JP2002273203A - 改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器 - Google Patents
改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 触媒の抜き出し作業を容易にし、かつ安全に
抜き出すための構造を有する反応器を提供する。 【解決手段】 センタ−パイプ下部に開口を設け、また
は開口を有する円筒を設け、該センタ−パイプまたは円
筒の下端部に内筒受け座を設け、該センタ−パイプまた
は円筒の内側に接して内筒を挿入して内筒受け座の上に
設置し、内筒の自重によって該開口が閉じられた状態と
なり、内筒を上に押し上げることによって開口が開かれ
た状態となる開閉構造を有することからなる、中心部に
原料ガスを半径方向に均一に供給するための、または反
応生成ガスの集合用のセンターパイプが垂直に設けら
れ、その周囲に触媒を充填するための環状空間が設けら
れ、その環状空間中に冷却用または加熱用の伝熱媒体が
流れる伝熱管が多数、垂直に設けられ、該環状空間の外
側に反応生成ガスの集合用または原料ガスを半径方向に
均一に供給するための手段が設けられた気相反応用反応
器。
抜き出すための構造を有する反応器を提供する。 【解決手段】 センタ−パイプ下部に開口を設け、また
は開口を有する円筒を設け、該センタ−パイプまたは円
筒の下端部に内筒受け座を設け、該センタ−パイプまた
は円筒の内側に接して内筒を挿入して内筒受け座の上に
設置し、内筒の自重によって該開口が閉じられた状態と
なり、内筒を上に押し上げることによって開口が開かれ
た状態となる開閉構造を有することからなる、中心部に
原料ガスを半径方向に均一に供給するための、または反
応生成ガスの集合用のセンターパイプが垂直に設けら
れ、その周囲に触媒を充填するための環状空間が設けら
れ、その環状空間中に冷却用または加熱用の伝熱媒体が
流れる伝熱管が多数、垂直に設けられ、該環状空間の外
側に反応生成ガスの集合用または原料ガスを半径方向に
均一に供給するための手段が設けられた気相反応用反応
器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノ−ル合成、
アンモニア合成、メタン化反応、炭化水素改質反応等の
発熱反応用あるいは吸熱反応用の触媒を充填した反応器
に関し、特に、改良された触媒抜き出し機構を有するこ
のような反応器に関する。
アンモニア合成、メタン化反応、炭化水素改質反応等の
発熱反応用あるいは吸熱反応用の触媒を充填した反応器
に関し、特に、改良された触媒抜き出し機構を有するこ
のような反応器に関する。
【０００２】
【従来の技術】触媒を使用する反応器では、所定の期間
運転し、触媒の寿命が終了した後は触媒を反応器内から
抜き出し、新しい触媒に交換する必要がある。この古い
触媒の抜き出し構造は、従来より反応器の形式により種
々の構造が知られている。通常は、反応器の外面下部に
管台（ノズル）を取り付け、そこから行われる。例え
ば、特開平１０−２７７３８２号公報および特開平１０
−２７７３８３号公報には、メタノ−ル合成用反応器の
触媒の抜き出し方法が提案されている。これらの公開公
報に示される反応器は複数の二重管より構成されてお
り、触媒は前記二重管の環状部に充填されており、使用
済みの触媒は前記二重管の環状部より反応器の下部集合
室に集め、前記下部集合室から抜き出す方法である。
運転し、触媒の寿命が終了した後は触媒を反応器内から
抜き出し、新しい触媒に交換する必要がある。この古い
触媒の抜き出し構造は、従来より反応器の形式により種
々の構造が知られている。通常は、反応器の外面下部に
管台（ノズル）を取り付け、そこから行われる。例え
ば、特開平１０−２７７３８２号公報および特開平１０
−２７７３８３号公報には、メタノ−ル合成用反応器の
触媒の抜き出し方法が提案されている。これらの公開公
報に示される反応器は複数の二重管より構成されてお
り、触媒は前記二重管の環状部に充填されており、使用
済みの触媒は前記二重管の環状部より反応器の下部集合
室に集め、前記下部集合室から抜き出す方法である。
【０００３】しかし、反応熱除去用あるいは反応熱供給
用の伝熱管が多数触媒層に挿入されている場合には伝熱
管が障害物となり反応器中央部の触媒が十分に排出され
ない場合がある。これを解決するために、特許第２５４
７２７８号（特開平４−１８０８２７号）公報では、図
２に示すように、センタ−パイプ２１の下部に内筒２２
を設置し、内筒を下方にずらすことによってセンタ−パ
イプ２１の下部に開口２３が生じる様にし、反応器の触
媒層下部中央から触媒を完全に抜き出す方法が提案され
ている。
用の伝熱管が多数触媒層に挿入されている場合には伝熱
管が障害物となり反応器中央部の触媒が十分に排出され
ない場合がある。これを解決するために、特許第２５４
７２７８号（特開平４−１８０８２７号）公報では、図
２に示すように、センタ−パイプ２１の下部に内筒２２
を設置し、内筒を下方にずらすことによってセンタ−パ
イプ２１の下部に開口２３が生じる様にし、反応器の触
媒層下部中央から触媒を完全に抜き出す方法が提案され
ている。
【０００４】前記特許第２５４７２７８号（特開平４−
１８０８２７号）公報に記載された触媒抜き出し構造を
実際に適用してみると、運転中に破損したり、細粒化あ
るいは微粉化した触媒が自重によって触媒層下方に移動
し、センタ−パイプと内筒の摺動部の間に入り込み、内
筒を下方にずらす際の大きな抵抗となって開口を開けに
くくなること等の問題点があった。また、触媒抜き出し
後、内筒を再びもとの位置に戻す際にも大きな抵抗に逆
らって内筒を移動させる必要が有った。
１８０８２７号）公報に記載された触媒抜き出し構造を
実際に適用してみると、運転中に破損したり、細粒化あ
るいは微粉化した触媒が自重によって触媒層下方に移動
し、センタ−パイプと内筒の摺動部の間に入り込み、内
筒を下方にずらす際の大きな抵抗となって開口を開けに
くくなること等の問題点があった。また、触媒抜き出し
後、内筒を再びもとの位置に戻す際にも大きな抵抗に逆
らって内筒を移動させる必要が有った。
【０００５】更に、大気に触れると酸化して発熱する触
媒を抜き出す場合には、反応器の外で抜き出した触媒を
適切かつ安全に処理出来るように、抜き出す触媒量を制
御する必要がある。しかしながら、従来の方法では一旦
開口を開けると前述したように大きな抵抗に逆らって閉
めることとなり、反応器から外部に出る所で別に制御用
のバルブ、仕切り板等を設置する必要があった。
媒を抜き出す場合には、反応器の外で抜き出した触媒を
適切かつ安全に処理出来るように、抜き出す触媒量を制
御する必要がある。しかしながら、従来の方法では一旦
開口を開けると前述したように大きな抵抗に逆らって閉
めることとなり、反応器から外部に出る所で別に制御用
のバルブ、仕切り板等を設置する必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、触媒の抜き
出し作業を容易かつ安全にする改良された触媒抜き出し
構造を備えた気相反応器を提供しようとするものであ
る。
出し作業を容易かつ安全にする改良された触媒抜き出し
構造を備えた気相反応器を提供しようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、以
下に記載する反応器によって解決される。すなわち、本
発明の改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器
は、中心部に原料ガスを半径方向に均一に供給するため
の、または反応生成ガスの集合用のセンターパイプが垂
直に設けられ、その周囲に触媒を充填するための環状空
間が設けられ、その環状空間中に冷却用または加熱用の
伝熱媒体が流れる伝熱管が多数、垂直に設けられ、該環
状空間の外側に反応生成ガスの集合用の、または原料ガ
スを半径方向に均一に供給するための手段が設けられ、
また該センターパイプの下部には環状空間に充填された
触媒の抜き出しのための開口部を設けるか、またはこの
ような開口部を有する円筒を設け、該センターパイプま
たは円筒の内面に接して該開口部を塞ぐための内筒を設
けた気相反応用反応器であって、該センターパイプまた
は円筒の下端部に内筒受け座を設け、該センターパイプ
または円筒の内側に、開口のない内筒あるいは触媒の通
り抜けが起こらない大きさの開口を有する内筒を挿入し
て該内筒を該内筒受け座上に設置し、該内筒は自重によ
って該円筒の開口を閉じられた状態とし、該内筒を上に
押し上げることによって該円筒の開口を開かれた状態と
する開閉手段を有することを特徴とするものである。
下に記載する反応器によって解決される。すなわち、本
発明の改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器
は、中心部に原料ガスを半径方向に均一に供給するため
の、または反応生成ガスの集合用のセンターパイプが垂
直に設けられ、その周囲に触媒を充填するための環状空
間が設けられ、その環状空間中に冷却用または加熱用の
伝熱媒体が流れる伝熱管が多数、垂直に設けられ、該環
状空間の外側に反応生成ガスの集合用の、または原料ガ
スを半径方向に均一に供給するための手段が設けられ、
また該センターパイプの下部には環状空間に充填された
触媒の抜き出しのための開口部を設けるか、またはこの
ような開口部を有する円筒を設け、該センターパイプま
たは円筒の内面に接して該開口部を塞ぐための内筒を設
けた気相反応用反応器であって、該センターパイプまた
は円筒の下端部に内筒受け座を設け、該センターパイプ
または円筒の内側に、開口のない内筒あるいは触媒の通
り抜けが起こらない大きさの開口を有する内筒を挿入し
て該内筒を該内筒受け座上に設置し、該内筒は自重によ
って該円筒の開口を閉じられた状態とし、該内筒を上に
押し上げることによって該円筒の開口を開かれた状態と
する開閉手段を有することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の反応器について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【０００９】本発明の反応器は、その中心部に原料ガス
を半径方向に供給するための、または反応生成ガスの集
合用のセンターパイプが垂直に設けられている。このセ
ンターパイプの外周部と反応器の内周部との間の環状空
間には触媒が充填されて触媒層を形成する。反応原料ガ
スはこの触媒層を半径方向に通過し、反応が行われる。
センターパイプの触媒層と接する部分は触媒層を受け止
め、かつガスの通過を妨げないようにプロファイルワイ
ヤースクリーン、金網スクリーンあるいは円筒の機能を
持つスクリーンで構成する。あるいは、原料ガスまたは
ガス状生成物が、均一に流入または排出するための孔が
穿たれたパイプとこれらのスクリーンとの組み合わせで
構成してもよい。
を半径方向に供給するための、または反応生成ガスの集
合用のセンターパイプが垂直に設けられている。このセ
ンターパイプの外周部と反応器の内周部との間の環状空
間には触媒が充填されて触媒層を形成する。反応原料ガ
スはこの触媒層を半径方向に通過し、反応が行われる。
センターパイプの触媒層と接する部分は触媒層を受け止
め、かつガスの通過を妨げないようにプロファイルワイ
ヤースクリーン、金網スクリーンあるいは円筒の機能を
持つスクリーンで構成する。あるいは、原料ガスまたは
ガス状生成物が、均一に流入または排出するための孔が
穿たれたパイプとこれらのスクリーンとの組み合わせで
構成してもよい。
【００１０】上記触媒層中には、反応熱除去用の、また
は反応熱を与えるための伝熱媒体が流れる伝熱管が多
数、垂直に配置される。
は反応熱を与えるための伝熱媒体が流れる伝熱管が多
数、垂直に配置される。
【００１１】上記触媒層の外側と反応器の内壁との間に
は、例えばスクリーンあるいはスクリーンと多孔板の円
筒とを組合わせたものを触媒層の外側に設置することに
よって反応器との間に環状空間を設け、かつその空間に
連通する原料ガス供給口またはガス状生成物排出口を設
けることによって原料ガスの半径方向の均一な供給また
はガス状生成物の排出を行うようにするのが好ましい。
しかしながら、この様な構造にのみ限定されるのではな
く、この技術分野で用いられている構造が広く使用可能
であることは言うまでもない。
は、例えばスクリーンあるいはスクリーンと多孔板の円
筒とを組合わせたものを触媒層の外側に設置することに
よって反応器との間に環状空間を設け、かつその空間に
連通する原料ガス供給口またはガス状生成物排出口を設
けることによって原料ガスの半径方向の均一な供給また
はガス状生成物の排出を行うようにするのが好ましい。
しかしながら、この様な構造にのみ限定されるのではな
く、この技術分野で用いられている構造が広く使用可能
であることは言うまでもない。
【００１２】次に、図１を参照して本発明に係わる触媒
抜き出し構造を示す。触媒抜き出し構造は、センターパ
イプ８の下部に触媒を取り出すための開口２を設ける
か、或いはこの様な開口２を有する円筒７をセンターパ
イプ８の下部に設ける。そのセンターパイプまたは円筒
の下端部に、その、パイプ８または円筒７よりも内径が
小さい内筒の受け座３を設ける。パイプ８または円筒７
の下端部は反応器本体の下部を構成する鏡板または管板
１の上にボルト止め或いはその他の適当な方法で固定さ
れる。センターパイプ８の下部に円筒７を設ける場合
