JP4048304B2 - 固体触媒粒子の改良された排出手段を備える反応容器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒の存在下に化学反応が行なわれかつ固体触媒粒子の少なくとも１つの触媒床を備える反応容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体触媒粒子が充填された反応器において、触媒粒子は移動床の形態で、とくに環状の移動床の形態で流下する。この移動床の形態は、とくに接触リホーミング法において存在する。
【０００３】
球形状あるいは球形状でないかつ接触性あるいは非接触性固体粒子の流下が、触媒床において重力の作用で垂直方向に行なわれる移動床内では、細粒帯域を限定する壁は、ほとんどの場合、異なる直径の２つの円筒状グリル（格子）を備える。
【０００４】
液相または多くの場合に気相である流体、あるいは場合によってはガス−液、あるいは液−液（別の混和しない液体）の流体は、例えば触媒床が環状である場合には、細粒触媒床を交差する流れで、すなわち半径方向の流れで外側から内側に向けて、あるいは逆に内側から外側に向けて細粒触媒床を通過する。
【０００５】
従って、入口側の円筒状グリルを通過した後に、流体は触媒床を通過し、ついで入口側グリルと同心の出口側グリルである２番目のグリルを横切って通過して細粒状媒質を含む環状空間から出る。
【０００６】
球状あるいは球状でない固体触媒粒子は、移動床の上部に導入されて、ついで側方の壁またはグリルによって限定された空間内に下降し、ついで移動床の下部より排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動床式反応器においては、底部における固体触媒粒子の流れを調整するのが困難であるという大きな問題があった。
【０００８】
すなわち、反応器を通過する各触媒粒子は、他の触媒粒子に対して遅滞することなく、あるいは先行することなく、実質的に同じ滞留時間の後に、全体が反応器を出て、その運動がほゞ同じ状態になるようにし、触媒作用が最大限有効に作用するようにするのが望まれる。
【０００９】
しかし、触媒粒子の進路は、とくに移動床の底部において互いに異なるので、同じ滞留時間の後に全触媒粒子を排出させることは困難である。つまり、触媒が通過する横方向の区域は、環状空間に対応する帯域と排出用の全導管に対応する帯域との間で容赦なく変化する。
【００１０】
区域の非常に急速な変化によって、触媒粒子間に相対的に大きな運動が誘発されて、後に、これらの触媒粒子の流れの平均速度の広い分布が生じてしまう。
【００１１】
またとくに、反応器の底部においてはデッドゾーンが生じ、このデッドゾーンでは、触媒粒子は、ほとんど流下しないか、または全く流下しないで、それ故に、一方では、接触機能すなわち触媒作用に関して実際には役に立たないものであり、他方では、該触媒粒子が他の触媒粒子に接触面を提供することになり、該面は、十分に不規則な摩擦面であって、いずれにしろ滑らかな面に比べて流れにあまり有利ではない面であるため、他の触媒粒子の規則正しい流れに対しては有害となるという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記の従来技術の触媒粒子の排出についての問題を解決するために、触媒床の底部の特殊構造を提案するもので、触媒床の底部の触媒粒子に及ぼされる応力を方向においても強度においても改善することによって、これらの触媒粒子間の相対的な運動を容易にし、かつ規則正しくなるようにした触媒床を具備する反応容器を提供しようとすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による反応容器においては、触媒床底部の排出手段に向かう固体触媒粒子の流れは、ひだを形成する凸（隆起）部および凹（くぼみ）部の連続形状部の存在によって容易にされる。
【００１４】
本発明は、上壁部 (16) にある少なくとも１つの開口部を経て導入される固体触媒粒子の移動床の存在下に化学反応が行なわれる反応容器 (5) であって、少なくとも１つの壁 (1) (10)(11) によって流れの範囲が確定された少なくとも１つの触媒床 (4) および底部 (2) を備え、触媒粒子と接触する底部 (2) は、重量による触媒粒子の少なくとも１つの排出手段 (3) を備えており、さらに底部 (2) 上に、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備え、凸部および凹部は、排出手段 (3) に向かう方向に沿って配置され、排出手段 (3) は閉鎖手段を備えず、該底部において移動床粒子の永続的な下降流を可能ならしめていることを特徴とする反応容器である。
【００１５】
ここで、凸部と凹部との連続形状部は、面(facette) の集合によって形成され、かつ面は、四角形状、長方形状、台形状、実質的に台形状、または平行四辺形状の形態である。
【００１６】
「中間筋」と称する少なくとも１つの面が、少なくとも１つの凹部のレベルに設けられ、凹部の底を広いものとしている。
【００１７】
触媒床は、壁によって範囲を定められた断面円形状または断面楕円形状を有する立体内に位置し、触媒床の底部は、少なくとも１つの排出手段を備えている。
【００１８】
また触媒床は、同じ対称軸に沿って配置された２つの壁の間に範囲が確定された断面環形状または断面楕円形状を有する立体内に位置し、触媒床の底部は、少なくとも１つの排出手段を備えている。
【００１９】
さらに、排出手段は、該排出手段の中心線と、流体の排出に役立つ触媒床の壁との間の０．７５ｅ以下の半径方向の距離、に位置している。
【００２０】
ここで、ｅは、２つの壁の間の半径方向の距離を表わす。
【００２１】
排出手段が位置する距離は、０．５ｅ以下であるのが好ましく、かつ０．３ｅ以下であるのが望ましい。
【００２２】
場合によっては、触媒床は、４つの壁によって範囲が確定されかつ対称面を示す平行六面体状立体内に位置し、触媒床の底部は、少なくとも１つの排出手段を備えている。
【００２３】
触媒床は、通常、反応容器の底部の上に位置する。
【００２４】
触媒床は、通常、移動床であるが、固定床としても機能する。後者の場合、各排出手段は、閉鎖手段を備えている。
【００２５】
触媒床を流れる少なくとも１つの流体が、触媒粒子全体の流れ方向とは異なる横断方向に主として流される。
【００２６】
本発明による反応容器は、とくに接触リホーミング用反応器に用いられるものである。
【００２７】
また本発明による反応容器は、触媒床を「区域」（セクタ）に仕切る少なくとも１つの隔壁を備えている。
【００２８】
本発明による反応容器において用いる触媒粒子は、平均粒子径０．１〜６ｍｍを有し、好ましくは平均粒子径１．５〜３．５ｍｍを有している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、底部と排出手段とを備えた反応容器の部分側面図を示すものである。
【００３１】
同図において、触媒床(4) の範囲を確定しかつ反応容器(5) の壁でもある円筒状壁(1) を例証した。触媒床(4) は円錐形状壁(6) によって範囲を確定された底部(2) を備え、該円錐形状壁(6) は、円錐の頂部を単一の排出手段(3) 内に通じさせており、排出手段(3) は触媒床(4) の中心線上に配置されている。
【００３２】
円錐形状壁(6) は、触媒粒子と接触する内側の少なくとも１つの面(30)(31)により、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備える。凸部および凹部は排出手段(3) に向けられ、かつさらに水平線に対して傾斜された一方向（１つの折り目）を示して、重力により方向づけられる触媒粒子の流れを可能にする。
