JPS59162942A - 反応器 - Google Patents
反応器Info
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- JPS59162942A JPS59162942A JP3694383A JP3694383A JPS59162942A JP S59162942 A JPS59162942 A JP S59162942A JP 3694383 A JP3694383 A JP 3694383A JP 3694383 A JP3694383 A JP 3694383A JP S59162942 A JPS59162942 A JP S59162942A
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- JP
- Japan
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- catalyst layer
- reactor
- cooling
- pipes
- catalyst
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-
- 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
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0207—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
- B01J8/0214—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal in a cylindrical annular shaped bed
-
- 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
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
-
- 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
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00132—Tubes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は固体触媒を使用し、ガス状転化反応を起させ
る反応器の改良に関する。
る反応器の改良に関する。
更に詳しくいえば竪型円筒反応器において、直径の異な
る２ケの円筒にはさまれた環状空間に充填された触媒層
を、ガスを半径方向に流通せしめる型式の反応器の改良
に関する。
る２ケの円筒にはさまれた環状空間に充填された触媒層
を、ガスを半径方向に流通せしめる型式の反応器の改良
に関する。
この発明の発明者らは先に特開昭５５−１４９６４０、
および特願昭５７−１６７６３９において、触媒層中を
ガスが半径方向に流通する反応器に関して、触媒層中に
垂直な冷却管群を配設して、触媒層の温度分布が接触反
応に最も適した温度分布になるようにすることによって
得られる、優れた反応器につき提案を行った。
および特願昭５７−１６７６３９において、触媒層中を
ガスが半径方向に流通する反応器に関して、触媒層中に
垂直な冷却管群を配設して、触媒層の温度分布が接触反
応に最も適した温度分布になるようにすることによって
得られる、優れた反応器につき提案を行った。
即ち直径の異なる２ケのガス透過性円筒状触媒受にはさ
まれる環状触媒層内において垂直に延びる多数の冷却管
を、これら触媒受と同軸な円周群上に配列し、この冷却
管内に冷却用流体を流通せしめつつ原料ガスをこの触媒
層の半径方向に流通せしめて反応させ、その際に発生す
る反応熱を冷却用流体に吸収せしめて触媒層内のガスの
流れ方向に沿った各点の温度を所望の温度に制御する方
法および反応器である。
まれる環状触媒層内において垂直に延びる多数の冷却管
を、これら触媒受と同軸な円周群上に配列し、この冷却
管内に冷却用流体を流通せしめつつ原料ガスをこの触媒
層の半径方向に流通せしめて反応させ、その際に発生す
る反応熱を冷却用流体に吸収せしめて触媒層内のガスの
流れ方向に沿った各点の温度を所望の温度に制御する方
法および反応器である。
本発明は原理的には上記の発明と何等変るところはない
。即ち性能面においては上記の発明の長所をそのまま保
有している。異なっている所は冷却管群として二重管式
のものを使用し構造を単純化した点である。前述の発明
