多管式反应器、多管式反应器的设计以及制造方法.pdf

本发明的目的在于提供一种多管式反应器，该多管式反应器的设计及其制造方法，该多管式反应器能够在制造伴随有发热、吸热反应的物质时适当地控制反应，以防止形成热点或冷点。本发明的多管式反应器(1)包括圆筒状的外壳(2)、配置在该外壳内的多个反应管(10)、以及盘-环型的阻挡板(5)，该多个反应管(10)以三角配置的方式排列，该多个反应管(10)中的一个或者一个以上是设置有温度计(20)的测温反应管，在该反应器(1)的与该外壳(2)的中心轴线正交的剖面中，连结该测温反应管的中心轴线与该外壳(2)的中心轴线的直线(BL)、和连结该测温反应管的中心轴线与邻接于该测温反应管的至少一个相邻反应管的中心轴线的直线(CL)形成为0～15度的角度。

1.  一种多管式反应器，其包括圆筒状的外壳、配置在该外壳内的多个反应管、以及盘-环型的阻挡板，
该多管式反应器的特征在于，
该多个反应管以三角配置的方式排列，
该多个反应管中的一个或者一个以上是设置有温度计的测温反应管，
在与该外壳的中心轴线正交的该反应器的剖面中，连结该测温反应管的中心轴线与该外壳的中心轴线的直线、和连结该测温反应管的中心轴线与邻接于该测温反应管的至少一个相邻反应管的中心轴线的直线形成为0～15度的角度。

2.  根据权利要求1所述的多管式反应器，其特征在于，
该多管式反应器是在气固多相反应中使用的固定床多管式反应器。

3.  根据权利要求2所述的多管式反应器，其特征在于，
利用在气相下含有分子氧的气体对丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物进行氧化，制造(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸。

4.  根据权利要求1至3中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
所述外壳的内径为3m以上。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
配置在所述外壳内的多个反应管的支数是5000支以上。

6.  根据权利要求1至5中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
彼此相邻的两个反应管的中心轴线之间的距离(L)相对于所述反应管的外径(D)之比(L/D)为1.2～1.6。

7.  根据权利要求1至6中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
热介质在所述圆筒状的外壳内流动且与该反应管接触。

8.  根据权利要求1至7中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
所述热介质与所述反应管接触的部分的长度为1.3m以上。

9.  根据权利要求1至8中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
在与所述圆筒状的外壳的中心轴线正交的所述反应器的剖面中，在中 心角为30°的扇形的区域中配置有所述测温反应管。

10.  一种多管式反应器的制造方法，该多管式反应器包括圆筒状的外壳、配置在该外壳内的多个反应管、以及盘-环型的阻挡板，
该多管式反应器的制造方法的特征在于，包括以下步骤：
将该多个反应管以三角配置的方式排列；以及
在该多个反应管中的一个或者一个以上设置温度计，形成测温反应管，
在与该外壳的中心轴线正交的该反应器的剖面中，连结该测温反应管的中心轴线与该外壳的中心轴线的直线、和连结该测温反应管的中心轴线与邻接于该测温反应管的至少一个相邻反应管的中心轴线的直线形成为0～15度的角度。

11.  根据权利要求10所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
所述多管式反应器是在气固多相反应中使用的固定床多管式反应器。

12.  根据权利要求11所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
在所述气固多相反应中，利用在气相下包含分子氧的气体对丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物进行氧化，制造(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸。

13.  根据权利要求10至12中任一项所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
所述外壳的内径为3m以上。

14.  根据权利要求10至13中任一项所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
配置在所述外壳内的多个反应管的支数是5000支以上。

15.  根据权利要求10至14中任一项所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
以使彼此相邻的两个反应管的中心轴线之间的距离(L)相对于所述反应管的外径(D)之比(L/D)为1.2～1.6的方式，将所述多个反应管配置在所述外壳内。

16.  根据权利要求10至15中任一项所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
热介质在所述圆筒状的外壳内流动且与该反应管接触。

17.  根据权利要求10至16中任一项所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
所述热介质与所述反应管接触的部分的长度为1.3m以上。

18.  根据权利要求10至17中任一项所述的多管式反应器的制造方法，其特征在于，
在与所述圆筒状的外壳的中心轴线正交的所述反应器的剖面中，在中心角为30°的扇形的区域中配置所述测温反应管。