【００３３】
排出手段(3) は、壁(1) と同軸の円筒状管で構成される。
【００３４】
図２は、図１の反応容器(5) の底部(2) の半分を示す部分平面図であるが、反応容器(5) の符号(12)および(9) は、図面をより明瞭にするために削除されている。これらの符号に関する説明は後述する。
【００３５】
図４は、触媒床(4) の範囲を確定する円筒状の二壁(10)(11)を備える反応容器(5) の底部(2) の半分を示す部分平面図である。
【００３６】
図２と図４において、本発明における一般的なすべての実施態様においては、凸部および凹部の連続形状部は、四角形状、長方形状、台形状、または実質的に台形状であるか、または稜を形成する平行四辺形状である、面(30)(31)の集合によって形成される。
【００３７】
環形状（または円形状）断面を有する触媒床(4) の場合に使用される、実質的に台形状形態あるいは平行四辺形状形態である面(30)(31)の場合には、該面(30)(31)は、図２および図４に示されており、下記の特徴を有する。
【００３８】
すなわち、中央収集器(9) に近接するか、またはより一般には対称軸あるいは対称面にある排出手段(3) に近接する、実質的に同レベルでありかつほとんど直線形状である小さい底部。
【００３９】
触媒床(4) の周辺に近接する、例えば図４においては、触媒床(4) の周辺の外側グリル(10)に近接する、楕円形状またはほぼ直線形状であり、外側グリル(10)に接続し、かつ水平線に対して傾斜した大きい底部。
【００４０】
この図４では、外側グリル(10)から内側グリル(11)に向かう、上記大きい底部の上端部と小さい底部の最も中心にある端部とを連結する辺。
【００４１】
および同図において、外側グリル(10)から内側グリル(11)に向かう、上記大きい底部の下端部と小さい底部の最も中心からはずれた端部とを連結する辺。
【００４２】
従って、記述された全体から、一方では、固定触媒粒子の排出手段(3) または中央収集器(9) に向けて傾斜した、他方では、反応容器(5) または触媒床(4) の中心線の周りの目印とされる円周方向の前部（図面では太線）または後部（図面では細線）に向けて交互に方向づけられた面(30)(31)の連続形状部を示す。
【００４３】
図３は、凹部と凸部を形成する面の横断面図を示している。
【００４４】
まず図３Ａに、面(30)(31)の横断面図が示されている。
【００４５】
隣接する２つの面で形成される稜は凸状であって、鋭いままであるか、またはわずかに一部を切り取られるか、または丸みを帯びていてよいが、とくに移動床の場合においては、触媒粒子の流れに有害である該粒子の静止帯域をつくり出すような平らな大きい面に至ることは決してない。
【００４６】
変形例では、上記面(30)および(31)の間の該面の横方向の交わりレベルに配置される台形状形態の面(32)の「中間筋」と称する一連の補足用小面を設けることを提案しており、２つの底部は実質的には同レベルである。
【００４７】
図３Ｂに、面(32)の横断面図が記載されている。
【００４８】
こうしてこれらの面は、符号(30)および(31)で示す一連の面によって先に形成された凹部の底を平らにする。この「中間筋」と称する少なくとも１つの面(32)が少なくとも１つの凹部のレベルに設けられる。
【００４９】
これらの面の材料および面積は、摩擦力を軽減して、触媒粒子の流れを容易にするためにより明瞭に選択される。
【００５０】
触媒床(4) の底部(2) の形態を、触媒床(4) の対称軸および／または排出手段(3) に向けて全体を一点に集中させる、凸部および凹部の連続形状部に変形するように変えることによって、いくつかの効果が発揮される。
【００５１】
すなわち、いくつかの触媒粒子は、従来の配置よりも非常に早く堅固な壁との接触に付され、該壁は触媒粒子の進路を除々に触媒床(4) の対称軸および／または排出手段(3) に向けるが、側面（側方向）にも向けて方向づける。従って、水平面における触媒粒子に提供された面積の変更によってより前進的に移動する。
【００５２】
半径方向の方位に対する側方向（横方向）部分の方位への面の方向づけによって、触媒粒子に及ぼされた応力の半径方向の勢力を軽減することが可能になり、このため垂直の勢力より比較的大きい状態で留まる。触媒床(4) は、より圧縮されなくなり、最終的には、優れた「流動性」または「変形能」を有し、このことにより、触媒粒子の規則正しい均一な流れは、著しく促進される。
【００５３】
壁に対する触媒粒子の傾斜度より好ましくは大きい角度に沿う水平線に対して傾斜した面によって、デッドゾーンの容積の大きさが軽減されるか、または該デッドゾーンが完全に除去され、このため壁側の摩擦力が減少して、触媒床(4) の底部(2) における触媒粒子の規則正しい均一な流れがさらに容易となる。
【００５４】
「中間筋」である小面によって、凹部の底部において側方からの面によって形成された鋭角を緩和することが可能になり、故に、側方の摩擦力を減少し、該摩擦力は、この特別帯域においては、多少とも安定化されたブリッジまたはアーチの形成を誘発して、いくつかの触媒粒子を安定化させ得るものである。
【００５５】
流動する触媒粒子と接触する面は、好ましくは滑らかなものがよく、換言すれば穿孔されていないものがよく、あるいは該面は、例えば触媒粒子の排出を援助し得る（少量の）ガス注入用の限定された数のグリルを具備する開口部を備えていてもよい。
【００５６】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００５７】
図５において、本発明は反応容器(5) の種々な形態において使用可能である。例えば反応容器(5) に含まれた触媒床(4) は移動床または固定床としても機能する。
【００５８】
後者の場合には、触媒床(4) は、短管を備える底部(2) の上に位置する水平壁（グリル）の上に置かれており、該短管は各々取外し可能な閉鎖手段を備え、滑らかにされた底部(2) は、ヨーロッパ特許出願EP-A-562913 号明細書に記載されているように、触媒の排出の場合には、触媒床(4) 下端部での排出に関して利点が見出される。
【００５９】
さらに固定床は、滑らかにされた底部(2) 上に配されてよく、該固定床は各排出手段(3) に設けられた閉鎖手段(12)によって維持されており、該閉鎖手段は、固定触媒粒子の流出を可能にするために隠れるように設けられて、操縦しやすいものとなされている。有利には、上記ヨーロッパ特許出願EP-A-562913 号明細書に記載されている手段の１つが用いられる。
【００６０】
触媒床(4) は少なくとも１つの流体が通過する。
【００６１】
図１によれば、該流体は、軸方向に触媒床(4) を通過して流れて、流体に透過性である壁（例えばグリル）(6) によって固定触媒粒子から分離される。該流体は、円錐形状壁(6) と流体の収集用導管(9) に向けて底部(2) を越えて延長された円筒状壁(1) との間に範囲が確定された空間内を流れる。
【００６２】
これに反し、流体は、固体触媒粒子全体の重力による流れ方向とは主として異なる方向に触媒床(4) を通過する。
【００６３】
このような配置は、接触リホーミング用反応器内において存在するものであり、この反応器内では、触媒粒子の移動床は、下降流で反応容器(5) を通過する。
【００６４】
移動床式の反応容器(5) は、図５に示されている。
【００６５】
