JP6068890B2 - 触媒取り出し方法 - Google Patents

Description

本発明は、触媒が充填されているリアクター内から、触媒を外部へ取り出すための触媒取り出し方法及び該触媒取り出し方法を実施するために用いられる触媒取り出し用回転羽装置に関する。

従来、石油を精製する製油所等のリアクターでは、リアクター内に充填されている固体触媒の交換においては、リアクターの上部を開放した後、人が、リアクターの上部よりリアクター内に入り込み、内部の触媒層を細かく崩してから、崩れた触媒を、リアクターの底部近傍に付設されているドレン管から、外部へ排出することによって、触媒の取り出しが行われていた。

しかし、このような触媒の取り出し方法では、人がリアクター内に入り込んで作業をするため、非常に作業時間が長くなるという問題、また、不活性ガスの雰囲気で作業するため、危険な作業であるという問題があった。

従って、本発明の課題は、触媒が充填されているリアクターから、簡便に触媒を取り出す方法を提供することにある。

上記従来技術における課題は、以下に示す本発明により解決される。
すなわち、本発明は、触媒が充填されているリアクターの上部を開放し、触媒層の上部から下部まで中心部の触媒を取り出し、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間を作り、次いで、該触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間に、回転羽と、該回転羽が取り付けられる回転部と、該回転部を回転させるための回転手段と、該回転部及び該回転手段が設置され、上下方向に移動可能に固定部に取り付けられている可動筒部と、該可動筒部をリアクターの上部に固定するための固定部と、からなる触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部を挿入し、該リアクターの上部に、該触媒取り出し用回転羽装置を固定し、次いで、回転部を回転させることにより回転羽を回転させて該触媒層を下側から崩すと共に、崩れた触媒を、該リアクターのドレン管から排出して、該リアクター内の該触媒を外部へ取り出すことを特徴とする触媒取り出し方法を提供するものである。

本発明によれば、触媒が充填されているリアクターから、簡便に触媒を取り出す方法を提供することができる。

本発明の触媒取り出し方法の形態例が実施されるリアクターを示す模式図である。 図１のリアクターの端面図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。 本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。

本発明の触媒取り出し方法及び本発明の触媒取り出し用回転羽装置について、図１〜図１０を参照して説明する。図１〜図１０は、本発明の触媒取り出し方法の形態例を説明するための模式図である。図１は、リアクターを外側から見た図であり、図２〜図１０は、リアクターを垂直方向に切ったときの端面を示す図である。図５〜図１０では、触媒取り出し用回転羽装置を側面図で示している。

図１に示すリアクター１は、原料供給管３よりリアクター内に反応原料を供給して、リアクターの内部に充填されている固体触媒に反応原料を接触させて、反応原料の反応を行い、反応後の生成物を生成物排出管５から排出するための反応装置である。リアクター１では、リアクター１のリアクター上部フランジ２と、原料供給管側フランジ４とが、締め付けられることにより、リアクター１に原料供給管３が取り付けられており、リアクター１の下側には、生成物排出管５が取り付けられている。また、リアクター１の下部には、固体触媒を取り出すためのドレン管６が取り付けられている。なお、リアクター１で反応が行われている間は、ドレン管６は閉じられている。

図２に示すように、リアクター１の内部には、触媒１１が充填されており、触媒層１２が形成されている。この触媒層１２の下側は、リアクター１の内部下側に設置されている下側触媒層仕切り部１３により仕切られており、また、触媒層１２の上側は、リアクター１の内部上側に設置されている上側触媒層仕切り部１４により仕切られている。上側触媒層仕切り部１４には、仕切り部中心蓋１５が取り付けられている。なお、図２に示すリアクター１では、触媒層１２を形成する触媒は全て、触媒層１２の左上に示す触媒１１ように、球状、粒状、紛体状、不定形等の触媒であるが、説明及び作図の都合上、一部のみ触媒１１を記載し、それ以外の触媒１１が存在している部分を、斜線で示した。

リアクター１からの触媒１１の取り出しは、例えば、以下のようにして行われる。先ず、リアクター１への反応原料の供給を止め、内部を窒素ガスで充満させて、リアクター１を放冷して、触媒取り出しの準備を行う。

