WO2022138286A1 - 固定床反応器 - Google Patents

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inlet baffle
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pipe
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辰彦 河井
好成 奥野
研太 小寺
祥太 大坊
康拓 岩間
麻衣子 生嶋
和樹 梅原
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Showa Denko KK
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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
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • 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

  • This disclosure relates to a fixed bed reactor.
  • a fixed bed reactor is used as a device for reacting raw materials in equipment such as a petrochemical plant (for example, Patent Document 1).
  • a reaction layer is arranged at the lower part and a raw material introduction layer is arranged at the upper part, and the raw material is supplied to the inside from a pipe connected above.
  • a disc-shaped inlet baffle is arranged directly below the inlet of the pipe to the fixed-bed reactor in the raw material introduction layer, and the raw material is supplied from above to the inside.
  • the raw material may not be evenly supplied to the entire main surface of the inlet baffle. In this case, since the raw materials are not evenly diffused inside the fixed bed reactor, the supply to the reaction layer may be uneven and the production amount may decrease.
  • the present disclosure aims to provide a fixed bed reactor capable of evenly diffusing the raw materials supplied internally.
  • This disclosure has the following configuration.
  • the fixed-bed reactor includes a pipe that introduces a gas-liquid two-phase flow from the upper part of the fixed-bed reactor to the inside and the pipe inside the fixed-bed reactor.
  • the inlet baffle is provided with an inlet baffle arranged opposite to the inlet to the fixed floor reactor, the inlet baffle is a flat plate arranged horizontally, and the inlet of the pipe is arranged directly above the center position of the inlet baffle.
  • the shield portion having a shielding surface facing the center position side and suppressing the gas-liquid two-phase flow from scattering to the outer diameter side of the inlet baffle on the main surface of the inlet baffle is the above-mentioned pipe.
  • the outer diameter of the introduction port is arranged radially outside from the position projected on the inlet baffle, and is erected upward.
  • a curved tube having a horizontal portion in which the pipe extends in the horizontal direction and a vertical portion that bends at a substantially right angle from the horizontal portion and is connected to the fixed floor reactor.
  • the shielding portion is arranged on the side opposite to the extending direction of the horizontal portion.
  • the shielding surface is arranged so as to face the axial direction of the horizontal portion of the pipe.
  • the inlet baffle is a polygonal flat plate or disk.
  • the fixed bed reactor according to any one of [1] to [3].
  • the shape of the shielding surface is a flat surface or a curved surface.
  • the fixed bed reactor according to any one of [1] to [4].
  • the shielding portion is a plate-shaped member.
  • the fixed bed reactor according to any one of [1] to [5].
  • the shape of the shielding portion is a flat plate shape, an arc shape, or a cylindrical shape.
  • the shielding surface When the normal direction of the shielding surface is horizontal, the shielding surface is inclined toward the center of the inlet baffle when the inclination angle of the shielding surface with respect to the main surface of the inlet baffle is 90 degrees.
  • the inclination angle of the shielding surface shifts to the 0 degree side, and when the shielding surface inclines to the outer edge side of the inlet baffle, the inclination angle of the shielding surface shifts to the 180 degree side.
  • the tilt angle of the shielding surface is in the range of 40 degrees to 115 degrees.
  • the fixed bed reactor according to any one of [1] to [7].
  • the inclination angle of the shielding surface is in the range of 85 degrees to 110 degrees.
  • the inclination angle of the shielding surface is 90 degrees.
  • the normal direction of the shielding surface is the horizontal direction.
  • the extending direction of the shielding surface is the direction perpendicular to the inlet baffle.
  • Top view showing the structure in the raw material introduction layer of the fixed bed reactor which concerns on embodiment.
  • Enlarged perspective view of the vicinity of the raw material introduction layer of the fixed bed reactor Schematic diagram showing the range of the shielding plate in the vertical direction Schematic diagram showing the reference numerals corresponding to each dimension in the fixed bed reactor.
  • the figure which shows the 1st modification of a shielding plate The figure which shows the 2nd deformation example of a shielding plate
  • the figure which shows the relationship between the inclination angle of a shielding plate and the uneven distribution improvement rate of a droplet flux The figure which shows the droplet flux distribution of Example 2 and Comparative Example 2.
  • the x-direction, y-direction, and z-direction are perpendicular to each other.
  • the x-direction and the y-direction are horizontal directions, and the z-direction is a vertical direction.
  • the x direction is the axial direction of the horizontal portion 41 of the pipe 4. Further, when the normal direction of the shielding surface 61 is the horizontal direction and the inclination angle of the shielding surface 61 with respect to the main surface 51 of the inlet baffle 5 is 90 degrees, the inclination angle of the shielding surface 61 is 90 degrees in the x direction. This is the normal direction of the shielding surface 61 at the time of.
  • the y direction is the longitudinal direction of the shielding plate 6 when the shielding plate 6 is on a flat plate.
  • the z positive direction side may be expressed as the upper side and the z negative direction side may be expressed as the lower side.
  • FIG. 1 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of a fixed bed reactor 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the fixed bed reactor 1 according to the embodiment in the raw material introduction layer 2.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the vicinity of the raw material introduction layer 2 of the fixed bed reactor 1.
  • FIG. 1 is an example of a case where the fixed bed reactor is a multi-tube fixed bed reactor.
  • the raw material introduction layer 2 is arranged at the upper part and the reaction layer 3 is arranged at the lower part.
  • the raw material introduction layer 2 and the reaction layer 3 are separated by a tube plate surface 7.
  • a pipe for introducing a gas-liquid two-phase flow M (a mixed fluid composed of a gas as a continuous phase and a droplet as a dispersed phase) as a raw material inside the raw material introduction layer 2. 4 is connected.
  • the fixed bed reactor 1 discharges the reaction product from below by reacting the raw material supplied to the raw material introduction layer 2 through the pipe 4 with the catalyst in the reaction layer 3.
  • the reaction layer 3 is provided on the outside of the reaction tube 8 and the reaction tube 8 filled with a solid catalyst or the like, and heats and removes heat from the reaction tube 8. It consists of a heat medium distribution unit for the purpose.
  • the fixed-bed reactor is not limited to the multi-tube reactor, and may be a reactor in which all the reaction layers are filled with a solid filler or a solid catalyst.
  • the pipe 4 is preferably a curved pipe having a horizontal portion 41 extending in the horizontal direction and a vertical portion 42 bent at a substantially right angle from the horizontal portion 41 and connected to the fixed floor reactor 1.
  • Examples of the pipe 4 having such a structure include a single elbow type pipe in which two linear pipes are connected by a joint pipe (elbow) that bends at 90 degrees.
