JP2006521202A - 反応器のチューブを装填するための工具 - Google Patents

Abstract

本発明は、化学反応器中に触媒を装填し、反応器のチューブ（１２）内の隙間を測定するのに使用されることができる工具（１６）を提供している。この工具は、反応器のチューブ中に触媒を装填しつつ、ほこりが反応器の上側のチューブシート上に蓄積するのを防止する形態を提供している。

Description

本発明は、化学反応器、より詳細には、化学反応器のチューブを触媒で装填するための装置に関する。

従来、種々の形式の装置が、反応器のチューブ中に触媒を装填するのを助けるのに使用されている。例えば、様々なスリーブ、型板、並びに振動機が使用されている。触媒は、代表的にはペレット形状であるが、様々な形状並びにサイズであって良い。そして、触媒が装填されると、スペース、即ち隙間が所望の範囲内であるかどうかを見るために、触媒の上面から反応器のチューブの上面までの距離（隙間）を測定するために、棒状のものが各チューブ中に挿入される。この隙間が大きすぎた場合には、更なる触媒が装填され、隙間が再び測定される。隙間が小さすぎた場合には、触媒が、代表的にはチューブの上面から吸引されることによって出され、隙間が再び測定される。

本発明は、反応器のチューブ中に触媒を装填するための装填用のスリーブを提供している。この装填用のスリーブは、反応器の上側のチューブシート上に静置された上方フランジと、このフランジから反応器のチューブ中へと下方に突出しているチューブとを有している。装填用のスリーブのチューブ部分は、反応器のチューブよりも小径を有しているので、装填用のスリーブが、触媒で充填され、反応器のチューブから取外されたとき、装填用のスリーブは、反応器のチューブの上面にギャップ、即ち隙間を残す。

本発明の好ましい一実施形態において、装填用のスリーブは、また、隙間をチェックするのに使用されることができる幾つかの形式の目盛を有している。この装填用のスリーブが反応器のチューブから取外され、触媒が反応器のチューブ中に定着した後、装填用のスリーブは、これの上部が反応器のチューブから上方に突出した状態で反応器のチューブ内の触媒上に静置されるまで、反応チューブ中に再び挿入される。反応器のチューブから突出した装填用のスリーブの部分の目盛をチェックすることによって、人は、チューブが所望の仕様内の高さに装填されているかどうかを見ることができる。これは、別のテスト用の工具の必要性を省く。

また、本発明の好ましい一実施形態において、装填用の複数のスリーブのフランジは、これらが互いに重なるほど十分大きく形成されることができる。この結果、ほこり並びに微紛が、装填用のスリーブ間に集まるのを防止する。

図１は、化学反応器の一部を切断した断面図である。この反応器は、上側のチューブシート１０と、この上側のチューブシート１０に平行な下側のチューブシート（図示されず）とを有している。反応器の複数のチューブ１２が、この上側のチューブシート１０から下側のチューブシートへと下方に延びている。これら上側のチューブシートと下側のチューブシートとは、前記チューブ１２に整合された開口部１４を有している。この図において、装填用の複数のスリーブ１６が、反応器のチューブ１２中に挿入されている。これら装填用のスリーブ１６の各々は、前記上側のチューブシート１０上に静置された上方のフランジ部分１８と、反応器の夫々のチューブ１２中へと下方に延びたチューブ状のスリーブ部分２０とを有している。前記フランジ１８は、チューブ状のスリーブ部分２０の中へと開口した中央開口部２２を形成している。この実施形態において、チューブ状のスリーブ２０は、一定の直径を有しており、開口部２２は、このチューブ状のスリーブ２０の内径よりも小さい一定の直径を有している。開口部２２のサイズは、使用される触媒のサイズ並びに形状に依存している。開口部のサイズは、また、ブリッジングの可能性を最小にするように、触媒よりもわずかに大きいサイズから、触媒の直径の約３倍のサイズまで可能である。

