WO2020105498A1 - ペレット及び反応器 - Google Patents

ペレット及び反応器

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pellet
catalyst
pellets
reactor
diameter
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継紅 劉
大輔 加留部
勇博 茶木
瞬 大久保
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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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

Definitions

  • the present disclosure relates to pellets and reactors.
  • the purpose of the present disclosure is to suppress the bulk density of the pellets packed in the container from becoming excessively large or small by setting the ratio of the diameter of the pellets to the height to an appropriate value.
  • the first aspect of the present disclosure is premised on cylindrical pellets to be filled in the container (20).
  • the range of the diameter d of the cylindrical pellet (10) is set to 1.0 ⁇ d ⁇ 5.0, and the ratio ⁇ of the diameter d and the height h is 1.0 ⁇ ⁇ 1.6.
  • the bulk density when the pellets (10) are filled in the container (20) does not vary and is stable, as shown in FIG. In other words, in the first aspect, it is possible to prevent the bulk density from increasing or decreasing excessively.
  • a second aspect of the present disclosure is, in the first aspect, It is characterized in that the relationship of 1.0 ⁇ ⁇ 1.4 is satisfied.
  • the ratio ⁇ of the diameter of the pellet (10) to the height is set in the range of 1.0 ⁇ ⁇ 1.4, the pellet (10) is placed in the container (20) as shown in FIG. It is possible to more effectively suppress the bulk density when filled with 10) from becoming excessively large or small.
  • a third aspect of the present disclosure is, in the second aspect, It is characterized in that the relationship of 1.0 ⁇ ⁇ 1.2 is satisfied.
  • the diameter-height ratio ⁇ of the pellet (10) is set in the range of 1.0 ⁇ ⁇ 1.2, the pellet (10) is placed in the container (20) as shown in FIG. It is possible to more effectively suppress the bulk density when filled with 10) from becoming excessively large or small.
  • a fourth aspect of the present disclosure is the method according to any one of the first to third aspects,
  • the pellet (10) is characterized in that it contains a catalyst component.
  • a fifth aspect of the present disclosure is, in the fourth aspect,
  • the catalyst component is composed of a crystalline substance.
  • the sixth aspect of the present disclosure is premised on a reactor configured with a container (20) filled with pellets (10) for a chemical reaction for producing a chemical substance.
  • This reactor is The pellet (10) is the pellet (10) according to any one of the first to fifth aspects,
  • the container (20) is characterized by being a container (20) through which gas or liquid flows.
  • This reactor constitutes a pellet filling system for a chemical reaction by being filled with the pellets (10) according to the first to fifth aspects, and can be used as an industrial mixture with the pellets (10) according to the first to fifth aspects.
  • the fields of use of are the same, and the problems to be solved are the same.
  • the pellet (10) filled in the container (20) and the gas or liquid come into efficient contact with each other.
  • the pellet (10) is the catalyst pellet (10) and the gas is the reaction gas, it is possible to suppress the decrease in the reactivity of the catalyst.
  • FIG. 1 is a plan view of a catalyst pellet according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the catalyst pellet of FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional front view of a pellet filling system in which a reactor is filled with catalyst pellets.
  • FIG. 4 is a graph showing the bulk density of the catalyst pellets of the embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing the average stress of the catalyst pellet of the embodiment.
  • This embodiment relates to a pellet (10) filled in a container such as a reactor (20) of a chemical substance manufacturing facility, and a reactor (20) filled with the pellet (10).
  • the pellet (10) is a pellet containing a catalyst component (catalyst pellet). As shown in FIGS. 1 and 2, the catalyst pellets (10) are columnar pellets.
  • the catalyst pellets (10) are formed of powder (catalyst particles) of a crystalline substance such as chromium oxide (Cr 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the diameter dimension of the catalyst pellet (10) is indicated by d (mm) and the height dimension of the cylinder is indicated by h (mm).
