JP4249295B2 - 反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油精製プラントや化学プラント等の反応塔等内に融着固化した使用済みの触媒を抜出す反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
石油精製プラントや化学プラント等では、化学反応を促進させるために、各種の触媒が利用されている。この触媒は、原料流体を流通させる反応器の内部に充填することにより使用される。
このような触媒は、炭化物、金属等の堆積に基づく被毒による活性の低下、機械的強度の低下による破砕、および機器の修繕あるいは検査等のため、反応器から抜出す必要がある。この触媒の抜出し作業は、プラント稼働停止期間を最小に抑える必要から工期を短縮するように行われなければならない。
【０００３】
また、使用中の触媒は還元性雰囲気にあるものが多く、これを触媒交換のために大気に開放すると、触媒の使用中に付着した炭化物、硫黄等が触媒の酸化のため発熱する可能性があり、それに伴い発生する種々の悪条件の人体への影響、さらには、触媒の粉塵による人体への影響等を防止しながら適切な抜出し作業をしなければならない。
また、大型の反応器においては、触媒の酸化による発火等を防止するために反応機内に窒素ガスを供給し、窒素ガス雰囲気下で作業を行うこともある。
【０００４】
従来、反応器から触媒を抜出す形式として、（１）作業者が、まず、反応器の触媒抜出し口を開放し、内部の触媒を抜出せるか否か検査し、反応器の下部に設けられている触媒抜出し口から抜出せるときはそこから抜出す形式と、（２）触媒が固結していて、触媒抜出し口から抜出せないような場合に、反応器のトップのマンホールよりバキューム抜出しを行う形式とが知られている。
【０００５】
（２）のバキューム抜出し形式では、バキューム抜出し作業に先立ち、重油等の被反応原料を抜き取った後、固結している触媒をスコップ等により、特に固い場合は、エア、油圧等で駆動されるピック等を用いて粉砕する。そして、粉砕して粉体状となった触媒を、例えばバキューム吸引ホースにてマンホール側より吸い込み、ホッパ等に排出するような構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反応器内の触媒は固結した状態とはいえ、大気に開放すると、触媒に付着した炭化物等が酸化、発熱するおそれもあり、反応器内の温度が高く作業が困難となる。また、窒素ガス雰囲気下での作業のこともあるため、反応器内での作業が困難となる。そのため、反応器内の触媒の抜出し作業に多くの時間がかかり、作業効率が悪く、ひいては、プラントの停止時間を長引かせる原因となっている。
【０００７】
また、従来のバキューム抜出し形式では、まず、触媒抜出し口を開放して、そこから排出できるか否か検査し、できないときは、段取り替えして上部のマンホールからバキューム吸引ホースにて抜出し作業を行わなければならないので、二度手間となって効率が悪い。さらに、粉砕しながらバキューム吸引ホースで吸引しているが、そのためには、ある程度細かく粉砕する必要があり、その上、粉砕した場所までバキューム吸引ホースを引っ張って行かなくてはならず、作業者も複数必要となり、作業効率が悪いという問題がある。
【０００８】
また、従来のバキューム抜出し形式では、特殊なバキューム装置が必要となるので、その分の経費が余分にかかるものとなっている。
さらに、触媒の再使用に際しては、従来のバキューム抜出し形式では、触媒が猛烈なスピードで吸引されるため、触媒が破砕されることが多く、これにより、おおよそ２０％の触媒のロスが生じており、歩留まりが悪いという問題もある。
【０００９】
本発明の目的は、作業効率を向上させることができるとともに、バキューム装置のような特殊な装置を必要とせず、かつ、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応塔内から使用済みの触媒を抜出すために、粉砕した触媒を、重力を利用して落下させて抜出すものである。
具体的には、本発明に係る請求項１に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内触媒の抜出し装置であって、一部が前記反応塔内に鉛直方向に設けられるとともに残部が前記反応塔内から反応塔外に延び、かつ、内部が、粉砕された前記触媒の落下通路となった触媒抜出し部材を備え、この触媒抜出し部材の上端は前記触媒の最上面近傍に配置され、前記触媒抜出し部材は、複数本のパイプ部材を接続して構成されることを特徴とするものである。
【００１１】
以上において、触媒抜出し部材は、細かく粉砕された触媒だけを抜出せるだけでなく、ある程度の固まりの触媒でも通過させて抜出せる内径大きさを有するパイプ部材であることが好ましく、可能であれば１本の部材でもよいが、設置、取り扱いが容易なように、所定長さに分割されていることが好ましい。また、触媒抜出し部材は、再使用が可能なように、腐蝕しにくいステンレス製とすることが好ましいが、対腐蝕施工を施した通常の鋼管製としてもよい。さらに、触媒と一緒に粉砕できるセラミック製、土管、コンクリート製としてもよく、あるいは、簡単に処理できる紙製としてもよい。また、曲げ等自在なため、設置や取り出しが容易なように、耐熱性の合成樹脂製のパイプを使用してもよい。
【００１２】
このような本発明においては、反応塔内の触媒は、粉砕された後、反応塔内に設けられた触媒抜出し部材内に投入され、落下により抜出される。粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。
さらに、粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、触媒を粉砕する人と、その触媒をバキューム装置で吸引する人とを必要とするバキューム方式に比べて、少ない人数ですみ、バキューム方式での人数の作業者なら、それぞれが触媒を粉砕して投入できるので、単純に２倍の作業を行え、この意味からも作業効率の向上を図ることができる。
また、ある程度の大きさに粉砕された触媒は、触媒抜出し部材内に投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる。
【００１３】
しかも、本発明においては、複数本のパイプ部材を接続しているので、触媒抜出し部材を形成できる。各パイプ部材は取り扱いやすいので、触媒抜出し部材の設置、取り外しが容易となる。
【００１４】
本発明に係る請求項２に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１に記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材の接続は、一方のパイプ部材の上端膨出部に形成された嵌合部に他方のパイプ部材の下端膨出部に形成された差込み部を嵌め込んで行われ、嵌合部は、一方のパイプ部材の内径に続き形成された内側リング部と、外径に続く外側リング部と、これらのリング部の間に形成される溝部とを含み形成され、差込み部は、他方のパイプ部材の下端膨出部に形成され内側リング部の上面と当接可能な第１当接部と、この当接部から下方に突出し前記溝内に挿通される突出部と、外側リング部の上面と当接可能な第２当接部とを含み形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
以上において、嵌合部の内側リング部と外側リング部とは、同一平面上に位置していてもよく、互いに異なった平面上に位置していてもよい。また、他方のパイプ部材の突出部の先端面と一方のパイプ部材の溝部の底面との間は、その間にガスケット等を詰め込めるような隙間となっていることが好ましい。
このような本発明においては、一方のパイプ部材の嵌合部に他方のパイプ部材の差込み部を嵌め込んでパイプ部材同士の接続が行われるので、接合部が入れ子状になり、パイプ部材内部の機密性が確保される。従って、触媒用の重油等のプロセス流体がパイプ部材内部に流入することを防止でき、その結果、プロセス流体と触媒とが本来の働きを行え、触媒の機能が充分に活用される。
【００１６】
本発明に係る請求項３に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項２に記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材の接続部には、当該パイプ部材の内外の圧力差によりパイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止する気密保持部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
