JPS63151350A - 発熱性および吸熱性触媒反応のための反応器 - Google Patents
発熱性および吸熱性触媒反応のための反応器Info
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- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は発熱性おＪ：び吸熱性触媒反応に適する反応器
に関するもので、 （ａ） 密閉反応器外殻と、 （ｂ） この反応器外殻内にあり、かつ触媒空間を包
囲する２本の実質的に鉛直な同 軸シリンダであって、これらシリンダ の壁部が充分に小さい寸法の複数の開 口１部を備え、そのため処理流体を通過させると共に前
記空間内に触媒を保持 する前記シリンダと、 （Ｃ） 前記触媒空間中に延伸して伝熱流体を通過さ
ぜうる１本もしくはそれ以上の チューブよりなる伝熱手段と、 （ｄ） 反応体を前記触媒空間を通しでほぼ半径方向
に通過させるよう位置せしめた 反応体用の１個もしくはそれ以上の入 口、および反応器流出物用の１個もし くはそれ以上の出口を備える。
に関するもので、 （ａ） 密閉反応器外殻と、 （ｂ） この反応器外殻内にあり、かつ触媒空間を包
囲する２本の実質的に鉛直な同 軸シリンダであって、これらシリンダ の壁部が充分に小さい寸法の複数の開 口１部を備え、そのため処理流体を通過させると共に前
記空間内に触媒を保持 する前記シリンダと、 （Ｃ） 前記触媒空間中に延伸して伝熱流体を通過さ
ぜうる１本もしくはそれ以上の チューブよりなる伝熱手段と、 （ｄ） 反応体を前記触媒空間を通しでほぼ半径方向
に通過させるよう位置せしめた 反応体用の１個もしくはそれ以上の入 口、および反応器流出物用の１個もし くはそれ以上の出口を備える。
この種の反応器は米国特許第４，３２１，２３４号公報
から公知である。しかしながら、この公知の反応器は発
熱反応のみに使用することを意図し、その目的で伝熱手
段は冷却手段として作用する。
から公知である。しかしながら、この公知の反応器は発
熱反応のみに使用することを意図し、その目的で伝熱手
段は冷却手段として作用する。
この特徴とは別に、公知の反応器は固定反応床しか収容
しえないという問題がある。しかしながら、多くの発熱
性および吸熱性触媒反応には、工程流を中断することな
く失活触媒を新鮮触媒で置換することにより触媒失活の
結果に対処づる必要がある。
しえないという問題がある。しかしながら、多くの発熱
性および吸熱性触媒反応には、工程流を中断することな
く失活触媒を新鮮触媒で置換することにより触媒失活の
結果に対処づる必要がある。
従って本発明の目的はこの問題を解決すること゛にある
。従って本発明の反応器は、さらにそれぞれ触媒空間の
上端部おにび下端部に連通して触媒入口および出口手段
を前記反応器外殻に設け、それにより触媒を反応器の操
作時に際し前記触媒空間内に連続移動させうろことを特
徴とする。
。従って本発明の反応器は、さらにそれぞれ触媒空間の
上端部おにび下端部に連通して触媒入口および出口手段
を前記反応器外殻に設け、それにより触媒を反応器の操
作時に際し前記触媒空間内に連続移動させうろことを特
徴とする。
このようにして、これらの方法は移動触媒床、すなわ１
５触媒空間中を連続移動する触媒月利を用いて行なうこ
とができる。
５触媒空間中を連続移動する触媒月利を用いて行なうこ
とができる。
移動床法は渇爪、圧力、流速、触媒特性などの極めて一
定した条件下で操作しうるという利点を右する。触媒を
工程流の中断なしに定期的に導入しかつ抜取ることがで
きる。
定した条件下で操作しうるという利点を右する。触媒を
工程流の中断なしに定期的に導入しかつ抜取ることがで
きる。
本発明の有利な具体例は、触媒を触媒床の断面全体に分
配する手段からなる触媒入口手段を用いる。この種の手
段は反応器の触媒入口から分岐した多数の傾斜ヂコーブ
を備えることができ、これらのヂコーブは触媒を触媒空
間の上部断面の異なる部分に導くことかできる。
配する手段からなる触媒入口手段を用いる。この種の手