  • the diameter dimension d of the catalyst pellet (10) is 1.0 ⁇ d ⁇ 5.0.
  • the diameter dimension d of the catalyst pellet (10) is more preferably 2.0 ⁇ d ⁇ 4.0.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional front view of a pellet filling system (25) in which the reactor (20) is filled with pellets (10).
  • the pellet filling system (25) has a reactor (20) and a filling pipe (21).
  • the reactor (20) is a cylindrical container in which a reaction gas flows.
  • the reactor (20) is made of, for example, stainless steel (SUS304).
  • the filling pipe (21) is inserted into the reactor (20) from above.
  • the opening-side portion of the upper portion of the filling pipe (21) has a shape in which the opening diameter increases from the lower side to the upper side.
  • the catalyst pellets (10) are packed into the reactor (20) in random directions by dropping them into the reactor (20) using a packing pipe (21).
  • the diameter of the reactor (20) is not particularly limited, but is preferably 20 mm to 3000 mm, more preferably 30 mm to 1000 mm, and further preferably 40 mm to 100 mm.
  • the results will be described with reference to the graphs of FIGS. 4 and 5.
  • the graphs of FIGS. 4 and 5 show the values of the bulk density and the value of the average stress when the ratio ⁇ changes for the three types of catalyst pellets (10), respectively.
  • the average stress is the average value of the stress of each catalyst pellet (10) generated by the weight of the catalyst pellet (10) filled in the reactor (20), and the relative stress generated in the upper catalyst pellet (10). It is a value obtained from a small stress, an intermediate magnitude stress generated in the middle catalyst pellet (10), and a relatively large stress generated in the lower catalyst pellet (10).
  • the catalyst pellet (10) of the present embodiment is an equal volume catalyst pellet (10) whose volume does not change even if the diameter-height ratio ⁇ changes.
  • a catalyst pellet (10) having a diameter d1 is an equal volume catalyst pellet (10) having a basic shape of a pellet (10) having d1 of 3.5 (mm) when the ratio ⁇ is 1.
  • d1 3.5 (mm)
  • the height h is also 3.5 (mm)
  • the diameter d1 changes the height h changes while the volume remains the same.
  • the ratio ⁇ of the diameter to the height is 1.0 ⁇ ⁇ 1.4 (second range)
  • the ratio ⁇ of diameter to height is 1.0 ⁇ ⁇ 1.2 (third range)
  • the diameter-height ratio ⁇ is 1.0 ⁇ ⁇ 1.4 (second range)
  • the diameter-height ratio ⁇ is 1.0 ⁇ ⁇ 1.2 (third range) or 1.05 ⁇ ⁇ ⁇ 1.15 (fourth range)
  • the average stress is small and the deformation occurs. It is possible to more effectively meet the conditions that are difficult to pulverize.
  • the catalyst pellet (10) having low strength can be filled in the reactor (20) and used for the reaction while preventing pulverization.
  • the present embodiment is particularly suitable for the catalyst pellet (10) made of crystalline powder (catalyst particles) having relatively low strength.
  • a conventional cylindrical catalyst pellet packed in a reactor has a diameter d of 0.5 mm to 10 mm and a height h of 0.5 mm as described in, for example, International Publication WO2002 / 070129. There is one that makes it 15mm.
  • the bulk density of the catalyst pellets (10) packed in the reactor (20) is smaller than that of the equal volume catalyst pellets (10) having ⁇ ⁇ 1 or 1.6 ⁇ . It is stable and can prevent the bulk density from increasing or decreasing excessively.
  • the packing rate of the catalyst pellets (10) in the reactor (20) is increased. Be done. As a result, it is possible to prevent the reaction gas from efficiently contacting the catalyst pellet (10) and reducing the reactivity of the catalyst.
  • the ratio ⁇ of the diameter d and the height h is set in the second range of 1.0 ⁇ ⁇ 1.4, the bulk density is high and the filling rate is high.
