JPH09225290A - 触媒床を通過する多相混合物を分配するための板 - Google Patents

触媒床を通過する多相混合物を分配するための板

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JPH09225290A
JPH09225290A JP9042062A JP4206297A JPH09225290A JP H09225290 A JPH09225290 A JP H09225290A JP 9042062 A JP9042062 A JP 9042062A JP 4206297 A JP4206297 A JP 4206297A JP H09225290 A JPH09225290 A JP H09225290A
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catalyst bed
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JP9042062A
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Denis Darmancier
ダーマンシェ ダニー
Isabelle Harter
アーテ イーザベル
Charles Cameron
カーマラン シャルル
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IFP Energies Nouvelles IFPEN
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    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒状触媒層の上方から下方に流す気相と液相
の混合物を、均一性を高めて触媒層に供給するための装
置を提供する。 【解決手段】 上側通過口、下側通過口および側面通過
口を有する煙突状の流路（チムニー）を多数有する分配
板を、触媒層表面より距離「ｄ」だけ離して設け、上側
通過口から気相の大半を、側面通過口から液相および／
または気相の一部を通過させるようにし、かつ、チムニ
ーの密度を分配板１ｍ2当り８０より大とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粒状固体もしくは
粒子の床を通って該床を下方に流れる例えば１以上の気
相と１以上の液相を含む流体の分配を至適化する装置に
関する。
【０００２】本発明は特に、気相が少なくとも部分的に
水素を構成成分とする気／液分配器の分野で、例えばＣ
3〜Ｃ5カットの選択的もしくは完全水素化、水蒸気分解
ガソリンの選択的水素化、脂肪族および／またはナフサ
カット中の芳香族化合物の水素化、芳香族カット中のオ
レフィンの水素化、液体カットの脱ヒ素および／または
水素化脱金属、および水素化脱硫、水素化分解、異性
化、および固定床触媒改質反応を行うためのものに適用
することができる。
【０００３】本発明はさらに、部分的もしくは完全酸化
反応、芳香族および脂肪族アルキル化反応、ならびにア
ミノ化、アセチロキシ化、アンモ酸化および塩素化反応
などの、気相および液相の良好な混合を必要とする他の
反応を実行するのに適用される。
【０００４】
【従来の技術】この分野では、気／液体積比が通常は
０．０１〜５０、最も頻繁には０．０２〜２０の範囲で
あることを考慮すれば、良好な水素化選択性を達成する
上で重要な点の一つに、リアクタ頂部または各触媒床頂
部での気体および液体の適切な分配がある。
【０００５】先行技術で使用される一つの可能な技術に
は、例えばトランブーズらの著作（P.Trambouze et a
l., "Chemical Reactors", Editions Technip, 1988, p
p.287and 456）に記載のもののように、液体通過専用の
穴を複数有する分配板および気体通過用の複数のチムニ
ーを用いることから成るものである。気−液分配が別個
の相におけるものであることから、液相および気相の循
環経路または通過経路は異なっている。その２相は分配
板より下にある空洞空間内で混合される。この著作で
は、使用する液体分配穴の数を最少とすることで、これ
らの相の初期分配を良好なものとすることを推奨してい
