JPH0214732A

JPH0214732A - 触媒充▲填▼装置

Info

Publication number: JPH0214732A
Application number: JP16557788A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Minami; 南　嘉高
Original assignee: Idemitsu Engineering Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Engineering Co Ltd
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0644987B2

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〕本発明は触媒充填装置に係り、石油精製設備や化学工業
設備などの反応塔に触媒を充填する作業等に利用できる
。

〔従来の技術〕

従来より、石油精製や化学工業等においては、各種反応
のために触媒が利用されており、その利用にあたっては
、例えば粒状に形紛された触媒を円筒状等の反応塔に充
填しておき、この反応塔内に原料油、反応液、ガスある
いはこれらの混合物等を通過させて触媒表面に接触させ
ることが一般的である。

このような反応塔においては、内部に充填された触媒に
部分的な粗密があると、反応塔内に通される原料油等が
密度の粗い部分のみを通過するため、負荷の集中により
当該部分の触媒活性が急速に低下し、他の部分が正常で
あっても反応塔として充分な性能が得られなくなり、ま
た短期間で触媒の交換を行う必要が生じる。このため、
充填される触媒の密度をなるべく均一にすることが必要
である。

これらの触媒の充填にあたっては、作業員が反応塔内に
入り、可撓性バイブ等を用いて触媒を散布し、均一にな
らすことが一般的であった。しかし、このような方法で
は作業効率が低いうえ、閉鎖された反応塔内での作業で
あり、触媒の微細粉粒が多量に発生するなど、作業員の
安全性や衛生面に問題がある。このため、近年では、外
部からの操作により安全かつ能率よい触媒充填作業が行
えるように、反応塔内に吊下げ支持された回転円板に上
方から粒状触媒を供給し、遠心力により周囲に飛散させ
る形式の触媒充填装置が多数開発されている。

このような触媒充填装置の一つに、円板に代えて長円形
等の分配板を用い、その表面に径方向に、沿って複数の
分配路を形成し、各分配路の径寸法を互いに異なる寸法
に形成した触媒充填装置がある（特開昭６１−１４１９
２３号公報参照）、この触媒充填装置においては、各分
配路から散布される触媒が多数の同心円状の軌跡を描く
ため、回転数を制御することにより広範囲に−様な散布
が可能であり、他の回転円板式の触媒充填装置に比べて
操作が簡単なうえ均一な触媒充填を極めて効率よく行う
ことができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記特開昭６１−１４１９２３号公報の触媒
充填装置においては、散布密度の均一化を回転速度の定
常的に変化させて行う必要があり、触媒充填作業の進行
に伴って触媒落下高さが小さくなるに従い、触媒が外周
部分まで充分に達するように分配板の回転を高速化させ
なければならない。

しかし、円板を必要以上に高速回転させた場合、散布さ
れる触媒に作用する遠心力が増大するため、反応塔中心
部に落下する触媒が減少する。特に、前記公報のような
二段式の分配板を用いた場合、下段のチューブ状分配路
には遠心力による分配路の閉塞が生じ、散布触媒がより
不均一になるとともに、場合によっては二段目からの散
布が実質的に不可能となる恐れもある。また、さほど高
速でなくとも、各分配路先端においては、回転の高速化
に伴う遠心力の増大が外径の大きいものほど顕著である
ため、大径部からの散布量に比べて小径部、からの散布
量が減り、反応塔中心付近の触媒密度が粗くなることが
あり、均一な充填を維持するためには作業が煩雑で労力
を要していた。

本発明の目的は、広い条件範囲で均一な触媒散布が行え
るとともに、高速回転時にも中心付近から散布される触
媒を確保できる触媒充填装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、触媒供給管の下方に同軸で回転する少なくと
も２枚の分配板を平行配置し、上側の分配板が下側より
大径となるように形成するとともに、各分配板の表面を
複数のリブで仕切って径方向外向きに拡開する触媒分配
部を設け、この触媒分配部の径方向の長さが互いに異な
るように形成し、さらに各分配板の中央部には触媒落下
部を設けて触媒充填装置を構成したものである。

