JP2000237577A - 触媒の充填方法および装置 - Google Patents
触媒の充填方法および装置Info
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- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
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- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00769—Details of feeding or discharging
- B01J2208/00778—Kinetic energy reducing devices in the flow channel
Abstract
(57)【要約】
【課題】 内部に管類が設けられている反応器におい
て、反応器と管類で形成される空間部に触媒を均一に速
やかに充填する方法および装置を提供する。 【解決手段】 反応器の内部に反応管、冷却管、加熱管
またはこれらの組合わされた管類が設けられている反応
器において、反応器と前記管類で形成される空間部に触
媒を詰めるにあたり、その内部に設けられた触媒の受け
る衝撃を吸収する機能を有する伸縮自在なホース内を触
媒を通過させ、触媒の落下距離を一定の範囲内に保ちな
がら反応器の内部に沿って触媒を供給して前記空間部に
触媒を充填する工程と、前記充填された触媒を前記空間
部で流動させる工程とからなる触媒の充填方法およびこ
の方法を実施するための装置。
て、反応器と管類で形成される空間部に触媒を均一に速
やかに充填する方法および装置を提供する。 【解決手段】 反応器の内部に反応管、冷却管、加熱管
またはこれらの組合わされた管類が設けられている反応
器において、反応器と前記管類で形成される空間部に触
媒を詰めるにあたり、その内部に設けられた触媒の受け
る衝撃を吸収する機能を有する伸縮自在なホース内を触
媒を通過させ、触媒の落下距離を一定の範囲内に保ちな
がら反応器の内部に沿って触媒を供給して前記空間部に
触媒を充填する工程と、前記充填された触媒を前記空間
部で流動させる工程とからなる触媒の充填方法およびこ
の方法を実施するための装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、触媒の充填方法お
よび装置に関する。さらに詳しくは、反応器の内部に反
応管、冷却管、加熱管またはこれらを組合せた管類が複
数設けられている反応器において、反応器と前記管類で
形成される空間部に均一に触媒を詰めるためのプロセス
において触媒を速やかに充填する方法およびそのために
用いる装置に関する。
よび装置に関する。さらに詳しくは、反応器の内部に反
応管、冷却管、加熱管またはこれらを組合せた管類が複
数設けられている反応器において、反応器と前記管類で
形成される空間部に均一に触媒を詰めるためのプロセス
において触媒を速やかに充填する方法およびそのために
用いる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】アンモニア合成反応器、メタノール合成
反応器等で例示されるように、反応器に複数設置される
反応管の内部に触媒を詰め所望の製品を得る合成プロセ
スは種々数えられる。これらのプロセスにおいて、該反
応管の内部に触媒を詰める方法は、種々工夫されてい
る。１例として、その先端が解放ができる機能を有する
いわゆるソックスに所定量の触媒をいれ、これを前記反
応管に挿入し、管内の適切な位置でソックスの先端を開
放し触媒を充填する方法（以下、ソックス法と称す）が
知られている。しかし、この方法は、反応管に充填する
触媒の量をその度に測定し、ソックスが反応管内に挿入
できるように前準備してからソックスに充填する必要が
あるため、ソックス法は手間がかかり過ぎ適切な方法と
はいえなかった。
反応器等で例示されるように、反応器に複数設置される
反応管の内部に触媒を詰め所望の製品を得る合成プロセ
スは種々数えられる。これらのプロセスにおいて、該反
応管の内部に触媒を詰める方法は、種々工夫されてい
る。１例として、その先端が解放ができる機能を有する
いわゆるソックスに所定量の触媒をいれ、これを前記反
応管に挿入し、管内の適切な位置でソックスの先端を開
放し触媒を充填する方法（以下、ソックス法と称す）が
知られている。しかし、この方法は、反応管に充填する
触媒の量をその度に測定し、ソックスが反応管内に挿入
できるように前準備してからソックスに充填する必要が
あるため、ソックス法は手間がかかり過ぎ適切な方法と
はいえなかった。
【０００３】前記反応管の内部に触媒を詰める別の方法
として、ノルスク ヒドロ法がアンモニア プラント
セイフティー ３３巻、１８頁（Ammmonia Plant Saf
etyｖｏ．ｌ３３、ｐ１８）に掲載されている。図１１
はその実施の形態を示す説明図である。この方法では、
前記反応管の内部に触媒を充填するのを目的とするもの
である。図１１において、固定された反応管２０上にブ
ラシ８０を付帯する治具７０と、触媒５を導入する導入
管９０から構成される触媒充填装置６０を設置し、前記
反応管２０中にブラシ８０を付帯する治具７０を回転さ
せながら挿入し、導入管９０から送られた触媒５が該ブ
ラシ８０によって落下速度を調整されるとともに落下の
衝撃を吸収し、反応管２０の所定位置より触媒５を落下
させることにより触媒の充填を行うものである。反応管
の寸法は、概ね触媒５数個分の直径を最低要するが、通
常さほどの寸法でなく、この方法により触媒５は概ね均
一に充填される。
として、ノルスク ヒドロ法がアンモニア プラント
セイフティー ３３巻、１８頁（Ammmonia Plant Saf
etyｖｏ．ｌ３３、ｐ１８）に掲載されている。図１１
はその実施の形態を示す説明図である。この方法では、
前記反応管の内部に触媒を充填するのを目的とするもの
である。図１１において、固定された反応管２０上にブ
ラシ８０を付帯する治具７０と、触媒５を導入する導入
管９０から構成される触媒充填装置６０を設置し、前記
反応管２０中にブラシ８０を付帯する治具７０を回転さ
