JPS60153937A - 三相流動反応器 - Google Patents
三相流動反応器Info
- Publication number
- JPS60153937A JPS60153937A JP948984A JP948984A JPS60153937A JP S60153937 A JPS60153937 A JP S60153937A JP 948984 A JP948984 A JP 948984A JP 948984 A JP948984 A JP 948984A JP S60153937 A JPS60153937 A JP S60153937A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- reactor
- supply pipe
- liquid
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (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】
本発明は、固体、気体、液体を同時接触さセるための三
相流動反応器に関するものである。
相流動反応器に関するものである。
さらに詳しくは、気体、液体を上方に流通さセることに
より固体層を一足レベルに膨張さセるようｌ工三相流動
反応器において、ガスを流入。
より固体層を一足レベルに膨張さセるようｌ工三相流動
反応器において、ガスを流入。
分散さ一欧る。ガス分散機構に関するものである。
固体、気体、液体による三相流動反応器は三相の接触効
率が良く、流動状態にあることがら生起する反応が著し
い発熱反応の場合に有効であることが知られている。
率が良く、流動状態にあることがら生起する反応が著し
い発熱反応の場合に有効であることが知られている。
重質油類を、触媒の存在下にて、水素を供給し７ながら
反応セしめる、水素化脱硫、水素化分解反応等の接触反
応器がこれらの例である。 ・三相流動反応器の流動状
態は米国特許第２．９８７．４６ ｓＭ明細書に詳しく
記載されている通シ、充填された触媒粒子が気体及び散
体を流通させることにより、少なくとも静止状態に比し
１０％大きな容積を占め、且つ固体粒子の不規則運動な
呈することである。
反応セしめる、水素化脱硫、水素化分解反応等の接触反
応器がこれらの例である。 ・三相流動反応器の流動状
態は米国特許第２．９８７．４６ ｓＭ明細書に詳しく
記載されている通シ、充填された触媒粒子が気体及び散
体を流通させることにより、少なくとも静止状態に比し
１０％大きな容積を占め、且つ固体粒子の不規則運動な
呈することである。
三相流動反応器は固体粒子を流動状態に置（ために気体
及び液体を上方に流通させる必要があり、安定な流動状
態を得るためには特にガスの分散状態に注意を払５必安
がある。一般的には反応器下部に分散装置を設置してい
るが、この方法では以下に記す種々の欠点を有している
。
及び液体を上方に流通させる必要があり、安定な流動状
態を得るためには特にガスの分散状態に注意を払５必安
がある。一般的には反応器下部に分散装置を設置してい
るが、この方法では以下に記す種々の欠点を有している
。
すなわち固体粒子の不規則運動による摩耗片の詰りによ
って１分散効果の不規則性、あるいは分散の片寄シが起
ることである。
って１分散効果の不規則性、あるいは分散の片寄シが起
ることである。
また、気泡の再凝集による肥大化で突沸現象が起９、流
動状態の形成に悪影響を与えると共に、固体粒子の反応
器外への飛散を引起すことになる。構造的にも、複雑な
栴造を有し保守が困難である、という欠点を有している
。
動状態の形成に悪影響を与えると共に、固体粒子の反応
器外への飛散を引起すことになる。構造的にも、複雑な
栴造を有し保守が困難である、という欠点を有している
。
本発明はこれら従来のものの欠点を克服するためになさ
れたもので艮好な分散効果を与える本発明は固体粒子を
充填した反応器内にガス分散器のみ反応器上部付近まで
達する分散管の数箇所よりガスを噴出ざセて同じく反応
器下部よシ供給される液体と元項された固体粒子を攪拌
混合さセて反応さセる点を特徴とするものである。
れたもので艮好な分散効果を与える本発明は固体粒子を
充填した反応器内にガス分散器のみ反応器上部付近まで
達する分散管の数箇所よりガスを噴出ざセて同じく反応
器下部よシ供給される液体と元項された固体粒子を攪拌
混合さセて反応さセる点を特徴とするものである。
すなわち不発り」の要旨は、粒状固体、気体及び液体の
三相を接触反応さセる三相流動層反応器において１反応
器中央下部に液供給管を設け。
三相を接触反応さセる三相流動層反応器において１反応
器中央下部に液供給管を設け。
かつ該液供給管を貫通して形成される流動ノー上部まで
達する長さであって、かつ適宜間隔なもって複数個のガ
ス噴出口を有するガス分散管を設けてなる三相流動反応
器を提供−１−るところにある。
達する長さであって、かつ適宜間隔なもって複数個のガ
ス噴出口を有するガス分散管を設けてなる三相流動反応
器を提供−１−るところにある。
本発明の反応器を炭化水素油の水素化分解反応器として
