JP5956235B2

JP5956235B2 - 触媒抜出装置

Info

Publication number: JP5956235B2
Application number: JP2012101428A
Authority: JP
Inventors: 勝彦川上; 雅之城所; 泰雄内田; 智一矢野口; 慶一山口
Original assignee: ソフタード工業株式会社
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: JP2013226520A

Description

本発明は、石油精製設備や化学工業設備等で使用される反応塔の内部で収納された触媒を外部へ取り出す触媒抜出装置に関する。

石油精製設備や化学工業設備等では、化学反応を促進させるために、各種触媒が利用されている。触媒は、原料流体を流通させる反応塔の内部に充填されて使用される。反応塔を長時間使用すると、触媒の表面に炭素等の汚れが付着する。この触媒は、原料流体と接触することがなく、化学反応の促進効果を失ってしまう。
このため、反応塔で使用できなくなった触媒が新しい触媒と定期的に交換されている。触媒を交換するには、まず、使用済みの触媒を反応塔から抜き出す必要がある。

触媒を抜き出すため、反応塔の運転を停止し、その後、完全に冷却した反応塔から重油等の滞留液を抜き取り、洗浄液で触媒を洗浄しておく。
触媒には固結した触媒や固結していない触媒等、種々の触媒があるが、固結していない触媒を抜き出すため、反応塔のマンホールを開き、このマンホールから反応塔の内部に作業員を送り込み、作業員が吸引ホースを用いて反応塔内の触媒を外部に排出する従来例がある（特許文献１）。

特開２００９−１９５８７８号公報

特許文献１で示される従来例では、触媒を抜き出すために、作業員がマンホールから反応塔の内部に入り、吸引ホースを持って触媒抜き出し作業をしなければならない。反応塔の内部は作業環境が必ずしも良好とはいえず、場合によっては、作業員が防塵マスクや酸素マスク等を装着する必要がある。その上、作業員は吸引ホースを持って作業しなければならないから、抜出作業が重労働となる。

本発明の目的は安全かつ容易に抜出作業を行える触媒抜出装置を提供することにある。

本発明の触媒抜出装置は、反応塔の内部に収納された触媒を外部へ抜き出すための触媒抜出装置であって、前記触媒を吸引するノズルを先端部に有し吸引した触媒を外部に抜き出す抜出管部と、この抜出管部の少なくとも前記ノズルの近傍を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像された画像を表示するモニタとを備え、前記抜出管部は、前記触媒を吸引する吸引ホースと、この吸引ホースの先端側と前記ノズルとの間に設けられ前記吸引ホースと前記ノズルとを連通する筒状弾性体と、前記ノズルに一端が係合され前記吸引ホースに対する角度を変更する牽引部材とを有し、前記撮像装置と前記モニタとはケーブルで接続され、前記ケーブルはケーブル保護パイプの内部に収納され、前記ケーブル保護パイプは前記吸引ホースに取り付けられていることを特徴とする。

この構成の本発明では、触媒の洗浄や冷却等の所定の工程が実施された後、反応塔に予め設けられている開口部、例えば、マンホールや触媒排出口を通じて反応塔内部に抜出管部及び撮像装置を投入する。撮像装置により抜出管部の先端部にあるノズルとその周辺と撮像し、この画像をモニタで表示する。作業員はモニタで画像を見ながらノズルの位置を触媒のある位置まで移動させ、ノズル先端を触媒に当てる。これにより、触媒はノズル、筒状弾性体及び吸引ホースを通って反応塔の外部に排出される。ノズルの先端側の周囲にある触媒が十分に抜き出されたら、牽引部材を反応塔の外部から牽引操作してノズルの吸引ホースに対する角度を変える。すると、吸引ホースの姿勢はそのままでノズルの向きが筒状弾性体の弾性力に抗して変わり、ノズルの先端が抜き出された触媒の周囲に残っている触媒に当接する。この状態で、触媒の抜出作業を続ける。なお、牽引部材による牽引操作を開放すると、筒状弾性体の弾性力により、ノズルは元の位置、例えば、その軸芯が吸引ホースの軸芯と一致するように角度が変わる。
さらに、吸引ホース自体の反応塔に対する挿入位置や周方向の角度を変えることで、ノズルが触媒に当接するようになり、触媒の抜出作業が継続される。
従って、本発明では、モニタを見ながら反応塔内で触媒の抜出作業を行えるので、作業員が直接反応塔の内部に入って作業をすることがなくなり、抜出作業を安全かつ容易に行うことができる。