多管式反应器、多管式反应器的设计以及制造方法
技术领域
本发明涉及多管式反应器、多管式反应器的设计以及其制造方法。更详细来说，涉及具有圆筒状的外壳、配置在该外壳内的多个反应管、以及盘-环(disc-and-doughnut)型的阻挡板的多管式反应器、所述多管式反应器的设计以及其制造方法。
背景技术
对于在圆筒状的外壳内以相对于该外壳的中心轴线平行的方式收容有多支直管状的反应管(直径数cm左右)的多管式反应器(所谓的壳管(shell-and-tube)型的反应器)中，例如向反应管预先填充催化剂，向该反应管供给原料气体，在该反应管内使原料气体沿一方向流通，并且使原料气体反应，从而进行作为目标的物质(以下，有时也称作“目标物质”或者“目标生成物”)的生成。
在所述反应管内的原料气体的反应中，反应温度对于高效地生成目标物质是非常重要的。而且，在多管式反应器中，例如将亚硝酸钠、硝酸钾等的熔融盐(HTS：Heat Transfer Salt)用作热介质(heat transfer medium)，热介质向外壳的内侧(详细来说是外壳与配置于该外壳的内部的反应管之间)供给并填充该热介质，使该热介质在外壳内流通，从而将反应管的温度调整到适当的反应温度。例如，在放热反应中，借助热介质带走反应时产生的反应热，在吸热反应中，将反应所需要的热量从热介质向反应管供给而加热原料气体，从而将反应管的温度调整到适当的反应温度。
为了高效地进行基于热介质的散热、加热，要求使热介质与多个反应管高效地接触。为此，以往为了提高热介质与反应管的接触效率，调整反应管的排列或者在多管式反应器的外壳内设置阻挡板(或者折流板)来调整热介质的流通，提高热介质与反应管的接触效率，提高基于热介质的反应管的散热、加热的效率(例如非专利文献1)。
然而，在设置于多管式反应器的反应管的数量多的情况下，数千支～数万支的大量反应管彼此以数mm左右的间隔配置。因此，即使调整反应管的排列或者在多管式反应器的外壳内设置阻挡板，对于全部反应管，提高热介质与反应管的接触状况也是极其困难的。因而，存在无法利用热介质来高效地进行散热、加热的反应管。而且，若存在所述的散热效率差的反应管，在该反应管处，有可能因反应热的积蓄等而形成温度非常高的部分(热点)。另外，也有可能因加热不足而形成温度非常低的部分(冷点)。若形成所述热点或冷点，则难以适当进行原料气体的反应，产生目标物质的制造效率降低这样的问题，因此需要控制多管式反应器，以便不形成热点或冷点。
作为抑制所述热点或冷点的形成的技术，例如公开了测量反应管内的催化剂温度从而掌握可形成热点部的位置的技术等(专利文献1)。
在专利文献1中公开了如下技术：在固定床多管式反应器中设置由多支反应管构成的反应管组，在该反应管组的全部或者其一部分反应管上设置催化剂温度测量仪来测量催化剂温度。而且，专利文献1记载有如下方案：利用设于反应管组的催化剂温度测量仪来监视热点部的有无，且基于其测量结果控制反应，由此能够稳定且高效地操作气相催化氧化反应(参照专利文献1的说明书的5页43～46行)。
另外，在专利文献1中提出了如下问题：在反应管数量较多的情况下，在固定床多管式反应器内，热介质的流动图案的差异容易变大，若流动图案不同，则反应管的导热状态发生变化。而且，若将设有催化剂温度测量仪的反应管组配置在流动于反应管的外侧的热介质的流动图案不同的部分，则能够更详细地掌握固定床多管式反应器内的温度(参照专利文献1的说明书的5页23～38行)。
然而，在专利文献1中，虽然记载有如上所述那样通过在热介质的流动图案不同的部分配置设有催化剂温度测量仪的反应管组，由此能够更详细地掌握固定床多管式反应器内的温度的方案，但是关于流动图案与可形成热点部的位置之间的关系，完全没有具体记载。
另外，在专利文献1中，当根据专利文献1的图5的流动图案进行判断时，以采用不完整圆形即缺圆形的阻挡板(例如D-cut、半圆形的阻挡 板等)作为阻挡板的固定床多管式反应器为前提进行记载或者说明(参照非专利文献1的405页)。
但是，缺圆形的阻挡板虽在小型的多管式反应器(反应管的支数为不到1万支)中能够采用，但在应用于大型的多管式反应器(反应管的支数为1万支以上)的情况下，在外壳内流动的热介质的流动阻力增大。因此，在大型的多管式反应器中，较少使用缺圆形的阻挡板，大多采用环状形阻挡板(即，盘-环型的阻挡板)，但对于适当地控制所述大型的多管式反应器内的反应而言，根据专利文献1的技术难以推测在何位置进行反应管的温度测量为好。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开WO2005/005037号
非专利文献
非专利文献1：尾花英明著，“换热器设计手册(增订版)”，工学图书株式会社，昭和61年5月25日，pp402-407
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述的情况，其目的在于提供一种多管式反应器、这样的多管式反应器的设计及其制造方法，该多管式反应器在制造伴随有发热、吸热反应的物质时能够适当地控制反应以便防止形成热点或冷点。
用于解决课题的手段
(多管式反应器)
[1]
一种多管式反应器，其包括圆筒状的外壳、配置在该外壳内的多个反应管、以及盘-环型的阻挡板，
该多管式反应器的特征在于，
该多个反应管以三角配置的方式排列，
该多个反应管中的一个或者一个以上是设置有温度计的测温反应管，
在与该外壳的中心轴线正交的该反应器的剖面中，连结该测温反应管 的中心轴线与该外壳的中心轴线的直线(以下，有时也称作“基准直线”)、和连结该测温反应管的中心轴线与邻接于该测温反应管的至少一个相邻反应管的中心轴线的直线(以下，有时也称作“连结直线”)形成为0～15度的角度(以下，有时也称作“第1发明”)。
[2]
根据上述[1]所述的多管式反应器，其特征在于，
该多管式反应器是在气固多相反应中使用的固定床多管式反应器(以下，有时也称作“第2发明”)。
[3]
根据上述[2]所述的多管式反应器，其特征在于，
利用在气相下含有分子氧的气体对丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物进行氧化，制造(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸(以下，有时也称作“第3发明”)。
[4]
根据上述[1]～[3]中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
所述外壳的内径为3m以上(以下，有时也称作“第4发明”)。
[5]
根据上述[1]～[4]中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
