JPH07294341A - 固定床反応器の自動温度分布測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 サーモカップルの上下動を自動で、必要時に
触媒床の温度分布を迅速に測定することのできる固定床
反応器の自動温度分布測定装置。 【構成】 固定床反応器の自動温度分布測定装置１０
は、サーモカップル２００を固定床反応器１００のサー
モウエル１０３内へと駆動し案内するためのローラ組立
体２２と、このローラ組立体２２を駆動する駆動手段５
０とを有する。このローラ組立体２２は、サーモカップ
ル２００を挟持し駆動するために互に離隔して配置され
た少なくとも一組の駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６
Ａ、２６Ｂと、駆動ローラ対にて駆動されるサーモカッ
プル２００の横ぶれを防止する作用をなすガイドローラ
対３４Ａ、３４Ｂとを備えている。駆動ローラ対２４
Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂは、駆動手段５０にて正逆
方向に回転されてサーモカップル２００を固定床反応器
内の所定の位置に移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石油精製用触媒の活性
能或いは寿命などを評価するために使用される固定床反
応器における自動温度分布測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、テストプラント用の固定床反応器
を用いて石油精製用触媒の活性能或いは寿命などの評価
が行なわれている。図６にその一例を示す。

【０００３】本例にて示すように、テストプラント用の
固定床反応器１００内に触媒床１０１を充填し、ヒータ
１０２で加熱しながら原料油（石油精製における、精
製、分解、改質などの操作を行うために各種装置に供給
する油類であり、各種炭化水素の複雑な混合物）及びＨ
₂ ガスを供給し、触媒の活性能或いは寿命が評価され
る。このような触媒１０１の活性能或いは寿命などは、
反応器１００内における触媒床１０１の反応温度を測定
することにより評価することができる。そのために、従
来、反応器１００の触媒床１０１中に、先端が閉鎖され
た中空管、即ち、サーモウエル１０３を挿入し、このサ
ーモウエル１０３内に設置した熱電対（サーモカップ
ル）２００を上下に移動させて触媒床１０１の温度計測
を行なっている。

【０００４】更に説明すると、従来使用されている温度
分布測定装置１は、図６に示すように、先端にセンサー
部を有する、直径１ｍｍ、長さ２０００ｍｍのサーモカ
ップル２００が、例えば内径４ｍｍ、長さ１６００ｍｍ
とされるサーモウエル１０３内へと導入される。一方、
反応器１００の上部にはガイドレール２が設置され、こ
のガイドレール２にサーモカップル取付け金具３が摺動
自在に配置されている。サーモカップル２００のリード
部は、サーモウエル１０３の上部開口部から外方へと取
り出され、取付け金具３に固定された補償導線４にコネ
クタ５を介して接続される。

【０００５】又、前記サーモカップル取付け金具３は、
ガイドプーリ６により案内されるワイヤ７の一端に接続
される。ワイヤ７の他端は、ステッピングモータのよう
な駆動モータＭで回転される直径１ｍ程度の大きな駆動
プーリ８に接続されている。

【０００６】上記構成にて、駆動モータＭが付勢される
と、ワイヤ７がこの駆動プーリ８に巻取られ、それによ
ってサーモカップル取付け金具３はワイヤ７によりガイ
ドレール２に沿って上方へと移動され、それに伴って、
サーモウエル１０３内のサーモカップル２００は上方へ
と引上げられる。サーモカップル２００の引上げ量は、
駆動モータＭの回転量を制御することにより正確に制御
される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように、従来の温度分布測定装置１は、サーモカップ
ル２００を下から上へと正確に制御しながら移動させる
ことはできるが、一旦上方へと引上げられたサーモカッ
プル２００を、駆動モータＭを逆転させることによりサ
ーモウエル１０３内へと挿入することは、極めて困難
か、或いは不可能となることがあった。

