JP2007090215A - 触媒抜き出し方法及び触媒抜き出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】反応器の各反応管内に充填された触媒を抜き出す作業の作業環境を改善しつつ、その作業時間を短縮することのできる触媒抜き出し方法及び触媒抜き出し装置を提供する。
【解決手段】反応器２内の各反応管３、３内に充填された触媒５１等抜き出す際には、本触媒抜き出し装置１を使用することにより、触媒５１等を各反応管３、３の上端開口から吸引して各反応管３、３の外部に抜き出すことができるので、作業者が手作業で抜き出し作業を行う必要がなく、作業環境が改善される。さらには、本触媒抜き出し装置１によって抜き出し作業を行っているので、従来、作業者が手作業で行っていた時に比べて、その作業時間が大幅に短縮され、プラントの生産能力を向上させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば石油精製プラント等において使用される反応器内に複数備えられた反応管内の触媒を抜き出す触媒抜き出し方法及び触媒抜き出し装置に関するものである。

一般に、石油精製プラントや化学プラントでは、触媒が充填された複数の反応管を内部に配した反応器が使用され、原料流体を、反応器内の各反応管内に流入させることにより、化学反応を促進させている。
そこで、各反応管内に充填された触媒は、活性が劣化したり、機器の修繕又は検査のため等に各反応管から抜き出す必要がある。触媒を各反応管から抜き出す際には、図７に示すように、作業者が反応器２の下方に配置された触媒受け架台４０の上に乗り、抜出棒４１等を各反応管３、３の下端開口から挿入して、各反応管３、３の内部を攪拌しながら触媒５１を触媒受け架台４０の上に落下させている。そして、触媒受け架台４０上に散乱した触媒５１を図示しない吸引ホース等で吸引している。

しかしながら、上述した従来の触媒抜き出し方法であると、作業中、作業者に、各反応管の下端開口から抜き出した触媒が粉塵となって降り注ぐ状態が続き、手作業で直接触媒を抜き出す作業は、作業環境上好ましいものではない。また、作業者は、無理な姿勢を保ちながら抜出棒を回す作業を強いられ相当な労力が必要となる。さらに、図１に示すように、各反応管３、３内の上部には、触媒５１を圧迫するためのセラミックボール５０が積層される場合があり、上述した従来の触媒抜き出し方法を採用した場合には、各反応管３、３の下端開口から触媒５１を抜き出している途中に、触媒５１と共にセラミックボール５０も落下して不都合が生じる虞があり、安全性の面からも作業方法の改善が求められていた。
しかも、触媒を手作業で各反応管の下端開口から抜き出す作業は、その作業時間が相当長時間となり、プラントの生産能力を低下させてしまうという問題も生じていた。

そこで、作業者の作業環境を改善した触媒抜き出し方法として特許文献１に、反応器内の有機物を除去した後に、固体触媒の抜き出すことが記載されている。
特開２００１−１７０５９７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された固体触媒の廃棄方法においても、固体触媒の抜き取り作業は、最終的には作業者の手作業に委ねられているために、プラントの生産性の観点から生産能力の低下という問題が解決されていない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、反応器の各反応管内に充填された触媒を抜き出す作業の作業環境を改善しつつ、その作業時間を短縮することのできる触媒抜き出し方法及び触媒抜き出し装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、請求項１に記載した触媒抜き出し方法の発明は、反応器内の反応管内に充填された触媒を抜き出す触媒抜き出し方法であって、前記反応管の上端開口から吸引することにより、前記反応管内の触媒を抜き出すことを特徴とするものである。
従って、請求項１の発明では、反応管内に充填された触媒は、反応管の上端開口から吸引されて反応管から抜き出される。

請求項２に記載した触媒抜き出し装置の発明は、反応器内に複数備えられた各反応管内の触媒を抜き出す触媒抜き出し装置であって、該触媒抜き出し装置は、吸引装置と、該吸引装置に連通された屈曲自在な吸引ホースと、該吸引ホースの端部から複数分岐された屈曲自在な各分岐吸引ホースと、これら各分岐吸引ホースに連通され、前記各反応管の上端開口から触媒を抜き出す各抜出手段とから構成されることを特徴とするものである。
従って、請求項２の発明では、各反応管内に充填された触媒は、吸引装置を駆動させることにより、各抜出手段によって各反応管の上端開口から吸引されて、各分岐吸引ホース及び吸引ホースを経由して反応器の外部に抜き出される。

請求項３に記載した触媒抜き出し装置の発明は、請求項２に記載した発明において、前記抜出手段は、一端が前記分岐吸引ホースに接続されると共に、他端が前記反応管の上端開口から挿入される吸引管であることを特徴とするものである。
従って、請求項３の発明では、各反応管内に充填された触媒は、各反応管内に挿入された各吸引管を介して各分岐吸引ホースへ吸引される。

請求項４に記載した触媒抜き出し装置の発明は、請求項３に記載した発明において、前記吸引管の周壁に、補助吸引口が複数形成されることを特徴とするものである。
従って、請求項４の発明では、吸引管の下端開口が触媒により閉塞された場合でも、各補助吸引口により吸引管内、分岐吸引ホース内及び吸引ホース内の吸引力が確保され、触媒による２次的な閉塞が防止される。

請求項５に記載した触媒抜き出し装置の発明は、請求項２に記載した発明において、前記抜出手段は、一端が前記分岐吸引ホースに接続されると共に、他端が前記反応管の上端開口に嵌合される筒体と、該筒体を介して前記反応管内に挿入され、該反応管内にエアを噴出させるエア噴出管とから構成されることを特徴とするものである。
従って、請求項５の発明では、筒体を介して反応管内に挿入されたエア噴出管の先端で反応管内の触媒を突きながら、エアを噴出することにより攪拌して、該触媒を筒体を介して各分岐吸引ホースに吸引する。

請求項６に記載した触媒抜き出し装置の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載した発明において、前記吸引ホースと前記各分岐吸引ホースとは、一端に前記吸引ホースと接続される口部と、他端に複数の分岐吸引ホースのそれぞれと接続される複数の口部とを有する分岐接続管にて接続されることを特徴とするものである。
従って、請求項６の発明では、１本の吸引ホースを容易に複数の分岐吸引ホースに分岐させることができる。

本発明の請求項１に記載した触媒抜き出し方法の発明によれば、従来のように、作業者が無理な姿勢を保ちながら抜出棒等で反応管内を攪拌する等の手作業による触媒抜き出し作業を廃止でき、反応管内の触媒は、吸引装置により反応管の上端開口から吸引することにより反応管から抜き出すため、作業者の作業環境が改善されると共に、手作業による触媒抜き出し作業に比べ、その作業時間を大幅に短縮することが可能となった。

請求項２に記載した触媒抜き出し装置の発明によれば、特に、吸引装置に連通され、触媒を各反応管の上端開口から抜き出す抜出手段を備えているので、触媒を各反応管の上端開口から容易に抜き出すことが可能となった。これにより、作業者は、無理な姿勢を保ちながら各反応管の下端開口から抜出棒等を回して触媒を抜き出す作業を廃止でき、作業環境が改善されると共に、各反応管の触媒は吸引装置により吸引されることにより、各反応管から抜き出されるので、その作業時間も大幅に短縮することができる。しかも、吸引装置に連通された１本の吸引ホースから複数の分岐吸引ホースに分岐させているので、複数の反応管内の触媒を同時に抜き出すことができ、さらなる作業時間の短縮が可能となった。

請求項３に記載した触媒抜き出し装置の発明によれば、反応管内の奥深くまで吸引管を挿入することができるので、触媒の抜き出しもれを防止できる。

請求項４に記載した触媒抜き出し装置の発明によれば、吸引管の下端開口が触媒により閉塞された場合でも、吸引管内、分岐吸引ホース内及び吸引ホース内の吸引力を確保でき、触媒による２次的な閉塞を防ぐことができ有効である。

請求項５に記載した触媒抜き出し装置の発明によれば、筒体を介して反応管内に挿入したエア噴出管の先端で反応管内の触媒を突きながらエア噴出管の先端から噴出されるエアにより攪拌して、触媒を筒体から吸引するので、吸引効率が向上されると共に、作業時間がさらに短縮され、より効果的である。

