JPS61259749A - 三相流動反応装置のガス−液分散器 - Google Patents

三相流動反応装置のガス−液分散器

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JPS61259749A
JPS61259749A JP10159385A JP10159385A JPS61259749A JP S61259749 A JPS61259749 A JP S61259749A JP 10159385 A JP10159385 A JP 10159385A JP 10159385 A JP10159385 A JP 10159385A JP S61259749 A JPS61259749 A JP S61259749A
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JP
Japan
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gas
liquid
valve plate
fluid mixture
catalyst
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Application number
JP10159385A
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English (en)
Inventor
Shigeo Makino
牧野 重男
Takafumi Shimada
嶋田 隆文
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical 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
    • B01J8/22Chemical 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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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、固体、気体、液体を同時接触させるための三
相流動反応装置のガス−液分散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せることに
よシ、固体層を一定Vぺμに膨張さす様な三相流動反応
器において、ガス及び液を分散させるガス−液分散器の
改良に関するものである。
(従来の技術) 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か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。
その例としては原油から分留した重、中質油留分を触媒
の存在下にて水素を供給して反応せしめる、水素化脱硫
反応装置又は水素化分解反応装置等の接触反応器がある
三相流動反応装置の一般的流動状態は田中栄−:化学工
学第34巻、第12号(1970年)等に詳しく述べら
れている通〕であり、立型円筒状容器に充填された触媒
等の固体粒子を少なくとも静止状態に比し10チ以上大
きな容積を占める、いわゆる流動化させるに充分であり
、かつ、固体粒子が同伴上昇しない速度で液体及び気体
を反応容器下部よシ流通させることにょシ安定した固体
粒子の流動層を形成せしめるものである。
この流動状態を得るためには、膨張した触媒層の上部か
ら液を抜き出し、ポンプを用いて反応容器下部に供給す
る液の循環、並びに同様に抜き出されたガスの循環が不
可欠の要素となる。
これは触媒の流動上必要な液及びガス流速を循環により
維持するために行なう。
また、この三相流動反応装置を用いた具体例を挙げれば
石油尊重、中質油留分の水素化脱硫を行なわしめる場合
は、50〜150ゆ/−〇。
350〜420℃の条件下で(15〜5■φの円柱上、
若しくは球状のニッケμmモリブデン系、コバルト−モ
リブデン系又はタングステン−モリブデン系の触媒と供
給油及びガス状水素を接触させることにより水素化度広
が達成される。
第2図は従来の分散器を示すものであシ、反応器本体1
内下部に設けられた分散筒取付板3の上部が触媒層2で
あシ、液、ガスの上昇流により、触媒層2は膨張する。
反応器1よシ排出された液及びガスは大部分循環ガス6
及び循環液7として再び反応器1へ循環される。流入し
たガス、液は混合層5を経て分散機構に多数設けられた
分散筒4を通って触媒層2へ供給される。分散筒4には
、触媒層2から触媒が核部4を通って混合層5へ侵入し
底部に堆積することを防止するためのキャップ9がその
上部先端に取り付けられている。
しかしながらこの様な構造の場合、供給された液ガス、
主としてガスの分散が充分でなく、したがってガス−液
の接触効率が悪くなるため極度に過剰なガスを供給する
ことにより、ガス−液の接触効率を確保しなければなら
ない。
さらに触媒堆積防止のキャップ9を保持しているとは云
うものの、混合層5への落下、堆積に対し極めて不充分
であり、循環液7のラインの閉塞を引起しかねない。
第3図は他の従来方式の分散器を示すものである。供給
液及び供給ガスは混合流体15となり分散筒4へ流入し
流出口13よシキャップ9の底部より触媒層内へ流通さ
れる。この分散方式は例えば蒸留塔に多用されるパブμ
キャップ方式と類似の形状を有しており、この形状は反
応器の水平断面の液、ガス分布の不均一を極力小さくす
ることを主目的としたものであシ、ガス粒径(気泡径)
の微細化には充分ではない。
従って、本方式の場合、ガス供給量適シの気液接触界面
積が少ないため、反応に必要なガスを液中に溶解させる
ためには必要以上にガスを供給しなければならない。
また三相流動反応器は気−液一固の三相反応であシ固体
粒子の供給系への流入は重大な危険を招く恐れがある。
すなわち固体粒子の流入により主として液の供給が阻害
され流動層を維持するに必要な流量(流速)を確保出来
な(なシ、固定層の状態に至りそのため異常反応を引起
し、反応器に致命的な欠陥を与えかねないことになる。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は従来の三相流動反応装置におけるガ    ニ
ス−液分散器の欠点を解消し、 (1)流動層に供給する気泡を微細化することによシ、
流動層内のガス滞留量を増大する。
(2)  気泡の微細化にょシ、均一な流動状態の形成
を可能とし、気液接触効率を向上させる。
(3)  分散器から気液混合層内に触媒粒子の侵入 
   □を防ぐ。
等のことを可能とする三相流動反応装置におけるガス−