ここで、本発明では、前記牽引部材を牽引操作するノズルコントローラを備えた構成が好ましい。
この構成の本発明では、牽引部材をノズルコントローラにより牽引するので、ノズルの角度を変える作業の効率化を図ることができる。

本発明では、前記吸引ホースの周面の基端側にはハンドルが設けられている構成が好ましい。
この構成の本発明では、反応塔の外部からハンドルを回動操作することで、吸引ホースの周方向の向きを容易に変えることができ、これにより、作業の効率化を図ることができる。

本発明の第１実施形態にかかる触媒抜出装置が反応塔に装着される状態を示す概略図。触媒抜出装置の要部を示す正面図。本発明の第２実施形態にかかる触媒抜出装置の概略図。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１及び図２には本発明の第１実施形態が示されている。図１は第１実施形態の触媒抜出装置が反応塔に装着された状態を示すものである。
図１において、反応塔１は、固結されていない触媒Ｓが収納された有底円筒状の本体２と、この本体２の頂部に設けられたマンホール３と、本体２の底部に設けられた触媒排出部４とを有する。
マンホール３は、その中心が本体２の軸芯と一致しており、周囲にはフランジ部３０が形成されている。
触媒排出部４は本体２の底部から触媒Ｓをその自重により排出するものであり、図示しない排出口が設けられている。

第１実施形態の触媒抜出装置１０は、本体２の内部に収納された触媒Ｓを抜き出すための抜出管部２０と、この抜出管部２０に接続された図示しないセパレータと、抜出管部２０を吊り下げる吊下装置３０と、抜出管部２０に設けられた撮像装置４０と、この撮像装置４０で撮像された画像を表示するモニタ５０とを備えた構成である。
抜出管部２０は、先端部に配置され触媒Ｓを吸引するノズル２１と、このノズル２１の基端側に接続された筒状弾性体２２と、この筒状弾性体２２の基端側に接続された吸引ホース２３と、この吸引ホース２３の基端側に接続された外部ホース２４と、ノズル２１に係合されノズル２１の吸引ホース２３に対する角度を変更する牽引部材２５とを有する。

吸引ホース２３は、パイプ本体２３１と複数本の延長パイプ２３２とが直線状に接続された構成である。
パイプ本体２３１と延長パイプ２３２とは、それぞれ両端部にフランジ部２３０を備えており、隣合うパイプのフランジ部２３０同士がボルト等で互いに連結されている。
延長パイプ２３２は反応塔１の内部の深さに応じて適宜の数が接続されるものであり、触媒抜出作業が進むにつれて吸引ホース２３の長さが足らなくなると、延長パイプ２３２が継ぎ足される。
複数の延長パイプ２３２のうち一部の延長パイプ２３２は反応塔１の上方に位置しており、この延長パイプ２３２の上端側にはハンドル２３３が設けられている。

ハンドル２３３は、延長パイプ２３２の周面に固定された円板部２３３１と、この円板部２３３１の円中心を挟んで互いに反対側の位置から突出して設けられた棒状部材２３３２とを備える。作業員は、棒状部材２３３２を把持して吸引ホース２３をその周方向や軸方向に移動させる。なお、吸引ホース２３が回動した際に、外部ホース２４の捻れを防止するために、これらのホースを連結するフランジ部２３０は回動自在とされている。
ハンドル２３３が設けられた延長パイプ２３２の下側に配置される延長パイプ２３２は、仮止板２３３３に係止されている。この仮止板２３３３は、主に、延長パイプ２３２を継ぎ足す場合に利用されるものであり、延長パイプ２３２に係合される係合窓（図示せず）が形成されている。

外部ホース２４の基端が図示しないセパレータと接続されており、このセパレータは吸引装置であるバキュームカー（図示せず）と接続されている。
セパレータは、バキュームカーにより内部空間に吸引された触媒と空気とを分離するものであり、その具体的な構造は限定されるものではない。例えば、反応塔１から吸引された触媒を内壁で衝突させて落下させるタンクからなる構造や、減圧下にある内部空間に流れ込んだ触媒を噴出手段で噴出される空気によって移動速度を弱めて内部空間に落下させる構造のものを例示できる。

牽引部材２５はワイヤーであるが、第１実施形態では、ワイヤーに代えてチェーンを用いてもよい。
反応塔１の外部には牽引部材２５を牽引操作するノズルコントローラ２６が配置されている。
ノズルコントローラ２６は、牽引部材２５を牽引するものであればその具体的な構造は限定されるものではなく、例えば、牽引部材２５の端部が係止された回転体が歯車機構を介してモータで自動的に回転する装置や、牽引部材２５の端部が係止された回転体が歯車機構を介してハンドルで回転する装置を例示することができる。