用いた場合を例にとれば、高温高圧のもとで、平均粒径
０．２〜８１１Ｎの粒状触媒が充填された反応器内に反
応器下部より連続供給される炭化水素油と反応器中央に
位置し、且つスラスト方向戯蘭所に位置するガス噴出口
より噴出する水素とによって反応器内のすみずみまで三
相による撹拌混合させて６５０℃〜４５０ ’Ｃ。
用いた場合を例にとれば、高温高圧のもとで、平均粒径
０．２〜８１１Ｎの粒状触媒が充填された反応器内に反
応器下部より連続供給される炭化水素油と反応器中央に
位置し、且つスラスト方向戯蘭所に位置するガス噴出口
より噴出する水素とによって反応器内のすみずみまで三
相による撹拌混合させて６５０℃〜４５０ ’Ｃ。
１００〜２００ｋｐ／ｍｇ内における所定の実質的に等
温、等圧の条件下において流動さセｌよがら液相にて水
素化できる。
温、等圧の条件下において流動さセｌよがら液相にて水
素化できる。
以下、第１図、及び第２図に示す本発明の実／ＸｆＪ急
イ求例にもとづいて不発りｊを具体的にＯ５？、明する
。両図中１はガス供給管であり、反応器４の下部で一部
、二重ｇ４ｓ造を成す液供給管２の内管を形成する構成
となっている。
イ求例にもとづいて不発りｊを具体的にＯ５？、明する
。両図中１はガス供給管であり、反応器４の下部で一部
、二重ｇ４ｓ造を成す液供給管２の内管を形成する構成
となっている。
ガス供給管１は反応器４の中央下部の液供給管２の内部
に、一部該供給管２と二重管を形成するように挿入され
、反応器上部付近に達する長さがあり、数箇所のガス噴
出ロアが設置されている。ガス噴出口の数は、反応器の
大きさあるいは処Ｊ！！！量により【異なるが、本発明
者らの実験によれば、反応器内流動層高さの１／６〜６
の長さに１箇所の割合で設置した場合に最適な流動状態
を１与ることができた。
に、一部該供給管２と二重管を形成するように挿入され
、反応器上部付近に達する長さがあり、数箇所のガス噴
出ロアが設置されている。ガス噴出口の数は、反応器の
大きさあるいは処Ｊ！！！量により【異なるが、本発明
者らの実験によれば、反応器内流動層高さの１／６〜６
の長さに１箇所の割合で設置した場合に最適な流動状態
を１与ることができた。
供給ガスはガス供給管１ン経て、また供給液は液供ｆ＠
’ｋ ２よシ夫々供給され、液は反応器４下部よシ流
動層内６へ流入させ、ガスは設けられた夫々の噴出ロア
よＶ噴出さセて流動状態を形成する。
’ｋ ２よシ夫々供給され、液は反応器４下部よシ流
動層内６へ流入させ、ガスは設けられた夫々の噴出ロア
よＶ噴出さセて流動状態を形成する。
反応器内にて反応した気体及び液体は、抜出管５よシ反
応器外へ流出する。
応器外へ流出する。
第２図は、ガス供給′ａ１に設置された、ガス噴出部の
詳細をフＪ＜す。ガス噴出部の外側には固体粒子の侵入
を防ぐためのスカート６が取付けられており、さらに、
噴出する気体の分散効果を得るために切り込み８が人っ
ている。
詳細をフＪ＜す。ガス噴出部の外側には固体粒子の侵入
を防ぐためのスカート６が取付けられており、さらに、
噴出する気体の分散効果を得るために切り込み８が人っ
ている。
本発明者らの実験によればＧ／Ｌ（ガス／液比）＝２〜
．５に保つ場合に良好な撹乱、混合が得られ、温度調整
が不要であることが解った。また本発明反応器では従来
法で起シがちなチャネリングやスラギング現象の発生す
る範囲の狭いことも証明された。
．５に保つ場合に良好な撹乱、混合が得られ、温度調整
が不要であることが解った。また本発明反応器では従来
法で起シがちなチャネリングやスラギング現象の発生す
る範囲の狭いことも証明された。
さらに、本発明の反応器は分配装置（例えば分散板等）
を持たないため、固体粒子の詰シによる圧力損失増加の
原因となることが無い。
を持たないため、固体粒子の詰シによる圧力損失増加の
原因となることが無い。
第３図及び第４図に本発明の実施例での運転結果を示す
。本発明の三相流動反応器を組みこんだフローは後述す
る第５図のものと同じである。
。本発明の三相流動反応器を組みこんだフローは後述す
る第５図のものと同じである。
第３図は本発明の実施例Ａと従来法による比較例Ｂとの
圧力損失と液壁塔速度の１係を示す。
圧力損失と液壁塔速度の１係を示す。
図から明らかなように本発明の実施例の方が圧力損失が
低（、また従来法よる場合に見られるような、液空塔速
度の増加に従って圧力損失が増える傾向も本発明法では
見られない。
低（、また従来法よる場合に見られるような、液空塔速
度の増加に従って圧力損失が増える傾向も本発明法では
見られない。
第４図は流動化状態における反応器の各部におけるガス
（気泡〕の総断面積を比転したものである。この時の液
ガス条件は、液空ｙ！速度２〜６閤／ Ｓ 、ガスを塔
速緻１〜５關／Ｓである。
（気泡〕の総断面積を比転したものである。この時の液
ガス条件は、液空ｙ！速度２〜６閤／ Ｓ 、ガスを塔
速緻１〜５關／Ｓである。
全塔速度か上記以下であれば未流動とな多、また以上と
なればバグリング現象となり、いずれも流動状態が悪く
なる。反応性から云えば気泡径は小さい程反応効率は高