【０００８】つまり、駆動モータＭを逆転することによ
りサーモカップル取付け金具３は自重により下方へと移
動することはできるが、その過程にて、図７に示すよう
に、サーモカップル２００のリード部２００’が途中で
曲がってしまうことがあり、この場合には、例えサーモ
カップル取付け金具３を下方へと移動したとしてもこれ
以上サーモカップル２００をサーモウエル１０３内へと
挿入することはできない。このような事態の発生を防ぐ
ために、ガイドレール２に複数のガイドコマ９などを設
けてサーモカップル２００が曲がることなく下方へと案
内する試みがなされているが、未だ満足し得るものでは
ない。又、一旦サーモカップル２００が曲がると、この
部分２００’を修理して元の直線状態に戻すのは極めて
困難であり、僅かではあるが、曲がり或いは反りなどが
残る。そのために、サーモカップル２００がサーモウエ
ル１０３内へと挿入されたとき、サーモウエル１０３の
内壁を擦ることとなり、ますます下方への送り込みが困
難となる。従って、現在では、サーモカップル２００を
サーモウエル１０３内へと下方に移動する場合には、注
意しながら人手により押し込むことが行なわれており、
作業効率が極めて悪い。

【０００９】一方、反応器１００の触媒床１０１の温度
は、時間と共に変動し、更に、反応器の高さ方向の温度
分布も変動するものであり、必要に応じて、サーモカッ
プル２００を上下に動かし、所望測定点における温度
を、迅速に測定することが望まれる。上述のように、従
来の温度分布測定装置にて、このような要望に応えるこ
とは不可能ではないとしても、極めて困難を伴うもので
あった。

【００１０】従って、本発明の目的は、固定床反応器に
設置したサーモウエル内でのサーモカップルの上下動を
自動で、且つ正確に行なうことができ、それによって、
必要時に触媒床の温度分布を迅速に測定することのでき
る固定床反応器の自動温度分布測定装置を提供すること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
固定床反応器の自動温度分布測定装置にて達成される。
要約すれば、本発明は、サーモカップルを固定床反応器
のサーモウエル内へと駆動し案内するためのローラ組立
体と、このローラ組立体を駆動する駆動手段とを有し、
前記ローラ組立体は、サーモカップルを挟持し駆動する
ために互に離隔して配置された少なくとも一組の駆動ロ
ーラ対と、この一組の駆動ローラ対の間にてこれら各駆
動ローラ対に対して直交する方向に配列して設置され、
そして前記駆動ローラ対にて駆動されるサーモカップル
の横ぶれを防止する作用をなすガイドローラ対とを備え
ており、前記駆動ローラ対は、前記駆動手段にて正逆方
向に回転されて前記サーモカップルを固定床反応器内の
所定の位置に移動可能としたことを特徴とする固定床反
応器の自動温度分布測定装置である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る固定床反応器の自動温度
分布測定装置を図面に則して更に詳しく説明する。

【００１３】図１に、本発明の固定床反応器の自動温度
分布測定装置１０の一実施例を示す。本実施例にて、自
動温度分布測定装置１０は、テストプラント用の固定床
反応器１００の上方に設置され、又、本発明の特徴部を
なすサーモカップル駆動手段２０を備えている。固定床
反応器１００内には、上述したように、触媒床１０１に
触媒が充填され、ヒータ１０２で加熱しながら原料油及
びＨ₂ ガスを供給し、触媒床１０１の反応温度分布を測
定することによって触媒の活性能或いは寿命が評価され
る。従って、反応器１００の触媒床１０１中には、例え
ば内径４ｍｍ、長さ１６００ｍｍとされる先端が閉鎖さ
れた中空管、即ち、サーモウエル１０３が挿入設置さ
れ、このサーモウエル１０３内に、先端にセンサー部を
有する、直径１ｍｍ、長さ２０００ｍｍのサーモカップ
ル２００が挿入される。

【００１４】サーモカップル駆動手段２０は、図２及び
図３をも参照するとより良く理解されるように、サーモ
カップル２００を固定床反応器１００のサーモウエル１
０３内へと駆動し案内するためのローラ組立体２２と、
このローラ組立体２２を駆動する駆動手段５０とを有す
る。ローラ組立体２２は、互に平行に設置され、サーモ
カップル２００を挟持し駆動する、少なくとも一組の駆
動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂを有する。
駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂと駆動ローラ対２６Ａ、２
６Ｂとは、所定距離だけ離間させて配置されている。両
駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂは、図３
に最も良く図示されるように、それぞれの一方の駆動ロ
ーラ２４Ａ、２６Ａに設けたホイール２８、３０がチェ
ーン３２で連結されている。従って、本実施例では上方
に位置した駆動ローラ２４Ａに駆動モータＭからの回転
力が伝達されると、両駆動ローラ２４Ａ、２６Ａが同じ
方向に回転駆動される。この実施例では、各駆動ローラ
対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂを構成する各ローラ
は同じ直径のローラにて作製され、両駆動ローラ対２４
Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂの間で、サーモカップル２
００に対する駆動量に差が生じないようにする。