  • the condition can be more effectively satisfied.
  • the ratio ⁇ is set to the third range of 1.0 ⁇ ⁇ 1.2 or the fourth range of 1.05 ⁇ ⁇ ⁇ 1.15, the bulk density is stable and the filling rate is high. It is possible to more effectively meet the high condition.
  • the catalyst to the reactor (20) is increased. Since the packing density of the pellets (10) can be increased and the bulk density can be stabilized, it is easy to suppress the decrease in the reactivity of the catalyst.
  • the reaction as shown in FIG. The average stress when the catalyst pellet (10) is filled in the vessel (20) is smaller than that of the equal volume catalyst pellet (10) with ⁇ ⁇ 1 or 1.6 ⁇ .
  • the catalyst pellets (10) filled in the reactor (20) are almost even. It becomes difficult to deform.
  • the diameter-height ratio ⁇ in the second range of 1.0 ⁇ ⁇ 1.4, it is possible to more effectively meet the condition that the average stress is small and deformation is difficult. Further, when the ratio ⁇ is set to the third range of 1.0 ⁇ ⁇ 1.2 or the fourth range of 1.05 ⁇ ⁇ ⁇ 1.15, the condition that the average stress is small and deformation is difficult is further Can be effectively met. As described above, as the diameter-height ratio ⁇ is narrowed to the second range from the first range and further to the third range from the second range, the average stress of the catalyst pellet (10) becomes smaller. Become.
  • the catalyst pellets (10) have low strength, and when such a catalyst pellet (10) is filled in the reactor (20), the catalyst pellets (10) existing in the surroundings receive a force and are destroyed. May be pulverized. If the catalyst pellets (10) are pulverized, the flowability of the reaction gas may be reduced, and in some cases, the reaction gas may not flow (clogging). Therefore, when there are many powdered catalyst pellets (10), the reaction is stopped, the catalyst pellets (10) containing the powdered substance are extracted from the reactor (20), the powdered substance is removed, and the catalyst pellets (10) are removed again. This will cause the trouble of filling.
  • the stress of the catalyst pellets (10) is reduced, and the powder is less likely to be pulverized, so that the flowability of the reaction gas can be suppressed from decreasing.
  • a relatively weak strength catalyst pellet (10) formed of a crystalline material such as chromium oxide (Cr 2 O 3 ), zinc oxide (ZnO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), Insufficient strength can be effectively suppressed.
  • the above embodiment may have the following configurations.
  • the present disclosure is applicable not only to the catalyst pellets (10) used in the chemical substance manufacturing facility, but also to the catalyst pellets (10) for other purposes such as the catalyst pellets used in the facility for decomposing harmful substances. Further, in the above embodiment, the catalyst pellet (10) containing the powder of the crystalline substance (catalyst particles) has been described, but the pellet (10) of the present disclosure is a columnar catalyst containing a catalyst layer (layered catalyst). Other forms of catalyst pellets (10) such as pellets (10) are also applicable.
  • the pellet of the present disclosure is not limited to the catalyst pellet (10) and may be another type of pellet.
  • a pellet (10) of the present disclosure includes a pellet (10) containing a desiccant for removing water in a fluid to be contacted, or a pellet (10) containing an adsorbent that adsorbs a specific substance in the fluid to be contacted.
  • the container (20) is not limited to gas, but may be a liquid in which liquid flows.
  • the present disclosure is useful for pellets.