  • a type of pipe other than the single elbow, such as a double elbow type, may be applied to the pipe 4.
  • the horizontal portion 41 is arranged so that its axis is in the x direction
  • the vertical portion 42 is arranged so that its axis is in the z direction.
  • the cross-sectional shape of the pipe 4 is also substantially circular
  • the fixed floor reactor 1 is substantially cylindrical with the z direction as the central axis
  • the vertical portion 42 of the pipe 4 is the center position of the substantially circular end face above the cylindrical portion 42. It is connected to the center of the fixed bed reactor 1 so that the axis overlaps with C.
  • An inlet baffle 5 is provided inside the raw material introduction layer 2.
  • the inlet baffle 5 is a flat plate arranged horizontally, and one main surface 51 is arranged vertically upward (z positive direction).
  • the inlet baffle 5 has a disk shape in FIG. 1 and is arranged to face the introduction port 43 of the pipe 4 to the fixed floor reactor 1. More specifically, the introduction port 43 of the pipe 4 is arranged directly above the center position C of the inlet baffle 5.
  • the center position C of the circular main surface 51 of the inlet baffle 5 is the same as the center position C of the fixed bed reactor 1 described above. That is, in a plan view, the introduction port 43 of the pipe 4, the inlet baffle 5, and the outer shape of the fixed bed reactor 1 are arranged concentrically as shown in FIG.
  • the inlet baffle 5 has an inlet 43 of the pipe 4 and the reaction layer 3 in order to prevent the reaction layer 3 from being damaged by the raw material M introduced from the pipe 4 directly colliding with the reaction layer 3 below. It is arranged so as to intervene between them.
  • the inlet baffle 5 is generally provided perpendicular to the flow of the gas-liquid two-phase flow M for the purpose of buffering. As a result, as shown in FIG. 1, the raw material M introduced from the pipe 4 once collides with the inlet baffle 5, is reflected, is decelerated, and then is supplied to the reaction layer 3.
  • the shielding plate 6 (shielding portion) is erected upward on the main surface 51 of the inlet baffle 5.
  • the shielding plate 6 has a shielding surface 61 facing the center position C side of the inlet baffle 5.
  • the shielding surface 61 is a gas-liquid two-phase flow that is reflected at the center position C of the inlet baffle 5 and moves outward in the radial direction (x negative direction in the example of FIG. 1). It receives a part of M and reflects it in the opposite direction (x positive direction side in the example of FIG. 1).
  • the shielding surface 61 partially suppresses the gas-liquid two-phase flow M from scattering toward the outer diameter side of the inlet baffle 5.
  • the fixed bed reactor 1 of the present embodiment can evenly diffuse the raw material M supplied to the inside by providing the shielding plate 6 so as to obstruct the flow of the gas-liquid two-phase flow M.
  • the inlet baffle 5 is preferably a polygonal flat plate or a disk, and more preferably a disk.
  • a polygonal flat plate it is preferably a regular polygon having a large number of vertices whose contour is close to a circle, and the number of vertices is preferably more than 10,000.
  • the shielding plate 6 is preferably a flat plate-shaped member, and the flat surface of one of the main surfaces functions as the shielding surface 61.
  • the shapes of the shielding plate 6 and the shielding surface 61 are rectangular with the y direction as the longitudinal direction.
  • the shielding plate 6 is arranged so that the normal direction of the shielding surface 61 is the horizontal direction, and when the shielding plate 6 is a flat plate, the extending direction of the shielding surface 61 is the vertical direction from the inlet baffle 5. Is preferable.
  • the shielding surface 61 of the shielding plate 6 is arranged so as to face the axial direction (x direction) of the horizontal portion 41 of the pipe 4.
  • the shielding plate 6 is preferably arranged radially outside the position where the outer diameter of the introduction port 43 of the pipe 4 is projected onto the inlet baffle 5.
  • the fixed bed reactor 1 of the present embodiment can diffuse the raw material M supplied to the inside more evenly by adopting the configuration of such a shielding plate 6.
  • the effect of equalizing the diffusion of the gas-liquid two-phase flow M by the shielding plate 6 is particularly remarkable when the pipe 4 is a single elbow type shown in FIG. 1 or the like.
  • the gas-liquid two-phase flow M flows into the reactor after the traveling direction is bent by 90 degrees just before the reactor inlet due to the elbow shape, and the inertia due to the bending of the elbow shape It is considered to be strongly affected. Therefore, in the conventional reactor, the gas-liquid two-phase flow in the raw material introduction layer 2 is on the traveling direction side of the horizontal portion 41 of the pipe 4, that is, on the side opposite to the horizontal portion 41 with the central position C in the plan view.
  • the supply is strongly unevenly distributed in the region on the x negative direction side (see FIGS. 8 (A) and 10 (A)).
  • the shielding plate 6 can suppress the flow of the gas-liquid two-phase flow M in the direction of the region, and as a result, it is considered that the diffusion equalization of the gas-liquid two-phase flow M can be promoted. Be done. Then, the gas-liquid two-phase flow M is evenly diffused in the fixed bed reactor 1 in the outer peripheral direction of the inlet baffle 5, so that the production amount of the reaction product can be improved.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a range of the shielding plate 6 in the vertical direction.
  • the inclination angle of the shielding surface 61 with respect to the main surface 51 of the inlet baffle 5 is 90 degrees.
  • the shielding surface 61 is inclined toward the center C side of the inlet baffle 5, the inclination angle of the shielding surface 61 shifts to the 0 degree side, and conversely, when the shielding surface 61 is inclined toward the outer edge side of the inlet baffle 5.
  • the inclination angle of the shielding surface 61 shifts to the 180 degree side.
  • the extending direction of the shielding surface 61 is perpendicular to the inlet baffle 5.
  • the inclination angle of the shielding surface 61 is preferably in the range of 40 degrees to 115 degrees.
  • the inclination angle of the shielding surface 61 is more preferably in the range of 85 degrees to 110 degrees. Further, it is more preferable that the inclination angle of the shielding surface 61 is 90 degrees.
  • the raw material M supplied to the inside of the fixed bed reactor 1 can be diffused more evenly.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing reference numerals corresponding to each dimension in the fixed bed reactor 1.
  • 5A is a vertical cross-sectional view similar to that of FIG. 1
  • FIG. 5B is a plan view similar to that of FIG.
  • the pipe diameter is d and the reactor diameter is D.
  • the vertical coordinates of the inlet baffle 5 with respect to the pipe plate surface 7 are h
  • the height from the pipe plate surface 7 to the joint between the pipe 4 and the reactor 1 is H
  • the shield is shielded.