る。
【０００６】触媒床の頂部およびその内部での気体の分
配を改善することを目的として、多くの文献に、液体の
分配を良好に維持しつつ気体の分配を向上させるよう設
計された分配板についての記載がある。
【０００７】米国特許４８３６９８９号には、液相と気
相について同一通過経路を用いることで生じる各種欠点
について言及されており、それら欠点は流体通過口が不
規則に配置されているために生じるか、あるいは触媒床
に対する分配板の位置の影響によって生じ得ると記載さ
れている。これらの欠点を改善するため、上記明細書に
記載の技術的開示は、当業者に対して、別個もしくは混
合物の形の液相および気相のための回収・分配手段を設
けたいくつかの板を特定の形で配置するよう求めてい
る。２相のための蓄積・分配手段を有する第１の板に
は、その下に、これら２つの流体を漏出させて混合チャ
ンバに送る手段が設けられている。それら流体がこのチ
ャンバを出ると、別個に第２の板上に設けられた液相の
通過オリフィスと、それぞれ上側部分に気相を通過させ
るオリフィスを有するチムニーに送られる。そうして２
相は、この第２の板と、液相および気相用の通過オリフ
ィスを有して両相を混合物の形で分配するチムニーを有
する第３の板とによって形成される空間で別個に分配さ
れる。
【０００８】分配板が設けられた高さが触媒床での２相
の分配に対して与える影響を回避する別の配置が、米国
特許４１２６５４０号に記載されている。
【０００９】その明細書に記載の装置は、上下に設けら
れた２個の板を有する。第１の板は、流体流を通過させ
るいくつかのオリフィスを有し、第２の板には複数の側
面オリフィスと１個の頂部オリフィスとを有するチムニ
ーが設けられている。第１の板の通過オリフィスの軸配
置は、チムニーの軸から外れており、それによって液体
がチムニーの頂部オリフィスから方向を変えて、かなり
の部分が側面オリフィスを通過するようになっている。
下側の板上のチムニーの密度は通常、先行技術で推奨の
値から選択される。その密度値は例えば、２〜６４チム
ニー／ｍ2で選択され、それらの各チムニーは１〜２０
個の多くの通過孔またはオリフィスを有している。各通
過オリフィスの表面積は、０．３〜１９ｃｍ2の範囲で
変動し得る。チムニーの直径は、その中心の穴が１８〜
６４５ｃｍ2となるようにしている。この明細書にはさ
らに、触媒床から７．６２ｃｍ以上９１ｃｍ以下の距離
で分配板を配置することが開示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】そのような配置とする
ことで、各チムニーで同様の液体流が得られることが示
されている。従って、その特許に記載の装置は、板が完
全に水平でない場合であっても、チムニーにおける液体
流に差が生じるのを実質的に回避するものである。この
明細書には、記載の装置が触媒床における流動特性の均
一性を向上させることは示されていない。
【００１１】従って当業者には、先行技術で言及されて
いる通常のチムニー密度値を用いることにより、至適な
混合物分配の均一性を得られることが知られている。
【００１２】そこで、これら文献のいずれにおいても、
例えば板を単独で使用するなどの簡単な構造でいくつか
のチムニーを有する分配板を用いて、高い信頼性で、触
媒床頂部およびその床の内部でこれらの相を良好に分配
することができることについて言及されていない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、触媒床よ
り上にある分配板に設けられるチムニーの密度値を大幅
に上昇させることで、先行技術と比較して流動特性の均
一性を高くすることができることを発見した。
【００１４】本発明の装置においては、混合流路数を選
択することで、特に混合物を構成する各種相の混合を改
善し、それによって触媒床との混合物の接触を高め、２
相もしくは多相混合物の流動特性の均一性を高める。混
合物は例えば気相１相と液相１相の２以上の相を有する
ことができ、その混合物の構造は各種パターンを取り得
るもので、例えば気相が液相中に分散した微細泡の形で
あるかあるいは比較的大きい気体の塊であることができ
る。混合流路の機能は、この流動構造を均一とするもの
である。
【００１５】好ましくは、粒状固体床と分配板との間の
距離を選択することによって、その分配をさらに向上さ