牽引部材２５は、ノズルコントローラ２６とノズル２１との間の途中でローラ２５０に案内される。このローラ２５０はマンホール３の近傍において吸引ホース２３の周面に取り付けられている。なお、ローラ２５０を反応塔１のマンホール３の近傍に設けるものとしてもよい。
吊下装置３０はエアーホイスト等の巻上機やウィンチを例示することができ、外部ホース２４を係止するフック３０Ａを有する。
撮像装置４０は反応塔１の内部に配置されモニタ５０は反応塔１の外部に配置されており、これらはケーブル４００で接続されている。

図２には触媒抜出装置１０の要部が示されている。
図２において、ノズル２１は、筒状部２１０と、この筒状部２１０の外周面先端側に固定された係止片２１１とを有し、この係止片２１１には牽引部材２５の一端を係止する係止部２１１Ａが設けられている。
筒状弾性体２２は、最も下側に位置する延長パイプ２３２と連結される連結管部２２０と、この連結管部２２０とノズル２１の基端とを接続する蛇腹部２２１とを有する。
連結管部２２０は、その端部に延長パイプ２３２のフランジ部２３０と連結されるフランジ部２３０を備え、このフランジ部２３０には牽引部材２５を案内するローラや係合軸部等からなる案内部２２２が設けられている。
蛇腹部２２１は、耐熱性や耐薬品性のある合成樹脂や金属からなるフレキシブルホースであり、その壁部にはスプリングが設けられている。

撮像装置４０は照明機能付きビデオカメラであり、ケーシング４１の内部にカメラ本体４１１とライト４１２とが設けられた構造である。撮像装置４０は情報や駆動電力を供給するためのケーブル４００の一端と接続されている。
ケーシング４１の上部にはカメラ本体４１１やライト４１２を保護するための傘状の保護部材４２が必要に応じて設けられている。
ケーブル４００はケーブル保護パイプ４３の内部に収納されており、このケーブル保護パイプ４３は延長パイプ２３２の周面に設けられた支持部２３２０やフランジ部２３０に支持固定されている。

次に、第１実施形態の触媒抜出装置１０を用いて、反応塔１の本体２の内部に収納された触媒Ｓを抜き出す方法を説明する。
まず、反応塔１の運転を停止し、触媒Ｓに洗浄液を供給して洗浄し、酸化防止液を供給して触媒Ｓに酸化防止膜を形成する。さらに、必要に応じて、触媒Ｓの酸化防止のために、窒素を本体２の内部に供給する。以上の前処理を実施した後に、触媒抜出作業を実施する。
触媒抜出のため、吊下装置３０を操作して、抜出管部２０を反応塔１のマンホール３の上方位置に吊り下げ、そのまま下降させる。この作業は、撮像装置４０で撮像されてモニタ５０で表示された画像を見ながら行う。抜出管部２０の先端に位置するノズル２１が触媒Ｓに当接したら抜出管部２０の下降を停止する。

その後、図示しないバキュームカーを駆動して図示しないセパレータの内部空間を減圧する。すると、セパレータと接続されている抜出管部２０の内部空間が負圧となり、ノズル２１から触媒Ｓが吸引されてセパレータに送られる。セパレータでは空気と触媒Ｓとが分離される。触媒Ｓは適宜セパレータから外部に排出される。
作業員はモニタ５０でノズル２１及びその近傍の画像を見ながらノズル２１の位置を移動させ、反応塔１の内部にある触媒Ｓに当てながら、触媒Ｓを抜き出す。つまり、ノズル２１の先端側の周囲にある触媒Ｓが十分に抜き出されたら、作業員はノズルコントローラ２６を操作して牽引部材２５を牽引しノズル２１の吸引ホース２３に対する角度を変える。すると、吸引ホース２３の姿勢はそのままでノズル２１の向きが筒状弾性体２２の弾性力に抗して変わる。また、作業員はハンドル２３３を持って抜出管部２０の全体を周方向に回す。これにより、ノズル２１の先端が触媒Ｓに当接することになり、触媒Ｓの抜出が継続される。

ノズル２１の位置を深くする場合には、吊下装置３０を操作して抜出管部２０を下げるか、あるいは、延長パイプ２３２を継ぎ足して吸引ホース２３の長さを長くする。
延長パイプ２３２を継ぎ足すため、吊下装置３０で一度、抜出管部２０を上昇させ、下方に位置する延長パイプ２３２を仮止板２３３３に係止して落下を防止する。その状態で、反応塔１の上部に露出している延長パイプ２３２とこの延長パイプ２３２と隣合う延長パイプ２３２やパイプ本体２３１との間の連結を解除し、この間に新しい延長パイプ２３２を接続する。そして、再度、吊下装置３０によって抜出管部２０を反応塔１の内部深く下降させ、触媒抜出作業を継続する。