の冷却管アセンブリーは、冷却媒体の分散、流入の分流
部、合流部、共に管状部材をもって構成される多岐管体
構造であるが、この構造は中、大型のもの、特に大型の
反応器には最適であるが、中位より小型、特に小型のも
のとなると構造が複雑になり、製作が困難になったり、
又は割高となるという問題が生ずる。
。即ち性能面においては上記の発明の長所をそのまま保
有している。異なっている所は冷却管群として二重管式
のものを使用し構造を単純化した点である。前述の発明
の冷却管アセンブリーは、冷却媒体の分散、流入の分流
部、合流部、共に管状部材をもって構成される多岐管体
構造であるが、この構造は中、大型のもの、特に大型の
反応器には最適であるが、中位より小型、特に小型のも
のとなると構造が複雑になり、製作が困難になったり、
又は割高となるという問題が生ずる。
この発明の提供する反応器は、この問題点を解決し、性
能はそのままにして、構造が単純化され、小型ないし中
型の用途に適合するものである。
能はそのままにして、構造が単純化され、小型ないし中
型の用途に適合するものである。
この発明において使用される冷却管は通称バヨネット型
と呼ばれている二重管型のものである。
と呼ばれている二重管型のものである。
即ち冷却媒体である水は内管の一方の端より入り、内管
を通り、もう一方の端の外管が閉じられている部分で反
転し、外管と内管の間の環状部を通り、ここで反応ガス
によって熱せられ、一部は蒸発して気液混合状態で外部
に流出する。
を通り、もう一方の端の外管が閉じられている部分で反
転し、外管と内管の間の環状部を通り、ここで反応ガス
によって熱せられ、一部は蒸発して気液混合状態で外部
に流出する。
この冷却管は水入口の端を上にして、即ち水は上部から
入り、下端に達したら反転して環状部を自然循環により
上昇するのが通常の使い方である。
入り、下端に達したら反転して環状部を自然循環により
上昇するのが通常の使い方である。
しかし上下がこの逆の使い方、即ち水が下部から入り内
管を上昇し、次に環状部を蒸発しなからトるというのも
可能である。尤もこの場合循環は強制循環にＪ−らねば
ならない。
管を上昇し、次に環状部を蒸発しなからトるというのも
可能である。尤もこの場合循環は強制循環にＪ−らねば
ならない。
さて、このバヨネット型のボイラーの特徴としては、構
造が簡単で、無理がないことである。この故に冷却管に
は熱応力がかからず、又過熱、腐蝕等の故障がない。例
えばＵチコーブ型のボイラー等では、液が下降から上昇
に移る水平部分が過熱することが時々起るが、バヨネッ
ト型ではそのような問題は起らない、。
造が簡単で、無理がないことである。この故に冷却管に
は熱応力がかからず、又過熱、腐蝕等の故障がない。例
えばＵチコーブ型のボイラー等では、液が下降から上昇
に移る水平部分が過熱することが時々起るが、バヨネッ
ト型ではそのような問題は起らない、。
また触媒層は均一な冷月１が望ましいのであるが、ボイ
ラーににつでは、特に低負荷の場合、偏流を起し、温度
が不均一になることがある。一般的に、自然循環による
場合、触媒層の湿度の高くなった部分の循環は強くなり
、自然に温度がコントロールされるという性質がある。
ラーににつでは、特に低負荷の場合、偏流を起し、温度
が不均一になることがある。一般的に、自然循環による
場合、触媒層の湿度の高くなった部分の循環は強くなり
、自然に温度がコントロールされるという性質がある。
バヨネット型ではこの自然の制御性と、圧力のコントロ
ールによる受熱量の調節の両方とも可能であるので、容
易に均一な冷却が得られるという利点がある。また場合
３− によっては各冷ＦＪＩ管の水入口の部分にオリフィスま
たはノズルを設け、各冷却管への給水量を正確にコント
ロールするということも可能である。
ールによる受熱量の調節の両方とも可能であるので、容
易に均一な冷却が得られるという利点がある。また場合
３− によっては各冷ＦＪＩ管の水入口の部分にオリフィスま
たはノズルを設け、各冷却管への給水量を正確にコント
ロールするということも可能である。
この冷却管の内管は引き扱けるような構造になっている
ので、外管の内部の掃除も容易であり、メンテナンスに
手間がかからない。即ち管内にスケール付着のような問
題がないので常に良い伝熱状態を保持出来るのである。
ので、外管の内部の掃除も容易であり、メンテナンスに
手間がかからない。即ち管内にスケール付着のような問
題がないので常に良い伝熱状態を保持出来るのである。
またこのバヨネット型ボイラーは構造が簡単であるので
、コスＩ〜が安いという特徴がある。管板構造であるの
で、高圧の場合、例えば１００ｋＧ／ｄΩ以上のような
場合はどちらかと言えば不適当と言えるし、またコスト
