ratkaisu.

Muita katalyyttisten leijutusreaktorien sovellutuksia ovat mm.: - katalyyttinen reformointi, 10 - ftaalihappoanhydridin tai maleiinihappoanhydridin valmistus, - metaanin hapettava dimerointi, - Fischer-Tropsch synteesi, - dehydraus, - metaanin, etaanin ja vastaavien alkaanien klooraus ja bromaus sekä 15 - metanolin konvertointi olefiineiksi tai bensiiniksi

Ei-katalyyttisiä prosesseja, joissa käytetään leijutusreaktoreita, ovat mm.: - terminen krakkaus, - katalyytin regenerointi ja 20 - kaasutusprosessit

Fysikaalisia prosesseja ovat mm.: - kuivatus, - lämmönsiirto kahden kaasun välillä ja 25 - adsorptio

Edellä mainituista prosesseista huomattavaa taloudellista merkitystä on erityisesti katalyyttisella loukkauksella, dehydrauksella, Fischer-Tropsch-synteesillä, metanolin konvertointi olefiineiksi -prosessilla (MTO) sekä mahdollisesti tulevaisuudessa metaanin hapet-30 tavalla dimeroinnilla, joka on tällä hetkellä vielä tutkimusasteella.

Tunnettuihin ratkaisuihin liittyy eräitä merkittäviä epäkohtia. Niinpä konventionaalisen 101156 3 leijutusreaktorin reaktioaika on vaikeasti hallittavissa, ja katalyytin/kiintoaineen ja rakenteiden eroosio on huomattava laitteisto-ongelma. Oheiset ongelmat korostuvat erityisesti sellaisissa tapauksissa, joissa reaktion hallinta edellyttää lyhyttä viipymäaikaa ja korkeaa lämpötilaa. Skaalattaessa kemiallisia reaktoreita sekä kaasun että kiintoaineen 5 viipymäaikojen tulee säilyä vakioina. Reaktorin halkaisijan kasvaessa kiintoaineen viipy-mäaika reaktorissa pyrkii kasvamaan, koska sen takaisinvirtaus seinien lähellä lisääntyy. Tämän estämiseksi virtausnopeutta lisätään, minkä johdosta reaktorin korkeutta on puolestaan kasvatettava, jotta kaasun viipymäaika pysyisi vakiona.

10 Laitteistoon olennaisena osana kuuluviin kaasujen ja kiintoaineen/katalyytin erotuslait- teisiin liittyy myös ongelmia, joita selvitellään tarkemmin seuraavassa:

Reaktorista poistuvat kiintoainepartikkelit ja tuotekaasu erotetaan toisistaan sykloneissa, joiden toiminta perustuu keskipakovoimaan. Syklonit ovat useimmiten rakenteeltaan 15 yksiaukkoisia, ts. niissä on yksi tulokanava kiintoainesuspensiolle. Yksiaukkoisten syklonien maksimihalkaisija on käytännössä n. 1 m, joten virtausteknisen toiminnan vuoksi sykloneita asennetaan useita rinnan ja kaksi tai kolme Saijaan kaasuvirran suunnassa.

Syklonia kutsutaan tehokkaaksi, mikäli se pystyy erottamaan kaasuvirrasta pieniä, alle 20 15 pm:n partikkeleita. Syklonit voivat olla rakenteeltaan kierukkamaisia tai spiraalimaisia.

Kiintoainesuspensio ohjataan tangentiaalisena virtauksena syklonin lieriömäiseen osaan ja kiintoaine erottuu keskipakovoiman vaikutuksesta virtauksen kiertäessä tyypillisesti 7-9 kierrosta syklonin lieriössä ja sen jatkeena olevassa kartiomaisessa osassa. Tunnetaan myös aksiaalisykloneita, joissa putkessa kulkeva kaasu saatetaan siivistöllä kiertoliikkeeseen, 25 jolloin kiintoaine keskipakovoiman vaikutuksesta ajautuu putken seinämille ja erottuu kaasuvirrasta. Tavanomaisin syklonimalli on ns. Zenz-sykloni, jossa syklonin eri osien mittasuhteet on standardoitu, joiden mitoitukseen on laadittu käyrästöt ja laskentamenetelmät. Syklonin tehokkuutta parantaa virtauksen syklonissa tekemien kierrosten määrä, suuri virtausnopeus sisääntuloaukossa, kiintoainepartikkelien suuri tiheys, sisääntuloaukon 30 kapeus ja kaasun pieni viskositeetti.

Normaaleissa yksiaukkoisissa sykloneissa kiintoainevirta kohtaa syklonin sisäseinän yhte 101156 4 nä kaasususpensiosuihkuna, jonka virtausnopeus on suuri, primäärisykloneissa tavallisesti 20...25 m/s, sekundäärisykloneissa n. 35 m/s ja tertiäärisykloneissa n. 40 m/s. Virtausnopeuden täytyy olla suuri, koska syklonin tuloaukon leveys (suihkun leveys) on tavallisesti, esim. standardimallisissa ns. Zenz-sykloneissa, n. neljäsosa syklonin halkaisijasta, ja kiin-5 toaine on saatava koko suihkun leveydeltä seinän lähelle kiintoaineen erottamiseksi. Tällaisissa sykloneissa suurin eroosiolle altis kohta on kiintoainesuihkun iskeytymiskohta syklonin sisäpintaan.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on välttää tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat 10 ja toteuttaa leijutus uudenlaisessa leijuvirtareaktorissa, jossa poikittaissekoittuminen on mahdollisimman tehokasta. Keksinnön tarkoituksena on edelleen saada aikaan reakto-riratkaisu, jossa kiintoaine saadaan reaktion jälkeen mahdollisimman nopeasti ja tehokkaasti erotetuksi tuotekaasuista.

