JPH10501740A - 下降流型反応器用の二相分配装置 - Google Patents
下降流型反応器用の二相分配装置Info
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Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1. 気体及び液体を固形物の固定層の表面を通して下方に導くための二相分 配装置であって、 分配トレイと、 端部が開口されていて前記トレイを貫通する複数の垂直な降下パイプと、 前記トレイのレベルの上方で垂直方向に隔置された複数の穴の高さを有する、 第1の列の降下パイプと、 前記トレイのレベルから上方で前記第1の列の穴の高さの中の少なくとも1つ の穴の高さと実質的に同じ高さにある穴の高さを有すると共に、前記第1の列の 最下方の穴の高さに相当する穴の高さを全く有していない、第2の列の降下パイ プとを備え、 これにより、与えられた液体の高さにおいて前記分配トレイを通る液体流量は 、前記液体の高さが前記第2の列の最下方の穴の高さの下方まで下がった時に減 少し、従って、前記第1の列の最下方の穴の高さの上方の液体レベルを最大にす ることを特徴とする二相分配装置。 2. 請求項1の二相分配装置において、前記第1及び第2の列の降下パイプ は、前記液体の高さが前記第2の列の最下方の穴の高さよりも上方にある時に得 られるように、前記トレイ上の液体の高さが前記第2の列の最下方の穴の高さよ りも下方に下がった時に、前記固形物の固定層の表面の液体カバー範囲に少なく とも実質的に等しい液体カバー範囲を与えるように、寸法決めされ且つ前記トレ イ上に配列されることを特徴とする二相分配装置。 3. 請求項1の二相分配装置において、前記第1及び第2の列の降下パイプ は、前記液体の高さが前記第2の列の最下方の穴の高さよりも上方にある時に得 られるように、前記トレイ上の液体の高さが前記第2の列の最下方の穴の高さよ りも下方に下がった時に、前記トレイの液体の高さの変動に起因して、少なくと も実質的に等しい液体の分配の非感受性を与えるように、寸法決めされ且つ前記 トレイ上に配列されることを特徴とする二相分配装置。 4. 請求項1の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプは、垂直 方向に隔置された2つの穴の高さを有しており、また、前記第2の列の降下パイ プは、前記第1の列の降下パイプの最上方の穴の高さと同じ中心線の高さに位置 する1つの穴の高さを有していることを特徴とする二相分配装置。 5. 請求項4の二相分配装置において、各々の降下パイプには、前記第1の 列の前記垂直方向に隔置された各々の高さ、及び、前記第2の列の前記1つの高 さに、単一の穴が設けられることを特徴とする二相分配装置。 6. 請求項5の二相分配装置において、前記第1の列の各々の降下パイプの 最下方の穴は、上方から見たときに、最上方の穴から、10°から170°、あ るいは、190°から350°だけ円周方向にずれていることを特徴とする二相 分配装置。 7. 請求項1の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプは、垂直 方向に隔置された少なくとも3つの穴の高さを有することを特徴とする二相分配 装置。 8. 請求項7の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプは、垂直 方向に隔置された少なくとも3つの穴の高さを有しており、前記第2の列の降下 パイプは、前記第1の列の最上方の穴の高さと同じ中心線の高さに位置する1つ の穴の高さを有していることを特徴とする二相分配装置。 9. 請求項7の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプは、垂直 方向に隔置された3つの穴の高さを有しており、前記第2の列の降下パイプは、 前記第1の列の降下パイプの最上方の2つの穴の高さとそれぞれ同じ中心線の高 さに位置する2つの穴の高さを有していることを特徴とする二相分配装置。 10. 請求項1の二相分配装置において、前記第1の列及び第2の列の降下パ イプの穴は、液体の高さが前記第2の列の降下パイプの最上方の穴の高さよりも 上方にある時に、前記分配トレイ上の総ての降下パイプを通る液体の流れが実質 的に等しくなるように、寸法決めされることを特徴とする二相分配装置。 11. 