も高くなる要素を持っているが、圧力がこれ程高くない
場合は種々の反応用に広く使用出来る。特にガス側の圧
力と水側の圧力を、両者に大きな差が出ないように選べ
る場合は最適であり、コストの高くなるのを防止できる
。
、コスＩ〜が安いという特徴がある。管板構造であるの
で、高圧の場合、例えば１００ｋＧ／ｄΩ以上のような
場合はどちらかと言えば不適当と言えるし、またコスト
も高くなる要素を持っているが、圧力がこれ程高くない
場合は種々の反応用に広く使用出来る。特にガス側の圧
力と水側の圧力を、両者に大きな差が出ないように選べ
る場合は最適であり、コストの高くなるのを防止できる
。
次に本発明の断面図である第１図につき説明する。
４−
原料ガスは原料ガス人口８から入り、触媒層を反応を起
しつつ半径方向に通りぬけ、反応ガス出口９から流出す
る。ガスの流れる方向は場合によっては内側から外側に
流れるようにすることも可能である。水は冷却水入口１
０より入り、内管４を下向に流れ、下端で反転して環状
部を蒸発しながら上昇し水蒸気出口１１より流出する。
しつつ半径方向に通りぬけ、反応ガス出口９から流出す
る。ガスの流れる方向は場合によっては内側から外側に
流れるようにすることも可能である。水は冷却水入口１
０より入り、内管４を下向に流れ、下端で反転して環状
部を蒸発しながら上昇し水蒸気出口１１より流出する。
このボイラーにおいてはチコーブの配列は自由に出来る
。即ち普通の熱交換器のように三角配列、四角配列は勿
論、本発明のように同心円周上にでも配列が可能である
。この場合冷却管群は複数の同心円上に夫々均等に配列
されているのであるが、各同心円上の管のピッチは異な
っていても良く、また同心円の間隔も必ずしも同じであ
る必要はない。また各同心円上の管の寸法も必ずしも同
じである必要はない。
。即ち普通の熱交換器のように三角配列、四角配列は勿
論、本発明のように同心円周上にでも配列が可能である
。この場合冷却管群は複数の同心円上に夫々均等に配列
されているのであるが、各同心円上の管のピッチは異な
っていても良く、また同心円の間隔も必ずしも同じであ
る必要はない。また各同心円上の管の寸法も必ずしも同
じである必要はない。
また外側触媒受または内側触媒受の位置に、あるいは管
群の間に、これと中心が同じ同心円周上に多孔壁を設け
てガス流の均一化をはかることも可能である。
群の間に、これと中心が同じ同心円周上に多孔壁を設け
てガス流の均一化をはかることも可能である。
以上要り−るに適切な管の配列、寸法、流れの均−化等
により種々の反応に最も適した温度分布を得ることが出
来るのである。
により種々の反応に最も適した温度分布を得ることが出
来るのである。
この反応器は上下を逆にしても使用出来る。即ち水、蒸
気出入口、管板が下部に触媒層が上にあっても構はない
。このようにすることによって触媒の充填はより容易に
なる。
気出入口、管板が下部に触媒層が上にあっても構はない
。このようにすることによって触媒の充填はより容易に
なる。
またこの反応器は内部触媒受と、外部触媒受の間を半径
方向に横切る垂直な仕切板によって触媒層を複数の部分
に仕切り、ガスがこの仕切られた部分を順次流れるよう
にした構造も可能である。
方向に横切る垂直な仕切板によって触媒層を複数の部分
に仕切り、ガスがこの仕切られた部分を順次流れるよう
にした構造も可能である。
管外の伝熱係数が上り温度コントロールが容易になり、
コンパクトな設Ｒ１が可能となる。
コンパクトな設Ｒ１が可能となる。
この反応器は秤々の反応に広く適用出来る。即ち原料お
よび生成物の何れもが反応の際の温度と圧力においてガ
ス状であり、反応中においては液体および固体状物質の
生成しない多くのガス反応に使用出来る。主なものを挙
げれば、水素と窒素からのアンモニアの製造、水素と一
酸化炭素および／または二酸化炭素からのメタノールの
製造、水素と一酸化炭素および／または二酸化炭素から
の王りノール、プロパツール、ブタノールなど脂＋１Ａ
族高級１価アル」−ルの製造、水素と一酸化炭素および
／または二酸化炭素からメタンおよびメタン以上の高級
炭化水素の製造、−酸化炭素ど水蒸気からの水素と二酸
化炭素の製造、炭化水素と塩素からの塩素化炭化水素の
製造、炭化水素と酸素からのエチレンオキサイド、無水
マレイン酸、無水フタール酸の製造、炭化水素と塩素お
よび／または塩化水素と酸素からの塩化ビニールの製造
、炭化水素とアンモニアと酸素からの青酸およびアクリ
ロニ１〜リルの製造、不飽和炭化水素ど水素からの飽和
炭化水素の製造、不飽和炭化水素と飽和炭化水素からの
アルキレーションによる飽和炭化水素の製造、メタノー
