JPS624436A - 液体分配装置 - Google Patents

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】 本発明は２相下降式反応器すなわち塔での液体分配に関
する。

２相下降式反応器は化学的処理及び石油処理に重要であ
る。例えば、潤滑油を製造するための接触炭化水素脱ロ
ウ法は固定床２相下降式反応器を使用する。

歴史的に、２相下降式反応器すなわち浴用の液体分配ト
レーは反応器容器の壁付近に液体を分配していなかった
。トレー支持リングに接近しているために壁付近に液体
分配点を設置することは困難であった。分配トレー下部
の壁付近の未使用触媒の環状区域はそのような設計から
得られる。

シルク（Ｓｈｉｒｋ）の米国特許第３，３７８，３４９
号明細書は短直径トレーから下部の大直径床表面への液
体の分配方法を記載している。トレーが容器の半球形頭
部に設置されているために、このｌ・レー直径は触媒床
の直径より小さい、このトレーは多数の下降流導管を備
える。これらの下降流導管の若干はトレー開口部から直
接下方に鉛直に排出位置へ延びる直線管であり、残りの
下降流導管はトレー開口部から離れて水平方向へ設置さ
れた、排出位置へ延びる食違い管よりなる。すなわち、
この上部のトレーにはその排出管の少なくとも若干は食
違いタイプの管であり、その結果、床表面の最も遠い外
側区域ｌ＼の液体の分配を行なうことができる。また、
該容器は直線管のみからなる低部トレーを備える。

この反応器容器はいくつかの欠点をもつ０食違い導管は
低部トレーの垂直導管より容器の側壁に近くない、壁へ
液体を近付けないで、しかも壁付近の床上へは液体が分
配されるための試みはなされていない。上述の特許明細
書の第１図は液体が食違い導管の排出口下部に設置され
た邪魔板（４５）のはね上げによって、または開口部す
なわち管（４４）をでる蒸気相中に同伴されてきて、壁
へ吹付けられることによって壁へ容易に到達することが
示されている。邪魔板（４５）は個々の下降管または導
管の排出端部に備えられており、流体を側面へそらせ且
つ分配する。液体が壁を下方へ流れるために、容器壁土
での液体のはね上げは望ましくない。これは液体とトレ
ー下部に設置された床中の触媒または他の固体との効果
的な接触を妨害する。

触媒床の上部に分配トレーを備える側壁をもつ下降式反
応器において、液体はｌ・レーから床へ注がれ、放射状
に広がり、流下するものと思われる。

この広がる動きは容器壁と１−レー下部の液体が触媒と
接触する地点の間の環状区域のほとんどを充填するもの
と思われた。若干の状況において、液体のこの放射状の
広がりはゆっくりであるか、または存在しないことが観
察された。結果として、壁付近の環状区域は床方向へか
なりの距離にわたってガスで充填され、床全体に延びて
ガスで充填されることさえある。このような環状区域の
触媒は液体と接触せず、すなわち利、用されない。

触媒床を備える容器の側壁に近接する環状区域中の上述
のような触媒の未使用部分を液体と接触させ、一方、液
体と側壁との接触を防止するための手段を提供すること
が望ましい。

従って、本発明は側壁（８）を備える容器り６）内に設
置され且つ孔（３）を備えるプレート（１０）から、該
プレー！−（１０）の下部へ液体を分配するための装置
において、液体が孔（３）を下方へ通過するための下降
導管（２５）；下降導管（２５）に連通する挿入口と流
向決定装置（４０）に連通ずる排出口とを備える水平導
管（３０）とを備え、該水平導管（３０）は孔（３）か
らの液体を水平方向に通過させ、該流向決定装置（４０
）は液体を側壁（８）付近で且つ該側壁（８）から離れ
た区域向かわせて容器の側壁（８）に近接する固体床（
５）の区分と接触させることを可能にする液体分配装置
を提供するにある。

本発明装置は反応器容器を通過する反応剤が触媒の１部
分と接触することができない場合に固体触媒床を備える
反応器容器が高価且つ非効率となるために、該容器中に
使用する場合に特に価値がある。

第１図は本発明の第１実施態様を示すものである。周辺
部下降管（２）は分配Ｉ・レー（４）の孔（３）の周囲
に接続している。分配トレー（４）は側壁（８）を備え
る反応器容器（６）内に設置されている０分配置・レー
（４＞は支持リング（１４）上に支持されており、触媒
または充填材例えばラシヒリングのような固体床（固定
床）（５）の上部に設置されている。液体及び蒸気から
なる２相下降流（１６）は容器＜６）の頂部を介して装
入される。しかし、本発明装置は２相下降流（１６）が
液体のみからなる場合にさえ使用することができる。自
流を使用することもできる。

周辺部下降管（２）に加えて、分配トレー（４）は周辺
部下降管（２）より分装置・レー（４）の周辺部から更
に離れた帯域に設置された慣用の下降管（１８）を備え
る。　第２図に示すように、分配ｌ・レー（４）は溶接
部（１３）により液体保持壁（１２）へ接合するプレー
ト（１０）を備える。支持リング（１４）は容器（６）
の側壁（８）に接続している。支持リングガスケット（
２２）が分装置・レー（４）と支持リング（１４）の間
に設置されている。

周辺部下降管（２）は水平導管（３０）へ接続している
下降導管（２５）を備える湾曲管である。下降導管（２
５）はこの実施態様においては密閉管である。下降導管
（２５）は１箇所または２箇所以上の溶接部（２４）に
よりプレート（１０）へ接合されている。下降導？　（
２５）はプレート（１０）から上方へ延びる上部帯ｈ４
　（２６）及びプレート（１０）から下方へ延びる低部
帯域（２８）を備える。通常、２相下降流（１６）から
の液体流層（図示せず）は分配トレー（４）上に保持さ
れる。上部帯域（２６）は容器（６）の液層及び雰囲気
と連通ずるための慣用の堰、オリフィス、切欠き等（図
示せず）を備える。液体保持壁（１２〉はプレート（１
０）上の下降導管（２５）の上部帯域（２６）プレート
上へ突出している距離よりもかなり延びている。

水平導管（３０）を非密閉型水平管（３４）として示す
。

水平管（３４）は低部開口部（３２）及び上部開口部（
３６）を備える。２相下降流（１６）からの液体は低部
開口部（３２）から直径Ａの断面積をもつ水平管（３４
）より小さい直径Ｂの断面積をもつ第２密封導管（４２
）として第２図に記載する流向決定装置（４０）へ送ら
れる。第２密封導管（４２）の断面積が小さければ、蒸
気の上部開口部（３６）への通過がより促進される。

第２密封導管（４２）は水平管（３４）から送られてく
る時の液体の水平方向の速度が全く残らないようにする
ことによって液体を下方へ向かわせるために充分な長さ
及び断面積をもたねばならない。

液体の小割合量は上部開口部（３６）を通過してでるこ
とができる。上部開口部り３６）と側壁（８）の間の水
平管（３４）の下流端部へ接続するはね上げ板　　−（
３８）は上部開口部（３６）から容器側壁（８）への液
体のはね上げを防止する。液体の側壁（８）へのはね上
げは、はね上げられた液体が該側壁に沿−）て流れ、固
定床（５）と効率的に接触しないために望ましくない。

第２密閉導管（４２）は液体を支持リング（１４）下部
の固定床（５）へ向かわせる。第２図に示すように、第
２密閉導管（４２）は側壁（８）と平行である。第２密
閉導管（４２）を側壁（８）に向かって傾斜させて液体
を側壁（８）上ではない該側壁付近に向かわせることが
できる。流向決定装置（４０）は通常液体が側壁（８）
から距ＭＬすなわち１〜５ｃｍ離れた触媒の固定床に到
達するようにしなければならない、第２密閉導管（４２
）の断面積は蒸気が上部開口部（３６）を−上方へ出る
ことを促進するために水平管（３４）の断面積より小さ
くなければならない。

液体保持壁（１２）は通常室温で容器の側壁（８）から
距離１（すなわち１〜４ｃＩ１１離れている。距離Ｈは
分配トレー（４）が装置始動時に容器（６）より速く膨
張するために備えられている。最後には、容器〈６）は
膨張し、平衡時に距ＪＩ！Ｈが回復する。分配トレー（
４）は支持リング（１４）上に設置されている。支持リ
ング（１４）の寸法は容器（６）の寸法、及び容器（６
）及びプレー１−００）のような該容器の内部部材の材
質により変化させることができる。通常、支持リング（
１４）は室温で容器の側壁（８）から液体保持壁（１２
）の距ＭＨの約２倍の寸法Ｉをもつ環状部材である１通
常、周辺部下降管（２）は膨張を考慮して支持リング（
１４）から距離Ｊの間隔をもち、ここで距＃！Ｊは容器
（６）の寸法及び材質に依存するが少なくとも１〜４ｃ
ｍ（１／２〜３／２インチ）である。水平導管（３０）
及び流向決定装置（４０）は側壁（８）付近にあるが、
熱膨張するために室温で側壁（８）から距離にだけ離れ
ている。距離には距離Ｈと等、しいか、またはそれ以上
である。通常、距離には１〜５ｃｍ（１／２〜２インチ
）の範囲である。

第３図は本発明の第２実施態様である。水平導管（３０
）は下流端部に端部壁（３９）を備える密閉水平導管（
３５）である、第２図のような上部開口部（３６）はな
い。密閉水平導管（３５）には流向決定装置（４０）及
び密閉水平導管（３５）の直径Ａ及び断面積と等しくて
もよい直径Ｃと断面積をもつ第２密閏導管（４４）が接
続している。液体及び蒸気は第３図には記載しないが、
第４〜６図に記載する低部開口部（５２）を介して第２
密閉導管（４４）へ送られる。適宜、第２密閏導管の内
壁に垂直邪魔板（４６）を取り付けて液体を下方へ向か
わせ、それによって液体が触媒と接触する前に側壁（８
）と接触させない。流向決定装置（４０）は熱膨張のた
めに側壁（８）から少なくとも距ＭＨだけ離れている。

この距離は流向決定装置（４０）からの液体と側壁（８
）から距離したけ離れた固定床（５）の接触を促進する
。

第２図のような上部開口部（３６）はなく、その結果、
第２密閉導管（４４）の断面積は液体及び蒸気を通過さ
せるために充分でなければならない。

第４〜６図はそれぞれ本発明の第３、第４及び第５実施
態様であり、流向決定装置（４０）は密閉水平導管（３
５）にそれぞれ接続する開放流路部材（５０，６０，６
６）である。開放流路部材は容器の側壁（８）付近であ
って且つ該側壁から離れた該側壁（８）に隣接する固定
床（５）の帯域へ液体を向かわせる。開放流路部材（５
０，６０，６６）は容器（６）の前後軸に面して開放さ
れている。第４図において、は流向決定装置（５２）が
低部開口部（５２）と側壁（８）の間の密閉水平管（３
５）に取り付けられた湾曲している開放流路部材（５０
）である。第５図において、流向決定装置（４０）は長
方形の開放流路部材（６０）である、開放流路部材（６
０）は側面に位置する側板（６４）に結合した平板から
なる。第６図には開放流路部材（６６）として平板のみ
を第５図の実施態様を示す。

第２図の実施態様に示すような上部開口部（３６）は開
放流路部材を使用する第４〜６図の実施態様においては
任意のものである。

第７図及び第８図は本発明の第６実施悪様の側部断面図
及び前面断面図であり、水平導管（３０）はプレート（
１０）に直接数り付けられたトラフ（７０）である０通
常、トラフ（７０）は長方形であり、上流端部の前面壁
（７２）、トラフ側壁（７６）、底部壁（７８）及び下
流端部の背面壁（７４）よりなる、前面壁（７２）は背
面壁（７４）の高さＥより高い高さＤをもつ。トラフ側
壁（７６）は前面壁（７２）に取り付けられた上流帯域
（８４）を備え、前面壁（７２）と一体をなしている。

また、トラフ側壁（７６）は背面壁（７４）に取り付け
られた下流帯域（８６）を備え、背面壁（７４）と一体
をなしている。トラフ（７０）はトラフ側壁（７６）の
上流帯域（８４）に取り付けられた上部壁（８８）を備
える。前面壁（７２）及び上流帯域（８４）はプレート
（１０）へ取り付けられている。底部壁（７８）は前面
壁（７２）及びｌ・ラフ側壁（７６）へ取り付けけられ
いる。トラフ（７０）は低部開口部＜８０）を介して流
向決定装置（４０）へ連通している。低部開口部（８０
）は円形であるが、適当な形状を使用することができる
。第７図及び第８図の流向決定装置（４０）は密閉円形
管（９０）である。

第７図に示すように、流向決定装置（４０）は背面壁（
７４）に取り付けられた底部壁（７８）へ取り付けられ
ている。別の実施態様（図示せず）として、流向決定装
Ｚ　（４０）及び低部開口部（８０）は長方形であって
もよく、背面壁（７４）と一体をなすように水平方向に
移動することかでき、低部開口部（８０）がこのような
形状の場合には、背面壁（７４）と底部壁（７８）は間
隔が空いていてもよい。

２相下降流（１６）は下降導管（２５）の上部帯域（２
６）に入る。下降導管（２５）はプレート（１０）の下
部へ延びる低部帯域（２８）を備える。２相下降流（１
６）は下降導管（２５）を介してトラフ（７０）へ送ら
れる。トラフ（７０）の下流帯域は２相下降流（１６）
中の液体から蒸気を逸出且つ分離させる上部開口部（８
２）を備えていてもよい。背面壁（７４）は第２図の実
施態様のはね上げ板（３８）と同様に作用し、トラフ（
７０）から側壁（８）への液体のはね上げを防止する０
次に、液体を低部開口部（８０）から密閉円形管（９０
）へ送る。

しかし、上述のような流向決定装！　（４０）の種々の
実施態様並びにその同等物のいずれかを第７図及び第８
図に記載する本発明の実施態様に使用することができる
。

以下に実施例（以下、特記しない限り単に「例」と記載
する）を挙け、本発明を更に説明する。

口止 例１は容器側壁に最も近接する孔に設置された慣用の下
降管（垂直管）を使用する液体分１４トレーからの液体
下降流がどれだけ触媒を迂回するかを示すものである。

容器内径（ｉ、ｄ、）＝３．６５７６ｍ（１２，０フイ
ート）支持リング環状部材−０，０５０８ｍ（２，０イ
ンチ）容器側壁から液体保持壁までの距離＝０．０２５
４＋ｎ（１インチ） 容器側壁から慣用の下降管（垂直）の距離・０．０７６
２ｎ［３，０インチ（０，２５フイート）］未接接触触
の割合（％）＝ ＝４．１２％ 吐−に 例２は例１に記載したものと同様の容器、トレー及び支
持リング並びに本発明で開示されたような容器側壁に近
接する下降管を使用することによって更にどれだけの触
媒が液体と接触するかを示すものである。

容器内径（ｉ　、ｄ、）−３，６５７６ｍ（１２，０フ
イート）支持リング環状部材−０，０５０８ｍ（２，０
インチ）容器側壁から液体保持壁までの距離＝　０．０
２５４ｍ（１インチ） 容器側壁から流向決定装置（４０）の距離・０．０２５
４ｍ［１，０インチ（０，０８３３フイート）］未接接
触触の割合（％）＝ ＝１．３８％ 接触した触媒の増加割合（％） 一例１の未接触割合（％）−例２の未接触割合（％）＝
４．１２％−１，３８％ ＝２．７４％

