JPS60150825A - 水素化分解反応装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、触媒の存在下で炭化水素油類を水素で処理す
る装置の改良に関する。更に詳しくは、本発明は重質炭
化水素油類の触媒的処理によって、水素化分解や水素化
脱硫を行なう装置に関する。

重質油類の水素化処理は、経済的に好ましいＫも拘らず
、多くの問題点があった。その一つは、触媒物質上にコ
ークを生成し、触媒層の閉塞を伴うことであった。第二
の問題は、生起する反応が著しい発熱反応である場合に
、安定でしかも満足な反応温度を保持することが必要な
ことであった。

ガスと液体を接触させる方法については、例えば米国特
許第２９８７４６５号明細書に明らかにされたような沸
騰床があり、これは炭素生成によって生ずる大きな圧力
降下や閉塞の困難を取り除いている。この米国特許第２
９８７４６５号明細書は、固体が膨張した状態にあり、
塊の静止状態に比して少くとも１０％大きな容積を占め
て、ガス−液体系の中で不規則な運動をしているような
状態で、ガス・液体及び固体を接触させることについて
記載している。

しかし、この方法では沸騰床すなわち流動化させている
ために、流動化させるのに必要な最低速度以上で液状油
を流す必要があるため、相当量の動力を必要とする。す
なわち、イ６インチの触媒を流動化させるためには、層
内の液空塔速度を２〜３　ｃｍ　／　ｓｅｃ以上にし、
その液を常に循環させねばならない。

又、本反応は、以下にその反応の一例を示すように、水
素を添加 する反応であるために、液空塔速度以上少くとも１〜２
倍程度以上の水素の空塔速度を必要とするため、沸騰床
反応器では多大な液およびガス（水素）を４５０Ｃ付近
まで加熱して供給及び循環させる必要があった。

その他の方法として、球状の触媒を充填した従来法の固
定層を本発明で取り扱うような液状品の水素化に適用し
た場合、固定層に付着堆積するばいじんによる口塞りが
生起して圧力損失が増大し、円滑な装置の運転に支障を
きたし、実用上好ましくなく、又、安定でしかも満足な
反応温度を保持することも難しかった。

本発明は、これら従来のものの欠点を克服することを目
的とするもので、触媒物質上のコーク生成による触媒層
の経時的圧力損失上昇や閉塞がなく、かつ温度制御が可
能で、また流体と触媒層との接触効率・をよくすること
によって、装置の小容量化が計れるような水素化分解装
置を提供することにある。

すなわち本発明は、水素と液状油を接触させて油を水素
化分解する装置において、該油と水素の流路内に、板状
の触媒充填層を、核油と水素の流入方向に裾を開いた断
面Ｖ字型もしくはコ字型に組み合せて配置してなること
を特徴とする水素化分解反応装置を提供するところにあ
る。

以下に本発明の反応装置を実施例にもとづいて詳細に説
明する。

〔実施例１〕 第１図は本発明の反応装置の実施例の一例の説明図であ
り、第２図は通常の充填層反応器の説明図である。

第１図において、１は水素及び液状油の流れであり、２
は流体（水素及び液状油）の通過する前後面を金網もし
くは多孔板で形成した板状の触媒層てん層で、該板状触
媒層てん層２が流体の流入方向忙裾を開いた断面Ｖ字形
に組み合されてジグザグに屏風形に複数個、流体の流路
内に配設されて（・る。

３は出口部での流体（水素と、より分子量の小さい液状
油）である。第２図においては１゜３は第１図と同じも
のを意味し、４は触媒充填層である。

本発明の第１図に示すような構造の反応器は第２図に示
すような通常の充填層４よりなる反応器と比較して、同
一量の触媒を充填した場合に、触媒充填層の流体流れ方
向の厚さはかなり薄くなり、その触媒充填長さに比例し
て圧力損失が小さくなる。

第１表に例を示す。

第１表　配置と圧力損失の関係 さらに、第２図に示す従来の充填層４における流体の流
れ方向の温度分布は、入口部に近いところに温度のピー
クがあり、充填層４の厚さが大きい程、いったん発熱反
応が極度に生じると爆走反応となる欠点があった。

これに対し本発明では、既述のように従来法による場合
に比べ充填層の厚さが薄いので、流体の流れ方向の温度
分布が小さく、爆走反応が起りにくいため、温度制御が
容易である。

