JP2009516850A - 管状固定層触媒反応器における温度測定手段及びその方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、固定層触媒反応管内に触媒を充填する際に、反応管内の軸方向温度測定を行うための温度センサー保護管を反応管内の指定された位置に固定されるように誘導する構造物に関する。
また、本発明は、前記温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管内に取り付けるステップ及び前記反応管内に触媒を充填しながら温度センサー保護管を固定するステップを含む温度センサー保護管の取付方法に関する。

Description

本発明は、温度センサー保護管取付誘導構造物及びこの構造物を用いた温度センサー保護管の取付方法に関する。

一般に、反応管における接触気相酸化反応は、通常、高発熱反応であるため、触媒層の正確な温度をモニタリングして反応温度を制御することが非常に重要である。このような製造工程の代表的な例としては、プロピレン又はプロパンを酸化してアクロレイン又はアクリル酸を製造する工程、ナフタレン又はオルトキシレンを酸化して無水フタル酸を製造する工程、ベンゼン、ブチレン又はブタジエンを部分酸化して無水マレイン酸を製造する工程が挙げられる。

前記製造工程では、温度を反応管の軸方向で測定しており、これを軸方向温度プロファイルと称する。この温度プロファイルは、触媒層の構成と活性、反応温度、反応圧力、反応混合物の流量速度などによってホットスポットの位置とその位置における温度の大きさが変化しているため、触媒層内の温度を正確に測定することが非常に重要である。

このように測定した温度に基づいて、触媒層内のホットスポットにおける過度な温度上昇またはホットスポット付近における熱蓄積が発生しないようにする必要がある。これは、ホットスポットにおける過度な温度上昇又は熱蓄積が起こる付近では、高い反応温度によって製品の選択度が劣化するためである。

このため、固定層触媒反応管においてホットスポットの温度をモニタリングして触媒層全体の温度プロファイルを得るため、反応管内に触媒を充填する際、温度センサー保護管を取り付け、温度センサー保護管内に熱電対などを入れて温度を測定している。

従来は、温度センサー保護管を触媒層の指定された位置（例えば、半径方向中央部）に位置させるため、温度センサー保護管に複数の針金などの固定式支持体を軸方向に一定の間隔を空けて設けていた。

このような固定式支持体が設けられた温度センサー保護管を反応管内に組み込んで触媒を充填する場合は、前記支持体が触媒の充填経路を妨害し、不均一な充填となってしまい、その結果、触媒層の密度が一様でなくなり、支持体の材質による部分的な熱伝達係数が変化するため、正確な温度測定ができなくなるなどのさまざまな問題点がある。

特に、触媒層における空隙率が局所的に増加すると、多くの反応物が空隙率の高い部分に進行するチャネリング現象が発生することがあり、さらに、熱交換式多管型反応器の場合は、数万個の接触管中の一部のみに多大な負荷が集中してしまうため、均一な充填層を維持することが非常に重要である。

また、触媒の寿命が尽きたか、触媒焼損などの問題のため触媒を取り替える場合、温度センサー保護管に設けられた支持体によって接触管内の触媒が容易に除去できないという短所もある。

このような問題を避けるため、何等の支持体も設けていない温度センサー保護管を使用する場合は、不均一な充填及び触媒層の密度偏りなどを低減することはできるが、温度センサー保護管が触媒層内の半径方向において一定の配置にならずに屈曲して反応管の壁に付着したり一方向に偏向したりしてしまい、希望の位置で温度を測定することが困難である。

本発明は、固定層触媒反応管内に触媒を充填する際、温度センサー保護管を反応器内の指定された位置に固定し、均一な密度で触媒層を充填し、充填された触媒層の軸方向温度プロファイルを効率的に測定し、触媒充填層の高さを同時に測定することができる温度センサー保護管取付誘導構造物を提供しようとするものである。