せることができ、特に混合物が分配板を触媒床から隔て
る空間を通過する際にチムニー内で形成された混合物の
分離または細分化を回避することができる。
【００１６】本発明は、粒状固体床を通して下方に流動
する１以上の気相および１以上の液相を有する混合物の
分配を行う装置に関するものである。その装置は例え
ば、 ・前記粒状固体床より距離「ｄ」だけ上に位置する１以
上の分配板を有し； ・液相および気相を混合するいくつかの流路を有し、該
流路のそれぞれが上側部分に１以上の通過口と下側部分
に１以上の通過口とを有して、流路中で形成された混合
物と粒状固体床との接触を可能とするものであり、該流
路にはその高さの少なくとも一部に１以上の側面通過口
があり； ・上側部分の通過口は前記混合物の気相の大半を通過さ
せることができ、側面通過口は前記混合流路内部の液相
および／または残っている気相の少なくとも一部を通過
させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】その装置は、混合流路の密度が、
８０／ｍ2を超える値、好ましくは９０／ｍ2を超える値
であることを特徴とする。そうすることで、２相の混合
領域およびそうして形成される混合物の分配箇所が複数
となる。
【００１８】分配板に設けられている混合流路の密度は
例えば、１００〜７００チムニー／ｍ2、好ましくは１
５０〜５００チムニー／ｍ2の範囲内である。
【００１９】混合流路には例えば、前記２相もしくは多
相混合物の各種液相および気相を導いて上側通過口の液
相の流れが向きを変えるようにし、しかも気相の大部分
がその通過口を通過するようにする手段を設ける。
【００２０】混合流路の直径値は例えば、０．３ｃｍ〜
８ｃｍの範囲内、好ましくは例えば０．３ｃｍ〜５ｃｍ
の範囲内である。
【００２１】１個の混合流路に関しては、側面通過口の
総表面積を、その混合流路の下側通過口の表面積値以上
とする。側面通過はスロットおよび／またはオリフィス
の形で行うことができる。
【００２２】分配板は、液相排液のためのオリフィスを
有することができる。その場合、各排液オリフィスの通
過表面の総計から得られる総表面積は、排液オリフィス
を通る液相の流量が運転時には液相部分の１０％未満、
好ましくは５％未満となるようにする。
【００２３】好ましくは、触媒床の上側部分から分配板
を隔てる距離「ｄ」を選択して、前記混合流路内で形成
されそこから送られてくる混合物が、触媒床と接触する
ようになるまで状態を保持するようにする。それによ
り、混合流路から来る混合物の液相と気相の分離が防止
される。距離「ｄ」の値は例えば０〜１０ｃｍ、好まし
くは０〜５ｃｍ、さらに好ましくは０〜２ｃｍである。
【００２４】混合流路は例えば、分配板の下方に「ｄ」
／２以下の長さの「ｚ」のところまで延びている。
【００２５】本発明による装置は、水素を含む１以上の
気相を有する２相もしくは多相混合物の分配に対して特
に有利に適用することができる。
【００２６】そこでこの装置は特に、例えばＣ3〜Ｃ5カ
ットの選択的もしくは完全水素化、水蒸気分解ガソリン
の選択的水素化、脂肪族および／またはナフサカット中
の芳香族化合物の水素化、芳香族カット中のオレフィン
の水素化、液体カットの脱ヒ素および／または水素化脱
金属、および水素化脱硫、水素化分解、異性化ならびに
固定床触媒改質反応のための、混合物の分配に適用する
ことができる。
【００２７】この装置は特に、先行技術に記載の装置に
勝る以下の利点を提供するものである。 ・本明細書に記載のように混合流路、例えば分配板のチ
ムニーの数を選択することにより、混合が改善されるこ
とで、各相（気相および液相）の粒状固体床もしくは触
媒床との接触の均一性が改善される。 ・分配板と粒状固体床の間の距離を選択することによ
り、流路内で形成された混合物が触媒床に接触する前に
分離もしくは分化するのが回避される。 ・分配板が自己支持型であることから、適切な距離を維
持しながら、該板を容易に取り付けることができる。さ
らにそのような設計により、流体が遭遇する障害が低減
される。 ・自己支持型構造であることで、分配板と触媒床の間の
距離を調節するのも容易である。
【００２８】本発明の他の利点および特徴については、
添付の図面を参照しながら、利用分野の範囲内の実施態
様について以下に示した説明から明らかになる。ただ
し、その利用分野は選択的水素化に限定されるものでは