一方、触媒量を減することなく圧力損失を小さくする手
段として反応器の断面積を大きくしてガス流速を減少さ
せ、また触媒充填層５の流体流れ方向の厚みを第３図の
如く薄くする方法も考えられるが、本発明が対象として
いる水素化分解のような場合では、ガス及び液の流れに
対する触媒層がきわめて大きいために反応器全体が不必
要に大きくなりすぎる欠点がある。

第４図に、本発明装置の触媒層の形状を示し、その触媒
層のＬ　（ｍ）長さ方向におけるそれぞれの位置にて実
測した流速分布・圧力損失をそれぞれ第５図及び第６図
に示す。この場合Ｖ字型の触媒充填層に５ｗｓφの球状
触媒を充填した。第４〜６図より明らかに流速分布及び
圧損分布ともに／Ｊ％さいことがわかる。なお第５図の
液流速比とは、各場所での速度を平均速度で割った値で
ある。

又、第１図において、入口流速によらず圧損分布を小さ
くするためＫは、Ａ　／　Ｌ≧芝　程度が好ましい。

すなわち、流体の流れ方向と充填層のなす角度なθとし
、充填層の長さをｈとすると、Ｌ　＝　ｈＣＯ５θ ａ　＝　ｈ　ｓｉｎ　ａ となり、Ａ　＝　２　ａと定義する。

ここでθが大きくなる程流速分布はつきにくくなり、θ
が小さくなれば流速分布が大きくなるが実用的には、 一〇≧イ。

が好ましい。したがって Ｌ　２Ｌ　１２ よってＡ　／　Ｌ≧２ 実施例１において触媒層としては、５■φの球状触媒を
使用したが、その細円柱状・楕円体状の触媒についても
同等の効果があった。

〔実施例２〕 泥７図は本発明装置の別の実施態様例を説明する図であ
り、第７図において、１及び３は第１図と同じものを意
味しており、６は、流体（水素及び液状油）の通過する
前後面を金網もしくは多孔板で形成した直方体状の触媒
層てん層で、該触媒層てん層６は流体の流入方向に裾を
開いた断面コの字形に複数個組み合わされて、流体の流
路内に配置され【いる。なお充てん触媒としては球状触
媒を用いた。

〔実施例６〕 第８図は本発明装置のさらに別の実施態様例を説明する
図であり、第８図において、１および３は第１図におけ
ると同じものを意味し７は流体（水素及び液状油）の通
過する前後面を金網もしくは多孔板で形成した直方体状
の触媒層てん層で、これが流体の流入方向に裾を開いた
断面Ｖ字形に組み合わされてジグザグ屏風形に複数個、
流体の流路内に配設されている。実施例３の触媒層には
、第９図に示すような（ａ）格子状又は（ｂ）ハニカム
触媒等の、並流型触媒を使用した例で、特に触媒の閉塞
対策上有利である。

以上詳述した本発明の水素化分解反応装置の効果は次の
とおりである。

（１）触媒層の厚さが薄いため、経時的圧力損失がなく
、又流体流れ方向の温度分布が小さく爆走反応が起りに
くいため温度制御が可能である。

（２）　反応器がコンパクトである。

（３）　製作が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明の反応装置の一実施態様例であって板状
の触媒充填層を断面Ｖ字型に 組合せた場合の説明図。 第２図および第３図：従来の充填層反応器の説明図。 第４図二本発明の断面Ｖ字型に組合せた触媒充填層（球
状触媒充填）を示す図。 第５図二Ｍ４図の配置における流速分布を示すグラフ。 第６図：第４図の配置における圧損分布を示すグラフ。 第７図工本発明装置の別の実施態様例であって板状の触
媒充填層を断面コ字型に組合 せた場合の説明図。 第８図工本発明装置のさらなる実施態様例であって、Ｖ
字型に組合せた板状の触媒充 填層に並行流式触媒を充填した場合の 説明図。 第９図：第８図の実施態様例にて使用する並流型触媒の
説明図で、（、）は格子状触媒（Ｄｌはハニカム触媒を
示す。 復代理人　内　１）　明 復代理人　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水素と液状油を接触させて油を水素化分解する装置にお
   いて、該油と水素の流路内に、板状の触媒充填層を、該
   油と水素の流入方向に裾を開いた断面Ｖ字型もしくはコ
   字型に組み合せて配置してなることを特徴とする水素化
   分解反応装置。