JPH0788330A - 触媒層支持構造 - Google Patents
触媒層支持構造Info
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- JPH0788330A JPH0788330A JP5172510A JP17251093A JPH0788330A JP H0788330 A JPH0788330 A JP H0788330A JP 5172510 A JP5172510 A JP 5172510A JP 17251093 A JP17251093 A JP 17251093A JP H0788330 A JPH0788330 A JP H0788330A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G49/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
- C10G49/002—Apparatus for fixed bed hydrotreatment processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
-
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- B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10G49/14—Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00 with moving solid particles according to the "moving-bed" technique
-
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00884—Means for supporting the bed of particles, e.g. grids, bars, perforated plates
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 均一な流体の導入が可能で、かつ軽量で製作
し易い触媒支持構造を提供することである。 【構成】 触媒支持構造体１０は、移動床型リアクタに
充填される触媒層を支持すための触媒支持構造体であっ
て、リアクタＡ上方に向かって直径が拡大する円錐台状
に形成された側壁部１２と、側壁部の中央部、即ち触媒
層支持体の最下部に位置し、リアクタの中心線に直交す
る方向に延在する円形の底部１４とから構成されてい
る。側壁部と底部とは、それぞれ殻状支持体を形成する
最下層の多孔板１６と、その上に配置された第１金網層
１８と、更にその上に配置された第２金網層２０とから
構成されている。多孔板の下側には、複数の直径の異な
る円筒形の流れ案内２４が設けられている。
し易い触媒支持構造を提供することである。 【構成】 触媒支持構造体１０は、移動床型リアクタに
充填される触媒層を支持すための触媒支持構造体であっ
て、リアクタＡ上方に向かって直径が拡大する円錐台状
に形成された側壁部１２と、側壁部の中央部、即ち触媒
層支持体の最下部に位置し、リアクタの中心線に直交す
る方向に延在する円形の底部１４とから構成されてい
る。側壁部と底部とは、それぞれ殻状支持体を形成する
最下層の多孔板１６と、その上に配置された第１金網層
１８と、更にその上に配置された第２金網層２０とから
構成されている。多孔板の下側には、複数の直径の異な
る円筒形の流れ案内２４が設けられている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体が下から上に流れ
る移動床型リアクタに充填されている移動床式触媒層を
支持する触媒層支持構造であって、リアクタの上方に向
かって直径が拡大するようなコーン形状に形成された触
媒層支持構造に関し、更に詳細には流体の偏流を防止
し、軽量化とコストの低減化を図った触媒層支持構造に
関するものである。
る移動床型リアクタに充填されている移動床式触媒層を
支持する触媒層支持構造であって、リアクタの上方に向
かって直径が拡大するようなコーン形状に形成された触
媒層支持構造に関し、更に詳細には流体の偏流を防止
し、軽量化とコストの低減化を図った触媒層支持構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本発明において言う移動床型リアクタと
は、国際公開公報ＷＯ９１／０１３５９号に記載されて
いるように、リアクタ運転中にバッチワイズにリアクタ
上部から触媒を投入でき、かつリアクタ下部から抜き出
せるように工夫されたリアクタであって、各種の液−ガ
ス反応工程、例えば常圧残油或いは減圧残油の水素化脱
硫反応工程で効果的に使用されている。移動床型リアク
タでは、図４に示すように、反応ガス（例えば水素含有
ガス）と反応液体（例えば常圧残油）とからなる２相混
相の流体が、リアクタＡの底部から矢印方向に流入し、
触媒層Ｂを通過してリアクタＡの頂部から流出する。触
媒は、リアクタ上部の触媒投入パイプＣを通してリアク
タＡに投入され、触媒層支持構造体１の上方から触媒抜
き出しパイプＤより外部に随時抜き出される。
は、国際公開公報ＷＯ９１／０１３５９号に記載されて
いるように、リアクタ運転中にバッチワイズにリアクタ
上部から触媒を投入でき、かつリアクタ下部から抜き出
せるように工夫されたリアクタであって、各種の液−ガ
ス反応工程、例えば常圧残油或いは減圧残油の水素化脱
硫反応工程で効果的に使用されている。移動床型リアク
タでは、図４に示すように、反応ガス（例えば水素含有
ガス）と反応液体（例えば常圧残油）とからなる２相混
相の流体が、リアクタＡの底部から矢印方向に流入し、
触媒層Ｂを通過してリアクタＡの頂部から流出する。触
媒は、リアクタ上部の触媒投入パイプＣを通してリアク
タＡに投入され、触媒層支持構造体１の上方から触媒抜
き出しパイプＤより外部に随時抜き出される。
【０００３】以上の構成により、触媒投入パイプＣを介
してリアクタＡ上部に投入された新しい触媒は、反応に
寄与して触媒活性を低下させつつ徐々に下方に流下し、
最後には、触媒抜き出しパイプＤを介して外部に排出さ
れる。よって、移動床型リアクタでは、活性の低下した
触媒が抜き出され、それに応じて活性の高い新しい触媒
が投入されるので、小さなリアクタで効率良く所望の反
応を行わせることができる。
してリアクタＡ上部に投入された新しい触媒は、反応に
寄与して触媒活性を低下させつつ徐々に下方に流下し、
最後には、触媒抜き出しパイプＤを介して外部に排出さ
れる。よって、移動床型リアクタでは、活性の低下した
触媒が抜き出され、それに応じて活性の高い新しい触媒
が投入されるので、小さなリアクタで効率良く所望の反
応を行わせることができる。
【０００４】上述のような移動床型リアクタで使用され
てきた触媒層支持構造の従来の工業的実施例は、図５、
図６および図７に示すような構成になっている。ここ
で、図５は移動床型リアクタＡに組み込まれた触媒層支
持構造体（以下、簡単のため触媒層支持体と略称する）
１の平面図、図６は図５の触媒層支持体１の矢視Ｙ−Ｙ
の断面図、及び図７は図５の触媒層支持体１の矢視Ｚ−
Ｚでの拡大図である。従来の触媒層支持体１は、梁とそ
の梁の間に渡した部材とからなる骨組み構造の組立体と
金網層とで構成されていた。それは、例えば、図６及び
図７に示すように、中心の８角形の平板部２から梁背の
高い梁３をリアクタ上方に向け放射状に延ばし、８個の
同じ扇形状に組んだスポークと、大きさの異なる相似の
８角形を形成するように梁３の間に渡した部材４との骨
組み構造の組立体を有し、その上にスペースクロス５
を、更にその上にワイヤメッシュ６を敷いて、構成され
ている。スペースクロス５は、太い径の針金で編んだ金
網であり、ワイヤメッシュ６は触媒粒子の粒径より僅か
に小さいメッシュサイズの金網である。平板部２は、触
媒層支持体１の中心にあって、触媒抜き出しパイプＤの
入口が、図４に示すように平板部２の上方に臨むように
位置している。平板部２と梁３とは、図６に示すよう
に、例えば８角形の連結部材７により連結されている。
尚、触媒層支持体１は、補強リング８を介してリアクタ
Ａに接合されている。
てきた触媒層支持構造の従来の工業的実施例は、図５、
図６および図７に示すような構成になっている。ここ
で、図５は移動床型リアクタＡに組み込まれた触媒層支
持構造体（以下、簡単のため触媒層支持体と略称する）
１の平面図、図６は図５の触媒層支持体１の矢視Ｙ−Ｙ
の断面図、及び図７は図５の触媒層支持体１の矢視Ｚ−
Ｚでの拡大図である。従来の触媒層支持体１は、梁とそ
の梁の間に渡した部材とからなる骨組み構造の組立体と
金網層とで構成されていた。それは、例えば、図６及び
図７に示すように、中心の８角形の平板部２から梁背の
高い梁３をリアクタ上方に向け放射状に延ばし、８個の
同じ扇形状に組んだスポークと、大きさの異なる相似の
８角形を形成するように梁３の間に渡した部材４との骨
組み構造の組立体を有し、その上にスペースクロス５
を、更にその上にワイヤメッシュ６を敷いて、構成され
ている。スペースクロス５は、太い径の針金で編んだ金
網であり、ワイヤメッシュ６は触媒粒子の粒径より僅か
に小さいメッシュサイズの金網である。平板部２は、触
媒層支持体１の中心にあって、触媒抜き出しパイプＤの
入口が、図４に示すように平板部２の上方に臨むように
位置している。平板部２と梁３とは、図６に示すよう
に、例えば８角形の連結部材７により連結されている。
尚、触媒層支持体１は、補強リング８を介してリアクタ
Ａに接合されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
触媒層支持体は、通常の固定床型リアクタで採用したグ
リッド形式の触媒層支持構造を同じ技術的発想に基づい
て移動床型リアクタに発展させたもので、梁と板状部材
とを格子状に骨組みし、その上に金網を載せた組立体で
構成されている。ところで、経済的な効果を求めて一つ
の装置での処理量を増大しようとすると、大きなリアク
タが必要となる。しかし、リアクタの径が大きくなり、
リアクタ内に充填される触媒の重量が増大すると、増大
した触媒の荷重に耐えるために、組立体の各部材、特に
梁の寸法を大きくしなければならない。
触媒層支持体は、通常の固定床型リアクタで採用したグ
リッド形式の触媒層支持構造を同じ技術的発想に基づい
て移動床型リアクタに発展させたもので、梁と板状部材
とを格子状に骨組みし、その上に金網を載せた組立体で
構成されている。ところで、経済的な効果を求めて一つ
の装置での処理量を増大しようとすると、大きなリアク
タが必要となる。しかし、リアクタの径が大きくなり、
リアクタ内に充填される触媒の重量が増大すると、増大
した触媒の荷重に耐えるために、組立体の各部材、特に
梁の寸法を大きくしなければならない。
【０００６】しかし、組立体の各部材、特に梁の寸法が
大きくなると、その梁が流体の均一な触媒層への導入を
邪魔し、そのため流体は偏流しながら触媒層に流入し、
触媒との接触が不均一になると言うプロセス上の問題点
が生じる可能性がある。また、従来の触媒層支持構造で
は、多角形の組立体を円形のリアクタ内に組み込み、か
つ正確に接合できるように各部材を加工する必要があ
る。しかし、かかる加工は、技術的に極めて難しく、そ
のため人手と時間を要して製作費が嵩むと言う本来的な
問題点を有していた。以上のように、大型リアクタに設
置するための大型の触媒層支持体は、部材が大きくなる
ために、プロセス上の問題と共に材料費と製作費が嵩む
と言う経済的な問題を有する。そこで、流体の流れを邪
魔することがなく、かつ軽量で製作し易いように工夫さ
れた、大型リアクタに適する触媒層支持体の提供が望ま
れていた。
大きくなると、その梁が流体の均一な触媒層への導入を
邪魔し、そのため流体は偏流しながら触媒層に流入し、
触媒との接触が不均一になると言うプロセス上の問題点
が生じる可能性がある。また、従来の触媒層支持構造で
は、多角形の組立体を円形のリアクタ内に組み込み、か
つ正確に接合できるように各部材を加工する必要があ
る。しかし、かかる加工は、技術的に極めて難しく、そ
のため人手と時間を要して製作費が嵩むと言う本来的な
問題点を有していた。以上のように、大型リアクタに設
置するための大型の触媒層支持体は、部材が大きくなる
ために、プロセス上の問題と共に材料費と製作費が嵩む
と言う経済的な問題を有する。そこで、流体の流れを邪
魔することがなく、かつ軽量で製作し易いように工夫さ
れた、大型リアクタに適する触媒層支持体の提供が望ま
れていた。
【０００７】以上の要望に鑑み、本発明の目的は、流体
を均一な流れで触媒層に導入し、かつ軽量で製作し易い
触媒層支持構造を提供することである。
を均一な流れで触媒層に導入し、かつ軽量で製作し易い
触媒層支持構造を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、リアクタの
径が大きくなると、従来の触媒層支持体の重量が格段に
増大する理由は、梁と板状部材とからなる骨組み構造の
採用にあると結論した。それは、触媒層の荷重を曲げ応
力として捕らえ、その曲げ応力に対応する断面係数を備
えた部材を必要とするからであった。そこで、本発明者
は、研究と実験を重ねた末、荷重を曲げ応力でなく膜応
力として捕らえることのできる殻（シェル）構造を採用
することに着眼し、本発明を完成するに至った。
径が大きくなると、従来の触媒層支持体の重量が格段に
増大する理由は、梁と板状部材とからなる骨組み構造の
採用にあると結論した。それは、触媒層の荷重を曲げ応
力として捕らえ、その曲げ応力に対応する断面係数を備
えた部材を必要とするからであった。そこで、本発明者
は、研究と実験を重ねた末、荷重を曲げ応力でなく膜応
力として捕らえることのできる殻（シェル）構造を採用
することに着眼し、本発明を完成するに至った。
【０００９】かかる知見に基づき、上記目的を達成する
ために、本発明に係る触媒層支持構造は、下から上に向
かって流体が流れる移動床型リアクタに充填した移動床
式触媒層を支持するための触媒層支持構造であって、リ
アクタの上方に向かって直径が拡大するようなコーン形
状に形成された触媒層支持構造において、触媒層支持構
造が、殻状支持体と、その上に配置された、太い金網素
子の網状体からなる第１金網層と、更にその上に配置さ
れた、触媒を通さないメッシュサイズの網状体からなる
第２金網層とから構成され、殻状支持体は、リアクタの
中心線に直交する方向に延在する円形の底部と、該底部
の周縁からリアクタの上方に向かって直径が拡大するよ
うにされた円錐台状の側壁部とからなり、該底部と側壁
部とは、主として板状部材により形成され、かつ多数の
貫通孔を備えていることを特徴としている。
ために、本発明に係る触媒層支持構造は、下から上に向
かって流体が流れる移動床型リアクタに充填した移動床
式触媒層を支持するための触媒層支持構造であって、リ
アクタの上方に向かって直径が拡大するようなコーン形
状に形成された触媒層支持構造において、触媒層支持構
造が、殻状支持体と、その上に配置された、太い金網素
子の網状体からなる第１金網層と、更にその上に配置さ
れた、触媒を通さないメッシュサイズの網状体からなる
第２金網層とから構成され、殻状支持体は、リアクタの
中心線に直交する方向に延在する円形の底部と、該底部
の周縁からリアクタの上方に向かって直径が拡大するよ
うにされた円錐台状の側壁部とからなり、該底部と側壁
部とは、主として板状部材により形成され、かつ多数の
貫通孔を備えていることを特徴としている。
【００１０】円錐台の母線と移動床型リアクタ（以下、
簡単のためリアクタと略称する）の直径との成す角度
（図１で示す角度α）は、触媒の流下をより容易にする
ために、触媒粒子の安息角より大きい角度とするのが好
ましい。側壁部を形成する板状部材の厚さは、既知の膜
応力計算により支持すべき触媒荷重に基づいて算出する
ことができる。板状部材に設ける貫通孔の径、ピッチ及
び数は、触媒層支持構造を通過する反応ガスと反応液体
との流れに許容される圧力損失、触媒粒子の寸法及び触
媒層の重量等によって決まる因子である。板状部材の材
質は、反応ガス及び反応液体による腐食、反応温度等を
考慮して決める。板状部材の各貫通孔上の第１金網層の
開口面積は、各貫通孔の断面積より大きいことが望まし
く、その金網素子の径は、各貫通孔上の触媒荷重を支持
することのできる太さとする。第２金網層は、触媒粒子
が触媒層支持構造をくぐり抜けて下方に落下しないよう
にするために設けてあり、第１金網層は、第２金網層の
強度を補強して、板状部材の各貫通孔の断面積当たりの
触媒層の荷重を受けるために設けてある。第１金網層及
び第２金網層を形成する網状体は、必ずしも金網である
必要はなく、金網と同じ働きをするもの、例えば多孔板
であっても良い。
簡単のためリアクタと略称する）の直径との成す角度
（図１で示す角度α）は、触媒の流下をより容易にする
ために、触媒粒子の安息角より大きい角度とするのが好
ましい。側壁部を形成する板状部材の厚さは、既知の膜
応力計算により支持すべき触媒荷重に基づいて算出する
ことができる。板状部材に設ける貫通孔の径、ピッチ及
び数は、触媒層支持構造を通過する反応ガスと反応液体
との流れに許容される圧力損失、触媒粒子の寸法及び触
媒層の重量等によって決まる因子である。板状部材の材
質は、反応ガス及び反応液体による腐食、反応温度等を
考慮して決める。板状部材の各貫通孔上の第１金網層の
開口面積は、各貫通孔の断面積より大きいことが望まし
く、その金網素子の径は、各貫通孔上の触媒荷重を支持
することのできる太さとする。第２金網層は、触媒粒子
が触媒層支持構造をくぐり抜けて下方に落下しないよう
にするために設けてあり、第１金網層は、第２金網層の
強度を補強して、板状部材の各貫通孔の断面積当たりの
触媒層の荷重を受けるために設けてある。第１金網層及
び第２金網層を形成する網状体は、必ずしも金網である
必要はなく、金網と同じ働きをするもの、例えば多孔板
であっても良い。
【００１１】本発明の望ましい実施態様では、複数の直
径の異なる円筒状の流れ案内を殻状支持体の中心線に対
して同心円状に支持体の下側に設けたことを特徴として
いる。
径の異なる円筒状の流れ案内を殻状支持体の中心線に対
して同心円状に支持体の下側に設けたことを特徴として
いる。
【００１２】
【作用】請求項１の発明では、触媒層支持構造の支持体
が板状部材で形成されているので、触媒の荷重を膜応力
として捕らえることができ、荷重を曲げ応力として捕ら
える従来の触媒層支持構造に比べて部材重量を軽減する
ことができる。また、板状部材を加工するので、円錐台
状の形成及びリアクタとの接合が容易である。更に、板
状部材に均等な分布で貫通孔を設けることができるの
で、従来の触媒層支持構造に比べて流体の触媒層への導
入が触媒層の断面積に対して均等となり、従って流体と
触媒との接触が均等になって、反応工程の効率が高くな
る。貫通孔の径、ピッチを場所により自在に調整できる
ので、流体の速度分布を比較的容易に制御できる。
が板状部材で形成されているので、触媒の荷重を膜応力
として捕らえることができ、荷重を曲げ応力として捕ら
える従来の触媒層支持構造に比べて部材重量を軽減する
ことができる。また、板状部材を加工するので、円錐台
状の形成及びリアクタとの接合が容易である。更に、板
状部材に均等な分布で貫通孔を設けることができるの
で、従来の触媒層支持構造に比べて流体の触媒層への導
入が触媒層の断面積に対して均等となり、従って流体と
触媒との接触が均等になって、反応工程の効率が高くな
る。貫通孔の径、ピッチを場所により自在に調整できる
ので、流体の速度分布を比較的容易に制御できる。
【００１３】請求項２の発明では、複数の直径の異なる
円筒状の流れ案内を設けることにより、リアクタの下部
から流入した流体を均一に触媒層に導入することができ
る。もし、流れ案内が無いと、流体は触媒層支持構造の
殻状支持体の円錐形状に沿って外方に流れ触媒層内で外
回りの流れが速い偏流が生じる。更に、本発明の触媒層
支持構造は、板状部材で形成された殻状支持体を備えて
いるので、貫通孔を避けた任意の位置に流れ案内を設け
ることができる。よって、流れ案内の配置を調整するこ
とにより、触媒層への流体の流入速度分布を比較的容易
に制御できる。
円筒状の流れ案内を設けることにより、リアクタの下部
から流入した流体を均一に触媒層に導入することができ
る。もし、流れ案内が無いと、流体は触媒層支持構造の
殻状支持体の円錐形状に沿って外方に流れ触媒層内で外
回りの流れが速い偏流が生じる。更に、本発明の触媒層
支持構造は、板状部材で形成された殻状支持体を備えて
いるので、貫通孔を避けた任意の位置に流れ案内を設け
ることができる。よって、流れ案内の配置を調整するこ
とにより、触媒層への流体の流入速度分布を比較的容易
に制御できる。
【００１４】
【実施例】以下、添付図面を参照し、実施例に基づいて
本発明をより詳細に説明する。図１はリアクタＡの中心
線を含む面での本発明に係る触媒層支持構造体（以下、
簡単のため触媒層支持体とする）の断面図、図２は図１
の触媒層支持体の矢視Ｘ−Ｘの断面図である。図１で
は、触媒層支持体１０は、流体が下から上に流れる図４
に示すような移動床型リアクタ（以下、簡単のためリア
クタと略称する）Ａに触媒層支持体１０の中心線がリア
クタＡの中心線に一致するように設けられている。触媒
層支持体１０は、直径がリアクタＡの上方に向かって拡
大する円錐台状の側壁部１２と、側壁部１２の中央部、
即ち触媒層支持体１０の最下部に位置し、かつリアクタ
Ａの中心線に対して直交する方向に延在する底部１４と
から構成されている。
本発明をより詳細に説明する。図１はリアクタＡの中心
線を含む面での本発明に係る触媒層支持構造体（以下、
簡単のため触媒層支持体とする）の断面図、図２は図１
の触媒層支持体の矢視Ｘ−Ｘの断面図である。図１で
は、触媒層支持体１０は、流体が下から上に流れる図４
に示すような移動床型リアクタ（以下、簡単のためリア
クタと略称する）Ａに触媒層支持体１０の中心線がリア
クタＡの中心線に一致するように設けられている。触媒
層支持体１０は、直径がリアクタＡの上方に向かって拡
大する円錐台状の側壁部１２と、側壁部１２の中央部、
即ち触媒層支持体１０の最下部に位置し、かつリアクタ
Ａの中心線に対して直交する方向に延在する底部１４と
から構成されている。
【００１５】側壁部１２は、その上に支持される触媒粒
子が滑って流下するように、図１に示す角度αが触媒粒
子の安息角より僅かに大きい角度の円錐台形に形成され
ている。底部１４は、ほぼ円形に形成されて、側壁部１
２の最下部でその周縁と相互に接合されている。図４に
示す触媒抜き出しパイプＤは、その入口がこの底部１４
の僅か上方に望むように配置されていて、触媒層支持体
１０からの触媒の抜き出しが容易になるように構成され
ている。側壁部１２と底部１４とは、それぞれ、図２に
示すように、殻状支持体を構成する板状部材からなる最
下層の多孔板１６と、その上に配置された第１金網層１
８と、更にその上に配置された第２金網層２０とから構
成されている。多孔板１６の厚さは、支持する触媒層の
荷重により生じる膜応力を計算することにより定めるこ
とができる。多孔板１６には、流体が通過できるよう
に、円形の貫通孔２２が多数ほぼ同じピッチで貫通して
いて、その総所要断面積は、リアクタＡの触媒層に流入
する反応ガスと反応液体の流動に許容できる圧力損失に
よって決定される。尚、側壁部１２の貫通孔２２と、底
部１４の貫通孔２２とは、必ずしも同じ径、同じピッチ
にする必要はなく、また側壁部１２及び底部１４におい
て場所により径及びピッチを変えることもできる。
子が滑って流下するように、図１に示す角度αが触媒粒
子の安息角より僅かに大きい角度の円錐台形に形成され
ている。底部１４は、ほぼ円形に形成されて、側壁部１
２の最下部でその周縁と相互に接合されている。図４に
示す触媒抜き出しパイプＤは、その入口がこの底部１４
の僅か上方に望むように配置されていて、触媒層支持体
１０からの触媒の抜き出しが容易になるように構成され
ている。側壁部１２と底部１４とは、それぞれ、図２に
示すように、殻状支持体を構成する板状部材からなる最
下層の多孔板１６と、その上に配置された第１金網層１
８と、更にその上に配置された第２金網層２０とから構
成されている。多孔板１６の厚さは、支持する触媒層の
荷重により生じる膜応力を計算することにより定めるこ
とができる。多孔板１６には、流体が通過できるよう
に、円形の貫通孔２２が多数ほぼ同じピッチで貫通して
いて、その総所要断面積は、リアクタＡの触媒層に流入
する反応ガスと反応液体の流動に許容できる圧力損失に
よって決定される。尚、側壁部１２の貫通孔２２と、底
部１４の貫通孔２２とは、必ずしも同じ径、同じピッチ
にする必要はなく、また側壁部１２及び底部１４におい
て場所により径及びピッチを変えることもできる。
【００１６】第１金網層１８は、径の太い針金で編んだ
比較的メッシュサイズの大きい金網であって、第２金網
層２０は、リアクタ内に充填される触媒の粒径より僅か
に小さい寸法のメッシュサイズの金網である。第２金網
層２０は、触媒粒子が触媒層支持体１０をくぐり抜けて
下方に落下しないようにするために設けてあり、第１金
網層１８は、第２金網層２０の強度を補強して、多孔板
１６の各貫通孔２２の断面積当たりの触媒層の荷重を受
けるために設けてある。
比較的メッシュサイズの大きい金網であって、第２金網
層２０は、リアクタ内に充填される触媒の粒径より僅か
に小さい寸法のメッシュサイズの金網である。第２金網
層２０は、触媒粒子が触媒層支持体１０をくぐり抜けて
下方に落下しないようにするために設けてあり、第１金
網層１８は、第２金網層２０の強度を補強して、多孔板
１６の各貫通孔２２の断面積当たりの触媒層の荷重を受
けるために設けてある。
【００１７】多孔板１６には、その下側に、多数の直径
の異なる円筒形の流れ案内２４が側壁部１２の中心線を
中心にして同心円状に設けてある。流れ案内２４は、そ
の断面拡大図である図３に示すように、円筒２６のみで
構成されている。以上の構成により、流れ案内２４は、
リアクタＡ内に流入した流体を均一に触媒層支持体１０
を介して触媒層に導入することができる。尚、触媒層支
持体１０は、補強リング３０を介してリアクタＡに接合
されている。
の異なる円筒形の流れ案内２４が側壁部１２の中心線を
中心にして同心円状に設けてある。流れ案内２４は、そ
の断面拡大図である図３に示すように、円筒２６のみで
構成されている。以上の構成により、流れ案内２４は、
リアクタＡ内に流入した流体を均一に触媒層支持体１０
を介して触媒層に導入することができる。尚、触媒層支
持体１０は、補強リング３０を介してリアクタＡに接合
されている。
【００１８】本発明に係る触媒層支持構造の設計例 リアクタの内径：４，４００mm リアクタ内の触媒重量：２２０Ton 角度α：６０° 底部の直径：１０６６mm 多孔板の厚さ：側壁部の下部で２２mm、上部で２８mm 貫通孔の径×ピッチ：５０mm×７５mm 第１金網層：径６mmの１０mmピッチの金網 第２金網層：径１．６mmの９×９メッシュの金網 総重量：約１１Ton
【００１９】一方、上記設計例と同じ条件で設計された
従来の触媒層支持体は、梁として高さ３３０mm、幅１５
０mmの中実の金属製の部材を８本、梁の間に渡す板部材
として高さ３００mm、厚さ３８mmの板状部材を多数必要
とし、そのため重量も約３２Ton となる。
従来の触媒層支持体は、梁として高さ３３０mm、幅１５
０mmの中実の金属製の部材を８本、梁の間に渡す板部材
として高さ３００mm、厚さ３８mmの板状部材を多数必要
とし、そのため重量も約３２Ton となる。
【００２０】両者を比較すると、従来例では、梁幅が大
きいため、梁が流体の触媒層への均一な流入を邪魔し
て、偏流が生じ勝ちであるのに対して、上記設計例で
は、貫通孔２２を均一に分布できるので、かかる偏流の
恐れはない。また、従来例では、触媒層支持体に於ける
流体の通過面積が梁のため縮小し、圧力損失が大きくな
る傾向があるのに対して、上記設計例では、必要な径の
貫通孔を必要な数だけ配置できるので、圧力損失の増大
を抑制することができる。これによって、リアクタを運
転する動力費用を軽減することができる。また、上記設
計例では、所要材料の重量を従来例の約３５％に大幅に
軽減できるので、材料費のコストダウンが著しい。触媒
層支持体の重量を軽減できることにより、リアクタ本体
を支持するスカート部分の肉厚も減少し、それによる経
済的効果も期待できる。また、設計例の構成は、従来例
に比べて上述のように単純であるから、製作に要する所
要延べ人数も約３０％削減できる。
きいため、梁が流体の触媒層への均一な流入を邪魔し
て、偏流が生じ勝ちであるのに対して、上記設計例で
は、貫通孔２２を均一に分布できるので、かかる偏流の
恐れはない。また、従来例では、触媒層支持体に於ける
流体の通過面積が梁のため縮小し、圧力損失が大きくな
る傾向があるのに対して、上記設計例では、必要な径の
貫通孔を必要な数だけ配置できるので、圧力損失の増大
を抑制することができる。これによって、リアクタを運
転する動力費用を軽減することができる。また、上記設
計例では、所要材料の重量を従来例の約３５％に大幅に
軽減できるので、材料費のコストダウンが著しい。触媒
層支持体の重量を軽減できることにより、リアクタ本体
を支持するスカート部分の肉厚も減少し、それによる経
済的効果も期待できる。また、設計例の構成は、従来例
に比べて上述のように単純であるから、製作に要する所
要延べ人数も約３０％削減できる。
【００２１】
【発明の効果】請求項１の発明では、触媒層の荷重を受
ける支持体が、リアクタの中心線に直交する方向に延在
する底部と、該底部の周縁からリアクタの上方に向かっ
て直径が拡大するような円錐台形状に形成された側壁部
とからなる殻状支持体により構成され、かつ殻状支持体
には多数の貫通孔が設けられていることにより、梁と板
状部材の骨組み構造を支持体とする従来の触媒層支持体
に比べて、流体が均一に触媒層に導入されると言うプロ
セス上の効果と、軽量になり製作も容易になり、従って
コストダウンできると言う経済的効果の双方を奏する。
請求項２の発明では、複数の直径の異なる流れ案内を支
持体の下に取り付けることにより、偏流を引き起こすこ
と無く、流体を均一に触媒層に導入することができる。
ける支持体が、リアクタの中心線に直交する方向に延在
する底部と、該底部の周縁からリアクタの上方に向かっ
て直径が拡大するような円錐台形状に形成された側壁部
とからなる殻状支持体により構成され、かつ殻状支持体
には多数の貫通孔が設けられていることにより、梁と板
状部材の骨組み構造を支持体とする従来の触媒層支持体
に比べて、流体が均一に触媒層に導入されると言うプロ
セス上の効果と、軽量になり製作も容易になり、従って
コストダウンできると言う経済的効果の双方を奏する。
請求項２の発明では、複数の直径の異なる流れ案内を支
持体の下に取り付けることにより、偏流を引き起こすこ
と無く、流体を均一に触媒層に導入することができる。
【図１】本発明に係る触媒層支持体の断面図である。
【図２】図１の触媒層支持体の矢視Ｘ−Ｘの拡大断面図
である。
である。
【図３】流れ案内の拡大断面図である。
【図４】移動床型リアクタの模式的構成図である。
【図５】移動床型リアクタに組み込まれた従来の触媒層
支持体の平面図である。
支持体の平面図である。
【図６】図５の触媒層支持体１の矢視Ｙ−Ｙの断面図で
ある。
ある。
【図７】図５の触媒層支持体の矢視Ｚ−Ｚでの拡大図で
ある。
ある。
１０ 本発明に係る触媒層支持体の一実施例 １２ 側壁部 １４ 底部 １６ 多孔板 １８ 第１金網層 ２０ 第２金網層 ２２ 貫通孔 ２４ 流れ案内 ２６ 円筒
フロントページの続き (72)発明者 石塚 紀雄 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 平賀 恒彦 北海道室蘭市茶津町４番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 バツクテル，ロバート ダブリユ. アメリカ合衆国94530 カリフオルニア州 エルセリト，バレツト アベニユー 5480
Claims (2)
- 【請求項１】 下から上に向かって流体が流れる移動床
型リアクタに充填した移動床式触媒層を支持するための
触媒層支持構造であって、前記リアクタの上方に向かっ
て直径が拡大するようなコーン形状に形成された触媒層
支持構造において、 前記触媒層支持構造が、殻状支持体と、その上に配置さ
れた、太い金網素子の網状体からなる第１金網層と、更
にその上に配置された、触媒を通さないメッシュサイズ
の網状体からなる第２金網層とから構成され、 前記殻状支持体は、前記リアクタの中心線に直交する方
向に延在する円形の底部と、該底部の周縁から前記リア
クタの上方に向かって直径が拡大するようにされた円錐
台状の側壁部とからなり、該底部と側壁部とは、主とし
て板状部材により形成され、かつ多数の貫通孔を備えて
いることを特徴とする触媒層支持構造。 - 【請求項２】 複数の直径の異なる円筒状の流れ案内を
前記殻状支持体の中心線に対して同心円状に前記殻状支
持体の下側に設けたことを特徴とする請求項１記載の触
媒層支持構造。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17251093A JP3431216B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 触媒層支持構造 |
| US08/261,594 US5527512A (en) | 1993-06-18 | 1994-06-17 | Apparatus for catalyst replacement |
| US08/624,195 US5603904A (en) | 1993-06-18 | 1996-03-28 | Apparatus for catalyst replacement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17251093A JP3431216B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 触媒層支持構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788330A true JPH0788330A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3431216B2 JP3431216B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=15943302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17251093A Expired - Lifetime JP3431216B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 触媒層支持構造 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5527512A (ja) |
| JP (1) | JP3431216B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101292599B1 (ko) * | 2005-02-25 | 2013-08-05 | 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. | 반응기 용기의 내부 구성요소를 위한 지지 시스템 |
| KR20150138277A (ko) * | 2013-03-28 | 2015-12-09 | 유오피 엘엘씨 | 탈수소화 반응기 내의 경사 기초판 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5916529A (en) * | 1989-07-19 | 1999-06-29 | Chevron U.S.A. Inc | Multistage moving-bed hydroprocessing reactor with separate catalyst addition and withdrawal systems for each stage, and method for hydroprocessing a hydrocarbon feed stream |
| ZA955492B (en) * | 1994-07-18 | 1996-02-13 | Methanol Casale Sa | Catalyst-seal support device in particular for exothermic heterogeneous catalytic synthesis reactors |
| US5885534A (en) * | 1996-03-18 | 1999-03-23 | Chevron U.S.A. Inc. | Gas pocket distributor for hydroprocessing a hydrocarbon feed stream |
| US5879642A (en) * | 1996-04-24 | 1999-03-09 | Chevron U.S.A. Inc. | Fixed bed reactor assembly having a guard catalyst bed |
| US6027550A (en) * | 1997-04-28 | 2000-02-22 | Techarmonic, Inc. | Apparatus and method for removing volatile organic compounds from a stream of contaminated air with use of an adsorbent material |
| US6193935B1 (en) * | 1998-08-13 | 2001-02-27 | Muthan Subramanian | Catalytic converter |
| KR100322663B1 (ko) * | 2000-03-20 | 2002-02-07 | 곽호준 | 폐플라스틱을 이용한 휘발유, 등유 및 경유의 연속식제조방법 및 그 시스템 |
| US7074740B2 (en) | 2002-07-02 | 2006-07-11 | Chevron U.S.A. Inc. | Catalyst for conversion processes |
| US8569367B2 (en) | 2004-11-16 | 2013-10-29 | Allergan, Inc. | Ophthalmic compositions and methods for treating eyes |
| WO2021213747A1 (en) | 2020-04-20 | 2021-10-28 | Haldor Topsøe A/S | Reactor for a catalytic process |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3829983A (en) * | 1971-10-27 | 1974-08-20 | Phillips Petroleum Co | Grid plate |
| US3910769A (en) * | 1972-12-06 | 1975-10-07 | Exxon Research Engineering Co | Apparatus for fluidized solid systems |
| FR2460990A1 (fr) * | 1979-07-09 | 1981-01-30 | Inst Francais Du Petrole | Procede et appareil de conversion catalytique d'hydrocarbures |
| FR2504821B1 (fr) * | 1981-04-29 | 1986-05-02 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif pour soutirer des particules solides et introduire une charge liquide a la partie inferieure d'une zone de contact |
| FR2520634B1 (fr) * | 1982-02-02 | 1987-02-13 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif pour soutirer des particules solides et introduire une charge liquide a la partie inferieure d'une zone de contact |
| FR2529905B1 (fr) * | 1982-07-09 | 1988-04-08 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif d'hydrotraitement d'hydrocarbures en phase liquide, en presence d'un catalyseur en lit expanse ou bouillonnant |
| FR2533937B1 (fr) * | 1982-10-04 | 1985-10-11 | Inst Francais Du Petrole | Procede et dispositif d'hydroconversion d'hydrocarbures |
| GB8405381D0 (en) * | 1984-03-01 | 1984-04-04 | Shell Int Research | Catalytic treatment of hydrocarbon oils |
| GB2155349B (en) * | 1984-03-08 | 1988-03-02 | Shell Int Research | Movable catalyst bed reactor and process in which such a reactor is employed |
| US4968409A (en) * | 1984-03-21 | 1990-11-06 | Chevron Research Company | Hydrocarbon processing of gas containing feed in a countercurrent moving catalyst bed |
| US5098230A (en) * | 1986-09-29 | 1992-03-24 | Chevron Research Company | Method for withdrawing a particulate solid from a packed, fluidized bed |
| CA1291322C (en) * | 1987-12-17 | 1991-10-29 | John V. Allen | Fluidized bed reactor with two zone combustion |
| US5076908A (en) * | 1989-07-19 | 1991-12-31 | Chevron Research & Technology Company | Method and apparatus for an on-stream particle replacement system for countercurrent contact of a gas and liquid feed stream with a packed bed |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP17251093A patent/JP3431216B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-06-17 US US08/261,594 patent/US5527512A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101292599B1 (ko) * | 2005-02-25 | 2013-08-05 | 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. | 반응기 용기의 내부 구성요소를 위한 지지 시스템 |
| KR20150138277A (ko) * | 2013-03-28 | 2015-12-09 | 유오피 엘엘씨 | 탈수소화 반응기 내의 경사 기초판 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3431216B2 (ja) | 2003-07-28 |
| US5527512A (en) | 1996-06-18 |
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