液分散器を提供しようとするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明は三相流動反応装置下部に設けられ、上下に触媒
の流動層と気液の混合層とに区画する分散筒保持板と、
該保持板を貫通して前記流動層と前記混合層とを連通ず
る複数の、キャップ付分散筒と、からなる三相流動反応
装置のガス−液分散器において、薄板状の弁グレートに
よシ前記分散簡の上端面をシーμし、前記分散筒下方か
らの気液混合流体の流入によってのみ弁プレートが押し
上げられ、該流体は−1キャップ内に流出した後触媒の
流動層内に分散させるようにしたことを特徴とする三相
流動反応装置のガス−液分散器である。
(作用ン 第1図に本発明による三相流動反応装置のガス−液分散
器の1つの実施の態様を示す。分散筒保持板3は触媒流
動層2ど気−液混合層5とを区画し、上部にキャップ9
を有する分散筒4を多数保持する。該分散筒4の上端部
には弁座12を設けるとともに前記キャップ9と弁プレ
ート8との間に間隙を設けるためにシム10を挟んで固
定ボルト11によシ該分散簡4の上端に固定する。弁プ
レート8は薄板状で可撓性に富む材料で形成され、前記
の様に固定ボμト11により固定されているので、気−
液混合流体が通過する時以外は、弁プレート8は前記分
散筒4の弁座12に接触し、触媒流動層2と気液混合層
5とを完全に分離している。気液混合流体15が流入す
ることKよって、その流入圧力で弁プレート8の端面が
弁座12よシ押上げられるが、流入がとまれば再び弁プ
レート8は分散筒4の弁座12に接触しり一〃状態が保
たれる。
特に、気液混合流体15の流入時に、弁プレート8は、
振動するようにふるえて開閉を繰返す状態となシ、この
時に主にガスが細かな気泡に細分される。そして細分化
した気泡が気液接触界面積を著しく増大させ、その結果
としてガス供給量を低下させることができる。また、弁
デV−)の開閉が気液混合流体の流入によってのみ行な
われるところから、該流体の流量にかかわらず触媒落下
侵入を防止出来る。
(実施例) プラスチック製コーμドモデ〃を用い、本発明の具体例
について性能テストを行った。
反応器本体は内径300mm、高さ5000日であシ、
分散器は気液混相流路の径が20■、キャップ径50■
であり、弁プレートは厚さα2−のステンレス板を用い
、キャップと分散筒取付板との間隙は2mである。この
様な分散筒を4個取り付けた。
供給液はJIS規定の白灯油を用い、ガスは窒素を、触
媒は、見掛は比重1.35で、直径1.5−1長さ、約
5−の押し出し成型品を用いた。操作温度は常温、操作
圧力は常圧であ′る。
ガスは空塔速度が4 cm / 880となる様供給し
た。
また、触媒は静止時の充填層高が、1700mとなる様
充填した。液は空塔速度が1〜10511/secの範
囲で供給した。
この様な条件下で試験を行い、ガスの滞留量(ガスホー
ルドアツプ)を測定したところ、20 vol %に達
しておシ、気泡も直径数■以上のものはほとんど認めら
れず、均一な流動状態を形成した。また、触媒粒子の逆
流あるいは侵入によるトラグpは全くなかった。
(比較例) 第3図に示す分散器を用いて上記実施例と同様の条件の
下試験を行った。
分散筒の上部は閉塞して、周囲に等分に4ケ所に5■径
の流出口を設けた以外は、条件に差異はない。
この様な条件下で試験し、ガスの滞留量(ガスホールド
アツプ)を測定したところ、12〜15 vol−であ
シ、直径数−を越える大きな気泡が多数認められた。
また、触媒の分散器内への侵入も見られ、特に液、ガス
を止めた時など、多数の触媒が侵入し、再流通時に偏流
を生じた。
(発明の効果) 本発明は上記構成を採用することによシ、分散器を流出
するときの、ガスの微細化を促進して気液接触界面積を
著しく増大しその結果として、ガスの供給量を低下させ
ることができた。
また、触媒の流動層を安定した均一な流動化を維持でき
るとともに、分散湾内への触媒粒子の侵入を防ぐことが
でき、三相流動反応装置の効率的で、かつ円滑な稼動を
可能とした。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例である、三相流動反応装置の
ガス−液分散器を拡大した断面図、第2図は従来の三相
流動反応装置の下部断面図、第3図は従来のガス−液分
散器の拡大断面図である。 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 復代理人  安 西 篤 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 三相流動反応装置下部に設けられ、上下に触媒の流動層
    と気液の混合層とに区画する分散筒保持板と、該保持板
    を貫通して前記流動層と前記混合層とを連通する複数の
    キャップ付分散筒と、からなる三相流動反応装置のガス
    −液分散器において、薄板状の弁プレートにより前記分
    散筒の上端面をシールし、前記分散筒下方からの気液混
    合流体の流入によつてのみ弁プレートが押し上げられ、
    該流体は一旦キャップ内に流出した後触媒の流動層内に
    分散させるようにしたことを特徴とする三相流動反応装
    置のガス−液分散器。
JP10159385A 1985-05-15 1985-05-15 三相流動反応装置のガス−液分散器 Pending JPS61259749A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0824961A1 (en) * 1996-08-23 1998-02-25 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Gas sparger for a suspension reactor and use thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0824961A1 (en) * 1996-08-23 1998-02-25 Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. Gas sparger for a suspension reactor and use thereof
WO1998007511A1 (en) * 1996-08-23 1998-02-26 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Gas sparger for a suspension reactor and use thereof

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