図２は、前記反応器の互いに隣接する複数のチューブ１２中に挿入された前記装填用の複数のスリーブ１６を示した上面図である。この図において、前記チューブ状のスリーブ２０とフランジ１８とが、好ましい円形の断面形状を有していることを見ることができる。しかし、他の形状が使用されることもできる。図３は、夫々のチューブ１２中の装填用のスリーブ１６の1つの拡大上面図である。下方に突出しているチューブ状のスリーブ２０の外径は、前記反応器のチューブ１２中に簡単に装着されるほど十分に小さく、前記フランジ１８は、装填用のスリーブ１６が、前記開口部１４を通って反応器のチューブ１２中に落ちるのを防止するほど十分に大きい。

図５は、前記反応器のチューブ１２中に触媒を装填するのに使用されている装填用のスリーブ１６を示した概略図である。この図において、触媒３０は球状に示されているが、様々な形状であって良い。触媒は、例えば、円筒形状であることが多い。前記装填用のスリーブ１６は、前記フランジ１８が上側のチューブシート１０上に静置するまで、反応器のチューブ１２中に挿入される。従って、触媒３０は、フランジ１８の開口部２２を通って挿入される。触媒３０は、手、若しくは、えにしだを用いたマッサージ(broom massage)によって代表的に挿入されるが、他の方法が使用されても良い。触媒３０が、反応器のチューブ１２を下から上へと充填するように、装填用のスリーブ１６を通って反応器のチューブ１２中に落ちる。最終的に、触媒３０は、この図に示されているように、装填用のスリーブ１６の内部も充填する。

いくつかの装填用のスリーブ１６が、上端まで触媒３０で充填されると、これらスリーブは、反応器のチューブ１２から完全に取外される。これら装填用のスリーブ１６は、触媒３０の全てが、スリーブ１６中から落ち、反応器のスリーブの夫々のチューブ１２中に残ることを確実にするように、たたかれ(tapped)なければならないことがある。装填用のスリーブ１６の容積が、反応器のチューブ１２の外周部分の容積よりも小さいため、装填用のスリーブ１６が取外されたとき、装填用のスリーブ１６中に存在していた触媒３０は、図７に示されているように、反応器の大径のチューブ１２を充填するように下方に落ち、触媒３０の上端からチューブシート１０の上端までのギャップ、即ち隙間３２を残す。装填用のスリーブと反応器のチューブとの相対的な内径は、装填用のスリーブが反応器のチューブから取外されたときに、所望の隙間３２を得るように選択されることができる。

前記装填用のスリーブ１６が、前記反応器のチューブから取外され、前記触媒３０が、隙間３２を形成するように定着した後、装填用のスリーブ１６は、図７に示されているように、反応器のチューブ１２中に再び挿入される。このとき、触媒３０は、装填用のスリーブが、反応器のチューブ１２中に最後まで挿入されるのを阻止する。この代わりに、装填用のスリーブ１６は、隙間３２の距離だけ挿入されることができ、この地点で、装填用のスリーブは、触媒３０によって更なる挿入が阻止される。

前記触媒３０が前記隙間に正確に装填されているかどうかを確認するのに使用される複数の目盛３４が、前記スリーブ１６に付されている。これら目盛３４は、スリーブ１６の外面に付されていることが好ましい。これら目盛は、また、様々な形式であって良い。複数の目盛は、図７に示されているように、種々の高さに付されることができ、この場合、スリーブ１６の底面からの上の目盛の距離を示しても良いし、例えば、一番下の目盛が、高さ“０”を示し、この他の目盛が、“０”からの高さを示しても良い。代わって、“測定値が基準値内”を示す目盛と、“測定値が基準値外”を示す、基準値より高かったり低かったりする目盛とのグループであっても良いし、スリーブの１つのセクションが、正確な隙間の範囲を示すグリーン若しくは他の好ましい色でマークされ、前記スリーブの１つのセクションより高かったり低かったりするセクションが、所定の隙間の範囲外を示すように、赤のような他の色にマークされることができる。装填用のスリーブを反応器のチューブ中に挿入し戻す人が、隙間３２のディメンションを確認することができるように、若しくは、隙間３２が、予め設定された所定の範囲内にあるかどうかを確認することができるように、類似した他の表示が使用されることもできる。