請求項６に記載した触媒抜き出し装置の発明によれば、１本の吸引ホースを複数の分岐吸引ホースに分岐させる構成が、簡易な構成で実現でき実用的である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１〜図６に基いて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置１は、反応器２内に複数備えられた各反応管３、３内の触媒５１を抜き出すための装置であって、図１に示すように、吸引車（吸引装置）４と、吸引車４に連通された屈曲自在の吸引ホース５と、この吸引ホース５の端部から複数分岐された屈曲自在な各分岐吸引ホース６、６と、これら各分岐吸引ホース６、６と連通され、各反応管３、３の上端開口から触媒を抜き出す各抜出手段７、７とから構成されている。

また、図１に示すように、吸引車４に連通された１本の吸引ホース５と、複数の分岐吸引ホース６とは分岐接続管１０で接続されており、この分岐接続管１０は、図５に示すように、略円筒状に形成され、一端に吸引ホース５と接続される口部１１と、他端に複数の分岐吸引ホース６、６と接続される複数（本実施の形態では４個）の口部１２、１２とを有している。
なお、この実施の形態では、吸引ホース５の途中に中間捕集機（サイクロンホッパー）１３が介在されているが、吸引ホース５を直接吸引車４に接続される構成でもよい。

抜出手段７は、以下に説明する第１の実施形態、又は第２の実施形態で構成されるようになる。
まず、第１の実施形態に係る抜出手段７を、図２に基いて説明する。
第１の実施形態に係る抜出手段７は、一端が分岐吸引ホース６に接続されると共に、他端が反応管３内に挿入される吸引管８で構成されている。
吸引管８は、図２に示すように、反応管３内に挿入され、略鉛直方向に延びる鉛直管部８ａと、この鉛直管部８ａの上端から鉛直方向に対して斜め上方に延びる斜管部８ｂとからなる略く字状に形成されている。この鉛直管部８ａの外径は、反応管３内に挿入できるように、反応管３の内径より若干細い径で形成される。また、鉛直管部８ａの長さは、特に限定されないが、反応管３の奥深くまで挿入できる程度の長さに設定されることが望ましい。また、鉛直管部８ａの先端には、鋭利な部位が設けられるように斜めにカットされた斜面部８ｃが形成されると共に、この鉛直管部８ａの周壁には、複数の補助吸引口１５、１５が形成されている。
そして、各反応管３、３内の触媒５１を抜き出す作業時には、各吸引管８、８は、その斜管部８ｂ、８ｂの上端が各分岐吸引ホース６、６に接続されると共に、その鉛直管部８ａ、８ａが各反応管３、３内に挿入されるようにして配置される。

次に、第２の実施形態に係る抜出手段７を、図３及び図４に基いて説明する。
第２の実施形態に係る抜出手段７は、図３に示すように、一端が分岐吸引ホース６に接続されると共に、他端が反応管３の上端開口に嵌合されるエルボ管（筒体）１６と、該エルボ管１６を介して反応管３内に挿入されて、該反応管３内にエアを噴出させるエア噴出管１７とから構成されている。
エルボ管１６は、反応管３の上端開口に嵌合され、略鉛直方向に延びる鉛直嵌合管部１６ａと、この鉛直嵌合管部１６ａの上端から連続して略水平方向に延び、分岐吸引ホース６に接続される水平管部１６ｂとからなる略Ｌ字状に形成されている。また、エルボ管１６の鉛直嵌合管部１６ａと水平管部１６ｂとの境目付近の壁部には、エア噴出管１７が挿入される挿通孔１８が形成されている。

エア噴出管１７は、反応管３の内径に比べ相当細い径で形成されている。このエア噴出管１７の先端は、図４に示すように、鋭利な部位が設けられるように斜めにカットされた斜面部１９が形成されている。このエア噴出管１７は、図４（ａ）に示すように、プラスチック製の管２０で形成されて構成されるのもの、あるいは、図４（ｂ）に示すように、プラスチック製の管２０に、先端に斜面部１９が形成された金属製のノズル２１が接続されて構成されるのものがある。そこで、プラスチック製の管２０は、その外周面にピアノ線（図示略）が張られ、ピアノ線を覆うように皮脂チューブ（図示略）が固定されて、管２０の強度及び剛性を高めるように構成されている。
そして、各反応管３、３内の触媒５１を抜き出す作業時には、各エルボ管１６、１６は、その水平管部１６ｂ、１６ｂが各分岐吸引ホース６、６に接続されると共に、その鉛直嵌合管部１６ａ、１６ａが各反応管３、３の上端開口に嵌合されて配置される。さらに、エア噴出管１７が、エルボ管１６の鉛直嵌合管部１６ａと水平管部１６ｂとの境目付近の壁部に設けた挿通孔１８から鉛直嵌合管部１６ａと略平行に挿通されて、反応管３内に挿入される。
なお、このエア噴出管１７には、図示は省略しているが、エアを圧送するエアコンプレッサ等が接続されている。