  • E be the height of the plate 6 in the z direction.
  • the distance from the center position C of the inlet baffle 5 to the shielding plate 6 is L
  • the diameter of the inlet baffle 5 is F
  • the width of the shielding plate 6 in the longitudinal direction (y direction) is G. do.
  • the diameter F of the inlet baffle 5 is preferably 0.3D or more and 0.4D or less.
  • the installation position h / H (0 ⁇ h / H ⁇ 1) of the inlet baffle 5 is preferably 0.2 or more and 0.8 or less.
  • the distance L from the center position C of the shielding plate 6 is preferably larger than the pipe diameter d.
  • the width G of the shielding plate 6 is preferably larger than the pipe diameter d. It is preferable that the height E of the shielding plate 6 is 0.2H or more and the dimension does not come into contact with the upper wall surface of the reactor 1.
  • the gas-liquid two-phase flow M of the raw material has a fluid velocity of 8 to 15 m / s passing through the pipe 4. Further, it is desirable that the droplet concentration of the gas-liquid two-phase flow M is less than 10% of the volume fraction.
  • the raw material M supplied to the inside of the fixed bed reactor 1 can be diffused more evenly.
  • FIG. 6 is a diagram showing a first modification of the shielding plate 6A.
  • the shielding plate 6A may have an arc shape.
  • the arc shape of the shielding plate 6A is formed around the center position C of the inlet baffle 5.
  • the shielding surface 61A has a curved surface along the arc shape.
  • the arc-shaped shielding plate 6A of the first modification is a shielding plate when the diameter F of the inlet baffle 5 is less than ⁇ 2d, that is, when the shielding plate is flat and the plate width G corresponding to the pipe diameter d cannot be obtained. It is effective to satisfy the condition that the width H in the longitudinal direction of 6A is larger than the pipe diameter d.
  • the width J of the shielding plate 6A is preferably ⁇ d / 2 or more and less than ⁇ d / ⁇ 2. When the arc-shaped shielding plate 6A is erected with an inclination, it is preferable that the shielding surface 61A is inclined uniformly.
  • FIG. 7 is a diagram showing a second modification of the shielding plate 6B.
  • the shielding plate 6B may be cylindrical.
  • the cylindrical shape of the shielding plate 6B is formed around the center position C of the inlet baffle 5.
  • the shielding surface 61B is a cylindrical inner peripheral surface and has a curved surface shape.
  • the inner diameter of the cylindrical shape of the shielding plate 6B is preferably larger than the pipe diameter d.
  • the type of the fixed bed reactor applied to this embodiment may be a single tube type or a multi-tube type.
  • a single-tube reactor there are no restrictions on the outer diameter or length of the reactor, and it is arbitrarily determined from the viewpoint of ensuring the mass velocity and diffusing the substance into the reactor.
  • a multi-tube reactor is usually used when the reaction is accompanied by heat generation or endothermic.
  • the reaction tube is usually a cylindrical straight tube having the same outer diameter, wall thickness and length, and the inner diameter of the reaction tube is 4 times or more the diameter of the catalyst to be filled. It is preferable to determine so as to be, and it is industrially selected from the range of about 15 to 50 mm, but it is not particularly limited.
  • the reaction may generally be carried out in a fixed bed reactor, for example, ethylene oxide production by ethylene oxidation, achlorine and acrylic acid production by propylene oxidation, metachlorine and methacrylic acid production by isobutylene oxidation.
  • Example 1 The ratio of the pipe diameter d, the diameter of the circular bottom plate (diameter F of the inlet baffle 5) to the reactor diameter D was set to 1: 5: 20.
  • the position h / H of the inlet baffle 5 was set to 0.4.
  • the shape of the shielding plate 6 was a flat plate, the height E was 0.2H, and the width G was 0.2D.
  • the flow velocity of the gas-liquid two-phase flow M was 10 m / s, and the droplet concentration was 5% by mass. Under this condition, the droplet flux distribution in the plan view of the raw material introduction layer 2 of the fixed bed reactor 1 was measured.
  • the droplet flux is the product of the droplet concentration and the vertical gas flow velocity (droplet concentration x gas flow velocity).
  • FIG. 8 is a diagram showing a droplet flux distribution in a plane including the main surface 51 of the inlet baffle 5 of Example 1 and Comparative Example 1.
  • FIG. 8A is the result of Comparative Example 1
  • FIG. 8B is the result of Example 1.
  • the distribution is shown so that the smaller the droplet flux, the closer to white, and the larger the droplet flux, the closer to black.
  • the droplet flux is biased to the left side in the figure (the region opposite to the horizontal portion 41 of the pipe 4), resulting in the droplet flux in the entire plane.
  • the standard deviation of is 3.7 ⁇ 10-5 , and it can be seen that the droplet flux is uneven in the entire plane.
  • FIG. 8B it can be seen that in the state where the shielding plate 6 is present, the dark-colored portion is reduced as compared with (A), and the overall unevenness is suppressed.
  • the standard deviation of the droplet flux over the entire plane is 1.3 ⁇ 10-5 , which can be reduced to about 1/3 as compared with (A) without the shielding plate 6.
  • Example 1 and Comparative Example 1 shown in FIG. 8 by providing the shielding plate 6 on the inlet baffle 5, the droplet flux distribution in the plan view of the raw material introduction layer 2 of the fixed bed reactor 1 is obtained. It was shown that the gas-liquid two-phase flow M of the raw material supplied to the inside can be uniformly diffused.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the inclination angle of the shielding plate 6 and the uneven distribution improvement rate of the droplet flux.
  • the horizontal axis of FIG. 9 indicates the inclination angle (°) of the shielding plate 6.
  • the vertical axis of FIG. 9 shows the improvement rate with respect to the base.
  • the improvement rate is 50% or more, and it can be seen that the effect of sufficiently improving the uneven distribution of the droplet flux is obtained.
  • the improvement rate is 60% or more, and it can be seen that the effect of improving the uneven distribution of the droplet flux is further exhibited.
  • the improvement rate is maximized, and it can be seen that the effect of improving the uneven distribution of the droplet flux is most exerted.
  • the inclination angle of the shielding plate 6 is preferably in the range of 40 degrees to 115 degrees, and more preferably in the range of 85 degrees to 110 degrees. , 90 degrees was shown to be even more preferred.
  • Example 2 Implemented except that the ratio of the pipe diameter d, the diameter of the circular bottom plate (diameter F of the inlet baffle 5), and the reactor diameter D is 3: 4:10, and the shape of the shielding plate 6A is arcuate.