配置在所述外壳内的多个反应管的支数是5000支以上(以下，有时也称作“第5发明”)。
[6]
根据上述[1]～[5]中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
彼此相邻的两个反应管的中心轴线之间的距离(L)相对于所述反应管的外径(D)之比(L/D)为1.2～1.6(以下，有时也称作“第6发明”)。
[7]
根据上述[1]～[6]中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
热介质在所述圆筒状的外壳内流动且与该反应管接触(以下，有时也称作“第7发明”)。
[8]
根据上述[1]～[7]中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
所述热介质与所述反应管接触的部分的长度为1.3m以上(以下，有时也称为“第8发明”)。
[9]
根据上述[1]～[8]中任一项所述的多管式反应器，其特征在于，
在与所述圆筒状的外壳的中心轴线正交的所述反应器的剖面中，在中心角为30°的扇形的区域中配置有所述测温反应管(以下，有时也称作“第9发明”)。
(多管式反应器的设计及其制造方法)
[10]
一种多管式反应器的制造方法，该多管式反应器包括圆筒状的外壳、配置在该外壳内的多个反应管、以及盘-环型的阻挡板，
该多管式反应器的制造方法的特征在于，包括以下步骤：
将该多个反应管以三角配置的方式排列；以及
在该多个反应管中的一个或者一个以上设置温度计，形成测温反应管，
在与该外壳的中心轴线正交的该反应器的剖面中，连结该测温反应管的中心轴线与该外壳的中心轴线的直线(基准直线)、和连结该测温反应管的中心轴线与邻接于该测温反应管的至少一个相邻反应管的中心轴线的直线(连结直线)形成为0～15度的角度(以下，有时也称作“第10发明”)。
[11]
根据上述[10]所述的设计或者制造方法，其特征在于，
所述多管式反应器是在气固多相反应中使用的固定床多管式反应器(以下，有时也称作“第11发明”)。
[12]
根据上述[11]所述的设计或者制造方法，其特征在于，
在所述气固多相反应中，利用在气相下包含分子氧的气体对丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物进行氧化，制造(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸(以下，有时也称作“第12发明”)。
[13]
根据上述[10]～[12]中任一项所述的设计或者制造方法，其特征在于，
所述外壳的内径为3m以上(以下，有时也称作“第13发明”)。
[14]
根据上述[10]～[13]中任一项所述的设计或者制造方法，其特征在于，
配置在所述外壳内的多个反应管的支数是5000支以上(以下，有时也称作“第14发明”)。
[15]
根据上述[10]～[14]中任一项所述的设计或者制造方法，其特征在于，
以使彼此相邻的两个反应管的中心轴线之间的距离(L)相对于所述反应管的外径(D)之比(L/D)为1.2～1.6的方式，将所述多个反应管配置在所述外壳内(以下，有时也称作“第15发明”)。
[16]
根据上述[10]～[15]中任一项所述的设计或者制造方法，其特征在于，
热介质在所述圆筒状的外壳内流动且与该反应管接触(以下，有时也称作“第16发明”)。
[17]
根据上述[10]～[16]中任一项所述的设计或者制造方法，其特征在于，
所述热介质与所述反应管接触的部分的长度为1.3m以上(以下，有时也称作“第17发明”)。
[18]
根据上述[10]～[17]中任一项所述的设计或者制造方法，其特征在于，
在与所述圆筒状的外壳的中心轴线正交的所述反应器的剖面中，在中心角为30°的扇形的区域中配置所述测温反应管(以下，有时也称作“第18发明”)。
发明效果
(多管式反应器)
根据第1发明，在本发明的多管式反应器中，由于设置有盘-环型的阻挡板，因此若向外壳内供给热介质，则在外壳内形成从该外壳的中心轴线朝向外壳的外周的热介质的流动、或从外壳的外周朝向外壳的中心轴线的热介质的流动。但是，在基准直线与连结直线形成0～15度的角度的情况 下，在这些反应管中，形成与热介质的接触效率较差的状态。因而，在这些反应管中，形成与热介质之间的热传递较差的部分的可能性高，在本发明中，通过在这些反应管上设置温度计并设为测温反应管，利用由该测温反应管测量的温度数据，能够适当地控制外壳内的状态，以便不形成热点或冷点。
根据第2发明，即使在利用气固多相反应来制造物质的情况下，也能够适当地控制外壳内的状态，以便不形成热点或冷点。
根据第3发明，生成(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸的反应虽是放热反应，但能够适当地控制外壳内的状态，以便不形成热点。
根据第4发明，即使外壳的直径较大，也能够确切地掌握在反应管内发生的反应，能够适当地控制外壳内的状态。
根据第5发明，即使设置多个反应管，也能够利用数量较少的温度计来适当判断外壳内的状态。如此一来，由于能够减少设置在反应管的温度计的数量，即使反应管的数量较多，也能够在短时间内进行反应器的操作准备。并且，与设置多个温度计的情况相比，多管式反应器的构造不会变复杂。
根据第6发明，在向外壳内供给热介质的情况下，能够抑制热介质的流动阻力，并且提高热介质与反应管的接触状态。
根据第7发明，热介质在外壳内流动，热介质与反应管接触，能够提高热介质的流动状态、与反应管的接触效率以及热传导。
根据第8发明，由于能够适当地控制在反应管中发生的反应，因此，即使反应管增长，也能够抑制反应管的轴向的位置所带来的温度差。
根据第9发明，热介质的流动是轴对称的，绕外壳的中心轴线每隔30度重复出现相同的流动状态，因此，通过在外壳剖面的30度的区域中设置测温反应管，能够掌握反应器整体的反应状态，能够适当地判断外壳内的状态。因此，根据第9发明，能够进一步减少测温反应管的数量。
(多管式反应器的设计以及制造方法)
根据第10发明，由于在本发明的多管式反应器中设置有盘-环型的阻挡板，因此，若向外壳内供给热介质，则在外壳内形成从该外壳的中心轴线朝向外壳的外周的热介质的流动、或从外壳的外周朝向外壳的中心轴线 的热介质的流动。但是，在基准直线与连结直线形成0～15度的角度的情况下，在这些反应管中，形成与热介质的接触效率较差的状态。因而，在这些反应管中，形成与热介质之间的热传递较差的部分的可能性高，在本发明中，通过在这些反应管上设置温度计并设为测温反应管，利用由该测温反应管测量的温度数据，由此，能够设计并制造出能适当地控制外壳内的状态以便不产生热点或冷点的多管式反应器。