従って、第１実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
（１）触媒抜出装置１０を、反応塔１の内部に収納された触媒Ｓを吸引してするノズル２１を先端部に有し吸引した触媒Ｓを外部に抜き出す抜出管部２０と、この抜出管部２０の少なくともノズル２１の近傍を撮像する撮像装置４０と、この撮像装置４０で撮像された画像を表示するモニタ５０とを備えて構成し、抜出管部２０を、ノズル２１の他に、触媒Ｓを吸引する吸引ホース２３と、この吸引ホース２３の先端側とノズル２１との間に設けられ吸引ホース２３とノズル２１とを連通する筒状弾性体２２と、ノズル２１に一端が係合され吸引ホース２３に対する角度を変更する牽引部材２５と、を有する構成としたので、作業員はモニタ５０を見ながら反応塔１の内部で触媒Ｓの抜出作業を行うことができる。そのため、作業員は直接反応塔の内部に入って作業をすることを要しないから、抜出作業を安全かつ容易に行うことができる。

（２）ノズル２１の角度を変更するために牽引部材２５を牽引操作するノズルコントローラ２６を備えたから、ノズル２１の角度を変える作業の効率化を図ることができる。

（３）吸引ホース２３の基端側周面にハンドル２３３を設けたから、吸引ホース２３を周方向に回動させ、あるいは、上下方向に移動させるためにハンドル２３３を操作すればよいので、吸引ホース２３の向きや位置を容易に変えることができる。

（４）撮像装置４０とモニタ５０とを接続するケーブル４００を、ケーブル保護パイプ４３の内部に収納し、このケーブル保護パイプ４３を延長パイプ２３２の周面に設けたから、抜出作業時にケーブル４００が反応塔１の内部に剥き出しになることを防止することができる。そのため、ケーブル４００が破損等することがないので、撮像装置４０の画像を正確にモニタ５０に表示することができる。

（５）撮像装置４０は、ケーシング４１の内部にカメラ本体４１１とライト４１２とが設けられた照明機能付きビデオカメラであるため、反応塔１の内部が暗所であっても、ライト４１２でノズル２１の近傍を照射するため、正確に撮像することができる。そのため、作業の効率化を図ることができる。

（６）吸引ホース２３を、パイプ本体２３１と複数本の延長パイプ２３２とを直線状に接続して構成したので、適宜、延長パイプ２３２を追加することで吸引ホース２３の長さを長くすることができる。そのため、触媒抜出作業において、吸引ホース２３の下端側に設けられたノズル２１の位置を深くすることができるので、反応塔１の底部まで十分に触媒Ｓを抜き出すことができる。

（７）延長パイプ２３２を保持する仮止板２３３３を設けたから、延長パイプ２３２を継ぎ足す際に、抜出管部２０が反応塔１の底部に落下することがないので、作業を安全に実施することができる。

次に、本発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。
第２実施形態は第１実施形態に比べて抜出管部の構成が相違するもので、他の構成は同じである。なお、第２実施形態の説明において、第１実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
図３において、反応塔１の触媒排出部４には本体２の内外を連通する排出口４Ａが形成されており、この排出口４Ａに第２実施形態の触媒抜出装置６０の一部が挿入されている。図３において、符号３Ｂは本体２の底部に設けられたコレクタリングを指す。
触媒抜出装置６０は、本体２の内部に収納された触媒Ｓを抜き出すための抜出管部７０と、この抜出管部７０に接続された図示しないセパレータと、抜出管部７０に設けられた撮像装置４０と、この撮像装置４０で撮像された画像を表示するモニタ５０とを備えた構成である。

抜出管部７０は、先端部に配置され触媒Ｓを吸引するノズル７１と、このノズル７１の基端側に接続された筒状弾性体２２と、この筒状弾性体２２の基端側に接続された吸引ホース７３と、この吸引ホース７３の基端側に接続された外部ホース２４と、ノズル７１に係合されノズル７１の吸引ホース７３に対する角度を変更する牽引部材２５とを有する。
吸引ホース７３は図３ではパイプ本体２３１から構成されるが、延長パイプ２３２を接続するものとしてもよい。パイプ本体２３１の基端側にはハンドル２３３が設けられている。