くなることが解っており、これらの診考例として示した
ものである。
なればバグリング現象となり、いずれも流動状態が悪く
なる。反応性から云えば気泡径は小さい程反応効率は高
くなることが解っており、これらの診考例として示した
ものである。
図から解るように１本実施例Ａの方が大きな断面積な有
していることになｐ、三相における接触効率の商いこと
がわかる。反応器低部においては総断面積は小さくなっ
ているがこれは唄出口当シのガス量が少ないことに起因
している。
していることになｐ、三相における接触効率の商いこと
がわかる。反応器低部においては総断面積は小さくなっ
ているがこれは唄出口当シのガス量が少ないことに起因
している。
しかしこれは反応器内が流動状態にあるため部分的な反
応不良は考えられ１．Ｃい。
応不良は考えられ１．Ｃい。
次に本発明の反応器を用いたフローの一例を第５図を用
いて説明り−る。
いて説明り−る。
ガス供給分散器１と液供給管２で供給された気体及び液
体は固体粒子６の充填された反工６器４内で噴出する。
体は固体粒子６の充填された反工６器４内で噴出する。
反応器内で規矩の反応を行１よりセだ後、気液混合物５
を気液分離器８へ送入しガス生成物１１、液状生成物１
２韮びにガス循環流１３、外部液状循環流１４に分離し
ガス循環流Ｂ及び液状循環流１４はそれぞれ、供給ガス
９及び供給液体１０に合流する。
を気液分離器８へ送入しガス生成物１１、液状生成物１
２韮びにガス循環流１３、外部液状循環流１４に分離し
ガス循環流Ｂ及び液状循環流１４はそれぞれ、供給ガス
９及び供給液体１０に合流する。
以上の様に本発明は低圧損で経時的圧力損失の増加が無
＜、溝道的にも簡単、コンパクトで、且つ気体、液体、
固体、６相の接触効率が尚いという実用土有用なガス分
散器である。
＜、溝道的にも簡単、コンパクトで、且つ気体、液体、
固体、６相の接触効率が尚いという実用土有用なガス分
散器である。
第１図は本発明の三相流動反応器の一実ｍ態僚例の縦断
面図、第２図はガス分散管噴出部の拡大図、第６図、第
４図は本発明の効果を示すグラフ、第５図は本発明の三
相流！＃ＩＬ（応益を使用した一例を示１フロー図であ
る。 儂代理人 内 １） 明 複代理人 萩 原 光 −
面図、第２図はガス分散管噴出部の拡大図、第６図、第
４図は本発明の効果を示すグラフ、第５図は本発明の三
相流！＃ＩＬ（応益を使用した一例を示１フロー図であ
る。 儂代理人 内 １） 明 複代理人 萩 原 光 −
Claims (1)
- 粒状固体、気体及び液体の三相を接触反応さセる三相ｖ
ＩＣ動盾反応器において、反応器中央下部に液供給管を
設け、かつ該液供給管をＲ通して形成される流動ノー上
部まで達する長さであって、かつ適宜間隔をもって複数
個のガス噴出口をイｊするガス分散管を設けてなる三相
流動反応器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP948984A JPS60153937A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 三相流動反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP948984A JPS60153937A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 三相流動反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153937A true JPS60153937A (ja) | 1985-08-13 |
Family
ID=11721641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP948984A Pending JPS60153937A (ja) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | 三相流動反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153937A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01116027A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-09 | Daido Steel Co Ltd | 炉内雰囲気ガス組成コントロール方法および雰囲気熱処理装置 |
-
1984
- 1984-01-24 JP JP948984A patent/JPS60153937A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01116027A (ja) * | 1987-10-28 | 1989-05-09 | Daido Steel Co Ltd | 炉内雰囲気ガス組成コントロール方法および雰囲気熱処理装置 |
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