JPH07102314B2 - 触媒充填方法及び触媒充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石油精製設備や化学工業設備等の反応塔に触
媒を充填する触媒充填方法および触媒充填装置に関す
る。

〔背景技術〕

従来より、石油精製や化学工業等において各種反応のた
めに触媒が利用されており、その利用にあたっては、例
えば粒状に形成された触媒を円筒状等の反応塔に充填し
ておき、この反応塔内に原料油、反応液、ガスあるいは
これらの混合物等を通過させて触媒表面に接触させるこ
とが一般的である。

この反応塔に触媒を充填させる方法としては、次のよう
な方法があった。

すなわち、一例として、特公昭59−249号公報に示され
るように、上端に触媒供給手段を接続した伸縮自在の触
媒降下管の下端を触媒充填室中心部に臨ませて、徐々に
充填して行く方法、つまり触媒をストレートに落下供給
させる、いわゆるソック充填方式と言われる方法が知ら
れている。この充填方式では、触媒は比較的粗く、充填
される。

他の例としては、特公昭56−46893号公報に示されるよ
うに、ホッパから円錐形状の分配部材に触媒を供給し、
この分配部材を回転させながら周囲に分散する方法、つ
まり触媒を遠心力によって方向をそろえて詰めていく、
いわゆるデンス（密）充填方式と言われる方法が知られ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記ソック充填およびデンス充填の両方
式とも触媒は均一にしか充填されない。

液体、特に油系の液体は、触媒が反応塔内に充填されて
いると、反応塔内の周囲を流れようとする習性がある。

液体が反応塔内の周囲を流れる結果、中央部を流れるこ
とが困難となり、中央部の触媒は固まる傾向にあった。

触媒が固まると、触媒内の水素が欠乏する水素プアの状
態となり、そうすると触媒内で発熱反応がおき、触媒内
の炭素が結晶化する。炭素の結晶化で触媒はますます固
まり、液体は中央部をますます流れにくくなるという悪
循環をくり返していた。

液体が、反応塔内の周囲ばかり流れるので、周囲の触媒
の劣化が速くなる。一方、中央部の触媒は触媒としての
機能を果していない。

そのために、触媒を完全に有効に使い切れないまま、短
時間で触媒の交換を行なわなければならないという問題
があり、交換作業も大変で、触媒の経費も大変であっ
た。

本発明の目的は、触媒を反応塔の中心及び周囲にわた
り、完全に有効に使用し得る触媒充填方法および触媒充
填装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、触媒の性質とこの触媒内を流れる液体の習性
とを利用して、液体が反応塔内を均一に流れるように工
夫したものである。

本発明の具体的な手段は、その方法として反応塔内に触
媒を充填するにあたり、反応塔の中心部に充填される触
媒の密度を、反応塔の周囲に充填される触媒の密度に比
べて小さくした触媒充填方法としたものである。

また、その方法として、反応塔内に触媒を充填するにあ
たり、反応塔中心部への触媒の充填を、反応塔に対し、
上下動可能な触媒供給管により行なうとともに、反応塔
周囲への触媒の充填を、回転自在な触媒分配器の遠心力
により行なう触媒充填方法としてもよい。

また、その装置として、反応塔内部に触媒を充填する触
媒充填装置において、反応塔内部に、反応塔に対し上下
動可能に設けられ塔外のホッパから供給された触媒を反
応塔内部に供給する触媒供給管と、この触媒供給管先端
に設けられ反応塔中心部に向けて供給する触媒の供給量
を調整する供給量調整手段と、触媒の被供給部を有する
とともに、外方に向けて開放部を有する触媒分配器と、
を具備したことを特徴とする触媒充填装置としたもので
ある。

また、この装置において、触媒分配器の触媒の被供給部
は、前記触媒供給管の内部と連通するようにしても良
い。

〔作用〕

このような本発明においては、触媒供給管が反応塔内に
挿入され、塔外に設けられた触媒を貯留するホッパから
触媒が供給される。

反応塔中心部には、供給量調整手段により供給量を調整
されながら、触媒が密度の粗い状態で、触媒供給管から
落下供給される。

反応塔周囲には、触媒分配管の遠心力によって触媒が振
りまかれ、密度が密の状態で充填される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図および第２図には本発明の一実施例が示されてい
る。第１図において、略円筒状の反応塔１の中心軸部に
は、反応塔１上部に支柱２が立設されている。この支柱
２上には充填制御器３を備えたチェンブロック４等の巻
上機構が設けられ、この巻上機構からチェン５等の巻上
部材を介して鋼管製の触媒供給管６が反応塔１の中心部
に吊下げられている。この触媒供給管６は、反応塔１の
高さが高い場合等には、ディスタンスピース6Bをフラン
ジ結合させて継足してその高さに対応させてゆく。

