JPH02111433A - 多相接触装置及び複数相の接触の改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガスと液体のような別個の物質相の接触にお
ける改良に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ガスと
液体のような複数の別個の相を物理的に混合することが
必要である殊の外重要な操作はたくさんある。実際に、
ガスと液体との反応は化学産業においてありふれている
。そのようなプロセスでは、そのプロセスにおける反応
速度、収率、その地回様のものを最大限にするように別
個の層間の界面の面積を最大にすることが重要である。

本発明の目的は、複数の別個の相の接触をそのような接
触に基礎を置く物理的プロセスを向上させあるいは改良
するように改良することである。

本発明のもう一つの目的は、オレフィン類を水加してア
ルコールを生産する際の硫酸によるガス又は液体のどち
らかのオレフィン類の吸収及び反応を改良することであ
る。

〔課題を解決するための手段、実施例及び作用効果］ 最も単純な意味において、本発明は、複数の別個の相が
循環し且つ液に浸漬された循環筒（ｃｉｒｃｕ−１ａｔ
ｉｏｎ　ｔｕｂｅ）又は吸引筒（ｄｒａｆｔ　ｔｕｂｅ
）を有する反応器において、この循環反応器の吸引筒へ
分散した別個の相の流れを一緒に注入することにより当
該複数の別個の相の接触を改良するための方法を提供す
る。十分なだけの流体の運動が、反応器内の流体を上記
循環筒を通して下向きに、そしてこの循環筒と外側の容
器の壁との間の環状の空間では上向きに循環させる。

次に、本発明の詳細な説明する。

ここでは、本発明を具体的に硫酸のような液体中のプロ
ピレン又はブテンのようなガスの分散に言及して説明す
る。しかしながら、ここで説明される原理及び概念は別
個の相を接触させることが要望されるプロセスに等しく
適用可能であるということは、躊躇なく認められるはず
である。

第１図について述べると、反応器１０は、側壁１１と上
壁１２と底壁１４とを有する一般的に円筒形の垂直に配
置された容器である。循環又は吸引筒１５は、反応器１
０の内部の中央部に位置し、側壁１１と循環筒１５との
間に環状の空間１６を定める。循環筒１５の大きさは広
い範囲にわたって変えることができ、適切な大きさの選
定は、反応器の長さと直径との比や所望の循環速度やそ
の地回様のもののような多数の因子に依存する。しかし
ながら一般には、循環筒１５の直径は通常反応器ｌＯの
直径の約０．４倍から約０．７倍までの範囲である。

循環筒１５の長さも広い範囲にわたって変えることがで
きる。しかしながら一般には、その長さは反応器ｌＯの
高さの約０．２〜０．９倍である。循環筒１５は、運転
時に循環筒１５の上端が反応器内に入っている液体２０
、例えば硫酸、の液面よりも常に下方にあり、且つ、筒
１５の下端が反応器ｌＯの底壁１４から間隔をあけて循
環筒１５の直径よりも大きい距離に離れて位置するよう
に、容器ｌＯの内側に配置される。例えば、上記の距離
は吸引筒１５の直径の約１．５倍から約３倍までである
。

循環筒１５の底部の下方に位置しているのは、循環筒１
５の直径とほぼ等しい直径の邪魔板１７である。この邪
魔板は、循環筒１５の底部及び容器ｌＯの底壁１４に関
して、容器の底部とこの邪魔板の外縁部との間の間隔が
循環筒１５の直径とほぼ等しくなるように配置される。

容器１０には、液体を管路５及び６を経由して再循環さ
せるために取出すための導管４も用意される。容器１０
にはまた、液体の製品を例えば管路７を経由して液体製
品貯蔵所へ送り出すために取出すための導管３も備え付
けられる。再循環管路６に通じ且つ同じように例えばブ
テンのようなガス状オレフィンのｉ（図示せず）に通じ
る管路８が用意される。このように、オレフィン及び硫
酸は導管２を経由して容器へ一緒に供給することができ
る。導管２には、ガス状のオレフィンと液体の硫酸とが
導管２を通って進むにつれてこれらを反転させて混合す
るために、円板の邪魔板１８及びドーナツ型の邪魔板１
９が含まれている。ガス及び液体の混合物は、次いで円
筒形の混合容器２２内の中央部に位置する管２１へ進む
。図中に見ることができるように、管２１はガス及び液
体を更に混合するために複数の孔２３を有する。流体は
、次に混合容器２２を出て、反応器内の液体２０の液面
より下方且つ循環筒の内部に口を開けたノズル２４へ流
入する。

運転中は、この時にオレフィンと硫酸との混合物を導管
２内の邪魔仮によりかき混ぜて混合し、管２１の孔２３
を通して供給して極めて小さな気泡を生じさせる。ガス
及び液体の混合物は、次いでノズル２４から流体の噴流
として放出される。

ノズルを出てゆくこの流体の噴流は、循環筒内の流体と
運動量を交換し、そして循環筒内の流体を下向きの方向
に運動させる。この運動は、次々に反応器の全内容物を
移動させる。すなわち、それは循環筒の外側の環状部を
上向きに、そして循環筒を通って下向きに運動する。

ノズル２４の直径は、吸引筒の長さの端から端までの部
分において、管路５及び６を経由して再循環する流体の
量の３〜２０倍、好ましくは５倍を移動させるのに十分
なだけの運動量が移転するような大きさにされる。これ
は、例えばノズルの直径を循環筒の長さの２０分の１に
することによって容易に達成される。