ない。 ・図１は、分配板を取り付けたリアクタの模式図であ
る。 ・図２は、いくつかのチムニーを設けた分配板を模式的
に示したものである。 ・図３および図４は、分配板に設けられるチムニーの幾
何形状の例を示す図である。 ・図５のＡおよびＢはそれぞれ、先行技術による装置と
本発明による装置を用いて得られた触媒床における気相
の分布を表すグラフである。 ・図６のＡおよびＢはそれぞれ、分配板と触媒床との間
の距離がある所定の値である本発明による装置の２つの
実施態様を表す図である。 ・図７は、触媒床における流体の滞留時間の分布を表す
曲線を示すグラフである。 ・図８のＡおよびＢは、図６のＡおよびＢに示した装置
を用いて得られた平均トレーサー濃度の分布曲線を示す
図であって、それぞれ距離の影響を表すものである。 ・図９は、触媒床の１断面における測定点の分布を示す
図である。
【００２９】
【実施例】本発明についての理解を深めるため、炭化水
素を含む流体のＣ3〜Ｃ5カット中に含まれている不飽和
化合物の選択的水素化用に設計されたリアクタで使用さ
れる分配システムに関して、以下に記載の実施例で説明
する。ただし本発明は以下に記載の例に限定されるもの
ではなく、本発明による装置は、本明細書の冒頭で挙げ
た全ての反応に使用可能である。
【００３０】本発明の枠組みを逸脱しない限りにおい
て、２相もしくは多相流体、すなわち各種密度でいくつ
かの相を有する流体の良好な分配を行うことが望ましい
いかなる装置およびいかなる分野にも、このシステムは
利用可能である。その相には、気相、液相および／また
は固相があり得る。
【００３１】図１には例えば、炭化水素を含む流体のＣ
3〜Ｃ5カット中に含まれている不飽和化合物の選択的水
素化用に設計されたリアクタなどの円柱で使用される分
配システムを模式的に示してある。
【００３２】図１に模式的に示したリアクタは例えば筐
体１を有し、その筐体の上側部分すなわちリアクタ頂部
には流入予備分配器２が設けられている。例えば水素と
炭化水素を含む流体から成る混合物がリアクタの下方へ
の流れとして形成され、流入予備分配器２に連絡する管
路３によって投入される。流入予備分配器２によって分
配された混合物は、粒状固体の最初の床５すなわち触媒
床の上方の距離「ｄ」の所に位置する分配板４に流れ落
ちる。触媒床頂部５ａと分配板４とがリアクタの壁面と
ともに、空洞空間６を仕切っており、その空間の高さを
変動させて、例えば以下に説明するように、チムニーか
ら来る混合物と触媒床頂部との間の接触を改善すること
ができる。
【００３３】いくつかの混合流路を有する分配板４につ
いては図２、３および４にさらに詳細に説明されてい
る。この分配板の主要な特徴の一つは、混合流路の密度
を選択することで、流動流体の各種相の混合を改善する
ことにある。これら混合流路の幾何形状の例２例を図３
および図４に示してあるが、本発明はこれらに限定され
るものではない。
【００３４】分配板４（図２、３および４）は例えば、
チムニー２１などの混合流路を複数有し、そのそれぞれ
が上側部分に１以上の上側通過口２２（図３）（例：１
個のオリフィス）および下側部分の分配板のレベルに下
側通過口２３（図３および図４）を有している。そこ
で、チムニーの上側部分は傾斜させることができる（図
３）。チムニーには、例えば管状形状の場合、例えばそ
の側壁の少なくとも一部に、チムニー２１の高さの少な
くとも一部に分布した１以上の通過口２４を設ける。そ
の側面通過口は各種形状のものとすることができ、例え
ば、各種幾何形状のオリフィスおよび／または１以上の
スロット（溝）の形とすることができる。
【００３５】好ましくは、最小限の高さｈが、分配板の
上面（液相を受ける面）と液相の上昇によって覆われる
最初の側面通過口との間にとられる。すなわち、チムニ
ーの下側にあるオリフィスまたは溝の場合には溝の底が
高さ「ｈ」より上になるようにする。
【００３６】好ましくは、チムニー２１の数は、８０個
／ｍ2を超える密度となるように、好ましくは９０個／
ｍ2を超える密度が得られるように選択する。この値は
好ましくは、１００〜７００チムニー／ｍ2であり、よ
り好ましくは１５０〜５００チムニー／ｍ2の範囲であ
る。
【００３７】円柱形の幾何形状を有するチムニーの場
合、チムニー２１の直径は例えば０．３〜８ｃｍの範
囲、好ましくは０．３〜５ｃｍの範囲とする。