触媒供給管６の下部内径には、第２図に詳細が示される
ように、複数本のリブ７を介してソック充填用の内筒８
が取付けられている。内筒８の外径と触媒供給管６の内
径とには、触媒10が所定量通過し得るだけの被供給部で
ある所定の隙間９が形成されている。

この内筒８先端には、触媒の供給量を調整する供給量調
整手段であるフルコントロールのバルブ11（第１図参
照）が設けられる。

また、内筒８先端部には、次に述べる触媒分配器16を配
設する取付板12がステー27で補強されて固着されてい
る。

この取付板12には、回転数調整可能なエアモータ13が設
けられ、モータ13の主軸にはピニオン14が装着されてい
る。

取付板12上部には、触媒供給管６に外嵌された軸受け15
を介して、回転自在に触媒分配器16が設けられている。

この触媒分配器16は、触媒供給管６の下方から外方へ拡
がる側面断面視略八字形に形成された上下のカバー18,1
9が、複数のリブ20で結合された形状となっている。

上カバー18の一部は軸受15の外周に接触しており、下カ
バー19の内径部は、前記内筒８の外径に近接された状態
である。

この分配器16の下部にはギア17が固着されている。ギア
17は、内筒８に設けられた軸受26に回転自在に取付けら
れると共に、前記ピニオン14と噛合している。

第１図に示すように、前記反応塔１内に充填される顆粒
状の触媒10は、塔外上部のホッパ21内に収納されてお
り、このホッパ21から送出パイプ22を介して触媒供給管
６の入口6Aに送られる。

前記取付板12の側面には、レベルセンサー23が取付けら
れ、このセンサー23により、反応塔１内に充填される触
媒10の表面からの触媒分配器16ひいてはバルブ11までの
高さが検出され、この検出信号が前記充填制御器３に送
られ、この信号に基づいて巻上機構４が駆動制御される
ようになっている。

前記反応塔１下部の開口端付近の底部には、流体整流お
よび触媒支持用のボール状の粗大粒材24が敷かれてお
り、この粗大粒材24上に前記触媒10が散布され、充填さ
れるようになっている。

次に、本実施例の触媒充填装置の作用を説明する。

触媒供給管６をチェンブロック５で吊り下げて、反応塔
１内部に静かに降してゆく。

触媒供給管６先端のバルブ11や触媒分配器16等が塔１の
底部近傍まで降され、レベルセンサー23が所定高さを検
知し、その信号を発したら、触媒供給管６の降下が停止
される。

充填制御器３によりバルブ11を開き、同時にモータ13を
駆動させて触媒分配器16を回転させる。

この後、ホッパ21の出口扉（図略）が開かれて、触媒10
が触媒供給管６の入口6Aから触媒供給管６に供給され
る。供給管６を通過する触媒10は、供給管６先端で下方
と周囲とに分配される。

すなわち、触媒10の一部は内筒８とバルブ11とを経由し
て、反応塔１中心部下方に落下される。同時に、回転し
ている触媒分配器16側に落込んだ触媒10は、分配器16の
遠心力によって反応塔１胴側に振りまかれる。

前記内筒８側から充填は、触媒10がただ落下するだけの
ソック状の充填であり、触媒10の密度としては粗の状態
である。

これに対して、触媒分配器16によって周囲に振りまかれ
る充填は、触媒10が詰った状態に充填されるものであ
り、触媒10の密度としては胴側に近づく程、密の状態で
ある。

このように本実施例では、反応塔１の中心部を密度が粗
のソック充填で、周囲をデンス（密）充填で行なうもの
である。そして、この粗・密の分布状態は第１図に示さ
れるように、粗・密のほぼ境界から所定角度αだけ胴側
に立上がる傾斜状に充填されるように制御されると好ま
しい。

この所定角度αとしては、αがあまりに大きくなるとデ
ンス（密）充填の効果がなくなるので、触媒の種類等に
より、変ってはくるが、例えば５゜〜10゜位の範囲に収
まるように制御する。

常に好適な角度を保って充填されるように、触媒供給管
６の大きさや、内筒８と供給管６との隙間寸法、あるい
は触媒分配器16の回転数および開放口25の大きさ等は、
経験値によって決定されている。

