JP5935016B2 - 触媒分離装置 - Google Patents
触媒分離装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5935016B2 JP5935016B2 JP2011189501A JP2011189501A JP5935016B2 JP 5935016 B2 JP5935016 B2 JP 5935016B2 JP 2011189501 A JP2011189501 A JP 2011189501A JP 2011189501 A JP2011189501 A JP 2011189501A JP 5935016 B2 JP5935016 B2 JP 5935016B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- reactor
- gas
- partition plate
- flow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
このような触媒分離装置として、例えば特許文献1に記載されたものがある。この触媒分離装置を図5により説明する。
図5に示す触媒分離装置1において、耐高圧性であって略円筒状でカプセル状の反応器2内に反応液3が上部付近まで溜められて液面が形成されており、反応液3内には例えば微粒状の触媒4が分散されてスラリー状とされている。反応器2の略半球状の下端部分には原料ガス6を供給する供給管7が挿入され、供給管7は原料ガス6のガス分配器8に接続されている。
そして、反応器2内において、反応液3の液面近くに反応後の生成液から触媒4を分離するための触媒分離フィルター10が濾過器として複数配列され、触媒分離フィルター10は排出管11を経由して触媒4を分離した生成液を外部に排出させるようになっている。スラリー床9のうち、触媒分離フィルター10の下部には冷却水を流通させるための冷却管12が垂直方向の管群として配列されている。
また、スラリー床9では、ガス反応器8から吐出されてなる原料ガス6の気泡の上昇流によって反応液3と触媒4を含むスラリーの上昇流を反応器2内の中央領域で生じさせ、液面近くで外側に反転して外側領域での下降流となる。更に、ガス分配器8の気泡流によって再び中央領域での上昇流に変換させられる。
また、触媒と生成液を分離する濾過器としての触媒分離フィルター10は、反応液3と原料ガス6と触媒4が反応をするスラリー床9の上方部分に設けられたため、触媒分離フィルター10の設置領域では原料ガス6が残存している。そのため、原料ガス6による反応が継続しており、触媒分離フィルター10に生成して付着する緻密なケーキ層は未反応の反応液3と触媒4を含むためにスラリー床9よりも高効率反応を起こすことになる。例えば、発熱反応の場合には、上述したケーキ層及び触媒分離フィルター10が加熱されて高温になり、触媒シンタリングやフィルター目の焼き締まり等で目詰まりする。また、触媒分離フィルター10はフィルターの流動抵抗によって反応器2全体の流動に悪影響を与えるおそれがある。
しかも、反応器2内には、反応液3と原料ガス6と触媒4の反応が停止した後に生成液と触媒4が残留しており、これら生成液と触媒4を反応器2の外部に排出する場合、触媒分離フィルター10の設置高さまでの生成液と触媒4は抜き出し可能であるが、それより下方に残存する生成液と触媒4の残存液は触媒分離フィルター10を用いて排出させることができず、触媒を分離できないまま排出させることになるという不具合があった。
本発明によれば、反応器内でガス分配器から原料ガスの気泡を吐出して上方に気泡流を形成させることで液と原料ガスと触媒の気液固3相スラリーの混合流動を生じさせて反応させ、仕切り板に向けた下降流によって原料ガスを分離させ、更に生成液と触媒が仕切り板の開口を通過する際、そして、反応器の下端部に沿って流れ下った後に反応器の底部で上下反転して仕切り板の下側に配置された触媒分離フィルターに向かって低速で上昇する際、生成液と触媒は重力沈降によって予め分離され、更に触媒分離フィルターによって触媒と分離された生成液が排出管によって外部に排出される。
仕切り板とその下側では、仕切り板と第一の開口と第二の開口と反応器の下端部底面とによって生成液と触媒の循環流が発生する。
ライザー管に上昇するガスを流動させることで、反応器の底部から仕切り板の上側に向けて上昇流れを生成できて、仕切り板の下側に流入する生成液と触媒を循環させることができる。
筒状壁の下端より上方に触媒分離フィルターを設けたことで、筒状壁とライザー管の間の環状空間の下側に流入する生成液と触媒の流れをライザー管を通して上昇流に変換できて循環流を形成でき、しかも仕切り板から下方に流れる生成液がライザー管に向かう循環路の途中で、触媒を含む生成液の流れに液よどみを生じさせ、その領域から触媒分離フィルターへ向かう低速の上昇流を得ることができる。