【００３８】上記の高さ「ｈ」は、好ましくは５ｍｍ〜
２５ｃｍである。
【００３９】チムニーの全側面通過口の合計から得られ
る側面通過口の総面積は、チムニーの下側通過口の面積
以上とすることが好ましい。穴の直径は、相当するチム
ニーの直径の７５％以下とし、例えば６ｃｍ未満、好ま
しくは３．７５ｃｍ未満とする。ただし、１ｍｍ以上に
する。
【００４０】バッフル２５のような、液相および気相に
一定の方向を与える一つの手段を例えばチムニー２１の
上側部分に設ける。そうして図３においては、バッフル
２５によって、チムニー２１の上側通過口２２を液相が
直接通り抜けるのが回避される。このバッフルの大きさ
は、チムニーの上側通過口以上である。
【００４１】運転中、予備分配器２によって分配される
２相もしくは多相混合物は次のように流れる。気相は上
側開口２２からチムニーに入りこみ、液相はバッフル２
５の存在によって向きを変えて、分配板４上に流れてそ
こに蓄積する。この蓄積のために、液体の高さが上昇
し、徐々に側面通過口２４を覆うようになり、液体がチ
ムニー２１の内部を通過して外に出るようになる。気相
は主としてチムニーの上側部分に位置する通過口２２を
通ってチムニー２１内を通過するが、気相が液体の高さ
より上にあることから液体で覆われていない通過口２４
からも通り抜けて出る。バッフルによって分離された２
相は、チムニー内で混合状態となる。そうして形成され
た混合物は、下側のオリフィスと空洞空間６（図１）を
通って流れて、触媒床の頂部と接触する。
【００４２】好ましくは、混合流路を分配板４から下に
距離「ｚ」だけ延長して、流路から来る混合物の液相が
分配板の下面に沿って流れるのを防止する。これによ
り、流路内で形成された混合物が、触媒床と接触する前
に分化を起こすのが防止される。距離「ｚ］の値は、例
えば「ｄ」／２未満とする。
【００４３】分配板上の多数のチムニーによって２相の
気／液分配を行うと、チムニー内に気泡が分散した状況
が生じ、それによって、触媒床頂部および触媒床内での
分配の均一性を高めることができる。
【００４４】分配器（板）４には好ましくは排液オリフ
ィスを設ける。その排液オリフィスにより、リアクタを
運転停止した時に、液相を排出することができる。排液
オリフィスの総表面積を選択して、排液オリフィスを通
過する液相の流れがリアクタ運転時には液相部分の１０
％未満、好ましくは５％未満となるようにする。
【００４５】図４には、分配板上に設けることができる
チムニーの別の実施態様を示しており、これは主とし
て、バッフルの位置が図３の実施態様とは異なっている
ものである。図４に示したチムニー２６は、下側通過口
２３と上側通過口２２’がチムニー２１（図３）とほぼ
同一の特徴を有しており、側面通過口２４はチムニー２
１のものと同一である。この実施態様においては、バッ
フル２９がタブなどの２つの取付手段２７によってチム
ニー２６に連結されている。タブの数およびその幾何的
特徴を選択して、チムニー内の気相の通過が妨害されな
いようにする。
【００４６】各相の通過は、図３に関して説明したもの
と実質的に同じ形で行われる。次に、チムニー内で形成
されそこから出る混合物は、空洞空間６（図１）を通過
した後に、触媒床上部もしくは床頂部と接触する。
【００４７】本発明による分配板は、粒状固体もしくは
触媒の１以上の床を有するリアクタを通る液−気混合物
を分配するのに特に好適であり、チムニーを出る混合物
が好適なものとなることで、所望の生成物の選択性（選
択的反応の場合）を向上させたり、または例えば脱ヒ素
もしくは完全水素化反応において、排出流中の望ましく
ない生成物の含有量を改善したり（例えばそれを低下さ
せることにより）、あるいは運転サイクル数を多くする
ことができる。
【００４８】触媒床のある部分における気液分配につい
てのそのような装置の効率測定を、光ファイバーを用い
て局所的に気体濃度を測定することで行った。その測定
の原理は、光ファイバー末端が浸っている媒体の関数と
しての光反射の変動に基づいたものであることから、所
定の時間について、光ファイバー付近を通過する気体の
量を測定することができる。適切な統計的処理の後、気
相と液相の反射率の差によって、リアクタ部分の所定の
点における液相に対する気相の割合もしくはパーセント
を求めることができる。
【００４９】図５のＡおよびＢの曲線に示した結果は、