以上において、気密保持部材としては、例えば、パッキン、ガスケット等であり、このような気密保持部材は、パイプ部材の接続部の突出部と溝部との隙間に収納されることが好ましい。
このような本発明においては、各パイプ部材の接続部に気密保持部材が設けられているので、パイプ部材の内外の圧力差が少なくなる。その結果、パイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止することができるので、プロセス流体と触媒とが本来の働きを行え、触媒の機能が充分に活用される。
【００１８】
本発明に係る請求項４に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材の内部には、当該パイプ部材の内外の圧力差によりパイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止する触媒より密度の大きな高密度部材が充填されていることを特徴とするものである。
【００１９】
以上において、高密度部材としては、触媒より密度の大きなものであれば何でもよいく、例えば、砂やセラミックサンド等が挙げられる。
このような本発明においては、各パイプ部材の内部に高密度部材が充填されることにより、パイプ部材の内外の圧力差が少なくなる。その結果、パイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止することができるので、プロセス流体と触媒とが本来の働きを行え、触媒の機能が充分に活用される。
【００２０】
本発明に係る請求項５に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材には、それぞれのパイプ部材を吊り上げ可能な吊り部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
以上において、吊り部材は、ナット状のものを固着しておいて、これに棒状部材を係合させ、その棒をワイヤ等で引っかけて吊り上げる形式、リング状部材を揺動自在に取り付け、それにワイヤ等に取り付けられたフックを引っかけて吊り上げる形式等、どのような形式でもよい。
このような本発明においては、各パイプ部材は、吊り部材により吊り上げ可能とされるので、接続および取り外しが容易となる。
【００２２】
本発明に係る請求項６に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、反応塔の触媒抜出し部材のほぼ延長線上には、当該触媒抜出し部材が挿通可能とされるノズルが設けられていることを特徴とするものである。
【００２３】
このような本発明においては、触媒抜出し部材を取り外す際、その触媒抜出し部材のほぼ延長線上のノズルから取り出せばよいので、反応塔内で触媒抜出し部材を横方向に移動させたりしなくてよく、触媒抜出し部材の取り外し作業がスムーズとなる。
【００２４】
本発明に係る請求項７に記載の反応塔内触媒の抜出し方法は、使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内触媒の抜出し方法であって、反応塔内に、一部が反応塔内に鉛直方向に設けられるとともに、残部が反応塔内から反応塔外に延び、かつ、内部が、粉砕された触媒の落下通路となった複数本のパイプ部材を接続して構成された触媒抜出し部材を設け、粉砕した触媒を最上段のパイプ部材から投入し、触媒の上面が下がるに連れ、順次、接続されたパイプ部材のうちの上部のパイプ部材を取り外し、上面が触媒の上面に対応するパイプ部材から破砕した触媒を投入して、反応塔内部の触媒を抜出すことを特徴とするものである。
【００２５】
このような本発明においては、反応塔内の触媒は、粉砕された後、反応塔内に設けられた触媒抜出し部材内に投入され、落下により抜出される。粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。
さらに、粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、触媒を粉砕する人と、その触媒をバキューム装置で吸引する人とを必要とするバキューム方式に比べて、少ない人数ですみ、バキューム方式での人数の作業者なら、それぞれが触媒を粉砕して投入できるので、単純に２倍の作業を行え、この意味からも作業効率の向上を図ることができる。
また、ある程度の大きさに粉砕された触媒は、触媒抜出し部材内に投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係る反応塔内触媒の抜出し装置（以下、単に抜出し装置という）１０は、２種以上の物質を定められた温度、圧力条件で反応させる反応塔１に設けられており、この反応塔１は、第１の仕切板２、第２の仕切板３、および第３の仕切板４により仕切られた上段ベッド５、中間ベッド６および下段ベッド７からなる三層構造となっている。そして、中間ベッド６および下段ベッド７には、所定の触媒５０が充填されるようになっている。
【００２７】
この反応塔１の上部にはマンホール１Ａが、下部には触媒抜出し用ノズル２２が設けられている。また、反応塔１内の触媒抜出し作業において、内部の触媒が固結しているときは、その触媒に酸化防止の皮膜を形成するために、マンホール１Ａから油またはケミカルが注入され、その後、固結した触媒を粉砕するためにエアピックを使用する際は、導圧ホースが差し入れられるようになっている。
【００２８】
前記抜出し装置１０は、内部が、粉砕された触媒の落下通路となった触媒抜出し部材としての抜出しパイプ１１を備えて構成されている。この抜出しパイプ１１は、反応塔１の径方向ほぼ中心部に鉛直に配置され、その上端が、上段ベッド５に充填された触媒５０の最上面近傍に位置し、そこから下方に鉛直に延び、下端はほぼ４５°折り曲げられて、反応塔１の外側に突出して設けられている。
【００２９】
抜出しパイプ１１は、複数種類のパイプ部材１２〜１４、およびパイプ受け部材１５を順次接続して形成されている。
すなわち、最上部に設けられる上部用パイプ部材１２、折り曲げ部の接続用パイプ部材１４、これらのパイプ部材１２と１４との間に接続される中間用パイプ部材１３、下端に設けられるパイプ受け部材１５、これら１３と１５との間に接続される上記中間用パイプ部材１３を順次接続して形成されている。そして、各パイプ部材１２〜１４およびパイプ受け部材１５は、例えばステンレス製となっており、また、それぞれの長さ寸法は、例えば、１ｍ〜２ｍ程度に形成されている。
【００３０】
図２に示すように、上部用パイプ部材１２の上端には、当該パイプ部材１２の本体部１２Ａの上端外周に取り付けられた下フランジ１８と、この下フランジ１８と容易に着脱可能に係合する上フランジ１９とが取り付けられ、パイプ部材１２の本体部１２Ａの下端は、一部外径が下方に向かって拡がる円錐形状の膨出部１２Ｂとされ、その下端部には、膨出部１２Ｂの厚さのほぼ１／３の厚さ寸法のリング状の突出部１２Ｃが形成されている。突出部１２Ｃの内側にはパイプ部材１２の内径に続く第１当接部である段付き部１２Ｄが形成され、突出部１２Ｃの外側には、当該突出部１２Ｃの端面と段付き部１２Ｄの面との中間の高さ位置となった第２当接部である外側段付き部１２Ｅが形成されている。そして、ここにおいて、これら突出部１２Ｃ、段付き部１２Ｄおよび外側段付き部１２Ｅを含み差込み部１６が構成されている。
【００３１】
このような上部用パイプ部材１２の本体部１２Ａの上部には、外周３〜４箇所に取り付けられて吊り部材としての吊り具２６が設けられている。この吊り具２６の内部には、水平方向に雌ねじが切られ、この雌ねじにフック等の雄ねじ部を螺合させ、フック等にワイヤ等を引っかけて上部用パイプ部材１２を吊り上げるようになっている。
【００３２】
中間用パイプ部材１３は、図３示すように、本体部１３Ａの上端および下端に、上記膨出部１２Ｂと同様の形状の膨出部１３Ｋ、１３Ｂを有し、このうち、下端の膨出部１３Ｂには、上記パイプ部材１２の突出部１２Ｃ、段付き部１２Ｄ、および外側段付き部１２Ｅとまったく同様の構造となった突出部１３Ｃ、段付き部１３Ｄ、および外側段付き部１３Ｅが形成されている。そして、ここにおいて、これら突出部１３Ｃ、段付き部１３Ｄ、および外側段付き部１３Ｅを含み差込み部１６が構成されている。