また、本発明は、前記温度センサー保護管取付誘導構造物を支える保持構造物を提供しようとするものである。

さらに、本発明は、温度センサー保護管取付誘導構造物を使用して触媒を充填しながら温度センサー保護管を取り付ける方法を提供しようとするものである。

本発明は、（ａ）温度センサー保護管の位置を固定するための誘導管、（ｂ）前記誘導管に水平（横）方向に２つ以上連結されて誘導管を支持する誘導管の脚、及び（ｃ）前記誘導管の脚に垂直（縦）方向に連結されて誘導管の脚を支持する支持ロッドを備える温度センサー保護管取付誘導構造物を提供する。

また、本発明は、（ａ）温度センサー保護管の位置を固定するための誘導管、（ｂ）前記誘導管に水平（横）方向に２つ以上連結されて誘導管を支持する誘導管の脚、及び（ｃ）前記誘導管の脚に水平（横）方向に連結されて誘導管の脚を支持するリング、及び（ｄ）前記誘導管の脚又はリングに垂直（縦）方向に連結されて誘導管の脚又はリングを支持する２つ以上の支持ロッドを備える温度センサー保護管取付誘導構造物を提供する。

さらに、本発明は、（ａ）前述の本発明による温度センサー保護管取付誘導構造物の誘導管の脚又は支持ロッドの下部に密着して前記温度センサー保護管取付誘導構造物を支える保持リング、及び（ｂ）前記保持リングに垂直（縦）方向に連結されて保持リングを支持する３つ以上の保持足を備える保持構造物を提供する。

また、本発明は、軸方向の温度測定を行うための温度センサー保護管を固定層触媒反応管内の指定された位置に固定するための温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管内に取り付ける第１のステップ、及び前記反応管内に触媒を充填しながら温度センサー保護管を固定する第２のステップを含む温度センサー保護管の取付方法を提供する。

さらに、本発明は、前記温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管内に取り付ける第１のステップ、及び前記反応管内に触媒を充填しながら充填層の高さに応じて温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管の軸方向に移動して充填層の高さを測定する第２のステップを含む充填層の高さ測定方法を提供する。

次に、図面を参照して本発明の詳細を説明する。

本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物は、固定層触媒が充填される反応管内において軸方向の触媒層温度測定を行うための温度センサー保護管が反応管内の指定された位置に固定されるように誘導する構造物である。

本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物は、固定層触媒反応管の軸方向に移動させることができる。軸方向への移動は、反応管が空の場合だけでなく、触媒の充填中又は触媒の充填完了の状態でも移動が可能である。

本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物は、触媒の充填時に使用可能であるため、前記誘導構造物の移動を見ることで、触媒層の高さ変化による充填の高さの変化をも直ぐに判断することができる。

図１は、温度センサー保護管の位置を固定するための誘導管１、前記誘導管１に水平（横）方向に２つ以上が連結されて誘導管を支持する誘導管の脚２、及び前記誘導管の脚に垂直（縦）方向に連結されて誘導管の脚を支持する支持ロッド３を備える本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示したものである。

温度センサー保護管取付誘導構造物を固定層触媒反応管内に取り付ける場合、温度センサー保護管を前記誘導構造物の誘導管１を通過するようにすることで温度センサー保護管の位置を固定させることができる。

温度センサー保護管取付誘導構造物の移動は、支持ロッド３上端の孔を用いて針金、ワイヤなどを設けることで、反応管の外部から前記誘導構造物を軸方向に移動させることができる。

本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物は、誘導管１を２つ以上設けることができる。誘導管が２つ以上であれば、温度センサー保護管の位置をより安全に固定することができる。

前記誘導管２が２つ以上の場合、温度センサー保護管が固定層触媒反応管内で偏ることなく反応管と同一軸方向に固定するためには、それぞれの誘導管は、上下に位置し、固定層触媒反応管の中心から半径方向に同じ位置に位置することが好適である。