以下の条件で得られたものである。 ・窒素とヘプタンを体積比０．５で含み、並流で下降す
る２相混合物 ・絶対圧力４〜１０バールの圧力条件下で運転する、直
径４００ｍｍおよび高さ４ｍの円柱 ・粒径範囲が１．２〜２．４ｍｍである粒状固体から成
る触媒床 ・分配板と触媒床との間の距離が１０ｃｍ ・以下の性質を持った分配板； *図５のＡに示した結果に相当する先行技術による分配
板の場合、チムニー密度が約６４であり、分配板には内
径５０ｍｍのチムニーが８個設けられており、各チムニ
ーにはチムニーの高さ全体にわたって１５ｍｍの穴２０
個が１０列分布しており、これらの列は互いに２５ｍｍ
だけ隔てられている。各チムニーの上側部分には、直径
約６５ｍｍのバッフル２９があり、バッフルは２個のタ
ブ（例えば図４の２７）によってチムニー２６に連結さ
れている。 *図５のＢの結果に相当する本発明による分配板の場
合、チムニー密度がほぼ４３８／ｍ2であり、分配板に
は直径１０ｍｍのチムニー５５個と直径５ｍｍの通過オ
リフィス（２４）２０個が設けられており、そのオリフ
ィスはチムニーの高さ全体にわたって１０列分布してお
り、これらの列は互いに約２５ｍｍだけ隔てられてお
り、バッフルの直径は例えば約１０ｍｍである（図
３）。
【００５０】測定は、分配板底から約４０ｃｍ下に位置
するあるリアクター断面の高さにファイバーを導入し、
最初にそれをリアクタの中心に置き、次にそれを水平方
向に１ｃｍずつ移動して、リアクタの１半径についての
一連の測定値を得るものとした。
【００５１】図５のＡおよびＢに示した２つの曲線につ
いては、横軸は円柱の壁を基準としたリアクタ中の測定
ファイバーの位置を表し、縦軸は液体に対する気体のパ
ーセントを表す。
【００５２】先行技術による分配板を取り付けたリアク
タから得られた図５のＡの結果は、気体パーセントの分
布が測定点間で大きく変動することを示している。この
変動は、気体が実際は存在しない領域、従って触媒床が
液−気混合物ではなくほとんど液相に浸っている箇所が
あることを示している。その値は、０％〜８０％の範囲
で変動している。
【００５３】他方、本発明によるチムニー密度を有する
分配板で行った測定結果を示している図５のＢにおいて
は、気体パーセントの変動が上記の場合よりはるかに小
さい範囲（１５％〜４５％）内であることが認められ、
この場合の方が触媒床での気相分布の均一性が高いこと
を表している。
【００５４】各種触媒断面について、または同一断面で
あっても半径の異なる箇所にて、リアクタの各種測定点
から得た測定値は、気相が常に存在して触媒床と接触し
ており、従って先行技術のリアクタにおいて認められた
液体柱の存在が回避されることを示している。
【００５５】前記範囲内でチムニー密度を慎重に選択す
ることによって得られる分配の改善は、触媒床と分配板
との間の距離「ｄ」を選択することで向上させることが
できる。実際のところ、分配板と触媒床頂部との間の距
離「ｄ」は、液相と気相の間の流量の差が原因となるチ
ムニー内で得られる混合物の挙動、特にはその混合物の
安定性に影響を与えるパラメータである。
【００５６】距離「ｄ」を短くするには、分配板４の構
造を自己支持型とし、分配板には、例えば分配板上に配
置されたいくつかのビームによって構成された支持手段
を有するものとする。有利な点として、そのような配置
により、各種流体を分配板より下の空間で循環させて、
混合物の状態維持を損なわせると考えられる障害を低減
することができる。
【００５７】距離「ｄ」は、例えば０〜１０ｃｍの範
囲、好ましくは０〜５ｃｍの範囲、さらに好ましくは０
〜２ｃｍの範囲で選択する。
【００５８】図６のＡおよびＢには、図２〜４に示した
特徴を有する分配板４に支持システムを設けた配置例２
例を示してある。
【００５９】図６のＡに示したリアクタには、３個の支
持ビーム３０、３１および３２が設けられた本発明によ
る分配板を示してある。そのビームのうちの１個はリア
クタの軸方向で、実質的に分配板の中心に配置されてい
るが、他の２個のビームは例えば、筐体１の内壁付近
で、分配板の外側端部に位置している。
【００６０】ビーム３０、３１および３２は、例えば高
さ約１０ｃｍおよび厚さ約１０ｍｍという幾何的特徴を
有することで、チムニーを設けた分配板を保持するよう
になっている。
【００６１】図６のＢは、支持ビームに代えて、例えば