充填によって触媒10のレベルが上昇し、充填された触媒
10の表面と、バルブ11との高さの差が所定値、たとえば
30cm以下になると、それはレベルセンサ23で検出され、
チェンブロック４等が所定量巻上げられ、前記高さの差
が例えば1m近傍になった時に巻上げが停止される。

以下、この動作はバルブ11が上昇して、反応塔１の上部
開口部の設定高さに達するまで継続され、反応塔１内へ
の触媒10の所定量の充填が行われて充填作業が終了され
るものである。

なお、反応塔１の高さが高くなり触媒供給管８も長い場
合、この供給管６を順次巻上げるには、高さに対応させ
て継足して行ったディスタンスピース6Bを逆に取外しな
がらバルブ11等を上昇させる。

このような本実施例によれば、反応塔１内の中心部には
内筒８によるソック充填、周囲には触媒分配器16による
デンス充填を、その充填状態を調整しながら行うことが
でき、粗・密の理想的な分布状態を作り出すことができ
る。このような分布状態の触媒内を液体は均一に流れる
ようになり、従って触媒10は万遍なく、有効に完全に使
用され得るようになった。

また、触媒10は作業員の手を煩わすことなく円滑かつ迅
速に反応塔１内に充填でき、作業能率を向上できる。

さらに、充填状態は反応塔１が変っても変わることがな
いため、並列された反応塔における処理流体の差圧等が
発生することがない。

また、レベルセンサ23を設けてあるので常に最適高さで
触媒10を充填させることができ、触媒10の性能を低下さ
せることがない。また、触媒分配器16を回転駆動させる
モータ13等は、分配器16の近傍に設けてあるので装置が
コンパクトにまとまった。また、触媒供給管６はディス
タンスピース6Bで継足して構成されているので、バルブ
11を順次上昇させるには随時ディスタンスピース6Bを取
外せば良く、チェンブロック４高さを必要最小限度に押
えることができる。

なお、本発明は前述の実施例に限定されるもではなく、
次に示すような変形例を含むものである。

すなわち、触媒供給管は鋼管でなくても良く、例えば先
端部のみ鋼管にして上部はフレキシブルなチューブに
し、この部分をウインチ等で巻上げるようにしても良
い。また、レベルセンサ23、充填制御器３等はこれを簡
略化または省略して、制御を反応塔１外の作業員に委ね
ても良い。

また、モータ13も油圧モータ、電動モータ等他の動力源
に代えることができる。

さらに、内筒８への触媒10の供給は、触媒供給管６から
行われているが、内筒８への供給つまり、ソック充填用
の供給と、触媒供給管６から分配器16への供給つまり、
デンス充填用の供給とを別系統のものとしても良い。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の触媒充填方法及び触媒
充填装置によれば、充填された触媒中の液体は均一に流
れるので、充填された触媒を完全に有効に使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る触媒充填装置の一実施例を示す正
面断面図、第２図は内筒及び触媒分配器の詳細一部断面
図である。 １……反応塔、４……チェンブロック、６……触媒供給
管、6B……ディスタンスピース、８……内筒、10……触
媒、11……バルブ（供給量調整手段）、13……エアモー
タ、16……触媒分配器、21……ホッパ、23……レベルセ
ンサ。

フロントページの続き (72)発明者 川上 勝彦 東京都小平市美園町１丁目17番７号 ソフ タード工業株式会社内 (72)発明者 沢村 信義 東京都小平市美園町１丁目17番７号 ソフ タード工業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反応塔内に触媒を充填するにあたり、反応
   塔の中心部に充填される触媒の密度を、反応塔の周囲に
   充填される触媒の密度に比べて小さくしたことを特徴と
   する触媒充填方法。
2. 【請求項２】反応塔内に触媒を充填するにあたり、反応
   塔中心部への触媒の充填を、反応塔に対し、上下動可能
   な触媒供給管により行なうとともに、反応塔周囲への触
   媒の充填を、回転自在な触媒分配器の遠心力により行な
   うことを特徴とする触媒充填方法。
3. 【請求項３】反応塔内部に触媒を充填する触媒充填装置
   において、反応塔内部に、反応塔に対し上下動可能に設
   けられ塔外のホッパから供給された触媒を反応塔内部に
   供給する触媒供給管と、この触媒供給管先端に設けられ
   反応塔中心部に向けて供給する触媒の供給量を調整する
   供給量調整手段と、触媒の被供給部を有するとともに、
   外方に向けて開放部を有する触媒分配器と、を具備した
   ことを特徴とする触媒充填装置。
4. 【請求項４】請求項３において、触媒分配器の触媒の被
   供給部は、前記触媒供給管の内部と連通することを特徴
   とする触媒充填装置。