根据第11发明，即使在利用气固多相反应制造物质的情况下，也能够设计并制造出能适当地控制外壳内的状态以便不形成热点或冷点的多管式反应器。
根据第12发明，虽然生成(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸的反应是放热反应，但也能够设计并制造出能适当地控制外壳内的状态以便不形成热点的多管式反应器。
根据第13发明，即使外壳的直径较大，也能够设计并制造出能确切地掌握在反应管内发生的反应并能够适当地控制外壳内的状态的多管式反应器。
根据第14发明，即使设置多个反应管，也能够设计并制造出利用数量较少的温度计就可适当判断外壳内的状态的多管式反应器。于是，由于能够减少设置在反应管的温度计的数量，即使反应管的数量较多，也能够在短时间内进行反应器的操作准备。并且，与设置多个温度计的情况相比，多管式反应器的构造不会变复杂。
根据第15发明，能够设计并制造出如下多管式反应器：在向外壳内供给热介质的情况下，能够抑制热介质的流动阻力，并且提高热介质与反应管的接触状态。
根据第16发明，能够设计并制造出如下多管式反应器：热介质在外壳内流动，且热介质与反应管进行接触，能提高热介质的流动状态、与反应管的接触效率以及热传导。
根据第17发明，能够设计并制造出如下多管式反应器：由于能够适当地控制在反应管中发生的反应，因此即使反应管增长，也能够抑制反应管的轴向的位置所带来的温度差。
根据第18发明，由于热介质的流动是轴对称的，绕外壳的中心轴线 每隔30度重复出现相同的流动状态，因此，通过在外壳剖面的30度的区域中设置测温反应管，能够掌握反应器整体的反应状态，能够设计并制造出能适当地判断外壳内的状态的多管式反应器。因此，根据第18发明，能够进一步减少测温反应管的数量。
附图说明
图1是在本发明的多管式反应器中设定测温反应管的方法的简要说明图。
图2是本发明的多管式反应器的简要说明图。
图3是配置在本发明的多管式反应器的外壳内的反应管的简要说明图，(A)是普通的反应管的简要说明图，(B)是测温反应管的简要说明图。
图4是进行实施例的数值模拟的模型的简要说明图。
图5是表示实施例的数值模拟的结果的图。
图6是表示实施例的数值模拟的结果的图。
图7是表示实施例的数值模拟的结果的表格及图。
具体实施方式
参照附图对本发明的多管式反应器的一实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明的多管式反应器并不限定于附图所示的实施方式。
本发明的多管式反应器是在配置于圆筒状的外壳内的多个反应管内使原料、优选为流体的原料、更优选为气体的原料发生反应而能够制造目标物质的多管式反应器，优选为固定床多管式反应器，其特征在于，能够防止在反应管形成热点或冷点。
需要说明的是，热点是指，在从原料制造目标物质时的反应为放热反应的情况下，与反应管的其他部分相比温度较高的部分。
另外，冷点是指，在从原料制造目标物质时的反应为吸热反应的情况下，与反应管的其他部分相比温度较低的部分。
以下，举出并说明本发明的多管式反应器例如是能够通过气固多相反应来制造目标物质的固定床多管式反应器的情况的代表性例子。
另外，作为能够在本发明的多管式反应器中制造的目标物质，例如能够举出(甲基)丙烯醛(或者(meth)acrylaldehyde)以及/或者(甲基)丙烯酸。例如，优选以气体的状态向本发明的多管式反应器的反应管供给丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物，若在其气相下利用含有分子氧的气体进行氧化，则能够制造(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸。
详细来说，能够使丙烯氧化而形成丙烯醛(或者acrylaldehyde)，进一步氧化而形成丙烯酸。另外，能够使异丁烯氧化而形成甲基丙烯醛(methacrylaldehyd)，进一步氧化而形成甲基丙烯酸。另外，能够使叔丁醇氧化，经由异丁烯而形成甲基丙烯醛，进一步氧化而形成甲基丙烯酸。
在这种情况下，(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸通过反应管内的上述原料(优选为原料气体)的反应而生成，此时会产生热量，若采用本发明的多管式反应器，则能够适当控制外壳内的状态以便不形成热点。
需要说明的是，在本发明中，将丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物等反应物质、以及含有分子氧的气体等与反应相关的物质统称为“原料”，或者在气体的情况下，有时称作“原料气体”。
另外，能在本发明的多管式反应器中进行的反应不仅是放热反应，也可以进行甲烷的水蒸气改质(CH₄+H₂O→CO+3H₂)等吸热反应等，本发明可进行的反应不特别限定于这些。
在说明本发明的多管式反应器的特征之前，首先，参照图2简单说明本发明的多管式反应器的基本构造。
需要说明的是，在图2中，为了容易理解本发明的多管式反应器的构造，为了方便，与实际的多管式反应器相比大幅减少所记载的反应管的支数。另外，各部分的相对大小也是与实际的多管式反应器不同的尺寸。
图2所示的本发明的多管式反应器1是在圆筒状的外壳2内设有多支反应管10的反应器，作为能够控制在外壳2内流动的热介质(以下，也有时简略记载为HTM(Heat Transfer Medium))的流通的阻挡板，设置一个或者一个以上盘-环型的阻挡板5。
具体来说，如图2所示，多管式反应器1具备中空的圆筒状的外壳2， 在该外壳2内收容有多支反应管10。例如，在外壳2内可收容5000支以上、优选为5000支～100000支、更优选为10000支～60000支反应管10。
构成外壳2的材料不特别限制，例如可以由不锈钢、碳钢、镍等材料构成。
如图3所示，配置在该外壳2内的多支反应管10例如可以由不锈钢、碳钢、镍等材料构成。所述多支反应管10均是直管状的圆管，配置为其中心轴线(即，从相对于反应管的长边方向垂直的方向的剖面的几何中心向相对于该剖面垂直的方向延伸的轴线)与外壳2的中心轴线(即，从相对于圆筒状外壳的长边方向垂直的方向的剖面的形状的几何中心(例如圆的中心)向相对于该剖面垂直的方向延伸的轴线)平行。并且，在该多支反应管10中的至少一支反应管10上设置有温度计20，能够利用该温度计20来测量反应管10的内部的温度，能够判断外壳2内的状态(参照图3(B))。
