JPH04363132A - 蒸留反応器用触媒装置 - Google Patents
蒸留反応器用触媒装置Info
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- JPH04363132A JPH04363132A JP3014611A JP1461191A JPH04363132A JP H04363132 A JPH04363132 A JP H04363132A JP 3014611 A JP3014611 A JP 3014611A JP 1461191 A JP1461191 A JP 1461191A JP H04363132 A JPH04363132 A JP H04363132A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般に物質移動又は蒸
留コラム形反応器に関し、特に反応生成物を蒸留しなが
ら流体流を微流固体触媒に同時に接触させる反応器内の
構造物に関する。
留コラム形反応器に関し、特に反応生成物を蒸留しなが
ら流体流を微流固体触媒に同時に接触させる反応器内の
構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】蒸留コラム内で触媒反応を行う従来の構
造物は、一般に触媒および蒸留構造物として同時に作用
するために触媒を充してコラム内に配置した容器からな
る。従って、触媒化学反応ゾーンはこれらの型式の構造
物においては物質移動ゾーンと組み合わされて、物質移
動ゾーンに入る流体の量の制御を困難にしている。
造物は、一般に触媒および蒸留構造物として同時に作用
するために触媒を充してコラム内に配置した容器からな
る。従って、触媒化学反応ゾーンはこれらの型式の構造
物においては物質移動ゾーンと組み合わされて、物質移
動ゾーンに入る流体の量の制御を困難にしている。
【０００３】蒸留と同時の反応をする既知構造物のもう
１つの制限は、触媒の消費時に触媒の交換が困難なこと
である。触媒を新しくするために、内部構造物を反応器
外板から取り外し、触媒を再充てんして、反応器に再配
置しなければならない。これは、時間の消費および労力
の増大する方法である。ある場合には、それは人がコラ
ムに入り、内部構造物を物理的に除去して、交換するこ
とによって行われている。ある型式の構造物における触
媒は、鋼線支持構造物と結合される布ベルトに保持され
る。これら構造物における触媒の交換は支持構造物と触
媒ベルトの両方を除去および更新する必要がある。従っ
て触媒の更新、特に数ケ月と短いサイクル寿命を有する
触媒が利用される場合には、コラムの操業時間が著しく
損失することになる。その上、コラムに人が入って触媒
を交換する場合、特に危険な化学物質をコラムに装入す
るときは、十分な注意が必要である。
１つの制限は、触媒の消費時に触媒の交換が困難なこと
である。触媒を新しくするために、内部構造物を反応器
外板から取り外し、触媒を再充てんして、反応器に再配
置しなければならない。これは、時間の消費および労力
の増大する方法である。ある場合には、それは人がコラ
ムに入り、内部構造物を物理的に除去して、交換するこ
とによって行われている。ある型式の構造物における触
媒は、鋼線支持構造物と結合される布ベルトに保持され
る。これら構造物における触媒の交換は支持構造物と触
媒ベルトの両方を除去および更新する必要がある。従っ
て触媒の更新、特に数ケ月と短いサイクル寿命を有する
触媒が利用される場合には、コラムの操業時間が著しく
損失することになる。その上、コラムに人が入って触媒
を交換する場合、特に危険な化学物質をコラムに装入す
るときは、十分な注意が必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、コ
ラム内で反応プロセスを大きく制御できるように物質移
動又は蒸留コラム内の流体流を同時に触媒反応および蒸
留させる方法を提供することを目的としている。
ラム内で反応プロセスを大きく制御できるように物質移
動又は蒸留コラム内の流体流を同時に触媒反応および蒸
留させる方法を提供することを目的としている。
【０００５】また、本発明の目的は、流体流の蒸留と同
時に反応させることができると共に高い反応効率を得る
ために反応ゾーンと物質移動ゾーンの両方を利用する構
造物を物質移動又は蒸留コラム内に提供することにある
。
時に反応させることができると共に高い反応効率を得る
ために反応ゾーンと物質移動ゾーンの両方を利用する構
造物を物質移動又は蒸留コラム内に提供することにある
。
【０００６】さらに、本発明の目的は、流体流の蒸留と
同時に反応させることができると共に操業非稼働時間を
最少にするために使用済触媒の交換が容易にできる構造
物を蒸留コラム又は物質移動コラム内に設けることにあ
る。
同時に反応させることができると共に操業非稼働時間を
最少にするために使用済触媒の交換が容易にできる構造
物を蒸留コラム又は物質移動コラム内に設けることにあ
る。
【０００７】さらに本発明の目的は、流体流の蒸留と同
時に反応させることができると共に、コラムに入った場
合に受ける危険に人をさらすことなく使用済触媒を交換
することができる構造物を蒸留コラム又は物質移動コラ
ムに設けることにある。
時に反応させることができると共に、コラムに入った場
合に受ける危険に人をさらすことなく使用済触媒を交換
することができる構造物を蒸留コラム又は物質移動コラ
ムに設けることにある。
【０００８】本発明の主要な目的は、比較的高い液体流
量に適応できる流体流の反応と蒸留を同時にさせる方法
および構造物を提供することにある。
量に適応できる流体流の反応と蒸留を同時にさせる方法
および構造物を提供することにある。