また、吸引ホース５は、図６に示すように、口径の異なった吸引ホース５ａと５ｂとを接続して構成する場合があるが、この場合には、接続管２３により吸引ホース５ａと５ｂとを接続している。この接続管２３は、大径の吸引ホース５ａの外周面を覆うように固定される大径管部２３ａと、小径の吸引ホース５ｂの外周面を覆うように固定される小径管部２３ｂとからなる。
この接続管２３を採用すれば、大径管部２３ａ及び小径管部２３ｂによって、大径の吸引ホース５ａの端部外周面及び小径の吸引ホース５ｂの端部外周面を覆うように接続されるために、吸引ホース５ａ及び５ｂの内部を流動する触媒５１やセラミックボール５０等他の充填物が、接続管２３の内周面に直接接触することがなく、接続管２３の内周面の摩耗を防止することができる。

次に、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置１を使用した触媒抜き出し方法を説明する。まず、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置１において、抜出手段７が、図２に示す第１の実施形態が採用された場合の触媒抜き出し方法を説明する。なお、反応管３内の上部にはセラミックボール５０が積層されている。
まず、各分岐吸引ホース６、６に各吸引管８、８の斜管部８ｂ、８ｂが接続されると共に、各吸引管８、８の鉛直管部８ａ、８ａの先端が、各反応管３、３の上端開口の上部に挿入される。そして、吸引車４が駆動されて、各反応管３、３内の上部に積層されたセラミックボール５０を、各吸引管８、８の鉛直管部８ａ、８ａの先端から、各分岐吸引ホース６、６及び吸引ホース５を介して中間捕集機１３まで吸引して抜き出す。

次に、各吸引管８、８の鉛直管部８ａ、８ａをさらに下方に移動して、各反応管３、３内のセラミックボール５０の下方に積層されていた触媒５１を、各吸引管８、８の鉛直管部８ａ、８ａの先端から、各分岐吸引ホース６、６及び吸引ホース５を介して中間捕集機１３まで吸引して抜き出す。
この作業時、セラミックボール５０を中間捕集機１３の捕集缶１３ａ（図１参照）に抜き出した後、新しい捕集缶１３ａに取り換えて、触媒５１を新しい捕集缶１３ａに抜き出すようにすれば、各反応管３、３からセラミックボール５０と触媒５１とを分別して抜き出すことが可能となる。
また、吸引管８で触媒５１等を抜き出している最中に、吸引管８の鉛直管部８ａの下端開口が、触媒５１等によって閉塞されても、鉛直管部８ａの周壁に複数の補助吸引口１５、１５が形成されているため、吸引管８、分岐吸引ホース６及び吸引ホース５内の吸引力が確保されて、吸引管８内、分岐吸引ホース６内及び吸引ホース５内において触媒５１等による２次的な閉塞が防止されるようになっている。

次に、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置１において、抜出手段７が図３に示す第２の実施形態が採用された場合の触媒抜き出し方法を説明する。
まず、各分岐吸引ホース６、６に各エルボ管１６、１６の水平管部１６ｂ、１６ｂが接続されると共に、各エルボ管１６、１６の鉛直嵌合管部１６ａ、１６ａが、各反応管３、３の上端開口に嵌合される。また、各エア噴出管１７、１７が、各エルボ管１６、１６に設けられた挿通孔１８、１８から鉛直嵌合管部１６ａ、１６ａ内に、各鉛直嵌合管部１６ａ、１６ａに略平行となるように各反応管３、３内に挿入されて、吸引車４及びエアコンプレッサーが駆動される。
そして、各エア噴出管１７、１７の先端で各反応管３、３内のセラミックボール５０又は触媒５１を突きながら、各エア噴出管１７、１７の先端から噴出される高圧のエアによりセラミックボール５０又は触媒５１を攪拌して、各エルボ管１６、１６から各分岐吸引ホース６、６及び吸引ホース５を介して中間捕集機１３まで吸引して抜き出す。
ここで、セラミックボール５０が反応管３内の上部に積層されている場合には、当然ながら、上述した触媒抜き出し方法（抜出手段７が第１の実施形態）と同様に、セラミックボール５０を抜き出した後に触媒５１を抜き出すようになる。