【００３３】
また、上端の膨出部１３Ｋには、上記膨出部１３Ｂの段付き部１３Ｄの面と当接可能な内側リング部１３Ｌと、外側段付き部１３Ｅの面と当接可能な外側リング部１３Ｍと、両者１３Ｌ、１３Ｍの間に形成された溝部１３Ｎが形成されている。そして、ここにおいて、これら内側リング部１３Ｌ、外側リング部１３Ｍ、および溝部１３Ｎを含み嵌合部１７が構成されている。また、このような本体部１３Ａの上部にも、前記吊り具２６が設けられている。
【００３４】
前記接続用パイプ部材１４は、図４示すようにエルボ状に形成され、本体部１４Ａと、本体部１４Ａの両端の膨出部１４Ｂおよび膨出部１４Ｋを有し、膨出部１４Ｂには、中間用パイプ部材１３の各部と同様の形状の突出部１４Ｃ、段付き部１４Ｄ、および外側段付き部１４Ｅが形成されている。
また、膨出部１４Ｋには、中間用パイプ部材１３の各部と同様の形状の内側リング部１４Ｌと、外側リング部１４Ｍと、溝部１４Ｎが形成されている。そして、このような本体部１４Ａの上部にも、吊り具２６が設けられている。
【００３５】
パイプ受け部材１５は、図５に示すように丸棒等で形成され、最下端に配置される中間用パイプ部材１３の内径部と係合する本体部１５Ａと、この本体部１５Ａの軸方向一端、かつ、外側に形成され中間用パイプ部材１３の外側段付き部１３Ｅと係合する外側リング部１５Ｂ、両者１５Ａ、１５Ｂの間の溝部１５Ｃを有して形成されている。そして、このようなパイプ受け部材１５は、上フランジ２３に固着されている。この上フランジ２３は、前記触媒抜出し用ノズル２２に取り付けられた下フランジ２１に着脱可能に取り付けられ、このノズル２２は、反応塔１に設けられている。なお、パイプ受け部材１５に差し込まれる中間用パイプ部材１３のうち、反応等１の内径部においてノズル２２への入り口部２９と対応するパイプ部材１３の途中には、入り口部２９に引っかかるストッパ２７が取り付けられている。また、入り口部２９において、パイプ部材１３の外周には、ガスケット３２が詰め込まれている。
【００３６】
前記第２、第３の仕切板３、４の部位には、図７に示すように、それぞれの仕切板３、４に支持されて外筒２８が設けられている。この外筒２８は設けなくてもよいが、設けた場合には、その内部に上部用パイプ部材１２と中間用パイプ部材１３、あるいは中間用パイプ部材１３が挿通されている。このため、外筒２８は中間用パイプ部材１３等の倒れ防止用のカバーの役割を担っていることになる。
【００３７】
各パイプ部材同士の接合状態は、図６に示すように、差込み部１６を嵌合部１７に差し込むことによって行われる。
すなわち、上部用パイプ部材１２の下部膨出部１２Ｂの突出部１２Ｃを中間用パイプ部材１３の溝部１３Ｎ内に差し込んで行う。このとき、上部用パイプ部材１２の段付き部１２Ｄと中間用パイプ部材１３の内側リング部１３Ｌの上端面とが当接し、上部用パイプ部材１２の外側段付き部１２Ｅと中間用パイプ部材１３の外側リング部１３Ｍの上端面とが当接し、上部用パイプ部材１２の突出部１２Ｃと中間用パイプ部材１３の溝部１３Ｎの底面との間には、わずかな隙間が形成されるようになっており、この隙間には、機密保持部材であるガスケット２５が詰め込まれるようになっている。なお、各パイプ部材同士の接合状態はすべての接合部で同じなので、上部用パイプ部材１２と中間用パイプ部材１３との接合で説明してある。
【００３８】
ここで、パイプ部材１２、１３同士の接合は、段付き部１２Ｄ、突出部１２Ｃ、および外側段付き部１２Ｅのそれぞれの高さ位置が異なっており、入れ子状に接合され、かつ、その入れ子状内にガスケット２５も詰め込まれているので、パイプ部材１２等の、つまり、抜出しパイプ１１の高気密性が保持される。そのため、抜出しパイプ１１の外部と内部との圧力差が小さくなるので、触媒に供給されるプロセス流体（重油等の原料流体）が抜出しパイプ１１の内部に流入する（バイパス）ことがなくなる。
【００３９】
図８に示すように、上部用パイプ部材１２の上端部には、着脱自在に篩（ふるい）３０が被せられるようになっている。この篩３０は、下フランジ１８に被さる大きさのパイプ部材で形成された本体３１と、その内径に平面視十文字状に取り付けられた仕切板３２とを含んで形成されている。このような篩３０は、図示しないが、各中間用パイプ部材１３の上端部にも被さるようになっており、また、外筒２８の上端部にも被さるようになっている。
従って、仕切板３２で仕切られた１／４以下の大きさの触媒の固まりしか上部用パイプ部材１２を通過できないことになる。逆にいえば、篩３０を通過した触媒は、上部用パイプ部材１２を含む抜出しパイプ１１の内部に詰まることなく落下し、抜出される。
【００４０】
このようにして各パイプ部材１２〜１４およびパイプ受け部材１５を接続して抜出しパイプ１１を設けた後、この抜出しパイプ１１の内部には、図２に示すように、砂あるいはセラミックサンド等、触媒よりも高密度の部材５１が、上部用パイプ部材１２の上フランジ１９を開いて投入することで充填される。
【００４１】
次に、このような抜出しパイプ１１を使用して、反応塔１内の触媒の抜出し方法を説明する。
まず、反応塔１内に、それぞれの接続部にガスケット２５を詰めて、各パイプ部材１２〜１４およびパイプ受け部材１５を接続して抜出しパイプ１１を設けた後、上部用パイプ部材１２の上フランジ１９を開き、砂あるいはセラミックサンド等を投入し、上フランジ１９を締めておく。
【００４２】
反応塔１内に触媒５０が充填され、かつ、所定の運転が行われた後、触媒の交換等のために触媒の抜出し作業に取りかかる際、作業者は反応塔１内に入り、抜出し作業に適した状態であることの確認後（例えば、触媒温度が５０℃以下となっていること等）、スコップやエアピック等で、反応塔１内の触媒の固まりを破壊する。この際、予め触媒抜出し用ノズル２２の上フランジ２３を開き、抜出しパイプ１１内の砂あるいはセラミックサンド５１等を抜出しておき、上部用パイプ部材１２の上フランジ１９を取り外す。そして、上部用パイプ部材１２に篩３０を被せる。
【００４３】
次に、上段ベッド５内の破壊した触媒を、篩３０を通して抜出しパイプ１１内に投入する。作業を続けて上側中間ベッド５内の触媒をある程度の深さまで処理した後、上部用パイプ部材１２に接続された中間用パイプ部材１３の上端面近傍の位置まで達したら、上部用パイプ部材１２を、吊り具２６にワイヤ等を引っかけて吊り上げ、中間用パイプ部材１３から取り外すとともに、マンホール１Ａから抜出す。
【００４４】
上に述べたような作業を繰り返し、所定高さの中間用パイプ部材１３を順次取り外し、下側中間ベッド６、下段ベッド７内の破壊した触媒を篩３０を通して抜出しパイプ１１内に投入し、触媒の抜出し作業を行う。
触媒の抜出し作業が終了した後は、上述と逆の手順により、触媒抜出しノズル２２の上フランジ２３を取り付けるとともに、下側から順に、中間用パイプ部材１３、接続用パイプ部材１４、中間用パイプ部材１３および上部用パイプ部材１２を取り付け、初期の状態に組み立てておき、再度、触媒を充填させ、かつ、運転を再開する。
【００４５】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
▲１▼反応塔１内の触媒を、エアピック等で粉砕した後、反応塔１内に設けられた抜出しパイプ１１内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができる。
▲２▼反応塔１内の触媒を、抜出しパイプ１１内に投入するだけで抜出すことができるので、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。
【００４６】
▲３▼粉砕した触媒を抜出しパイプ１１内に投入するだけで抜出すことができるので、触媒を粉砕する人と、その触媒をバキューム装置で吸引する人とを必要とするバキューム方式に比べて、少ない人数ですみ、バキューム方式での人数の作業者なら、それぞれが触媒を粉砕して投入できるので、単純に２倍の作業を行え、この意味からも作業効率の向上を図ることができる。
▲４▼抜出しパイプ１１内には、ある程度の大きさに粉砕された状態で触媒が投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができ、再使用の際の歩留まりが向上する。
【００４７】
▲５▼抜出しパイプ１１は、上部用パイプ部材１２、複数の中間用パイプ部材１３、接続用パイプ部材１４およびパイプ受け部材１５を接続して形成されており、各パイプ部材１２等は、取り扱いやすい大きさとなっているので、接続および取り外し作業が容易となる。