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Abstract

容器に充填される円柱状のペレットの直径をｄ（mm）とし、高さをｈ（mm）とし、直径と高さの比をα＝ｄ／ｈとすると、１．０≦ｄ≦５．０、及び１．０＜α≦１．６にする。

Description

ペレット及び反応器
　本開示は、ペレット及び反応器に関するものである。
　従来、円柱状のペレット（触媒ペレット）を容器（反応器）の内部に充填し、容器内で化学反応を行う技術が知られている。特許文献１には、ペレットの直径ｄを０．５mm～１０mmとし、高さ（長さ）を０．５mmから１５mmにすることが記載されている。ペレットの直径と高さの比αをα＝ｄ／ｈとすると、αは０．０３～２０になる。
国際公開第ＷＯ２００２／０７０１２９号パンフレット
　ところで、特許文献１では、上記の比αが広範囲であるため、嵩密度が大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりすることがある。容器へのペレットの充填が過密（嵩密度が大）である場合、ガスの流通性が低下したり、差圧が発生したりするなど、望まない現象が発生することがある。逆に、容器へのペレットの充填が過疎（嵩密度が小）である場合、ガスが触媒に効率よく接触しなくなるおそれがある。その結果、いずれの場合も、触媒の反応性が低下する問題が生じてしまう。このことは、嵩密度が大きくなりすぎたり小さくなりすぎたりすることに起因すると考えられる。
　本開示の目的は、ペレットの直径と高さの比を適切な値にすることにより、容器に充填されるペレットの嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのを抑制することである。
　本開示の第１の態様は、容器（20）に充填される円柱状のペレットを前提とする。
　このペレットは、円柱の直径をｄ（mm）とし、円柱の高さをｈ（mm）とし、直径と高さの比αをα＝ｄ／ｈとすると、
　１．０≦ｄ≦５．０、及び
　１．０＜α≦１．６の関係を満たすことを特徴とする。
　第１の態様では、円柱状のペレット（10）の直径ｄの範囲を１．０≦ｄ≦５．０に定め、直径ｄと高さｈの比αを１．０＜α≦１．６の範囲に定めているので、図４に示すように、容器（20）にペレット（10）を充填したときの嵩密度がバラつかずに安定する。言い換えると、第１の態様では、嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのを抑制できる。
　本開示の第２の態様は、第１の態様において、
　１．０＜α≦１．４の関係を満たすことを特徴とする。
　第２の態様では、ペレット（10）の直径と高さの比αを１．０＜α≦１．４の範囲に定めているので、図４に示すように、容器（20）にペレット（10）を充填したときの嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのを、より効果的に抑制できる。
　本開示の第３の態様は、第２の態様において、
　１．０＜α≦１．２の関係を満たすことを特徴とする。
　第３の態様では、ペレット（10）の直径と高さの比αを１．０＜α≦１．２の範囲に定めているので、図４に示すように、容器（20）にペレット（10）を充填したときの嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのを、さらに効果的に抑制できる。
　本開示の第４の態様は、第１から第３の態様の何れか１つにおいて、
　ペレット（10）が触媒成分を含むことを特徴とする。
　本開示の第５の態様は、第４の態様において、
　触媒成分が結晶性物質により構成されていることを特徴とする。
　第４，第５の態様では、触媒成分を含むペレット（触媒ペレット）（10）を容器（20）に充填したときに、嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのを抑制できる。
　本開示の第６の態様は、ペレット（10）が充填される、化学物質を製造する化学反応のための容器（20）で構成される反応器を前提とする。
　この反応器は、
　上記ペレット（10）が第１から第５の態様の何れか１つのペレット（10）であり、
　上記容器（20）は、内部を気体または液体が流通する容器（20）であることを特徴とする。