〔作用〕

このように構成された本発明においては、各分配板の触
媒分配部により同心円状に触媒を散布することにより、
反応塔内に充填される触媒の密度を均一にする。また、
分配板を複数段に設け、外周側への触媒散布を上側の分
配板で行い、内周側への触媒散布を下側の分配板で行う
配置とすることにより、高速回転時の散布触媒量の外周
側への遷移が各分配板の範囲内に収まるようにし、内周
側に落下する触媒を確保する。さらに、各分配板の中心
部に設けた触媒落下部により下段の分配板への触媒供給
を行うとともに、最下段の分配仮においては中心部分に
触媒を落下させ、高速回転時においても反応塔中心部へ
の触媒落下を確保し、これらにより高速回転時にも前面
にわたって均一な触媒散布を確実に行って前記目的を達
成する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明の触媒充填装置１０を適用した石油精
製用の反応塔１が示されている。この反応塔１は略円筒
状の外殻を有し、内部には原料油が通過可能な上部スク
リーン２および下部スクリーン３が設けられており、下
部スクリーン３上には粒状の触媒４が積載充填されてい
る。この触媒４を充填するために、反応塔１の上部開口
部には触媒４を蓄えるホッパ５が配置され、ホッパ５の
下端には触媒４を移送する供給チューブ６が連結され、
供給チューブ６の下端は上部スクリーン２の中央に支持
された触媒充填装置１０に連結されている。

この触媒充填装置１０は、本発明に基づいて構成された
ものであり、上部スクリーン２の上面側に配置されたモ
ータ１１により駆動される駆動軸１２を備えている。こ
の駆動軸１２の下端には２枚の分配板１３．１４が設け
られ、供給チューブ６から供給される触媒４は供給通路
１５を通して分配板１３．１４の中央に導かれており、
触媒充填装置１ｏは分配板１３゜１４の回転により触媒
４を周囲に飛散させ、下部スクリーン３上に散布して反
応塔ｌ内への充填を行うように構成されている。

第２図には触媒充填装置１０の下端側の要部が示されて
いる０図において、駆動軸１２の下端には固定部材２１
がねじ止めされ、この固定部材２１の周囲には４本の支
持腕２２を介して中心筒体２３が支持されている。

ここで、中心筒体２３の上端近傍の周面には分配板１３
の内周縁が溶接固定されている。また、中心筒体２３の
上端は供給通路１５の下端側開口内に挿入され、その外
周には上端縁から下方に向かって拡開する円錐面２４が
設けられている。この円錐面２４の下端は分配板１３の
上面に連結されており、供給通路１５からの触媒４を受
けて分配ＦＬ１３の上面に誘導可能である。

第３図に示すように、分配板Ｉｆｆの上面にはその外周
縁から円錐面２４の外周近傍にわたって複数のリプ３１
が設けられている。各リプ３１は径方向に沿って互いに
外向きに拡開するように配置され、分配板１３の表面を
仕切ることにより略凹形の触媒分配部３２が形成されて
いる。

ここで、分配板１３の外周形状は、駆動軸１２の回転軸
線に対して点対称な略長円形に形成されており、各触媒
分配部３２毎に径方向の長さが異なるように形成されて
いる。すなわち、各触媒分配部３２は、分配板１３の短
軸方向である小径部３３に位置する触媒分配部３２Ａ、
　３２Ｂからそれぞれ長軸方向である大径部３４に位置
する触媒分配部３２Ｃ，３２Ｄに向かって順次半径が増
加し、先端の包路線が略インボリュート曲線を描くよう
に形成されている。

なお、分配板１３の中央部は中心筒体２３に連結され、
中心筒体２３内の空間を介して供給通路１５からの触媒
４を一部下方に送出可能とされ、中心筒体２３自体が分
配板１３の触媒落下部として構成されている。

第２図に戻って、分配板１４は中心筒体２３の周面に取
付けられた４本のボルト２５により吊下げられ、中心筒
体２３の下端から所定間隔をおいて分配板１３と平行か
つ同軸に支持されている。

第４図に示すように、分配板１４は前述の分配板１３と
同様に略長円形に形成され、外周縁から中心筒体２３の
周面近傍〆にわたって表面を仕切る複数のリプ４１によ
り略凹形の触媒分配部４２が形成されている。各触媒分
配部４２は、小径部４３に位置する触媒分配部４２Ａ、
　４２Ｂからそれぞれ大径部４４に位置する触媒分配部
４２Ｃ，４２Ｄに向かって順次半径が増加し、先端の包
絡線が略インボリュート曲線を措くように形成されてい
る。なお、分配板１３．１４は、分配板１４の大径部４
４がそれぞれ分配板１３の小径部３３に重なるように配
置されている。