15 Keksinnön mukaan hiilivetyjen konvertointi suoritetaan kiertomassa-leijuvirta-reaktorissa, jonka reaktiotila eli reaktorin leijutustila muodostuu kahden sisäkkäisen lieriön tai kartion välisestä, poikkileikkaukseltaan rengasmaisesta tilasta, jossa yleensä nestefaasissa oleva syöttö ensin höyrystyy ja sen jälkeen konvertoituu reaktiotuotteiksi korotetussa lämpötilassa sellaisen kiintoaineen läsnäollessa, jolla voi olla myös katalyyttisiä ominaisuuksia.

20 Syöttö voidaan johtaa reaktoriin myös kaasufaasissa. Reaktorin jälkeen reaktiotuote yleensä tislataan tai muuten puhdistetaan käyttökelpoisiin jakeisiin. Reaktori soveltuu mm. katalyyttiseen ja termiseen krakkaukseen, dehydraukseen ja metaanin hapettavaa dimerointiin.

25 Keksinnön mukaan kiintoaine erotetaan reaktiokaasusta moniaukkosyklonilla, joka on sijoitettu suoraan rengaskanavan päälle. Tämä konstruktio tekee mahdolliseksi lyhentää reaktion viipymäaikaa, koska kiintoaine voidaan moniaukkosyklonilla erottaa nopeammin ja tehokkaammin reaktiokaasuvirrasta kuin yksiaukkoisilla sykloneilla. Syklonista kiintoaine voidaan palauttaa kiintoaineen paluukanavana eli laskuj aikana toimivan, kahden 30 sisäkkäisen lieriön tai kartion muodostaman, poikkileikkaukseltaan rengasmaisen tilan kautta regeneraattoriin.

101156 5 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patent-5 tivaatimuksen 11 tunnusmerkkiosassa.

Tässä keksinnössä “viipymäajalla” tarkoitetaan hiilivedyn keskimääräistä viipymäaikaa syöttökohdasta syklonin poistoputkeen, joka aika voi olla 0.05 -10 sekuntia, mutta on tyypillisesti 0,1 - 5 s, sekä “korotetulla lämpötilalla” lämpötila-aluetta 100 - 1000 °C.

10 Reaktoria voidaan soveltaa mm. seuraaviin prosesseihin: katalyyttinen ja terminen krak- kaus, dehydraus, Fischer-Tropsch-synteesi, maleiinihappoanhydridin valmistus sekä metaanin hapettava dimerointi.

“Reaktiotuotteella” tarkoitetaan edellä mainituilla prosesseilla aikaansaatavia tuotteita.

15 Niinpä reaktiotuotteet voivat sisältää esim. krakkaus- tai dehydraustuotteita, jotka koostuvat pääasiallisesti keveistä olefiineista, kuten propeenista, n-buteeneista, isobuteenista ja amyleeneista.

"Kiintoaineella" tarkoitetaan sitä ainetta, joka muodostaa suspension reaktiotilassa. Kiinto-20 aine koostuu tyypillisesti kiinteistä katalyyttihiukkasista, jos reaktoria käytetään katalyyttisiin reaktioihin. Jos reaktoria käytetään termisiin prosesseihin, kiintoainehiukkaset ovat inerttejä partikkeleita, joiden tehtävänä on siirtää lämpöenergiaa tai ainetta reaktiotilaan tai sieltä pois. Katalyytti valitaan prosessin mukaan. Niinpä katalyyttisessä krakkauksessa käytetään tyypillisesti luonnollisia tai synteettisiä alumiinisilikaatteja, zeoliitteja ja alumi-25 naa. Tavanomaisiin zeoliitteihin kuuluvat X- ja Y-tyypin zeoliitit, joita voidaan stabiloida lantanideilla. Dehydrausprosesseissa käytetään esim. kromi/alumiinioksidi-katalyyttejä.

Yleisesti ottaen keksintö on parhaiten sovellettavissa kaikkiin lyhyttä viipymäaikaa vaativiin, korotetussa lämpötilassa tapahtuviin endo- ja eksotermisiin prosesseihin, kuten kata-30 lyyttinen tai terminen krakkaus, dehydraus, Fischer-Tropsch-synteesi, MTO sekä metaanin hapettava dimerointi. Ensimmäisen edullisen sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukaista reaktoria käytetään katalyyttiseen krakkaukseen, jolloin reaktoriin voidaan syöttää 101156 6 kevyttä kaasuöljyä, raskasta kaasuöljyä tai kevyttä pohjaöljyä keveiden olefiinien ja/tai bensiinin tuottamiseksi. Prosessilämpötila krakkauksessa on noin 520 - 650 °C ja viipymä-aika 0,5 - 5 sekuntia.

5 Toisen edullisen sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukaista reaktoria käytetään termiseen krakkaukseen, jolloin reaktoriin syötetään pohjaöljyä tai muuta raskasta hiilivetysyöt-töä, joka krakataan kevyempien hiilivetyjen tuottamiseksi. Prosessilämpötila on 650 -1000 °C ja viipymäaika 0,2 - 0,5 sekuntia.

10 Kolmannen edullisen sovellutusmuodon mukaan dehydrataan syöttöä, joka voi olla pen- taaneja, isobutaania, n-butaania, propaania tai niiden seosta, 600 - 750 °C:n prosessilämpö-tilassa 0,4 - 2 sekunnin viipymäajalla amyleenien, isobuteenin, n-buteenien, propeenin tai niiden seosten tuottamiseksi.

15 Neljännen edullisen sovellutusmuodon mukaan maakaasua hapetetaan hapella metaanin dimeroimiseksi 800 - 900 °C prosessilämpötilassa 0,08 - 0,3 sekunnin viipymäajalla.

Viidennen edullisen sovellutusmuodon mukaan hiilivetyjä sisältävää syöttöainetta kaasutetaan eli osittaishapetetaan ilmalla tai muulla happea sisältävälllä kaasulla synteesikaasuksi, 20 eli kaasuksi, joka sisältää ainakin hiilimonoksidia ja vetyä. Terminen osittaishapetus tapahtuu 1000 - 1300 °C:ssa ja katalyyttinen osittaishapetus 700 - 1000 °Cssa viipymäajalla, joka olennaisesti riittää kemiallisen tasapainon saavuttamiseen. Vedyn osuuden lisäämiseksi tuotetussa synteesikaasussa ja lämpötasapainon saavuttamiseksi voidaan reaktioon tuoda lisäksi vesihöyryä.