【００１５】本発明によれば、離間配置された両駆動ロ
ーラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂの間には、これ
ら各駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂに対
して直交する方向に配列してガイドローラ対３４Ａ、３
４Ｂが設けられる。このガイドローラ対３４Ａ、３４Ｂ
は、駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂにて
駆動されるサーモカップル２００の横ぶれを防止する作
用をなす。ガイドローラ対３４Ａ、３４Ｂは、積極的に
駆動する必要はなく、サーモカップル２００に接触した
場合に自由回転し得るように構成すればよい。

【００１６】これら各ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６
Ａ、２６Ｂ；３４Ａ、３４Ｂは、各々ローラ組立体２２
のハウジング３６（図２）に軸受けを介して回転自在に
取付けられている。又、ハウジング３６は、本実施例で
は、軸４４（図１）を中心として回転可能なターンテー
ブルとされる基台３８に設置される。ハウジング３６及
び基台３８には、その上下位置にサーモカップル２００
のための通過口４０、４２（図２）が形成されている。

【００１７】このターンテーブル３８には、前記ローラ
組立体２２に並置して駆動手段５０が配置される。駆動
手段５０は、例えばステッピングモータのような駆動モ
ータＭを備え、この駆動モータＭの回転出力は、出力軸
５２に取付けられた出力ホイール５４及びチェーン５６
を介して駆動ホイール５８に伝達される。この駆動ホイ
ール５８の出力軸６０は、カップリング６２にて前記駆
動ローラ２４Ａの回転軸に接続される。又、駆動手段５
０は、全体が防爆ハウジング６４にて囲包されている。

【００１８】尚、本実施例によると、駆動手段５０の前
記出力軸６０にはホイール６６、７０及びチェーン６８
を介してパルス発信器Ｐが接続され、駆動モータＭの回
転方向及び回転量を制御するのに使用される。

【００１９】上記実施例では、一つの駆動モータＭにて
駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂを駆動し、この駆動ローラ
対２４Ａ、２４Ｂが駆動ローラ対２６Ａ、２６Ｂを駆動
するものとして説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、各駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ及び２６
Ａ、２６Ｂをそれぞれ別個の同期した駆動モータにて駆
動することも可能である。

【００２０】上記構成の本発明に係る自動温度分布測定
装置１０によれば、先端にセンサー部を有するサーモカ
ップル２００は、上記ローラ組立体２２の各駆動ローラ
対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂ、及びガイドローラ
対３４Ａ、３４Ｂの間を通してサーモウエル１０３内へ
と導入される。従って、駆動モータＭが付勢されると、
ローラ組立体２２の駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６
Ａ、２６Ｂが駆動され、サーモカップル２００を一方向
へと駆動する。又、駆動モータＭの逆転により、サーモ
カップル２００は、他の方向へと駆動される。このと
き、一組の駆動ローラ対２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６
Ｂの間に、横ぶれ防止ガイドローラ対３４Ａ、３４Ｂが
配置されるために、サーモカップル２００は、横ぶれが
防止され、一定の移動軌跡に沿って上下方向に円滑に移
動することができる。又、一組の駆動ローラ対２４Ａ、
２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂにて挟持し、上下方向に駆動さ
れるので、サーモカップル２００を確実に且つ途中で曲
がるようなこともなく移動することができる。

【００２１】サーモカップル２００の上端は、コネクタ
７０にて補償導線７２の一端に接続される。補償導線７
２の他の端部近傍には重り７４が取付けられており、ポ
ール７６に取付けられているガイドロール７８に巻回さ
れて、重り７４の重さで下方へと垂下されている。この
ポール７６は、本実施例では、ターンテーブル３８に立
設されている。従って、サーモカップル２００の上端
は、常にこの補償導線７２にて上方へと引上げられた状
態とされ、サーモカップル２００の上記コネクタ７０よ
り下方のリード部が垂れ下がったり、曲がったりするこ
とはない。