ルと酸素からのホルムアルデヒドの製造、メタノールか
ら脂肪族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素および芳
香族炭化水素の製造などを挙げることが出来る。
よび生成物の何れもが反応の際の温度と圧力においてガ
ス状であり、反応中においては液体および固体状物質の
生成しない多くのガス反応に使用出来る。主なものを挙
げれば、水素と窒素からのアンモニアの製造、水素と一
酸化炭素および／または二酸化炭素からのメタノールの
製造、水素と一酸化炭素および／または二酸化炭素から
の王りノール、プロパツール、ブタノールなど脂＋１Ａ
族高級１価アル」−ルの製造、水素と一酸化炭素および
／または二酸化炭素からメタンおよびメタン以上の高級
炭化水素の製造、−酸化炭素ど水蒸気からの水素と二酸
化炭素の製造、炭化水素と塩素からの塩素化炭化水素の
製造、炭化水素と酸素からのエチレンオキサイド、無水
マレイン酸、無水フタール酸の製造、炭化水素と塩素お
よび／または塩化水素と酸素からの塩化ビニールの製造
、炭化水素とアンモニアと酸素からの青酸およびアクリ
ロニ１〜リルの製造、不飽和炭化水素ど水素からの飽和
炭化水素の製造、不飽和炭化水素と飽和炭化水素からの
アルキレーションによる飽和炭化水素の製造、メタノー
ルと酸素からのホルムアルデヒドの製造、メタノールか
ら脂肪族飽和炭化水素、脂肪族不飽和炭化水素および芳
香族炭化水素の製造などを挙げることが出来る。
以上詳細に述べたように、本発明は広い範囲に利用出来
る効率の良い反応器を提供するものである。
る効率の良い反応器を提供するものである。
第１図 本発明による反応器の断面図
１ 胴体
２ 管板
３ 内管管板
４ 内管
５ 外管
６ 外側触媒受
７ 内側触媒受
８ 原料ガス入口
９ 反応ガス出口
１０ 冷却水入口
１１ 水蒸気出口
１２ 触媒供給孔
１３ 触媒
出願人 東洋エンジニアリング株式会社手 続
補 正 書 く自発）特許出願昭和５８年３月７日 ２、 発明の名称 反応器 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、 補正命令の日付 な し 〈自発補正） ５、 補正の対象 明細用の特許請求の範囲、および発明の詳細な説明の欄
６、 補正の内容 （１） 特許請求の範囲を別紙の如く補正する。即ち、
明１ＩＩｌ書第１頁。 第７行「その内管の一方の側から水」の後にｒまたはそ
の伯の熱媒体」を挿入する。 （２） 明細書第５頁、第１８行の後にｒ本発明の熱媒
体として水のみならず、多くの熱媒体が温度圧力などの
条件に応じて使用できる。」を挿入する。 １− 特許請求の範囲 １ ガス状原料を固体触媒と接触させ、発熱転化反応を
生起せしめて、ガス状反応生成物を得る垂直円筒型反応
器において、先端が閉じられた二重管よりなり、その内
管の一方の側から水またはその伯の熱媒体が送入され、
先端で反転して環状部を流通するようにした冷却管群の
各管中心が、触媒層の水平断面において、反応器の中心
を中心とする１以上の同心円上に均等に分布するように
、触媒層中に垂直に挿入設置されており、ガス状原料は
触媒層中を略半径方向に流通することを特徴とする反応
器。 ２−
補 正 書 く自発）特許出願昭和５８年３月７日 ２、 発明の名称 反応器 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、 補正命令の日付 な し 〈自発補正） ５、 補正の対象 明細用の特許請求の範囲、および発明の詳細な説明の欄
６、 補正の内容 （１） 特許請求の範囲を別紙の如く補正する。即ち、
明１ＩＩｌ書第１頁。 第７行「その内管の一方の側から水」の後にｒまたはそ
の伯の熱媒体」を挿入する。 （２） 明細書第５頁、第１８行の後にｒ本発明の熱媒
体として水のみならず、多くの熱媒体が温度圧力などの
条件に応じて使用できる。」を挿入する。 １− 特許請求の範囲 １ ガス状原料を固体触媒と接触させ、発熱転化反応を
生起せしめて、ガス状反応生成物を得る垂直円筒型反応
器において、先端が閉じられた二重管よりなり、その内
管の一方の側から水またはその伯の熱媒体が送入され、
先端で反転して環状部を流通するようにした冷却管群の
各管中心が、触媒層の水平断面において、反応器の中心
を中心とする１以上の同心円上に均等に分布するように
、触媒層中に垂直に挿入設置されており、ガス状原料は
触媒層中を略半径方向に流通することを特徴とする反応
器。 ２−
Claims (1)
- １ ガス状原料を固体触媒と接触させ、発熱転化反応を
生起せしめて、ガス状反応生成物を得る垂直円筒型反応
器において、先端が閉じられた二重管よりなり、その内