　この反応器は、第１から第５の態様のペレット（10）が充填されて化学反応用のペレット充填システムを構成するものであり、第１から第５の態様のペレット（10）と産業上の利用分野が同一で、解決しようとする課題も同一である。
　第６の態様では、容器（20）内に充填されたペレット（10）と気体または液体とが効率よく接触する。ペレット（10）が触媒ペレット（10）であり、気体が反応ガスである場合、触媒の反応性が低下するのを抑制できる。
図１は、実施形態に係る触媒ペレットの平面図である。 図２は、図１の触媒ペレットの正面図である。 図３は、反応器に触媒ペレットが充填されるペレット充填システムの部分断面正面図である。 図４は、実施形態の触媒ペレットの嵩密度を示すグラフである。 図５は、実施形態の触媒ペレットの平均応力を示すグラフである。
　以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　本実施形態は、化学物質製造設備の反応器（20）などの容器に充填されるペレット（10）と、このペレット（10）が充填される反応器（20）に関するものである。このペレット（10）は触媒成分を含むペレット（触媒ペレット）である。図１及び図２に示すように、この触媒ペレット（10）は円柱状のペレットである。この触媒ペレット（10）は、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などの結晶性物質の粉末（触媒粒子）から形成されている。
　図１，図２では、触媒ペレット（10）の直径寸法をｄ（mm）、円柱の高さ寸法をｈ（mm）で示している。本実施形態において、触媒ペレット（10）の直径寸法ｄは１．０≦ｄ≦５．０である。触媒ペレット（10）の直径寸法ｄは、２．０≦ｄ≦４．０であることがより好ましい。
　図３は、反応器（20）にペレット（10）が充填されるペレット充填システム（25）の部分断面正面図である。ペレット充填システム（25）は、反応器（20）と充填管（21）を有している。反応器（20）は円筒状の容器であり、内部を反応ガスが流通する。反応器（20）は例えばステンレス鋼（SUS304）で形成されている。反応器（20）には、上方から充填管（21）が挿入される。充填管（21）の上部の開口側の部分は、下方から上方へ向かって開口直径が大きくなる形状である。触媒ペレット（10）は、充填管（21）を用いて反応器（20）に落下させることにより、反応器（20）の中にランダムな向きで充填される。反応器（20）の直径は特に限定されないが、20mm～3000mmであることが好ましく、30mm～1000mmであることがより好ましく、40mm～100mmであることがさらに好ましい。
　次に、反応器（20）に充填した円柱状の触媒ペレット（10）の直径と高さの比αについて、触媒ペレット（10）の嵩密度と触媒ペレット（10）にかかる平均応力を求めた結果を示す図４，図５のグラフを用いて説明する。図４及び図５のグラフは、それぞれ、３種類の触媒ペレット（10）について、上記の比αが変化したときの嵩密度の値及び平均応力の値を表している。
　なお、平均応力は、反応器（20）内に充填した触媒ペレット（10）の自重により生じる各触媒ペレット（10）の応力の平均値であり、上部の触媒ペレット（10）に生じる相対的に小さな応力や、中間部の触媒ペレット（10）に生じる中間的な大きさの応力や、下部の触媒ペレット（10）に生じる相対的に大きな応力から求めた値である。
　本実施形態の触媒ペレット（10）は、直径と高さの比αが変化しても体積が変化しない等積触媒ペレット（10）である。図４において、直径ｄがｄ１の触媒ペレット（10）は、上記の比αが１のときにｄ１が３．５（mm）のペレット（10）を基本形状とする等積触媒ペレット（10）であり、ｄ１＝３．５（mm）のときは高さｈも３．５（mm）で、直径ｄ１が変化すると体積が同じままで高さｈが変化する。
　直径ｄがｄ２の触媒ペレット（10）は、上記の比αが１のときにｄ１が１．１（mm）のペレット（10）を基本形状とする等積触媒ペレット（10）であり、ｄ１＝１．１（mm）のときは高さｈも１．１（mm）で、直径ｄ１が変化すると体積が同じままで高さｈが変化する。直径ｄがｄ３の触媒ペレット（10）は、上記の比αが１のときにｄ１が５．０（mm）のペレット（10）を基本形状とする等積触媒ペレット（10）であり、ｄ１＝５．０（mm）のときは高さｈも５．０（mm）で、直径ｄ１が変化すると体積が同じままで高さｈが変化する。