図２は、図１の誘導管１及び誘導管の脚２の断面を示したものである。本発明の誘導構造物と温度センサー保護管との間の円滑な移動のため、誘導管の内径１１は、温度センサー保護管の外径の１．０１〜２倍であることが好ましい。誘導管の外径１２は、特別な制限はないが、触媒の円滑な充填のため、あまり大きくないものが良い。また、誘導管の高さ１３は、温度センサー保護管の位置を固定するために温度センサー保護管の外径の０．１〜３００倍とすることができる。なお、本発明において、誘導管１は、管状のものだけでなく、リング状のものを全て含む。

誘導管の脚２の長さ及び厚さは、特別な制限はなく、任意調節が可能であるが、同一平面上の誘導管及び誘導管の脚が反応管の内径に当てはまるように誘導管の脚の長さを調節することが好ましい。

また、支持ロッド３の厚さについても、特別な制限はないが、触媒の充填を考慮して、あまり厚くないものが好ましい。

図３は、温度センサー保護管の位置を固定するための２つの誘導管１、前記それぞれの誘導管に水平（横）方向に３つずつ連結して誘導管を支持する誘導管の脚２、及び前記同一軸上の上下に位置した誘導管の脚に垂直（縦）方向に連結されて誘導管の脚を支持する３つの支持ロッド３から構成される本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示したものである。

温度センサー保護管取付誘導構造物内に誘導管１が２つ以上設けられている場合、誘導管の脚２と支持ロッド３とは連結関係にあるため、誘導管の脚２は、それぞれの誘導管において同じ個数で連結されることが好ましく、支持ロッド３の総数は、１つの誘導管に連結された誘導管の脚２と同数であることが好ましく、それぞれの支持ロッド３は、最上部から最下部に位置する同一軸上の誘導管の脚２に連結されることができる。

また、温度センサー保護管取付誘導構造物内に誘導管１が２つ以上設けられている場合、図３のように、それぞれの支持ロッド３は、最上部に位置する誘導管の脚に連結された地点から上端までの支持ロッドの耳部３１、最上部に位置する誘導管の脚に連結された地点から最下部に位置する誘導管の脚に連結された地点までの支持ロッドの胴体３２及び最下部に位置する誘導管の脚に連結された地点から下端までの支持ロッドの足３３で構成することができる。

前記支持ロッドの胴体３２の長さは、特別な制限はないが、温度センサー保護管の位置をより効率良く固定させると共に温度センサー保護管取付誘導構造物そのものの構造的な安定を図るため、固定層触媒反応管の内径の１〜３０倍であることが好ましい。

また、前記支持ロッドの耳部３１の長さは、支持ロッドの胴体３２の長さの０．１〜５０％とすることができる。支持ロッドの耳部３１には穿孔を施すことができ、その孔を用いて針金やワイヤなどを設けることで反応管の外部から本発明の誘導構造物を軸方向に容易に移動させることができる。

また、支持ロッドの足３３の長さは、支持ロッドの胴体３２の長さの０．１〜５０％とすることができる。支持ロッドの足３３が設けられていれば、温度センサー保護管取付誘導構造物が触媒層内に入った場合、容易に取り外すことができる。

図４は、温度センサー保護管の位置を固定するための誘導管１、前記誘導管に水平（横）方向に２つ以上連結されて誘導管を支持する誘導管の脚２、前記誘導管の脚に水平（横）方向に連結されて誘導管の脚を支持するリング４及び前記誘導管の脚又はリングに垂直（縦）方向に連結されて誘導管の脚又はリングを支持する２つ以上の支持ロッド３を備える本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示したものである。

温度センサー保護管取付誘導構造物の移動は、支持ロッド３上端の孔を用いて針金、ワイヤなどを設けることで反応管の外部から前記誘導構造物を軸方向に移動できるようになる。

本発明のリング４を含む温度センサー保護管取付誘導構造物においては、誘導管１を２つ以上設けることができる。誘導管が２つ以上ある場合は、温度センサー保護管の位置をより安全に固定させることができる。

前記誘導管１が２つ以上設けられている場合、温度センサー保護管が固定層触媒反応管内において偏ることなく反応管と同一軸方向に固定するためには、それぞれの誘導管は、上下に位置し、また、固定層触媒反応管の中心から半径方向に同じ位置に位置することが好ましい。