  • the droplet flow flux distribution in the plan view of the raw material introduction layer 2 of the fixed bed reactor 1 was measured in the same manner as in Example 1.
  • the width J of the shielding plate 6A was set to 0.42D.
  • FIG. 10 is a diagram showing a droplet flux distribution on a plane including the main surface 51 of the inlet baffle 5 of Example 2 and Comparative Example 2.
  • FIG. 10A is the result of Comparative Example 2
  • FIG. 10B is the result of Example 2.
  • the display mode of the flow velocity distribution in FIG. 10 is the same as that in FIG.
  • the droplet flux is biased toward the left side of the figure (the region opposite to the horizontal portion 41 of the pipe 4), resulting in the droplet flux of the entire plane.
  • the standard deviation of is 9.7 ⁇ 10 -3 , and it can be seen that the droplet flux is uneven in the entire plane.
  • FIG. 10B it can be seen that in the state where the shielding plate 6A is present, the dark-colored portion is reduced as compared with (A), and the overall unevenness is suppressed.
  • the standard deviation of the droplet flux over the entire plane is 2.0 ⁇ 10 -3 , which is reduced to about 1/5 of that of (A) without the shielding plate 6.
  • Example 2 and Comparative Example 2 shown in FIG. 10 As described above, from the results of Example 2 and Comparative Example 2 shown in FIG. 10, even if the inlet baffle 5 is provided with the arc-shaped shielding plate 6A, the liquid in the plan view of the raw material introduction layer 2 of the fixed bed reactor 1 can be obtained. It was shown that the droplet flux distribution can be made uniform and the gas-liquid two-phase flow M of the raw material supplied to the inside can be evenly diffused.
  • Example 3 Comparative Example 3 The conditions were the same as in Example 2 except that the shielding plate 6A was arranged inside the pipe diameter d. The width J of the shielding plate 6A was set to 0.27D.
  • FIG. 11 is a diagram showing a droplet flux distribution in a plane including the main surface 51 of the inlet baffle 5 of Comparative Example 3.
  • the display mode of the flow velocity distribution in FIG. 11 is the same as that in FIGS. 8 and 10.
  • Comparative Example 3 when the shielding plate 6A is inside the pipe 4, the standard deviation of the droplet flux is 5.0 ⁇ 10 -3 , which is about 1 / compared with Comparative Example 2. Although it can be reduced to 2, it shows the same deviation of the droplet flux distribution as in the case without the shielding plate 6A of Comparative Example 2. Therefore, as shown in FIGS. 2, 6 and 7, the shielding plates 6, 6A and 6B are arranged radially outside the position where the outer diameter of the introduction port 43 of the pipe 4 is projected onto the inlet baffle 5. It was shown that it is preferable to be done.
  • the configuration in which the shielding plate 6 of the plate-shaped member is provided on the inlet baffle 5 is exemplified, but the configuration has a shielding surface 61 for suppressing the gas-liquid two-phase flow M from scattering to the outer diameter side of the inlet baffle 5. Anything may be sufficient, and other than the plate-shaped member may be used.