25

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selityksen ja muutaman sovellutusesimerkin avulla, jolloin laitekonstruktioiden osalta viitataan oheisiin piirustuksiin, joista kuviossa 1 on sivukuvantona esitetty katalyyttiseen krakkaukseen ja lämmönsiirtoproses-30 seihin erityisen hyvin soveltuvan laitteen edullisen sovellutusmuodon rakenne ja kuviossa 2 on esitetty sivukuvantona keksinnön yksinkertaistetun reaktoriratkaisun periaatteellinen rakenne.

101156 7

Keksinnön mukainen reaktori, joka on tarkoitettu hiilivetyjen konvertoimiseen pääasiassa parafiinisesta hiilivetysyötöstä kiertomassareaktorissa, käsittää yleisesti reaktiothan, joka on kahden sisäkkäisen, pystyasennossa olevan sylinterin tai kartion välissä, jolloin reak-' tiotila ja kiintoaineen laskujalka on poikkileikkaukseltaan rengasmainen. Syöttösuuttimet, 5 joiden kautta nestemäinen tai joissakin tapauksissa kaasumainen syöttö johdetaan reaktioti-laan, ovat reaktiothan alaosassa. Ne on normaalisti suunnattu ylöspäin. Inertti kiintoaine tai katalyytti johdetaan reaktoria ympäröivästä ns. laskujalasta reaktorin alaosaan sen ulkovai-passa olevan rengasmaisen aukon tai pienempien, reaktorin ulkovaipassa olevien aukkojen kautta. Kiintoainevirtaa reaktoriin säädetään edullisesti reaktorin ulkovaipan ympärillä 10 olevalla sylinterillä, jota kiertämällä tai nostamalla kiintoaineen tuloaukkoa voidaan kuristaa. Kiintoainevirran säätöön laskujalasta reaktoriin voidaan käyttää myös tavallisia venttii-leitä.

Siinä keksinnön edullisessa sovellutusmuodossa, jossa tämän keksinnön mukaista reaktoria 15 käytetään katalyyttiseen krakkaukseen, voidaan reaktori sijoittaa sisäkkäin toisen reaktorin kanssa. Näistä kahdesta reaktorista sisempää käytetään krakkausreaktorina ja ulompaa regeneraattorina, jossa kierrätettävä katalyytti regeneroidaan ja kuumennetaan haluttuun lämpötilaan. Katalyytti siirretään reaktorista regeneraattoriin poikkileikkaukseltaan rengasmaisen kanavan eli laskujalan ja reaktorin leijutustilan läpi kulkevien kanavien kautta.

20 Regeneraattorin laskujalka tai toiselta nimeltään katalyytin palautuskanava reaktoriin on myös poikkileikkaukseltaan rengasmainen tila.

Kiintoaine valuu reaktiotilaan kiintoaineen tuloaukon kautta ja sekoittuu reaktorin rengas-kanavassa ylöspäin virtaavaan esifluidisointikaasuun, jonka mukana kiintoaine virtaa 25 rengaskanavassa ylöspäin syöttösuutinten tasolle. Pieniksi pisaroiksi sumutettu nestemäinen syöttö höyrystyy ja kuumentuu reaktiolämpötilaan kohdatessaan kuuman kiinto-ainepartikkelivirran syötön. Höyrystymisen vaikutuksesta kiintoainepartikkelien virtausnopeus kasvaa. Koska virtausnopeus on huomattavasti minimileijutusnopeutta suurempi, kiintoaine virtaa kaasun mukana, tosin hieman kaasu nopeutta pienemmällä nopeudella.

30 Reaktiothan yläpäähän sijoitettu erotuselin, moniaukkoinen reaktorin sykloni, erottaa kiintoaineen suspensiosta. Syklonista kiintoaine johdetaan regeneroinnin kautta reaktoria ympäröivän rengasmaisen laskujalan takaisin kautta reaktoriin. Reaktiotuotekaasut poistu- 101156 8 vat syklonin keskusputken kautta.

Poikkileikkaukseltaan rengasmainen nousukanava muodostuu esim. kahden sisäkkäisen lieriömäisen verhopinnan välille, jolloin ulomman lieriön sisäpinta muodostaa reaktiothan 5 ulomman verhopinnan ja sisemmän lieriön ulkopinta muodostaa reaktiothan sisemmän verhopinnan. Rakentamalla keksinnön mukainen reaktori kahdesta sisäkkäin asetetusta lieriöstä tulee reaktorista kompakti, tukeva ja helposti asennettava.

Reaktiothan poikkipinta-ala voi olla vakio, toisin sanoen lieriömäisten tai kartiomaisten 10 verhopintojen etäisyys pysyy samana reaktiothan pituussuunnassa. Poikkipinta-ala voi kuitenkin myös muuttua korkeuden funktiona, millä voidaan vaikuttaa reaktorin leiju-tusominaisuuksiin.

Haluttaessa nousutila voidaan jakaa aksiaalisuunnassa rinnakkaisiksi segmenteiksi. Täl-15 laiset segmentit saadaan aikaan järjestämällä kahden sisäkkäisen lieriömäisen verhopinnan välille reaktiothan pituusakselin suuntaisia tai spiraalimaisia välilevyjä. Spiraalimaisia välilevyjä käytettäessä voidaan levyjen nousukulmaa pienentämällä lisätä hiilivetyjen ja katalyytin viipymäaikaa nousukanavassa samalla reaktorin korkeudella. Välilevyt saattavat olla joissain tapauksissa tarpeen myös rakenteen vahvistamiseksi. Vaihtoehtoisesti 20 samanlaiseen ratkaisuun päästään tekemällä reaktoritila useista (esim. 6 - 20) rinnakkaisista putkista, jotka jäljestetään aksiaalisuunnassa ympyrän kehälle.