請求項1の二相分配装置において、前記第1及び第2の列の降下パイプ の穴は、下の液体の高さの式に従って寸法決めされ、 h=H+f(A,ρL)QL 2+g(A,ρL,ρG,QG)QL 上式において、 hは、トレイの頂面から上方の液体の高さであり、 Hは、トレイの頂面から上方の穴の中心の高さであり、 Aは、ある高さにおける単数又は複数の穴の全面積であり、 QL及びQGは、それぞれ、1つの降下パイプ当たりの液体体積流量及び気体体 積流量であり、 f及びgは、降下パイプの穴における圧力バランスによって容易に得られる関 数であり、 上式は、各々の穴を支配する液体の高さ(h)が等しくなるように、また、総 ての穴を通る液体流量の総和が前記トレイを通る全液体流量に等しくなるように 、前記第1の列の降下パイプに関して一回、また、前記第2の列の降下パイプに 関して一回書き換えられることを特徴とする二相分配装置。 12. 請求項11の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプの数は 、前記液体の高さの式を前記第1の列の1つの降下パイプに適用して、最下方の 穴の高さの上方へ許容可能に隔置された液体レベルに関係するパイプ当たりの液 体流量を計算し、計算した値に対するパイプ当たりの実際の液体流量の比を採用 し、その結果を前記第1の列に割り当てられる降下パイプの割合として指定する ことを特徴とするによって、決定されることを特徴とする二相分配装置。 13. 請求項1の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプの数は、 全降下パイプの50%から86%であることを特徴とする二相分配装置。 14. 請求項1の二相分配装置において、前記第1の列は、全降下パイプの5 0%を含み、前記第1及び第2の列の降下パイプは、チェス盤の黒及び白の碁盤 目に相当する位置で方形の格子上に設けられることを特徴とする二相分配装置。 15. 請求項1の二相分配装置において、前記第1の列の降下パイプは、全降 下パイプの75%を含んでいて、チェス盤の白の碁盤目及びこれと交互に設けら れる黒の碁盤目に相当する位置で方形状の格子上に設けられており、前記第2の 列の降下パイプは、全降下パイプの25%を含んでいて、前記チェス盤の残りの 黒の碁盤目に相当する位置で前記方形状の格子上に設けられていることを特徴と する二相分配装置。 16. 請求項11の二相分配装置において、前記第1の列及び第2の列の降下 パイプの間の気体流の分割が、前記液体の高さの式、及び、下の圧力降下の式す なわち、 Δp = Φ(AP,QG,ρG,μG) +Ψ(Ap,QG,QL,ρG,ρL,μG,μL,σL) を同時に解くことによって決定され、 上式において、 Δpは、降下パイプの全長の前後の圧力降下であり、 APは、降下パイプの流動断面積であり、 QL及びQGは、それぞれ、降下パイプ当たりの液体及び気体の体積流量であり 、 ρL及びρGは、それぞれ、液体及び気体の密度であり、 μ,及びμGは、それぞれ、気体及び液体の粘度であり、 σLは、液体の表面張力であり、 Φは、上縁部と最上方の穴との間の降下パイプの長さにおける圧力損失であり 、 Ψは、降下パイプの最上方の穴と下縁部との間の降下パイプの二相部分におけ る圧力損失であることを特徴とする二相分配装置。 17. 請求項1の二相分配装置において、前記降下パイプの穴は、円形状又は 楕円形状であることを特徴とする二相分配装置。 18. 請求項1の二相分配装置において、前記降下パイプは、10°乃至40 °の円錐の角度を形成する気体の中に分散された液滴から成る、少なくとも実質 的に均一な円錐形のスプレーを有する出口の流動パターンをもたらすように、寸 法決めされることを特徴とする二相分配装置。 19. 請求項20の二相分配装置において、前記降下パイプは、前記トレイ上 の液体レベルが前記第2の列の降下パイプの最下方の穴の高さよりも下方に下が った時に、前記固形物の固定層の表面において少なくとも部分的に重なり合う円 錐形のスプレーをもたらすように、寸法決めされ且つ隔置されることを特徴とす る二相分配装置。 20. 下降流型の液体処理反応器であって、少なくとも1つの触媒の固定層と 、水素含有ガスと混合され且つ予熱されたオイル流を当該反応器の上方部分に供 給して、気体及び液体の混合物を形成する手段と、請求項1乃至19のいずれか の二相分配装置とを備えることを特徴とする下降流型の液体処理反応器。
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