JPS627436A - 三相流動反応器の分散機構 - Google Patents
三相流動反応器の分散機構Info
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- JPS627436A JPS627436A JP14458085A JP14458085A JPS627436A JP S627436 A JPS627436 A JP S627436A JP 14458085 A JP14458085 A JP 14458085A JP 14458085 A JP14458085 A JP 14458085A JP S627436 A JPS627436 A JP S627436A
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- Japan
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- gas
- liquid
- dispersion
- stem
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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
- B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
- B01J8/20—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
- B01J8/22—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
-
- 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
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- B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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。
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、固体、気体、液体を同時接触させるための三
相流動反応器に関するものである。
相流動反応器に関するものである。
さらに詳しくは気体液体を上方に流通させることにより
固体層を一定レベルに膨張させるような三相流動反応器
において、ガス及び液を分散させるガス、液分離機構に
関するものでらる。
固体層を一定レベルに膨張させるような三相流動反応器
において、ガス及び液を分散させるガス、液分離機構に
関するものでらる。
（従来の技術）
固体、気体、液体による三相流動反応器は三相の接触効
率が良く、流動状態にあることから生起する反応が著し
い発熱反応の場合に有効であることが知られている。
率が良く、流動状態にあることから生起する反応が著し
い発熱反応の場合に有効であることが知られている。
その例としては原油から分留した重、中質油留分を触媒
の存在下にて水素を供給して反応せしめる、水素化脱硫
反応装置又は水素化分解反応装置等の接触反応器があげ
られる。
の存在下にて水素を供給して反応せしめる、水素化脱硫
反応装置又は水素化分解反応装置等の接触反応器があげ
られる。
三相流動反応装置の一般的流動状態は田中栄−；化学工
学第３４巻、第１２号（１９７０年）等に詳しく述べら
れている通りであシ、立型円筒状容器に充填された触媒
等の固体粒子を少なくとも静止状態に比し１０％以上大
きな容積を占める。いわゆる流動化させるに充分であり
、かつ固体粒子が同伴上昇（〜ない速度で液体及び気体
を反応容器下部より流通させることにより安定した固体
粒子の流動層を形成せしめるものである。
学第３４巻、第１２号（１９７０年）等に詳しく述べら
れている通りであシ、立型円筒状容器に充填された触媒
等の固体粒子を少なくとも静止状態に比し１０％以上大
きな容積を占める。いわゆる流動化させるに充分であり
、かつ固体粒子が同伴上昇（〜ない速度で液体及び気体
を反応容器下部より流通させることにより安定した固体
粒子の流動層を形成せしめるものである。
この流動状態を得るためには、膨張した触媒層の上部か
ら液を抜き出し、ポンプを用いて反応容器下部に供給す
る液の循環、並びに同様に抜き出されたガスの循環が不
可欠の要素となる。
ら液を抜き出し、ポンプを用いて反応容器下部に供給す
る液の循環、並びに同様に抜き出されたガスの循環が不
可欠の要素となる。
これは触媒の流動上必要な液及びガス流速を循環により
維持するために行なう。
維持するために行なう。
櫨た、この三相流動反応器を用いた具体例を挙げれば石
油等型、中質油留分の水素化脱硫を行なわしめる場合は
５０〜１５［］ｋｌｉＩ／α２Ｇ１３５０〜４２０℃の
条件下でα５〜５ｍφの円柱上若しくは球状のニッケル
ーモリブデン系、コバルト−モリブデン系又はタングス
テン−モリブデン系の触媒と供給油及びガス状水素を接
触させることにより水素化反応が達成される。