段は反応器の触媒入口から分岐した多数の傾斜ヂコーブ
を備えることができ、これらのヂコーブは触媒を触媒空
間の上部断面の異なる部分に導くことかできる。
本発明の他の有利な具体例は、触媒回収手段を備えた触
媒出口手段を用いる。この手段は、触媒空間の底部断面
の異なる部分からの触媒を合するべく、多数のチューブ
と回収容器とを適宜組合わせた１個もしくはそれ以上の
円錐スコップを備えることができる。
媒出口手段を用いる。この手段は、触媒空間の底部断面
の異なる部分からの触媒を合するべく、多数のチューブ
と回収容器とを適宜組合わせた１個もしくはそれ以上の
円錐スコップを備えることができる。
本発明の反応器を用いて実施しうる方法は、各種の酸化
、第４ニジ塩素化、水素化、水添熱分解、合成ガス変換
、メタノール変換、重合およびアルキル化法のような発
熱反応が生ずる工程、並びに脱水素化、接触リホーミン
グおよび芳香族化法のような吸熱反応が生ずる工程の両
者を包む。
、第４ニジ塩素化、水素化、水添熱分解、合成ガス変換
、メタノール変換、重合およびアルキル化法のような発
熱反応が生ずる工程、並びに脱水素化、接触リホーミン
グおよび芳香族化法のような吸熱反応が生ずる工程の両
者を包む。
前記吸熱反応は殆んど約４５０°Ｃより充分高い温度で
行なわれ、装置の相当な熱膨張をもたらすことがある。
行なわれ、装置の相当な熱膨張をもたらすことがある。
この熱膨張に対処するのに適した有利な構造は、′１つ
もしくはそれ以上の同軸対の内側おにび外側ヂコーブＪ
こりなる伝熱手段を用い、その１端部を伝熱流体入口お
よび出口にそれぞれ接続する一方、ら離間させる。。
もしくはそれ以上の同軸対の内側おにび外側ヂコーブＪ
こりなる伝熱手段を用い、その１端部を伝熱流体入口お
よび出口にそれぞれ接続する一方、ら離間させる。。
この構造は吸熱工程に極めて適しているが、これら工程
のみに限定されイ【い。
のみに限定されイ【い。
以下、添付図面を参照して本発明を実施例にＪ：り一層
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第１図を参照すれば、こねは半径方向流の等温移動床反
応器からｔする反応器システムの略図であり、工程流の
中断なしに操作中に触媒を導入しかつ取出すための手段
を備える。
応器からｔする反応器システムの略図であり、工程流の
中断なしに操作中に触媒を導入しかつ取出すための手段
を備える。
この反応器は鉛直装着された円筒状容器２を備え、ここ
には流体に対し透過性であるが触媒粒子に対しては透過
性でない材料の２つの同軸円筒状壁部を設り、触媒粒子
を円筒状壁部間の環状空間３内に保持して触媒床を形成
する。触媒床には重力による触媒粒子の下降流を阻害し
ないような方法で、加熱もしくは冷却表面を設ける。こ
の表面におりる伝熱は伝熱媒体によって行なわれ、この
媒体を入口経路５から供給すると共に出口経路６から抜
取る。貯蔵容器７を設りて新鮮もしくは再生触媒を貯蔵
し、この容器はさらに触媒を空気圧輸送系（図示せず）
を介し″（外部からと７人する場合には供給ホッパまた
は取外し容器として機能することもできる。この反応器
にはさらに、有利には］゛稈流を中断することなく触媒
の部分の定期的導入および抜取りを可能にする手段を設
り、この手段（ま触媒入口点と反応器との間の圧）ｊ差
を克服で−るためのロックホッパと、導入された触媒を
環状触媒床のＫ１部にお【゛」る断面全体に分配する手
段１１と、触媒床の底部にお（プる断面の異なる部分か
ら触媒を収集するための回収系１２と、反応器と触媒出
口点との間の圧力差を好適に克服するための１コツクホ
ツパとを備える。反応器の入口におけるロックホッパは
触媒の部分を一時的に貯蔵するための容器９を備え、こ
れにはそれぞれの入口および出Ｉ］に弁８および１０を
設りる。同様に、反応器の出口におりるロックホッパは
容器１５並びに弁１４および１６を備える。弁８と１０
とを絹合せおよび／または弁１４と１６とを組合せて自
動制御覆れば、さらに利点が達成される。反応器とこの
反応器出口におけるロックホッパどの間には、回収容器