同図において、反応容器(5) は、円筒状外壁(7) と、底部(2) (15)と、上壁部(16)と、反応容器(5) の中心線に沿う円筒状外側グリル(10)と、グリル(10)と同心であるが、より小さい直径を有する円筒状内側グリル(11)とを備えている。
【００６６】
固体触媒粒子(S) は、上壁部(16)にある少なくとも１つの開口部を経て導入され、反応容器(5) の底部(2) から少なくとも１つの開口部(18)を経て排出される。その間、触媒粒子の移動床は、２つのグリル(10)(11)の間を流下する。
【００６７】
反応容器(5) の頂部にある少なくとも１つの開口部(19)を経て、触媒床(4) を通過する流体(F) が導入されて、グリル(11)によって範囲が確定された内側立体内で収集されて、反応容器(5) の下部の少なくとも１つの開口部(20)を経て反応容器(5) から排出される。流体は、触媒粒子全体の流れとは主として異なる方向に触媒床(4) を通過する。
【００６８】
この図５では、流体の導入用および排出用開口部は、流体を、反応容器(5) の外壁(7) と、より大きい直径を有する外側グリル(10)とによって範囲が確定された環形状空間から、より小さい直径を有する内側グリル(11)によって範囲が確定された内側立体に向けて流通させるために配置されており、この小さい直径の内側グリル(11)の内部から流体は排出される。なお、反対方向の流体の流通にも適用し得る。
【００６９】
とくに有利には、触媒床(4) の力学抵抗を改良するために、触媒床(4) は１つまたは複数の平面状壁（隔壁）またはグリルによって区域に仕切られてよい。
【００７０】
これらの連続した壁（仕切壁）は、内側および外側グリルと、底部(2) とに固定されて、従って、全体の力学抵抗に加担する。壁は、固定触媒粒子の流れに対して平行に配置されており、該壁は、主要流体の流れを妨げない。例えば、該壁は、円筒状反応容器(5) 内で半径方向に配置される。
【００７１】
これらの壁（仕切壁）は、固体触媒粒子がこれらの壁に沿って滑ることができるような面である所要の特徴を有している。
【００７２】
さらに、各区域は、必要であれば、独立して別の部分より供給され、かつ独立して固体の状態で取り出されてもよく、この場合、区域内で少なくとも１つの排出手段(3) を使用するだけで十分である。
【００７３】
これらの壁（仕切壁）は、流体および固定触媒粒子に気密性であるか、さらには固定触媒粒子に透過性ではないが、流体には透過性であるものを選択して使用することができる。
【００７４】
図７は、図５の移動床式反応容器(5) である円筒状反応容器における区域状態の触媒床(4) を示し、仕切壁(21)を有している。
【００７５】
この有利な配置によって、滑らかにされた底部(2) の力学抵抗を改善することが可能になる。
【００７６】
図６Ａおよび図６Ｂでは、より詳細に、触媒粒子の移動床の２つの実施態様を表した。
【００７７】
ここで、図６Ａの移動床式反応容器(5) においては、流体は、触媒床(4) の周囲（流体の入口側の壁(10)）から中心部（流体の出口側の壁(11)）に向けて流通し、ついで、流体は、中央収集器(9) を経て反応容器(5) から排出される。
【００７８】
触媒床(4) は、反応容器(5) の底部(8) とは区別される滑らかにされた底部(2) の上に配され、触媒粒子は、いくつかの排出手段(3) 内を流れる。
【００７９】
ついで、該排出手段(3) は、固定触媒粒子の排出用単一導管を形成するために集合される。
【００８０】
この実施態様が、先に説明されていたように、グリル、あるいは排出手段(3) に設けられた閉鎖手段によって維持される固定床を用いて作用され得ることは注目に値する。
【００８１】
図６Ｂでは、流体と逆方向の流通を用いる移動床式反応容器(5) を表した。
【００８２】
すなわち、同図において、流体は、例えば触媒床(4) の中心線の全長に沿って実際には配置される拡散器（ディフューザー）(33)を用いて触媒床(4) に入る。流体透過性の壁(1) を経て出る流体は、触媒床(4) の周囲で収集されて、ついで１つまたは複数の導管(9) を経て反応容器(5) から排出される。
【００８３】
図６Ｃでは、移動床式反応容器(5) 内で、触媒床(4) は同心の２つの壁(10)および壁(11)によって範囲を限定されており、流体は、流体が周囲に向けて導入される空間(9) から触媒床(4) を横断して、外側グリル(10)を経てまた出ていき、ついで反応容器(5) の外壁(7) とグリル(10)との間で収集される。排出手段(3) は、グリル(10)の付近に、有利には後に定義される距離に従って配置される。
【００８４】
この図６Ｃの場合には、円錐形状壁(6) は、上方に向けられた円錐体の頂点を有し、頂点は、導管(9) 内に通じており、円錐体は、導管から排出手段(3) に向けて朝顔形に拡がっているのが注目される。
【００８５】
本明細書において示された全実施態様においては、触媒床(4) が、環形状断面を有する立体内に位置する場合には、触媒床(4) は、有利には選ばれた距離に、触媒床(4) の底部(2) に位置する排出手段(3) を構成するいくつかの導管（少なくとも２つ）を用いて取り出される。
【００８６】
従って、凸部および凹部の方向は傾斜していなければならない。排出手段(3) が、触媒床(4) の区域の余り周囲には存在しない場合には、流れが容易になることが証明できた。
【００８７】
排出手段(3) の中心線と、流体の排出に役立つ触媒床(4) の外側壁との間の半径方向の最大距離は、０．７５ｅ以下である。
【００８８】
ここで、ｅは触媒床(4) の内側および外側二壁の間の半径方向の距離であり、すなわち、上記壁の各々の半径の間の差である。
【００８９】
好ましい最大距離は０．５ｅ以下であり、できれば０．３ｅ以下である。
【００９０】
また触媒床(4) の範囲を確定する円筒状二壁(10)(11)を備える反応容器(5) を示す図４では、反応容器(5) 内で、固体触媒粒子は、同軸である同心の円筒状二壁(10)(11)によって範囲が確定された環形状断面を有する立体触媒床(4) 内を流下する。
【００９１】
触媒床(4) の底部(2) は、少なくとも１つの触媒粒子排出手段(3) を備える。いくつかの手段が本明細書において表示されており、これらの手段は、環形状区域と垂直に配置される。排出手段(3) の各々の中心線と、流体の出口側壁との間の距離は、大きくとも０．７５ｅである。
【００９２】
ここで、ｅは触媒床(4) の内側および外側二壁間の半径方向の距離を表わす。先の理由と同じ理由によって、好ましい距離は、大きくとも０．５ｅであり、さらにより有利には大きくとも０．３ｅである。
【００９３】
これらの全表示において、排出手段(3) を円形状断面を有する導管（ダクト）および管等によって例証した。楕円形状断面を有する導管および管等を用いても勿論良い。さらに、別の実施態様も本発明を逸脱しないで適用され得る。触媒床(4) の底部レベルの排出手段(3) の区域の面の合計は、触媒床(4) の下部区域の面より低部にあることで十分である。
【００９４】
同様に、触媒床(4) は、同じ対称軸に沿って配置された二壁間に範囲が確定された楕円形状断面または略楕円形状断面を有する立体内に位置してよく、この場合、触媒床(4) の底部(2) は少なくとも１つの排出手段(3) を備えており、排出手段(3) の中心線と、流体が排出するさい通過する触媒床(4) の壁との間の半径方向の最大距離は、０．７５ｅ以下である。ここで、ｅは触媒床(4) の内側および外側二壁間の半径方向の距離であり、好ましくは大きくとも０．５ｅであり、より有利には大きくとも０．３ｅである。