  • a block-shaped shielding portion such as a rectangular parallelepiped or a cube may be installed on the main surface 51 of the inlet baffle 5 instead of the shielding plate 6, and the block-shaped shielding portion may have a shielding surface 61.

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Abstract

固定床反応器は、当該固定床反応器の上部から内部に気液二相流を導入する配管と、当該固定床反応器の内部で配管の導入口と対向配置されるインレットバッフルと、を備え、インレットバッフルが水平配置の平板であり、配管の導入口がインレットバッフルの中心位置の直上に配置され、インレットバッフルの主面上において、中心位置側を向き気液二相流がインレットバッフルの外径側に飛散するのを抑制する遮蔽面を有する遮蔽板が、配管の導入口の外径をインレットバッフル上に投影した位置より径方向外側に配置され、上方に向けて立設される。

Description

固定床反応器
　本開示は、固定床反応器に関する。
　石油化学プラント等の設備において原料を反応させる装置として固定床反応器が用いられている（例えば特許文献１）。このような固定床反応器では、下部に反応層、上部に原料導入層が配置され、上方に接続される配管から原料が内部に供給される。
特開２００７－１１２７４５号公報
　特許文献１に記載されるような固定床反応器では、原料導入層において、配管の固定床反応器への入口の直下に円板状のインレットバッフルが配置され、上方から内部に供給された原料を一旦インレットバッフルで受ける構成がある。例えば配管の形状や屈曲位置など、固定床反応器の設置条件によっては、原料がインレットバッフルの主面全体に均等に供給されない場合がある。この場合、固定床反応器の内部で原料が均等に拡散しないため、反応層への供給にむらが生じ、生産量の低下の虞がある。
　本開示は、内部に供給される原料を均等に拡散できる固定床反応器を提供することを目的とする。
　本開示は、以下に示す構成を備える。
　［１］　本発明の実施形態の一観点に係る固定床反応器は、当該固定床反応器の上部から内部に気液二相流を導入する配管と、当該固定床反応器の内部で前記配管の当該固定床反応器への導入口と対向配置されるインレットバッフルと、を備え、前記インレットバッフルが水平配置の平板であり、前記配管の前記導入口が前記インレットバッフルの中心位置の直上に配置され、前記インレットバッフルの主面上において、前記中心位置側を向き前記気液二相流が前記インレットバッフルの外径側に飛散するのを抑制する遮蔽面を有する遮蔽部が、前記配管の前記導入口の外径を前記インレットバッフル上に投影した位置より径方向外側に配置され、上方に向けて立設される。
　［２］　前記配管が水平方向に延在する水平部と、水平部から略直角に屈曲し、当該固定床反応器に接続される垂直部とを有する曲がり菅であり、
　前記遮蔽部は前記水平部の延在方向と反対側に配置される、
［１］に記載の固定床反応器。
　［３］　前記遮蔽面は、前記配管の前記水平部の軸線方向と正対して配置される、
［２］に記載の固定床反応器。
　［４］　前記インレットバッフルが、多角形の平板または円板である、
［１］～［３］のいずれか１項に記載の固定床反応器。
　［５］　前記遮蔽面の形状が、平面状または曲面状である、
［１］～［４］のいずれか１項に記載の固定床反応器。
　［６］　前記遮蔽部が板状部材である、
［１］～［５］のいずれか１項に記載の固定床反応器。
　［７］　前記遮蔽部の形状が、平板状、円弧状、または円筒状である、
［６］に記載の固定床反応器。
　［８］　前記遮蔽面の法線方向が水平方向であるとき前記インレットバッフルの前記主面に対する前記遮蔽面の傾斜角度を９０度とするときに、前記遮蔽面が前記インレットバッフルの中心側に傾斜するときに前記遮蔽面の傾斜角度が０度側に遷移し、前記遮蔽面が前記インレットバッフルの外縁側に傾斜するときに前記遮蔽面の傾斜角度が１８０度側に遷移する、と規定した場合、
　前記遮蔽面の傾斜角度は４０度～１１５度の範囲である、
［１］～［７］のいずれか１項に記載の固定床反応器。
　［９］前記遮蔽面の傾斜角度は８５度～１１０度の範囲である、
［８］に記載の固定床反応器。
　［１０］　前記遮蔽面の傾斜角度は９０度である、
［８］または［９］に記載の固定床反応器。
　［１１］　前記遮蔽面の法線方向が水平方向であり、
　前記遮蔽面の延在方向が前記インレットバッフルから垂直方向である、
［１］～［７］のいずれか１項に記載の固定床反応器。
　本開示によれば、内部に供給される原料を均等に拡散できる固定床反応器を提供することができる。
実施形態に係る固定床反応器の概略構成を示す縦断面図 実施形態に係る固定床反応器の原料導入層内の構成を示す平面図 固定床反応器の原料導入層の近傍を拡大視した斜視図 遮蔽板の立設方向の範囲を示す模式図 固定床反応器内の各寸法に対応する符号を示す模式図 遮蔽板の第１変形例を示す図 遮蔽板の第２変形例を示す図 実施例１と比較例１の液滴流束分布を示す図 遮蔽板の傾斜角度と液滴流束の偏在改善率との関係を示す図 実施例２と比較例２の液滴流束分布を示す図 比較例３の液滴流束分布を示す図
　以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
　なお、以下の説明において、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向は互いに垂直な方向である。ｘ方向及びｙ方向は水平方向であり、ｚ方向は鉛直方向である。ｘ方向は、配管４の水平部４１の軸線方向である。また、遮蔽面６１の法線方向が水平方向であるときをインレットバッフル５の主面５１に対する遮蔽面６１の傾斜角度を９０度とするとき、ｘ方向は、遮蔽面６１の傾斜角度が９０度のときの遮蔽面６１の法線方向である。ｙ方向は、遮蔽板６が平板上である場合には、遮蔽板６の長手方向である。また、以下では説明の便宜上、ｚ正方向側を上側、ｚ負方向側を下側とも表現する場合がある。
　図１～図３を参照して、実施形態に係る固定床反応器１の概略構成を説明する。図１は、実施形態に係る固定床反応器１の概略構成を示す縦断面図である。図２は、実施形態に係る固定床反応器１の原料導入層２内の構成を示す平面図である。図３は、固定床反応器１の原料導入層２の近傍を拡大視した斜視図である。