ここで、分配板１４の中心部には触媒落下部としての長
孔４５が設けられている。また、分配板１４の上面には
、この長孔４５を挟んで一対の補助リプ４６が径方向に
設けられ、この補助リブ４６の上端縁は中央筒体２３の
下端側開口内に挿入されσおり、中央筒体２３内に上方
から供給された触媒４を分配板ｌ４の回転に伴って掃き
出し、長孔４５から落下される以外の触媒を周囲の分配
板１４上面に送出可能である。

なお、分配板１４の上面には、長孔４５の一例縁に沿っ
て板状の調整部材５０が複数配列されている。

これらの調整部材５０は、基端側を各２本づつのボルト
４７により固定され、それぞれボルト４７を緩めて先端
側を長孔４５内に進出させることにより長孔４５の開口
面積を加減し、長孔４５からの落下触媒量を調整可能で
ある。

このように構成された本実施例においては、次に示すよ
うな動作を行う。

まず、触媒充填装置１０のモータ１１を動作させ、駆動
軸１２を介して′分配ｖｉ１３．１４を回転させておく
とともに、触媒充填装置１０に供給チューブ６を通して
ホッパ５から触媒４を供給する。

供給された触媒４は供給通路１５から中央筒体２３上に
落下し、中央筒体２３の外側部分の触媒４は円錐面２４
により分配板１３に送られ、分配板１３の回転に伴う遠
心力により各触媒分配部３２の先端から下部スクリーン
３上に散布される。また、中央筒体２３の内側部分の触
媒４はそのまま落下して分配板１４に送られ、分配板１
４の回転に伴う遠心力により各触媒分配部４２の先端か
ら下部スクリーン３上に散布されるとともに、一部が長
孔４５を通して中央部に散布される。

ここで、分配板１３．１４の触媒分配部３２．４２は、
それぞれ径方向の長さが異なるため、各触媒分配部３２
．４２の先端から散布される触媒４はそれぞれ下部スク
リーン３上に略同心円状の軌跡を描くように散布される
。すなわち、第１図に示すように、分配板１３からの触
媒４＾は下部スクリーン３の外周縁から所定幅の範囲に
散布され、分配板１４からの触媒４Ｂはその内側の範囲
に散布される。また、分配板１４では散布しきれない下
部スクリーン３中心部分については長孔４５からの触媒
４Ｃが散布され、これにより下部スクリーン３上には触
媒４が−様に散布され、反応塔ｌ内には均一な触媒４の
充填が行われる。

このような本実施例によれば、次に示すような効果があ
る。

すなわち、２枚の分配板１３．１４を設け、各々反応塔
１内の外側領域および内側領域を分担させるとともに、
各分配板１３．１４山径方向の長さの異なる触媒分配部
３２．４２を設けたため、触媒４を広い範囲にわたって
−様に散布することができる。

また、長孔４５を通して触媒４を中央部に散布できるよ
うにしたため、各分配板１３．１４によっては散布しに
くい反応塔ｌ内の中心部分についても充分な触媒４を確
保でき、より均一な充填が可能となる。

さらに、分配板１３．１４を高速回転させた場合、分配
板１３の小径部３３からの散布量が減少しても分配板１
４の大径部４４における散布量の増加により補填でき、
かつ分配板１４の小径部４３からの散布量の減少は長孔
４５からの散布量を増加させることにより補填できるた
め、高速回転時にも特に問題なく触媒４の−様な散布が
行え、高速回転により作業時間の短縮が可能である。

一方、分配板１３．１４を長円形に形成し、各触媒分配
部３２．４２の径方向の長さが一対の小径部３３゜４３
と一対の大径部３４．４４との間で増減を操り返すよう
に形成したため、触媒層のレベルの変化がなく、触媒強
度を確保できるとともに、正逆いずれの方向に回転させ
ても利用することができる。

また、分配板１４の大径部４４がそれぞれ分配板１３の
小径部３３に重なるように配置したため、触媒分配部３
２先端の包絡線に触媒分配部４２先端の包絡線が略連続
するようにでき、散布される触媒４相互の連続性を増し
てより均一化できる。

さらに、各触媒分配部３２．４２の径方向の長さ変化は
インボリュート曲線に基づくとしたため、各々の端部か
ら散布される触媒４が描く同心円状の軌跡を略一定間隔
としやすく、より均一な散布を行うことができる。