【０００９】また、本発明の目的は、触媒ゾーンおよび
非触媒ゾーンに異なる物質移動装置を設けることによっ
て触媒および蒸留の方法および構造物に最高のシステム
水力学を提供することである。
非触媒ゾーンに異なる物質移動装置を設けることによっ
て触媒および蒸留の方法および構造物に最高のシステム
水力学を提供することである。
【００１０】さらに本発明の目的は、触媒床に反応物質
流体を移動させる装置を設けることによって流体流およ
びプロセス効率を最高にさせるところの流体流の触媒反
応と蒸留を同時にさせる方法および構造物を提供するこ
とにある。
流体を移動させる装置を設けることによって流体流およ
びプロセス効率を最高にさせるところの流体流の触媒反
応と蒸留を同時にさせる方法および構造物を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらおよび他
の目的を達成するために、蒸留又は物質移動コラムは、
コラム内の層状化トレイ又は他の物質移動装置間に延在
する容器のような触媒床を含有する構造物を備える。そ
れらの容器は、流体流の液相が通される通路又はチヤン
ネルを提供すると共にトレイによって提供される蒸留ゾ
ーンと別個の触媒化学反応ゾーンを提供する。この別個
の反応ゾーンと物質移動ゾーンの使用によって、最も広
い範囲において下記の（ａ）〜（ｅ）工程を包含する方
法により各ゾーンに入る物質の量を制御することができ
る： （ａ）流体流をコラムに供給する工程；（ｂ）流体流の
液相と、複数の物質移動装置間に延在する微粒固体触媒
床とを接触させて、液相の成分を触媒化学反応させる工
程； （ｃ）蒸気流をコラムに向ける工程； （Ｄ）前記液相と気相を物質移動装置へ向けて液相と気
相間の物質移動をさせる工程；および （ｅ）触媒床を通って物質移動装置へ向う液相の流れを
制御する工程。 １つ以上の上記工程は他の工程と同時に生じうることは
当業者には明らかである。
の目的を達成するために、蒸留又は物質移動コラムは、
コラム内の層状化トレイ又は他の物質移動装置間に延在
する容器のような触媒床を含有する構造物を備える。そ
れらの容器は、流体流の液相が通される通路又はチヤン
ネルを提供すると共にトレイによって提供される蒸留ゾ
ーンと別個の触媒化学反応ゾーンを提供する。この別個
の反応ゾーンと物質移動ゾーンの使用によって、最も広
い範囲において下記の（ａ）〜（ｅ）工程を包含する方
法により各ゾーンに入る物質の量を制御することができ
る： （ａ）流体流をコラムに供給する工程；（ｂ）流体流の
液相と、複数の物質移動装置間に延在する微粒固体触媒
床とを接触させて、液相の成分を触媒化学反応させる工
程； （ｃ）蒸気流をコラムに向ける工程； （Ｄ）前記液相と気相を物質移動装置へ向けて液相と気
相間の物質移動をさせる工程；および （ｅ）触媒床を通って物質移動装置へ向う液相の流れを
制御する工程。 １つ以上の上記工程は他の工程と同時に生じうることは
当業者には明らかである。
【００１２】
【実施例】図１〜図３に示した本発明の実施例において
、数字１０で総称する蒸留コラム形塔反応器は、コラム
内の流体流の蒸留と同時反応をさせる構造物１１を含む
。構造物１１は、コラム反応器外板１６の内部に取付け
たブラケット１４によって支持されている蒸留トレイ１
２状で複数の定間隔を保って水平に延在する物質移動装
置からなる。構造物１１は、液体／蒸気透過性剛性材料
、望ましくはスクリーン・ワイヤで作られた下降管１８
の形の複数の容器も含む。容器１８は固体触媒粒子２０
を充てんされて、複数のトレイ１２を鉛直方向に貫通延
在している。最上部のトレイ１２の上には煙突型蒸留ト
レイ２１の形の適当な液体分配器が配置されている。 この液体分配器はコラムの別の部分からの液体フイード
を受けてそれを外板１６によって画定されたコラムの全
表面積の上に分配する。下降管１８の最下端部は下降管
と同一の材料で作られたマニホルド２３に結合される。 マニホルド２３はダンプ・ノズルを含み、通常は取外し
自在の栓２６によって閉鎖されている。複数のマニホル
ド２３は、全ての下降管１８をマニホルド及びその協同
する掃除用ノズルに結合させるために外板１６の下部に
配置される。
、数字１０で総称する蒸留コラム形塔反応器は、コラム
内の流体流の蒸留と同時反応をさせる構造物１１を含む
。構造物１１は、コラム反応器外板１６の内部に取付け
たブラケット１４によって支持されている蒸留トレイ１
２状で複数の定間隔を保って水平に延在する物質移動装
置からなる。構造物１１は、液体／蒸気透過性剛性材料
、望ましくはスクリーン・ワイヤで作られた下降管１８
の形の複数の容器も含む。容器１８は固体触媒粒子２０
を充てんされて、複数のトレイ１２を鉛直方向に貫通延
在している。最上部のトレイ１２の上には煙突型蒸留ト
レイ２１の形の適当な液体分配器が配置されている。 この液体分配器はコラムの別の部分からの液体フイード
を受けてそれを外板１６によって画定されたコラムの全
表面積の上に分配する。下降管１８の最下端部は下降管
と同一の材料で作られたマニホルド２３に結合される。 マニホルド２３はダンプ・ノズルを含み、通常は取外し
自在の栓２６によって閉鎖されている。複数のマニホル
ド２３は、全ての下降管１８をマニホルド及びその協同
する掃除用ノズルに結合させるために外板１６の下部に
配置される。
【００１３】本発明の最も典型的な用途において、前記
の組合わせは塔の１セクションからなり、下降管１８の
液体は最終移動のためにコレクタ／分配器によって受け
取られて塔の一次蒸留部へ送られる。マニホルド２３の
下には、マニホルド２３の液体を受け入れ、その液体を
収集し、最終的にそれをコラムの分別部へ分配させるせ
き２７が配置されている。せき２７は外板１６の内面の