需要说明的是，如图2以及图3所示，在本发明中，也将在内部设有温度计20的反应管10称为“测温反应管(10m)”。只要能够测量反应管10的内部的温度，尤其能够测量反应系统中的温度，则反应管10内的配置温度计20的位置不特别限制。需要说明的是，在本发明中，有时将反应管10以及测温反应管10m统称为反应管10或仅称作反应管。另外，如图3所示，也可以根据需要在反应管10内以规定的量填充与目标反应相适的催化剂C。例如，在原料气体(以下，有时也记载为“BRG”)不借助催化剂也能进行反应而生成目标的物质的情况下，在反应管10内既可以存在催化剂C，也可以不存在催化剂C。另外，在反应管10内存在催化剂C的情况下，不特别限制其使用量，根据原料的种类以及量、其目标反应以及目标生成物而适当确定即可。
催化剂C根据所使用的原料、目标反应、目标生成物来适当确定即可，例如在气固多相反应中，例如在利用在气相下含有分子氧的气体对丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物进行氧化，从而制造(甲基)丙烯醛以及/或者(甲基)丙烯酸的情况下，作为催化剂，能够以固体的状态使用钼金属系催化剂等。
另外，在进行甲烷的水蒸气改质的情况下，作为催化剂，能够使用镍 金属系催化剂、钌金属系催化剂等。
需要说明的是，能够在本发明中使用的催化剂并不限定于上述催化剂。
另外，在本发明中，“气固多相反应”是指气相与固相的多相反应，更具体来说是指，作为气相，上述的丙烯、异丁烯、叔丁醇或者其中2种以上的混合物以及含有分子氧的气体等原料气体与填充到反应管内的催化剂(固相)接触并反应。需要说明的是，在本发明中，将填充到反应管内的催化剂、或者填充有催化剂的反应管称作“固定床”。
如图2所示，配置在外壳2内的多支反应管10借助一对保持板3a、3b来保持其两端。该一对保持板3a、3b将外壳2内的空间气密且液密地分割成三个空间2a、2b、2c。而且，一对保持板3a、3b在外壳2的中心轴方向上能够设置于各个反应管10在开口两端部分别独立地与空间2a以及空间2c连通的位置上。另外，反应管10的开口端部也可以分别从保持板3a、3b独立地向空间2a、2c侧突出，或者也可以存在于保持板3a、3b的内部。另外，反应管10的开口端部既可以在空间2b侧分别与保持板3a、3b处于同一平面，或者也可以穿过保持板3a、3b，在空间2a、2c侧分别与保持板3a、3b处于同一平面。需要说明的是，如图2所示，保持板3a、3b具有用于使多个反应管10穿过的孔。
如图2所示，在外壳2上还设有将空间2a与外部连通起来的供给口1a、以及将空间2c与外部连通起来的排出口1c。供给口1a设置为用于对空间2a供给例如原料气体(BRG)，排出口1c设置为用于排出在反应管10内通过原料气体(BRG)的反应而生成的目标物质(以下，有时也记载为“ARG”)。换句话说，从供给口1a供给的原料气体(BRG)通过反应管10、10m，在反应管10、10m内生成的目标物质(ARG)从排出口1 c排出。
另外，如图2所示，也可以在外壳2上设置热介质供给口2e以及热介质排出口2d，热介质供给口2e向空间2b内供给亚硝酸钠、硝酸钾等熔融盐(HTS)等热介质(HTM)，热介质排出口2d将从热介质供给口2e供给的热介质(HTM)从空间2b内排出。热介质供给口2e设置在分割空间2b与空间2c的保持板3b侧，优选设置在保持板3b的附近，更优选设 置在与保持板3b接近或者相邻的位置、即空间2b的外壳2的侧壁的底部。另外，热介质排出口2d设置在分割空间2a与空间2b的保持板3a侧，优选设置在保持板3a的附近，更优选设置在与保持板3a接近或者相邻的位置、即空间2b的外壳2的侧壁的项部。换句话说，热介质供给口2e与热介质排出口2d配置为，当从热介质供给口2e向空间2b内供给热介质(HTM)时，利用热介质(HTM)填充空间2b内，并且热介质(HTM)沿着反应管10的轴向从保持板3b侧朝向保持板3a侧流动，从热介质排出口2d排出。
而且，在外壳2的空间2b内设有一个或者一个以上的盘-环型的阻挡板5(以下，有时也简称为“阻挡板5”或者仅称为“阻挡板”)。作为阻挡板5，能够不特别限制地使用以往公知的盘-环型的阻挡板，例如，也可以如图示那样，将两种或者两种以上不同形状的阻挡板组合使用。
更详细来说，如图2所示，作为盘-环型的阻挡板5，例如，将阻挡板5a(以下，有时也简称为“阻挡板5a”)以及圆盘形的阻挡板5b(以下，有时也简称为“阻挡板5b”)组合使用，阻挡板5a呈在中央部具有一个贯通孔的环状形(所谓的环状)，圆盘形的阻挡板5b的直径比设置在该阻挡板5a的中央部的贯通孔的直径大。此时，所述反应器有时也称为盘-环型的反应器。
需要说明的是，阻挡板5a及其贯通孔以及阻挡板5b能够设置为，其中心轴线(从与阻挡板的平面平行的剖面的几何中心(通常为圆的中心)向相对于阻挡板的平面垂直方向延伸的轴线)与外壳2的中心轴线位于同轴上，阻挡板5a、5b这两者沿着外壳2的中心轴方向交替地并列设置。需要说明的是，在如此设置多个阻挡板的情况下，并不特别限制其间隔。
热介质(HTM)能够穿过并通过设置在阻挡板5a的中央部的贯通孔。另外，阻挡板5a的外径与外壳2的内径大致相同，或者阻挡板5a的外径比外壳2的内径小。需要说明的是，设置在阻挡板5a的中央部的贯通孔只要能够使热介质(HTM)通过，则其尺寸不特别限制。
另外，阻挡板5b具有比阻挡板5a的贯通孔的直径大的直径，热介质(HTM)能够通过阻挡板5b的外周部。因此，阻挡板5b具有比外壳2的内径小的直径(即外径)。需要说明的是，只要能够使热介质(HTM)通 过阻挡板5b的外周部，则不特别限制阻挡板5b的直径的尺寸。
阻挡板5a的贯通孔的直径与阻挡板5b的直径之比(阻挡板5a的贯通孔的直径：阻挡板5b的直径)不特别限制，例如为1∶1.1～1∶20，优选为1∶2～1∶3。
需要说明的是，在外壳2内，多个反应管10配置为能穿过设置于阻挡板5a以及5b等阻挡板的、与反应管的外径大致相同或者大于反应管的外径的孔。另外，在配置阻挡板5a的情况下，在阻挡板5a的中央部的贯通孔内不配置反应管10。换句话说，在外壳2内，多个反应管10并非以穿过阻挡板5a的中央部的贯通孔的方式配置，而是以全部穿过阻挡板5a的设置在中央部的贯通孔以外的位置上的反应管用的孔的方式配置。
另外，能够在本发明中使用的阻挡板不限定于上述的阻挡板5a、5b。另外，阻挡板的种类、组合、形状、配置不特别限制，根据所使用的原料、目标反应、目标生成物而适当确定即可。
另外，在本发明中，配置在外壳2内的阻挡板5的数量也不特别限制，根据所使用的原料、目标反应、目标生成物而适当确定即可。例如为1～50张，优选为2～10张，更优选为3～6张。