Kuten edellä esitetystä käy ilmi, keksinnön yhteydessä käytettävä ilmaisu "poikkileikkaukseltaan rengasmainen" pitää sisällään kaikki ne ratkaisut, joissa reaktiothan poikkileik-25 kauksen pinta ainakin suurimmaksi osaksi on jäljestetty ympyrän kehälle. Pinnan ei tarvitse olla jatkuvan renkaan muotoinen, vaikkakin tätä ratkaisua pidetään edullisena. Toisin sanoen: rengasmainen riseri voi olla joko avoin tai esimerkiksi välilevyillä tai putkilla aksiaalisuuntaisiin segmentteihin jaettu rengasmainen tila.

30 Reaktiothan yläosaan liitettynä kiintoaineen erotuselimenä reaktiotuotteesta toimii moni-aukkoinen sykloni. Tällaisessa syklonissa käsiteltävä kiintoainesuspensio johdetaan useasta sisääntuloaukosta syklonikammioon. Syöttöaukot voivat olla pystyakselin suhteen sym- 101156 9 metrisesti tai epäsymmetrisestä jäljestetyt. Edullisesti aukot jäljestetään symmetrisesti, koska nousukanavalla on rengasmainen poikkileikkaus ja virtaus on siten tasainen koko nousukanavan poikkileikkauksen yli. Tällaisessa tapauksessa sykloni varustetaan virtauksen johtosiivillä, joilla saadaan aikaan keskipakoerotuksen vaatima pyörre. Johtosiivet on 5 tyypillisesti sovitettu rengasmaisesti syklonin kammion kehälle johtosiivistöksi siten, että tämä muodostaa useita rinnakkaisia kaasun sisäänvirtauskanavia.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä poikkileikkaukseltaan rengasmaisen nousuputken päälle asennettu moniaukkoinen sykloni antaa merkittäviä virtaus- ja 10 prosessiteknisiä etuja tavanomaiseen ja normaaleihin yksiaukkoisiin sykloneihin verrattu na. Sykloni voidaan tehdä perinteisen syklonin tapaan, useampiaukkoisena, mutta edullisimmin siipirakenteisena, jolloin mahdollisimman suuri osa rengaspinnasta on käytössä kiintoaine-kaasususpension sisääntuloon. Jäljempänä kuvataan keksinnön mukaisen rakenteen tärkeimpiä etuja, jotka liittyvät sekä rengasmaisen poikkileikkauksen omaavaan 15 riseriin että siihen yhdistettyyn monisisääntulosykloniin.

Kuten yllä todettiin keksinnön mukaisessa laitteessa kiintoaineen poikittaissekoitussekoit-tuminen on vähäisempää kuin normaalissa putkityyppisessä nousuputkessa. Tämän seikan ansiosta lämpötilat ja konsentraatiot tasaantuvat nopeasti ja muodostuvat homogeenisem-20 miksi kuin putkimaisissa reaktoreissa, mikä on erittäin tärkeä seikka kemiallisissa leijutusreaktoreissa. Esimerkkinä voidaan todeta, että täyden mittakaavan rengasmaisen riserin ulkohalkaisija on noin 1,67 m ja sisähalkaisija noin 1,35 m, jolloin poikittaissekoittumisetäisyys on 160 mm. Putkityyppisenä saman poikkipinnan (0,76 m2) omaavan putken halkaisija (poikittaissekoittumisetäisyys) on 983 mm, eli yli kuusinkertai-25 nen. Toisaalta, jos putkireaktorin poikittaissekoittumisetäisyyttä halutaan vähentää, joudutaan reaktorin korkeutta kasvattamaan huomattavasti.

Lyhyestä poikittaissekoittumisetäisyydestä johtuen syöttövirta reaktorin poikittaispinnalle voidaan jäljestää tasaiseksi. Myös esifluidisointivyöhykkeestä, jossa virtaus tasaantuu 30 ennen syöttökohtaa, voidaan em. syystä tehdä matalampi.

Edelleen voidaan todeta, että keksinnön mukainen rengasmainen nousuputki toimii alhai- 101156 10 semmalla virtausnopeudella kuin putkimainen nousuputki, mikä vähentää rakennemateriaalien eroosiota sekä tekee laitteiden skaalauksesta helpomman ja varmemman. Laitteisto voidaan lisäksi toteuttaa matalampana, mikä pienentää rakenteeseen ja lämpöliikkeisiin liittyviä ongelmia.

5

Erään edullisen sovellutusmuodon mukaan keksinnön mukaisessa laitteessa voi olla sisem-pi reaktori, jossa on kahden lieriön välinen, poikkileikkaukseltaan rengasmainen nousutila, ja ulompi regeneraattori, jolla käytetty kiinteä katalyytti tai jäähtynyt lämmönsiirtomassa voidaan regeneroida ja palauttaa prosessiin. On kuitenkin ymmärrettävä, että keksinnön 10 mukaista reaktiotilaratkaisua voidaan soveltaa eri prosesseihin myös liitettynä tässä kuvatusta regeneraattorista poikkeavaan regeneraattoriin. Tässä kuvattu regeneraattorivaihtoeh-to on erittäin edullinen, koska kiintoaineen vaakasuorat siirtomatkat lyhenevät merkittävästi ja suurikin regeneraattori voidaan toteuttaa halkaisijaansa nähden matalana, jolloin sen tilantarve pienenee, regeneraattorin lämpölaajenemisongelmat vähenevät oleellisesti ja 15 reaktori/regeneraattori-rakenne muodostaa kompaktin, tukevan ja helposti asennettavan kokonaisuuden.

Keksinnön mukaisessa rakenteessa eroosio-ongelmat on ratkaistu virtausteknisin keinoin: moniaukkoisessa syklonissa kiintoainevirta tulee yhden suuren kiintoainevirran sijasta 20 useana pienenä massavirtana syklonin sisäpinnalle, jolloin eroosio on vähäisempää ja tasaisempaa. Keksinnön mukaiseen reaktoriin liitetty sykloni on tilavuudeltaan alle puolet (viipymäaika on alle puolet) standardisyklonin korkeudesta, koska sykloni voidaan paremman virtausteknisen toiminnan ansiosta mitoittaa matalammaksi (matalat tuloaukot).

25 Usean sisääntuloaukon ansiosta syklonin tuloaukoista voidaan tehdä kapeita, jolloin kata-lyyttikerroksesta tulee ohut, ja virtausnopeus sisääntuloaukossa voi olla huomattavasti pienempi kuin tavanomaisissa yksiaukkoisissa sykloneissa, joissa sisäänuloaukon leveyden pienentäminen kasvattaisi kanavan korkeutta sekä samalla syklonin korkeutta ja tekisi liitäntäkanavasta pitkän ja rakenteeltaan epäkäytännöllisen muotoisen. Mahdollisuus 30 käyttää pienempää virtausnopeutta vähentää edelleen eroosiota, joka riippuu virtausnopeudesta potenssissa 4...5.

101156 11 FCC-esierotussyklonissa kaasun viipymäajaksi on kokeissa saatu 1,0 - 2,0 s nousuputken huipusta syklonin ulostuloon, minkä lisäksi reaktiotuote on erotussäiliössä korkeassa lämpötilassa 5 - 40 s. Tänä aikana arvokkaita yhdisteitä vähenee tennisten reaktioiden seurauksena. Keksintömme mukaisessa rakenteessa päästään tarkasti säädeltävissä olevaa 5 reaktioaikaan, koska katalyytti tulee sykloniin nousuputken joka kohdasta samanaikaisesti. Tuote voidaan tarvittaessa jäähdyttää heti syklonin poistoputken sisääntulossa eikä erotus-säiliötä tarvita.

Seikka, että moniaukkoisella syklonilla saavutetaan huomattavasti parempi erotus kuin 10 tavanomaisella syklonilla, käy myös ilmi seuraavasta esimerkistä:

Kylmämallikokeissa on keksinnön mukaisella 465 mm halkaisijaisella täysaukkoisella, suorilla siivillä varustetulla syklonilla saatu 99,99 % erotus sisääntulonopeudella 5,6 m/s, kun katalyytin massavirta poikittaispinnalle paine-eromittausten mukaan on yli 200 15 kg/m2,s. Normaalityyppisen Zenz-syklonin erotusaste hiukkaskokofraktioittain laskettuna vastaavilla dimensioilla ja virtausnopeuksilla on 99,10 %. Erotusasteista voidaan todeta, että keksinnön mukainen usean kapean sisääntuloaukon sykloni on tehokkuudeltaan ylivoimainen, kun pyritään välttämään eroosiota synnyttäviä suuria virtausnopeuksia.

20 Keksinnön mukaisten laitteiden rakenteet käyvät tarkemmin ilmi oheisista piirustuksista. Seuraavassa selostuksessa käytetään kiertomassasta lyhennettä "KM" ja prosessina katalyyttistä krakkausta syöttöaineena nestemäinen hiilivety.

Kuvion 1 esittämä keksinnön mukaisen laitteen edullinen sovellutusmuoto käsittää kaksi, 25 sama-akselisesti sisäkkäin sovitettua, sylinterimäistä, väliseinän 22 toisistaan erottamaa KM-reaktoria, joista sisempää kutsutaan tässä “reaktoriksi ” ja ulompaa “regeneraatto-riksi”.

Reaktoriyksikön muodostaa kolme sisäkkäin asennettua, pääasiallisesti lieriömäistä putkea 30 1, 2 j a 3, j oiden välille muodostuu rengasmaiset tilat 20, 19 j a 13. Näistä tilassa 13 tapahtuu haluttu reaktio. Putket, jotka ovat esim. terästä, on asennettu siten, että niiden pituusakselit ovat pystysuorat. Rengasmaisen tilan 13 päälle, putkien 2 ja 3 jatkeeksi on 101156 12 asennettu moniaukkoinen sykloni 14, 17, jonka ulkoseinämään on muodostettu syklonin johtosiivistö 14. Syklonissa on keskusputki 21 tuotekaasun poistamiseksi, kun taas sisemmän teräsputken 3 sisätilaan on muodostettu syklonissa kaasuista erotettavan kiinteän aineen siirtokanavat 19 ja 20.

5

Regeneraattoriyksikön muodostaa reaktorin ulkovaipan 3 lisäksi kolme sisäkkäin asennettua, pääasiallisesti lieriömäistä, esimerkiksi teräksestä koostuvaa putkea 4, 5 ja 6, joiden välille muodostuu poikkileikkaukseltaan rengasmaiset tilat 29, 28 ja 24. Näistä tilassa 24 tapahtuu katalyytin regenerointi. Painekuori 6 on sisäpuolelta vuorattu 10 eristemassakerroksella 7, jotta kuoren lämpötila olisi tarvittavan lujuuden kannalta edullisempi. Rengasmaisen tilan 24 päälle on reaktorin tapaan asennettu moniaukkoinen sykloni 25, 26, jonka johtosiivistö on kiinnitetty joko lieriöön 5 tai painekuoreen 6.

Syklonissa on keskusputki 30, regeneraattorissa syntyvän savukaasun poistamiseksi, kun taas teräsputkien 5 ja 6 avulla on muodostettu syklonissa kaasuista erotettavan kiinteän 15 aineen siirtokanavat 28 ja 29.