次いで、図３に示すように、原料供給管３を取り外して、リアクター１の上部を開放し、更に、仕切り部中心蓋１５を取り外して、触媒層１２の上側の少なくとも中心部の触媒が開放され、中心部の触媒の取り出しが可能な状態にする。なお、触媒層の上側の中心部とは、触媒層を上側から見たときの中心及びその近傍のことである。

次いで、図４に示すように、触媒層１２の上部から下部までの中心部の触媒を取り出して、触媒層１２の中心部の上部から下部に亘って、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間１６を形成させる。

次いで、図５に示すように、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間１６に、触媒取り出し用回転羽装置１０の可動筒部２１を挿入し、リアクター１のリアクター上部フランジ２に、触媒取り出し用回転羽装置１０の固定部２３を固定することにより、触媒取り出し用回転羽装置１０をリアクター１に固定する。

この触媒取り出し用回転羽装置１０は、可動筒部２１と、回転羽２２と、固定部２３と、回転部２４と、回転部２４を回転させるための回転手段と、からなる。可動筒部２１は、上下方向に移動可能に固定部２３に取り付けられている。可動筒部２１には、回転羽２２が取り付けられている回転部２４が、可動筒部の中心軸２６を軸として可動筒部の中心軸周り方向に回転可能に取り付けられている。回転部２４には、回転羽２２が、傾斜角が可変に取り付けられている。可動筒部２１の内側には、回転部２４を回転させるための回転シャフトが設置され、回転シャフトの一端は、回転部２４に直接又は回転部２４と回転シャフトとを繋ぐ部材を介して繋がっている。なお、可動筒部の中心軸とは、可動筒部を上から見たときの中心が、上下方向（回転部の伸長方向）に伸長した軸のことであり、また、可動筒部の中心軸周り方向とは、可動筒部の中心軸を中心とする円周の方向ということを指す。また、回転羽の傾斜角とは、水平方向に対する回転羽２２の傾きのことであり、図５に示すように、水平方向に対して回転羽２２の伸長方向が垂直な場合が、回転羽の傾斜角が９０度の状態であり、また、図８に示すように、回転羽２２の伸長方向が水平な場合が、回転羽の傾斜角が０度の状態である。

回転部２４は、回転が可能な状態で、可動筒部２１に設置されている。回転部２４は、回転が可能なように、可動筒部２１に設置されていればよい。そして、回転部２４が、可動筒部の中心軸２６を軸として可動筒部の中心軸周り方向に回転することにより、回転羽２２が回転する。

可動筒部２１の内側には、回転シャフトが設置されている。回転シャフトは、回転部２４を回転させるための回転手段である。回転シャフトは、外部動力源による加えられる回転力で、可動筒部２１の内側で、可動筒部の中心軸２６を軸として可動筒部の中心軸周り方向に回転することにより、回転部２４を回転させる。

回転羽２２は、図５〜図１０に示すように、回転羽の傾斜角の変更が可能な状態で、回転部２４に取り付けられている。回転羽２２は、傾斜角が変更可能なように、回転部２４に取り付けられていればよく、回転羽２２の回転部２４への取り付け方法及び傾斜角の可変機構は、特に制限されない。

触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間１６に、触媒取り出し用回転羽装置１０の可動筒部２１を挿入するときは、図５に示すように、回転羽２２の傾斜角を、９０度又は触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間１６に回転羽２２が挿入可能な程度に傾く傾斜角とした状態で、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部２１を、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間１６に挿入する。

次いで、図６に示すように、回転部２４を可動筒部の中心軸２６周り方向（符号９の方向に）に回転させることにより回転羽２２を回転させながら、回転羽２２の傾斜角が小さくなるように（符号７の矢印の方向に）、回転羽２２の傾斜角を変更させていき、且つ、可動筒部２１を下に（符号８ａの矢印の方向に）移動させる。つまり、回転羽２２の回転と、可動筒部２１の下方への移動と、回転羽２２の傾斜角の変更と、を同時に行う。