図５は、図４の誘導管１、誘導管の脚２及びリング４の断面を示したものである。本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物と温度センサー保護管との間の円滑な移動を行うため、誘導管の内径１１は、温度センサー保護管の外径の１．０１〜２倍であることが好ましい。誘導管の外径１２は、特別な制限はないが、触媒の円滑な充填を図るため、あまり大きくないものが好ましい。また、誘導管の高さ１３は、温度センサー保護管の位置を固定させるため、温度センサー保護管の外径の０．１〜３００倍とすることができる。なお、本発明において、誘導管１は、管状のものだけでなく、リング状のものを全て含む部材を意味している。

誘導管の脚２の長さ及び厚さは、特別な制限はなく、任意調節が可能であるが、同一平面上の誘導管及び誘導管の脚が反応管の内径に当てはまるように誘導管の脚の長さを調節することが好ましい。

リング４の直径及び厚さは、特別な制限はないが、リング４の最大直径は、本発明の誘導構造物が反応管内に収まる必要があるため、反応管の内径より小さくしなければならない。

リング４の形状は、特別な制限はない。非制限的な例としては、円形、楕円形またはｎ角形（ｎは、３〜１２）などが挙げられる。また、リングの外部である外殻部分４１の形状は、リングと反応管の内壁との接触面積が少ない、例えば、円形、楕円形又はｎ角形（ｎは、３〜１２）などが好ましい。

また、支持ロッド３の厚さについては、特別な制限はないが、触媒の充填を考慮して、あまり厚くないものが好ましい。

図６は、リングを含む温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示したものであって、温度センサー保護管の位置を固定するための２つの誘導管１、前記それぞれの誘導管に水平（横）方向に２つずつ連結されて誘導管を支持する誘導管の脚２、前記誘導管の脚に水平（横）方向に連結されて誘導管の脚を支持する２つのリング４及び前記上下に位置した同一軸上の誘導管の脚又はリングに垂直（縦）方向に連結されて誘導管の脚又はリングを支持する３つの支持ロッド３で構成されている。

温度センサー保護管取付誘導構造物内に誘導管１が２つ以上設けられている場合、支持ロッド３がリング４と互いに連結されることができるため、誘導管の脚２は、それぞれの誘導管において同数である必要はなく、また、支持ロッド３の総数は、１つの誘導管に連結された誘導管の脚２と同数である必要はない。

誘導管１が２つ以上設けられている場合、リング４は、全体誘導管の個数と同一である必要はない。しかし、リング４が２つ以上である場合、反応管内において触媒層の充填時に円滑な充填を図るため、リングのサイズは、大きくないものが良いため、最上部に位置するリングの外径:最下部に位置するリングの外径は、０．８〜１．２５、即ち、４／５〜５／４であることが好ましい。

誘導管１が２つ以上設けられている場合、それぞれの支持ロッド３は、最上部から最下部に位置する同一軸上の誘導管の脚２又はリング４に連結されることができる。

また、温度センサー保護管取付誘導構造物内に誘導管１が２つ以上設けられている場合、図６に示したように、それぞれの支持ロッド３は、最上部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点から上端までの支持ロッドの耳部３１、最上部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点から最下部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点までの支持ロッドの胴体３２及び最下部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点から下端までの支持ロッドの足３３で構成されることができる。

前記支持ロッドの胴体３２の長さは、特別な制限はないが、温度センサー保護管の位置をより効率良く固定させると共に、温度センサー保護管取付誘導構造物そのものの構造的な安定性を図るため、固定層触媒反応管の内径の１〜３０倍であることが好ましい。

また、前記支持ロッドの耳部３１の長さは、支持ロッドの胴体３２の長さの０．１〜５０％とすることができる。支持ロッドの耳部３１には穿孔を施すことができ、この孔を用いて針金、ワイヤなどを設けることで反応管の外部から本発明の誘導構造物を軸方向に容易に移動させることができる。