【００９５】
平行六面体状反応容器(5) の概略を示す図８では、２つの平行する平面状グリル(23)および(24)を備える壁(26)および(27)との平行六面体と称する区画の断面図が表される。この図８では、移動床(4) の固体触媒粒子(S) は垂直方向に沿って、これらのグリル間を流通する。壁(26)およびグリル(23)によって範囲が確定された空間(28)内で移動床(4) に垂直に導入された流体(F) は、触媒床(4) を横断して、壁(27)とグリル(24)との間の空間(29)内で収集され、この空間から流体は排出される。
【００９６】
従って、触媒床(4) は４つの壁によって範囲が確定された平行六面体状立体内に位置する。
【００９７】
図９は、平行六面体状反応容器(5) 内の触媒床(4) の底部(2) の１つの実施態様を示すもので、該底部(2) は単一の排出手段(3) を有し、この排出手段(3) の中心線は、平行六面体の対称図に沿って位置する。触媒床(4) の底部(2) は、少なくとも１つの排出手段(3) を備えており、この図９で表示された平行状グリルの場合には、排出手段(3) は、触媒床(4) の底部(2) の２つのグリルの間に位置する。該排出手段(3) は、グリルの１つと反対方向でよく、この場合、ひだは単一方向に沿ってのみ存在する。
【００９８】
図１０は、平行六面体状反応容器(5) 内の触媒床(4) の底部(2) のいま１つの実施態様を示すもので、上述と同様に、ひだは、４つの壁に沿って対称的に、同図に表示されるように配置されてよい。さらに触媒床(4) は、壁(23)および(24)と、他の垂直な４つの壁との間に配置されてよい。
【００９９】
なお、本発明は、例えば時間において限定される移動（例えば固定床の排出の場合）を伴う触媒床(4) の場合、およびとくに移動が永続的である場合（移動床の場合）の触媒床(4) に適用される。
【０１００】
また本発明は、より一般には区域の縮小を伴う固体触媒粒子の下降流に適用され得る。
【０１０１】
また本発明は、平均粒子径０．１〜６ｍｍ、好ましくは１．５〜３．５ｍｍ、さらには１．５〜３．２ｍｍの固体触媒粒子の場合にとくに適用される。
【０１０２】
これらは、通常、球状形態の触媒粒子であるが、他のあらゆる形態、とくに押出しにより形成された触媒粒子のような円筒状または擬似円筒状形態の触媒粒子であっても良い。
【０１０３】
本発明の実施は、移動床接触反応容器(5) 、とくに接触リホーミング反応器に適用される。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、触媒の存在下に化学反応が行なわれる反応容器であって、少なくとも１つの壁によって流れの範囲が確定された少なくとも１つの触媒床および底部を備え、触媒粒子と接触する底部は、重量による触媒粒子の少なくとも１つの排出手段を備えており、さらに底部上に、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備え、凸部および凹部は、排出手段に向かう方向に沿って配置されているもので、本発明の反応容器によれば、触媒床の底部においてデッドゾーンが生じにくく、触媒床の底部における固体触媒粒子の流れを調整することができて、反応容器内を通過する各触媒粒子は、他の触媒粒子に対して遅滞することなく、あるいは先行することなく、実質的に同じ滞留時間の後に、全体が反応容器を出て、その運動がほゞ同じ状態になるようにし、触媒床の底部の触媒粒子に及ぼされる応力を方向においても強度においても改善することができて、これらの触媒粒子間の相対的な運動を容易にし、かつ規則正しくすることができ、ひいては触媒作用を最大限有効に発揮させ得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すもので、滑らかにされた触媒床底部と排出手段とを備えた反応容器の部分側面図である。
【図２】図１の反応容器の触媒床の底部の半分を示す部分平面図である。
【図３】触媒床底部の横断面図を示すもので、図３Ａは、滑らかにされた触媒床底部の凹部と凸部を形成する面の一例を示す断面図である。図３Ｂは、滑らかにされた触媒床底部の凹部と凸部を形成する面のいま１つの例を示す断面図である。
【図４】触媒床の範囲を確定する円筒状二壁を備える反応容器の底部の半分を示す部分平面図である。
【図５】移動床式反応容器の概略側面図である。
【図６】図６Ａは、移動床式反応容器の要部拡大部分側面図で、触媒床が流体によって半径方向に通過される１つの実施態様を示すものである。
図６Ｂは、同要部拡大部分側面図で、触媒床が流体によって半径方向に通過されるいま１つの実施態様を示すものである。
図６Ｃは、移動床式反応容器の水平断面図で、触媒床が流体によって半径方向に通過されるさらにいま１つの実施態様を示すものである。
【図７】移動床式反応容器の水平断面図で、区域に分割された触媒床を示している。
【図８】平行六面体状反応容器の概略斜視図である。
【図９】平行六面体状反応容器内の触媒床の底部の１つの実施態様を示す水平断面図である。
【図１０】平行六面体状反応容器内の触媒床の底部のいま１つの実施態様を示す水平断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒状壁
２ 底部
３ 触媒粒子排出手段
４ 触媒床
５ 反応容器
６ 円錐形状壁（グリル）
７ 円筒状壁
８ 反応容器の底部
９ 中央収集器（中央収集導管）
１０ 外側グリル
１１ 内側グリル
１２ 閉鎖手段
Ｓ 固体触媒粒子
Ｆ 流体
２１ 仕切壁（隔壁）
２３ 平面状グリル
２４ 平面状グリル
２６ 壁
２７ 壁
２８ 空間
２９ 空間
３０ 面
３１ 面
３２ 面
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒の存在下に化学反応が行なわれかつ固体触媒粒子の少なくとも１つの触媒床を備える反応容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体触媒粒子が充填された反応器において、触媒粒子は移動床の形態で、とくに環状の移動床の形態で流下する。この移動床の形態は、とくに接触リホーミング法において存在する。
【０００３】
球形状あるいは球形状でないかつ接触性あるいは非接触性固体粒子の流下が、触媒床において重力の作用で垂直方向に行なわれる移動床内では、細粒帯域を限定する壁は、ほとんどの場合、異なる直径の２つの円筒状グリル（格子）を備える。
【０００４】
液相または多くの場合に気相である流体、あるいは場合によってはガス−液、あるいは液−液（別の混和しない液体）の流体は、例えば触媒床が環状である場合には、細粒触媒床を交差する流れで、すなわち半径方向の流れで外側から内側に向けて、あるいは逆に内側から外側に向けて細粒触媒床を通過する。
【０００５】
従って、入口側の円筒状グリルを通過した後に、流体は触媒床を通過し、ついで入口側グリルと同心の出口側グリルである２番目のグリルを横切って通過して細粒状媒質を含む環状空間から出る。
【０００６】
球状あるいは球状でない固体触媒粒子は、移動床の上部に導入されて、ついで側方の壁またはグリルによって限定された空間内に下降し、ついで移動床の下部より排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動床式反応器においては、底部における固体触媒粒子の流れを調整するのが困難であるという大きな問題があった。
【０００８】