油等型、中質油留分の水素化脱硫を行なわしめる場合は
５０〜１５［］ｋｌｉＩ／α２Ｇ１３５０〜４２０℃の
条件下でα５〜５ｍφの円柱上若しくは球状のニッケル
ーモリブデン系、コバルト−モリブデン系又はタングス
テン−モリブデン系の触媒と供給油及びガス状水素を接
触させることにより水素化反応が達成される。
本発明はこの様な三相流動反応器のガス、液分散を良好
にし気−液一固の接触効率を向上させるだめのガス、液
分散機構に係るものである。
にし気−液一固の接触効率を向上させるだめのガス、液
分散機構に係るものである。
第２図は従来の三相流動反応器の下部断面を示すもので
あり、反応器本体１内下部に設けられた分散器取付板３
の上部が触媒層２であり、液・ガス混相流の上昇流１５
により触媒層２は膨張する。反応器１より排出された液
及びガスは大部分循環ガス６及び循環液７として再び反
応器１へ循環される。流入したガス、液は混合層５を経
て分散機構に多数設けられた分散筒４を通って触媒層２
へ供給さｎｂ０分散筒４には混合層５への堆積を防止す
るためのキャップ９が取シ付けられている。
あり、反応器本体１内下部に設けられた分散器取付板３
の上部が触媒層２であり、液・ガス混相流の上昇流１５
により触媒層２は膨張する。反応器１より排出された液
及びガスは大部分循環ガス６及び循環液７として再び反
応器１へ循環される。流入したガス、液は混合層５を経
て分散機構に多数設けられた分散筒４を通って触媒層２
へ供給さｎｂ０分散筒４には混合層５への堆積を防止す
るためのキャップ９が取シ付けられている。
第５図は従来の三相流動反応器の分散機構を示すもので
ある。供給液及び供給ガスは混合流体１５となシ分散筒
４へ流入し流出口１５よりキャップ９の底部より触媒層
２内へ流通される。
ある。供給液及び供給ガスは混合流体１５となシ分散筒
４へ流入し流出口１５よりキャップ９の底部より触媒層
２内へ流通される。
この分散方式は例えば蒸留塔に多用されるバブルキャッ
プ方式と類似の形状を有しておりこの形状は反応器の水
平断面の液ガス分布の不均一を極力小さくすることを主
目的としたものであυ、ガス粒径（気泡径）の微細化に
は充分ではない。
プ方式と類似の形状を有しておりこの形状は反応器の水
平断面の液ガス分布の不均一を極力小さくすることを主
目的としたものであυ、ガス粒径（気泡径）の微細化に
は充分ではない。
従って本方式の場合、ガス供給量当りの気液接触界面積
が少ないため、反応に必要なガスを液中に溶解させるた
めには必要以上にガスを供給しなければならない。
が少ないため、反応に必要なガスを液中に溶解させるた
めには必要以上にガスを供給しなければならない。
また、三相流動反応器は気−液一固の三相反応であり固
体粒子の供給系への流入は重大な危険を招く恐れがある
。本方式では触媒堆積防止のキャップ９を保持するが混
合層５への落下堆積に対して極めて不十分であυ、固体
粒子の流入により液の供給が阻害されて流動層を維持す
るに必要な流量（流速）を確保出来なくなり、固定層の
状態に至る。そのため異常反応を引起し、反応器に致命
的な欠陥を与えかねないことになる。
体粒子の供給系への流入は重大な危険を招く恐れがある
。本方式では触媒堆積防止のキャップ９を保持するが混
合層５への落下堆積に対して極めて不十分であυ、固体
粒子の流入により液の供給が阻害されて流動層を維持す
るに必要な流量（流速）を確保出来なくなり、固定層の
状態に至る。そのため異常反応を引起し、反応器に致命
的な欠陥を与えかねないことになる。
（発明が解決（２ようとする問題点）
本発明は従来の三相流動反応器の分散機構の欠点を解消
し、ガス液の分散効率を向上させて供給ガス量を低減さ
せ、また固体粒子が混合層に流入して液の供給が阻害さ
れるということのない前記分散機構を提供しようとする
ものである。
し、ガス液の分散効率を向上させて供給ガス量を低減さ
せ、また固体粒子が混合層に流入して液の供給が阻害さ
れるということのない前記分散機構を提供しようとする
ものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明は三相流動反応器の下部に多数の分散筒を植設し
た分散器取付板を設け、該取付板の下層の気液混合層か
ら上層の固体粒子層に前記分散筒を介して気液混相流体
を誘導して該固体粒子層を流動化する三相流動反応器の
分散機構において、該分散筒の上端面を弁座としてこれ
に当接する分散器弁体を載置し、該分散器弁体下部のス
テムに結合された弁体支持部が分散筒内に設置されたス
テムサポートによ如上下摺動可能に支持されており、上
記気液混相流体の上昇流によって該弁体を押し上げ、シ
ール部にできた間隙より該流体を固体粒子層内に分散さ
せることを特徴とすｂ三相流動反応器の分散機構である
。
た分散器取付板を設け、該取付板の下層の気液混合層か
ら上層の固体粒子層に前記分散筒を介して気液混相流体
を誘導して該固体粒子層を流動化する三相流動反応器の
分散機構において、該分散筒の上端面を弁座としてこれ
に当接する分散器弁体を載置し、該分散器弁体下部のス
テムに結合された弁体支持部が分散筒内に設置されたス
テムサポートによ如上下摺動可能に支持されており、上