【００２２】又、本実施例によれば、図４に示すよう
に、ローラ組立体２２及び駆動手段５０を設置したター
ンテーブル３８は、サーモカップル２００を反応器１０
０から上方へと引上げた状態で、軸４４を中心として自
由に回転させることができる。これによって、反応器１
００の上方が開放され、反応器１００の設置作業などを
容易に行なうことができる。更には、所期設置位置とは
異なる角度位置に設置された固定床反応器１００に対し
ても、それに対応して自動温度分布測定装置を移動させ
ることによって、温度計測が可能とされ、極めて好便で
ある。

【００２３】又、必要に応じて、図４に概略示すよう
に、駆動手段５０を挟んで対称に二つのローラ組立体２
２を配置し、同時に二つの固定床反応器１００に対して
温度計測を行なうことも可能である。

【００２４】図５に、本発明の自動温度分布測定装置１
０を使用した固定床反応器１００における自動温度分布
測定システムの概要を示す。このシステムによれば、装
置コントロール部（ＣＰＵ）からの信号により、自動温
度分布測定装置の駆動手段５０の駆動モータＭが駆動さ
れ、ローラ組立体２２を介してサーモカップル２００を
反応器１００内にて上下方向に移動させ所定測定点にセ
ットする。その後、サーモカップル２００にて触媒床１
０１の温度を測定し、測定された温度測定データは、装
置コントロール部（ＣＰＵ）へと送信され、ディスプレ
ー装置（図示せず）などに表示される。これらの温度測
定結果から、触媒活性能或いは寿命が評価される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動温度
分布測定装置は、サーモカップルを固定床反応器のサー
モウエル内へと駆動し案内するためのローラ組立体を有
し、このローラ組立体は、サーモカップルを挟持し駆動
する互に離隔して配置された少なくとも一組の駆動ロー
ラ対と、この一組の駆動ローラ対の間にてこれら各駆動
ローラ対に対して直交する方向に配列して設置され、そ
して前記駆動ローラ対にて駆動されるサーモカップルの
横ぶれを防止するガイドローラ対とを備えており、駆動
ローラ対は、前記駆動手段にて正逆方向に回転されてサ
ーモカップルを固定床反応器内の所定の位置に移動可能
とされるので、迅速なサーモカップルの上下方向への移
動が可能となり、所望に応じてサーモウエル内の任意の
位置に正確に自動設置することができ、それによって、
高精度にて触媒床の温度分布を測定することができ、石
油精製用触媒の活性能或いは寿命などを正確に評価する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る固定床反応器の自動温度分布測定
装置の一実施例の縦断面図である。

【図２】図１の自動温度分布測定装置のローラ組立体の
断面図である。

【図３】図１の自動温度分布測定装置のローラ組立体の
斜視図である。

【図４】本発明に係る固定床反応器の自動温度分布測定
装置の他の実施例の概略平面図である。

【図５】本発明に係る固定床反応器の自動温度分布測定
装置を使用した自動温度分布測定システムの概略図であ
る。

【図６】従来の固定床反応器の自動温度分布測定装置の
縦断面図である。

【図７】従来の固定床反応器の自動温度分布測定装置の
運転状況を説明する図である。

【符号の説明】

１０ 自動温度分布
測定装置 ２０ サーモカップ
ル駆動手段 ２２ ローラ組立体 ２４Ａ、２４Ｂ；２６Ａ、２６Ｂ 駆動ローラ対 ３４Ａ、３４Ｂ ガイドローラ
対 ５０ 駆動手段 １００ 固定床反応器 １０１ 触媒床 １０３ サーモウエル ２００ サーモカップ
ル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーモカップルを固定床反応器のサーモ
   ウエル内へと駆動し案内するためのローラ組立体と、こ
   のローラ組立体を駆動する駆動手段とを有し、前記ロー
   ラ組立体は、サーモカップルを挟持し駆動するために互
   に離隔して配置された少なくとも一組の駆動ローラ対
   と、この一組の駆動ローラ対の間にてこれら各駆動ロー
   ラ対に対して直交する方向に配列して設置され、そして
   前記駆動ローラ対にて駆動されるサーモカップルの横ぶ
   れを防止するガイドローラ対とを備えており、前記駆動
   ローラ対は、前記駆動手段にて正逆方向に回転されて前
   記サーモカップルを固定床反応器内の所定の位置に移動
   可能としたことを特徴とする固定床反応器の自動温度分
   布測定装置。