すなわち、反応器を通過する各触媒粒子は、他の触媒粒子に対して遅滞することなく、あるいは先行することなく、実質的に同じ滞留時間の後に、全体が反応器を出て、その運動がほゞ同じ状態になるようにし、触媒作用が最大限有効に作用するようにするのが望まれる。
【０００９】
しかし、触媒粒子の進路は、とくに移動床の底部において互いに異なるので、同じ滞留時間の後に全触媒粒子を排出させることは困難である。つまり、触媒が通過する横方向の区域は、環状空間に対応する帯域と排出用の全導管に対応する帯域との間で容赦なく変化する。
【００１０】
区域の非常に急速な変化によって、触媒粒子間に相対的に大きな運動が誘発されて、後に、これらの触媒粒子の流れの平均速度の広い分布が生じてしまう。
【００１１】
またとくに、反応器の底部においてはデッドゾーンが生じ、このデッドゾーンでは、触媒粒子は、ほとんど流下しないか、または全く流下しないで、それ故に、一方では、接触機能すなわち触媒作用に関して実際には役に立たないものであり、他方では、該触媒粒子が他の触媒粒子に接触面を提供することになり、該面は、十分に不規則な摩擦面であって、いずれにしろ滑らかな面に比べて流れにあまり有利ではない面であるため、他の触媒粒子の規則正しい流れに対しては有害となるという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記の従来技術の触媒粒子の排出についての問題を解決するために、触媒床の底部の特殊構造を提案するもので、触媒床の底部の触媒粒子に及ぼされる応力を方向においても強度においても改善することによって、これらの触媒粒子間の相対的な運動を容易にし、かつ規則正しくなるようにした触媒床を具備する反応容器を提供しようとすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明による反応容器においては、触媒床底部の排出手段に向かう固体触媒粒子の流れは、ひだを形成する凸（隆起）部および凹（くぼみ）部の連続形状部の存在によって容易にされる。
【００１４】
本発明は、上壁部 (16) にある少なくとも１つの開口部を経て導入される固体触媒粒子の移動床の存在下に化学反応が行なわれる反応容器 (5) であって、少なくとも１つの壁 (1) (10)(11) によって流れの範囲が確定された少なくとも１つの触媒床 (4) および底部 (2) を備え、触媒粒子と接触する底部 (2) は、重量による触媒粒子の少なくとも１つの排出手段 (3) を備えており、さらに底部 (2) 上に、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備え、凸部および凹部は、排出手段 (3) に向かう方向に沿って配置され、排出手段 (3) は閉鎖手段を備えず、該底部において移動床粒子の永続的な下降流を可能ならしめていることを特徴とする反応容器である。
【００１５】
ここで、凸部と凹部との連続形状部は、面(facette) の集合によって形成され、かつ面は、四角形状、長方形状、台形状、実質的に台形状、または平行四辺形状の形態である。
【００１６】
「中間筋」と称する少なくとも１つの面が、少なくとも１つの凹部のレベルに設けられ、凹部の底を広いものとしている。
【００１７】
触媒床は、壁によって範囲を定められた断面円形状または断面楕円形状を有する立体内に位置し、触媒床の底部は、少なくとも１つの排出手段を備えている。
【００１８】
また触媒床は、同じ対称軸に沿って配置された２つの壁の間に範囲が確定された断面環形状または断面楕円形状を有する立体内に位置し、触媒床の底部は、少なくとも１つの排出手段を備えている。
【００１９】
さらに、排出手段は、該排出手段の中心線と、流体の排出に役立つ触媒床の壁との間の０．７５ｅ以下の半径方向の距離、に位置している。
【００２０】
ここで、ｅは、２つの壁の間の半径方向の距離を表わす。
【００２１】
排出手段が位置する距離は、０．５ｅ以下であるのが好ましく、かつ０．３ｅ以下であるのが望ましい。
【００２２】
場合によっては、触媒床は、４つの壁によって範囲が確定されかつ対称面を示す平行六面体状立体内に位置し、触媒床の底部は、少なくとも１つの排出手段を備えている。
【００２３】
触媒床は、通常、反応容器の底部の上に位置する。
【００２４】
触媒床は、通常、移動床であるが、固定床としても機能する。後者の場合、各排出手段は、閉鎖手段を備えている。
【００２５】
触媒床を流れる少なくとも１つの流体が、触媒粒子全体の流れ方向とは異なる横断方向に主として流される。
【００２６】
本発明による反応容器は、とくに接触リホーミング用反応器に用いられるものである。
【００２７】
また本発明による反応容器は、触媒床を「区域」（セクタ）に仕切る少なくとも１つの隔壁を備えている。
【００２８】
本発明による反応容器において用いる触媒粒子は、平均粒子径０．１〜６ｍｍを有し、好ましくは平均粒子径１．５〜３．５ｍｍを有している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、底部と排出手段とを備えた反応容器の部分側面図を示すものである。
【００３１】
同図において、触媒床(4) の範囲を確定しかつ反応容器(5) の壁でもある円筒状壁(1) を例証した。触媒床(4) は円錐形状壁(6) によって範囲を確定された底部(2) を備え、該円錐形状壁(6) は、円錐の頂部を単一の排出手段(3) 内に通じさせており、排出手段(3) は触媒床(4) の中心線上に配置されている。
【００３２】
円錐形状壁(6) は、触媒粒子と接触する内側の少なくとも１つの面(30)(31)により、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備える。凸部および凹部は排出手段(3) に向けられ、かつさらに水平線に対して傾斜された一方向（１つの折り目）を示して、重力により方向づけられる触媒粒子の流れを可能にする。
【００３３】
排出手段(3) は、壁(1) と同軸の円筒状管で構成される。
【００３４】
図２は、図１の反応容器(5) の底部(2) の半分を示す部分平面図であるが、反応容器(5) の符号(12)および(9) は、図面をより明瞭にするために削除されている。これらの符号に関する説明は後述する。
【００３５】
図４は、触媒床(4) の範囲を確定する円筒状の二壁(10)(11)を備える反応容器(5) の底部(2) の半分を示す部分平面図である。
【００３６】
図２と図４において、本発明における一般的なすべての実施態様においては、凸部および凹部の連続形状部は、四角形状、長方形状、台形状、または実質的に台形状であるか、または稜を形成する平行四辺形状である、面(30)(31)の集合によって形成される。
【００３７】
環形状（または円形状）断面を有する触媒床(4) の場合に使用される、実質的に台形状形態あるいは平行四辺形状形態である面(30)(31)の場合には、該面(30)(31)は、図２および図４に示されており、下記の特徴を有する。
【００３８】
すなわち、中央収集器(9) に近接するか、またはより一般には対称軸あるいは対称面にある排出手段(3) に近接する、実質的に同レベルでありかつほとんど直線形状である小さい底部。
【００３９】
触媒床(4) の周辺に近接する、例えば図４においては、触媒床(4) の周辺の外側グリル(10)に近接する、楕円形状またはほぼ直線形状であり、外側グリル(10)に接続し、かつ水平線に対して傾斜した大きい底部。
【００４０】
この図４では、外側グリル(10)から内側グリル(11)に向かう、上記大きい底部の上端部と小さい底部の最も中心にある端部とを連結する辺。
【００４１】