生成液と触媒は仕切り板からチューブの上端入口まで上昇することでガスと触媒の一部を分離でき、そして生成液と触媒は上端入口からチューブを通して反応器の底部に沿って流下することで反応器の底部中央付近に設けたライザー管へ向けて誘導できる。このとき、チューブ下端の出口からライザー管への流れは反応器底面に沿ってスムーズになり、その領域から触媒分離フィルターに向かう低速の上昇流を得ることができる。
これによって、反応器内で上下に流動する液と触媒と原料ガスが、反応後に直接チューブの上端入口に流入することを防止できる。
これにより、ガスノズルのガス流によってライザー管に上昇流を形成し、筒状壁とライザー管の間隙に仕切り板上側から降下する生成液及び触媒をライザー管で反転させて上昇流を形成することができる。
また、仕切り板の下側には原料ガスが流れ込み難いから、仕切り板の下側に流れ込む生成液にガスが随伴する弊害を防止できる。しかも、反応器の下側に触媒分離フィルターからなる濾過器を設けることで、反応を停止させた状態で、触媒分離フィルターを設けた反応器の底部近くまで生成液と触媒を濾過分離できることになり、反応器内に残る触媒中に残留する生成液の量を少なくできる。
また、仕切り板が中央部に向けて下方に傾斜する形状であることにより、上方のスラリー流れに関しても、外側領域での下降流がガス分配器の気泡流によって再び中央領域での上昇流に反転する際の圧力損失を抑えられ、スムーズな循環量を形成することができる。
図1及び図2に示す触媒反応装置20は反応器21の下部に触媒分離装置22を設けている。触媒反応装置20に設けられた反応器21は略円筒状であって、その上下端部には略半球状の上端部21aと下端部21bがそれぞれ形成された略カプセル形状とされている。そのため、この反応器21は高温高圧下で反応液やガスの反応に耐えることができる。
反応器21内には反応用の液である反応液24が充填され、上端部21a近傍にその液面24aが形成されている。また、反応液24内には触媒として、例えば微粒状の触媒25が分散して混入されている。なお、反応液24と触媒25とでスラリーを形成し、このスラリーに後述する原料ガス28による気泡が混入して反応させられる。
そのため、冷却管路27内に冷却液を流して循環させることで、反応器21内の反応液24の温度を下げて反応に適する温度に調整できる。
そのため、ガス分配器30は、外部の図示しないタンクから原料ガス28が連通管33を通して第一及び第二環状管31、32に供給され、各ノズル31a、32aから気泡となって吐出され、上方に上昇するバブリング装置を構成する。原料ガス28の気泡の上昇流に伴って反応液24と触媒25にも上昇流が生じる。
これによって、原料ガス28の気泡と反応液24と触媒25とについて、反応器21内の中央領域で上昇流が形成され、液面24a近傍まで上昇すると外側に反転して下方に降下するという循環流が形成され、原料ガス28の気泡と反応液24と触媒25とが反応する。そして、上昇流内には未反応の原料成分が多く、反転した後の下降流内には反応生成成分が多い。この部分が触媒反応装置20を構成する。
図1及び図2に示す反応器21において、ガス分配器30の下側には略すり鉢状の仕切り板35が配設され、その外周縁は反応器21の内周面に当接している。そして、仕切り板35の中央部には例えば略円筒状の筒状壁36が形成され、筒状壁36は下端部21bに向けて略垂直方向に降下して形成されており、筒状壁36で形成する開口37を第一の開口とする。
図2において、筒状壁36の内側には、例えば略同軸上にライザー管39がその上下方向に貫通して設けられ、その上端はガス分配器30の近傍に届き、下端は筒状壁36より下方に突出しているが、引っ込んでいてもよく、或いは同じ高さにあってもよい。
一方、ライザー管39と筒状壁36との間に比較的狭く小面積のリング状空間41が形成される。このリング状空間41には、主に生成液28と触媒25を含むスラリーによる下降流が形成され、このスラリーはライザー管39を通して下降流から上昇流に反転させられる。
反応器21内において、下方に降下する原料ガス28や生成ガスの気泡を含むスラリーは、仕切り板35と屋根部45との隙間を通して屋根部45内に流入して上昇流となることで、スラリーに含まれる気泡が分離して屋根部45の気抜き穴45aから上方に抜け、気泡をほとんど含まないスラリーがダウンチューブ44の上端入口から流入することになる。
図4に示すように、触媒分離フィルター47は筒状壁36の周囲に例えば互いに接触しないようにリング状に配列され、更にその外側にも互いに非接触となるようにリング状に配列されている。そのため、これら触媒分離フィルター47は筒状壁36の周囲に二重に配列され、しかも筒状壁36の下端部より上方に位置している(図2参照)。これにより、ダウンチューブ44から排出されるスラリーから重力分離が可能な低速の液上昇流を経て触媒分離フィルター47で濾過されるので、高濃度な触媒スラリーが触媒分離フィルター47のフィルター面に吸着されることを防止する。