また、支持ロッドの足３３の長さは、支持ロッドの胴体３２の長さの０．１〜５０％とすることができる。支持ロッドの足３３が設けられていれば、温度センサー保護管取付誘導構造物が触媒層内に進入した場合、容易に取り外すことができる。

また、互いに異なる平面上の誘導管の脚（例えば、上部誘導管の脚と下部誘導管の脚と）がなす角の大きさは、制限はなく、０〜１８０となり得る。

本発明の前記温度センサー保護管取付誘導構造物において、誘導管１及び誘導管の脚２は、強度を良くするため、それぞれ独立してニッケル、銅、アルミニウム、チタニウム、クロム、炭素、鉄、コバルト、モリブデン、金、銀、バナジウム、ステンレス鋼及びこれらの合金からなる群から選ばれた１種以上で構成されることができる。支持ロッド３及びリング４は、反応管との接触部分があるため、反応管の内壁間の機械的な摩擦を低減することのできる材質を使用するのが好ましく、例えば、テフロン（登録商標）又はエンプラなどが挙げられる。なお、硬度を大きくするためには炭素、高温硬度及び耐食性を高めるためにはクロム、強靭性と耐食性を高めるためにはニッケルなどの元素含量が相対的に高いものを使用することもできる。

本発明の保持構造物は、（ａ）前述の本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の誘導管の脚又は支持ロッドの下部に密着して前記温度センサー保護管取付誘導構造物を支える保持リング、及び（ｂ）前記保持リングに垂直方向に連結されて保持リングを支持する３つ以上の保持足を備えてなる。

図７は、温度センサー保護管取付誘導構造物を支える本発明に係る保持構造物の一例を示したものである。

前記保持構造物において、保持リング５の厚さは、特別な制限はない。保持リング５の最大直径は、反応管の内径よりは小さく、温度センサー保護管の外径よりは大きくする必要があり、好ましくは、本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の水平方向最大直径より小さいか等しくする必要がある。また、反応管内において両方向への移動が可能な大きさと製作するが、構造物を下部で支えながら持ち上げることができる程度のサイズを有する必要がある。

保持リング５の形状は、特別な制限はない。非制限的な例として、円形、楕円形又はｎ角形（ｎは、３〜１２）などがある。また、リングの外部である外殻部分の形状は、リングと反応管内壁との接触面積が小さい形状である、円形、楕円形又はｎ角形（ｎは、３〜１２）などが好ましい。

また、保持足６は、保持リングを支持すると共に保持リングの水平をとる役割を果たす。保持足６の長さ及び厚さについても、特別な制限はないが、保持足の厚さは、触媒充填を考慮して、あまり厚くないものが好ましい。

前記温度センサー保護管取付誘導構造物または前記温度センサー保護管取付誘導構造物と保持構造物は、商業用の多管式反応器に触媒を充填する場合だけでなく、試験又は実験規模の反応管にも全て適用可能である。このような商業的な多管式反応器が使用される工程の代表的な一例としては、プロピレン又はプロパンを酸化してアクロレイン又はアクリル酸を製造する工程、ナフタレン又はオルトキシレンを酸化して無水フタル酸を製造する工程、ベンゼン、ブチレン又はブタジエンを部分酸化して無水マレイン酸を製造する工程が挙げられる。

さらに、本発明に係る温度センサー保護管の取付方法は、軸方向温度を測定するための温度センサー保護管を固定層触媒反応管内の指定された位置に固定されるようにする温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管内に取り付ける第１のステップ、及び前記反応管内に触媒を充填しながら温度センサー保護管を固定する第２のステップを含んでなる。

前記温度センサー保護管の取付方法において、前記温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管内に取り付ける第１のステップは、（ａ）本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の誘導管の脚又は支持ロッドの下部に密着して前記温度センサー保護管取付誘導構造物を支える保持リング、及び（ｂ）前記保持リングに垂直方向に連結されて保持リングを支持する３つ以上の保持足を備える保持構造物を追加的に設けることで、前記温度センサー保護管取付誘導構造物と共に反応管内に取り付けることができる。