また、供給通路１５から落下する触媒４を円錐面２４に
より分配板１３に円滑に供給できるとともに、分配板１
３の触媒落下部である中央筒体２３を通じて分配板１４
にも充分な触媒４を供給できる。

さらに、分配板１４の上面に補助リブ４６を設け、この
補助リブ４６により中央筒体２３内に上方から供給され
た触媒４を分配板１４の回転に伴って掃き出すようにし
たため、分配板１４への触媒４の供給を円滑にできる。

また、分配板１４の中心部には触媒落下部としての長孔
４５を設け、二〇長孔４５を分配板１４の回転中心を通
りかつある程度の長さにわたって形成したため、両端部
近傍から落下する触媒４を分配板１４の回転に伴って外
側に偏向させ、適当に分散させることができる。

さらに、調整部材５０を設けて長孔４５の開口面積を加
減できるようにしたため、反応塔１の中心部への触媒４
の散布量を常時最適に調節することができ、より均一な
散布を行うことができる。

また、調整部材５０による長孔４５の開口面積の加減は
、ボルト４７を緩めて各調整部材５０の進出量を加減す
ることで簡単に行え、かつ、調整部材５０は複数を別個
に調整可能としたため部分毎の微妙な調整も行うことが
でき、最適な散布状態を簡単に実現することができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。

すなわち、分配板１３．１４の外形は交叉する短軸およ
び長軸を有する長円形に限らず、３個所以上の大径部お
よび小径部を有する略三角形状や略矩形等に形成しても
よい。

また、分配板１３．１４は各短軸または長軸に対して略
対称な形状に限らず、いわゆる羽根車のように何れかの
回転方向に沿って径方向の長さが変化するように形成し
てもよい。しかし、このような場合、回転方向を一定方
向に限定されるうえ、小径部と大径部とが隣接して大き
な段差を生じることになるため適宜補強等が必要であり
、なるべ（前記実施例のような長円形等に構成すること
が望ましい。

さらに、分配板１３．１４に設ける触媒分配部３２゜４
２の数は実施にあたって適宜変更すればよい、しかし、
触媒分配部３２．４２の数を増す場合、各々の幅が狭く
なって触媒４が通過しにくくならないように留意する必
要がある。

一方、前記実施例においては２枚の分配板１３゜１４を
設けたが、分配板の数は３枚以上であってもよく、反応
塔１内の触媒充填部分の大きさ等に応じ、実施にあたっ
て適宜選択すればよい。

また、分配板１３．１４の取付は構造や触媒４を誘導す
る構造等は実施にあたって適宜選択すればよい。

例えば、分配板１３を直接駆動軸１２にねじ止めし、そ
の周囲に多数の穿孔を設けて触媒落下部を構成してもよ
い。また、円錐面２４は分配板の中心部近傍を膨出させ
て一体に成形してもよい。さらに、補助リブ４６の数は
適宜増減させて″よく、あるい＼は省略してもよい。ま
た、分配板１４は適当な棒材等の溶接により吊下げても
よい。しかし、前記実施例のように中心筒体２３にボル
ト２５を介して支持すれば、中心筒体２３の下端と分配
板１４上面との隙間を加減することができ、触媒分配部
４２に送られる触媒４の加減を容易に行える。

さらに、前記実施例においては、進出可能な調整部材５
０を長孔４５の一側に設けたが、これは長孔４５の両側
であってもよい、この場合、両側の調整部材５０を同量
づつ進出させれば回転中心に対する対称性を維持でき、
反応塔１の中心部への触媒４の散布のより微妙な調整も
可能である。

また、調整部材５０は板状に限らず、単に長孔４５の開
口面積を加減できるものであればよく、あるいは長孔４
５の側縁に沿って複数を配列するものに限らず、各個に
１枚づつであってもよい。