回りに環状に延在することがわかる。反応器からの底部
液体をもはや物質移動又は反応が必要ない地点に向けて
底部管路２９が設けられている。
の組合わせは塔の１セクションからなり、下降管１８の
液体は最終移動のためにコレクタ／分配器によって受け
取られて塔の一次蒸留部へ送られる。マニホルド２３の
下には、マニホルド２３の液体を受け入れ、その液体を
収集し、最終的にそれをコラムの分別部へ分配させるせ
き２７が配置されている。せき２７は外板１６の内面の
回りに環状に延在することがわかる。反応器からの底部
液体をもはや物質移動又は反応が必要ない地点に向けて
底部管路２９が設けられている。
【００１４】図２に明示するように、各下降管は一般に
円筒形（本発明は円筒形に限定しないが）であって、触
媒粒子２０によって形成された触媒床３２を囲む金網の
液体透過性外壁３０からなる。円筒形以外の形状も下降
管に利用できることがわかる。外壁３０は、触媒粒子２
０を保持するが、必要な液体および蒸気を透過するのに
適した種々のふるい材料からなる。また、外壁３０は、
液体および蒸気を透過するが、触媒粒子を通さない大き
さの溝穴を有した必要な形状に成形されたシート・メタ
ル又は他の材料から成りうる。外壁３０は細目金網や金
属ふるい材料から成ることが望ましいが、プラスチック
の網、ガラス繊維布、およびセラミックのような他の材
料（それらは全て必要な特性を有する）も利用すること
ができる。 触媒床３２は、触媒床内で生じる反応に
適する固体微粒触媒２０からなる。触媒２０は酸や塩基
性触媒にすることができる。又触媒金属およびそれらの
酸化物、ハロゲン化物又は他の化学的に反応した状態に
できる。触媒として分子ふるいも利用できる。選んだ触
媒は系の反応および流体流と異質にする必要がある。例
えば、酸陽イオン交換樹脂は、二量化、重合、エーテル
化、エステル化、異性化およびアルキル化反応に使用さ
れる。分子ふるい、マグネシア、クロミアおよびブルー
サイト（水滑石）のような他の触媒は異性化反応に使用
される。
円筒形（本発明は円筒形に限定しないが）であって、触
媒粒子２０によって形成された触媒床３２を囲む金網の
液体透過性外壁３０からなる。円筒形以外の形状も下降
管に利用できることがわかる。外壁３０は、触媒粒子２
０を保持するが、必要な液体および蒸気を透過するのに
適した種々のふるい材料からなる。また、外壁３０は、
液体および蒸気を透過するが、触媒粒子を通さない大き
さの溝穴を有した必要な形状に成形されたシート・メタ
ル又は他の材料から成りうる。外壁３０は細目金網や金
属ふるい材料から成ることが望ましいが、プラスチック
の網、ガラス繊維布、およびセラミックのような他の材
料（それらは全て必要な特性を有する）も利用すること
ができる。 触媒床３２は、触媒床内で生じる反応に
適する固体微粒触媒２０からなる。触媒２０は酸や塩基
性触媒にすることができる。又触媒金属およびそれらの
酸化物、ハロゲン化物又は他の化学的に反応した状態に
できる。触媒として分子ふるいも利用できる。選んだ触
媒は系の反応および流体流と異質にする必要がある。例
えば、酸陽イオン交換樹脂は、二量化、重合、エーテル
化、エステル化、異性化およびアルキル化反応に使用さ
れる。分子ふるい、マグネシア、クロミアおよびブルー
サイト（水滑石）のような他の触媒は異性化反応に使用
される。
【００１５】蒸留トレイ１２は、図１および２に明示し
たように典型的なふるい型のプレート構造であって、蒸
気および液体の接触用に使用される。弁トレイ、バルブ
・キャップ・トレイおよびジェツト・タブ・トレイのよ
うな他の型式のトレイはトレイ１２の代り又はトレイ１
２と共に利用される。トレイは反応器外板１６の内部寸
法および形状に合わせて作られ、反応器１０内の必要な
位置で鉛直方向に間隔をもって配置される。トレイに形
成された複数の小孔３４は上昇する蒸気の通路を提供す
る。トレイを貫通延在し上下の取付金具３８によって保
持される下降管１８を収納するために複数の大きな孔３
６が設けられている。
たように典型的なふるい型のプレート構造であって、蒸
気および液体の接触用に使用される。弁トレイ、バルブ
・キャップ・トレイおよびジェツト・タブ・トレイのよ
うな他の型式のトレイはトレイ１２の代り又はトレイ１
２と共に利用される。トレイは反応器外板１６の内部寸
法および形状に合わせて作られ、反応器１０内の必要な
位置で鉛直方向に間隔をもって配置される。トレイに形
成された複数の小孔３４は上昇する蒸気の通路を提供す
る。トレイを貫通延在し上下の取付金具３８によって保
持される下降管１８を収納するために複数の大きな孔３
６が設けられている。
【００１６】各トレイにおける大小の孔３４と３６の分
布は必要な特定の触媒プロセスによって決まる。それら
の孔は、１つの横列の孔と隣接の列の２つの最近接孔間
の想像線を描いたときに正三角ができるように、オフセ
ットの横列および縦列に分布される。典型的な装置にお
いて、大きな孔３６はトレイの全表面積の約１９％を占
め、小孔３４はトレイの全表面積の１．７％を占める。 ３フイート（０．９１ｍ）直径のトレイで、大きな孔、
従って下降管１８が３インチ（７．６ｃｍ）直径で隣接
下降管の中心間の間隔が６インチ（１５．２ｃｍ）の場
合に、この孔間隔密度が得られる。小さな孔は中心で３
インチ（７．６ｃｍ）の間隔で約０．５インチ（１．２
７ｃｍ）の直径を有する。孔の間隔密度は、大きな孔３
６の横断面積又は小さな孔の横断面積を最適にする必要
があるかによって変わる。大きい方の孔３６の表面積の
望ましい上限は全トレイ表面積の約３２％である。
布は必要な特定の触媒プロセスによって決まる。それら
の孔は、１つの横列の孔と隣接の列の２つの最近接孔間
の想像線を描いたときに正三角ができるように、オフセ