前記保持構造物の保持リングは、最大直径が反応管の内径よりは小さく、温度センサー保護管の外径よりは大きくなる必要があり、好ましくは、本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の水平方向最大直径より小さいか等しくする必要がある。

本発明に係る温度センサー保護管の取付方法において、前記温度センサー保護管取付誘導構造物は、誘導管１、誘導管の脚２及び支持ロッド３からなる本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物、又は、誘導管１、誘導管の脚２、リング４及び支持ロッド３からなる本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物を使用することができる。

また、前記温度センサー保護管の取付方法において、前記触媒を充填しながら温度センサー保護管を固定する第２のステップを行った後、追加的に、温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管から取り除く第３のステップをさらに含むこともできる。温度センサー保護管取付誘導構造物と保持構造物とが反応管内に共に設けられている場合は、前記触媒を充填しながら温度センサー保護管を固定する第２のステップを行った後、追加的に、温度センサー保護管取付誘導構造物及び保持構造物を反応管から取り外す第３のステップをさらに含むこともできる。

前記第２のステップでは、触媒を充填しながら、充填される触媒層の高さに応じて温度センサー保護管取付誘導構造物、又は、温度センサー保護管取付誘導構造物と保持構造物を反応管の軸方向に移動して温度センサー保護管を固定及び充填される触媒層の高さを測定することができる。触媒の充填中、前記温度センサー保護管取付誘導構造物、又は、温度センサー保護管取付誘導構造物と保持構造物を必ず上方に移動する必要はないが、移動をしながら触媒の充填を行う場合は、温度センサー保護管を反応管内の一定位置により効率良く固定させることができ、触媒の充填後、温度センサー保護管取付誘導構造物、又は温度センサー保護管取付誘導構造物と保持構造物を容易に取り外すことができる。

図８は、固定層触媒反応管内において、触媒を充填しながら、図６の温度センサー保護管取付誘導構造物を利用して温度センサー保護管を取り付ける方法を示した概略図である。

固定層触媒反応管内部に温度センサー保護管取付誘導構造物を取り付ける方法の例を挙げる。温度センサー保護管取付誘導構造物の上に重りを設けた上で固定層触媒反応管内に前記誘導構造物を入れると、温度センサー保護管取付誘導構造物の重力によって良く下がるため、固定層触媒反応管内への取付が比較的に容易である。なお、触媒の充填を行う前に、先ず温度センサー保護管取付誘導構造物上の重りを取り除いた後、触媒を充填すれば良い。

そして、図８のように、固定層触媒反応管２００の内に触媒を充填する時、温度センサー保護管取付誘導構造物３００を温度センサー保護管１００の軸方向へ移動しながら触媒層のＡと誘導管のＢ、Ｃの３地点において継続して温度センサー保護管１００の位置を固定しているため、温度センサー保護管を反応器内の指定された位置に正確に固定させることが可能となる。

図９は、固定層触媒反応管内において触媒を充填しながら図３の温度センサー保護管取付誘導構造物及び図７の保持構造物を用いて温度センサー保護管を取り付ける方法を示した概略図である。

固定層触媒反応管の内径が小さいか、温度センサー保護管取付誘導構造物の移動が容易でない場合などに保持構造物を使用することができる。保持構造物の１つ以上の地点において針金やワイヤなどを設けることで、反応管の外部で本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物及び保持構造物を軸方向に容易に移動させることができる。

また、図９のように、固定層触媒反応管２００内に触媒を充填する時、温度センサー保護管取付誘導構造物３００及び保持構造物４００を温度センサー保護管１００の軸方向へ移動しながら触媒層のＡ及び誘導管のＢ、Ｃの３地点において継続して温度センサー保護管１００の位置を固定しているため、温度センサー保護管を反応器内の指定された位置に正確に固定させることが可能となる。