Reaktorin leijutuskaasu on kuviossa merkitty numerolla 8. Virta 8 tulee reaktiotilaan fluidisaatiopohjan 12 kautta, jonka yläpuolella siihen sekoittuu ensin kiintoaine palautuskanavasta 20 venttiilin 31 kautta ja sitten ylempänä reaktiotilassa syöttöputkien 16 20 suuttimien 17 kautta ruiskutettu syöttövirta 10, joka höyrystyy välittömästi jouduttuaan kosketukseen kuuman kiintoaineen kanssa. Sekoittuneet kaasuvirrat 8 ja 10 kulkevat kaasumaisessa muodossa rengasmaista nousuputkea 13 pitkin kuljettaen mukanaan kiintoainetta reaktorin syklonin johtosiivistöön 14. Kiintoaine luovuttaa lämpöä nousu-putkessa 13 tapahtuvaan reaktioon tai muuhun prosessiin ja syöttövirran 10 höyrystykseen, 25 jolloin sen lämpötila laskee. Johtosiivistöstä 14 kaasu ja hiukkaset saapuvat tangentiaali-sesti sisemmän reaktorin syklonin kammioon 17, jossa hiukkaset erottuvat kammion seinämälle 18 ja putoavat siirtokanaviin 19 ja 20. Tarvittaessa osa kiintoaineesta voidaan palauttaa ylijuoksuna takaisin reaktorin alaosaan rengasmaisen kanavan 19 kautta. Kanava 19 ei ole välttämätön laitteen toiminnalle, mutta tuo joissain tapauksissa etua reaktion 30 kannalta. Kanavassa 20 kiintoaine siirtyy alaspäin kiinteäkerrostilassa, jolloin kaasuvir- tojen sekoittuminen reaktorin ja regeneraattorin välillä kiintoaineensiirtokanavan 20 kautta estyy. Reaktorin sykloniin tullut kaasuvirta 11 poistuu reaktorista sisemmän syklonin 101156 13 keskusputken 21 kautta. Kiintoainevirtaa reaktorista regeneraattoriin säädetään venttiilillä 31, jolla on sylinterin muotoinen, mekaanisesti tankojen 22 välityksellä liikuteltava säätöelin.

* 5 Regeneraattori on sijoitettu reaktorin ympärille siten, että ne erottaa toisistaan sylinteri- mäinen, kiintoainetta täynnä oleva siirtokanava 29. Regeneraattori koostuu reaktorin lailla kahden sylinterimäisen verhopinnan välisestä välitilasta, jota rajoittaa laitteiston kuori ja kuoren sisäpuolelle asennettu reaktoriputki. Sanotun reaktoriputken ja reaktorin ulomman lieriörakenteen välille on vielä asennettu sylinterimäinen seinämä, jotta saataisiin aikaan 10 yllä mainittu siirtokanava 29. Regeneraattoriin tulee sisään happea sisältävä kaasuvirta 9 fluidisaatiopohjan 23 kautta ja nousee rengasmaisessa nousukanavassa 24 kuljettaen mukanaan kiintoainetta regeneraattorin syklonin johtosiivistöön 25. Regeneraattorissa kiintoaineen pinnalle mahdollisesti kerrostunut koksi ja sen huokosissa olevat orgaaniset aineet hapettuvat eli palavat nousukanavassa 24, mikä nostaa kiintoaineen lämpötilaa.

15 Regeneraattorin syklonin kammio 26 on sijoitettu reaktorin yläpuolelle. Syklonikammiossa 26 hiukkaset erottuvat syklonin seinälle 27 ja putoavat kanaviin 28 ja 29. Paluukanava 29 johtaa kiintoaineen takaisin reaktoriin. Se osuus kiintoaineesta, joka ei mahdu paluukanavaan, putoaa ylijuoksuna takaisin regeneraattorin alaosaan kanavan 28 kautta.

Katalyytti tai vastaava kiintoaine on sisäisen kierron kanavassa edullisesti fluidisoidussa 20 tilassa, jolloin säätöventtiiiä ei tarvita. Regeneraattorin savukaasuvirta 12 poistuu syklonin keskusputken 30 kautta. Paluukanavassa 29 hitaasti alaspäin kiinteäkerrostilassa virtaava kiintoaine estää reaktorin ja regeneraattorin kaasutilojen sekoittumisen. Kiintoainevirtaa regeneraattorista reaktoriin säädetään liikuttamalla venttiilin 33 sylinterinmuotoista säätöelintä mekaanisesti tankojen 34 välityksellä.

25

Kuvion 2 mukainen laite käsittää käsittää pitkänomaisen reaktorin 41, jonka pituusakseli on oleellisesti pystysuora. Reaktorin sisin osa muodostuu kahdesta sisäkkäisestä, pääasiallisesti lieriömäisestä putkesta 42 ja 43, joiden välille muodostuu poikkileikkaukseltaan rengasmainen tila 50, reaktorin nousuputki. Poikkileikkaukseltaan rengasmaisen nousuput-30 ken päälle, putkien 42 ja 43 jatkeeksi on asennettu moniaukkoinen sykloni 52, jonka ulkoseinämään on asennettu johtosiivistö 63. Syklonissa on keskusputki 57 tuotekaasun poistamiseksi, kun taas sisempi putki 43 muodostaa syklonissa kaasuista erotettavan 101156 14 käytetyn katalyytin siilon ja siirtokanavan 54. Ulomman putken 42 ja reaktorin kuoren 41 väliin muodostuu poikkileikkaukseltaan rengasmainen, regeneroidun katalyytin palautus-kanava 60. Reaktorin ulkokuoren 41 alaosassa on esifluidisointikaasun syöttöyhde 44, joka on yhteydessä reaktorin nousuputkeen 50, tuotekaasun poistoyhde 45, joka on yhdistetty 5 syklonin keskusputkeen 57, nestemäisen hiilivedyn syöttöyhteet 46, katalyytin kiintoaineen syöttöyhde 47, joka on yhdistetty regeneroidun katalyytin palautuskanavaan, sekä re-generointikaasujen poistoyhde 49, jonka kautta poistetaan regeneroidun katalyytin mukana tuleva kaasu. Palautuskanavan 60 yläosaan voi liittyä katalyytin palautuskammio 61, joka voi olla esim. sykloni, jossa regeneroitu katalyytti erotetaan katalyytin joukossa olevasta 10 kaasusta ja j aetaan tasaisesti palautuskanavaan. Siirtokanavasta 54 poistetaan käytetty katalyytti poistoyhteen 64 kautta regeneraattoriin.