　図４のグラフより、直径と高さの比αが約０．４～約５．５まで変化すると、反応器（20）内の触媒ペレット（10）の嵩密度が大きく変化することと、直径ｄと高さｈの比α（＝ｄ／ｈ）が１．０＜α≦１．６（第１の範囲）であると、α≦１や１．６＜αである等積触媒ペレット（10）に比べて、反応器（20）内の嵩密度のバラつきが小さくなることが分かる。言い換えると、比αが１．０＜α≦１．６であると、嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのが抑制される。特に、直径ｄと高さｈの比αが１．０＜α≦１．６であると、嵩密度が高い値で安定する。そのため、反応器（20）への触媒ペレット（10）の充填率を高められる。
　また、直径と高さの比αが１．０＜α≦１．４（第２の範囲）であると、嵩密度が高い値で安定して充填率が高くなる条件を、より効果的に満たすことができる。直径と高さの比αが１．０＜α≦１．２（第３の範囲）であると、嵩密度が高い値で安定して充填率が高くなる条件を、さらに効果的に満たすことができる。また、１．０５≦α≦１．１５（第４の範囲）としてもよい。
　一方、図５のグラフより、直径と高さの比αが約０．４～約５．５まで変化すると、反応器（20）内の触媒ペレット（10）の平均応力が大きく変化することと、直径ｄと高さｈの比αが１．０＜α≦１．６（第１の範囲）であると、α≦１や１．６＜αである等積触媒ペレット（10）に比べて、平均応力が小さくなることが分かる。そのため、直径と高さの比αが１．０＜α≦１．６であると、触媒ペレット（10）が砕けにくく変形しにくくなる。
　また、直径と高さの比αが１．０＜α≦１．４（第２の範囲）であると、平均応力が小さくて砕けにくく変形しにくい条件を、より効果的に満たすことができる。直径と高さの比αが１．０＜α≦１．２（第３の範囲）や１．０５≦α≦１．１５（第４の範囲）であると、平均応力が小さくて変形、粉化しにくい条件を、さらに効果的に満たすことができる。
　本実施形態では、触媒ペレット（10）の平均応力が小さくなるので、強度の低い触媒ペレット（10）を反応器（20）に充填して、粉化を防ぎながら反応に使用できる。本実施形態は、特に、比較的強度が弱い結晶性の粉末（触媒粒子）から作成した触媒ペレット（10）に適している。
　　－実施形態の効果－
　反応器に充填される従来の円柱状の触媒ペレットには、例えば国際公開第ＷＯ２００２／０７０１２９号パンフレットに記載されているように、直径ｄを０．５mm～１０mmとし、高さｈを０．５mmから１５mmにするものがある。この場合、触媒ペレット（10）の直径ｄと高さｈの比α（＝ｄ／ｈ）αは０．０３～２０である。この比αの値の範囲は、本実施形態に比べて広いため、従来の触媒ペレットでは嵩密度のバラつきが大きくなりやすいことが分かる。そのため、反応器に触媒ペレットを充填すると、反応器内で触媒ペレットが過密になったり過疎になったりする部分が生じやすい。
　反応器への触媒ペレットの充填状態が過密（嵩密度が大）になると、反応ガスの流通性が低下したり、反応ガスの入口側と出口側で差圧が発生したりするなど、望まない現象が発生する。そして、その反応器での原料転化率や目的物選択率が低下するなど、反応の効率が低下する。逆に、反応器への触媒ペレットの充填が過疎（嵩密度が小）になると、反応ガスが触媒に効率よく接触しなくなる。そして、いずれの場合も、触媒の反応性が低下する。
　これに対して、本実施形態によれば、円柱状の触媒ペレット（10）の直径ｄの範囲を１．０≦ｄ≦５．０に定め、直径ｄと高さｈの比α（＝ｄ／ｈ）を１．０＜α≦１．６の第１の範囲に定めている。このことにより、図４に示すように、反応器（20）へ触媒ペレット（10）を充填したときの嵩密度が、α≦１や１．６＜αの等積触媒ペレット（10）よりも安定し、嵩密度が過度に大きくなったり小さくなったりするのを抑制できる。また、本実施形態では、反応器（20）に触媒ペレット（10）を充填したときの嵩密度が高いレベルで安定するので、反応器（20）への触媒ペレット（10）の充填率を高められる。その結果、反応ガスが触媒ペレット（10）に効率よく接触し、触媒の反応性が低下するのを抑制できる。
　特に、図４に示すように、直径ｄと高さｈの比αを１．０＜α≦１．４の第２の範囲に定めると、嵩密度が高い値で安定して充填率が高くなる条件を、より効果的に満たすことができる。さらに、比αを１．０＜α≦１．２の第３の範囲や１．０５≦α≦１．１５の第４の範囲に定めると、嵩密度が高い値で安定して充填率が高くなる条件を、さらに効果的に満たすことができる。