分配板と一体となった防撓材３３が存在する点で、図６
のＡに示した配置と異なっている。
【００６２】防撓材には穴があって、分配板上で液体に
区分が生じるのを防止するようになっている。
【００６３】以下の例で使用される分配板は図５のＢに
示した結果を得るのに使用された分配板のものと実質的
に同じ特性を持ち、特には１ｍ2当たりのチムニー密度
は約４３８である。
【００６４】分配板と触媒床頂部との間の距離の効果
は、滞留時間を測定することによって求められる。
【００６５】その原理について、図７との関連で説明す
る。すなわち、ｔ＝０の時点で、トレーサー（例：イソ
ヘキサデカン）を主要流体（例：ヘプタン）に投入す
る。例えば主要流体とトレーサーとの間の屈折率の差を
測定しながら、得られる信号の形状を記録・分析する。
この信号を入力信号（Ｉ）と考える。その後の時間ｔで
は、信号形状（ＩＩ）すなわち出力信号が観察される。
分析対象のパラメータは、出力信号が現れる時間「ｔ
ａ」と、所定の時点での平均トレーサー濃度を表す取得
信号形状より下の面積である。
【００６６】これらの測定値を、触媒床の同一断面のい
くつかの点で得る。例えば、図９ではＰ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４およびＰ５と番号を割り付けたサンプリング点
である。それに続く２例では、サンプリング点は、分配
板底部から約４０ｃｍ下に位置する触媒床の一つの断面
にある。
【００６７】触媒床に対するこの分配板の２つの位置に
ついて２連の測定を行い、得られた各種曲線をプロット
する。横軸は時間を表し、縦軸はトレーサー流体濃度を
表す。
【００６８】本発明による自己支持型設計を有し（図６
のＡ）触媒床頂部から約１０ｃｍの位置にある分配板４
について得られた図８のＡに表示の５本の曲線は、面積
値においていくらか不一致を示しており、特にピーク高
さは、サンプリング点間で液体の量に関して差のあるこ
とを示している。信号が生じる時間に差のあることも認
められる。
【００６９】他方、同じサンプリング点について得られ
た曲線であるが、本発明による設計を有する自己支持型
分配板を有する分配板で（図６のＢ）、その設計によっ
て触媒床頂部から約２ｃｍの距離に設置することができ
る分配板について得られた曲線は、前記のものより近く
に集まっている。このように集合しているということ
は、トレーサー濃度値の不一致がより小さいこと、従っ
て流体流動がピストンの形に近いものであることを表し
ている。
【００７０】これらの結果は、触媒床から１０ｃｍの距
離にではなく、触媒床から２ｃｍの距離に分配板を設置
することが好ましいことを示している。
【００７１】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、本発明の装置
（分配板）を用いることにより、固体触媒層を通過する
多相の混合物の均一性を高め、意図する触媒反応を有利
に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】分配板を取り付けたリアクタの模式図である。
【図２】いくつかのチムニーを設けた分配板を模式的に
示した図である。
【図３】分配板に設けられるチムニーの幾何形状の１例
を示す図である。
【図４】分配板に設けられるチムニーの幾何形状の別の
例を示す図である。
【図５】触媒床における気相の分布を表すグラフであ
り、Ａは先行技術による装置を用いて得られたものであ
り、Ｂは本発明による装置を用いて得られたものであ
る。
【図６】分配板と触媒床との間の距離がある所定の値で
ある本発明による装置の実施態様を表す図であり、Ａと
Ｂはそれぞれ別個の実施態様である。
【図７】触媒床における流体の滞留時間の分布を表す曲
線を示すグラフである。
【図８】平均トレーサー濃度の分布曲線を示す図であっ
て、Ａは図６のＡに示した装置を用いて得られたもので
あり、Ｂは図６のＢに示した装置を用いて得られたもの
である。
【図９】触媒床の１断面における測定点の分布を示す図
である。
【符号の説明】