ノズル７１は、筒状弾性体２２の蛇腹部２２１と同じ構造であり、この蛇腹部２２１と一体に形成されている。
第２実施形態においてもケーブル４００はケーブル保護パイプ４３の内部に収納されている。ケーブル保護パイプ４３はパイプ本体２３１に沿って配置されており、かつ、バンド等からなる支持部２３２０に固定されている。なお、撮像装置４０をノズル７１の上方に位置させるため、ケーブル保護パイプ４３はパイプ本体２３１より上方に配置されている。

第２実施形態の触媒抜出装置６０を用いて反応塔１の内部の触媒Ｓを抜き出すには、第１実施形態と同様に、前処理を実施した後に、触媒抜出作業を実施する。
そのため、触媒排出部４を開口する。すると、本体２に収納された触媒Ｓは、その自重によって、その一部が排出口４Ａから外部に排出する。そして、排出口４Ａから本体２の内部に抜出管部７０を挿入する。
その後、第１実施形態と同様に、作業員はモニタ５０でノズル７１及びその近傍の画像を見ながらノズル７１の位置を移動させ、触媒Ｓの抜出作業を行う。そのため、作業員はノズルコントローラ２６を操作して牽引部材２５を牽引しノズル７１の吸引ホース７３に対する角度を変え、また、ハンドル２３３を持って抜出管部７０の全体を周方向に回す。これにより、ノズル２１の先端が触媒Ｓに当接することになり、触媒Ｓの抜出が継続される。

従って、第２実施形態では第１実施形態の（１）から（５）と同様の作用効果を奏することができる他、次の作用効果を奏することができる。
（８）ノズル７１を筒状弾性体２２の蛇腹部２２１と同じ構造としたので、ノズル７１の先端開口の向きを容易に変更することができる。そのため、触媒Ｓを効率良く抜き出すことができる。

（９）撮像装置４０とモニタ５０とを接続するケーブル４００をケーブル保護パイプ４３に収納し、このケーブル保護パイプ４３をパイプ本体２３１に沿って配置したから、ケーブル４００を撓ませることなく撮像装置４０を保持することができるので、抜出管部７０の操作を容易に行うことができる。

（１０）ケーブル保護パイプ４３をパイプ本体２３１より上方に配置したから、撮像装置４０がノズル７１の上方に位置することになり、ノズル７１とその周囲を撮像装置４０で正確に撮像することができる。

なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含む。
例えば、前記各実施形態では、抜出管部２０，７０がセパレータを介してバキュームカーに接続されているが、本発明では、直接、バキュームカーに接続される構成としてもよい。
さらに、本発明では、撮像装置４０を必ずしも照明付とすることを要せず、カメラのみとしてもよい。

また、本発明では、ノズルコントローラ２６を必ずしも設けることを要せず、牽引部材２５を作業員が直接牽引するものでもよい。
さらに、本発明で抜き出す触媒Ｓは固結されているものに限定されない。触媒Ｓを破砕する無人の破砕装置を反応塔１の内部に配置して稼働させることで、固結された触媒Ｓを柔らかくすることができるから、本発明の触媒抜出装置を用いることができる。

本発明は、触媒を用いる化学プラント全般に利用することができる。

１…反応塔、２…本体、３…マンホール、４…触媒排出部、１０，６０…触媒抜出装置、２０，７０…抜出管部、２１，７１…ノズル、２２…筒状弾性体、２３…吸引ホース、２５…牽引部材、２６…ノズルコントローラ、４０…撮像装置、５０…モニタ、２３１…パイプ本体、２３２…延長パイプ、２３３…ハンドル、Ｓ…触媒

Claims

反応塔の内部に収納された触媒を外部へ抜き出すための触媒抜出装置であって、
前記触媒を吸引するノズルを先端部に有し吸引した触媒を外部に抜き出す抜出管部と、この抜出管部の少なくとも前記ノズルの近傍を撮像する撮像装置と、この撮像装置で撮像された画像を表示するモニタとを備え、
前記抜出管部は、前記触媒を吸引する吸引ホースと、この吸引ホースの先端側と前記ノズルとの間に設けられ前記吸引ホースと前記ノズルとを連通する筒状弾性体と、前記ノズルに一端が係合され前記吸引ホースに対する角度を変更する牽引部材とを有し、
前記撮像装置と前記モニタとはケーブルで接続され、前記ケーブルはケーブル保護パイプの内部に収納され、前記ケーブル保護パイプは前記吸引ホースに取り付けられている
ことを特徴とする触媒抜出装置。
請求項１に記載された触媒抜出装置において、
前記牽引部材を牽引操作するノズルコントローラを備えた
ことを特徴とする触媒抜出装置。
請求項１又は請求項２に記載された触媒抜出装置において、
前記吸引ホースの周面の基端側にはハンドルが設けられている
ことを特徴とする触媒抜出装置。