１３を設りる。経路１７を設けて、使用済み触媒を回収
系（簡明にする理由で図示しない）まで輸送する。
には流体に対し透過性であるが触媒粒子に対しては透過
性でない材料の２つの同軸円筒状壁部を設り、触媒粒子
を円筒状壁部間の環状空間３内に保持して触媒床を形成
する。触媒床には重力による触媒粒子の下降流を阻害し
ないような方法で、加熱もしくは冷却表面を設ける。こ
の表面におりる伝熱は伝熱媒体によって行なわれ、この
媒体を入口経路５から供給すると共に出口経路６から抜
取る。貯蔵容器７を設りて新鮮もしくは再生触媒を貯蔵
し、この容器はさらに触媒を空気圧輸送系（図示せず）
を介し″（外部からと７人する場合には供給ホッパまた
は取外し容器として機能することもできる。この反応器
にはさらに、有利には］゛稈流を中断することなく触媒
の部分の定期的導入および抜取りを可能にする手段を設
り、この手段（ま触媒入口点と反応器との間の圧）ｊ差
を克服で−るためのロックホッパと、導入された触媒を
環状触媒床のＫ１部にお【゛」る断面全体に分配する手
段１１と、触媒床の底部にお（プる断面の異なる部分か
ら触媒を収集するための回収系１２と、反応器と触媒出
口点との間の圧力差を好適に克服するための１コツクホ
ツパとを備える。反応器の入口におけるロックホッパは
触媒の部分を一時的に貯蔵するための容器９を備え、こ
れにはそれぞれの入口および出Ｉ］に弁８および１０を
設りる。同様に、反応器の出口におりるロックホッパは
容器１５並びに弁１４および１６を備える。弁８と１０
とを絹合せおよび／または弁１４と１６とを組合せて自
動制御覆れば、さらに利点が達成される。反応器とこの
反応器出口におけるロックホッパどの間には、回収容器
１３を設りる。経路１７を設けて、使用済み触媒を回収
系（簡明にする理由で図示しない）まで輸送する。
反応器にはさらに経路１および４を設け、これら経路を
介し工程流をそれぞれ反応器外殻に出入させることがで
きる。
介し工程流をそれぞれ反応器外殻に出入させることがで
きる。
第２図を参照すれば、これは容器２を備える第１図の反
応器の具体例を示しており、この容器内には触媒空間３
を包囲゛する２個の実質的に鉛直な円筒１８および１９
を位置せしめる。触媒を入口２０を介して連続供給する
と共に、出口２１を介して反応器から流出させることか
できる。複数の傾斜チ」−ブ１１は、触媒空間３全対に
わたり触媒の均一分布を確保する。触媒空間３の底部に
は回収手段１２を装着して、触媒粒子を収集すると共に
これらを出口２１の方向へ向りる。この回収手段は右利
には、＝ １１− 触媒空荊の底部近傍に位置せしめた複数のチューブおＪ
：び回収容器と適宜組合せた１個もしくはそれ以トの円
錐状ス」ツブで構成することができる、。
応器の具体例を示しており、この容器内には触媒空間３
を包囲゛する２個の実質的に鉛直な円筒１８および１９
を位置せしめる。触媒を入口２０を介して連続供給する
と共に、出口２１を介して反応器から流出させることか
できる。複数の傾斜チ」−ブ１１は、触媒空間３全対に
わたり触媒の均一分布を確保する。触媒空間３の底部に
は回収手段１２を装着して、触媒粒子を収集すると共に
これらを出口２１の方向へ向りる。この回収手段は右利
には、＝ １１− 触媒空荊の底部近傍に位置せしめた複数のチューブおＪ
：び回収容器と適宜組合せた１個もしくはそれ以トの円
錐状ス」ツブで構成することができる、。
入口１ａを円筒１８の内側に装着すると共に出口４ａを
円筒１つの外側に装着ｌノで、反応体の流動が平径外方
向に生ずるにう確保する。触媒床に対する伝熱は、複数
の同軸対の内側チューブ２２ど外側チューブ２３どによ
って制御するＭ′／ができ、これらチューブはその１部
部が伝熱流体入［１および出［１にそれぞれ接続される
一方、その仙端部にて外側チューブが閉鎖されかつ内側
ヂｊ−ブが開放されて外側チューブの閉鎖端部から−１
間し、かくしてこれら対のヂ」−−ブを介し伝熱流体を
匈流どして流動させることができる。この伝熱流体は入
口５から導入し、かつ出口６を介して反応器から流出さ
せることができる、。