せながら挿入し、導入管９０から送られた触媒５が該ブ
ラシ８０によって落下速度を調整されるとともに落下の
衝撃を吸収し、反応管２０の所定位置より触媒５を落下
させることにより触媒の充填を行うものである。反応管
の寸法は、概ね触媒５数個分の直径を最低要するが、通
常さほどの寸法でなく、この方法により触媒５は概ね均
一に充填される。
【０００４】前記反応管の内部に触媒を詰めるプロセス
の他に、反応器の内部に反応管および冷却管あるいは反
応管および加熱管が複数設けられている反応器におい
て、反応器と反応管等で形成される空間部に均一に触媒
を詰め触媒が管の外側に詰められているプロセスも存在
する。先に出願人が特開昭５５―１４９６４０に開示し
た反応器は、後者の一例である。
の他に、反応器の内部に反応管および冷却管あるいは反
応管および加熱管が複数設けられている反応器におい
て、反応器と反応管等で形成される空間部に均一に触媒
を詰め触媒が管の外側に詰められているプロセスも存在
する。先に出願人が特開昭５５―１４９６４０に開示し
た反応器は、後者の一例である。
【０００５】前記ノルスク ヒドロ法による触媒の充填
方法は、前記反応管および冷却管あるいは反応管および
加熱管等の管類が複数設けられている反応器において、
反応管の内部に触媒を詰める方法の１つとしては有効で
あるが、反応器と管類で形成される空間部に均一に触媒
を詰める方法としては適切ではなかった。
方法は、前記反応管および冷却管あるいは反応管および
加熱管等の管類が複数設けられている反応器において、
反応管の内部に触媒を詰める方法の１つとしては有効で
あるが、反応器と管類で形成される空間部に均一に触媒
を詰める方法としては適切ではなかった。
【０００６】前記空間部に触媒を均一に詰めるにあた
り、手間がかかり過ぎるにもかかわらず適切な充填方法
がなかったため、触媒は前記ソックス法によって充填さ
れていた。
り、手間がかかり過ぎるにもかかわらず適切な充填方法
がなかったため、触媒は前記ソックス法によって充填さ
れていた。
【０００７】以上説明したように、反応器の内部に管類
が複数設けられている反応器において、反応器と管類で
形成される空間部に触媒を均一に詰めるにあたり、触媒
を速やかに充填する方法および装置の提案が待たれてい
た。
が複数設けられている反応器において、反応器と管類で
形成される空間部に触媒を均一に詰めるにあたり、触媒
を速やかに充填する方法および装置の提案が待たれてい
た。
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、内部に管
類が複数設けられている反応器において反応器と管類で
形成される空間部に触媒を均一に、速やかに充填する方
法およびそれに用いる装置を提供することを目的とす
る。
類が複数設けられている反応器において反応器と管類で
形成される空間部に触媒を均一に、速やかに充填する方
法およびそれに用いる装置を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題を
解決すべく鋭意検討した。その結果、反応器の内部に管
類が複数設けられている反応器において、反応器と管類
で形成される空間部に触媒を均一に詰めるにあたり、 （１）その内部に設けられた触媒の受ける衝撃を吸収す
る機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒が通過
し、触媒の落下距離を一定の範囲内に保ちながら反応器
の内部に沿って供給されることによって、前記空間部に
触媒を充填すること （２）このように充填された触媒の安息角を越えて充填
された触媒は、反応器の底部を覆うように流れ出すた
め、不均一に充填されるが反応器の底部の全面を覆うこ
と （３）このように不均一に充填された触媒は、流動させ
ることによって均一になること （４）上記充填方法および流動化の条件を選択すると触
媒は潰れないこと （５）充填時間が極めて短くなること 以上の知見を得るに至った。
解決すべく鋭意検討した。その結果、反応器の内部に管
類が複数設けられている反応器において、反応器と管類
で形成される空間部に触媒を均一に詰めるにあたり、 （１）その内部に設けられた触媒の受ける衝撃を吸収す
る機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒が通過
し、触媒の落下距離を一定の範囲内に保ちながら反応器
の内部に沿って供給されることによって、前記空間部に
触媒を充填すること （２）このように充填された触媒の安息角を越えて充填
された触媒は、反応器の底部を覆うように流れ出すた
め、不均一に充填されるが反応器の底部の全面を覆うこ
と （３）このように不均一に充填された触媒は、流動させ
ることによって均一になること （４）上記充填方法および流動化の条件を選択すると触
媒は潰れないこと （５）充填時間が極めて短くなること 以上の知見を得るに至った。
【００１０】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は以下の手段で達成される。
で、本発明の目的は以下の手段で達成される。
【００１１】すなわち、本発明は、（１）反応器の内部
に反応管、冷却管および加熱管からなる群より選ばれた
少なくとも１種の管が複数設けられている反応器の、反
応器と前記管類で形成される空間部に触媒を詰めるにあ
たり、その反応器の内部に設けられた触媒の受ける衝撃
を吸収する機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒
を通過させ、触媒の落下距離を一定の範囲内に触媒が破
損しないような距離を保ちながら反応器の内部に沿って
触媒を供給して前記空間部に触媒を充填する工程と、前
記充填された触媒を前記空間部で流動させる工程とを有
する触媒の充填方法であり、（２）内部に反応管、冷却
管および加熱管からなる群から選ばれた少なくとも１種
の管が複数設けられている反応器の、反応器と管類で形
成される空間部に触媒を詰めるための装置であって、そ
の反応器の内部に設けられた触媒の受ける衝撃を吸収す
る機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒を通過さ