そして二重に配列された各触媒分離フィルター47に連結された排出管48は、仕切り板35の径方向外側に向けて反応器21の外側まで突出して配列されている。排出管48を通して生成液29と僅かに残った未反応原料成分が外部に排出される。
このとき、リング状空間41での降下流よりダウンチューブ44を流れる流量の方が多くなり、ダウンチューブ44を流れるスラリーの流量とライザー管39を上昇するスラリーの流量とはほぼ等しくなる。
先ず、反応器21内において、触媒反応装置20では、反応器21内に触媒25を分散させた反応液24を含むスラリーが液面24aまで満たされた状態で、ガス分配器30から原料ガス28を気泡としてバブリングさせて反応液24内に吐出する。すると、気泡の上昇流によって気泡を含むスラリーは中央領域での上昇流となり、液面24a近くで外側に反転して下降流となり、仕切り板35に向かう。そして、この下降流はガス分配器30の気泡による上昇流によって再度中央領域での上昇流となる循環流となる。
そして、この循環流は、液面24aとガス分配器30との間において中央領域の上昇流では、スラリー中に反応前の反応液24と触媒25と原料ガス28の気泡が多く含まれる。そして、反応液24と触媒25と原料ガス28とが反応して生成液29と生成ガスが生成され、外側領域の下降流では、スラリー中に多く含まれる生成液29と触媒25と原料ガス28及び生成ガスとが含まれる。
残ったスラリーはダウンチューブ44の上端入口からダウンチューブ44内に流入し、反応器21の下端部21bの略半球状凹曲面に沿って低速で静かに下端部21b底面中央方向に流動し、下端出口から流出する。
その結果、ライザー管39に到達する前に、一部のスラリーの流れはスムーズな底面流領域の上部によどみ空間49ができて、低流速の上昇流となる。このときスラリー中の生成液29と触媒25は重力沈降によって分離され、触媒25の濃度が薄くなった生成液29が触媒分離フィルター47へ流入する。
このような作用を繰り返すことで、触媒反応装置20での反応で生成された生成液29を含むスラリーは、触媒分離装置22のダウンチューブ44の上端入口に流入する際に原料ガス28が分離除去される。更に、生成液29と触媒25のスラリーが、ダウンチューブ44の下端出口から流出する際、スムーズな底面流領域の上部に形成されるよどみ空間49で低速で上昇する際に、触媒25を重力分離することで、触媒分離フィルター47面に吸着して除去すべき触媒25の量をできるだけ低減できるようにしたから、触媒分離フィルター47の負担を低減すると共に、逆洗の頻度を減らしたり逆洗自体をなくすことができる。
また、触媒分離フィルター47及び排出管48は、反応器21におけるガス分配器30及び仕切り板35の下方の下端部21b近傍に設けたから、従来のこの種の触媒分離装置と比較して反応器21の底部近くまで生成液29を濾過分離できて、反応器21の下部に残るスラリー中の生成液29を少なくできる。
しかも、反応器21のガス分配器30より下側の空間に触媒分離フィルター47を設置することで、反応器21での反応を終了または停止させた際に、反応器21の底部近くに設けた触媒分離フィルター47及び排出管48の高さまで生成液29と触媒25を濾過分離できるため、反応器21内に残る生成液29や触媒25を少なくできる。
また、触媒分離装置22によれば、仕切り板35とダウンチューブ44とライザー管39による循環流が形成され、しかもダウンチューブ44の上端入口の領域では屋根部45との間に上昇流が起きて原料ガス28と触媒25の一部を分離することができ、更に触媒分離フィルター47を配列した領域ではスラリーの液よどみのよどみ空間49を低速で上昇することで生成液29と触媒25とが重力沈降して分離できる。
そのため、触媒分離フィルター47では予め生成液29と触媒25が部分的に分離しているために生成液29に含まれる触媒25が少なくなり、濾過抵抗が低くケーキが形成されにくいので、効率よく生成液29から触媒25を分離して排出できる。そのため、触媒分離フィルター47への触媒吸着負荷を軽減すると共に、触媒分離フィルター47を含む反応器21の逆洗頻度を低減でき、或いは逆洗をなくすことができる。
また、本実施形態では、触媒反応装置20は、反応器21の上側に触媒分離フィルターを設けない構成としたため、反応液24と触媒25と原料ガス28からなるスラリーの上昇流と反転による下降流の全体の流れが従来の触媒反応装置よりも良好である。
例えば、上述した実施形態では、仕切り板35の外周縁近傍に小孔43を設けてダウンチューブ44を嵌挿させたが、ダウンチューブ44は必ずしも設けなくてもよく、反応器21内を降下するスラリーが仕切り板35の中央側からすり鉢状の傾斜面に沿って上昇して小孔43から仕切り板35の下側に流動するように構成してもよい。
なお、上述した実施形態では、反応器21の上側に触媒分離フィルターを設けない構成としたため、反応液24と触媒25と原料ガス28からなるスラリーの上昇流と反転による下降流の流れが良好であるが、反応器21の上側部分に触媒分離フィルターを設けてもよい。この場合、逆洗が必要になる。