在本发明中使用的阻挡板的厚度也不特别限制，根据所使用的原料、目标反应、目标生成物而适当确定即可，例如为0.1～5mm，优选为0.5～3mm，更优选为1～2mm。
在本发明中使用的阻挡板的材质不特别限制，根据所使用的原料、目标反应、目标生成物而适当确定即可。例如能够使用由不锈钢、碳钢、镍等材料构成的阻挡板。
另外，在本发明中使用的将阻挡板朝向外壳2设置的设置方法不特别限制，适当使用以往公知的设置方法来设置阻挡板即可。
由于本发明的多管式反应器具有这样的构造，因此在外壳2的空间2b内流动的热介质(HTM)例如通过包含阻挡板5a和/或5b在内的一个或者一个以上阻挡板5时，热介质的流动方向可能改变为与外壳2的中心轴线交叉(或者正交或横跨外壳2的中心轴线)的方向。
具体来说，如图2所示，由于通过设置在位于下方的阻挡板5a的中央部的贯通孔后的热介质(HTM)通过位于该阻挡板5a的上方的阻挡板 5b的外周端部与外壳2的内壁面之间，因此从外壳2的中心轴线向外壳2的内壁面产生朝向径向的外侧的流动。
同样地，如图2所示，由于通过位于下方的阻挡板5b的外周端部与外壳2的内壁面之间后的热介质(HTM)通过设置在位于该阻挡板5b的上方的阻挡板5a的中央的贯通孔，因此从外壳2的内壁面朝向中心轴线产生朝向外壳2的径向的内侧的流动。
因而，例如，如图2所示，通过设置包括阻挡板5a、5b在内的多个阻挡板5，能够使热介质(HTM)从与反应管10的中心轴线交叉(或者正交或横跨中心轴线)的方向(优选相对于反应管的长边方向垂直的方向)与反应管10接触，因此，与热介质(HTM)沿着反应管10的轴向流动的情况相比，能够进一步提高反应管10与热介质(HTM)的接触效率，能够提高两者间的换热效率。
需要说明的是，在本发明的多管式反应器1中，如图2所示，也可以在保持板3b侧配置阻挡板5b，此外在保持板3a侧也配置阻挡板5b，控制热介质(HTM)的从热介质供给口2e朝向热介质排出2d的流动，此时，热介质(HTM)的朝向内部空间2b的流动以及扩散的效率变好，另外，通过在分别设置于保持板3a、3b侧的两个阻挡板5b之间交替设置多个阻挡板5a、5b，进一步提高了反应管10与热介质(HTM)的接触效率。
由于本发明的多管式反应器1例如具有以上的构造，因此，若从供给口1a向外壳2的空间2a供给例如原料气体(BRG)，则能够将原料气体(BRG)供给至各反应管10的内部，能够使原料气体(BRG)在反应管10的内部朝向空间2c沿一方向流通。而且，根据需要在反应管10的内部使原料气体(BRG)与催化剂接触并反应，由此能够生成目标物质，而且能够通过空间2c将所生成的目标物质(ARG)从排出口1c向外部排出。
另外，从热介质供给2e向外壳2的空间2b的内部供给热介质(HTM)，由此，能够使反应管10与热介质(HTM)高效地接触，因此，能够借助热介质(HTM)带走原料气体(BRG)进行反应时产生的热量，或者从热介质(HTM)向原料气体(BRG)给予反应所需的热量。
并且，在本发明中，由于在空间2b的内部设有一个或者一个以上阻挡板5，因此，能够使热介质(HTM)与反应管10高效接触，并且能够 更高效地进行基于热介质(HTM)的散热、加热。
需要说明的是，反应管10呈直管状即可，不限定为其剖面必须是圆形的圆管。例如，也可以是三角形剖面或矩形剖面的管。另外，反应管10的尺寸(剖面的尺寸、直径、长边轴向的长度等)不特别限制，根据原料、目标反应以及目标生成物而适当设定即可。
(多支反应管10的排列)
如利用上述的实施方式具体说明那样，在本发明的多管式反应器1中，通过设置盘-环型的阻挡板5，由此在外壳2的内部、特别是外壳2的空间2b的内部，热介质(HTM)以朝向外壳2的径向的外侧和/或内侧具有期望的速度分量的方式流动。
而且，为了提高具有所述流动的热介质(HTM)与多支反应管10的接触效率并提高换热效率，在本发明的多管式反应器1中，配置在外壳2内的多个反应管10配置为其剖面相对于热介质(HTM)的流动形成三角配置。
在本发明中，“三角配置”是指在外壳2的横截面(与外壳2的中心轴线正交的本发明的多管式反应器1的剖面)中具有图4所示的图案的排列。在图4所示的图案中，其特征在于，以三个相邻的反应管作为一个单元，在各单元中，三个反应管各自的中心轴线位于假想的正三角形的顶点。
另外，在本发明中，反应管的间距(即，彼此相邻的反应管的中心轴线之间的距离)不特别限制，例如是反应管外径的1.1倍～1.5倍，优选是反应管外径的1.2倍～1.3倍。
需要说明的是，在本发明中使用的反应管的配置也包含“三角错列配置”等排列。
如此，在外壳2内以三角配置的方式排列有多支反应管10的情况下，多支反应管10以绕外壳2的中心轴线旋转对称的方式排列。因此，例如，在热介质(HTM)从外壳2的中心轴线沿着半径方向朝外侧或者内侧流动的情况下，换句话说，在如本发明的多管式反应器1那样设有阻挡板5的情况下，推断热介质(HTM)在外壳2的周向上形成大致相同的流动状态。
但是，本发明人掌握如下情况：即使在多管式反应器1的外壳2内三角配置多支反应管10并且设有盘-环型的阻挡板5的情况下，在外壳2的 周向上，热介质(HTM)的流动状态也不同，因此在各个反应管10中，导热能力不同。
而且，基于在外壳2的周向上热介质(HTM)的流动状态不同的这一情况，在本发明的多管式反应器1中，其特征在于，将用于判断反应管10的内部的反应状态的温度计20设置在导热相对较差的位置。因此，若利用通过所述温度计20测量的温度数据，能够以不形成热点或冷点的方式适当控制外壳2的内部的状态。
以下，对于配置温度计20的位置、换句话说配置温度计20的反应管(以下，称为“测温反应管(10m)”)进行详细说明。
在本发明中，如在图1中详细示出那样，测温反应管如下确定。
首先，在与外壳2的中心轴线正交的多管式反应器1的剖面中，设定连结某一任意的反应管10a的中心轴线(从相对于反应管10a的长边方向垂直的方向上的剖面的几何中心(在图示中是圆的中心)向相对于所述剖面垂直的方向延伸的轴线)与外壳2的中心轴线(从相对于外壳2的长边方向垂直的方向上的剖面的几何中心(通常是圆的中心)向相对于所述剖面垂直的方向延伸的轴线，以下简称为“SC”)的直线。以下，将该直线称为“基准直线(BL)”。
另外，在所述剖面中，设定将反应管10a的中心轴线和与该反应管10a相邻的至少一个反应管(以下，称为“相邻反应管”)(10b～10g)的各中心轴线(从相对于各反应管的长边方向垂直的方向上的剖面的几何中心(在图示的例子中是圆的中心)向相对于所述剖面垂直的方向延伸的轴线)连结起来的直线。以下，将该直线称为“连结直线(CLb～CLg)”。需要说明的是，在本发明中，为了便于说明，将与图1的反应管10a相邻的反应管称为“相邻反应管”，但反应管10a与相邻反应管并非直接物理接触，另外，在本发明中，配置在外壳2内的多个反应管10彼此也并非直接物理接触。
并且，如图1所示，将基准直线BL与各连结直线CLb～CLg所成的角分别设为θb～θg。以下，将该角(θb～θg)称为“相邻角(θb～θg)”。需要说明的是，在本发明中，对于相邻角(θb～θg)的角度，为了方便，以0～90°的范围表示基准直线BL与各连结直线(CLb～CLg)所成的角 的角度(即，对于基准直线BL与连结直线CL形成的角的角度，测量所形成的角中的最小角(即锐角)的角度，将其设为相邻角的角度)。
但是，如图1所示，若任意设定一条穿过外壳2的中心轴线(SC)的直线LA，如果该直线LA与基准直线BL所成的角θa的角度发生变化，则相邻角(θb～θg)的角度也分别发生变化。换句话说，根据反应管10a的位置，能获取的相邻角(θb～θg)的角度也发生变化。
因而，在本发明的多管式反应器1中，在如下的反应管10a上配置温度计20，设为测温反应管，该反应管10a至少具有一个相邻反应管，且与该相邻反应管形成的角度为相邻角(θb～θg)的角度中的0～15度。换句话说，将具有至少一个“基准直线BL与各连结直线(CLb～CLg)所成的角(θb～θg)的角度为0～15度(°)”的相邻反应管的反应管设为测温反应管，并设置温度计。因而，在图1的实施方式中，在相邻角(θb～θg)的角度中的、至少一个角度为0～15度的情况下，能够在反应管10a设置温度计，以反应管10a作为测温反应管10m。
需要说明的是，在本发明中，在满足上述的相邻角的条件的至少一个反应管上设置温度计，设为测温反应管即可，不需要在全部反应管上设置温度计。
在所述测温反应管10m的位置，至少一个相邻角的角度为0～15度，因此形成测温反应管10m与热介质(HTM)的接触效率低的状态。换句话说，在本发明中，选择配置在外壳2内的多个反应管10中的、形成与热介质(HTM)之间的热传递较差的部分的可能性高的反应管10作为测温反应管10m。
例如，在具有相邻角的角度成为0度的相邻反应管的测温反应管10m的周围，在基准直线BL上存在该相邻反应管。因而，在该相邻反应管与测温反应管10m之间形成热介质(HTM)的半径方向的流动非常弱的部分(淤滞)。相反，在其他相邻反应管(特别是，相邻角超过15度的相邻反应管，优选相邻角超过20度的相邻反应管)与测温反应管10m之间，对热介质(HTM)的半径方向的流动进行整流，热介质(HTM)的沿半径方向流动的速度加快。
如此，由于在测温反应管10m的周围存在相邻角的角度为0～15度的 相邻反应管，因此与热介质(HTM)之间的热传递的效率变差，无法充分进行基于热介质(HTM)的散热、加热。因此，容易形成热点或冷点。因此，若利用在所述测温反应管10m中测量的温度数据来控制热介质(HTM)的流量等，以使得测温反应管10m的温度达到适当温度，则能够不形成热点或冷点。换句话说，在本发明中，由于能够在容易产生热点或冷点的测温反应管10m中抑制热点或冷点的产生，因此，也能够在测温反应管10m以外的其他反应管中充分抑制热点或冷点的产生。
因而，与不考虑导热能力的不均匀性地进行温度测量的情况相比，在本发明中，无须过度预估并控制热点或冷点的产生的危险性，因此，能够适当控制外壳2的空间2b的内部的状态。
另外，在本发明的多管式反应器1中，由于设置至少一个阻挡板5，因此如上所述那样，由于外壳2的空间2b的内部的热介质(HTM)的流动形成为轴对称，因此，即便减少测温反应管10m的数量，也能够适当判断外壳2内的状态。
换句话说，在与外壳2的长边轴向的中心轴线正交的多管式反应器1的剖面中，形成为绕外壳2的中心轴线每隔30°重复出现相同的流动状态的情况，所以若能够掌握该剖面的任意30°的区域的温度状况，则能够大致掌握多管式反应器1整体的反应状态。
而且，根据本发明的方法，由于仅在任意30°的区域中至少设定一个测温反应管10m即可，因此能够减少测温反应管10m的数量。
因而，与以往那样在剖面整体设置测温反应管10m的情况相比，能够简化多管式反应器1的设备构造，此外还能够削减维护工时，并且能够进行安全的运转管理。
(反应管10的数量)
在多管式反应器中，可设于外壳内的反应管的数量根据装置而显著不同，例如在具有5000支以上、特别是1万支以上反应管的多管式反应器中，优选在根据上述方法确定的反应管10上设置温度计20，形成测温反应管10m。
在设置有5000支以上的非常多的反应管10的情况下，外壳2的壳径(以及内径)增大，因此，存在外壳2中的热介质(HTM)的流量不均匀 的情况。而且，反应管10的温度变得不均匀，反应管10之间的温度差也增大。于是，为了掌握外壳2内的状态，需要掌握反应管10之间的温度变得不均匀的状况，为此，需要设置多个温度计20。但是，如此一来，多管式反应器1的设备构造变复杂，设备费用增高，此外维护工时增多，维护的负担也增大。
因此，若根据本发明的方法设置温度计20，即使所设置的温度计20的支数少，也能够准确地掌握并发现反应管10之间温度变得不均匀的状态。
(测温反应管10m的数量)
在本发明的多管式反应器1中，希望设置测温反应管10m的数量(换句话说，设置温度计20的反应管10的数量)较少，优选为全部反应管10的数量的3％以下，更优选为1％以下。例如，若反应管10的支数为1万支左右，则测温反应管10m最低为10支左右就能够充分掌握并控制外壳2内的状态。
而且，在理想的状态下，即多管式反应器1中不存在制作误差，热介质(HTM)的流量恒定，且各反应管10的催化剂填充量、填充密度、气体流通量均匀的情况下，在多管式反应器的相对于外壳2的长边方向垂直的方向上的剖面中的30°的区域中，若在最容易形成热点或冷点的反应管10(即，具有“基准直线BL与连结直线CL所成的角的角度达到0～15度的”相邻反应管的反应管10)上设置温度计20，则在该区域中，设置一支测温反应管10m就能够适当控制多管式反应器1的作业。
另外，反应管10的长度各不相同，但优选向外壳2内供给的热介质(HTM)与反应管接触的部分的长度(L1)形成为1.3m以上。若将热介质(HTM)与反应管接触的部分的长度L1(1.3m以上)设为所述长度(参照图2。需要说明的是，在图2的实施方式中，L1相当于外壳2的空间2b的高度(长度)。)，即便在将向多管式反应器1填充的催化剂的总量设为相同量的情况下，也能够减少主体直径，能够减少热介质(HTM)的流动的不均匀、换句话说减小反应管10之间的温度的不均匀。另外，基于由测温反应管10m测量的温度来控制反应管或者热介质的温度，由此能够适当地控制反应管10所产生的反应(换句话说，多管式反应器1的作业)。
(关于外壳2)