▲６▼触媒の抜出し作業において、処理が進むに連れ、触媒の上面が下がってきたときでも、その上面に対応させてそれより上にあるパイプ部材を取り外してから、触媒を投入できるので、高いところに放りあげなくてよくなり、疲労も少なく、作業効率が向上する。
【００４８】
▲７▼抜出しパイプ１１の各パイプ部材の差込み部１６と、嵌合部１７とでなる接続部は、入れ子状になっており、しかも、接続部内部にはガスケット２５が詰め込まれ、さらに、抜出しパイプ１１の内部には、砂やセラミックサンド５１が充填されているので、抜出しパイプ１１の内外の圧力差が少なくなり、パイプ１１の外部、つまり、触媒側から重油等の原料流体がパイプ１１内に流入することがなく、バイパス防止が可能となる。
【００４９】
▲８▼触媒の抜出し作業に際して、各パイプ部材１２等の上部に被せる篩３０は、十文字状に仕切板３２で仕切られているので、各パイプ部材１２等の１／４以下の大きさの触媒の固まりしか上部用パイプ部材１２を通過できないことになる。逆にいえば、篩３０を通過した触媒は、抜出しパイプ１１の内部に詰まることなく落下し、抜出し作業の効率が向上する。
【００５０】
次に、図９、１０に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態の抜出し装置１０Ａは、前記第１実施形態での抜出しパイプ１１が、反応塔１の中心部に鉛直に設けられていたものを、抜出しパイプ３１が、反応塔１の中心から外れた位置に鉛直に設けられ、その下端部のパイプ部材３３が、反応塔１の外側に鉛直に取り付けられた触媒抜出し用ノズル２２Ａ内に差込まれているものである。
この実施形態においては、パイプ受け部材１５に接続されるパイプ部材が、前記第１実施形態でのパイプ部材と異なるのみで、他の構造等はおなじである。従って、異なる部位のみ説明し、同一部材には、同一符号を付し、その説明は省略または簡略化する。
【００５１】
図１０に示すように、パイプ受け部材１５に接続される下部用パイプ部材３３は、第１実施形態の中間用パイプ部材１３とほぼ同じ形状とされ、上部膨出部３３Ｋ、内側リング部３３Ｌ、外側リング部３３および溝部３３Ｎからなる嵌合部１７と、下部膨出部３３Ｂ、突出部３３Ｃ、段付き部３３Ｄおよび外側段付き部３３Ｅからなる差込み部１６が形成されている。
そして、反応塔１の上部において抜出しパイプ３１のほぼ延長線上にノズル３５が設けられており、このノズル３５が、抜出しパイプ３１の外径よりも大きな内径となっている場合には、抜出しパイプ３１を、ノズル３５から取り出せばよい。しかし、ノズル３５が抜出しパイプ３１よりも小さい場合には、ノズル３５をずらしてマンホール１Ａから取り出せばよい。
【００５２】
このような第２実施形態でも、前記第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００５３】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、別の実施形態でもよいものである。
例えば、前記各実施形態では、各パイプ部材１２、１３等の差込み部１６の段付き部１２Ｄ、１３Ｄ等と、外側段付き部１２Ｅ、１３Ｅ等との高さ位置を異なるものとしたが、これに限らず、両者を同一高さとしてもよく、あるいは、逆としてもよい。これらの場合、相手側の内側、外側のリング部材１３Ｌ、１３Ｍの高さは、段付き部１２Ｄ、１３Ｄ等に対応する。
【００５４】
また、前記各実施形態では、抜出しパイプ１１内に、砂あるいはセラミックサンド等の高密度部材５１を充填してあるが、このことは絶対必要条件ではなく、充填しなくてもよい。しかし、充填することにより、抜出しパイプ１１内の一層の機密性を確保でき、バイパス防止をより確実に行える。
【００５５】
さらに、前記各実施形態では、反応等１は、上段ベッド５、中段ベッド６および下段ベッド７からなる三層構造となっているが、本発明の反応塔内触媒の抜出し装置１０は、二層以上の多層構造の反応塔に利用できるものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法によれば、反応塔内の粉砕した触媒を、触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。さらに、ある程度の大きさに粉砕された触媒は、触媒抜出し部材内に投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る反応塔内触媒の抜出し装置が使用される反応塔を示す全体図である。
【図２】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する上部用パイプ部材を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する中間用パイプ部材を示す縦断面図である。
【図４】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する接続用パイプ部材を示す縦断面図である。
【図５】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成するパイプ受け部材を示す縦断面図である。
【図６】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成するパイプ部材同士の接続状態を示す部分縦断面図である。
【図７】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する外筒を示す縦断面図である。
【図８】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成するパイプ部材に篩を被せる状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る反応塔内触媒の抜出し装置が使用される反応塔を示す全体図である。
【図１０】第２実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する下部用パイプ部材を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 反応塔
１０ 反応塔内触媒の抜出し装置
１１ 抜出しパイプ
１２ 上部用パイプ部材
１２Ｃ 突出部
１２Ｄ 第１当接部である段付き部
１２Ｅ 第２当接部である外側段付き部
１３ 中間用パイプ部材
１３Ｌ 内側リング部
１３Ｍ 外側リング部
１３Ｎ 溝部
１４ 接続用パイプ部材
１５ パイプ受け部材
１６ 差込み部
１７ 嵌合部
２５ ガスケット
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油精製プラントや化学プラント等の反応塔等内に融着固化した使用済みの触媒を抜出す反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
石油精製プラントや化学プラント等では、化学反応を促進させるために、各種の触媒が利用されている。この触媒は、原料流体を流通させる反応器の内部に充填することにより使用される。
このような触媒は、炭化物、金属等の堆積に基づく被毒による活性の低下、機械的強度の低下による破砕、および機器の修繕あるいは検査等のため、反応器から抜出す必要がある。この触媒の抜出し作業は、プラント稼働停止期間を最小に抑える必要から工期を短縮するように行われなければならない。
【０００３】
また、使用中の触媒は還元性雰囲気にあるものが多く、これを触媒交換のために大気に開放すると、触媒の使用中に付着した炭化物、硫黄等が触媒の酸化のため発熱する可能性があり、それに伴い発生する種々の悪条件の人体への影響、さらには、触媒の粉塵による人体への影響等を防止しながら適切な抜出し作業をしなければならない。
また、大型の反応器においては、触媒の酸化による発火等を防止するために反応機内に窒素ガスを供給し、窒素ガス雰囲気下で作業を行うこともある。
【０００４】
従来、反応器から触媒を抜出す形式として、（１）作業者が、まず、反応器の触媒抜出し口を開放し、内部の触媒を抜出せるか否か検査し、反応器の下部に設けられている触媒抜出し口から抜出せるときはそこから抜出す形式と、（２）触媒が固結していて、触媒抜出し口から抜出せないような場合に、反応器のトップのマンホールよりバキューム抜出しを行う形式とが知られている。