ットの横列および縦列に分布される。典型的な装置にお
いて、大きな孔３６はトレイの全表面積の約１９％を占
め、小孔３４はトレイの全表面積の１．７％を占める。 ３フイート（０．９１ｍ）直径のトレイで、大きな孔、
従って下降管１８が３インチ（７．６ｃｍ）直径で隣接
下降管の中心間の間隔が６インチ（１５．２ｃｍ）の場
合に、この孔間隔密度が得られる。小さな孔は中心で３
インチ（７．６ｃｍ）の間隔で約０．５インチ（１．２
７ｃｍ）の直径を有する。孔の間隔密度は、大きな孔３
６の横断面積又は小さな孔の横断面積を最適にする必要
があるかによって変わる。大きい方の孔３６の表面積の
望ましい上限は全トレイ表面積の約３２％である。
【００１７】下降管１８はトレイ１２から下のトレイに
下向きに延在してトレイ間に液体通路を提供する。下降
管１８は、適当な囲いと共に複数の一連のトレイを連続
的に貫通延在して、下部トレイの上面上で終わり、下降
管内に触媒を保持しながら液体流を下降管の下端に流通
させる。しかしながら、下降管は触媒床の除去および充
てんに対して連続的な通過が提供されるように各トレイ
１２を連続的に貫通延在することが望ましい。下降管１
８のメッシュ構造は接触する液相を保持する極めて大き
くかつ有効な表面積を提供し、従って液相と気相間の物
質移動をさせるから、特に有利である。
下向きに延在してトレイ間に液体通路を提供する。下降
管１８は、適当な囲いと共に複数の一連のトレイを連続
的に貫通延在して、下部トレイの上面上で終わり、下降
管内に触媒を保持しながら液体流を下降管の下端に流通
させる。しかしながら、下降管は触媒床の除去および充
てんに対して連続的な通過が提供されるように各トレイ
１２を連続的に貫通延在することが望ましい。下降管１
８のメッシュ構造は接触する液相を保持する極めて大き
くかつ有効な表面積を提供し、従って液相と気相間の物
質移動をさせるから、特に有利である。
【００１８】下降管１８を通る液体流は、液体の下向き
流を拘束して下降管から下のトレイ１２上へ部分的に向
けるために下降管１８内の円すい形ハット４０のような
適当な流れ抑制体（リストリクタ）を設けることによっ
ても制御することができる。このために、種々の型式の
リストリクタ（抑制体）を利用できるが、ハット４０の
ような触媒を充てんするのに適当なリストリクタが望ま
しい。
流を拘束して下降管から下のトレイ１２上へ部分的に向
けるために下降管１８内の円すい形ハット４０のような
適当な流れ抑制体（リストリクタ）を設けることによっ
ても制御することができる。このために、種々の型式の
リストリクタ（抑制体）を利用できるが、ハット４０の
ような触媒を充てんするのに適当なリストリクタが望ま
しい。
【００１９】操作において、１つ又は複数の流体流が管
路２２を通して反応器１０へ向けられる。流体流は分配
トレイ２１によってふるいトレイ１２の上に向けられ、
そこから液体は下降管１８の上端に入り内蔵されている
触媒床３２を下方へ流下する。流体流が触媒反応ゾーン
を提供する触媒床を流通する際に、流体流の触媒反応が
生じる。流体ヘッド（水頭）が現われると、反応ゾーン
を流通する液体は下降管の壁３０を介してしみ出て壁３
０の外表面に沿って蒸留トレイ１２の上面へ降下し、そ
こで液体の混合および分別が生じる。壁３０の表面で若
干の物質移動も生じる。トレイを出た後、液体は逐次反
応および蒸留ゾーンを降下する、そして液体の少なくと
も若干量は下降管１８の反応ゾーンを通って最終的に塔
の底部に達し、そこでその液体は管路２９から排出され
る又はコラムの蒸留ゾーンへ向けられる。典型的に、リ
ボイラ（図示せず）を利用してその液体底部の一部を蒸
発させて反応器へ戻す。
路２２を通して反応器１０へ向けられる。流体流は分配
トレイ２１によってふるいトレイ１２の上に向けられ、
そこから液体は下降管１８の上端に入り内蔵されている
触媒床３２を下方へ流下する。流体流が触媒反応ゾーン
を提供する触媒床を流通する際に、流体流の触媒反応が
生じる。流体ヘッド（水頭）が現われると、反応ゾーン
を流通する液体は下降管の壁３０を介してしみ出て壁３
０の外表面に沿って蒸留トレイ１２の上面へ降下し、そ
こで液体の混合および分別が生じる。壁３０の表面で若
干の物質移動も生じる。トレイを出た後、液体は逐次反
応および蒸留ゾーンを降下する、そして液体の少なくと
も若干量は下降管１８の反応ゾーンを通って最終的に塔
の底部に達し、そこでその液体は管路２９から排出され
る又はコラムの蒸留ゾーンへ向けられる。典型的に、リ
ボイラ（図示せず）を利用してその液体底部の一部を蒸
発させて反応器へ戻す。
【００２０】液相が下降管１８降下する際に、典型的に
液相の蒸留によって生じた気相はトレイの小さい方の孔
３４を介して降下して、多孔質下降管からの液相と混合
する。液相と気相間の一次的物質移動はトレイ上で生じ
るが、触媒反応ゾーン、特に壁３０の表面でもある程度
生じる。従って、下降管壁３０は下降管から気相を除去
するために蒸気透過性並びに液体透過性であることが望
ましい。気相は、反応器１０の最上部へ進行した後、さ
らに反応器の分別セクションで処理又は凝縮される、そ
して凝縮体の一部は反応器へ環流体として戻される。こ
れらの生成物は、さらに技術的に周知の方法で反応器内
で処理又は反応器から除去される。
液相の蒸留によって生じた気相はトレイの小さい方の孔
３４を介して降下して、多孔質下降管からの液相と混合
する。液相と気相間の一次的物質移動はトレイ上で生じ
るが、触媒反応ゾーン、特に壁３０の表面でもある程度
生じる。従って、下降管壁３０は下降管から気相を除去
するために蒸気透過性並びに液体透過性であることが望
ましい。気相は、反応器１０の最上部へ進行した後、さ