　図１は、固定床反応器が多管式固定床反応器である場合の一例である。固定床反応器１は、上部に原料導入層２、下部に反応層３が配置される。原料導入層２と反応層３とは、管板面７によって区分されている。原料導入層２の上端には、原料導入層２の内部に原料としての気液二相流Ｍ（連続相であるガス、及び分散相である液滴から構成される混合流体）を導入する配管４が接続されている。固定床反応器１は、配管４を介して原料導入層２に供給された原料を、反応層３で触媒と反応させることで、下方から反応生成物を排出する。図１に示した多管式固定床反応器の場合、反応層３は、固体触媒などが充填された反応管８と反応管８の外側に設けられ、反応管８の加熱、除熱を行うための熱媒体流通部とからなる。なお、固定床反応器は多管式反応器に限定されず、反応層のすべてに固体充填材や固体触媒が充填された反応器であってもよい。
　配管４は、水平方向に延在する水平部４１と、水平部４１から略直角に屈曲し、当該固定床反応器１に接続される垂直部４２とを有する曲がり菅であるのが好ましい。このような構造の配管４としては、例えば、９０度に曲がる継ぎ手配管（エルボ）によって２つの直線状の配管が連結されるシングルエルボ型の配管が挙げられる。なお、配管４には例えばダブルエルボ型などシングルエルボ以外のタイプの配管を適用してもよい。
　本実施形態では、配管４は、水平部４１がその軸線がｘ方向となるよう配置され、垂直部４２がその軸線がｚ方向となるように配置される。また、配管４の断面形状も略円形状であり、固定床反応器１はｚ方向を中心軸とする略円柱状であり、配管４の垂直部４２はその上方の略円形の端面の中心位置Ｃに軸線が重なるよう、固定床反応器１の中央に接続されている。
　このような配管４の構成により、配管４を通る気液二相流Ｍは、図１に示すように、固定床反応器１の中央に上方から鉛直下方に向けて導入される。
　原料導入層２の内部には、インレットバッフル５が設けられる。インレットバッフル５は、水平配置される平板であり、一方の主面５１が鉛直上方（ｚ正方向）に向いて配置されている。インレットバッフル５は、図１中では円板形状とし、配管４の固定床反応器１への導入口４３と対向配置されている。より詳細には、配管４の導入口４３が、インレットバッフル５の中心位置Ｃの直上に配置されている。なお、インレットバッフル５の円形状の主面５１の中心位置Ｃは、上述の固定床反応器１の中心位置Ｃと同一位置である。つまり、平面視において、配管４の導入口４３と、インレットバッフル５と、固定床反応器１の外形は、図２に示すように同心円状に配置されている。
　インレットバッフル５は、配管４から導入された原料Ｍが下方の反応層３に直接衝突することによって反応層３が損傷することを防止するために、配管４の導入口４３と反応層３との間に介在するよう配置されている。インレットバッフル５は、緩衝目的として、気液二相流Ｍの流れに対して垂直に設けられるのが一般的である。これにより、図１に示すように、配管４から導入された原料Ｍは、一旦インレットバッフル５に衝突して反射して、減速された後に反応層３に供給される。
　そして特に本実施形態では、インレットバッフル５の主面５１上において、遮蔽板６（遮蔽部）が上方に向けて立設されている。遮蔽板６は、インレットバッフル５の中心位置Ｃ側を向く遮蔽面６１を有する。遮蔽面６１は、図１に符号Ａで示すように、インレットバッフル５の中心位置Ｃで反射して径方向外側（図１の例ではｘ負方向側）に移動してくる気液二相流Ｍの一部を受けて、反対方向（図１の例ではｘ正方向側）に反射させる。これにより、遮蔽面６１は、気液二相流Ｍがインレットバッフル５の外径側に飛散するのを部分的に抑制する。
　本実施形態の固定床反応器１は、気液二相流Ｍの流れを阻害するように遮蔽板６を設けることにより、内部に供給される原料Ｍを均等に拡散できる。
　インレットバッフル５は、好ましくは、多角形の平板または円板であり、より好ましくは円板である。多角形の平板である場合には、輪郭が円に近い、多数の頂点を有する正多角形であることが好ましく、頂点の数は一万を超えることが好ましい。
　遮蔽板６は、好ましくは平板状の板状部材であり、その一方の主面の平面が遮蔽面６１として機能する。この場合、遮蔽板６及び遮蔽面６１の形状は、ｙ方向を長手方向とする長方形状である。
　遮蔽板６は、遮蔽面６１の法線方向が水平方向であり、遮蔽板６が平板である場合には、遮蔽面６１の延在方向がインレットバッフル５から垂直方向であるよう配置されるのが好ましい。
　遮蔽板６の遮蔽面６１は、配管４の水平部４１の軸線方向（ｘ方向）と正対して配置されるのが好ましい。
　遮蔽板６は、図２に示すように、配管４の導入口４３の外径をインレットバッフル５上に投影した位置より径方向外側に配置されるのが好ましい。
　本実施形態の固定床反応器１は、このような遮蔽板６の構成をとることにより、内部に供給される原料Ｍをより一層均等に拡散できる。
　なお、遮蔽板６により気液二相流Ｍの拡散均等化の効果は、特に配管４が図１などに示すシングルエルボ型の場合に特に顕著である。シングルエルボ型の配管４の場合、気液二相流Ｍは、エルボ形状により反応器入口直前で９０度進行方向が曲げられた後に反応器内に流入することとなり、エルボ形状の曲りによる慣性の影響を強く受けると考えられる。このため、従来の反応器では原料導入層２内の気液二相流は、配管４の水平部４１の進行方向側、すなわち平面視において中心位置Ｃを挟んで水平部４１とは反対側（本実施形態ではｘ負方向側）の領域に強く偏在して供給される（図８（Ａ）、図１０（Ａ）参照）。本実施形態では、遮蔽板６によって、当該領域の方向に気液二相流Ｍが流れるのを抑制することができるので、この結果、気液二相流Ｍの拡散均等化を促進できると考えられる。そして、気液二相流Ｍが固定床反応器１内でインレットバッフル５の外周方向に均等に拡散されることにより、反応生成物の生産量も改善できる。
　遮蔽板６はインレットバッフル５に対して傾斜して立設されてもよい。図４は、遮蔽板６の立設方向の範囲を示す模式図である。図４に示すように、遮蔽面６１の法線方向が水平方向であるとき、インレットバッフル５の主面５１に対する遮蔽面６１の傾斜角度が９０度であると規定する。また、遮蔽面６１がインレットバッフル５の中心Ｃ側に傾斜するときに遮蔽面６１の傾斜角度が０度側に遷移し、その反対に遮蔽面６１がインレットバッフル５の外縁側に傾斜するときに遮蔽面６１の傾斜角度が１８０度側に遷移する、と規定する。遮蔽板６が平板状であるとき、遮蔽面６１の延在方向はインレットバッフル５から垂直方向となる。この場合、図４に角度範囲Ｒ１で示すように、遮蔽面６１の傾斜角度は４０度～１１５度の範囲であるのが好ましい。また、図４に角度範囲Ｒ２で示すように、遮蔽面６１の傾斜角度は８５度～１１０度の範囲であるのがさらに好ましい。また、遮蔽面６１の傾斜角度は９０度であるのがより一層好ましい。
　このような遮蔽面６１の傾斜角度を設定することで、固定床反応器１の内部に供給される原料Ｍをより一層均等に拡散できる。
　図５は、固定床反応器１内の各寸法に対応する符号を示す模式図である。図５の（Ａ）は図１と同様の縦断面図であり、図５の（Ｂ）は図２と同様の平面図である。
　図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、配管径をｄ、反応器径をＤとする。図５（Ａ）に示すように、管板面７を基準としたインレットバッフル５の鉛直方向座標をｈ、管板面７から配管４と反応器１の接合部までの高さをＨ、遮蔽板６のｚ方向の高さをＥとする。図５（Ｂ）に示すように、インレットバッフル５の中心位置Ｃから遮蔽板６までの距離をＬ、インレットバッフル５の径をＦ、遮蔽板６の長手方向（ｙ方向）の幅をＧとする。