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液体分配装置を使用する反応機の頂部
の概略図であり、第２図は第１図に示す実施態様の詳細
な図であり、第３図は本発明の第２実施態様を示す図で
あり、第４図は開放流路部材を使用する本発明の第３実
施態様を示す図であり、第５図は開放流路部材を使用す
る本発明の第４実施態様を示す図であり、第６図は開放
流路部材として平板を使用する本発明の第５実施態様を
示す図であり、第７図はトラフを使用する本発明の第６
実ＲｆｉＱ様の側面図であり、第８図は第７図の線８−
８に沿って得られる第６実施態様の断面図である。図中
：２・・・周辺部下降管、３・・・孔、４・・・分配ト
レー、５・・・固定床、６・・・容器、８・・・側壁、
１０・・・プレート、１２・・・液体保持壁、１３・・
・溶接部、１４・・・支持リング、１６・・・２相下降
流、１８・・・下降管、２２・・・支持リングガスケッ
ト、２４・・・溶接部、２５・・・下降導管、２６・・
・上部帯域、２８・・・低部帯域（密閉低部帯域）、３
０・・・水平導管、３２・・・低部開口部、３４・・・
水平管、３５・・・密閉水平導管、３６・・・上部開口
部、３８・・・はね上げ板、３９・・・端部壁、４０・
・・流向決定装置、４２・・・第２密閉導管、４４・・
・第２密閉導管、４６・・・垂直邪魔板、５０．６０．
６６・・・開放流路部材、５２・・・低部開口部、６４
・・側板、７０・・・トラフ、７２・・・前面壁、７４
・・・背面壁、７６・・・トラフ側壁、７８・・・底部
壁、８０・・・低部開口部、８２・・・上部開口部、８
４・・・上流帯域、８６・・・下流帯域、８８・・・上
部壁、９０・・・密閉円形管。 特許出願人代理人　曽　我　道　照 ｘＨｌ−ｍ−，。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、側壁（８）を備える容器（６）内に設置され且つ孔
   （３）を備えるプレート（１０）から該プレート（１０
   ）の下部の固体床（５）へ液体を分配するための装置に
   おいて、液体が孔（３）を下方へ通過するための下降導
   管（２５）；下降導管（２５）に連通する挿入口と流向
   決定装置（４０）に連通する排出口とを備える水平導管
   （３０）とを備え、該水平導管（３０）は孔（３）から
   の液体を水平方向に通過させ、該流向決定装置（４０）
   は液体を側壁（８）付近で且つ該側壁（８）から離れた
   区域に向かわせて容器の側壁（８）に近接する固体床（
   ５）の区分と接触させることを特徴とする液体分配装置
   。 ２、下降導管（２５）がプレート（１０）から下方へ延
   びる密閉低部帯域（２８）を備え、孔（３）の周囲でプ
   レート（１０）へ接続し、且つ水平導管（３０）が下降
   導管（２５）の下流端部に接続している特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３、下降導管（２５）が孔（３）から上方の容器（６）
   の雰囲気へ延びる上部帯域（２６）を備える特許請求の
   範囲第２項記載の装置。 ４、水平導管（３０）が上部開口部（３６）を備え、水
   平導管から上方への蒸気の逸出を可能にする特許請求の
   範囲第３項記載の装置。 ５、はね上げ板（３８）が水平導管（３０）に接続し、
   上部開口部（３６）と側壁（８）の間に設置される特許
   請求の範囲第４項記載の装置。 ６、流向決定装置（４０）が水平導管の内部断面積より
   小さい内部断面積をもつ第２密閉導管を備える特許請求
   の範囲第５項記載の装置。 ７、流向決定装置（４０）が容器（６）の前後軸に面す
   る解放帯域をもつ開放流路部材（５０、６０、６６）を
   備える特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８、流向決定装置（４０）が液体及び蒸気を下方へ向か
   わせる第２密閉導管（４４）を備える特許請求の範囲第
   ２項または第３項記載の装置。 ９、垂直邪魔板（４６）が第２密閉導管（４４）内にあ
   り且つ該導管に接続している特許請求の範囲第８項記載
   の装置。 １０、流向決定装置（４０）が開放流路部材（６６）を
   備え、容器（６）の前後軸に面する開放流路部材（６６
   ）の壁に液体を接触させる特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 １１、水平導管（３０）が上流端部の前面壁（７２）、
   トラフ側壁（７６）、底部壁（７８）及び下流端部の前
   面壁（７４）よりなるトラフ（７０）を備え、前面壁（
   ７２）が背面壁（７４）より長く、トラフ側壁（７６）
   の上流帯域が前面壁（７２）に取り付けられ、前面壁（
   ７２）と一体をなし、トラフ側壁（７６）の下流端部が
   背面壁（７４）に取り付けられ、背面壁（７４）と一体
   をなし、前面壁（７２）及び前記上流帯域がプレート（
   １０）に取り付けられ、底部壁（７８）が前面壁（７２
   ）及びトラフ側壁（７６）へ取り付けられている特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 １２、トラフ（７０）がトラフ（７０）から蒸気を上方
   へ出すための上部開口部（８２）を備える特許請求の範
   囲第１１項記載の装置。