　以上のように、直径ｄと高さｈの比αを第１の範囲よりも第２の範囲へ、さらに第２の範囲よりも第３の範囲へ狭めるほど、反応器（20）への触媒ペレット（10）の充填率を高めるとともに嵩密度を安定させることができるので、触媒の反応性が低下するのを抑制しやすくなる。
　本実施形態によれば、触媒ペレット（10）の直径ｄと高さｈの比αを１．０＜α≦１．６の第１の範囲に定めることにより、図５に示すように、反応器（20）へ触媒ペレット（10）を充填したときの平均応力が、α≦１や１．６＜αの等積触媒ペレット（10）よりも小さくなる。そして、本実施形態では、反応器（20）へ触媒ペレット（10）を充填したときの平均応力が小さくなるので、反応器（20）に充填された触媒ペレット（10）が、ほぼ一様に変形しにくくなる。
　特に、直径と高さの比αを１．０＜α≦１．４の第２の範囲に定めると、平均応力が小さくて変形しにくい条件を、より効果的に満たすことができる。また、比αを１．０＜α≦１．２の第３の範囲や１．０５≦α≦１．１５の第４の範囲に定めると、平均応力が小さくて変形しにくい条件を、さらに効果的に満たすことができる。以上のように、直径と高さの比αを第１の範囲よりも第２の範囲へ、さらに第２の範囲よりも第３の範囲へ狭めるほど、触媒ペレット（10）の平均応力が小さくなる。
　ここで、触媒ペレット（10）には強度が低いものがあり、そのような触媒ペレット（10）を反応器（20）に充填すると、周囲に存在する触媒ペレット（10）から力を受けて破壊され、粉化することがある。触媒ペレット（10）が粉化すると、反応ガスの流通性が低下し、場合によっては流通しなくなる（詰まりの発生）おそれもある。そのため、粉化する触媒ペレット（10）が多いと、反応を止めて反応器（20）から粉化物を含む触媒ペレット（10）を抜き出して、粉化物を除去し、再度触媒ペレット（10）を充填するという手間を要する原因になる。
　本実施形態によれば、触媒ペレット（10）の応力が小さくなり、粉化が生じにくくなるので、反応ガスの流通性が低下するのを抑制できる。特に、例えば、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などのような結晶性物質で形成された比較的強度の弱い触媒ペレット（10）において、強度不足を効果的に抑制できる。
　また、粉化する触媒ペレット（10）が多く、触媒ペレット（10）を再充填する場合は、その再充填作業中に当該反応器（20）を用いて反応物を製造することができなくなり、生産性が低下してしまうが、上記実施形態によれば、再充填による生産性の低下も抑制できる。
　《その他の実施形態》
　上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
　本開示は、化学物質製造設備で用いられる触媒ペレット（10）に限らず、例えば有害物質を分解する設備で用いられる触媒ペレットなど、他の用途の触媒ペレット（10）にも適用可能である。また、上記実施形態では、結晶性物質の粉末（触媒粒子）を含む触媒ペレット（10）について説明したが、本開示のペレット（10）は、触媒層（層状の触媒）を含む円柱状の触媒ペレット（10）など、他の形態の触媒ペレット（10）であっても適用可能である。
　本開示のペレットは、触媒ペレット（10）に限らず、他の種類のペレットでもよい。例えば、本開示のペレット（10）は、接触させる流体中の水分を除去するための乾燥剤を含むペレット（10）や、接触させる流体中の特定の物質を吸着する吸着剤を含むペレット（10）であってもよい。また、容器（20）は、気体に限らず、液体が流通するものであってもよい。
　以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
　以上説明したように、本開示は、ペレットについて有用である。
　10　　触媒ペレット（ペレット）
　20　　反応器（容器）
　25　　ペレット充填システム

Claims (6)

  1. 　容器（20）に充填される円柱状のペレットであって、
    　円柱の直径をｄ（mm）とし、円柱の高さをｈ（mm）とし、直径と高さの比αをα＝ｄ／ｈとすると、
    　１．０≦ｄ≦５．０、及び
    　１．０＜α≦１．６
    の関係を満たすことを特徴とするペレット。