記気液混相流体の上昇流によって該弁体を押し上げ、シ
ール部にできた間隙より該流体を固体粒子層内に分散さ
せることを特徴とすｂ三相流動反応器の分散機構である
。
（作用）
第１図は本発明の１つの実施例である分散機構の断面図
でるる。第２図のように三相流動反応器の下部に設けた
分散筒取付板５に分散筒４が植設されておυ、該取付板
５が三相流動化触媒層２と気液混相流体を区画している
点で違いはない。
でるる。第２図のように三相流動反応器の下部に設けた
分散筒取付板５に分散筒４が植設されておυ、該取付板
５が三相流動化触媒層２と気液混相流体を区画している
点で違いはない。
気液混和流体１５の上昇流は分散筒４の内部に設けられ
た２ケ所のステムサポータ１１の流路を通ヤ分散器弁体
８を押し上げる。無流通の状態では分散筒４上端と、分
散器弁体８はクール部１２にて接触シールされておυ流
動触媒層２と遮断される。分散器弁体８の上下動距離は
弁体支持部１０と、ステムサポータ１１によυ決まる。
た２ケ所のステムサポータ１１の流路を通ヤ分散器弁体
８を押し上げる。無流通の状態では分散筒４上端と、分
散器弁体８はクール部１２にて接触シールされておυ流
動触媒層２と遮断される。分散器弁体８の上下動距離は
弁体支持部１０と、ステムサポータ１１によυ決まる。
この距離は弁体ステム８′と、弁体支持部１０との連結
部１５を謔整することにより可変出来る。前記流体１５
はシール部１２に出来た間隙より流動触媒層２内へ分散
されるが、シール部１２より流出する気液は分散器弁体
８の外周にきざまれた三角スリットにより一層細かく分
断され分散効果を向上させている。また、弁体８下部に
逆円錐体を一体形成して、分散筒上端面の内側エツジと
前記逆円錐体側面とを当接させてシールを構成すること
ができる。
部１５を謔整することにより可変出来る。前記流体１５
はシール部１２に出来た間隙より流動触媒層２内へ分散
されるが、シール部１２より流出する気液は分散器弁体
８の外周にきざまれた三角スリットにより一層細かく分
断され分散効果を向上させている。また、弁体８下部に
逆円錐体を一体形成して、分散筒上端面の内側エツジと
前記逆円錐体側面とを当接させてシールを構成すること
ができる。
混相流体１５の流入が停止した場合は、上記弁体８の自
重および上面に作用する圧力により瞬時に閉まることに
なシ、また混相流体１５の流通量の低下に対してはクー
ル部１２のクリアランスが小さくなりそれなりの分散流
速を確保することが出来、分散状態の極端な変化を防止
出来ることになる。
重および上面に作用する圧力により瞬時に閉まることに
なシ、また混相流体１５の流通量の低下に対してはクー
ル部１２のクリアランスが小さくなりそれなりの分散流
速を確保することが出来、分散状態の極端な変化を防止
出来ることになる。
また固体粒子（触媒）の逆流、侵入も上記弁体の移動に
より当然に防止出来る。
より当然に防止出来る。
（実施例）
次に、従来の比較例と対比して、本発明の詳細な説明す
る。
る。
比較例
第２図、第３図に示す形状のプラスチック製コールドモ
デルを用い従来方式の性能を確認した。
デルを用い従来方式の性能を確認した。
反応器本体の内径は３００ｍでおυ、高さは３０００ｍ
である。分散器は気液混相流体１５の流路、つまシ分散
筒４の内径が２０−１流出口１３の径が５鰭で周囲に等
分に４ケ所、分散キャップ９の径は′５０−であシ、キ
ャンプと分散器取付板３との隙間は２■である。この様
な分散器を４個取り付けた。
である。分散器は気液混相流体１５の流路、つまシ分散
筒４の内径が２０−１流出口１３の径が５鰭で周囲に等
分に４ケ所、分散キャップ９の径は′５０−であシ、キ
ャンプと分散器取付板３との隙間は２■である。この様
な分散器を４個取り付けた。
供給液はＪ工Ｓ規定の白灯油を用い、ガスは窒素を、触
媒は見掛は比重１．３５で直径１．５ｍ。
媒は見掛は比重１．３５で直径１．５ｍ。
長さ約５ｍｓの押し出し成型品を用いた。操作温度は常
温、操作圧力は常圧である。ガスは空塔速度が４ ｃｍ
／ ｓｅｃとなる様供給した。
温、操作圧力は常圧である。ガスは空塔速度が４ ｃｍ
／ ｓｅｃとなる様供給した。
また、触媒は静止時の充填層高が１７００■となる様充
填した。液は空塔速度が１〜１ａｃＭ／’Ｅｉ８Ｃの範
囲で供給した。
填した。液は空塔速度が１〜１ａｃＭ／’Ｅｉ８Ｃの範
囲で供給した。
この様な条件下で試験し、ガスの滞留：ｔ（ガスホール
ドアツプ〕を測定したところ、１２〜１５ Ｖｏ１％で
あり、直径数誌を越える大きな気泡が多数認められた。
ドアツプ〕を測定したところ、１２〜１５ Ｖｏ１％で
あり、直径数誌を越える大きな気泡が多数認められた。
また、触媒の分散器内への侵入も見られ、特に液、ガス
を止めた時など、多数の触媒が侵入し再流通時に偏流を
生じた。
を止めた時など、多数の触媒が侵入し再流通時に偏流を
生じた。
実施例
比較例に記載した試験装置の分散器を第１図に示す本発
明の分散器に変更し、同様の試験を実施した。分散筒４
の寸法は比較例と同一で分散器弁体８の摺動距離を３１
１ＩＩとした点を除き比較例の反応器本体、分散筒の寸
法及び試験条件全て同一である。
