JP2011104588A - コンパクト流体混合装置およびその使用方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下降流反応器におけるコンパクト流体混合装置は、流体を受け入れるための垂直状収集ライン7を有している少なくとも1つの実質的水平状収集手段と、前記収集ラインに配置されている少なくとも1つの注入手段8と、流体循環方向において収集手段の下流に位置させられかつ前記収集ラインに直接的に連結された入口端および流体の通路のための出口端10を有しており、前記出口端10は、反応器本体の周方向の向きに位置させられている環状混合チャンバ9と、少なくとも1つの煙突13を備えておりかつ前記チャンバの下流に流体循環方向に距離d2だけ位置させられている水平状前置プレート11とを備えている。
【選択図】図1
Description
−少なくとも1つの注入手段が、前記収集ラインに配置されており、
−環状混合チャンバが、流体循環方向において収集手段の下流に位置させられかつ前記収集ラインに直接的に連結された入口端および流体の通路のための出口端を有しており、前記出口端は、反応器本体の周方向に向けて位置させられており、
−水平状前置プレートが、少なくとも1つの煙突を備えかつ前記チャンバの下流に流体循環方向に距離d2だけ位置させられている。
本発明による環状混合チャンバ内の2つの流体の流れは、流体力学ソフトウェア(Fluent 6.3、developed by ANSYS ink.、Canonsburg、USA)を使用してシミュレーションされている。混合現象の解析に関した数値シミュレーションは、
(a) 環状混合チャンバ内において、
(b) 前記チャンバの出口においてである。
前置分配プレートレベルで、本発明による混合装置で生じる混合効率を決めたい。したがって、前置分配プレート上の流体流動は、流体力学ソフトウェア(Fluent 6.3、developed by ANSYS ink.、Canonsburg、USA)によってシミュレーションされる。試験された様々な混合装置および実験条件が表3に要約されている。シミュレーションは、ガス相の存在しない単相流により実行される。これは、冷却流体が液体でありかつ液体相のみが存在するケースを代表するものである。
非制限的な実施例として、混合効率測定は、反応器内に配置された本発明による混合デ装置によって行われた。実験条件は、以下の通りである。
混合装置寸法設計の実施例が記載されている。反応器本体直径は、2.5mである。液相の密度は800kg.m3、ガス相の密度は10kg.m3である。第1の触媒ベッドを出る液体およびガスの流量は、それぞれ0.11および0.49m3.s-1である。注入手段によって垂直状収集ラインに注入される冷却流体の流量は、0.03m3.s-1である。収集スペースの高さ(H1)は、このゾーンのごくわずかな圧力低下を生成するために、0.1mである。垂直状収集ラインの直径は、0.4mである。冷却流体注入手段の直径は、0.12mである。環状混合チャンバの直径は、3.1mの直線長さのための0.3mである。反応器本体および環状混合チャンバ間スペースは、0.03mである。4つの中央煙突は、前置分配プレートの多孔プレートの中央で四角に配置されている。これらの煙突は、直径0.3m、高さ0.25mである。前置分配プレートには、6.4cmの三角形穿孔ピッチで、1cmの孔があけられている。煙突を備えた分配プレートは、多孔プレートの下に配置されている。多孔前置プレートおよび分配プレート間は、0.25mである。
冷却流体の圧力低下は、数式3によれば、16000Paである。多孔プレート上の液体高さは、コールドモデル上での測定では、15cmである。本発明による装置は、冷却流体トロイド出口で良好な混合を提供できる。冷却流体の理論効率は、数式2によれば、54%である。コールドモデルに実行した算出および測定値から、これは、装置の総効率を100%に近いものを得られる。
本発明による装置における触媒ベッドの支持格子(図1の要素3)および前置分配プレート(図1の要素11)によって区切られた寸法は、約0.5mである。前置分配プレートの下に位置させられる分配プレート(要素12)の寸法を加える場合、それは、ほぼ0,75mである。
(5) 収集手段
(7) 収集ライン
(8) 注入手段
(9) 環状混合チャンバ
(10) 出口端
(11) 前置プレート
(13) 煙突
Claims (14)
- 下降流反応器におけるコンパクト流体混合装置であって、
−少なくとも1つの実質的水平状収集手段(5)が、流体を受け入れるための垂直状収集ライン(7)を有しており、
−少なくとも1つの注入手段(8)が、前記収集ラインに配置されており、
−環状混合チャンバ(9)が、流体循環方向において前記収集手段(5)の下流に位置させられかつ前記収集ライン(7)に直接的に連結された入口端および流体の通路のための出口端(10)を有しており、前記出口端(10)は、反応器本体(1)の周方向に向けて位置させられており、
−水平状前置プレート(11)が、少なくとも1つの煙突(13)を備えかつ前記チャンバ(9)の下流に流体循環方向に距離d2だけ位置させられている、
装置。 - 請求項1の装置であって、
前記注入手段は、環状混合チャンバ(9)の入口端レベルに位置させられていることを特徴とする装置。 - 請求項1または2の装置であって、
前記距離d2は、0〜100mmの範囲あることを特徴とする装置。 - 請求項1または2の装置であって、
前記距離d2は、0mmであり、前記環状混合チャンバ(9)は、前記前置プレート(11)と接触させられていることを特徴とする装置。 - 請求項1または2の装置であって、
前記距離d2は、0.25〜100mm、好ましくは、0.5〜5mmであることを特徴とする装置。 - 請求項1〜5のいずれか1つの装置であって、
前記環状混合チャンバ(9)は、反応器本体(1)の表面に位置させられている装置。 - 請求項1〜6のいずれか1つの装置であって、
前記チャンバは、反応器本体(1)から距離d1離れており、前記距離d1は、反応器の直径の0,5%〜25%である装置。 - 請求項1〜7のいずれか1つの装置であって、
前記チャンバの直径は、0.05〜0.5m、好ましくは、0.1〜0.3m、より好ましくは、0.15〜0.25mである装置。 - 請求項1〜8のいずれか1つの装置であって、
前記チャンバの長さは、90〜270度、好ましくは、100〜250度、より好ましくは、130〜200度の範囲である装置。 - 請求項1〜9のいずれか1つの装置を、発熱反応を実行するために使用する方法。
- 実質的垂直軸にそう細長い形の反応器(1)であって、
反応器内(1)の頂部から底部まで少なくとも1つの触媒ベッド(2)を通過して少なくとも1つの反応流体が循環させられ、前記反応流体循環方向における前記触媒ベッド(2)の下流に、請求項1〜10のいずれか1つの流体混合装置を備えている反応器。 - 請求項11の反応器であって、
実質的水平状分配プレートが、前記反応流体循環方向における前記流体混合装置の下流に位置させられていることを特徴とする反応器。 - 請求項11または12の反応器であって、
前記流体混合装置および前記分配プレートの下流に配置された第2の触媒ベッド(14)を備えている反応器。 - 請求項11〜13のいずれか1つの反応器を、発熱反応を実行するために使用する方法。
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