さらに、長孔４５の側縁には、第５図に示すような調整
部材６０を設けてもよい。

図において、案内部材６０は取付面６１に２つの取付用
長孔６２を有し、２本のボルト４８で分配板Ｉ４の下面
に固定されている（第４図中二点鎖線参照）。

この案内部材６０は、取付面６Ｉの一側縁から下方に延
びる案内面６３を有し、その下端縁には略水平な受は面
６４が形成されている。この受は面６４は、２枚の仕切
板６５Ａ、　６５Ｂにより中央部６４Ａおよび両側の端
部６４Ｂ、　６４Ｃに仕切られている。このうち、端部
６４Ｂは案内面６３と反対側へ斜めに延長され、その側
縁には案内面６３から連続する溢れ止め６６Ａが設けら
れている。また、端部６４Ｃは直線的に延長され、案内
面６３と反対側の側縁には仕切板６５Ｂに連続する溢れ
止め６６Ｂが設けられている。さらに、案内面６３には
導流口６７が設けられ、中央部６４Ａは導流口６７を通
して案内面６３の反対側に突出する突出部６８に連続さ
れている。

このような案内部材６０を用いた場合、長孔４５からの
触媒４は案内面６３に沿って落下し、−旦受は面６４に
受けられた後、回転に伴って同心円状に均一に散布され
る。すなわち、受は面６４に落下した触媒４のうち中央
部６４八　に落下した分は、一部が案内面６３と反対側
縁から直接落下し、反応塔１の略中心に散布されるとと
もに、残りが導流口６７を通して突出部６８に送られ、
反応塔１の略中心から僅かに離れた部分に散布される。

一方、端部６４Ｂ。

６４Ｃに落下した分は、それぞれ溢れ止め６６Ａ、　６
６Ｂに沿って先端部まで送られて飛散され、前述の突出
部６Ｂからの散布分の外側およびさらに外側に同心円状
に散布される。

従って、このような案内部材６０によれば、長孔４５か
らの触媒４を多様な形態で散布させることができ、反応
塔１内に充填される触媒４を一層均一化させることがで
きる。また、ボルト４８を緩めて案内部材６０を進退さ
ることができ、前記調整部材５０と同様な長孔４５の開
口面積の調整を同時に行うこともできる。

その他、本発明の触媒充填装置は、前述のような触媒粒
体そのものに限らず、ダッシヒリングやゼオライト等の
固形充填物の充填に利用できる他、吸着や吸収、抽出、
洗浄等、化学工業で多用される触媒に準じた粒状物等を
反応塔類に充填する際にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の触媒充填装置によれば
、反応塔内に均一な触媒散布が行えるとともに、高速回
転時にも中心付近から散布される触媒を確保でき、−様
な触媒充填を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は前記
実施例の要部を示す断面図、第３図は前記実施例の一方
の分配板を示す上面図、第４図は前記実施例の他方の分
配板を示す上面図、第５図は前記実施例の調整部材およ
び前記実施例に利用可能な案内部材を示す斜視図である
。１・・・反応塔、４・・・触媒、４．Ａ、　４８．４Ｃ
・・・散布される触媒の流れ、５，６．１５・・・触媒
供給用のホッパ９供給チエープおよび供給通路、１０・
・・触媒充填装置、１１、１２・・・回転駆動用のモー
タおよび駆動軸、１３゜１４・・・分配板、２３．４５
・・・触媒落下部である中心筒体および長孔、３１．４
１・・・リプ、３２．４２・・・触媒分配部、３３、４
３・・・小径部、３．４．４４・・・大径部、５０・・
・調整部材、６０・・・案内部材。出願人　出光エンジニアリング株式会社代理人　弁理士
　木下　實三（ほか２名）第 ■ 図４・−剛９葉１０・−３幻１免填能厘１１．１２’・−四亀已ヒｔ７７用の七−夕よｒｖ、５
区中力φ由第図／２３．４５・−角虫ｔ＃：ＸＴ吾ｒｉｔふる中Ｉ＋−・
箇イ本−ｉ−よ！長孔５０・　ｉＭ　町！　”５７オ第３図４１・・パ）ア。４２−　角１媒分ｖ１− ４３−・１・径即ニー人径１（］６０−　Ｔ内音Ｐ材第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）触媒供給管の下方に同軸で回転する少なくとも２
枚の分配板を平行配置し、上側の分配板が下側より大径
となるように形成するとともに、各分配板の表面を複数
のリブで仕切って径方向外向きに拡開する触媒分配部を
設け、この触媒分配部の径方向の長さが互いに異なるよ
うに形成し、さらに各分配板の中央部には触媒落下部を
設けたことを特徴とする触媒充填装置。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記各分配板は
、上側の分配板の大径部が下側の小径部に重なるように
配置されていることを特徴とする触媒充填装置。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
記各分配板は、外周形状が回転軸心に対して点対称に形
成されていることを特徴とする触媒充填装置。