らに反応器の分別セクションで処理又は凝縮される、そ
して凝縮体の一部は反応器へ環流体として戻される。こ
れらの生成物は、さらに技術的に周知の方法で反応器内
で処理又は反応器から除去される。
【００２１】本発明のさらに別の実施例を図４に示す、
この場合には固体の円筒形せきが下降管１８に対して同
心に設けられている。せき４２は、トレイ１２の上面で
の液体の混合および分別を高めるために１つ以上のトレ
イ１２（図３に示したトレイはせき４２を含まない）の
上面に設けられる。それらのせきは、トレイの液面がせ
きの高さを越えるまでトレイからの液体が下降管に再流
入しないように、均一な高さを有すると共に下降管１８
に関して一定の間隔を保って大きい方の孔３６を囲む。
この場合には固体の円筒形せきが下降管１８に対して同
心に設けられている。せき４２は、トレイ１２の上面で
の液体の混合および分別を高めるために１つ以上のトレ
イ１２（図３に示したトレイはせき４２を含まない）の
上面に設けられる。それらのせきは、トレイの液面がせ
きの高さを越えるまでトレイからの液体が下降管に再流
入しないように、均一な高さを有すると共に下降管１８
に関して一定の間隔を保って大きい方の孔３６を囲む。
【００２２】各せき４２は、液体が下降管１８を移行す
る前に液体が端部から流出しないようにその最下端部に
端部クロージュア４３を備える。この別の実施態様は、
下降管を流通する液体をさらに制御すると共に、下降管
１８によって提供される反応ゾーンにおける液体と蒸気
間の接触時間長くするために利用される。本発明の別の
形態およびそれによって実施される方法の利用は図１〜
図３の実施例について説明したものと実質的に同一であ
る。
る前に液体が端部から流出しないようにその最下端部に
端部クロージュア４３を備える。この別の実施態様は、
下降管を流通する液体をさらに制御すると共に、下降管
１８によって提供される反応ゾーンにおける液体と蒸気
間の接触時間長くするために利用される。本発明の別の
形態およびそれによって実施される方法の利用は図１〜
図３の実施例について説明したものと実質的に同一であ
る。
【００２３】本発明の好適な実施例を図５に示す。この
実施例において、触媒を含有する構造物は一般に数字１
１８で示され、ふるい開口３４を有する蒸留トレイ１２
の形の複数のプレートを貫通する連続下降管を提供する
ために円筒形ワイヤ・メッシュ構造である。下降管１１
８内には下降管の外壁と同心でありかつ内側に一定の間
隔を保つた円筒形部材１４４が含まれる。部材１４４は
、ふるいメッシュの開口を通して触媒床と接続する触媒
床３２の内側に開口部分１４７を提供するメッシュ材料
から作るのが望ましい。そのメッシュのサイズは、触媒
粒子２０が開口部分に流入するのを防ぎながら触媒床と
開口部分間の液体流に適するように選ぶ。円筒形部材１
４４上端は、前記のコラムを流下する液体を容器１１８
の壁へ分散させる型式のソリッド・ハット４０によって
閉鎖されている。ワイパバンド１４５が液体が容器１１
８の外壁を流下するのを防ぐ。
実施例において、触媒を含有する構造物は一般に数字１
１８で示され、ふるい開口３４を有する蒸留トレイ１２
の形の複数のプレートを貫通する連続下降管を提供する
ために円筒形ワイヤ・メッシュ構造である。下降管１１
８内には下降管の外壁と同心でありかつ内側に一定の間
隔を保つた円筒形部材１４４が含まれる。部材１４４は
、ふるいメッシュの開口を通して触媒床と接続する触媒
床３２の内側に開口部分１４７を提供するメッシュ材料
から作るのが望ましい。そのメッシュのサイズは、触媒
粒子２０が開口部分に流入するのを防ぎながら触媒床と
開口部分間の液体流に適するように選ぶ。円筒形部材１
４４上端は、前記のコラムを流下する液体を容器１１８
の壁へ分散させる型式のソリッド・ハット４０によって
閉鎖されている。ワイパバンド１４５が液体が容器１１
８の外壁を流下するのを防ぐ。
【００２４】その最下端において、円筒形部材１４４は
該部材の直径より小さい直径の第２の円筒形部材１４６
に接続すると共に、容器１１８の壁と同心でありかつ該
壁から内側へ一定の間隔を保っている。第２の円筒形部
材１４６もメッシュ材料から成り、かつ液体蓄積ゾーン
１４９を提供する。部材１４６は円筒形部材１４４の底
部からトレイ１２の下のハット４０の上一定の間隔を有
する点まで延在する。容器１１８および円筒形部材１４
４と１４６を備えた別の形態の利用は、本発明の他の実
施例について前に説明した方法と同じ方法に従う。部材
１４４によって提供される大きな開口部分１４７の存在
は、コラムを通る液体の体積を著しく大にさせることが
できる。部材１４４の横断面積と比較して小さい部材１
４６により画定される横断面積は液体をゾーン１４９に
蓄積させる。蓄積された液体はスクリーン１４６および
取囲む触媒床を通って半径方向外側へ徐々に移動する。 図５に示した構造における容器１１８と協同するスクリ
ーン部材１４４および１４６の利用は、図１〜図３に示
した実施例について前に説明した方法と同一である。液
体はトレイ１２の上に蓄積し、最終的には触媒床を半径
方向に移動し回りの部材１４４そして提供される開口部
分に送られる。この液相は、次にゾーン１４９内に蓄積
され、そして蓄積する液体によって作られる水頭が予め
決めた設計水準に達すると、それはこのゾーンから触媒
床３２を通り半径方向外側へ流通し、結局それが次のハ
ット４０に到達するまで重力の作用によって降下し、そ
こで再び容器１１８の壁へ進められる、そしてそのプロ
セスが次の下のトレイ１２でくり返される。物質移動は
、液体の蒸留と分別が生じるトレイ上と、下降管１１８
および部材１４４と１４６の表面上の両方で生じる。 液体が反応器を通って降下する際に、反応は触媒床３２