もちろんながら、循環筒の下の邪魔板１７は、循環筒か
ら出てくる流体の噴流エネルギーをそらせ、またそれを
放射状にそらせてエネルギーが再循環の出口導管４を通
って出てゆくのを防止する。

運転時には先に述べたように、再循環の流量を調整して
、反応容器内の回転率（ｔｕｒｎｏνｅｒ）を５にし、
あるいは反応容器内にその中の最大の気泡の浮力による
上昇速度の少なくとも３倍、例えば３〜５倍である軸線
方向の流体速度を生じさせることができる。この結果と
して、管２１の孔２３及びノズル２４により形成された
小さな気泡の蒸気滞留量が極めて多くなる。更に、反応
器内の大きな循環速度を維持することによって気泡の合
体が減少し、それに伴い結果として大きな界面の面積が
維持される。

本発明の上記の態様とは別であって特に好ましい態様に
おいては、容器１０の外側環状領域に環型のスパージャ
−管２６及び２７がある。好ましくは、これらのスパー
ジャ−は循環筒１５の底部と邪ｒｆｉ板１７との間の環
状領域に位置する。これは、本発明の第２図の態様に示
されている。この態様では、容器１０内で循環する流体
の流動を起こしそして維持するのを助けるために、ガス
の一部分を管路２８から原型スパージャ−２６を通して
吹込む。同様に、液体の一部分を管路２９から原型スパ
ージャ−２７を通して吹込む。実際には、ガススパージ
ャ−の開口は液体スパージャ−の開口と実質的に直角で
あるのが特に好ましい。

一般には、反応器へ供給されるガスの全量のうちの約５
％から約５０％まで、好ましくは反応器へ供給されるガ
スのうちの約１０％を、環状のスパージャ−２６を通し
て環状領域・＼供給して、外側環状帯域に再循環する流
れを安定させる浮力の推進力を提供する。典型的には、
ガスの液に対する容積比はほぼ４：１からほぼｌ：２ま
でである。

上記の検討においてはガス及び液体を使用することに関
して特別に言及したけれども、そのほかの用途、例えば
二つの別個の液体相又は二つの液体相と一つのガス相を
伴うプロセスのような用途においては、特に相の容積比
を上げ又は制御することが反応器への二つの液体の供給
を釣り合わせることによって得ることのできるそれの範
囲を超えて要望される場合には、再循環流体を分離ドラ
ムを通して循環させるのが好ましい。例えば、第３図に
示されている如く分離ドラム３ｏを管路５及び６の間に
挿入する。ドラム３０で分離する重い方の相は管路６を
経由して再循環させ、それに対して軽い方の相は管路３
１を経由して取出して、容器ｌＯの上部から管路３２を
経由して取出される軽い方の相と一緒にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による多相接触器の一態様の模式概要
図である。 第２図は、本発明の好ましい態様に従って外側環状領域
に位置する円形状の有孔スパージャ−管を含んでなる本
発明の多相接触器の部分模式概要図である。 第３図は、二つの別個の液体相を含むプロセスにおいて
本発明による多相接触器を好ましく運転するために液体
循環管路に二つの液体相を分離するための分離ドラムが
挿入されている流れ図である。 図中、１０は反応器、１５は循環筒、１６は環状空間、
１７は邪魔板、１８は円形の邪魔板、１９はドーナツ型
の邪魔板、２４はノズル、２６゜２７はスパージャ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、上部の流体入口及び下部の流体出口を有する円筒型
   の容器と、この容器の中央部に配置されており且つ使用
   条件下においてこの容器内に入っている液体に浸漬され
   る循環筒と、この循環筒と上記の下部流体出口との間に
   配置された邪魔手段と、上記の循環筒と上記の容器との
   間の環状の空間と、上記の上部流体入口を通って下向き
   に上記の循環筒の中へ達するように配置されたノズル手
   段と、二つの別個の流体相を上記の循環筒へ注入するた
   めに上記のノズル手段へ供給し、それによりその流体相
   及び上記容器内の液体を上記の循環筒を通して下向きに
   そして上記の環状の空間を通して上向きに流動させるた
   めの手段とを含んでなる、別個の物質相を接触させるた
   めの装置。 ２、二つの別個の流体相を供給するための前記手段が混
   合室内に配置された管であり、この管に当該別個の流体
   相の気泡を発生させるための複数の孔があいている、請
   求項１記載の装置。 ３、前記管に通じる管路を含んでおり、この管路に邪魔
   手段があってそれにより前記別個の流体相が当該管に入
   る前に予備混合される、請求項２記載の装置。 ４、前記下部流体出口から前記上部流体入口へ流体を再
   循環させるための手段が含まれている、請求項３記載の
   装置。 ５、前記邪魔手段の領域に前記環状の空間に二つの別個
   の流体相を別々に導き入れるための手段が含まれている
   、請求項３記載の装置。 ６、前記手段が二重の環型スパージャーである、請求項
   ５記載の装置。 ７、分散した別個の相の流れを一緒に循環筒へ注入し、
   この注入が反応器内の液体及び注入された流体をその循
   環筒を通して下向きに且つ当該循環筒と反応器の壁との
   間の環状の空間を上向きに流動させるのに十分なだけの
   軸線方向の速度で行われることを含んでなる、液体に浸
   漬される循環筒を有するタイプの循環反応器における複
   数の別個の流体相の接触を改良する方法。 ８、前記相が当該反応器における最大の気泡の速度の少
   なくとも３倍の速度で注入される、請求項７記載の方法
   。 ９、前記別個の相の一部分が前記循環筒と前記反応器の
   壁との間の環状の空間へ上向きに注入される、請求項７
   記載の方法。