21 反応器
21b 下端部
22 触媒分離装置
24 反応液
25 触媒
28 原料ガス
29 生成液
30 ガス分配器
31a、32a ノズル
35 仕切り板
37 開口
39 ライザー管
41 リング状空間
43 小孔
44 ダウンチューブ
45 屋根部
45a、46 気抜き穴
47 触媒分離フィルター
48 排出管
49 よどみ空間
Claims (6)
- 縦型略円筒形状の反応器に原料ガスを供給し、該反応器内で触媒を用いて反応液と原料ガスと触媒を反応させて生成液を得るように、前記反応器内の下方中央に原料ガスを供給するガス分配器を設け、前記ガス分配器から吐出する原料ガスは前記反応器内の中央領域を上昇し液面近くで外側に反転して下方に向かう循環流を形成させるようにした反応器に設けた触媒分離装置において、
前記ガス分配器の下側に生成液と触媒を流通させる開口を有する仕切り板を設け、該仕切り板の下側に触媒分離フィルターと排出管を設けており、
前記仕切り板は、前記開口として中央側に設けられていて触媒と生成液を上昇させる第一の開口と外周側に設けられていて触媒と生成液を降下させる第二の開口とを有し、前記第二の開口を設けた外周側から前記第一の開口を設けた中央部に向けて下方に傾斜して形成されていることを特徴とする触媒分離装置。 - 前記仕切り板は、前記第一の開口に前記反応器の底部中央から上昇するガスを供給するライザー管を設けている請求項1に記載された触媒分離装置。
- 前記仕切り板の第一の開口には前記ライザー管に沿って下方に延びる略筒状壁が形成され、該筒状壁の外周側であって該筒状壁の下端より上方に前記触媒分離フィルターと排出管が配設されている請求項2に記載された触媒分離装置。
- 前記仕切り板の外周側領域には、生成液と触媒を前記仕切り板の上側から前記反応器の底部中央に向けて流動させるように前記第二の開口にチューブが配設され、該チューブの上端入口は仕切り板より上方に突出している請求項2または3に記載された触媒分離装置。
- 前記チューブの上端入口は屋根部によって覆われている請求項4に記載された触媒分離装置。
- 前記ライザー管にガスを供給するガスノズルが設けられ、前記ガスノズルのガス流によって前記ライザー管に上昇流を形成し、前記筒状壁とライザー管の間隙に上方から下方へ生成液及び触媒の流れを形成するようにした請求項3乃至5のいずれか1項に記載された触媒分離装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011189501A JP5935016B2 (ja) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | 触媒分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011189501A JP5935016B2 (ja) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | 触媒分離装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013049029A JP2013049029A (ja) | 2013-03-14 |
JP5935016B2 true JP5935016B2 (ja) | 2016-06-15 |
Family
ID=48011558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011189501A Expired - Fee Related JP5935016B2 (ja) | 2011-08-31 | 2011-08-31 | 触媒分離装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5935016B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6229922B2 (ja) | 2013-03-12 | 2017-11-15 | スズキ株式会社 | ハイブリッド車両 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6161019U (ja) * | 1984-09-25 | 1986-04-24 | ||
US7488760B2 (en) * | 2003-07-15 | 2009-02-10 | Sasol Technology (Proprietary) (Limited) | Process for separating a catalyst from a liquid |