によって提供される反応ゾーンで生じる。図１〜３の実
施例に関して前に説明したように、反応器の底部に達し
た液体は同一カラムの別のゾーンヘ向けられる。
該部材の直径より小さい直径の第２の円筒形部材１４６
に接続すると共に、容器１１８の壁と同心でありかつ該
壁から内側へ一定の間隔を保っている。第２の円筒形部
材１４６もメッシュ材料から成り、かつ液体蓄積ゾーン
１４９を提供する。部材１４６は円筒形部材１４４の底
部からトレイ１２の下のハット４０の上一定の間隔を有
する点まで延在する。容器１１８および円筒形部材１４
４と１４６を備えた別の形態の利用は、本発明の他の実
施例について前に説明した方法と同じ方法に従う。部材
１４４によって提供される大きな開口部分１４７の存在
は、コラムを通る液体の体積を著しく大にさせることが
できる。部材１４４の横断面積と比較して小さい部材１
４６により画定される横断面積は液体をゾーン１４９に
蓄積させる。蓄積された液体はスクリーン１４６および
取囲む触媒床を通って半径方向外側へ徐々に移動する。 図５に示した構造における容器１１８と協同するスクリ
ーン部材１４４および１４６の利用は、図１〜図３に示
した実施例について前に説明した方法と同一である。液
体はトレイ１２の上に蓄積し、最終的には触媒床を半径
方向に移動し回りの部材１４４そして提供される開口部
分に送られる。この液相は、次にゾーン１４９内に蓄積
され、そして蓄積する液体によって作られる水頭が予め
決めた設計水準に達すると、それはこのゾーンから触媒
床３２を通り半径方向外側へ流通し、結局それが次のハ
ット４０に到達するまで重力の作用によって降下し、そ
こで再び容器１１８の壁へ進められる、そしてそのプロ
セスが次の下のトレイ１２でくり返される。物質移動は
、液体の蒸留と分別が生じるトレイ上と、下降管１１８
および部材１４４と１４６の表面上の両方で生じる。 液体が反応器を通って降下する際に、反応は触媒床３２
によって提供される反応ゾーンで生じる。図１〜３の実
施例に関して前に説明したように、反応器の底部に達し
た液体は同一カラムの別のゾーンヘ向けられる。
【００２５】部材１４４と１４６は通常相互に関係して
使用されるが、いずれか１つは他を用いることなく液流
の制御をするために別個に使用できるこがわかる。
使用されるが、いずれか１つは他を用いることなく液流
の制御をするために別個に使用できるこがわかる。
【００２６】かくして、外板１６によって提供されるカ
ラムの内側でトレイ１２と共に下降管１８、１１８から
なる蒸留構造物での反応は、分別蒸留が主に生じるゾー
ンと触媒反応が主に生じるゾーンという重要な特徴を与
える。下降管内に含まれる触媒床３２は、触媒反応ゾー
ンを提供すると共にトレイ１２間を降下する液流の主通
路として作用して液体と触媒の十分な接触が生じるのを
保証する。蒸留トレイ１２は、液相と気相間の物質移動
に主分別蒸留ゾーンを提供する。分別蒸留と同時の触媒
反応に対してこれら別個のゾーンを提供することによっ
て、プロセスの効率が高められる。系の反応制御は、触
媒ゾーンを流通する液体の量を制御することによっても
維持できる。流量の増加と共に、より多くの液相が下降
管の壁３０を通して出て、トレイ１２の物質移動ゾーン
に入る。従って、物質移動ゾーンを入る物質の量は、液
体の流量又はその液体の流量を制御する他のプロセス・
パラメーターを規制することによって制御することがで
きる。
ラムの内側でトレイ１２と共に下降管１８、１１８から
なる蒸留構造物での反応は、分別蒸留が主に生じるゾー
ンと触媒反応が主に生じるゾーンという重要な特徴を与
える。下降管内に含まれる触媒床３２は、触媒反応ゾー
ンを提供すると共にトレイ１２間を降下する液流の主通
路として作用して液体と触媒の十分な接触が生じるのを
保証する。蒸留トレイ１２は、液相と気相間の物質移動
に主分別蒸留ゾーンを提供する。分別蒸留と同時の触媒
反応に対してこれら別個のゾーンを提供することによっ
て、プロセスの効率が高められる。系の反応制御は、触
媒ゾーンを流通する液体の量を制御することによっても
維持できる。流量の増加と共に、より多くの液相が下降
管の壁３０を通して出て、トレイ１２の物質移動ゾーン
に入る。従って、物質移動ゾーンを入る物質の量は、液
体の流量又はその液体の流量を制御する他のプロセス・
パラメーターを規制することによって制御することがで
きる。
【００２７】下降管１８、１１８内から触媒２０を除去
するために、栓２６を外して出口ノズル２５から触媒を
排出させることができる。煙突型分配トレイ２１の除去
後、触媒を下降管１８、１１８へ直接充てんすることに
って触媒を再充てんすることができる。
するために、栓２６を外して出口ノズル２５から触媒を
排出させることができる。煙突型分配トレイ２１の除去
後、触媒を下降管１８、１１８へ直接充てんすることに
って触媒を再充てんすることができる。
【００２８】従って、蒸留構造物１１を備えた反応構成
は、触媒蒸留支持装置を取外す必要がなく触媒２０の除
去および再充てんをさせることができるという別の特徴
を与える。これは、構造物１１全体を分解する必要があ
る場合特にサイクル寿命が短い触媒を利用する場合に遭
遇するであろう。非稼働時間を著しく短縮する。
は、触媒蒸留支持装置を取外す必要がなく触媒２０の除
去および再充てんをさせることができるという別の特徴
を与える。これは、構造物１１全体を分解する必要があ
る場合特にサイクル寿命が短い触媒を利用する場合に遭
遇するであろう。非稼働時間を著しく短縮する。
【００２９】以上の記載から、本発明は前述の全ての目
的並びに商的用途に利用した場合に明白となるであろう
他の利点を得るのに適したものであることがわかる。開
示した本発明の特徴あるものおよびさらに組合せが有用