在多管式反应器中，外壳的大小也因装置而大不相同，例如，在具有5000支以上的反应管的多管式反应器中，其外壳的内径为3m以上，在具有1万支以上的反应管的多管式反应器中，其外壳的内径通常为4m以上。需要说明的是，在此，配置在外壳内的反应管的外径通常为1～5cm，通常优选为2～3cm。
但是，若在根据上述方法确定的反应管上设置温度计20，并设为测温反应管10m，即便本发明的多管式反应器1的外壳2的内径较大(即使在3m以上)，也能够确切地掌握在反应管10可产生的反应的条件等，能够适当地控制外壳2内的状态。
另外，在多管式反应器中，由于设置在外壳内的反应管的数量、外壳的大小根据装置而大不相同，因此，即使在以上述三角配置的方式进行排列的情况下，也存在反应管彼此的距离不同，热介质在反应管之间流动时的半径方向的流动阻力也不同的情况。另外，在反应管中，若使与热介质接触的部分的长度发生变化，则存在热介质在反应管之间流动时的在朝向外壳的中心轴线的方向、或者在朝向径向的外侧的方向上的流动阻力也不同的情况。特别是，若反应管的支数增多，则其流动阻力具有增加的趋势。如此，若流动阻力增加，为了使热介质(HTM)以规定的量流动，需要功率较大的泵，设备费用升高。
但是，在本发明中，通过将任意反应管的中心轴线与邻接于该反应管的至少一个反应管的中心轴线之间的距离(L)相对于该反应管的直径(D)之比(L/D)设为1.2～1.6，从而能够抑制热介质(HTM)的流动阻力，并且提高热介质(HTM)与反应管的接触状态。
实施例
在本发明的实施例中，在多个反应管采用上述三角配置的多管式反应器中，通过数值模拟来确认热介质的流动状况。
在该数值模拟中，例如，如图2所示，在圆筒状的外壳内设置有盘-环型的阻挡板5、特别是环状形的阻挡板5a的情况下，为了确认在反应器内可产生的朝向径向的流动，确认了多管式反应器的在剖面处的热介质的流动状况。
需要说明的是，在以三角配置的方式排列多个反应管的情况下，由于可形成相对于反应器的圆筒状的外壳的中心轴线轴对称的流动，因此，如图4所示，在该数值模拟中，并非在多管式反应器的整个剖面中进行，而是仅在整个剖面的1/6的区域(换句话说，60°的区域)内进行。
在该数值模拟中使用的多管式反应器的模型如下所述。
(多管式反应器)
外壳的内径(直径)Φ1：4970mm
热介质流入口(设于阻挡板5a的中央部的贯通孔)的直径Φ2：750mm
反应管的外径：27.3mm
反应管的排列：三角配置
反应管的间距(相邻的两个反应管的中心轴线之间的距离)：34.6mm
(计算条件)
利用ANSYS·Japan株式会社提供的通用流体解析软件、即“FLUENTVer.6.3.26”来进行计算。计算条件如下所述。
热介质：密度1853kg/m3，粘度0.00316Pa·s
紊流模型：RNG K-ε
热介质的流量与反应管数量之比(流量/反应管数量)：0.3m3/支
另外，为了确认流动状态不同带给热传导的影响，也确认了反应管的管外膜导热系数。
与上述计算相同，利用ANSYS·Japan株式会社提供的通用流体解析软件、即“FLUENT Ver.6.3.26”来进行计算。
需要说明的是，管外膜导热系数在从最外列起第二列的反应管处确认到(参照图7(B))。其理由在于，最外列的反应管的热介质的流动状态与其他位置的反应管显著不同。
在图5以及图6中示出数值模拟的结果。
需要说明的是，以下，将“具有基准直线BL与连结直线CL所成的角的角度为A度(°)的相邻反应管的测温反应管”简称为“A度的测温反应管”。
如图5(A)所示，在“0度的测温反应管”的周围，能够确认到在反应管之间形成有热介质的流动非常弱的部分(淤滞)。另外，在另一方面， 也能够确认到在反应管之间存在对热介质的流动进行整流且热介质的流动速度变快的部分。这样，能够确认到，在“0度的测温反应管”的周围，产生淤滞的部分与热介质的速度快的部分这样极端的流量场，反应管与热介质的接触效率较低。
另外，如图5(B)所示，在“10度的测温反应管”的周围，产生与反应管碰撞的流动，虽然形成有若干碰撞后分支的热介质的流动，但是在反应管之间存在淤滞，能够确认到，反应管与热介质的接触效率依然较低。
另一方面，如图6(A)所示，在“20度的测温反应管”的周围形成有与反应管碰撞之后分支的热介质的流动，在反应管之间基本没有发现淤滞，能够确认到，反应管与热介质的接触效率大幅改善。
而且，如图6(B)所示，在“30度的测温反应管”的周围，产生与反应管碰撞的流动，并且在与反应管碰撞之后，热介质的流动均匀地分散，并且形成有沿着反应管的流动。换句话说，能够确认到在“30度的测温反应管”的周围，能够有效地使反应管与热介质接触。
另外，在确认管外膜导热系数时，如图7(A)的表格所示，能够确认到，在“0度的测温反应管”～“15度的测温反应管”中，特别是“5度的测温反应管”以及“10度的测温反应管”中，存在管外膜导热系数显著降低且改善率不足100％的情况，而且，若接触角超过15度，例如在“20度的测温反应管”、“25度的测温反应管”以及“30度的测温反应管”中，管外膜导热系数显著提高，改善率明显超过100％。
因而，在该数值模拟中，若利用由设置在接触效率较低的“0度的测温反应管”～“15度的测温反应管”的温度计测量到的温度数据，能够适当地控制外壳内的状态，以便不形成热点或冷点。
另外，如上所述，如图7(A)所示，能够确认到，伴随着角度的变化，管外膜导热系数发生变化，随着从0度的测温反应管变化为30度的测温反应管，特别是当接触角超过15度时，管外膜导热系数显著改善。换句话说，能够确认到，反应管与热介质之间的热传递状况因上述热介质的流动状态的变化而得以改善。
综上所述，能够确认到，在反应管采用三角配置的多管式反应器内，在外壳的周向上，热介质的流动状况发生变化，反应管与热介质的接触效 率发生变化。
并且，根据上述的数值模拟的结果，能够确认到在“10度的测温反应管”～“20度的测温反应管”之间，特别是以15度的角度为界，反应管与热介质的接触效率大幅改善(图7(A)的表)。
而且，通过改善反应管与热介质的接触效率，能够确认到，反应管与热介质之间的热传递状况改善。
需要说明的是，本申请以2012年4月4日在日本申请的特愿第2012-085158号为基础而主张其优先权，通过参照的方式将其内容全部引用到本说明书中。
工业实用性
本发明的多管式反应器适合用作制造伴随有发热或吸热反应的物质的装置。
附图标记说明：
1：多管式反应器
2：外壳
5：盘-环型的阻挡板
10：反应管
10m：测温反应管
20：温度计
BL：基准直线(连结测温反应管的中心轴线与外壳的中心轴线的直线)
CL：连结直线(连结测温反应管的中心轴线与邻接于该测温反应管的至少一个相邻反应管的中心轴线的直线)
HTM：热介质