図９に示したように、温度センサー保護管取付誘導構造物３００の下部に保持構造物４００を密着して引っ張ることで、前記構造物３００、４００を軸方向に移動させることができる。ここで、固定層触媒反応管の内径が小さいか温度センサー保護管取付誘導構造物の移動が容易でない場合は、保持構造物４００に連結された針金又はワイヤなどをぶら下げると、温度センサー保護管取付誘導構造物３００は、動かずにそのままの状態であり、保持構造物４００のみが下方に下がることができるため、触媒層と温度センサー保護管取付誘導構造物との間の距離５００を測ることができる。また、これによって触媒層と温度センサー保護管取付誘導構造物との間の距離５００を一定に維持することで前記温度センサー保護管取付誘導構造物３００が触媒層内に埋め込まれないようにすると共に、保持構造物４００を触媒層の最上部に位置させることで触媒層の充填高さを測ることができる。

本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物、又は、温度センサー保護管取付誘導構造物と保持構造物は、温度センサー保護管の他に一定の長さを有する管を反応管内の指定された位置に軸方向に固定されるように取り付ける場合において使用可能であり、本発明の範疇に含まれる。

本発明の温度センサー保護管取付誘導構造物によれば、固定層触媒反応管内に触媒を充填すると、充填された触媒層の密度を均一に維持することができ、また、温度センサー保護管を指定された位置に正確に位置させることができ、従って、充填された触媒層の軸方向温度プロファイルを効率的に測定することができる。また、内部に固定式の支持体が存在しないため、触媒を取り替える時、反応管から触媒を容易に除去できる。しかも、触媒の充填を行う際に、充填層の高さに応じて温度センサー保護管取付誘導構造物を共に移動させることができるため、充填層の高さを直ぐに測ることが可能である。

本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示す立体図である。 図１に示された構造物の誘導管及び誘導管の脚を示す断面図である。 本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示す立体図である。 リングを含む本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示す立体図である。 図４に示された構造物の誘導管、誘導管の脚及びリングの断面を示す図である。 リングを含む本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物の一例を示す立体図である。 本発明に係る温度センサー保護管取付誘導構造物を支える保持構造物の一例を示す立体図である。 固定層触媒反応管内において触媒を充填しながら図６の温度センサー保護管取付誘導構造物を用いて温度センサー保護管を取り付ける方法を示す図である。 固定層触媒反応管内において触媒を充填しながら図３の温度センサー保護管取付誘導構造物及び図７の保持構造物を用いて温度センサー保護管を取り付ける方法を示す図である。

符号の説明

１ 誘導管
２ 誘導管の脚
３ 支持ロッド
４ リング
５ 保持リング
６ 保持足
１１ 誘導管の内径
１２ 誘導管の外径
１３ 誘導管の高さ
３１ 支持ロッドの耳部
３２ 支持ロッドの胴体
３３ 支持ロッドの足
４１ リングの外殻部分
１００ 温度センサー保護管
２００ 固定層触媒反応管
３００ 温度センサー保護管取付誘導構造物
４００ 保持構造物
５００ 触媒層と温度センサー保護管取付誘導構造物との間の距離

Claims (21)