であって、他の特徴および組合せに関係なく利用できる
ことがわかる。これはクレームの意図するものであって
クレームの範囲内である。
的並びに商的用途に利用した場合に明白となるであろう
他の利点を得るのに適したものであることがわかる。開
示した本発明の特徴あるものおよびさらに組合せが有用
であって、他の特徴および組合せに関係なく利用できる
ことがわかる。これはクレームの意図するものであって
クレームの範囲内である。
【００３０】本発明の範囲を逸脱することなく多くの可
能な実施態様を作ることができるから、ここに示した又
は添付図面に示した全ての事項は説明のためであって限
定を意味するものではない。
能な実施態様を作ることができるから、ここに示した又
は添付図面に示した全ての事項は説明のためであって限
定を意味するものではない。
【図１】蒸留コラムの部分立面図であって、本発明の構
造物を示す。
造物を示す。
【図２】本発明による触媒下降管の部分側面図である。
【図３】本発明に利用される物質移動トレイの平面図で
ある。
ある。
【図４】本発明の別の実施態様の横断面である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様の部分横断面図で
ある。
ある。
１０ 蒸留コラム形反応器
１１ 構造物
１２ 蒸留トレイ
１４ ブラケット
１６ コラム形反応器外板
１８ 下降管
２０ 触媒粒子
２２ 管路
２３ マニホルド
２５ ダンプ・ノズル
２６ 栓
２７ せき
２９ 低部管路
３０ 液体透過性外壁
３２ 触媒床
３４ 小孔
３６ 大孔
３８ 取付具
４０ ハット
４２ せき
４３ クロージュア
１１８ 触媒含有構造物
１４４ 円筒形部材
１４６ 第２の円筒形部材
１４７ 開口部分
Claims (38)
- 【請求項１】 分別蒸留および物質移動ゾーンを提供
する複数の間隔板；及び固定形状において触媒を含有し
て触媒反応ゾーンを提供すると共に、前記間隔板間を流
れる液体流用の主流路を提供する複数の容器から成るこ
とを特徴とする、コラム形反応器を流通する流体流の蒸
留と反応を同時に行なうコラム形反応器に使用する構造
物。 - 【請求項２】 前記容器が透過性外壁を有することを
特徴とする請求項１の構造物。 - 【請求項３】 前記容器外壁がスクリーン材料から成
ることを特徴とする請求項２の構造物。 - 【請求項４】 前記間隔板が、前記容器を受け入れて
該容器に間隔板を貫通延在させる大きさの複数の開口を
含むことを特徴とする請求項１の構造物。 - 【請求項５】 前記容器が細長くて前記複数の間隔板
を貫通延在かることを特徴とする請求項４の構造物。 - 【請求項６】 前記容器は、微粒固体触媒を充てんし
て前記触媒反応ゾーンを形成することを特徴とする請求
項５の構造物。 - 【請求項７】 前記容器の少なくともいくつかを取り
囲む関係において、上端および下端を有して協同する容
器から一定の間隔を保って該協同する容器と下端におい
て流体密関係に結合されたソリット管状部材を含むこと
を特徴とする請求項１の構造物。 - 【請求項８】 前記容器の少なくともいくつかの内部
に容器を重力の作用による液体の降下速度を抑制する構
造物が含まれることを特徴とする請求項１の構造物。 - 【請求項９】 前記触媒が含まれる容器のゾーン内に
該容器を半径方向に流通する液体によって近づくことが
できる開口部分を提供する手段が含まれることを特徴と
する請求項１の構造物。 - 【請求項１０】 前記開口部分から下側へ一定の間隔
を保つと共に該開口部分と開口接続している液体蓄積ゾ
ーンを提供する手段を含み、該液体蓄積ゾーンが液体を
半径方向外側へ移動させることを特徴とする請求項９の
構造物。 - 【請求項１１】 前記開口部分の上の点で、液体流を
前記容器の外壁へ発散させる手段が含まれることを特徴
とする請求項１０の構造物。 - 【請求項１２】 前記開口部分が前記液体蓄積ゾーン
の横断面寸法より大きい横断面寸法を有することを特徴
とする請求項１１の構造物。 - 【請求項１３】 前記容器壁、前記開口部分提供手段
および前記液体ゾーンを提供する手段は全てメッシュ材
料からなることを特徴とする請求項１１の構造物。 - 【請求項１４】 前記液体蓄積ゾーンが前記板手段の
上の点から該板手段の下の点まで延在することを特徴と
する請求項１３の構造物。 - 【請求項１５】 前記流体蓄積ゾーンが板の上の点で
始まって、次の下の板の上の点まで延在することを特徴
とする請求項１１の構造物。 - 【請求項１６】 コラム内の複数の間隔蒸留装置と触
媒を囲む複数の容器を結合する工程と；前記触媒容器内
に微粒触媒を充てんして該容器内に触媒床を形成する工
程から成り、それによって前記蒸留装置が前記触媒によ
って提供される触媒ゾーンと別個の蒸留ゾーンを提供す
ることを特徴とする、蒸留ブロセスと共に微粒触媒を利
用する反応用コラムを調製する方法。 - 【請求項１７】 前記充てん工程は、触媒床が複数の
蒸留装置を連続的に貫通延在するように実施されること
を特徴とする請求項１６の構造物。 - 【請求項１８】 前記触媒ゾーン内に、半径方向の流
体流を開口部分へ供給する該開口部分を提供する手段を
含むことを特徴とする請求項１６の構造物。 - 【請求項１９】 前記開口部分から下側へ一定の間隔
を保つと共に該開口部分と開口接続している液体蓄積ゾ
ーンを提供する手段を含み、該液体蓄積ゾーンが液体を
半径方向外側へ移動させることを特徴とする請求項１８
の構造物。 - 【請求項２０】 前記開口部分の上の点で、液体流を
前記容器の外壁へ発散させる手段が含まれることを特徴
とする請求項１９の構造物。 - 【請求項２１】 前記容器壁、前記開口部分提供手段
および前記液体蓄積ゾーンを提供する手段は全てメッシ