  2. 　請求項１において、
    　１．０＜α≦１．４の関係を満たす
    ことを特徴とするペレット。
  3. 　請求項２において、
    　１．０＜α≦１．２の関係を満たす
    ことを特徴とするペレット。
  4. 　請求項１から３の何れか１つにおいて、
    　触媒成分を含むことを特徴とするペレット。
  5. 　請求項４において、
    　触媒成分が結晶性物質により構成されていることを特徴とするペレット。
  6. 　ペレット（10）が充填される、化学物質を製造する化学反応のための容器（20）で構成される反応器であって、
    　上記ペレット（10）が請求項１から５の何れか１つのペレット（10）であり、
    　上記容器（20）は、内部を気体または液体が流通する容器（20）である
    ことを特徴とする反応器。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6248652A (ja) * 1985-08-01 1987-03-03 インペリアル・ケミカル・インダストリ−ズ・ピ−エルシ− アルキルアミンの製法
JPH06310380A (ja) * 1993-04-21 1994-11-04 Nec Corp 固体電解コンデンサの製造方法
JP2005158681A (ja) * 2003-10-28 2005-06-16 Nec Schott Components Corp 感温ペレット型温度ヒューズおよび感温ペレットの製造方法
JP2005161309A (ja) * 2003-11-14 2005-06-23 Mitsubishi Chemicals Corp 複合酸化物触媒の製造方法
EP1657290A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-17 Research Institute of Petroleum Industry New catalyst for use during a single-stage gasoline production process from syngas and an improved process for regeneration of the same catalyst
WO2014013706A1 (ja) * 2012-07-20 2014-01-23 広栄化学工業株式会社 ２－（イソプロピルアミノ）エタノールの製造方法
JP2014139158A (ja) * 2012-12-18 2014-07-31 Kao Corp アルデヒドの製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6248652A (ja) * 1985-08-01 1987-03-03 インペリアル・ケミカル・インダストリ−ズ・ピ−エルシ− アルキルアミンの製法
JPH06310380A (ja) * 1993-04-21 1994-11-04 Nec Corp 固体電解コンデンサの製造方法
JP2005158681A (ja) * 2003-10-28 2005-06-16 Nec Schott Components Corp 感温ペレット型温度ヒューズおよび感温ペレットの製造方法
JP2005161309A (ja) * 2003-11-14 2005-06-23 Mitsubishi Chemicals Corp 複合酸化物触媒の製造方法
EP1657290A1 (en) * 2004-11-10 2006-05-17 Research Institute of Petroleum Industry New catalyst for use during a single-stage gasoline production process from syngas and an improved process for regeneration of the same catalyst
WO2014013706A1 (ja) * 2012-07-20 2014-01-23 広栄化学工業株式会社 ２－（イソプロピルアミノ）エタノールの製造方法
JP2014139158A (ja) * 2012-12-18 2014-07-31 Kao Corp アルデヒドの製造方法

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