【０００５】
（２）のバキューム抜出し形式では、バキューム抜出し作業に先立ち、重油等の被反応原料を抜き取った後、固結している触媒をスコップ等により、特に固い場合は、エア、油圧等で駆動されるピック等を用いて粉砕する。そして、粉砕して粉体状となった触媒を、例えばバキューム吸引ホースにてマンホール側より吸い込み、ホッパ等に排出するような構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、反応器内の触媒は固結した状態とはいえ、大気に開放すると、触媒に付着した炭化物等が酸化、発熱するおそれもあり、反応器内の温度が高く作業が困難となる。また、窒素ガス雰囲気下での作業のこともあるため、反応器内での作業が困難となる。そのため、反応器内の触媒の抜出し作業に多くの時間がかかり、作業効率が悪く、ひいては、プラントの停止時間を長引かせる原因となっている。
【０００７】
また、従来のバキューム抜出し形式では、まず、触媒抜出し口を開放して、そこから排出できるか否か検査し、できないときは、段取り替えして上部のマンホールからバキューム吸引ホースにて抜出し作業を行わなければならないので、二度手間となって効率が悪い。さらに、粉砕しながらバキューム吸引ホースで吸引しているが、そのためには、ある程度細かく粉砕する必要があり、その上、粉砕した場所までバキューム吸引ホースを引っ張って行かなくてはならず、作業者も複数必要となり、作業効率が悪いという問題がある。
【０００８】
また、従来のバキューム抜出し形式では、特殊なバキューム装置が必要となるので、その分の経費が余分にかかるものとなっている。
さらに、触媒の再使用に際しては、従来のバキューム抜出し形式では、触媒が猛烈なスピードで吸引されるため、触媒が破砕されることが多く、これにより、おおよそ２０％の触媒のロスが生じており、歩留まりが悪いという問題もある。
【０００９】
本発明の目的は、作業効率を向上させることができるとともに、バキューム装置のような特殊な装置を必要とせず、かつ、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応塔内から使用済みの触媒を抜出すために、粉砕した触媒を、重力を利用して落下させて抜出すものである。
具体的には、本発明に係る請求項１に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内触媒の抜出し装置であって、一部が前記反応塔内に鉛直方向に設けられるとともに残部が前記反応塔内から反応塔外に延び、かつ、内部が、粉砕された前記触媒の落下通路となった触媒抜出し部材を備え、この触媒抜出し部材の上端は前記触媒の最上面近傍に配置され、前記触媒抜出し部材は、複数本のパイプ部材を接続して構成されることを特徴とするものである。
【００１１】
以上において、触媒抜出し部材は、細かく粉砕された触媒だけを抜出せるだけでなく、ある程度の固まりの触媒でも通過させて抜出せる内径大きさを有するパイプ部材であることが好ましく、可能であれば１本の部材でもよいが、設置、取り扱いが容易なように、所定長さに分割されていることが好ましい。また、触媒抜出し部材は、再使用が可能なように、腐蝕しにくいステンレス製とすることが好ましいが、対腐蝕施工を施した通常の鋼管製としてもよい。さらに、触媒と一緒に粉砕できるセラミック製、土管、コンクリート製としてもよく、あるいは、簡単に処理できる紙製としてもよい。また、曲げ等自在なため、設置や取り出しが容易なように、耐熱性の合成樹脂製のパイプを使用してもよい。
【００１２】
このような本発明においては、反応塔内の触媒は、粉砕された後、反応塔内に設けられた触媒抜出し部材内に投入され、落下により抜出される。粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。
さらに、粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、触媒を粉砕する人と、その触媒をバキューム装置で吸引する人とを必要とするバキューム方式に比べて、少ない人数ですみ、バキューム方式での人数の作業者なら、それぞれが触媒を粉砕して投入できるので、単純に２倍の作業を行え、この意味からも作業効率の向上を図ることができる。
また、ある程度の大きさに粉砕された触媒は、触媒抜出し部材内に投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる。
【００１３】
しかも、本発明においては、複数本のパイプ部材を接続しているので、触媒抜出し部材を形成できる。各パイプ部材は取り扱いやすいので、触媒抜出し部材の設置、取り外しが容易となる。
【００１４】
本発明に係る請求項２に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１に記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材の接続は、一方のパイプ部材の上端膨出部に形成された嵌合部に他方のパイプ部材の下端膨出部に形成された差込み部を嵌め込んで行われ、嵌合部は、一方のパイプ部材の内径に続き形成された内側リング部と、外径に続く外側リング部と、これらのリング部の間に形成される溝部とを含み形成され、差込み部は、他方のパイプ部材の下端膨出部に形成され内側リング部の上面と当接可能な第１当接部と、この当接部から下方に突出し前記溝内に挿通される突出部と、外側リング部の上面と当接可能な第２当接部とを含み形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
以上において、嵌合部の内側リング部と外側リング部とは、同一平面上に位置していてもよく、互いに異なった平面上に位置していてもよい。また、他方のパイプ部材の突出部の先端面と一方のパイプ部材の溝部の底面との間は、その間にガスケット等を詰め込めるような隙間となっていることが好ましい。
このような本発明においては、一方のパイプ部材の嵌合部に他方のパイプ部材の差込み部を嵌め込んでパイプ部材同士の接続が行われるので、接合部が入れ子状になり、パイプ部材内部の機密性が確保される。従って、触媒用の重油等のプロセス流体がパイプ部材内部に流入することを防止でき、その結果、プロセス流体と触媒とが本来の働きを行え、触媒の機能が充分に活用される。
【００１６】
本発明に係る請求項３に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項２に記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材の接続部には、当該パイプ部材の内外の圧力差によりパイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止する気密保持部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
以上において、気密保持部材としては、例えば、パッキン、ガスケット等であり、このような気密保持部材は、パイプ部材の接続部の突出部と溝部との隙間に収納されることが好ましい。
このような本発明においては、各パイプ部材の接続部に気密保持部材が設けられているので、パイプ部材の内外の圧力差が少なくなる。その結果、パイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止することができるので、プロセス流体と触媒とが本来の働きを行え、触媒の機能が充分に活用される。
【００１８】
本発明に係る請求項４に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材の内部には、当該パイプ部材の内外の圧力差によりパイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止する触媒より密度の大きな高密度部材が充填されていることを特徴とするものである。
【００１９】
以上において、高密度部材としては、触媒より密度の大きなものであれば何でもよいく、例えば、砂やセラミックサンド等が挙げられる。
このような本発明においては、各パイプ部材の内部に高密度部材が充填されることにより、パイプ部材の内外の圧力差が少なくなる。その結果、パイプ部材の外部から内部への触媒用プロセス流体の流入を防止することができるので、プロセス流体と触媒とが本来の働きを行え、触媒の機能が充分に活用される。
【００２０】