円筒１つの外側に装着ｌノで、反応体の流動が平径外方
向に生ずるにう確保する。触媒床に対する伝熱は、複数
の同軸対の内側チューブ２２ど外側チューブ２３どによ
って制御するＭ′／ができ、これらチューブはその１部
部が伝熱流体入［１および出［１にそれぞれ接続される
一方、その仙端部にて外側チューブが閉鎖されかつ内側
ヂｊ−ブが開放されて外側チューブの閉鎖端部から−１
間し、かくしてこれら対のヂ」−−ブを介し伝熱流体を
匈流どして流動させることができる。この伝熱流体は入
口５から導入し、かつ出口６を介して反応器から流出さ
せることができる、。
この反応器システムの操作は次の通りである。
反応器供給物を構成する工秤流を反応器外殻中へ導入し
、ここで環状触媒床の内側中央部分から触媒床中を半径
方向に外周に向けて通過させ、ここで反応器から外に流
出する。実施する反応の種類に応じて、加熱用もしくは
冷却用流体を触媒床内部に位置する伝熱管の列に通過さ
せる。新鮮もしくは再生触媒の１部を一時的にその入口
弁を開放Ｊることににリロックホッパ容器中へ導入し、
かつ圧力均衡化させた後に一時的にロックホッパ出口弁
を開放して反応器系中へ導入する。触媒を分配チューブ
を介し床の断面全体に分配する。床の底部にａ３いて触
媒は回収管を介して回収容器に導かれ、ここから触媒は
ロックホッパ容器中へその入口弁を介して流出する。こ
の入口弁を閉鎖する一方、触媒を出口弁を介して回収系
中へ抜取る。
、ここで環状触媒床の内側中央部分から触媒床中を半径
方向に外周に向けて通過させ、ここで反応器から外に流
出する。実施する反応の種類に応じて、加熱用もしくは
冷却用流体を触媒床内部に位置する伝熱管の列に通過さ
せる。新鮮もしくは再生触媒の１部を一時的にその入口
弁を開放Ｊることににリロックホッパ容器中へ導入し、
かつ圧力均衡化させた後に一時的にロックホッパ出口弁
を開放して反応器系中へ導入する。触媒を分配チューブ
を介し床の断面全体に分配する。床の底部にａ３いて触
媒は回収管を介して回収容器に導かれ、ここから触媒は
ロックホッパ容器中へその入口弁を介して流出する。こ
の入口弁を閉鎖する一方、触媒を出口弁を介して回収系
中へ抜取る。
触媒の１部が触媒床の底部から抜取られるに従がい、床
は重力にＪ：って沈降し、かくして新鮮のもくし しくは再生触媒新たな部分を導入するための余地が上部
に残される。触媒の個々の部分の容積は、小さい調節ホ
ッパ（図示せず）を触媒出口経路における反応器の後に
ざらに装着して調節づることができ、この制御ホッパの
容積は１回に抜取られる触媒の惜を−・泥化させる。反
応器の出口近傍におけるロックホッパの弁を操作する頻
度は、かくして触媒の平均的流れを決定する。触媒流の
速度を調節する他の手段は、触媒出口経路における反応
器の後の回転星形弁を装着することであり、この場合流
速はこの弁の回転速度により決定される。
は重力にＪ：って沈降し、かくして新鮮のもくし しくは再生触媒新たな部分を導入するための余地が上部
に残される。触媒の個々の部分の容積は、小さい調節ホ
ッパ（図示せず）を触媒出口経路における反応器の後に
ざらに装着して調節づることができ、この制御ホッパの
容積は１回に抜取られる触媒の惜を−・泥化させる。反
応器の出口近傍におけるロックホッパの弁を操作する頻
度は、かくして触媒の平均的流れを決定する。触媒流の
速度を調節する他の手段は、触媒出口経路における反応
器の後の回転星形弁を装着することであり、この場合流
速はこの弁の回転速度により決定される。
この方式は触媒床に対する触媒の連続的下降流をもたら
す。
す。
有利にはこれのらの弁は触媒を重力によって円滑流動さ
せつる種類のものくたとえばボール弁）であり、例えば
電子制御装置を用いて制御順序に従がい自動付勢される
ことが了解されよう。
せつる種類のものくたとえばボール弁）であり、例えば
電子制御装置を用いて制御順序に従がい自動付勢される
ことが了解されよう。
１］ツクホツパ容器は右利には円鉗形状の底部を備えて
、デッド領域が生ずるのを防止すると共に触媒の円滑な
抜取りを可能にする。
、デッド領域が生ずるのを防止すると共に触媒の円滑な