BRPI0920753A2 (pt) * | 2008-09-30 | 2019-09-24 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | unidade de reacao de sintese de composto hidrocarboneto e metodo operacional da mesma |
BRPI1009483B1 (pt) * | 2009-03-19 | 2018-05-15 | Japan Oil, Gas And Metals National Corporation | Sistema de separação de catalisador |
-
2011
- 2011-08-31 JP JP2011189501A patent/JP5935016B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013049029A (ja) | 2013-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7919536B2 (en) | Slurry bed loop reactor and use thereof | |
CN104549060B (zh) | 一种浆态床环流反应器及应用以及生产过氧化氢的方法 | |
KR102017903B1 (ko) | 고체 분리 장치를 포함하는 정화기 및 폐수 정화 방법 | |
RU2566406C2 (ru) | Суспензионный аппарат | |
US10376855B2 (en) | Internal loop airlift reactor for process intensification integrating reaction and separation | |
CN104549066B (zh) | 一种浆态床内环流反应装置及应用和生产过氧化氢的方法 | |
CN105939781B (zh) | 运行中的三相浆态鼓泡塔反应器的关闭方法 | |
RU2018140981A (ru) | Способ осуществления гетерогенно-катализируемой реакции | |
EP2938416B1 (en) | Apparatus and method for separation of oil from oil-containing produced water | |
CN102267767B (zh) | 一种尾矿污水快速处理系统 | |
CN201253505Y (zh) | 一种气提式连续砂滤装置 | |
US3698876A (en) | Vapor liquid separation apparatus | |
TW200920465A (en) | Multi-phase reactor bottom | |
JP6317249B2 (ja) | 沈砂分離装置 | |
CN104549065B (zh) | 一种浆态床环流反应器及应用和一种生产过氧化氢的方法 | |
JP5935016B2 (ja) | 触媒分離装置 | |
RU2505524C2 (ru) | Реактор окисления параксилола для получения терефталевой кислоты | |
KR20100031671A (ko) | 과립 베드를 포함하는 엔클로져 및 이 엔클로져에서 상승류로 순환하는 기상 및 액상 분배 방법 | |
BRPI0410365B1 (pt) | Processo para produzir produtos liquidos e, opcionalmente, produtos gasosos a partir de reagentes gasosos | |
CN105731641B (zh) | 一种3米以上大径内循环厌氧反应器 | |
CN205367868U (zh) | 环式填料污水反硝化处理装置 | |
JP2010248449A (ja) | ガスハイドレート製造方法及び装置 | |
US20120020847A1 (en) | Retention Of Solid Powder Catalyst By In-Situ Cross Flow Filtration In Continuous Stirred Reactors | |
CN208356491U (zh) | 一种氨法脱硫亚硫酸铵的氧化装置 | |
KR101690978B1 (ko) | 제트루프 유동층 반응기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140715 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150908 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5935016 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |