図3は、実施例1のFT合成反応塔の構成図で ある。容器51内には合成油41aが一定範囲満た� ��れ、合成油41aの上部にはオフガス・水蒸気4 2aが存在している。一方、触媒52は、合成油41 aが満たされている部分に設けられている。� �発明の触媒52は、固形状の触媒であり、従来 の固定床式で使用されるものである。例えば 、直径は数mm程度ものである。このため、従� ��のスラリー床式のような触媒と液体炭化水� ��生成物の分離は必要ない。また、触媒の交� ��も容易である。

 オフガス・水蒸気42aが存在している容器5 1の上部と連通する第二背圧路62を介して第二 背圧弁58が設けられており、オフガス・水蒸� ��42aの圧力が一定以上になるとオフガス・水� ��気42aを排出し、排出したオフガス・水蒸気4 2bは、冷却分離塔12へ送られる構成となって� �る。なお、第二背圧弁58は容器51に直接設け� ��れていてもよい。

 容器51の合成油41aが存在している範囲の� �の部分には、第一背圧路61が容器51を介して� ��一背圧弁57が設けられており、合成油41aの� �力が一定以上になると合成油41aを排出し、� �出した合成油41bは、冷却分離塔12へ送られる 構成となっている。なお、第一背圧弁57は容� ��51に直接設けられていてもよい。

 また、容器51の合成油41aが存在している� �囲と連通する循環路59には、冷却器56が設け� ��れており、合成油41aから循環路59に入った� �成油41cを冷却する。この冷却は水や水蒸気� �冷却することができる。そして、冷却され� �合成油41cは、冷却器56の先に設けられたポン プ54を介しマイクロバブル発生器53へ送られ� �。なお、図3においては、循環路59は触媒52の 上側からポンプ54へと連通している。

 送られてくる合成ガス40を昇圧させる昇� �器55と、昇圧させた合成ガス40をマイクロバ� ��ルにするマイクロバブル発生器53を有して� �り、発生させたマイクロバブルは、冷却器56 を通って冷却された合成油41cに混入され容器 51の下部(触媒52の下側)に設けられた投入路60� ��ら投入される。昇圧器55で昇圧させること� �合成ガス40は圧縮される。このことにより、 合成ガス40はより少ない体積となるため、マ� ��クロバブルで多くの合成ガスを送り込むこ� ��が可能となる。例えば昇圧される圧力が25kg /cm2なら体積は25分の1となる。なお、合成油41 aは圧力を高くしても液体のため体積は変化� �ない。

 マイクロバブルは、直径がマイクロメー� ��ル程度(50μm以下)の気泡である。液体の中で は気泡の上昇速度が極端に遅い。これは、触 媒52との反応を確実にできるので容器51を小� �化にできる。また、上昇途中で個体にふれ� �ば付着して気泡は高温・高圧になり消滅す� �。また、表面張力により気泡が上昇中にも� �度が上昇する。このため、反応温度にする� �めの加熱機構の省略又は簡略化が可能とな� �。

 次に作用について説明する。送られてく� ��合成ガス40は、昇圧器55で昇圧されて、圧縮 され、マイクロバブル発生器53でマイクロバ� ��ルとなる。そして、マイクロバブルは容器5 1下部の合成油41a内に投入される。すると、� �イクロバブルは、図3の矢印に示されるよう� ��、上昇していき、触媒52に達する。このと� �、触媒52による作用により、マイクロバブル 内の合成ガスは、FT合成反応により炭化水素� ��変換され新たな合成油となる。

 このFT合成反応により、容器51内の圧力が 上昇するため一定量の合成油41bが第一背圧弁 57を介して排出される。また、容器51内のオ� �ガス・水蒸気も一定圧力以上となるため、� �定量のオフガス・水蒸気42bが第二背圧弁58か ら排出される。

 図3は、実施例1のFT合成反応塔の具体例で ある。触媒52は、容器51内の下から500mmのとこ ろに100mmの幅で設置されている。容器51の高� �は1200mmとなっている。また、容器51の上部に は、第二背圧路62中に第二背圧弁58が設置さ� �おり、第一背圧路61中には、第一背圧弁57が� ��置されている。循環路59には、冷却器56が設 置されており、ポンプ54に通じている。また� ��マイクロバブル発生器53は、ポンプ54と容器 51の下部と通じる投入路60の間に設置されて� �り、ここに合成ガスが流入する。合成ガス� �昇圧を例えば25kg/cm2とした場合、第一背圧弁 57と第二背圧弁58の設定圧力も25kg/cm2と同じに すれば、容器51内の圧力が一定に保たれる。� ��た容器51内の温度は冷却器56により例えば250 ℃に保たれる。

 図4は、実施例2のFT合成反応塔の構成図で ある。容器71内には合成油41aが一定範囲満た� ��れ、合成油41aの上部にはオフガス・水蒸気4 2aが存在している。一方、触媒52a、52b、52c、5 2dは、それぞれ異なる高さの位置に合成油41a� ��満たされている部分に設けられている。

 オフガス・水蒸気42aが存在している容器7 1の上部と連通する第二背圧路62を介して第二 背圧弁58が設けられており、オフガス・水蒸� ��42aの圧力が一定以上になるとオフガス・水� ��気42aを排出し、排出したオフガス・水蒸気4 2bは、冷却分離塔12へ送られる構成となって� �る。なお、第二背圧弁58は容器71に直接設け� ��れていてもよい。

 容器71の合成油41aが存在している範囲内� �上の部分、すなわち最上部の触媒52aより高� �位置には、第一背圧路61が容器71を介して第� ��背圧弁57が設けられており、合成油41aの圧� �が一定以上になると合成油41aを排出し、排� �した合成油41bは、冷却分離塔12へ送られる構 成となっている。なお、第一背圧弁57は容器7 1に直接設けられていてもよい。

 また、容器71の合成油41aが存在している� �囲と連通する循環路59には、冷却器56が設け� ��れており、合成油41aから循環路59に入った� �成油41cを冷却する。この冷却は水や水蒸気� �冷却することができる。冷却器56の先は、循 環路59a、59b、59c、59dに分岐しており、冷却さ れた合成油41cは、それぞれの分岐した循環路 の先に設けられたポンプ54a、54b、54c、54dを介 しマイクロバブル発生器53a、53b、53c、54dへそ れぞれ送られる。なお、図5においては、循� �路59は最上部の触媒52aより高い位置から各ポ ンプへと連通している。

 送られてくる合成ガスは、合成ガス40a、4 0b、40c、40dに分けられて昇圧器で昇圧されて� ��それぞれの合成ガス40a、40b、40c、40dをマイ� ��ロバブルにするマイクロバブル発生器53a、5 3b、53c、53dに送られる。発生させたマイクロ� ��ブルは、冷却器56を通って冷却された合成� �41cに混入され各触媒52a、52b、52c、52dの下側(� ��の触媒と下の触媒の間)に設けられた投入路 60a、60b、60c、60dから投入される。なお、合成 ガスは昇圧されることにより、合成ガス40a、 40b、40c、40dはより少ない体積となるため、容 器71の小型化に貢献できる。

 次に作用について説明する。昇圧され、� ��縮され、分岐した合成ガス40a、40b、40c、40d� ��、マイクロバブル発生器53a、53b、53c、53dで� ��イクロバブルとなる。そして、マイクロバ� ��ルは容器71下部の合成油41a内に投入される� �すると、マイクロバブルは、図5の矢印(43a、 43b、43c、43d)に示されるように、上昇してい� �、触媒52a、52b、52c、52dにそれぞれ達する。� �のとき、触媒52a、52b、52c、52dによる作用に� �り、マイクロバブル43a、43b、43c、43d内の合� �ガスは、FT合成反応により炭化水素に変換さ れ新たな合成油となる。

 このFT合成反応により、容器71内の圧力が 上昇するため一定量の合成油41bが第一背圧弁 57を介して排出される。また、容器71内のオ� �ガス・水蒸気も一定圧力以上となるため、� �定量のオフガス・水蒸気42bが第二背圧弁58か ら排出される。

 実施例2では、複数の触媒を複数段に構成 し、各触媒の下側から合成ガスのマイクロバ ブルを投入するため、一つ一つの触媒の面積 を小さくしても、複数段にした分、多くのFT� ��成反応が可能になる。このため、容器51を� �さくでき、かつ、反応量を増やすことが可� �となる。