および同図において、外側グリル(10)から内側グリル(11)に向かう、上記大きい底部の下端部と小さい底部の最も中心からはずれた端部とを連結する辺。
【００４２】
従って、記述された全体から、一方では、固定触媒粒子の排出手段(3) または中央収集器(9) に向けて傾斜した、他方では、反応容器(5) または触媒床(4) の中心線の周りの目印とされる円周方向の前部（図面では太線）または後部（図面では細線）に向けて交互に方向づけられた面(30)(31)の連続形状部を示す。
【００４３】
図３は、凹部と凸部を形成する面の横断面図を示している。
【００４４】
まず図３Ａに、面(30)(31)の横断面図が示されている。
【００４５】
隣接する２つの面で形成される稜は凸状であって、鋭いままであるか、またはわずかに一部を切り取られるか、または丸みを帯びていてよいが、とくに移動床の場合においては、触媒粒子の流れに有害である該粒子の静止帯域をつくり出すような平らな大きい面に至ることは決してない。
【００４６】
変形例では、上記面(30)および(31)の間の該面の横方向の交わりレベルに配置される台形状形態の面(32)の「中間筋」と称する一連の補足用小面を設けることを提案しており、２つの底部は実質的には同レベルである。
【００４７】
図３Ｂに、面(32)の横断面図が記載されている。
【００４８】
こうしてこれらの面は、符号(30)および(31)で示す一連の面によって先に形成された凹部の底を平らにする。この「中間筋」と称する少なくとも１つの面(32)が少なくとも１つの凹部のレベルに設けられる。
【００４９】
これらの面の材料および面積は、摩擦力を軽減して、触媒粒子の流れを容易にするためにより明瞭に選択される。
【００５０】
触媒床(4) の底部(2) の形態を、触媒床(4) の対称軸および／または排出手段(3) に向けて全体を一点に集中させる、凸部および凹部の連続形状部に変形するように変えることによって、いくつかの効果が発揮される。
【００５１】
すなわち、いくつかの触媒粒子は、従来の配置よりも非常に早く堅固な壁との接触に付され、該壁は触媒粒子の進路を除々に触媒床(4) の対称軸および／または排出手段(3) に向けるが、側面（側方向）にも向けて方向づける。従って、水平面における触媒粒子に提供された面積の変更によってより前進的に移動する。
【００５２】
半径方向の方位に対する側方向（横方向）部分の方位への面の方向づけによって、触媒粒子に及ぼされた応力の半径方向の勢力を軽減することが可能になり、このため垂直の勢力より比較的大きい状態で留まる。触媒床(4) は、より圧縮されなくなり、最終的には、優れた「流動性」または「変形能」を有し、このことにより、触媒粒子の規則正しい均一な流れは、著しく促進される。
【００５３】
壁に対する触媒粒子の傾斜度より好ましくは大きい角度に沿う水平線に対して傾斜した面によって、デッドゾーンの容積の大きさが軽減されるか、または該デッドゾーンが完全に除去され、このため壁側の摩擦力が減少して、触媒床(4) の底部(2) における触媒粒子の規則正しい均一な流れがさらに容易となる。
【００５４】
「中間筋」である小面によって、凹部の底部において側方からの面によって形成された鋭角を緩和することが可能になり、故に、側方の摩擦力を減少し、該摩擦力は、この特別帯域においては、多少とも安定化されたブリッジまたはアーチの形成を誘発して、いくつかの触媒粒子を安定化させ得るものである。
【００５５】
流動する触媒粒子と接触する面は、好ましくは滑らかなものがよく、換言すれば穿孔されていないものがよく、あるいは該面は、例えば触媒粒子の排出を援助し得る（少量の）ガス注入用の限定された数のグリルを具備する開口部を備えていてもよい。
【００５６】
【実施例】
つぎに、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００５７】
図５において、本発明は反応容器(5) の種々な形態において使用可能である。例えば反応容器(5) に含まれた触媒床(4) は移動床または固定床としても機能する。
【００５８】
後者の場合には、触媒床(4) は、短管を備える底部(2) の上に位置する水平壁（グリル）の上に置かれており、該短管は各々取外し可能な閉鎖手段を備え、滑らかにされた底部(2) は、ヨーロッパ特許出願EP-A-562913 号明細書に記載されているように、触媒の排出の場合には、触媒床(4) 下端部での排出に関して利点が見出される。
【００５９】
さらに固定床は、滑らかにされた底部(2) 上に配されてよく、該固定床は各排出手段(3) に設けられた閉鎖手段(12)によって維持されており、該閉鎖手段は、固定触媒粒子の流出を可能にするために隠れるように設けられて、操縦しやすいものとなされている。有利には、上記ヨーロッパ特許出願EP-A-562913 号明細書に記載されている手段の１つが用いられる。
【００６０】
触媒床(4) は少なくとも１つの流体が通過する。
【００６１】
図１によれば、該流体は、軸方向に触媒床(4) を通過して流れて、流体に透過性である壁（例えばグリル）(6) によって固定触媒粒子から分離される。該流体は、円錐形状壁(6) と流体の収集用導管(9) に向けて底部(2) を越えて延長された円筒状壁(1) との間に範囲が確定された空間内を流れる。
【００６２】
これに反し、流体は、固体触媒粒子全体の重力による流れ方向とは主として異なる方向に触媒床(4) を通過する。
【００６３】
このような配置は、接触リホーミング用反応器内において存在するものであり、この反応器内では、触媒粒子の移動床は、下降流で反応容器(5) を通過する。
【００６４】
移動床式の反応容器(5) は、図５に示されている。
【００６５】
同図において、反応容器(5) は、円筒状外壁(7) と、底部(2) (15)と、上壁部(16)と、反応容器(5) の中心線に沿う円筒状外側グリル(10)と、グリル(10)と同心であるが、より小さい直径を有する円筒状内側グリル(11)とを備えている。
【００６６】
固体触媒粒子(S) は、上壁部(16)にある少なくとも１つの開口部を経て導入され、反応容器(5) の底部(2) から少なくとも１つの開口部(18)を経て排出される。その間、触媒粒子の移動床は、２つのグリル(10)(11)の間を流下する。
【００６７】
反応容器(5) の頂部にある少なくとも１つの開口部(19)を経て、触媒床(4) を通過する流体(F) が導入されて、グリル(11)によって範囲が確定された内側立体内で収集されて、反応容器(5) の下部の少なくとも１つの開口部(20)を経て反応容器(5) から排出される。流体は、触媒粒子全体の流れとは主として異なる方向に触媒床(4) を通過する。
【００６８】
この図５では、流体の導入用および排出用開口部は、流体を、反応容器(5) の外壁(7) と、より大きい直径を有する外側グリル(10)とによって範囲が確定された環形状空間から、より小さい直径を有する内側グリル(11)によって範囲が確定された内側立体に向けて流通させるために配置されており、この小さい直径の内側グリル(11)の内部から流体は排出される。なお、反対方向の流体の流通にも適用し得る。
【００６９】
とくに有利には、触媒床(4) の力学抵抗を改良するために、触媒床(4) は１つまたは複数の平面状壁（隔壁）またはグリルによって区域に仕切られてよい。
【００７０】
これらの連続した壁（仕切壁）は、内側および外側グリルと、底部(2) とに固定されて、従って、全体の力学抵抗に加担する。壁は、固定触媒粒子の流れに対して平行に配置されており、該壁は、主要流体の流れを妨げない。例えば、該壁は、円筒状反応容器(5) 内で半径方向に配置される。
【００７１】