かくして、単一の工具で、作業者は、触媒を入れることと、従って、次の、触媒の上の隙間３２が所望の範囲内にあることを確かめるように触媒の高さをチェックすることとの両方ができる。隙間３２が大きすぎた場合に、作業者は、更なる触媒を入れ、再びチェックすることができる。隙間３２が小さすぎた場合、作業者は、触媒を吸引で出し、再びチェックし、必要に応じて触媒を加える。単一の工具で、装填機能と測定機能との両方を与えることによって、作業者は、これら２つの機能を果たすための別々の２つの工具を携帯する必要はない。

図４並びに図６は、装填用のスリーブ１１６の異なる実施形態を示している。この実施形態において、上方のフランジを貫通した開口部１２２は、上端が小径を有し、下端が大径を有するようにテーパ付けされている。フランジの上面は、装填中に触媒を中央の開口部へと比較的簡単に流すことを可能にするように、フランジの外側エッジの高位から開口部１２２に隣接する低位までテーパ付けされているので、へこんでいる。この実施形態は、また、第１の実施形態とは異なり、チューブが複数の目盛を有する代わりに、この実施形態は、隙間３２が所望の範囲内にある装填用のスリーブ１１６の位置を示す、単一の幅広のバンドを有している。このバンド１３４の全体が、上側のチューブシート１０より下にあって、見ることができない場合、隙間を測定する人は、隙間３２が大きすぎ、さらなる触媒が加えられるべきであることを知る。人が、上側のチューブシート１０より上に延びた、バンド１３４の下側エッジを含むバンドの全体を見ることができる場合、人は、隙間３２が小さすぎ、いくつかの触媒が取外されるべきことを知る。このバンド１３４の一部のみが、上側のチューブシート１０より上に突出した場合に、人は、隙間３２が、所望の所定範囲内にあることを知る。

図８ないし図１０は、装填用のスリーブ２１６の第２の異なる実施形態を示している。この実施形態において、下方に突出しているチューブ状のスリーブ部分２２０は、一定の直径を有していない。代わりに、スリーブ部分の上部は、上端が大径を有し、小径端に向けて傾斜されている、漏斗のようにテーパ付けされている。そして、チューブ状の部分２２０の残りの部分は、テーパ付けされた部分の小径よりもわずかに大きい一定の直径を有している。この装填用のスリーブ２１６は、チューブ状のスリーブ２２０の下端より上の目盛の高さを示した複数の目盛２３４を有している。この装置で、人は、隙間のディメンションが、予め設定された範囲内か範囲外かというただの表示ではなく、隙間のディメンション３２の正確な読み取りを果たすだろう。

図１１並びに図１２は、本発明に従って形成された装填用のスリーブ３１６のさらに異なる実施形態を示している。この装填用のスリーブ３１６は、互いに隣接する装填用のスリーブ３１６のフランジ部分３１８が、互いに重なるような大径を有していることを除いて、図１ないし図３のスリーブ１６に一致している。これらフランジ部分３１８は、装填用のスリーブ３１６間の上側のチューブシート１０が露出されないような、互いに隣接するフランジ部分の十分な重なりを確実にするほど十分大きく、かつ、フランジ３１８が隣接する開口部３２２を覆わないほど十分小さい直径を有している。

図１１は、人が、反応装置の一端のところにスリーブ３１６を挿入し始め、魚のうろこのように、フランジ３１８の後からの列を、前の列を覆うように重ねた、大きなフランジを有する装填用のスリーブ３１６の１つの配列を示している。前記スリーブ３１６が、プラスチックのよう少し可撓性の材料で形成されており、この結果、全てのフランジ３１８が、上側のチューブシート１０の表面に密接することに注意するべきである。

図１２は、第１の組の列（奇数の列という）のフランジが、前記上側のチューブシート１０下で接触しており、これら第１の組の列の上に、第２の１組の列（偶数の列という）のフランジが静置された異なる配列で装填用のスリーブが挿入されていることを除いて、図１１と同じ大きなフランジを有する装填用のスリーブ３１６を示している。図１１の配列と図１２の配列との両方において、フランジ３１８は、装填用のスリーブ間で上側のチューブシート１０の所定の位置に、ほこりがたまるのを防止するように互いに重なっている。これらのような配列で、ほこりは、すぐに掃くか、吸引かで除去されることができる。