ュ材料からなることを特徴とする請求項２０の構造物。 - 【請求項２２】 前記液体蓄積ゾーンが前記板手段の
上の点から該板手段の下の点まで延在することを特徴と
する請求項２１の構造物。 - 【請求項２３】 前記液体蓄積ゾーンが板の上の点で
始まって、次の下の板の上の点まで延在することを特徴
とする請求項２２の構造物。 - 【請求項２４】 触媒を充てんした容器の内部に限定
された触媒反応ゾーンを形成するために該１つ以上の触
媒充てん容器によって一緒に結合された複数の間隔蒸留
装置を有するコラムを提供する工程；前記コラム反応器
へ液体流を供給し該液体流を前記触媒反応ゾーンに向け
て、該液体を触媒反応させる工程；蒸気流を前記コラム
に向ける工程；液体流および蒸気流の一部を前記蒸留装
置に向けて物質移動をさせる工程；および、前記反応器
から反応および蒸留生成物を回収する工程から成ること
を特徴とする、触媒を内蔵するコラム反応器内で流体流
の触媒反応と蒸留を同時に行う方法。 - 【請求項２５】 前記蒸気を向ける工程が前記液体流
の一部を蒸留することを特徴とする請求項２４の構造物
。 - 【請求項２６】 前記コラムを提供する工程が、前記
１つ以上の触媒充てん容易が前記複数の蒸留装置を貫通
延在するコラムを提供することを含むことを提供するこ
とを含むことを特徴とする請求項２４の構造物。 - 【請求項２７】 前記触媒ゾーン内に、半径方向の流
体流を開口部分へ供給する該開口部分を提供する手段を
含むことを特徴とする請求項２６の構造物。 - 【請求項２８】 前記開口部分から下側へ一定の間隔
を保つと共に該開口部分と開口接続している液体蓄積ゾ
ーンを提供する手段を含み、該液体蓄積ゾーンが液体を
半径方向外側へ移動させることを特徴とする請求項２７
の構造物。 - 【請求項２９】 前記開口部分の上の点で、液体流を
前記容器の外壁へ発散させる手段が含まれることを特徴
とする請求項２８の構造物。 - 【請求項３０】 前記容器壁、前記開口部分提供手段
および前記液体蓄積ゾーンを提供する手段は全てメッシ
ュ材料からなることを特徴とする請求項２９の構造物。 - 【請求項３１】 前記液体蓄積ゾーンが前記板手段の
上の点から該板手段の下の点まで延在することを特徴と
する請求項３０の構造物。 - 【請求項３２】 前記液体蓄積ゾーンが板の上の点で
始まって、次の下の板の上の点まで延在することを特徴
とする請求項２９の構造物。 - 【請求項３３】 流体流をコラムへ供給する工程；（
ｉ）流体流の液相を複数の物質移動装置間に延在する微
粒固体触媒床と触媒させて液相の成分を触媒化学反応さ
せ、同時に（ｉｉ）液相の少なくとも一部を蒸留して気
相を生成させる工程；前記液相と気相を物質移動装置へ
向けて液相と気相間の物質移動をさける工程；および触
媒床を通って物質移動装置への液相の流れを調節するこ
とによって系の反応を制御する工程からなることを特徴
とする、コラム内で流体流の触媒反応と蒸留を同時に行
う方法。 - 【請求項３４】 触媒床を通る液相の流れを調節する
前記工程が、触媒床に形成される液体ヘッドを調節する
工程からなることを特徴とする請求項３３の構造物。 - 【請求項３５】 前記触媒床内に開口部分が設けられ
、液体を前記触媒床を半径方向に通って前記開口部分へ
向ける工程を含むことを特徴とする請求項３３の構造物
。 - 【請求項３６】 前記開口部分から下方へ一定の間隔
を保ちかつ該開口部分と開口接続している液体蓄積ゾー
ンを含み、前記開口部分からの液体を前記蓄積ゾーンに
流入させて蓄積し、続いて該液体を前記蓄積ゾーンから
前記触媒床を半径方向へ移動させる工程を含むことを特
徴とする請求項３５の構造物。 - 【請求項３７】 流体流が開口部分へ接近する際に、
該流体流を前記開口部分の外周へ向ける工程を含むこと
を特徴とする請求項３０の構造物。 - 【請求項３８】 前記物質移動装置が複数の間隔トレ
イおよび該トレイ上に液体を蓄積する手段からなること
を特徴とする請求項３３の構造物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/475,971 US5108550A (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Catalyst system for distillation reactor |
| US475971 | 1990-02-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363132A true JPH04363132A (ja) | 1992-12-16 |
Family
ID=23889956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3014611A Pending JPH04363132A (ja) | 1990-02-06 | 1991-02-06 | 蒸留反応器用触媒装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5108550A (ja) |
| EP (1) | EP0441058A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04363132A (ja) |
| KR (1) | KR950004328B1 (ja) |
| AU (1) | AU635814B2 (ja) |
| CA (1) | CA2033460A1 (ja) |
| MX (1) | MX167866B (ja) |
| NZ (1) | NZ237006A (ja) |
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