は、パイプ８は円筒７の上に直接取り付けてもよいが、
組立てや保守の便宜を考えて中間フランジ１０を設けて
分割できるようにするのが好ましい。円筒７の上部は単
純な開口のない円筒でも良いがセンタ−パイプ８と同様
な原料ガスあるいはガス状反応生成物を均一に供給また
は排出させ得る構造でも良い。センタ−パイプ８と同様
な構造にすると、反応器内の空間効率を良く利用するこ
とができる。
抜き出し構造を示す。触媒抜き出し構造は、センターパ
イプ８の下部に触媒を取り出すための開口２を設ける
か、或いはこの様な開口２を有する円筒７をセンターパ
イプ８の下部に設ける。そのセンターパイプまたは円筒
の下端部に、その、パイプ８または円筒７よりも内径が
小さい内筒の受け座３を設ける。パイプ８または円筒７
の下端部は反応器本体の下部を構成する鏡板または管板
１の上にボルト止め或いはその他の適当な方法で固定さ
れる。センターパイプ８の下部に円筒７を設ける場合
は、パイプ８は円筒７の上に直接取り付けてもよいが、
組立てや保守の便宜を考えて中間フランジ１０を設けて
分割できるようにするのが好ましい。円筒７の上部は単
純な開口のない円筒でも良いがセンタ−パイプ８と同様
な原料ガスあるいはガス状反応生成物を均一に供給また
は排出させ得る構造でも良い。センタ−パイプ８と同様
な構造にすると、反応器内の空間効率を良く利用するこ
とができる。
【００１３】円筒７の内側に、それに摺接して、開口の
ない、あるいは触媒が通り抜けることができない大きさ
の開口を有する内筒４を挿入し、内筒の受け座３の上に
下端が支持されるように設置する。触媒が通り抜けるこ
とができない大きさの開口を有する内筒にすると、反応
器の空間を効率よく利用することが可能となる。受け座
３上に設置された内筒４は、自重によって受け座３の上
に押し付けられて通常は閉じられた状態となっている。
内筒を上に押し上げることによって開かれた状態とな
る。受け座３により内筒３はそれ以上には下方に下がる
ことはできない。
ない、あるいは触媒が通り抜けることができない大きさ
の開口を有する内筒４を挿入し、内筒の受け座３の上に
下端が支持されるように設置する。触媒が通り抜けるこ
とができない大きさの開口を有する内筒にすると、反応
器の空間を効率よく利用することが可能となる。受け座
３上に設置された内筒４は、自重によって受け座３の上
に押し付けられて通常は閉じられた状態となっている。
内筒を上に押し上げることによって開かれた状態とな
る。受け座３により内筒３はそれ以上には下方に下がる
ことはできない。
【００１４】上記内筒３を上方に押し上げることにより
開口２は開いた状態となる。このための押し上げ手段と
しては押しパイプまたは棒５を挙げることができる。こ
のパイプまたは棒は適当なリブ板６やその他の適当な取
り付け手段により内筒の内壁に取り付けられる。押しパ
イプまたは棒５が、押し上げ操作に当たって短い場合に
は、適当なパイプまたは棒を継ぎ足してもよいことは言
うまでもない。
開口２は開いた状態となる。このための押し上げ手段と
しては押しパイプまたは棒５を挙げることができる。こ
のパイプまたは棒は適当なリブ板６やその他の適当な取
り付け手段により内筒の内壁に取り付けられる。押しパ
イプまたは棒５が、押し上げ操作に当たって短い場合に
は、適当なパイプまたは棒を継ぎ足してもよいことは言
うまでもない。
【００１５】内筒４を上方に押し上げて開孔２を開いた
状態にすると、触媒は触媒層１１から重力により開口２
を通って鏡板または管板に連結する管台９を通って排出
される。排出が終わったのち、内筒４を上方に押し上げ
ることを止めれば、内筒４の下端は自重で円筒受け座３
のところまで下がる。
状態にすると、触媒は触媒層１１から重力により開口２
を通って鏡板または管板に連結する管台９を通って排出
される。排出が終わったのち、内筒４を上方に押し上げ
ることを止めれば、内筒４の下端は自重で円筒受け座３
のところまで下がる。
【００１６】
【発明の効果】本発明においては、内筒は上方に移動さ
せて開口が生じる構造となっているので、内筒と開口の
あるセンタ−パイプまたは円筒との摺動部は開口の上側
にある。このため、運転中に破損し細粒化あるいは微粉
化した触媒は自重によって触媒層下方に移動して、触媒
が内筒に接するシ−ル部付近に蓄積するだけで摺動部に
入り込むことは少ない。その結果、運転後の触媒抜き出
し時に極めて抵抗の少ない開閉を実現することが出来
る。
せて開口が生じる構造となっているので、内筒と開口の