なお、各反応管３、３内のセラミックボール５０及び触媒５１を抜き出す際に、図２及び図３に示す第１及び第２の実施形態に係る抜出手段７を併用して使用してもよい。すなわち、反応管３内の上部に積層されているセラミックボール５０を抜き出す際には、図２に示す第１の実施形態に係る抜出手段７を採用して抜き出し、触媒５１を抜き出す際には、図３に示す第２の実施形態に係る抜出手段７を採用して抜き出すようにしてもよい。
このように、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し方法では、本触媒抜き出し装置１を使用して、触媒５１及びセラミックボール５０等他の充填物を、各反応管３、３の上端開口から吸引することにより、各反応管３、３から抜き出すようにしている。

以上、本発明の実施の形態によれば、反応器２内に複数備えられた各反応管３、３内の触媒５１及びセラミックボール５０等他の充填物を抜き出す際には、本触媒抜き出し装置１を使用することにより、触媒５１及びセラミックボール５０等を各反応管３、３の上端開口から吸引して各反応管３、３から抜き出すことができるので、作業者が手作業で抜き出し作業を行う必要がなく、作業環境が改善される。しかも、本触媒抜き出し装置１によって抜き出し作業を行っているので、従来、作業者が手作業で行っていた時に比べて、作業時間が大幅に短縮され、ひいては、プラントの生産能力を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置の構成である抜出手段の第１の実施形態を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る触媒抜き出し装置の構成である抜出手段の第２の実施形態を示す図である。 図４は、第２の実施形態に係る抜出手段の構成部材であるエア噴出管の実施形態を２例示した図である。 図５は、１本の吸引ホースと複数の分岐吸引ホースとを接続する分岐接続管を示す斜視図である。 図６は、口径の異なる各吸引ホースが接続管により接続された状態を示す断面図である。 図７は、従来の触媒抜き出し作業の様子を示した図である。

符号の説明

１ 触媒抜き出し装置，２ 反応器，３ 反応管，４ 吸引車（吸引装置），５ 吸引ホース，６ 分岐吸引ホース，７ 抜出手段，８ 吸引管，１０ 分岐接続管，１１、１２ 口部，１５ 補助吸引口，１６ エルボ管（筒体），１７ エア噴出管，５１ 触媒

Claims (6)

1. 反応器内の反応管内に充填された触媒を抜き出す触媒抜き出し方法であって、
   前記反応管の上端開口から吸引することにより、前記反応管内の触媒を抜き出すことを特徴とする触媒抜き出し方法。
2. 反応器内に複数備えられた各反応管内の触媒を抜き出す触媒抜き出し装置であって、
   該触媒抜き出し装置は、吸引装置と、該吸引装置に連通された屈曲自在な吸引ホースと、該吸引ホースの端部から複数分岐された屈曲自在な各分岐吸引ホースと、これら各分岐吸引ホースに連通され、前記各反応管の上端開口から触媒を抜き出す各抜出手段とから構成されることを特徴とする触媒抜き出し装置。
3. 前記抜出手段は、一端が前記分岐吸引ホースに接続されると共に、他端が前記反応管の上端開口から挿入される吸引管であることを特徴とする請求項２に記載の触媒抜き出し装置。
4. 前記吸引管の周壁に、補助吸引口が複数形成されることを特徴とする請求項３に記載の触媒抜き出し装置。
5. 前記抜出手段は、一端が前記分岐吸引ホースに接続されると共に、他端が前記反応管の上端開口に嵌合される筒体と、該筒体を介して前記反応管内に挿入され、該反応管内にエアを噴出させるエア噴出管とから構成されることを特徴とする請求項２に記載の触媒抜き出し装置。
6. 前記吸引ホースと前記各分岐吸引ホースとは、一端に前記吸引ホースと接続される口部と、他端に複数の分岐吸引ホースのそれぞれと接続される複数の口部とを有する分岐接続管にて接続されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の触媒抜き出し装置。
   

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