本発明に係る請求項５に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、各パイプ部材には、それぞれのパイプ部材を吊り上げ可能な吊り部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
以上において、吊り部材は、ナット状のものを固着しておいて、これに棒状部材を係合させ、その棒をワイヤ等で引っかけて吊り上げる形式、リング状部材を揺動自在に取り付け、それにワイヤ等に取り付けられたフックを引っかけて吊り上げる形式等、どのような形式でもよい。
このような本発明においては、各パイプ部材は、吊り部材により吊り上げ可能とされるので、接続および取り外しが容易となる。
【００２２】
本発明に係る請求項６に記載の反応塔内触媒の抜出し装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、反応塔の触媒抜出し部材のほぼ延長線上には、当該触媒抜出し部材が挿通可能とされるノズルが設けられていることを特徴とするものである。
【００２３】
このような本発明においては、触媒抜出し部材を取り外す際、その触媒抜出し部材のほぼ延長線上のノズルから取り出せばよいので、反応塔内で触媒抜出し部材を横方向に移動させたりしなくてよく、触媒抜出し部材の取り外し作業がスムーズとなる。
【００２４】
本発明に係る請求項７に記載の反応塔内触媒の抜出し方法は、使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内触媒の抜出し方法であって、反応塔内に、一部が反応塔内に鉛直方向に設けられるとともに、残部が反応塔内から反応塔外に延び、かつ、内部が、粉砕された触媒の落下通路となった複数本のパイプ部材を接続して構成された触媒抜出し部材を設け、粉砕した触媒を最上段のパイプ部材から投入し、触媒の上面が下がるに連れ、順次、接続されたパイプ部材のうちの上部のパイプ部材を取り外し、上面が触媒の上面に対応するパイプ部材から破砕した触媒を投入して、反応塔内部の触媒を抜出すことを特徴とするものである。
【００２５】
このような本発明においては、反応塔内の触媒は、粉砕された後、反応塔内に設けられた触媒抜出し部材内に投入され、落下により抜出される。粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。
さらに、粉砕した触媒を触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、触媒を粉砕する人と、その触媒をバキューム装置で吸引する人とを必要とするバキューム方式に比べて、少ない人数ですみ、バキューム方式での人数の作業者なら、それぞれが触媒を粉砕して投入できるので、単純に２倍の作業を行え、この意味からも作業効率の向上を図ることができる。
また、ある程度の大きさに粉砕された触媒は、触媒抜出し部材内に投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係る反応塔内触媒の抜出し装置（以下、単に抜出し装置という）１０は、２種以上の物質を定められた温度、圧力条件で反応させる反応塔１に設けられており、この反応塔１は、第１の仕切板２、第２の仕切板３、および第３の仕切板４により仕切られた上段ベッド５、中間ベッド６および下段ベッド７からなる三層構造となっている。そして、中間ベッド６および下段ベッド７には、所定の触媒５０が充填されるようになっている。
【００２７】
この反応塔１の上部にはマンホール１Ａが、下部には触媒抜出し用ノズル２２が設けられている。また、反応塔１内の触媒抜出し作業において、内部の触媒が固結しているときは、その触媒に酸化防止の皮膜を形成するために、マンホール１Ａから油またはケミカルが注入され、その後、固結した触媒を粉砕するためにエアピックを使用する際は、導圧ホースが差し入れられるようになっている。
【００２８】
前記抜出し装置１０は、内部が、粉砕された触媒の落下通路となった触媒抜出し部材としての抜出しパイプ１１を備えて構成されている。この抜出しパイプ１１は、反応塔１の径方向ほぼ中心部に鉛直に配置され、その上端が、上段ベッド５に充填された触媒５０の最上面近傍に位置し、そこから下方に鉛直に延び、下端はほぼ４５°折り曲げられて、反応塔１の外側に突出して設けられている。
【００２９】
抜出しパイプ１１は、複数種類のパイプ部材１２〜１４、およびパイプ受け部材１５を順次接続して形成されている。
すなわち、最上部に設けられる上部用パイプ部材１２、折り曲げ部の接続用パイプ部材１４、これらのパイプ部材１２と１４との間に接続される中間用パイプ部材１３、下端に設けられるパイプ受け部材１５、これら１３と１５との間に接続される上記中間用パイプ部材１３を順次接続して形成されている。そして、各パイプ部材１２〜１４およびパイプ受け部材１５は、例えばステンレス製となっており、また、それぞれの長さ寸法は、例えば、１ｍ〜２ｍ程度に形成されている。
【００３０】
図２に示すように、上部用パイプ部材１２の上端には、当該パイプ部材１２の本体部１２Ａの上端外周に取り付けられた下フランジ１８と、この下フランジ１８と容易に着脱可能に係合する上フランジ１９とが取り付けられ、パイプ部材１２の本体部１２Ａの下端は、一部外径が下方に向かって拡がる円錐形状の膨出部１２Ｂとされ、その下端部には、膨出部１２Ｂの厚さのほぼ１／３の厚さ寸法のリング状の突出部１２Ｃが形成されている。突出部１２Ｃの内側にはパイプ部材１２の内径に続く第１当接部である段付き部１２Ｄが形成され、突出部１２Ｃの外側には、当該突出部１２Ｃの端面と段付き部１２Ｄの面との中間の高さ位置となった第２当接部である外側段付き部１２Ｅが形成されている。そして、ここにおいて、これら突出部１２Ｃ、段付き部１２Ｄおよび外側段付き部１２Ｅを含み差込み部１６が構成されている。
【００３１】
このような上部用パイプ部材１２の本体部１２Ａの上部には、外周３〜４箇所に取り付けられて吊り部材としての吊り具２６が設けられている。この吊り具２６の内部には、水平方向に雌ねじが切られ、この雌ねじにフック等の雄ねじ部を螺合させ、フック等にワイヤ等を引っかけて上部用パイプ部材１２を吊り上げるようになっている。
【００３２】
中間用パイプ部材１３は、図３示すように、本体部１３Ａの上端および下端に、上記膨出部１２Ｂと同様の形状の膨出部１３Ｋ、１３Ｂを有し、このうち、下端の膨出部１３Ｂには、上記パイプ部材１２の突出部１２Ｃ、段付き部１２Ｄ、および外側段付き部１２Ｅとまったく同様の構造となった突出部１３Ｃ、段付き部１３Ｄ、および外側段付き部１３Ｅが形成されている。そして、ここにおいて、これら突出部１３Ｃ、段付き部１３Ｄ、および外側段付き部１３Ｅを含み差込み部１６が構成されている。
【００３３】
また、上端の膨出部１３Ｋには、上記膨出部１３Ｂの段付き部１３Ｄの面と当接可能な内側リング部１３Ｌと、外側段付き部１３Ｅの面と当接可能な外側リング部１３Ｍと、両者１３Ｌ、１３Ｍの間に形成された溝部１３Ｎが形成されている。そして、ここにおいて、これら内側リング部１３Ｌ、外側リング部１３Ｍ、および溝部１３Ｎを含み嵌合部１７が構成されている。また、このような本体部１３Ａの上部にも、前記吊り具２６が設けられている。
【００３４】
前記接続用パイプ部材１４は、図４示すようにエルボ状に形成され、本体部１４Ａと、本体部１４Ａの両端の膨出部１４Ｂおよび膨出部１４Ｋを有し、膨出部１４Ｂには、中間用パイプ部材１３の各部と同様の形状の突出部１４Ｃ、段付き部１４Ｄ、および外側段付き部１４Ｅが形成されている。
また、膨出部１４Ｋには、中間用パイプ部材１３の各部と同様の形状の内側リング部１４Ｌと、外側リング部１４Ｍと、溝部１４Ｎが形成されている。そして、このような本体部１４Ａの上部にも、吊り具２６が設けられている。
【００３５】
パイプ受け部材１５は、図５に示すように丸棒等で形成され、最下端に配置される中間用パイプ部材１３の内径部と係合する本体部１５Ａと、この本体部１５Ａの軸方向一端、かつ、外側に形成され中間用パイプ部材１３の外側段付き部１３Ｅと係合する外側リング部１５Ｂ、両者１５Ａ、１５Ｂの間の溝部１５Ｃを有して形成されている。そして、このようなパイプ受け部材１５は、上フランジ２３に固着されている。この上フランジ２３は、前記触媒抜出し用ノズル２２に取り付けられた下フランジ２１に着脱可能に取り付けられ、このノズル２２は、反応塔１に設けられている。なお、パイプ受け部材１５に差し込まれる中間用パイプ部材１３のうち、反応等１の内径部においてノズル２２への入り口部２９と対応するパイプ部材１３の途中には、入り口部２９に引っかかるストッパ２７が取り付けられている。また、入り口部２９において、パイプ部材１３の外周には、ガスケット３２が詰め込まれている。