　インレットバッフル５の径Ｆは、０．３Ｄ以上、０．４Ｄ以下であるのが好ましい。インレットバッフル５の設置位置ｈ／Ｈ（０≦ｈ／Ｈ≦１）は、０．２以上０．８以下であるのが好ましい。遮蔽板６の中心位置Ｃからの距離Ｌは、配管径ｄより大きいのが好ましい。遮蔽板６の幅Ｇは、配管径ｄより大きいのが好ましい。遮蔽板６の高さＥは０．２Ｈ以上、かつ、反応器１の上部壁面に接触しない寸法が好ましい。
　また、本実施形態では、原料の気液二相流Ｍは、配管４を通過する流体速度が８～１５ｍ／ｓであるのが好ましい。また、気液二相流Ｍの液滴濃度は体積分率１０％未満が望ましい。
　これらの各種パラメータの条件を適用することによって、固定床反応器１の内部に供給される原料Ｍをより一層均等に拡散できる。
　図６は、遮蔽板６Ａの第１変形例を示す図である。図６に示すように、遮蔽板６Ａは、円弧状でもよい。遮蔽板６Ａの円弧形状は、インレットバッフル５の中心位置Ｃを中心として形成される。この場合、遮蔽面６１Ａは、円弧形状に沿った曲面状となる。
　第１変形例の円弧状の遮蔽板６Ａは、インレットバッフル５の径Ｆが√２ｄ未満の場合、すなわち、遮蔽板が平板状では配管径ｄ分の板幅Ｇを稼げない場合に、遮蔽板６Ａの長手方向の幅Ｈを配管径ｄより大きい条件を満たすために有効である。遮蔽板６Ａの幅Ｊは、πｄ／２以上πｄ／√２未満であるのが好ましい。円弧状の遮蔽板６Ａが傾斜して立設される場合には、遮蔽面６１Ａが一様に傾斜することが好ましい。
　図７は、遮蔽板６Ｂの第２変形例を示す図である。図７に示すように、遮蔽板６Ｂは、円筒状でもよい。遮蔽板６Ｂの円筒形状は、インレットバッフル５の中心位置Ｃを中心として形成される。この場合、遮蔽面６１Ｂは、円筒形状の内周面であり、曲面状となる。遮蔽板６Ｂの円筒形状の内径は、配管径ｄより大きいのが好ましい。円筒形状の遮蔽板６Ｂが傾斜して立設される場合には、遮蔽面６１Ｂが一様に傾斜することが好ましい。
　本実施形態に適用される固定床反応器の形式は、単管式であっても多管式であってよい。単管式反応器の場合は、反応器の外径や長さに制約は無く、質量速度の確保や反応器内への物質拡散などの観点から任意に決定される。不均一系固体触媒に反応原料を連続的に接触させて行う固定床流通反応において、その反応が発熱または吸熱を伴う場合には、通常、多管式反応器が用いられる。多管式反応器である場合、反応管は、外径、肉厚および長さが同一の、円筒の直管が通常用いられ、反応管の内径は、充填する触媒の径の４倍以上となるように決定するのが好ましく、工業的には約１５?５０ｍｍの範囲から選ばれるが、特に制限されるものではない。
　本実施形態の固定床反応器が適用可能な反応については特に制限はない。一般的に固定床反応器で実施される反応であればよく、例えば、エチレンの酸化によるエチレンオキサイドの製造、プロピレンの酸化によるアクロレインおよびアクリル酸の製造、イソブチレンの酸化によるメタクロレインおよびメタクリル酸の製造、ベンゼンの酸化による無水マレイン酸の製造、モノエタノールアミンの脱水によるエチレンイミンの製造、Ｎ－（２－ヒドロキシエチル）－２－ピロリドンの脱水によるＮ－ビニル－２－ピロリドンの製造、プロピレンのアンモ酸化によるアクリロニトリルの製造、エチレンへの酢酸直接付加による酢酸エチルの製造、エチレンの酸化的アセトキシル化による酢酸ビニルの製造、プロピレンの酸化的アセトキシル化による酢酸アリルの製造、アセチレンの水素化によるエチレンの製造、ベンゼンの水素化によるシクロヘキサンの製造、エチルベンゼンの水素化によるスチレンモノマーの製造、プロパンの脱水素によるプロピレンの製造、１－ブテンの異性化による２－ブテンの製造、プロピレンオキサイドの異性化によるアリルアルコールの製造、エチレンの水和によるエタノールの製造、プロピレンの水和による２－プロパノールの製造などが挙げられる。また、気液二相流を反応器に導入するタイプの反応への適用がより好ましく、具体例としては、エチレンの酸化的アセトキシル化による酢酸ビニルの製造、プロピレンの酸化的アセトキシル化による酢酸アリルの製造などが挙げられる。
　上記の実施形態の有効性を確認すべく計算シミュレーションを行った。主な計算条件は下記のとおりである。
・使用ソフト：ＡＮＳＹＳ社製の汎用数値流体解析ソフトＡＮＳＹＳ（登録商標）　Ｆｌｕｅｎｔ（登録商標）
・連続相（ガス＝気相）支配方程式：Ｎ－Ｓ方程式、連続の式
・乱流モデル：ｋ－εモデル
・気液二相流解析：Ｅｕｌｅｒ－Ｌａｇｒａｎｇｅ型（ガス流体をＥｕｌｅｒ型、液滴をＬａｇｒａｎｇｅ型で解析）
・分散相流れ：液相
・粒子追跡法（ＤＰＭ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｍｏｄｅｌ））：Ｏｎｅ　Ｗａｙ　Ｃｏｕｐｌｉｎｇ
・解析対称：配管および反応器
　（１）実施例１
　配管径ｄと、円形形状の底板の径（インレットバッフル５の径Ｆ）と、反応器径Ｄとの比率を１：５：２０とした。インレットバッフル５の位置ｈ／Ｈは０．４とした。遮蔽板６の形状は平板状とし、高さＥは０．２Ｈ、幅Ｇは０．２Ｄとした。気液二相流Ｍの流速は１０ｍ／ｓ、液滴濃度は５質量％とした。この条件下で、固定床反応器１の原料導入層２の平面視における液滴流束分布を計測した。液滴流束は、液滴濃度と鉛直方向ガス流速との積（液滴濃度×ガス流速）である。
　（２）比較例１
　遮蔽板６を設けない点以外は実施例１と同様の条件とした。
　図８は、実施例１と比較例１のインレットバッフル５の主面５１を含む平面における液滴流束分布を示す図である。図８の（Ａ）が比較例１の結果であり、（Ｂ）が実施例１の結果である。図８では、液滴流束が小さいほど白色に近づき、液滴流束が大きいほど黒色に近づくように分布が図示されている。
　図８（Ａ）に示すように遮蔽板６が無い状態では図中左側（配管４の水平部４１と反対側の領域）に液滴流束が偏った結果となり、平面全体の液滴流束の標準偏差は３．７×１０－５であり、平面全体としては液滴流束にむらが生じていることがわかる。一方、図８（Ｂ）に示すように遮蔽板６が有る状態では、（Ａ）と比較して色の濃い部分が少なくなり、全体のむらが抑制されていることがわかる。平面全体の液滴流束の標準偏差は１．３×１０－５であり、遮蔽板６が無い（Ａ）と比較して約１／３に縮小できている。
　このように、図８に示す実施例１及び比較例１の結果より、インレットバッフル５に遮蔽板６を設けることによって、固定床反応器１の原料導入層２の平面視における液滴流束分布を均一化でき、内部に供給される原料の気液二相流Ｍを均等に拡散できることが示された。
　（３）遮蔽板の傾斜角度
　さらに遮蔽板６の傾斜角度を変更する点以外は実施例１と同様の条件とした。遮蔽板６の傾斜角度は、図４を参照して説明した条件で、１５度、３０度、４５度、７５度、９０度、１１０度、１２０度とした。各傾斜角度において、実施例１と同様のシミュレーションを行って液滴流束分布を計測し、液滴流束の標準偏差を算出した。遮蔽板６無しの場合の比較例１の標準偏差を基準（ベース）として、各傾斜角度の標準偏差の減少率を、比較例に対する液滴流束の偏在の改善率（対ベース改善率）として算出した。