このことにより、図７に示すように、回転羽２２と接触した部分の触媒層１２が崩れ、崩れた触媒１１が、リアクター１の底部に崩れ落ちる。このとき、可動筒部２１の上下方向の位置と回転羽２２の傾斜角を調節して、できる限り触媒層１２の下側から、触媒層１２が崩れ始めるようにする。なお、図７〜図１０では、実線で示す回転羽２２の位置から、可動筒部の中心軸周り方向に１８０度回転したときの回転羽２２の位置を点線で示す。

リアクター１の底部に崩れ落ちた触媒１１は、ドレン管６を通って、リアクター１外へと排出される。このことにより、触媒１１が、リアクター１外へと取り出される。

そして、図８に示すように、回転羽２２の傾斜角が０度、すなわち、水平となるまで、回転羽２２の回転と、可動筒部２１の下方への移動と、回転羽２２の傾斜角の変更と、を同時に行う。

回転羽２２の傾斜角が０度となるまで、回転羽２２の回転と、可動筒部２１の下方への移動と、回転羽２２の傾斜角の変更と、を同時に行った後は、次いで、図８〜図１０に示すように、回転羽２２の傾斜角を０度に保ったままで、回転部２４を可動筒部の中心軸２６周り方向に回転させて、回転羽２２を回転させながら、可動筒部２１を上に（符号８ｂの矢印の方向に）移動させる。つまり、回転羽２２の傾斜角を０度に保ったままで、回転羽２２の回転と、可動筒部２１の上方への移動と、を同時に行う。

このことにより、図９及び図１０に示すように、回転羽２２により触媒層１２を、下側から崩していく。このとき、崩れた触媒１１は、リアクター１の底部に崩れ落ち、ドレン管６を通って、リアクター１外へと排出され、触媒１１が、リアクター１外へと取り出される。

このようにして、触媒層１２の全てを崩し、崩れ落ちた触媒１１をリアクター１外へと取り出す。

本発明の触媒取り出し用回転羽装置は、回転羽と、該回転羽が取り付けられる回転部と、該回転部を回転させるための回転手段と、該回転部及び該回転手段が設置され、上下方向に移動可能に固定部に取り付けられている可動筒部と、該可動筒部をリアクターの上部に固定するための固定部と、からなる触媒取り出し用回転羽装置である。

本発明の触媒取り出し用回転羽装置では、回転部を、可動筒部の中心軸周り方向に回転させることにより、回転部に取り付けられている回転羽を回転させることができる。また、可動筒部を、上下方向に移動させることにより、回転羽を上下方向に移動させることができる。そのため、可動筒部は、固定部に、上下方向に移動可能に取り付けられている。

回転手段としては、回転部を回転させることができるものであれば、特に制限されない。回転手段の形態例としては、例えば、可動筒部の内側に設置され、一端が回転部に直接又は繋ぎ部材を介して回転部に繋がっている回転シャフトが挙げられる。繋ぎ部材としては、回転部の中心軸に付設されるギヤ及び回転シャフトの一端に付設されるギヤが挙げられる。本発明の触媒取り出し用回転羽装置の使用時には、回転手段に、外部動力源が取り付けられて、その回転力により回転手段は回転する。

本発明の触媒取り出し用回転羽装置では、回転羽がその傾斜角が変更可能に、回転部に取り付けられているものであれば、特に制限されない。回転羽の傾斜角の変更を可能とする手段として、例えば、回転羽の取り付け軸に取り付けられている第一ギヤと、回転部に取り付けられており、第一ギヤに噛み合う第二ギヤと、回転シャフトの内側に設置され、一端が第二ギヤに繋がり、他端が操作部に繋がっている、第二ギヤを回転させるための操作ロッドと、からなる回転羽の傾斜角の変更手段が挙げられる。この形態例では、操作部での操作により、操作ロッドが上下移動することにより、操作ロッドが繋がっている、第二ギヤが回転し、そして、第二ギヤが回転することにより、第一ギヤが回転し、そして、第一ギヤが回転することにより、第一ギヤが取り付けられている回転羽が、回転部への取り付け軸を軸として回転して、回転羽の傾斜角が変更される。