【００３６】
前記第２、第３の仕切板３、４の部位には、図７に示すように、それぞれの仕切板３、４に支持されて外筒２８が設けられている。この外筒２８は設けなくてもよいが、設けた場合には、その内部に上部用パイプ部材１２と中間用パイプ部材１３、あるいは中間用パイプ部材１３が挿通されている。このため、外筒２８は中間用パイプ部材１３等の倒れ防止用のカバーの役割を担っていることになる。
【００３７】
各パイプ部材同士の接合状態は、図６に示すように、差込み部１６を嵌合部１７に差し込むことによって行われる。
すなわち、上部用パイプ部材１２の下部膨出部１２Ｂの突出部１２Ｃを中間用パイプ部材１３の溝部１３Ｎ内に差し込んで行う。このとき、上部用パイプ部材１２の段付き部１２Ｄと中間用パイプ部材１３の内側リング部１３Ｌの上端面とが当接し、上部用パイプ部材１２の外側段付き部１２Ｅと中間用パイプ部材１３の外側リング部１３Ｍの上端面とが当接し、上部用パイプ部材１２の突出部１２Ｃと中間用パイプ部材１３の溝部１３Ｎの底面との間には、わずかな隙間が形成されるようになっており、この隙間には、機密保持部材であるガスケット２５が詰め込まれるようになっている。なお、各パイプ部材同士の接合状態はすべての接合部で同じなので、上部用パイプ部材１２と中間用パイプ部材１３との接合で説明してある。
【００３８】
ここで、パイプ部材１２、１３同士の接合は、段付き部１２Ｄ、突出部１２Ｃ、および外側段付き部１２Ｅのそれぞれの高さ位置が異なっており、入れ子状に接合され、かつ、その入れ子状内にガスケット２５も詰め込まれているので、パイプ部材１２等の、つまり、抜出しパイプ１１の高気密性が保持される。そのため、抜出しパイプ１１の外部と内部との圧力差が小さくなるので、触媒に供給されるプロセス流体（重油等の原料流体）が抜出しパイプ１１の内部に流入する（バイパス）ことがなくなる。
【００３９】
図８に示すように、上部用パイプ部材１２の上端部には、着脱自在に篩（ふるい）３０が被せられるようになっている。この篩３０は、下フランジ１８に被さる大きさのパイプ部材で形成された本体３１と、その内径に平面視十文字状に取り付けられた仕切板３２とを含んで形成されている。このような篩３０は、図示しないが、各中間用パイプ部材１３の上端部にも被さるようになっており、また、外筒２８の上端部にも被さるようになっている。
従って、仕切板３２で仕切られた１／４以下の大きさの触媒の固まりしか上部用パイプ部材１２を通過できないことになる。逆にいえば、篩３０を通過した触媒は、上部用パイプ部材１２を含む抜出しパイプ１１の内部に詰まることなく落下し、抜出される。
【００４０】
このようにして各パイプ部材１２〜１４およびパイプ受け部材１５を接続して抜出しパイプ１１を設けた後、この抜出しパイプ１１の内部には、図２に示すように、砂あるいはセラミックサンド等、触媒よりも高密度の部材５１が、上部用パイプ部材１２の上フランジ１９を開いて投入することで充填される。
【００４１】
次に、このような抜出しパイプ１１を使用して、反応塔１内の触媒の抜出し方法を説明する。
まず、反応塔１内に、それぞれの接続部にガスケット２５を詰めて、各パイプ部材１２〜１４およびパイプ受け部材１５を接続して抜出しパイプ１１を設けた後、上部用パイプ部材１２の上フランジ１９を開き、砂あるいはセラミックサンド等を投入し、上フランジ１９を締めておく。
【００４２】
反応塔１内に触媒５０が充填され、かつ、所定の運転が行われた後、触媒の交換等のために触媒の抜出し作業に取りかかる際、作業者は反応塔１内に入り、抜出し作業に適した状態であることの確認後（例えば、触媒温度が５０℃以下となっていること等）、スコップやエアピック等で、反応塔１内の触媒の固まりを破壊する。この際、予め触媒抜出し用ノズル２２の上フランジ２３を開き、抜出しパイプ１１内の砂あるいはセラミックサンド５１等を抜出しておき、上部用パイプ部材１２の上フランジ１９を取り外す。そして、上部用パイプ部材１２に篩３０を被せる。
【００４３】
次に、上段ベッド５内の破壊した触媒を、篩３０を通して抜出しパイプ１１内に投入する。作業を続けて上側中間ベッド５内の触媒をある程度の深さまで処理した後、上部用パイプ部材１２に接続された中間用パイプ部材１３の上端面近傍の位置まで達したら、上部用パイプ部材１２を、吊り具２６にワイヤ等を引っかけて吊り上げ、中間用パイプ部材１３から取り外すとともに、マンホール１Ａから抜出す。
【００４４】
上に述べたような作業を繰り返し、所定高さの中間用パイプ部材１３を順次取り外し、下側中間ベッド６、下段ベッド７内の破壊した触媒を篩３０を通して抜出しパイプ１１内に投入し、触媒の抜出し作業を行う。
触媒の抜出し作業が終了した後は、上述と逆の手順により、触媒抜出しノズル２２の上フランジ２３を取り付けるとともに、下側から順に、中間用パイプ部材１３、接続用パイプ部材１４、中間用パイプ部材１３および上部用パイプ部材１２を取り付け、初期の状態に組み立てておき、再度、触媒を充填させ、かつ、運転を再開する。
【００４５】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
▲１▼反応塔１内の触媒を、エアピック等で粉砕した後、反応塔１内に設けられた抜出しパイプ１１内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができる。
▲２▼反応塔１内の触媒を、抜出しパイプ１１内に投入するだけで抜出すことができるので、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。
【００４６】
▲３▼粉砕した触媒を抜出しパイプ１１内に投入するだけで抜出すことができるので、触媒を粉砕する人と、その触媒をバキューム装置で吸引する人とを必要とするバキューム方式に比べて、少ない人数ですみ、バキューム方式での人数の作業者なら、それぞれが触媒を粉砕して投入できるので、単純に２倍の作業を行え、この意味からも作業効率の向上を図ることができる。
▲４▼抜出しパイプ１１内には、ある程度の大きさに粉砕された状態で触媒が投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができ、再使用の際の歩留まりが向上する。
【００４７】
▲５▼抜出しパイプ１１は、上部用パイプ部材１２、複数の中間用パイプ部材１３、接続用パイプ部材１４およびパイプ受け部材１５を接続して形成されており、各パイプ部材１２等は、取り扱いやすい大きさとなっているので、接続および取り外し作業が容易となる。
▲６▼触媒の抜出し作業において、処理が進むに連れ、触媒の上面が下がってきたときでも、その上面に対応させてそれより上にあるパイプ部材を取り外してから、触媒を投入できるので、高いところに放りあげなくてよくなり、疲労も少なく、作業効率が向上する。
【００４８】
▲７▼抜出しパイプ１１の各パイプ部材の差込み部１６と、嵌合部１７とでなる接続部は、入れ子状になっており、しかも、接続部内部にはガスケット２５が詰め込まれ、さらに、抜出しパイプ１１の内部には、砂やセラミックサンド５１が充填されているので、抜出しパイプ１１の内外の圧力差が少なくなり、パイプ１１の外部、つまり、触媒側から重油等の原料流体がパイプ１１内に流入することがなく、バイパス防止が可能となる。
【００４９】
▲８▼触媒の抜出し作業に際して、各パイプ部材１２等の上部に被せる篩３０は、十文字状に仕切板３２で仕切られているので、各パイプ部材１２等の１／４以下の大きさの触媒の固まりしか上部用パイプ部材１２を通過できないことになる。逆にいえば、篩３０を通過した触媒は、抜出しパイプ１１の内部に詰まることなく落下し、抜出し作業の効率が向上する。
【００５０】
次に、図９、１０に基づいて、本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態の抜出し装置１０Ａは、前記第１実施形態での抜出しパイプ１１が、反応塔１の中心部に鉛直に設けられていたものを、抜出しパイプ３１が、反応塔１の中心から外れた位置に鉛直に設けられ、その下端部のパイプ部材３３が、反応塔１の外側に鉛直に取り付けられた触媒抜出し用ノズル２２Ａ内に差込まれているものである。
この実施形態においては、パイプ受け部材１５に接続されるパイプ部材が、前記第１実施形態でのパイプ部材と異なるのみで、他の構造等はおなじである。従って、異なる部位のみ説明し、同一部材には、同一符号を付し、その説明は省略または簡略化する。
【００５１】
図１０に示すように、パイプ受け部材１５に接続される下部用パイプ部材３３は、第１実施形態の中間用パイプ部材１３とほぼ同じ形状とされ、上部膨出部３３Ｋ、内側リング部３３Ｌ、外側リング部３３および溝部３３Ｎからなる嵌合部１７と、下部膨出部３３Ｂ、突出部３３Ｃ、段付き部３３Ｄおよび外側段付き部３３Ｅからなる差込み部１６が形成されている。
そして、反応塔１の上部において抜出しパイプ３１のほぼ延長線上にノズル３５が設けられており、このノズル３５が、抜出しパイプ３１の外径よりも大きな内径となっている場合には、抜出しパイプ３１を、ノズル３５から取り出せばよい。しかし、ノズル３５が抜出しパイプ３１よりも小さい場合には、ノズル３５をずらしてマンホール１Ａから取り出せばよい。
【００５２】
このような第２実施形態でも、前記第１実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
【００５３】
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、別の実施形態でもよいものである。
例えば、前記各実施形態では、各パイプ部材１２、１３等の差込み部１６の段付き部１２Ｄ、１３Ｄ等と、外側段付き部１２Ｅ、１３Ｅ等との高さ位置を異なるものとしたが、これに限らず、両者を同一高さとしてもよく、あるいは、逆としてもよい。これらの場合、相手側の内側、外側のリング部材１３Ｌ、１３Ｍの高さは、段付き部１２Ｄ、１３Ｄ等に対応する。
【００５４】
また、前記各実施形態では、抜出しパイプ１１内に、砂あるいはセラミックサンド等の高密度部材５１を充填してあるが、このことは絶対必要条件ではなく、充填しなくてもよい。しかし、充填することにより、抜出しパイプ１１内の一層の機密性を確保でき、バイパス防止をより確実に行える。
【００５５】
さらに、前記各実施形態では、反応等１は、上段ベッド５、中段ベッド６および下段ベッド７からなる三層構造となっているが、本発明の反応塔内触媒の抜出し装置１０は、二層以上の多層構造の反応塔に利用できるものである。
【００５６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の反応塔内触媒の抜出し装置およびその触媒の抜出し方法によれば、反応塔内の粉砕した触媒を、触媒抜出し部材内に投入するだけで抜出すことができるので、作業効率を向上させることができ、また、バキューム装置のような特殊な装置が不要となり、その分の経費を軽減することができる。さらに、ある程度の大きさに粉砕された触媒は、触媒抜出し部材内に投入され、落下して抜出されるので、触媒の破砕を防止でき触媒のロスを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る反応塔内触媒の抜出し装置が使用される反応塔を示す全体図である。
【図２】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する上部用パイプ部材を示す縦断面図である。
【図３】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する中間用パイプ部材を示す縦断面図である。
【図４】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する接続用パイプ部材を示す縦断面図である。
【図５】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成するパイプ受け部材を示す縦断面図である。
【図６】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成するパイプ部材同士の接続状態を示す部分縦断面図である。
【図７】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する外筒を示す縦断面図である。
【図８】第１実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成するパイプ部材に篩を被せる状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る反応塔内触媒の抜出し装置が使用される反応塔を示す全体図である。
【図１０】第２実施形態の反応塔内触媒の抜出し装置を構成する下部用パイプ部材を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 反応塔
１０ 反応塔内触媒の抜出し装置
１１ 抜出しパイプ
１２ 上部用パイプ部材
１２Ｃ 突出部
１２Ｄ 第１当接部である段付き部
１２Ｅ 第２当接部である外側段付き部
１３ 中間用パイプ部材
１３Ｌ 内側リング部
１３Ｍ 外側リング部
１３Ｎ 溝部
１４ 接続用パイプ部材
１５ パイプ受け部材
１６ 差込み部
１７ 嵌合部
２５ ガスケット
Claims (7)
- 使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内触媒の抜出し装置であって、
一部が前記反応塔内に鉛直方向に設けられるとともに残部が前記反応塔内から反応塔外に延び、かつ、内部が、粉砕された前記触媒の落下通路となった触媒抜出し部材を備え、
この触媒抜出し部材の上端は前記触媒の最上面近傍に配置され、
前記触媒抜出し部材は、複数本のパイプ部材を接続して構成されることを特徴とする反応塔内触媒の抜出し装置。 - 請求項１に記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、前記各パイプ部材の接続は、一方のパイプ部材の上端膨出部に形成された嵌合部に他方のパイプ部材の下端膨出部に形成された差込み部を嵌め込んで行われ、前記嵌合部は、前記一方のパイプ部材の内径に続き形成された内側リング部と、外径に続く外側リング部と、これらのリング部の間に形成される溝部とを含み形成され、前記差込み部は、前記他方のパイプ部材の下端膨出部に形成され前記内側リング部の上面と当接可能な第１当接部と、この当接部から下方に突出し前記溝内に挿通される突出部と、前記外側リング部の上面と当接可能な第２当接部とを含み形成されていることを特徴とする反応塔内触媒の抜出し装置。
- 請求項２に記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、前記各パイプ部材の接続部には、当該パイプ部材の内外の圧力差によりパイプ部材の外部から内部への前記触媒用プロセス流体の流入を防止する気密保持部材が設けられていることを特徴とする反応塔内触媒の抜出し装置。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、前記各パイプ部材の内部には、当該パイプ部材の内外の圧力差によりパイプ部材の外部から内部への前記触媒用プロセス流体の流入を防止する前記触媒より密度の大きな高密度部材が充填されていることを特徴とする反応塔内触媒の抜出し装置。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、前記各パイプ部材には、それぞれのパイプ部材を吊り上げ可能な吊り部材が設けられていることを特徴とする反応塔内触媒の抜出し装置。
- 請求項１〜５のいずれかに記載の反応塔内触媒の抜出し装置において、前記反応塔の前記触媒抜出し部材のほぼ延長線上には、当該触媒抜出し部材が挿通可能とされるノズルが設けられていることを特徴とする反応塔内触媒の抜出し装置。
- 使用済みの触媒を反応塔内部から抜出す反応塔内触媒の抜出し方法であって、
前記反応塔内に、一部が前記反応塔内に鉛直方向に設けられるとともに、残部が前記反応塔内から反応塔外に延び、かつ、内部が、粉砕された前記触媒の落下通路となった複数本のパイプ部材を接続して構成された触媒抜出し部材を設け、粉砕した触媒を最上段のパイプ部材から投入し、前記触媒の上面が下がるに連れ、順次、接続されたパイプ部材のうちの上部のパイプ部材を取り外し、上面が前記触媒の上面に対応するパイプ部材から破砕した触媒を投入して、前記反応塔内部の前記触媒を抜出すことを特徴とする反応塔内触媒の抜出し方法。
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