Edellä kuvattua reaktoria käytetään katalyyttiseen krakkaukseen seuraavasti: 15 Leijutuskaasu johdetaan yhteen 44 ja fluidisaatiopohjan 48 läpi poikkileikkaukseltaan rengasmaiseen reaktorin nousuputkeen 50, jossa siihen sekoittuu ensin regeneroitu katalyytti palautuskanavasta 60 aukon 62 kautta ja sitten suuttimien lävitse ruiskutettu hiilive-tysyöttövirta 46. Nestemäinen hiilivetysyöttö höyrystyy välittömästi kuuman katalyytin vaikutuksesta. Katalyytti luovuttaa lämpöä nousuputkeen 50 nestemäisen hiilivetysyötön 20 höyrystykseen ja krakkausreaktioon, jolloin sen lämpötila laskee. Sekoittuneet kaasuvirrat kulkevat kaasumaisessa muodossa rengasmaista nousuputkea 50 pitkin kuljettaen mukanaan katalyyttiä reaktorin syklonin johtosiivistöön. Johtosiivistöstä 51 kaasuja katalyytti-partikkelit saapuvat tangentiaalisesti reaktorin syklonin kammioon 52, jossa katalyytti-partikkelit erottuvat syklonikammion seinämälle 53 ja putoavat käytetyn katalyytin siiloon 25 ja siirtokanavaan 54. Käytetty katalyytti voidaan poistaa siirtokanavasta 54 yhteen 64 kautta ja johtaa regenerointiin. Tarvittaessa osa käytetystä katalyytistä voidaan palauttaa -venttiilin 55 säätämän aukon 56 kautta takaisin reaktoriin.Kanava 56 ei ole välttämätön reaktorin toiminnalle, mutta joissain tapauksissa käytetyn katalyytin osittainen palautus reaktoriin edesauttaa reaktiota. Kanavassa 54 käytetty katalyytti siirtyy alaspäin kiinteäker-30 rostilassa, jolloin kaasuvirtojen sekoittuminen reaktorin ja regeneraattorin välillä katalyytin siirtokanavan 54 kautta estyy. Kaasut reaktorin syklonista poistuvat syklonin keskusputken 57 ja yhteen 45 kautta. Regeneraattorista yhteen 57 kautta reaktoriin syötettävä katalyytti- 101156 15 virta tulee palautuskanavaan 60. Mikäli virta on fluidisoidussa tilassa, erotetaan kaasu katalyytistä palautuskammiossa 61. Katalyyttivirta reaktoriin aukon 62 kautta säädetään venttiilin 58 avulla. Venttiiliä 58, jonka säätöelin on sylinterin muotoinen, liikutellaan tankojen 59 välityksellä. Joissakin sovelluksissa mekaaniset venttiilit voidaan korvata 5 pneumaattisilla venttiileillä.

Keksinnön mukaista reaktoria voidaan käyttää mm. seuraavissa prosesseissa:

Katalyyttinen krakkaus 10

Reaktio Endoterminen

Prosessilämpötila 520...650°C

Reaktioaika 0.5...5 s

Katalyytti Nykyiset tai uudet FCC- katalyytit 15 Syöttö Kevyt kaasuöljy, raskas kaasuöljy, kevyet pohjaöljyt

Tuotteet Kevyet olefiinit, bensiini

Terminen krakkaus 20 Reaktio Endoterminen

Prosessilämpötila 650...950°C

Reaktioaika 0.2...0.5 s

Kiintoaine Inertti materiaali, jolla voi olla myös katalyyttisiä ominaisuuk sia 25 Syöttö Pohjaöljyt, muut raskaat paljon haihtuvia aineita sisältävät hiili- vetypitoiset syöttöaineet

Tuotteet Kevyet olefiinit, bensiini, kaasuöljyt

Dehydraus 30

Reaktio Endoterminen

Prosessilämpötila 600...750°C (C4~ 650 °C, C3~ 700 °C, C2~ 750 °C)

Reaktioaika 0.4...2 s

Kiintoaine Dehydrauskatalyytti; Cr/Al203, V/Ca tai V/Zr 35 Syöttö Isobutaani, n-butaani, propaani, etaani

Tuotteet Isobuteeni, buteenit, propeeni, eteeni 101156 16

Metaanin hapettava dimerointi

Reaktio Eksoterminen

Prosessilämpötila 800...900°C

5 Reaktioaika 0.08...0.3 s

Kiintoaine Zr/La/Sr, La203/Ca0

Syöttö Maakaasu, happi

Tuotteet Eteeni 10 Kaasutus

Reaktio Eksoterminen tai autoterminen

Prosessilämpötila 1000...1300°C (terminen osittaishapetus) 700.. .1000°C (katalyyttinen osittaishapetus) 15 Paine 10...40 bar (terminen osittaishapetus) 1.. . 10 bar (katalyyttinen osittaishapetus)

Syöttö Hiilivetyjä sisältävä aine, esim. maakaasu, hiili, pohjaöljy ja/tai biomassa

Tuotteet Vetyä ja hiilimonoksidia sisältävä synteesikaasu 20

Claims (21)

101156 17

1. Menetelmä hiilivetyjen konvertoimiseksi, jonka menetelmän mukaan * - kaasumainen tai nestemäinen hiilivety syötetään kiertomassa-leijuvirta-reaktoriin, 5 jossa se konvertoidaan korkeassa lämpötilassa fluidisaatiotilassa olevan kiintoai neen vaikutuksesta, ja - konvertoidut hiilivedyt poistetaan reaktorista kaasufaasissa, tunnettu siitä,että - käytetään kiertomassa-leijuvirta-reaktoria (1-3; 41-43), jonka reaktiotilan poikki- 10 leikkaus on rengasmainen ja joka on varustettu moniaukkoisella syklonilla (14,17; 52,63) kiintoaineen erottamiseksi kaasufaasissa olevista reaktiotuotteista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että reaktiotila muodostuu kahden sisäkkäisen, lieriömäisen ja/tai kartiomaisen verhopinnan välisestä tilasta (13; 15 50).

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että prosessin viipymäaika on 0,05 -10 sekuntia.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä kiintoaineen erottamiseksi kaasufaasissa olevista reaktiotuotteista, tunnettu siitä, että käytetään johtosiivistöllä (14; 63) varustettua moniaukkoista syklonia.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kata-25 lyyttisesti krakataan syöttöä, joka sisältää kevyttä kaasuöljyä, raskasta kaasuöljyä ja/tai kevyttä pohjaöljyä, 520...650 °C:n prosessilämpötilassa 0,5...5 sekunnin viipymäajalla keveiden olefiinien, kuten propeenin, buteenien tai amyleenien, ja/tai bensiinin tuottamiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetty kata lyytti siirretään reaktorista regeneraattoriin regeneroitavaksi ja palautetaan regeneraattorista takaisin reaktoriin regeneroinnin jälkeen. 101156 18

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetty katalyytti regeneroidaan toisessa kiertomassa-leijuvirta-reaktorissa, jonka reaktiotilan poikkileikkaus on rengasmainen ja joka on sovitettu samankeskeisesti hiilivetyjen konvertointi-prosessissa käytettävän reaktorin kanssa. 5

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kraka-taan termisesti syöttöä, joka sisältää pohjaöljyä ja/tai muuta raskasta, runsaasti haihtuvia aineita sisältävää hiilivetysyöttöä, 650...950 °C:n lämpötilassa 0,2...0,5 sekunnin viipy-mäajalla syöttöä kevyempien hiilivetyjen tuottamiseksi. 10

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että de-hydrataan syöttöä, joka sisältää pentaaneja, isobutaania, n-butaania, propaania ja/tai etaani-a, 500...750 °C:n prosessilämpötilassa 0,4...2 sekunnin viipymäajalla amyleenien, isobu-teenin, buteenien, propeenin tai vastaavasti eteenin tuottamiseksi. 15

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapetetaan maakaasua hapella metaanin dimeroimiseksi 800...900 °C:n prosessilämpötilassa 0,08...0,3 sekunnin viipymäajalla.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaasu tetaan termisesti tai katalyyttisesti hiilivetypitoista syöttöainetta synteesikaasun valmistamiseksi 700...1300 °C:n lämpötilassa.

12. Reaktori, joka on tarkoitettu hiilivetyjen konvertoimiseen fluidisoidussa tilassa olevan 25 kuuman kiintoaineen vaikutuksesta ja joka käsittää - reaktiotilan (13; 50), jolla on ainakin oleellisesti pystysuora pituusakseli, - reaktorithan (13; 50) alaosaan liitetyn yhteen (8; 44), jonka kautta esifluidisaa-tiokaasu on johdettavissa reaktoriin, - fluidisaatiopohjan (12; 48), jonka lävitse esifluidisaatiokaasu on johdettavissa 30 reaktioillaan, - reaktiotilaan (13; 50) yhdistetyt ensimmäiset syöttöyhteet (31; 52), joiden kautta esifluidisaatiokaasuvirtaukseen on syötettävissä kiintoainetta, joka muodostaa 101156 19 leij utusvirtauksen, - reaktiotilan alapäähän yhdistetyt toiset syöttöyhteet (10; 46), joiden kautta reaktioillaan on syötettävissä käsiteltävä hiilivety, joka reaktiotilassa (13; 50) sekoittuu • nopeasti esifluidisaatiokaasun ja kiintoaineen muodostamaan, ylöspäin kulkevaan 5 virtaaan j a reaktiotilassa vallitsevan korkean lämpötilan johdosta konvertoituu, - reaktiotilan (13; 50) yläpäähän sovitetun erotuselimen (14,17; 52,63) kiintoaineen erottamiseksi reaktiokaasuista, sekä - reaktiokaasun poistoyhteen (30; 45) tuotekaasun poistamiseksi reaktorista, tunnettu siitä, että 10. reaktiotila (13; 50) muodostuu poikkileikkaukseltaan rengasmaisesta nousutilasta ja - kiintoaineen erotuselin (14, 17; 52,63) on moniaukkoinen sykloni.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että poikkileikkaukseltaan rengasmainen nousutila (13; 50) on muodostunut kahden sisäkkäisen lieriömäisen 15 ja/tai kartiomaisen verhopinnan välille.

14. Patenttivaatimuksen 12 tai 13 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että nousutila (13; 50. on väliseinämillä jaettu rinnakkaisiksi segmenteiksi.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että rinnakkaiset seg mentit on muodostettu jäljestämällä kahden sisäkkäisen lieriömäisen verhopinnan välille lähes tai täysin reaktiotilan pituusakselin suuntaiset välilevyt.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen reaktori, tunnettu siitä että välilevyt on sovitet- 25 tu spiraalimaisesti.

17. Patenttivaatimuksen 14 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että oleellisesti poikkileikkaukseltaan rengasmainen nousutila on muodostettu ympyrän kehälle jäljestetyistä rinnakkaisista reaktoriputkista. 30

18. Jonkin patenttivaatimuksen 12-17 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että syklonin johtosiivet (14; 63) on sovitettu rengasmaisesti syklonin kammion (17; 52) kehäl- 101156 20 le johtosiivistöksi siten, että tämä muodostaa useita rinnakkaisia kaasun sisäänvirtaus-kanavia.

19. Jonkin patenttivaatimuksen 12-18 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että syk-5 Ionissa (14, 17) on alaspäin suunnattu keskusputki (21).

20. Jonkin patenttivaatimuksen 12-19 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktori (13) on yhdistetty rengasmaisella kanavalla (20) reaktori tilaa samankeskeisesti ympäröivään regeneraattoriin (24), jolla on rengasmainen poikkileikkaus. 10

21. Patenttivaatimuksen 20 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että poikkileikkaukseltaan rengasmainen kanava (24) muodostuu kahden lieriön tai kartion välisestä tilasta. 101156 21