せ、触媒の落下距離を一定の範囲内に触媒が破損しない
ような距離を保ちながら反応器の内部に沿って触媒を供
給して前記空間部に触媒を充填するための手段と、前記
充填された触媒を前記空間部で流動化させるための手段
とを有してなる触媒の充填装置であり、また、（３）前
記触媒の受ける衝撃を吸収する機能を有するフレキシブ
ルチューブが、その内部にブラシを付帯した長さの調節
が可能な治具を有し、長さの調節が可能な蛇腹型のフレ
キシブルチューブである（２）に記載の触媒の充填装置
であることを含む。
に反応管、冷却管および加熱管からなる群より選ばれた
少なくとも１種の管が複数設けられている反応器の、反
応器と前記管類で形成される空間部に触媒を詰めるにあ
たり、その反応器の内部に設けられた触媒の受ける衝撃
を吸収する機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒
を通過させ、触媒の落下距離を一定の範囲内に触媒が破
損しないような距離を保ちながら反応器の内部に沿って
触媒を供給して前記空間部に触媒を充填する工程と、前
記充填された触媒を前記空間部で流動させる工程とを有
する触媒の充填方法であり、（２）内部に反応管、冷却
管および加熱管からなる群から選ばれた少なくとも１種
の管が複数設けられている反応器の、反応器と管類で形
成される空間部に触媒を詰めるための装置であって、そ
の反応器の内部に設けられた触媒の受ける衝撃を吸収す
る機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒を通過さ
せ、触媒の落下距離を一定の範囲内に触媒が破損しない
ような距離を保ちながら反応器の内部に沿って触媒を供
給して前記空間部に触媒を充填するための手段と、前記
充填された触媒を前記空間部で流動化させるための手段
とを有してなる触媒の充填装置であり、また、（３）前
記触媒の受ける衝撃を吸収する機能を有するフレキシブ
ルチューブが、その内部にブラシを付帯した長さの調節
が可能な治具を有し、長さの調節が可能な蛇腹型のフレ
キシブルチューブである（２）に記載の触媒の充填装置
であることを含む。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明を図面を参照して説明す
る。図１〜図１０に用いる符号は共通である。なお、本
発明は、内部に管類が複数設けられている反応器におい
て反応器と管類で反応器の内部に形成される空間部に触
媒を均一に充填するにあたり、以下に説明する図１〜図
１０に記載の発明に限定されないことはいうまでもない
ことである。
る。図１〜図１０に用いる符号は共通である。なお、本
発明は、内部に管類が複数設けられている反応器におい
て反応器と管類で反応器の内部に形成される空間部に触
媒を均一に充填するにあたり、以下に説明する図１〜図
１０に記載の発明に限定されないことはいうまでもない
ことである。
【００１３】本発明における反応器１について説明す
る。
る。
【００１４】図５は、本発明を適用する反応器の一例の
正面図である。図６は、その横断面の四分の１を示す説
明図である。
正面図である。図６は、その横断面の四分の１を示す説
明図である。
【００１５】図５および図６において、反応器１は、反
応管２と複数の管３から構成されている。ここに、空間
部４は、反応器１の内壁と管３、管３と管３、管３と反
応管２との隙間群から構成される。後に詳述する触媒
は、図５に示すフランジ１００まで充填される。
応管２と複数の管３から構成されている。ここに、空間
部４は、反応器１の内壁と管３、管３と管３、管３と反
応管２との隙間群から構成される。後に詳述する触媒
は、図５に示すフランジ１００まで充填される。
【００１６】本発明における内部に管類が複数設けられ
ている反応器において反応器と管類で形成される空間部
に触媒を均一に充填する装置および充填方法について説
明する。
ている反応器において反応器と管類で形成される空間部
に触媒を均一に充填する装置および充填方法について説
明する。
【００１７】図１は、本発明の一実施形態を示す説明図
である。図１において、触媒充填治具１０は、触媒導入
部９と、フレキシブルチューブ６と、フレキシブルチュ
ーブ内に挿入されるブラシ８を付帯した治具７から構成
される。この図には記載していないが、触媒充填治具１
０は、触媒導入部９より下の部分でフレキシブルチュー
ブ６と切り放しおよび結合がが可能な構造とされ、ま
た、フレキシブルチューブ６も０．５ｍ〜１ｍ毎に切り
離しおよび結合がが可能な構造とされている。さらに、
フレキシブルチューブ内に挿入されるブラシ８を付帯し
た治具７も０．５ｍ〜２ｍの範囲で切り離しおよび結合
がが可能な構造とされている。なお、触媒充填治具１０
は、複数用いることができるのはいうまでもないことで
ある。
である。図１において、触媒充填治具１０は、触媒導入
部９と、フレキシブルチューブ６と、フレキシブルチュ
ーブ内に挿入されるブラシ８を付帯した治具７から構成
される。この図には記載していないが、触媒充填治具１
０は、触媒導入部９より下の部分でフレキシブルチュー
ブ６と切り放しおよび結合がが可能な構造とされ、ま
た、フレキシブルチューブ６も０．５ｍ〜１ｍ毎に切り
離しおよび結合がが可能な構造とされている。さらに、
フレキシブルチューブ内に挿入されるブラシ８を付帯し
た治具７も０．５ｍ〜２ｍの範囲で切り離しおよび結合
がが可能な構造とされている。なお、触媒充填治具１０
は、複数用いることができるのはいうまでもないことで
ある。
【００１８】フレキシブルチューブ６について説明す
る。フレキシブルチューブ６の直径は、後述の図４およ
び図５に示す反応器１と管３、管３と管３および反応管
２と管３との間隔、触媒の大きさ、触媒の供給速度およ
び触媒の硬度によっても異なるが、５０ｍｍ〜３００ｍ
ｍから選択すれば足りる。また、これに限定されない
が、その材質は、ステンレス製等の金属製、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等の高分子製のものから選択すれば
足りる。
る。フレキシブルチューブ６の直径は、後述の図４およ