これらの壁（仕切壁）は、固体触媒粒子がこれらの壁に沿って滑ることができるような面である所要の特徴を有している。
【００７２】
さらに、各区域は、必要であれば、独立して別の部分より供給され、かつ独立して固体の状態で取り出されてもよく、この場合、区域内で少なくとも１つの排出手段(3) を使用するだけで十分である。
【００７３】
これらの壁（仕切壁）は、流体および固定触媒粒子に気密性であるか、さらには固定触媒粒子に透過性ではないが、流体には透過性であるものを選択して使用することができる。
【００７４】
図７は、図５の移動床式反応容器(5) である円筒状反応容器における区域状態の触媒床(4) を示し、仕切壁(21)を有している。
【００７５】
この有利な配置によって、滑らかにされた底部(2) の力学抵抗を改善することが可能になる。
【００７６】
図６Ａおよび図６Ｂでは、より詳細に、触媒粒子の移動床の２つの実施態様を表した。
【００７７】
ここで、図６Ａの移動床式反応容器(5) においては、流体は、触媒床(4) の周囲（流体の入口側の壁(10)）から中心部（流体の出口側の壁(11)）に向けて流通し、ついで、流体は、中央収集器(9) を経て反応容器(5) から排出される。
【００７８】
触媒床(4) は、反応容器(5) の底部(8) とは区別される滑らかにされた底部(2) の上に配され、触媒粒子は、いくつかの排出手段(3) 内を流れる。
【００７９】
ついで、該排出手段(3) は、固定触媒粒子の排出用単一導管を形成するために集合される。
【００８０】
この実施態様が、先に説明されていたように、グリル、あるいは排出手段(3) に設けられた閉鎖手段によって維持される固定床を用いて作用され得ることは注目に値する。
【００８１】
図６Ｂでは、流体と逆方向の流通を用いる移動床式反応容器(5) を表した。
【００８２】
すなわち、同図において、流体は、例えば触媒床(4) の中心線の全長に沿って実際には配置される拡散器（ディフューザー）(33)を用いて触媒床(4) に入る。流体透過性の壁(1) を経て出る流体は、触媒床(4) の周囲で収集されて、ついで１つまたは複数の導管(9) を経て反応容器(5) から排出される。
【００８３】
図６Ｃでは、移動床式反応容器(5) 内で、触媒床(4) は同心の２つの壁(10)および壁(11)によって範囲を限定されており、流体は、流体が周囲に向けて導入される空間(9) から触媒床(4) を横断して、外側グリル(10)を経てまた出ていき、ついで反応容器(5) の外壁(7) とグリル(10)との間で収集される。排出手段(3) は、グリル(10)の付近に、有利には後に定義される距離に従って配置される。
【００８４】
この図６Ｃの場合には、円錐形状壁(6) は、上方に向けられた円錐体の頂点を有し、頂点は、導管(9) 内に通じており、円錐体は、導管から排出手段(3) に向けて朝顔形に拡がっているのが注目される。
【００８５】
本明細書において示された全実施態様においては、触媒床(4) が、環形状断面を有する立体内に位置する場合には、触媒床(4) は、有利には選ばれた距離に、触媒床(4) の底部(2) に位置する排出手段(3) を構成するいくつかの導管（少なくとも２つ）を用いて取り出される。
【００８６】
従って、凸部および凹部の方向は傾斜していなければならない。排出手段(3) が、触媒床(4) の区域の余り周囲には存在しない場合には、流れが容易になることが証明できた。
【００８７】
排出手段(3) の中心線と、流体の排出に役立つ触媒床(4) の外側壁との間の半径方向の最大距離は、０．７５ｅ以下である。
【００８８】
ここで、ｅは触媒床(4) の内側および外側二壁の間の半径方向の距離であり、すなわち、上記壁の各々の半径の間の差である。
【００８９】
好ましい最大距離は０．５ｅ以下であり、できれば０．３ｅ以下である。
【００９０】
また触媒床(4) の範囲を確定する円筒状二壁(10)(11)を備える反応容器(5) を示す図４では、反応容器(5) 内で、固体触媒粒子は、同軸である同心の円筒状二壁(10)(11)によって範囲が確定された環形状断面を有する立体触媒床(4) 内を流下する。
【００９１】
触媒床(4) の底部(2) は、少なくとも１つの触媒粒子排出手段(3) を備える。いくつかの手段が本明細書において表示されており、これらの手段は、環形状区域と垂直に配置される。排出手段(3) の各々の中心線と、流体の出口側壁との間の距離は、大きくとも０．７５ｅである。
【００９２】
ここで、ｅは触媒床(4) の内側および外側二壁間の半径方向の距離を表わす。先の理由と同じ理由によって、好ましい距離は、大きくとも０．５ｅであり、さらにより有利には大きくとも０．３ｅである。
【００９３】
これらの全表示において、排出手段(3) を円形状断面を有する導管（ダクト）および管等によって例証した。楕円形状断面を有する導管および管等を用いても勿論良い。さらに、別の実施態様も本発明を逸脱しないで適用され得る。触媒床(4) の底部レベルの排出手段(3) の区域の面の合計は、触媒床(4) の下部区域の面より低部にあることで十分である。
【００９４】
同様に、触媒床(4) は、同じ対称軸に沿って配置された二壁間に範囲が確定された楕円形状断面または略楕円形状断面を有する立体内に位置してよく、この場合、触媒床(4) の底部(2) は少なくとも１つの排出手段(3) を備えており、排出手段(3) の中心線と、流体が排出するさい通過する触媒床(4) の壁との間の半径方向の最大距離は、０．７５ｅ以下である。ここで、ｅは触媒床(4) の内側および外側二壁間の半径方向の距離であり、好ましくは大きくとも０．５ｅであり、より有利には大きくとも０．３ｅである。
【００９５】
平行六面体状反応容器(5) の概略を示す図８では、２つの平行する平面状グリル(23)および(24)を備える壁(26)および(27)との平行六面体と称する区画の断面図が表される。この図８では、移動床(4) の固体触媒粒子(S) は垂直方向に沿って、これらのグリル間を流通する。壁(26)およびグリル(23)によって範囲が確定された空間(28)内で移動床(4) に垂直に導入された流体(F) は、触媒床(4) を横断して、壁(27)とグリル(24)との間の空間(29)内で収集され、この空間から流体は排出される。
【００９６】
従って、触媒床(4) は４つの壁によって範囲が確定された平行六面体状立体内に位置する。
【００９７】
図９は、平行六面体状反応容器(5) 内の触媒床(4) の底部(2) の１つの実施態様を示すもので、該底部(2) は単一の排出手段(3) を有し、この排出手段(3) の中心線は、平行六面体の対称図に沿って位置する。触媒床(4) の底部(2) は、少なくとも１つの排出手段(3) を備えており、この図９で表示された平行状グリルの場合には、排出手段(3) は、触媒床(4) の底部(2) の２つのグリルの間に位置する。該排出手段(3) は、グリルの１つと反対方向でよく、この場合、ひだは単一方向に沿ってのみ存在する。
【００９８】
図１０は、平行六面体状反応容器(5) 内の触媒床(4) の底部(2) のいま１つの実施態様を示すもので、上述と同様に、ひだは、４つの壁に沿って対称的に、同図に表示されるように配置されてよい。さらに触媒床(4) は、壁(23)および(24)と、他の垂直な４つの壁との間に配置されてよい。
【００９９】
なお、本発明は、例えば時間において限定される移動（例えば固定床の排出の場合）を伴う触媒床(4) の場合、およびとくに移動が永続的である場合（移動床の場合）の触媒床(4) に適用される。
【０１００】