あるセンタ−パイプまたは円筒との摺動部は開口の上側
にある。このため、運転中に破損し細粒化あるいは微粉
化した触媒は自重によって触媒層下方に移動して、触媒
が内筒に接するシ−ル部付近に蓄積するだけで摺動部に
入り込むことは少ない。その結果、運転後の触媒抜き出
し時に極めて抵抗の少ない開閉を実現することが出来
る。
【００１７】また、開口は内筒の自重だけで閉めること
が出来るので、触媒抜き出し開始後も必要が有れば内筒
を上に押し上げることをやめ、容易に開口を閉めること
が出来る。このように、開口の開閉が容易なので、触媒
の抜き出しは容易に、かつ安全に行うことができる。
が出来るので、触媒抜き出し開始後も必要が有れば内筒
を上に押し上げることをやめ、容易に開口を閉めること
が出来る。このように、開口の開閉が容易なので、触媒
の抜き出しは容易に、かつ安全に行うことができる。
【００１８】更に、大気に触れると酸化して発熱する触
媒を抜き出す場合、反応器の外で抜き出した触媒を適切
かつ安全に処理出来るように、抜き出す触媒量を制御す
る必要がある。しかしながら、前記のように開口の開閉
が自由かつ容易であるから制御用のバルブを設置する必
要がない。
媒を抜き出す場合、反応器の外で抜き出した触媒を適切
かつ安全に処理出来るように、抜き出す触媒量を制御す
る必要がある。しかしながら、前記のように開口の開閉
が自由かつ容易であるから制御用のバルブを設置する必
要がない。
【図１】本発明の一つの実施の形態を示す摸式図であ
る。
る。
【図２】従来技術を示す摸式図である。
１：鏡板または管板 ２：開口 ３：内筒受け座 ４：内筒 ５：押しパイプまたは棒 ６：リブ板 ７：円筒 ８：センタ−パイプ ９：管台 １０：中間フランジ １１：触媒層
Claims (1)
- 【請求項１】中心部に原料ガスを半径方向に均一に供給
するための、または反応生成ガスの集合用のセンターパ
イプが垂直に設けられ、その周囲に触媒を充填するため
の環状空間が設けられ、その環状空間中に冷却用または
加熱用の伝熱媒体が流れる伝熱管が多数、垂直に設けら
れ、該環状空間の外側に反応生成ガスの集合用の、また
は原料ガスを半径方向に均一に供給するための手段が設
けられ、また該センターパイプの下部には環状空間に充
填された触媒の抜き出しのための開口部を設けるか、ま
たはこのような開口部を有する円筒を設け、該センター
パイプまたは円筒の内面に接して該開口部を塞ぐための
内筒を設けた気相反応用反応器であって、該センターパ
イプまたは円筒の下端部に内筒受け座を設け、該センタ
ーパイプまたは円筒の内側に、開口のない内筒あるいは
触媒の通り抜けが起こらない大きさの開口を有する内筒
を挿入して該内筒を該内筒受け座上に設置し、該内筒は
自重によって該円筒の開口を閉じられた状態とし、該内
筒を上に押し上げることによって該円筒の開口を開かれ
た状態とする開閉手段を有することを特徴とする改良さ
れた触媒の抜き出し構造を有する反応器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076200A JP2002273203A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器 |
| US10/100,632 US20020131922A1 (en) | 2001-03-16 | 2002-03-14 | Reactor having catalyst-unloading structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001076200A JP2002273203A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273203A true JP2002273203A (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=18933176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001076200A Pending JP2002273203A (ja) | 2001-03-16 | 2001-03-16 | 改良された触媒の抜き出し構造を有する反応器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
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