び図５に示す反応器１と管３、管３と管３および反応管
２と管３との間隔、触媒の大きさ、触媒の供給速度およ
び触媒の硬度によっても異なるが、５０ｍｍ〜３００ｍ
ｍから選択すれば足りる。また、これに限定されない
が、その材質は、ステンレス製等の金属製、ポリプロピ
レン、ポリエチレン等の高分子製のものから選択すれば
足りる。
【００１９】なお、フレキシブルチューブ６の形状は蛇
腹のついているものでもついていないものでもよい。要
は、市販品を用いれば足りる。
腹のついているものでもついていないものでもよい。要
は、市販品を用いれば足りる。
【００２０】ブラシ８について図７〜図１０を参照しな
がら説明する。ブラシ８は、触媒５がフレキシブルチュ
ーブ６内を通過する際いわゆるクッションの役目を果た
すものである。したがって、ブラシ８の機能は、触媒５
が衝突することにより触媒５の落下速度が吸収される機
能を有しているものであれば足りる。
がら説明する。ブラシ８は、触媒５がフレキシブルチュ
ーブ６内を通過する際いわゆるクッションの役目を果た
すものである。したがって、ブラシ８の機能は、触媒５
が衝突することにより触媒５の落下速度が吸収される機
能を有しているものであれば足りる。
【００２１】これに限定されることはないが、前記機能
を奏するブラシ８の形状の例を図７〜図１０に示す。
を奏するブラシ８の形状の例を図７〜図１０に示す。
【００２２】第一の例（以下、タイプ１と称す）を図７
に示す。図７において、ブラシ８は、90度の角度で４本
取り付けられている。この上下には、ブラシ８を角度45
度ずらして取り付けられる。なお、ブラシ８の間隔は、
取り付け場所により、0.5 m〜 1.0 m であり、ステンレ
ス製等の金属製のものを用いるのが好ましい。
に示す。図７において、ブラシ８は、90度の角度で４本
取り付けられている。この上下には、ブラシ８を角度45
度ずらして取り付けられる。なお、ブラシ８の間隔は、
取り付け場所により、0.5 m〜 1.0 m であり、ステンレ
ス製等の金属製のものを用いるのが好ましい。
【００２３】第二の例（以下、タイプ２と称す）を図８
に示す。図８において、ブラシ８は、45度の角度で８本
取り付けられている。この上下には、ブラシ８を角度2
2.5度ずらして取り付ける。なお、ブラシ８の間隔は、
取り付け場所により、0.5 m 〜1.0 m であり、ステンレ
ス製等の金属製のものを用いるのが好ましい。
に示す。図８において、ブラシ８は、45度の角度で８本
取り付けられている。この上下には、ブラシ８を角度2
2.5度ずらして取り付ける。なお、ブラシ８の間隔は、
取り付け場所により、0.5 m 〜1.0 m であり、ステンレ
ス製等の金属製のものを用いるのが好ましい。
【００２４】第三の例（以下、タイプ３と称す）を図９
に示す。図９において、ブラシ８は、45度の角度で８本
取り付けられている。この内、２本ずつのブラシ８に金
網８００を取り付け、落下する触媒５との接触がしやす
いようブラシ８の面積を広くしたものである。金網の目
開きの大きさについては特に制限はない。触媒が通過し
ない大きさでも、あるいは通過するのに充分な大きさで
あってもよい。要は触媒の通過速度が金網により減速さ
れればよい。
に示す。図９において、ブラシ８は、45度の角度で８本
取り付けられている。この内、２本ずつのブラシ８に金
網８００を取り付け、落下する触媒５との接触がしやす
いようブラシ８の面積を広くしたものである。金網の目
開きの大きさについては特に制限はない。触媒が通過し
ない大きさでも、あるいは通過するのに充分な大きさで
あってもよい。要は触媒の通過速度が金網により減速さ
れればよい。
【００２５】この上下には、金網８００を角度22.5度ま
たは45度ずらして取り付ける。ブラシ８の間隔は、取り
付け場所により、0.5 m 〜 1.0 m であり、ステンレス
製等の金属製のもののほかポリプロピレン製等の高分子
製のものを用いれば足りる。第四の例（以下、タイプ４
と称す）を図１０に示す。図１０において、ブラシ８
は、90度の角度で４本取り付けられている。このブラシ
８は、落下する触媒との接触がしやすいようブラシ８の
面積を広くしたものである。この上下には、ブラシ８を
角度45度ずらして取り付けられる。ブラシ８の間隔は、
取り付け場所により、0.5 m 〜 1.0 m であり、ポリプ
ロピレン製等の高分子製ものを用いれば足りる。
たは45度ずらして取り付ける。ブラシ８の間隔は、取り
付け場所により、0.5 m 〜 1.0 m であり、ステンレス
製等の金属製のもののほかポリプロピレン製等の高分子
製のものを用いれば足りる。第四の例（以下、タイプ４
と称す）を図１０に示す。図１０において、ブラシ８
は、90度の角度で４本取り付けられている。このブラシ
８は、落下する触媒との接触がしやすいようブラシ８の
面積を広くしたものである。この上下には、ブラシ８を
角度45度ずらして取り付けられる。ブラシ８の間隔は、
取り付け場所により、0.5 m 〜 1.0 m であり、ポリプ
ロピレン製等の高分子製ものを用いれば足りる。
【００２６】以上説明したように、ブラシ８の材質は触
媒の硬度により決定することができるが、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等の高分子製のものおよびステンレス
製等の金属製のものから選択すれば足りる。ブラシ８
は、好ましくは弾力性のあるものである。
媒の硬度により決定することができるが、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン等の高分子製のものおよびステンレス
製等の金属製のものから選択すれば足りる。ブラシ８
は、好ましくは弾力性のあるものである。
【００２７】ブラシ８の大きさは、ブラシ８とフレキシ
ブルチュ−ブ６とで作られる空隙が触媒の径、高さより
小さければ足りる。空隙が大きければ、触媒の落下速度
を減速することが出来ないので好ましくない。後述の実
施例１では、触媒５の充填に際し、内径100ｍｍのフレ
キシブルチュ−ブ６を使用したため、ブラシ８の径は、
92ｍｍ、ブラシ８の形状は、タイプ１、その設置間隔を
０．５ｍを選択しそれぞれ使用した。そのため、フレキ
シブルチュ−ブ６とブラシ８とにより触媒５への衝撃を
吸収しながら充填されることになる。
ブルチュ−ブ６とで作られる空隙が触媒の径、高さより
小さければ足りる。空隙が大きければ、触媒の落下速度
を減速することが出来ないので好ましくない。後述の実
施例１では、触媒５の充填に際し、内径100ｍｍのフレ
キシブルチュ−ブ６を使用したため、ブラシ８の径は、
92ｍｍ、ブラシ８の形状は、タイプ１、その設置間隔を
０．５ｍを選択しそれぞれ使用した。そのため、フレキ
シブルチュ−ブ６とブラシ８とにより触媒５への衝撃を
吸収しながら充填されることになる。
【００２８】治具７へのブラシ８の付帯状況は、フレキ
シブルチューブ６の直径によっても異なるが、１ｍに１
カ所あるいは０．５ｍに１カ所で足りる。これらは、フ
レキシブルチューブ６の先端から数ｍまでは後者の間隔
を用い、触媒導入部９より下側のフレキシブルチューブ
６では前者の間隔を選択すればよい。要は、これらを組
み合わせて用いればよい。
シブルチューブ６の直径によっても異なるが、１ｍに１
カ所あるいは０．５ｍに１カ所で足りる。これらは、フ
レキシブルチューブ６の先端から数ｍまでは後者の間隔
を用い、触媒導入部９より下側のフレキシブルチューブ
６では前者の間隔を選択すればよい。要は、これらを組
み合わせて用いればよい。
【００２９】触媒充填治具について説明する。図１にお
いて触媒充填治具１０は、地上に設置されてもよいし、
また、反応器１の上に設置されてもよい。地上に設置さ
れる場合には、フレキシブルチューブ６の長さが長くな
るのみである。
いて触媒充填治具１０は、地上に設置されてもよいし、
また、反応器１の上に設置されてもよい。地上に設置さ
れる場合には、フレキシブルチューブ６の長さが長くな
るのみである。
【００３０】触媒５は、触媒導入部９を通り、フレキシ
ブルチューブ６に供給される。触媒５は、治具７に付帯
されたブラシ８によりフレキシブルチューブ６内を通過
する速度が拘束され、フレキシブルチューブ６の先端に
導かれる。
ブルチューブ６に供給される。触媒５は、治具７に付帯
されたブラシ８によりフレキシブルチューブ６内を通過
する速度が拘束され、フレキシブルチューブ６の先端に
導かれる。
【００３１】この該先端は、反応器１の底部から一定の
距離範囲に保たれる。前記距離は、触媒の破壊強度によ
り決定されるもので、後述の実施例１〜実施例４に示す
予備試験をあらかじめおこなって決定すれば足りる。
距離範囲に保たれる。前記距離は、触媒の破壊強度によ
り決定されるもので、後述の実施例１〜実施例４に示す
予備試験をあらかじめおこなって決定すれば足りる。
【００３２】本発明でいう触媒５の種類および形状等に
特に制限はない。また、その硬度によって触媒５を落下
させる距離が変わることはあるが、後述の実施例１〜実
施例４に示す予備試験をあらかじめおこなって決定すれ
ば足りる。
特に制限はない。また、その硬度によって触媒５を落下
させる距離が変わることはあるが、後述の実施例１〜実
施例４に示す予備試験をあらかじめおこなって決定すれ
ば足りる。
【００３３】以上説明したように、触媒５は、ブラシ８
の形状によりフレキシブルチュ−ブ６内を直線状、螺旋
状あるいは不規則に落下することになるが、いずれの形
状を選定してもブラシ８が触媒５への衝撃を吸収するの
で、特に問題はない。
の形状によりフレキシブルチュ−ブ６内を直線状、螺旋
状あるいは不規則に落下することになるが、いずれの形
状を選定してもブラシ８が触媒５への衝撃を吸収するの
で、特に問題はない。
【００３４】触媒の充填方法を図２〜図４を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【００３５】図２は、触媒の初期充填状態を示す説明図
であり、前記反応器１の底部から一定の距離範囲に保た
れて反応器１の壁部から供給された触媒５は、安息角度
を保ちながら管３に向かって空間部４を満たしていく状
態を模式的に示す図である。図３は、触媒５の充填の途
中の状態を示す説明図である。図３においては、触媒５
の供給位置は図２に示す初期充填時よりも前記反応器１
の底部から離している。そのため、触媒５の一部は反応
管２に向かって反応器の底部を占めるようになる。
であり、前記反応器１の底部から一定の距離範囲に保た
れて反応器１の壁部から供給された触媒５は、安息角度
を保ちながら管３に向かって空間部４を満たしていく状
態を模式的に示す図である。図３は、触媒５の充填の途
中の状態を示す説明図である。図３においては、触媒５
の供給位置は図２に示す初期充填時よりも前記反応器１
の底部から離している。そのため、触媒５の一部は反応
管２に向かって反応器の底部を占めるようになる。
【００３６】以上のようにして触媒５は、触媒充填治具
１０により後述の図５の反応器１と管３との隙間を反応
器１から順次反応管２の方向に向かって円筒状に供給さ
れる。順次、この距離を大きくとるとついには、触媒５
が一個所に多量に供給され触媒で山状を形成したとして
も、触媒の種類による安息角以上になると、触媒５は前
記山から崩れ落ちる。そのため、触媒反応器１の底部に
凸凹の状態を保つようになる。触媒５の供給速度は、こ
れに限定されることはないが、１．０トン／ｈ〜５．０
トン／ｈとすればよい。要は、触媒の強度、充填量等に
もよるが、数日以内、好ましくは１日〜３日以内に充填
が完了できるように供給すればよい。
１０により後述の図５の反応器１と管３との隙間を反応
器１から順次反応管２の方向に向かって円筒状に供給さ
れる。順次、この距離を大きくとるとついには、触媒５
が一個所に多量に供給され触媒で山状を形成したとして
も、触媒の種類による安息角以上になると、触媒５は前
記山から崩れ落ちる。そのため、触媒反応器１の底部に
凸凹の状態を保つようになる。触媒５の供給速度は、こ
れに限定されることはないが、１．０トン／ｈ〜５．０
トン／ｈとすればよい。要は、触媒の強度、充填量等に
もよるが、数日以内、好ましくは１日〜３日以内に充填
が完了できるように供給すればよい。
【００３７】図３において、触媒の大きさ、形状、種類
等によっても異なるが、前記触媒反応器１の底部を覆っ
た凹部の距離が該底部から１ｍ〜２ｍ程度になれば、以
下に記載する触媒を流動化させる作業へ移行する。ま
た、あらかじめ予備試験を行い、前記距離にかえて触媒
５の大きさ、形状、安息角等の物性によって反応器１へ
の供給量によって決定することもできる。触媒５は、前
記底部に落下されても破壊されないような距離を維持さ
れながら、前記空間部４に供給され、順次前記底部に安
息角を保ち凸凹状に底部を覆うことになる。
等によっても異なるが、前記触媒反応器１の底部を覆っ
た凹部の距離が該底部から１ｍ〜２ｍ程度になれば、以
下に記載する触媒を流動化させる作業へ移行する。ま
た、あらかじめ予備試験を行い、前記距離にかえて触媒
５の大きさ、形状、安息角等の物性によって反応器１へ
の供給量によって決定することもできる。触媒５は、前
記底部に落下されても破壊されないような距離を維持さ
れながら、前記空間部４に供給され、順次前記底部に安
息角を保ち凸凹状に底部を覆うことになる。
【００３８】上記のように充填された触媒５は流動させ
られ、反応器1内で前記凸凹の状態からほぼ平均化され
た状態となる。図４は、この状態を模式的に示す説明図
である。
られ、反応器1内で前記凸凹の状態からほぼ平均化され
た状態となる。図４は、この状態を模式的に示す説明図
である。
【００３９】図４において、前記触媒５は、別途反応器
１に供給される流動化用のガス、例えば、空気、窒素等
により流動化させられる。流動条件は、触媒５の大き
さ、形状、安息角等の物性によっても異なるが、空塔速
度１０ｍ／ｓ〜３０ ｍ／ｓから選択される。触媒５の
凸凹がほぼ平均化された後は、任意の位置に触媒５を供
給し、連続的に流動化させながら、あるいは、断続的に
流動化させながら触媒５を図５に示すフランジ面まで充
填する。
１に供給される流動化用のガス、例えば、空気、窒素等
により流動化させられる。流動条件は、触媒５の大き
さ、形状、安息角等の物性によっても異なるが、空塔速
度１０ｍ／ｓ〜３０ ｍ／ｓから選択される。触媒５の
凸凹がほぼ平均化された後は、任意の位置に触媒５を供
給し、連続的に流動化させながら、あるいは、断続的に
流動化させながら触媒５を図５に示すフランジ面まで充
填する。
【００４０】触媒５の充填作業は、以下の手順で終了す
ることができる。
ることができる。
【００４１】流動状態の触媒５は図５に示す反応器１の
フランジ面まで充填される。この状態で、一旦流動用ガ
スを絞り、流動距離を数ｍｍ程度にしながら５分〜１５
分維持する。その後、流動用ガスを停止し、フランジ面
まで触媒を詰める。この時、反応器１の円周に囲いを設
け触媒５の落下を防止することもできる。
フランジ面まで充填される。この状態で、一旦流動用ガ
スを絞り、流動距離を数ｍｍ程度にしながら５分〜１５
分維持する。その後、流動用ガスを停止し、フランジ面
まで触媒を詰める。この時、反応器１の円周に囲いを設
け触媒５の落下を防止することもできる。
【００４２】以上のように本発明を説明したが、さらに
本発明を詳細に実施例を用いて説明する。
本発明を詳細に実施例を用いて説明する。
【００４３】なお、本発明は、以下に記載の実施例にの
みに制限されることがないのは、いうまでもないことで
ある。
みに制限されることがないのは、いうまでもないことで
ある。
【００４４】
【実施例】実施例１（予備試験１） 反応器１に触媒を充填するにあたり、以下の予備試験を
行なった。触媒５の形状は円柱状、直径５ｍｍ、高さ５
ｍｍで、その安息角度は３０度で、見かけ比重は１００
０ｋｇ／ｍ３であった。ブラシ８としてタイプ１を用
い、設置間隔は０．５ｍであった。材質は、ポリエチレ
ン製であった。該タイプ１を挿入した内径100ｍｍのフ
レキシブルチュ−ブ１ｍを用いて、その間隔を０．５ｍ
とし触媒５を供給し、触媒５が落下する面に鉄板を使用
し、触媒が破損するかどうかを観察した。
行なった。触媒５の形状は円柱状、直径５ｍｍ、高さ５
ｍｍで、その安息角度は３０度で、見かけ比重は１００
０ｋｇ／ｍ３であった。ブラシ８としてタイプ１を用
い、設置間隔は０．５ｍであった。材質は、ポリエチレ
ン製であった。該タイプ１を挿入した内径100ｍｍのフ
レキシブルチュ−ブ１ｍを用いて、その間隔を０．５ｍ
とし触媒５を供給し、触媒５が落下する面に鉄板を使用
し、触媒が破損するかどうかを観察した。
【００４５】その結果、落下高さ４ｍで、落下面が鉄板
の場合でも触媒は破損しないことが判明した。
の場合でも触媒は破損しないことが判明した。
【００４６】実施例２（予備試験２） 実施例１において触媒５が落下する面に鉄板を使用した
のにかえ、鉄板の上に触媒を３０ｍｍ積んだものを用
い、予備試験１と同様に実施した。落下高さ４ｍで、触
媒は破損しないことが判明した。
のにかえ、鉄板の上に触媒を３０ｍｍ積んだものを用
い、予備試験１と同様に実施した。落下高さ４ｍで、触
媒は破損しないことが判明した。
【００４７】実施例３（予備試験３） 実施例１の触媒５およびブラシ８を用い、該触媒５とフ
レキシブルチュ−ブ６および、ブラシ８の衝突による破
損が起こらないことを確認するために、内径100ｍｍの
フレキシブルチュ−ブを用い、ブラシ８の間隔を最大１
ｍとし試験を行った。その結果、フレキシブルチュ−ブ
および、ブラシ８との衝突による触媒の破損の無いこと
を確認した。
レキシブルチュ−ブ６および、ブラシ８の衝突による破
損が起こらないことを確認するために、内径100ｍｍの
フレキシブルチュ−ブを用い、ブラシ８の間隔を最大１
ｍとし試験を行った。その結果、フレキシブルチュ−ブ
および、ブラシ８との衝突による触媒の破損の無いこと
を確認した。
【００４８】これらの結果から、ブラシ８の形状は、触
媒の落下速度を吸収できる弾力性を持つ形状であれば十
分であることが確認できた。
媒の落下速度を吸収できる弾力性を持つ形状であれば十
分であることが確認できた。
【００４９】実施例４（予備試験４） 実施例３のブラシ８をタイプ１からタイプ２〜４にかえ
た以外は実施例３と同様に実施した。結果は、実施例３
と同様であった。
た以外は実施例３と同様に実施した。結果は、実施例３
と同様であった。
【００５０】実施例５ 反応器１として、直径４．５ｍ、その中心に位置する反
応管２として直径１．０ｍ、直径０．０５ｍの管３とし
て２５００本を有する、底部からフランジ面までの高さ
２０ｍの装置に触媒５として、メタノール合成触媒を底
部からフランジ面まで充填することにした。使用した触
媒５は、実施例１〜実施例４で用いたものと同一で、そ
の触媒の形状は円柱状、直径５ｍｍ、高さ５ｍｍで、そ
の安息角度は３０度で、見かけ比重は１０００ｋｇ／ｍ
３であった。なお、ブラシ８は、設置間隔を１ｍとした
タイプ１を用いた。
応管２として直径１．０ｍ、直径０．０５ｍの管３とし
て２５００本を有する、底部からフランジ面までの高さ
２０ｍの装置に触媒５として、メタノール合成触媒を底
部からフランジ面まで充填することにした。使用した触
媒５は、実施例１〜実施例４で用いたものと同一で、そ
の触媒の形状は円柱状、直径５ｍｍ、高さ５ｍｍで、そ
の安息角度は３０度で、見かけ比重は１０００ｋｇ／ｍ
３であった。なお、ブラシ８は、設置間隔を１ｍとした
タイプ１を用いた。
【００５１】触媒充填治具１０は、触媒導入部９の直径
０．２ｍで、ポリエチレン製のフレキシブルチューブ６
の内径は０．１ｍであり、フレキシブルチューブ内に挿
入されるブラシ８の材質はステンレス製であり、該ブラ
シ８を付帯したポリエチレン製の治具７を前記ポリエチ
レン製のフレキシブルチューブ６の先端部まで挿入し、
反応器１の底まで４ｍの距離を保った。このように準備
した後、前記触媒５を５トン／ｈの速度で反応器１の周
囲に沿って順次反応管２の方向に向かって供給した。な
お、フレキシブルチューブとフレキシブルチューブ内に
挿入される治具７は、適宜切り離しおよび結合した。１
０時間後、５０トンの触媒を充填したところで、空気を
空塔速度２０ｍ／ｓとなるように供給した。ついで、上
記触媒を不特定の位置に順次前記供給速度で供給した。
フランジ面まで触媒５が供給できたので、空気の供給を
停止して最後に触媒５をさらに詰めた。
０．２ｍで、ポリエチレン製のフレキシブルチューブ６
の内径は０．１ｍであり、フレキシブルチューブ内に挿
入されるブラシ８の材質はステンレス製であり、該ブラ
シ８を付帯したポリエチレン製の治具７を前記ポリエチ
レン製のフレキシブルチューブ６の先端部まで挿入し、
反応器１の底まで４ｍの距離を保った。このように準備
した後、前記触媒５を５トン／ｈの速度で反応器１の周
囲に沿って順次反応管２の方向に向かって供給した。な
お、フレキシブルチューブとフレキシブルチューブ内に
挿入される治具７は、適宜切り離しおよび結合した。１
０時間後、５０トンの触媒を充填したところで、空気を
空塔速度２０ｍ／ｓとなるように供給した。ついで、上
記触媒を不特定の位置に順次前記供給速度で供給した。
フランジ面まで触媒５が供給できたので、空気の供給を
停止して最後に触媒５をさらに詰めた。
【００５２】以上、充填に要した時間は４６時間で、触
媒の全充填量は２３０トンであった。また、空隙率は、
４０％であった。
媒の全充填量は２３０トンであった。また、空隙率は、
４０％であった。
【００５３】比較例１ 従来のソックス法で触媒を充填した。所要時間は、１８
０時間で、空隙率は４５％であった。
０時間で、空隙率は４５％であった。
【００５４】
【発明の効果】本発明の触媒の充填方法および装置は、
以下に記載の効果を奏す。 （１）反応器の内部に反応管、冷却管、加熱管およびこ
れらの混合された管類が複数設けられている反応器にお
いて、反応器と前記管類で形成される空間部に均一に触
媒を詰めるにあたり、触媒導入部９と、フレキシブルチ
ューブ６と、フレキシブルチューブ内に挿入されるブラ
シ８を付帯した治具７からなる触媒充填治具を用い、凸
凹を形成するように充填しても良いから、充填時間が短
い。 （２）前記凸凹部は、触媒を流動化させることにより触
媒の充填面を平滑化できる。また、流動させているため
最密充填が可能である。 （３）触媒の硬度等により予備試験で緩やかな流動化条
件を決定できるため、触媒の種類によらず充填が可能
で、触媒の充填時間が短いため、触媒の摩耗等が少な
い。 （４）フレキシブルチューブを用い、触媒の落下距離を
調整することが容易にできるため、触媒の破損が極めて
少ない。
以下に記載の効果を奏す。 （１）反応器の内部に反応管、冷却管、加熱管およびこ
れらの混合された管類が複数設けられている反応器にお
いて、反応器と前記管類で形成される空間部に均一に触
媒を詰めるにあたり、触媒導入部９と、フレキシブルチ
ューブ６と、フレキシブルチューブ内に挿入されるブラ
シ８を付帯した治具７からなる触媒充填治具を用い、凸
凹を形成するように充填しても良いから、充填時間が短
い。 （２）前記凸凹部は、触媒を流動化させることにより触
媒の充填面を平滑化できる。また、流動させているため
最密充填が可能である。 （３）触媒の硬度等により予備試験で緩やかな流動化条
件を決定できるため、触媒の種類によらず充填が可能
で、触媒の充填時間が短いため、触媒の摩耗等が少な
い。 （４）フレキシブルチューブを用い、触媒の落下距離を
調整することが容易にできるため、触媒の破損が極めて
少ない。
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す説明図であ
る。
る。
【図２】図２は、触媒の初期充填状態を示す説明図であ
る。
る。
【図３】図３は、触媒の充填の途中の状態を示す説明図
である。
である。
【図４】図４は、凸凹の状態からほぼ平均化された状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図５】図５は、本発明を適用する反応器の一例の正面
図である。
図である。
【図６】図６は、図5の四分の１を示す説明図である。
【図７】図７は、ブラシの一実施形態（タイプ１）を示
す説明図である。
す説明図である。
【図８】図８は、ブラシの一実施形態（タイプ２）を示
す説明図である。
す説明図である。
【図９】図９は、ブラシの一実施形態（タイプ３）を示
す説明図である。
す説明図である。
【図１０】図１０は、ブラシの一実施形態（タイプ４）
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１１】図１１は、従来の実施の形態を示す説明図で
ある。
ある。
１ 反応器 ２ 反応管 ３ 管 ４ 空間部 ５ 触媒 ６ フレキシブチューブ ７ 治具 ８ ブラシ ９ 触媒導入部 １０ 触媒充填治具 ２０ 反応管 ７０ 治具 ８０ ブラシ ９０ 導入管 １００ フランジ ８００ 金網
Claims (3)
- 【請求項１】 内部に反応管、冷却管および加熱管から
なる群より選ばれた少なくとも１種の管が複数設けられ
ている反応器の、反応器と管類とで形成される空間部に
触媒を詰めるにあたり、 その反応器の内部に設けられた触媒の受ける衝撃を吸収
する機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒を通過
させ、触媒が破損しないような距離を保ちながら反応器
の内部に沿って触媒を供給して、前記空間部に触媒を充
填する工程と、 前記充填された触媒を前記空間部で流動させる工程とを
有することを特徴とする触媒の充填方法。 - 【請求項２】 内部に反応管、冷却管および加熱管から
なる群より選ばれた少なくとも１種の管が複数設けられ
ている反応器の、反応器と管類で形成される空間部に触
媒を詰めるための装置であって、 その反応器の内部に設けられた触媒の受ける衝撃を吸収
する機能を有するフレキシブルチューブ内を触媒を通過
させ、触媒が破損しないような距離を保ちながら反応器
の内部に沿って触媒を供給して前記空間部に触媒を充填
するための手段と、 前記充填された触媒を前記空間部で流動させるための手
段とを有してなることを特徴とする触媒の充填装置。 - 【請求項３】 前記触媒の受ける衝撃を吸収する機能を
有するフレキシブルチューブが、その内部にブラシを付
帯した、長さの調節が可能な治具を有し、長さの調節が
可能な蛇腹型のフレキシブルチューブであることを特徴
とする請求項２に記載の触媒の充填装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11276591A JP2000237577A (ja) | 1998-12-25 | 1999-09-29 | 触媒の充填方法および装置 |
| US09/455,379 US6467513B1 (en) | 1998-12-25 | 1999-12-06 | Method for packing catalyst and device therefor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-378300 | 1998-12-25 | ||
| JP37830098 | 1998-12-25 | ||
| JP11276591A JP2000237577A (ja) | 1998-12-25 | 1999-09-29 | 触媒の充填方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000237577A true JP2000237577A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=26552012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11276591A Pending JP2000237577A (ja) | 1998-12-25 | 1999-09-29 | 触媒の充填方法および装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6467513B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000237577A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003126679A (ja) * | 2001-08-07 | 2003-05-07 | Haldor Topsoe As | 触媒充填方法と装置 |
| JP2006527070A (ja) * | 2003-04-24 | 2006-11-30 | キャット テック インコーポレイテッド | 触媒を充填する方法および装置 |
| JP2008509002A (ja) * | 2004-08-13 | 2008-03-27 | トータル・フランス | 容器に固体粒子を装填する装置およびその使用方法 |
| KR100978627B1 (ko) | 2007-05-15 | 2010-08-27 | 주식회사 엘지화학 | 촉매의 기계적 손실을 줄이면서 촉매를 충전하는 방법 |
| JP2016501808A (ja) * | 2012-10-17 | 2016-01-21 | イエフペ エネルジ ヌヴェルＩｆｐ Ｅｎｅｒｇｉｅｓ Ｎｏｕｖｅｌｌｅｓ | 水蒸気改質反応器−交換器のためのバヨネット管に触媒を濃密に装填するための固体粒を供給する補助管を用いる気体システム |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9922940D0 (en) * | 1999-09-29 | 1999-12-01 | Ici Plc | Catalytic reactor |
| FR2812824B1 (fr) * | 2000-08-10 | 2003-05-30 | Total Raffinage Distribution | Nouveau procede de chargement homogene de particules solides dans une enceinte |
| FR2818161B1 (fr) * | 2000-12-20 | 2003-02-21 | Total Raffinage Distribution | Procede de chargement d'une enceinte avec des particules solides |
| NO317083B1 (no) * | 2002-09-27 | 2004-08-02 | Catalyst Services Inc | Fremgangsmate for fylling av partikulaert materiale i vertikale ror |
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