明の分散器に変更し、同様の試験を実施した。分散筒４
の寸法は比較例と同一で分散器弁体８の摺動距離を３１
１ＩＩとした点を除き比較例の反応器本体、分散筒の寸
法及び試験条件全て同一である。
この様な条件でガス滞留量を測定したところ２２ Ｖｏ
ｗ％に達した。また空塔速度の変化に対しても、偏流は
全く無く、気泡径も数■を越えるものはほとんどなく気
液接触効率の向上が認められ、さらに触媒の侵入も皆無
であυ極めて優れた三相流動反応器の分散機構であるこ
とが証明された。
ｗ％に達した。また空塔速度の変化に対しても、偏流は
全く無く、気泡径も数■を越えるものはほとんどなく気
液接触効率の向上が認められ、さらに触媒の侵入も皆無
であυ極めて優れた三相流動反応器の分散機構であるこ
とが証明された。
（発明の効果）
本発明は前記構成を採用することにより、固体粒子層中
のガス・液分散効率が向上し、供給ガス量を大巾に低減
させることができた。また、気液混相流体の流入が止ま
ると、弁体の自重および弁体の上面に作用する圧力によ
り瞬時に閉まるので、固体粒子が混合層に流入すること
がなくなった。そして、反応器全体として、安定した三
相流動化を広い流体供給量の範囲で可能にした。
のガス・液分散効率が向上し、供給ガス量を大巾に低減
させることができた。また、気液混相流体の流入が止ま
ると、弁体の自重および弁体の上面に作用する圧力によ
り瞬時に閉まるので、固体粒子が混合層に流入すること
がなくなった。そして、反応器全体として、安定した三
相流動化を広い流体供給量の範囲で可能にした。
第１図は本発明の１つの実施例である分散機構を示す断
面図、第２図は従来の三相流動反応器の下部断面図、第
３図は従来の分散機構を示す断面図である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 第１図 ？／８ ｒへ−だ
面図、第２図は従来の三相流動反応器の下部断面図、第
３図は従来の分散機構を示す断面図である。 復代理人 内 １） 明 復代理人 萩 原 亮 − 復代理人 安 西 篤 夫 第１図 ？／８ ｒへ−だ
Claims (1)
- 三相流動反応器の下部に多数の分散筒を植設した分散器
取付板を設け、該取付板の下層の気液混合層から上層の
固体粒子層に前記分散筒を介して気液混相流体を誘導し
て該固体粒子層を流動化する三相流動反応器の分散機構
において、該分散筒の上端面を弁座としてこれに当接す
る分散器弁体を載置し、該分散器弁体下部のステムに結
合された弁体支持部が分散筒内に設置されたステムサポ
ートにより上下摺動可能に支持されており、上記気液混
相流体の上昇流によつて該弁体を押し上げ、シール部に
できた間隙より該流体を固体粒子層内に分散させること
を特徴とする三相流動反応器の分散機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14458085A JPS627436A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 三相流動反応器の分散機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14458085A JPS627436A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 三相流動反応器の分散機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS627436A true JPS627436A (ja) | 1987-01-14 |
Family
ID=15365445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14458085A Pending JPS627436A (ja) | 1985-07-03 | 1985-07-03 | 三相流動反応器の分散機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS627436A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004515568A (ja) * | 2000-06-19 | 2004-05-27 | アンスティテュ フランセ デュ ペトロール | 多段沸騰床反応器を用いた接触水素添加方法 |
-
1985
- 1985-07-03 JP JP14458085A patent/JPS627436A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004515568A (ja) * | 2000-06-19 | 2004-05-27 | アンスティテュ フランセ デュ ペトロール | 多段沸騰床反応器を用いた接触水素添加方法 |
| JP4834875B2 (ja) * | 2000-06-19 | 2011-12-14 | アンスティテュ フランセ デュ ペトロール | 多段沸騰床反応器を用いた接触水素添加方法 |
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