抜取りを可能にする。
さらに本発明の反応器は、この目的に適した任意の寸法
を用いうろことが了解されにう。
を用いうろことが了解されにう。
以上、本発明を実施例につき説明したが、この説明から
当業者には本発明の各種の設計変更が明らかとなろう。
当業者には本発明の各種の設計変更が明らかとなろう。
この種の設計変更も本発明の範囲内である。
第１図は本発明による反応器の略図であり、第２図ｔよ
本発明による反応器の１実施例の縦断面図である。
本発明による反応器の１実施例の縦断面図である。
Claims (7)
- （１）（ａ）密閉反応器外殻と、 （ｂ）この反応器外殻内にあり、かつ触媒空間を包囲す
る２本の実質的に鉛直な同軸シリンダであって、これら
シリンダの壁部が充分に小さい寸法の複数の開口部を備
え、そのため処理流体を通過させると共に前記空間内に
触媒を保持する前記シリンダと、 （ｃ）前記触媒空間中に延伸して伝熱流体を通過させう
る１本もしくはそれ以上のチューブよりなる伝熱手段と
、 （ｄ）反応体を前記触媒空間を通してほぼ半径方向に通
過させるよう位置せしめた反応体用の１個もしくはそれ
以上の入口、および反応器流出物用の１個もしくはそれ
以上の出口とを備えてなる発熱牲および吸熱性触媒反応
に適する反応器であって、前記反応器外殻にはさらにそ
れぞれ触媒空間の上端部および下端部に連通して、触媒
入口および出口手段を設け、それにより触媒を反応器の
操作時に際し前記触媒空間中に連続移動させうることを
特徴とする反応器。 - （２）触媒入口手段が反応器の触媒入口から分岐した複
数の傾斜チューブよりなる触媒分配手段を備え、前記チ
ューブが前記触媒空間の上側断面の異なる部分に触媒を
導くことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の反
応器。 - （３）触媒出口手段が触媒回収手段を備え、この回収手
段が触媒空間の底部近傍に位置せしめた複数のチューブ
および回収容器と適宜結合した１個もしくはそれ以上の
円錐状スコップよりなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項に記載の反応器。 - （４）伝熱手段が１個もしくはそれ以上の同軸対の内側
および外側チューブを備え、その１端部をそれぞれ伝熱
流体入口および出口に接続すると共に、その他端部にて
外側チューブを閉鎖しかつ内側チューブを開放して外側
チューブの閉鎖端部から離間してあることを特徴とする
特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか一項に記載
の反応器。 - （５）触媒入口手段が触媒の部分を一時的に貯蔵するた
めの１個もしくはそれ以上の容器を備え、これら容器に
はその入口および出口に弁を設けて触媒導入点と反応器
との間の圧力差を克服することを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の反応器。 - （６）触媒出口手段が触媒の部分を一時的に貯蔵するた
めの１個もしくはそれ以上の容器を備え、これら容器に
はその入口および出口に弁を設けて反応器と触媒流出点
との間の圧力差を克服することを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の反応器。 - （７）触媒入口および／または出口における入口弁およ
び出口弁が自動制御されることを特徴とする特許請求の
範囲第１項から第６項のいずれか一項に記載の反応器。
Applications Claiming Priority (2)
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| GB868627897A GB8627897D0 (en) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | Reactor |
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