また本発明は、より一般には区域の縮小を伴う固体触媒粒子の下降流に適用され得る。
【０１０１】
また本発明は、平均粒子径０．１〜６ｍｍ、好ましくは１．５〜３．５ｍｍ、さらには１．５〜３．２ｍｍの固体触媒粒子の場合にとくに適用される。
【０１０２】
これらは、通常、球状形態の触媒粒子であるが、他のあらゆる形態、とくに押出しにより形成された触媒粒子のような円筒状または擬似円筒状形態の触媒粒子であっても良い。
【０１０３】
本発明の実施は、移動床接触反応容器(5) 、とくに接触リホーミング反応器に適用される。
【０１０４】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、触媒の存在下に化学反応が行なわれる反応容器であって、少なくとも１つの壁によって流れの範囲が確定された少なくとも１つの触媒床および底部を備え、触媒粒子と接触する底部は、重量による触媒粒子の少なくとも１つの排出手段を備えており、さらに底部上に、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備え、凸部および凹部は、排出手段に向かう方向に沿って配置されているもので、本発明の反応容器によれば、触媒床の底部においてデッドゾーンが生じにくく、触媒床の底部における固体触媒粒子の流れを調整することができて、反応容器内を通過する各触媒粒子は、他の触媒粒子に対して遅滞することなく、あるいは先行することなく、実質的に同じ滞留時間の後に、全体が反応容器を出て、その運動がほゞ同じ状態になるようにし、触媒床の底部の触媒粒子に及ぼされる応力を方向においても強度においても改善することができて、これらの触媒粒子間の相対的な運動を容易にし、かつ規則正しくすることができ、ひいては触媒作用を最大限有効に発揮させ得るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示すもので、滑らかにされた触媒床底部と排出手段とを備えた反応容器の部分側面図である。
【図２】図１の反応容器の触媒床の底部の半分を示す部分平面図である。
【図３】触媒床底部の横断面図を示すもので、図３Ａは、滑らかにされた触媒床底部の凹部と凸部を形成する面の一例を示す断面図である。図３Ｂは、滑らかにされた触媒床底部の凹部と凸部を形成する面のいま１つの例を示す断面図である。
【図４】触媒床の範囲を確定する円筒状二壁を備える反応容器の底部の半分を示す部分平面図である。
【図５】移動床式反応容器の概略側面図である。
【図６】図６Ａは、移動床式反応容器の要部拡大部分側面図で、触媒床が流体によって半径方向に通過される１つの実施態様を示すものである。
図６Ｂは、同要部拡大部分側面図で、触媒床が流体によって半径方向に通過されるいま１つの実施態様を示すものである。
図６Ｃは、移動床式反応容器の水平断面図で、触媒床が流体によって半径方向に通過されるさらにいま１つの実施態様を示すものである。
【図７】移動床式反応容器の水平断面図で、区域に分割された触媒床を示している。
【図８】平行六面体状反応容器の概略斜視図である。
【図９】平行六面体状反応容器内の触媒床の底部の１つの実施態様を示す水平断面図である。
【図１０】平行六面体状反応容器内の触媒床の底部のいま１つの実施態様を示す水平断面図である。
【符号の説明】
１ 円筒状壁
２ 底部
３ 触媒粒子排出手段
４ 触媒床
５ 反応容器
６ 円錐形状壁（グリル）
７ 円筒状壁
８ 反応容器の底部
９ 中央収集器（中央収集導管）
１０ 外側グリル
１１ 内側グリル
１２ 閉鎖手段
Ｓ 固体触媒粒子
Ｆ 流体
２１ 仕切壁（隔壁）
２３ 平面状グリル
２４ 平面状グリル
２６ 壁
２７ 壁
２８ 空間
２９ 空間
３０ 面
３１ 面
３２ 面
Claims (16)
- 上壁部(16)にある少なくとも１つの開口部を経て導入される固体触媒粒子の移動床の存在下に化学反応が行なわれる反応容器(5) であって、
少なくとも１つの壁によって流れの範囲が確定された少なくとも１つの触媒床(4) および底部(2) を備え、触媒粒子と接触する底部(2) は、重量による触媒粒子の少なくとも１つの排出手段(3) を備えており、さらに底部(2) 上に、ひだを形成する凸部および凹部の連続形状部を備え、凸部および凹部は、排出手段(3) に向かう方向に沿って配置され、排出手段(3) は閉鎖手段を備えず、該底部において移動床粒子の永続的な下降流を可能ならしめていることを特徴とする反応容器。 - 凸部と凹部との連続形状部が、面(30)(31)の集合によって形成されることを特徴とする、請求項１記載の反応容器。
- 面(30)(31)が、四角形状、長方形状、台形状、実質的に台形状、または平行四辺形状の形態であることを特徴とする、請求項２記載の反応容器。
- 中間筋と称する少なくとも１つの面(32)が、少なくとも１つの凹部のレベルに設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒床(4) が、壁(1) によって範囲を定められた断面円形状または断面楕円形状を有する立体内に位置し、触媒床(4) の底部(2) が、少なくとも１つの排出手段(3) を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒床(4) が、同じ対称軸に沿って配置された２つの壁の間に範囲が確定された断面環形状または断面楕円形状を有する立体内に位置し、触媒床(4) の底部(2) が、少なくとも１つの排出手段(3) を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の反応容器。
- 排出手段(3) が、該排出手段(3) の中心線と、流体の排出に役立つ触媒床(4) の壁との間の半径方向の距離が０．７５ｅ以下になるように位置しており、ｅは内側および外側二壁の間の半径方向の距離であることを特徴とする、請求項６記載の反応容器。
- 距離が大きくとも０．５ｅであることを特徴とする、請求項７記載の反応容器。
- 距離が大きくとも０．３ｅであることを特徴とする、請求項７記載の反応容器。
- 触媒床(4) が、４つの壁によって範囲が確定されかつ対称面を示す平行六面体状立体内に位置し、触媒床(4) の底部(2) が、少なくとも１つの排出手段(3) を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒床(4) が反応容器(5) の底部(2) 上に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒床(4) を流れる少なくとも１つ流体が、触媒粒子全体の流れ方向とは異なる横断方向に主として流されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の反応容器。
- 接触リホーミング用反応器に用いることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒床(4) を区域に仕切る少なくとも１つの隔壁を備えることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒粒子が平均粒子径０．１〜６ｍｍを有することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の反応容器。
- 触媒粒子が平均粒子径１．５〜３．５ｍｍを有することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の反応容器。
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