１ 筐体 ２ 流入予備分配器 ３ 管路 ４ 分配板 ５ 粒状固体床（触媒床） ５ａ 触媒床頂部 ６ 空洞空間 ２１ チムニー ２２、２２’ 上側通過口 ２３ 下側通過口 ２４ 側面通過口（通過オリフィス） ２５ バッフル ２６ チムニー ２７ 取付手段 ２９ バッフル ３０、３１、３２ 支持ビーム ３３ 防撓材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イーザベル アーテ フランス国 69003 リヨン リュ デュ シァトー 24 (72)発明者 シャルル カーマラン フランス国 75005 パリ リュ トゥー ルナフォール ６

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １以上の粒状固体の床を通して下方に流
    動する１以上の気相および１以上の液相を有する２相も
    しくは多相混合物の分配を行う装置において、 ・前記粒状固体床（５）の一つより距離「ｄ」だけ上に
    位置する１以上の分配板（４）を有し； ・前記混合物の前記液相および気相を混合するいくつか
    の流路を有し、該流路のそれぞれが１以上の上側通過口
    （２２）と１以上の下側通過口（２３）とを有して、該
    混合流路中で形成された混合物と粒状固体床との接触を
    可能とするものであり、該混合流路にはその高さの少な
    くとも一部に１以上の側面通過口（２４）があり； ・前記上側通過口（２２）は前記混合物の気相の大半を
    通過させることができ、前記側面通過口（２３）は前記
    混合流路内部の液相および／または気相の少なくとも一
    部を通過させることができ、前記混合流路の密度が８０
    流路／ｍ2より大きい ことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記分配板に取り付けられた前記混合流
    路の密度が１００〜７００混合流路／ｍ2の範囲、好ま
    しくは１５０〜５００混合流路／ｍ2の範囲である請求
    項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記混合流路に、、混合流路上部を液相
    が直接通過するのを防止するようにして前記２相もしく
    は多相混合物の各種液相および気相を導く手段が設けら
    れている請求項１または２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記混合流路が、０．３〜８ｃｍの範囲
    内、好ましくは０．３〜５ｃｍの範囲内の直径を有する
    請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
  5. 【請求項５】 １個の混合流路において、すべての側面
    通過口（２４）の表面積の合計に相当する側面通過口の
    総表面積が、１個の混合流路の下側通過口（２３）の値
    以上である請求項１ないし４のいずれかに記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記分配板に、液相を排液するためのオ
    リフィスが設けられており、各オリフィスの通過表面積
    の合計から得られる総表面積が、該排液オリフィスを通
    過する液相の流量を運転時で液相部分の１０％未満、好
    ましくは５％未満であるようにするものである請求項１
    ないし５のいずれかに記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記距離「ｄ」の値が、前記混合流路内
    で形成され、前記下側通過口から前記混合流路を出る混
    合物の状態を、触媒床における分配箇所まで保持するよ
    うに選択される請求項１ないし５のいずれかに記載の装
    置。
  8. 【請求項８】 前記距離「ｄ」の値が０〜１０ｃｍ、好
    ましくは０〜５ｃｍ、さらに好ましくは０〜２ｃｍであ
    る請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】 混合流路が、分配板より下に「ｚ」だけ
    延びており、「ｚ」の値は「ｄ」／２以下である請求項
    ７または８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 少なくとも部分的に水素を含む１以上
    の気相を有する多相混合物の分配への、請求項１ないし
    ９のいずれかに記載の装置の適用。
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