1. （ａ）温度センサー保護管の位置を固定するための誘導管、
   （ｂ）前記誘導管に水平方向に２つ以上連結され、誘導管を支持する誘導管の脚、及び
   （ｃ）前記誘導管の脚に垂直方向に連結され、誘導管の脚を支持する支持ロッド、
   を備える温度センサー保護管取付誘導構造物。
2. 前記温度センサー保護管取付誘導構造物は、固定層触媒反応管の軸方向へ移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
3. 前記（ａ）の誘導管は、２つ以上が上下に位置しており、それぞれの誘導管は、固定層触媒反応管の中心から半径方向に同じ位置に位置することを特徴とする請求項１に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
4. 前記（ｂ）の誘導管の脚は、それぞれの誘導管において同じ個数で連結されていることを特徴とする請求項３に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
5. 前記（ｃ）の支持ロッドは、１つの誘導管に連結された誘導管の脚と同数であり、最上部から最下部に位置する同一軸上の誘導管の脚にそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項３に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
6. 前記（ｃ）の支持ロッドは、最上部に位置する誘導管の脚に連結された地点から上端までの支持ロッドの耳部、最上部に位置する誘導管の脚に連結された地点から最下部に位置する誘導管の脚に連結された地点までの支持ロッドの胴体及び最下部に位置する誘導管の脚に連結された地点から下端までの支持ロッドの足から構成されることを特徴とする請求項３に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
7. （ａ）温度センサー保護管の位置を固定するための誘導管、
   （ｂ）前記誘導管に水平方向に２つ以上連結され、誘導管を支持する誘導管の脚、
   （ｃ）前記誘導管の脚に水平方向に連結され、誘導管の脚を支持するリング、及び
   （ｄ）前記誘導管の脚又はリングに垂直方向に連結され、誘導管の脚又はリングを支持する２つ以上の支持ロッド、
   を備える温度センサー保護管取付誘導構造物。
8. 前記温度センサー保護管取付誘導構造物は、反応管の軸方向へ移動可能であることを特徴とする請求項７に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
9. 前記（ａ）の誘導管は、２つ以上が上下に位置しており、それぞれの誘導管は、固定層触媒反応管の中心から半径方向に同じ位置に位置することを特徴とする請求項７に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
10. 前記（ｃ）のリングの形状及び外殻部分は、それぞれ独立して円形、楕円形又はｎ角形（ｎは、３〜１２）であることを特徴とする請求項７に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
11. 前記（ｄ）の支持ロッドは、最上部から最下部に位置する同一軸上の誘導管の脚又はリングにそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項９に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
12. 前記（ｄ）の支持ロッドは、最上部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点から上端までの支持ロッドの耳部、最上部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点から最下部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点までの支持ロッドの胴体及び最下部に位置する誘導管の脚又はリングに連結された地点から下端までの支持ロッドの足から構成されることを特徴とする請求項９に記載の温度センサー保護管取付誘導構造物。
13. （ａ）請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の温度センサー保護管取付誘導構造物の誘導管の脚又は支持ロッドの下部に密着して前記温度センサー保護管取付誘導構造部を支える保持リング、及び（ｂ）前記保持リングに垂直方向に連結されて前記保持リングを支持する３つ以上の保持足を備えることを特徴とする保持構造物。
14. 前記（ａ）の保持リングの最大直径は、前記温度センサー保護管取付誘導構造物の水平方向の最大直径より小さいか等しいことを特徴とする請求項１３に記載の保持構造物。
15. 軸方向の温度測定を行うための温度センサー保護管を固定層触媒反応管内の指定された位置に固定するための温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管内に取り付ける第１のステップ、及び
    前記反応管内に触媒を充填しながら前記温度センサー保護管を固定する第２のステップ、
    を含むことを特徴とする温度センサー保護管の取付方法。
16. 前記第１のステップでは、請求項１３に記載の保持構造物を前記温度センサー保護管取付誘導構造物と共に反応管内に取り付けることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー保護管の取付方法。
17. 前記温度センサー保護管取付誘導構造物は、請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の温度センサー保護管取付誘導構造物であることを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー保護管の取付方法。
18. 前記第２のステップを行った後、追加的に、前記温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管から取り除く第３のステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー保護管の取付方法。
19. 前記第２のステップを行った後、追加的に、前記温度センサー保護管取付構造物及び保持構造物を反応管から取り除く第３のステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の温度センサー保護管の取付方法。
20. 前記第２のステップでは、触媒を充填しながら、充填される触媒層の高さに応じて温度センサー保護管取付誘導構造物を反応管の軸方向に移動し、温度センサー保護管を固定及び充填される触媒層の高さを測定することを特徴とする請求項１５に記載の温度センサー保護管の取付方法。
21. 前記第２のステップでは、触媒を充填しながら、充填される触媒層の高さに応じて温度センサー保護管取付誘導構造物及び保持構造物を反応管の軸方向に移動し、温度センサー保護管を固定及び充填される触媒層の高さを測定することを特徴とする請求項１６に記載の温度センサー保護管の取付方法。

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