　図９は、遮蔽板６の傾斜角度と液滴流束の偏在改善率との関係を示す図である。図９の横軸は遮蔽板６の傾斜角度（°）を示す。図９の縦軸は対ベース改善率を示す。
　図９に示すように、傾斜角度が４０度～１１５度の範囲では、改善率が５０％以上となり、充分な液滴流束の偏在改善の効果が出ていることがわかる。また、傾斜角度が８５度～１１０度の範囲では、改善率が６０％以上となり、液滴流束の偏在改善の効果がさらに出ていることがわかる。さらに、傾斜角度が９０度の場合には、改善率が最大となり、液滴流束の偏在改善の効果が最も出ていることがわかる。
　このように、図９に示すシミュレーション結果より、遮蔽板６（遮蔽面６１）の傾斜角度が４０度～１１５度の範囲であるのが好ましく、８５度～１１０度の範囲であるのがさらに好ましく、９０度であるのがより一層好ましいことが示された。
　（４）実施例２
　配管径ｄと、円形形状の底板の径（インレットバッフル５の径Ｆ）と、反応器径Ｄとの比率を３：４：１０とし、遮蔽板６Ａの形状を円弧状とした点以外は実施例１と同様の条件とし、実施例１と同様に固定床反応器１の原料導入層２の平面視における液滴流束分布を計測した。遮蔽板６Ａの幅Ｊは０．４２Ｄとした。
　（５）比較例２
　遮蔽板６Ａを設けない点以外は実施例２と同様の条件とした。
　図１０は、実施例２と比較例２のインレットバッフル５の主面５１を含む平面における液滴流束分布を示す図である。図１０の（Ａ）が比較例２の結果であり、（Ｂ）が実施例２の結果である。図１０の流速分布の表示態様は図８と同様である。
　図１０（Ａ）に示すように遮蔽板６Ａが無い状態では図中左側（配管４の水平部４１と反対側の領域）に液滴流束が偏った結果となり、平面全体の液滴流束の標準偏差は９．７×１０－３であり、平面全体としては液滴流束にむらが生じていることがわかる。一方、図１０（Ｂ）に示すように遮蔽板６Ａが有る状態では、（Ａ）と比較して色の濃い部分が少なくなり、全体のむらが抑制されていることがわかる。平面全体の液滴流束の標準偏差は２．０×１０－３であり、遮蔽板６が無い（Ａ）と比較して約１／５に縮小できている。
　このように、図１０に示す実施例２及び比較例２の結果より、インレットバッフル５に円弧状の遮蔽板６Ａを設けることによっても、固定床反応器１の原料導入層２の平面視における液滴流束分布を均一化でき、内部に供給される原料の気液二相流Ｍを均等に拡散できることが示された。
　（６）比較例３
　遮蔽板６Ａを配管径ｄの内側に配置した点以外は実施例２と同様の条件とした。遮蔽板６Ａの幅Ｊは０．２７Ｄとした。
　図１１は、比較例３のインレットバッフル５の主面５１を含む平面における液滴流束分布を示す図である。図１１の流速分布の表示態様は図８、図１０と同様である。図１１に示す比較例３の結果より、遮蔽板６Ａが配管４の内側にあると、液滴流束の標準偏差は５．０×１０－３となり、比較例２と比較して約１／２に縮小できるものの、比較例２の遮蔽板６Ａ無しの場合と同様の液滴流束分布の偏り方を見せる。このため、遮蔽板６、６Ａ、６Ｂは、図２、図６、図７に示したように、配管４の導入口４３の外径をインレットバッフル５上に投影した位置より径方向外側に配置されるのが好ましいことが示された。
　以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
　上記実施形態では板状部材の遮蔽板６をインレットバッフル５に設ける構成を例示したが、気液二相流Ｍがインレットバッフル５の外径側に飛散するのを抑制する遮蔽面６１を有する構成であればよく、板状部材以外でもよい。例えば、直方体や立方体などのブロック状の遮蔽部が遮蔽板６の代わりにインレットバッフル５の主面５１に設置され、このブロック状の遮蔽部が遮蔽面６１を有する構成でもよい。
　本国際出願は２０２０年１２月２１日に出願された日本国特許出願２０２０－２１１６６４号に基づく優先権を主張するものであり、２０２０－２１１６６４号の全内容をここに本国際出願に援用する。
　１　　固定床反応器
　４　　配管
　４１　　水平部
　４２　　垂直部
　５　　インレットバッフル
　６、６Ａ、６Ｂ　　遮蔽板（遮蔽部）
　７　管板面
　８　反応管
　６１、６１Ａ、６１Ｂ　　遮蔽面

Claims (11)

  1. 　固定床反応器であって、
    　当該固定床反応器の上部から内部に気液二相流を導入する配管と、
    　当該固定床反応器の内部で前記配管の当該固定床反応器への導入口と対向配置されるインレットバッフルと、を備え、
    　前記インレットバッフルが水平配置の平板であり、
    　前記配管の前記導入口が前記インレットバッフルの中心位置の直上に配置され、
    　前記インレットバッフルの主面上において、前記中心位置側を向き前記気液二相流が前記インレットバッフルの外径側に飛散するのを抑制する遮蔽面を有する遮蔽部が、前記配管の前記導入口の外径を前記インレットバッフル上に投影した位置より径方向外側に配置され、上方に向けて立設される、
    固定床反応器。
  2. 　前記配管が水平方向に延在する水平部と、水平部から略直角に屈曲し、当該固定床反応器に接続される垂直部とを有する曲がり菅であり、
    　前記遮蔽部は前記水平部の延在方向と反対側に配置される、
    請求項１に記載の固定床反応器。
  3. 　前記遮蔽面は、前記配管の前記水平部の軸線方向と正対して配置される、
    請求項２に記載の固定床反応器。
  4. 　前記インレットバッフルが、多角形の平板または円板である、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の固定床反応器。
  5. 　前記遮蔽面の形状が、平面状または曲面状である、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の固定床反応器。
  6. 　前記遮蔽部が板状部材である、
    請求項１～５のいずれか１項に記載の固定床反応器。
  7. 　前記遮蔽部の形状が、平板状、円弧状、または円筒状である、
    請求項６に記載の固定床反応器。
  8. 　前記遮蔽面の法線方向が水平方向であるとき前記インレットバッフルの前記主面に対する前記遮蔽面の傾斜角度を９０度とするときに、前記遮蔽面が前記インレットバッフルの中心側に傾斜するときに前記遮蔽面の傾斜角度が０度側に遷移し、前記遮蔽面が前記インレットバッフルの外縁側に傾斜するときに前記遮蔽面の傾斜角度が１８０度側に遷移する、と規定した場合、
    　前記遮蔽面の傾斜角度は４０度～１１５度の範囲である、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の固定床反応器。
  9. 　前記遮蔽面の傾斜角度は８５度～１１０度の範囲である、
    請求項８に記載の固定床反応器。
  10. 　前記遮蔽面の傾斜角度は９０度である、
    請求項８または９に記載の固定床反応器。
  11. 　前記遮蔽面の法線方向が水平方向であり、
    　前記遮蔽面の延在方向が前記インレットバッフルから垂直方向である、
    請求項１～７のいずれか１項に記載の固定床反応器。
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