本発明の触媒取り出し用回転羽装置は、リアクター内に不活性ガスを供給するための不活性ガスの供給管が、好ましくは不活性ガスを可動筒部の下端又はその近傍まで誘導し、リアクター内に不活性ガスを供給するための不活性ガスの供給管が、可動筒部の内側に設置されていてもよい。本発明の触媒取り出し用回転羽装置に、不活性ガスの供給手段が設けられていることにより、リアクターの底部に崩れ落ちた触媒を、不活性ガスに伴わせて、ドレン管より排出することができるので、触媒の排出が容易になる。

本発明の触媒取り出し方法は、触媒が充填されているリアクターの上部を開放し、触媒層の上部から下部まで中心部の触媒を取り出し、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間を作り、次いで、該触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間に、本発明の触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部を挿入し、該リアクターの上部に、該触媒取り出し用回転羽装置を固定し、次いで、回転部を回転させることにより回転羽を回転させて該触媒層を崩すと共に、崩れた触媒を、該リアクターのドレン管から排出して、該リアクター内の該触媒を外部へ取り出すことを特徴とする触媒取り出し方法である。

本発明の触媒取り出し方法が実施されるリアクターは、リアクター内に反応原料を供給し、リアクターの内部に充填されている固体触媒に反応原料を接触させることより、反応原料の反応を行い、反応後の生成物をリアクター内から排出するための反応装置である。

リアクターで行われる反応としては、特に制限されず、リアクターとしては、ナフサ水素化精製用リアクター、灯軽油水素化脱硫用リアクター、減圧軽油水素化脱硫用リアクター、重油水素化脱硫用リアクター等が挙げられる。

リアクターに充填されている触媒は、固体触媒であり、その形状は、特に制限されず、例えば、球状、粒状、紛体状、不定形等が挙げられる。触媒の大きさは、特に制限されず、通常、１〜３ｍｍである。そして、リアクターには、固体触媒が充填されて、触媒層が形成されている。

触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間の形成方法は、特に制限されず、例えば、ドリル等で穿孔して触媒層の上部から徐々に崩し、触媒層の下部まで、孔を貫通させることにより行われる。この貫通作業では、孔の開放口径は約２００ｍｍ程度とされる。

リアクターにおいて、ドレン管は、触媒層を形成している固体触媒を崩した後に、崩れた固体触媒を外部へ取り出すための管である。

本発明の触媒取り出し方法では、不活性ガスをリアクター内に供給し、リアクターの底部に崩れ落ちた触媒を、不活性ガスに伴わせて、ドレン管より排出することができる。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガスが挙げられる。不活性ガスの供給量は、適宜選択される。

１ リアクター
２ リアクター上部フランジ
３ 原料供給管
４ 原料供給管側フランジ
５ 生成物排出管
６ ドレン管
１０ 触媒取り出し用回転羽装置
１１ 触媒
１２ 触媒層
１３ 下側触媒層仕切り部
１４ 上側触媒層仕切り部
１５ 仕切り部中心蓋
１６ 触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間
２１ 可動筒部
２２ 回転羽
２３ 固定部
２４ 回転部
２６ 可動筒部の中心軸

Claims (1)

1. 触媒が充填されているリアクターの上部を開放し、触媒層の上部から下部まで中心部の触媒を取り出し、触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間を作り、次いで、該触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部の挿入空間に、回転羽と、該回転羽が取り付けられる回転部と、該回転部を回転させるための回転手段と、該回転部及び該回転手段が設置され、上下方向に移動可能に固定部に取り付けられている可動筒部と、該可動筒部をリアクターの上部に固定するための固定部と、からなる触媒取り出し用回転羽装置の可動筒部を挿入し、該リアクターの上部に、該触媒取り出し用回転羽装置を固定し、次いで、回転部を回転させることにより回転羽を回転させて該触媒層を下側から崩すと共に、崩れた触媒を、該リアクターのドレン管から排出して、該リアクター内の該触媒を外部へ取り出すことを特徴とする触媒取り出し方法。