前記装填用のスリーブ１６は、材料が、反応器のチューブ１２を摩耗並びに汚染するのを防止するように、ポリエチレンのような軟質材料ではなく、ＡＢＳプラスチックのような硬質材料で形成されることが好ましい。金属が使用されても良いが、硬質のプラスチックが好ましい。また、前記チューブ状の部分２０が、使用中に分離し、反応器のチューブ１２中に落ちることがないように、前記フランジ部分１８とチューブ状の部分２０とは、一体成形品として機能するように永続的に相互接続されていることが好ましい。これは、フランジ１８とチューブ状の部分２０とを一体成形品のように製造、若しくはモールド成形するか、一体成形品を形成するようにフランジとチューブ状の部分とを一緒に接着、若しくは融着するか、他の知られた手段によって達成されることができる。この場合、フランジ１８とチューブ状の部分２０とを有する一体成形品をインジェクション成形することが好ましい。前記溶着、即ち融着の場合、フランジ１８とチューブ状の部分２０とが一緒であり続けることを確実にするように、組立体を検査並びにテストすることが望ましい。ピン留め、若しくはリベット留めのような、他の係合装着の処理が使用されても良い。代わりに、フランジヘッド１８にねじ留めされたねじを有するチューブ状の部分２０を使用し、このチューブ状の部分２０の数回転によって、２つの部分が一緒に係合され得ることが望ましい。

前記チューブ状の部分２０若しくはこれの一部が、反応器の前記チューブ１２中に落ち、反応器を始動させる前にこのことに気付かなかった場合、前記チューブ状の部分は、触媒と一緒に溶解並びに溶融する可能性があり、チューブ１２を通るガスの流れを制限する。この結果、反応器は、適切に機能せず、おそらく、チューブに永久的にダメージを与えることさえある。

一体成形品として各チューブ１６を形成すること、若しくは、一体成形品を形成するように例えば溶融、若しくは接着によってフランジ部分１８とチューブ状の部分２０とを一緒に永久的に係合することが、反応器のチューブ１２に残されたチューブ状の部分２０の問題を軽減するのを助けるが、製品がストアされるのを困難にもしている。フランジ部分１８とチューブ状の部分２０とを別々の部分として保持することは、製品を簡単にストアさせ、かつ、フランジ部分を様々な所望の隙間に適応可能にさせるので、１つのフランジ部分１８が、様々な長さのチューブ状の部分２０と一緒に使用されることを可能にするという利点を有している。

特に、前記フランジ部分１８とチューブ状の部分２０とが、永久的に一緒に係合されていない場合、全てのフランジ１８とチューブ状の部分２０とが、反応器のチューブ１２中に残されないことを確実に助けるように、作業エリア内外で、独特のバーコード若しくは他のしるしやログを使用して、フランジ部分１８とチューブ状の部分２０との各々の部分にマークを付し得ることが望ましい。前記チューブ１６は、テスト並びに検査されていることを示すようにマークされることもできる。

変更例が、本発明の範囲から逸脱することなく、上述した実施形態にあわせて形成されることができることは当業者にとって明らかであろう。

本発明の装填用のスリーブが、反応器のチューブ中に挿入された状態の、化学反応器の上部を切断した分離断面図である。 図１の反応器の一部を示した上面図である。 図１の反応器のチューブの１つを示した拡大上面図である。 装填用のスリーブの異なる実施形態を切断した断面図である。 図１の装填用のスリーブを通って反応器のチューブ中に装填された触媒を示した概略図である。 図４の装填用のスリーブの側面図である。 図５の装填用のスリーブの側面図である。 装填用のスリーブのさらに異なる実施形態の側面図である。 図８の装填用のスリーブの上部を示した拡大図である。 図８の装填用のスリーブの上面図である。 装填用のスリーブのさらに異なる実施形態を使用した反応器の上面図である。 図１１と同じだが、異なる態様で配置された装填用のスリーブを使用した反応器の上面図である。

Claims (16)

1. 開口部を形成している上方のフランジ部分と、
   上端と底とを有し、この上端は、前記開口部が、中へと開成するように前記上方のフランジ部分に隣接しており、前記上方のフランジ部分から下方へと突出しているチューブ状のスリーブ部分と、
   このチューブ状のスリーブ部分の底から所定の高さにある、このチューブ状のスリーブ部分の少なくとも１つの目盛とを具備する、化学反応器のチューブを触媒で装填し、装填した後に、この反応器のチューブ中の触媒の高さをチェックするための装置。
2. 前記チューブ状のスリーブ部分の様々な高さに付された複数の目盛をさらに具備する、請求項１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
3. 所望の隙間のディメンションの範囲を示す幅広のバンドの目盛を、前記チューブ状のスリーブ部分にさらに具備する、請求項１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
4. 前記開口部のディメンションは、前記チューブ状のスリーブ部分のディメンションよりも小さい、請求項１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
5. 前記開口部は、下端よりも上端に小さなディメンションを有するようにテーパ付けされている、請求項１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
6. 反応器のチューブの開成した上部中に装填用のスリーブを挿入する工程と、次に、
   前記反応器のチューブ中の前記装填用のスリーブを通して触媒を挿入する工程と、次に、
   前記反応器のチューブから前記装填用のスリーブを取外す工程と、次に、
   前記装填用のスリーブが前記触媒に接触するまで、前記反応器のチューブ中に前記装填用のスリーブを再び挿入する工程と、そして、
   前記装填用のスリーブが再び挿入されたときに、前記触媒からの隙間が所望の範囲内にあるかどうかを確認するように、前記反応器のチューブから見ることのできる前記装填用のスリーブの目盛を読み取る工程とを具備する、化学反応器のチューブを触媒で装填するための方法。
7. 上側のチューブシートと、
   この上側のチューブシートから下方へと突出している、反応器の複数のチューブと、
   前記反応器の夫々のチューブ中へと挿入される複数の装填用のスリーブとを具備し、前記装填用のスリーブの各々は、上方のフランジ部分と、この上方のフランジ部分から垂下され、下方へと突出しているチューブ状のスリーブ部分とを有する化学反応器。
8. 前記上方のフランジ部分は、これの前記反応器の夫々のチューブ間で前記上側のチューブシートの部分を十分に覆うように重なっている請求項７の化学反応器。
9. 前記上方のフランジ部分は、この上方のフランジ部分の第１のグループが、前記上側のチューブシート上に静置され、前記上方のフランジ部分の第２のグループが、上方のフランジ部分の前記第１のグループ上に静置された状態の交互のグループに配列されている請求項８の化学反応器。
10. 前記チューブ状のスリーブ部分は、前記装填用のスリーブが、反応器の夫々のチューブから取外されて、反応器の夫々のチューブ中に再び挿入された後に、隙間を測定するのに使用されることができる目盛を、前記チューブ状のスリーブ部分の外面に有している請求項８の化学反応器。
11. 前記上方のフランジ部分と前記チューブ状のスリーブ部分とは、永久的に一緒に係合されている、請求項１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
12. 前記上方のフランジ部分と前記チューブ状のスリーブ部分とは、一体成形品として形成されている、請求項１１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
13. 前記上方のフランジ部分と前記チューブ状のスリーブ部分とは、接着剤によって永久的に一緒に係合されている、請求項１１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
14. 前記上方のフランジ部分と前記チューブ状のスリーブ部分とは、融着によって永久的に一緒に係合されている、請求項１１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
15. 前記上方のフランジ部分は、上面と外側エッジとを有しており、前記上面は、前記外側エッジの高位から、前記開口部に隣接する低位までテーパ付けされている、請求項１の化学反応器のチューブを装填するための装置。
16. 前記上方のフランジ部分は、上面と外側エッジとを有しており、前記上面は、前記外側エッジの高位から、前記開口部に隣接する低位までテーパ付けされている、請求項５の化学反応器のチューブを装填するための装置。

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