管の一方の側から水が送入され、先端で反転して環状部
を流通するようにした冷却管群の各管中心が、触媒層の
水平断面において、反応器の中心を中心とする１以上の
同心円上に均等に分布するように、触媒層中に垂直に挿
入設置されており、ガス状原料は触媒層中を略半径方向
に流通することを特徴とする反応器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3694383A JPS59162942A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3694383A JPS59162942A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162942A true JPS59162942A (ja) | 1984-09-13 |
Family
ID=12483827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3694383A Pending JPS59162942A (ja) | 1983-03-07 | 1983-03-07 | 反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162942A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909809A (en) * | 1986-12-25 | 1990-03-20 | Toyo Engineering Corporation | Apparatus for the production of gas |
| JPH04369397A (ja) * | 1991-06-18 | 1992-12-22 | Toyo Eng Corp | 熱交換器 |
| JP2003501253A (ja) * | 1999-06-15 | 2003-01-14 | メサノール カサーレ ソシエテ アノニーム | 発熱または吸熱不均一反応のための等温反応器 |
| JP2011143370A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Takuma Co Ltd | 反応器およびこれを用いた反応生成物製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114581A (ja) * | 1973-03-05 | 1974-11-01 | ||
| JPS55149640A (en) * | 1979-04-03 | 1980-11-21 | Toyo Eng Corp | Reactor and its application |
-
1983
- 1983-03-07 JP JP3694383A patent/JPS59162942A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49114581A (ja) * | 1973-03-05 | 1974-11-01 | ||
| JPS55149640A (en) * | 1979-04-03 | 1980-11-21 | Toyo Eng Corp | Reactor and its application |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4909809A (en) * | 1986-12-25 | 1990-03-20 | Toyo Engineering Corporation | Apparatus for the production of gas |
| JPH04369397A (ja) * | 1991-06-18 | 1992-12-22 | Toyo Eng Corp | 熱交換器 |
| JP2003501253A (ja) * | 1999-06-15 | 2003-01-14 | メサノール カサーレ ソシエテ アノニーム | 発熱または吸熱不均一反応のための等温反応器 |
| JP4651889B2 (ja) * | 1999-06-15 | 2011-03-16 | メサノール カサーレ ソシエテ アノニーム | 発熱または吸熱不均一反応のための等温反応器 |
| JP2011143370A (ja) * | 2010-01-15 | 2011-07-28 | Takuma Co Ltd | 反応器およびこれを用いた反応生成物製造方法 |
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