JPH0640949B2 - 垂直流れ流体−固体接触用混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は一般に流体と固体の接触技術に関するものであ
って、さらに詳しくは、粒状物質のベット間で流体を混
合する技術に関する。本発明は単一相又は二相の流体を
混合することを包含する。

［発明の背景］ 流体−固体接触装置は広い用途を有しており、炭化水素
転化方法や流体成分を分離する吸着塔で一般に使用され
る。流体−固体接触装置が吸着塔である場合、粒状物質
は吸着剤からなり、流体はその間を通過する。炭化水素
転化法の場合では、流体−固体接触装置は、典型的には
触媒を含有する反応器である。そして、そこで進められ
る典型的な炭化水素転化反応は、水素化、水素処理、水
素化分解、水添脱アルキル化などである。

本発明に係る流体−固体接触装置は、垂直に配置された
長い円筒状にあり、流体は本質的に垂直流れを維持す
る。この容器内に収められる粒状物質は、垂直方向に間
隔を開けた一連のベットに配置される。流体は少なくと
も一つの入口から容器内に入り、出口は対向端に位置す
る。流体は上昇流又は下降流で反応器内を流れる。粒子
ベットの間に流体を加えたり、あるいはそこから流体を
取出すことも普通に知られている。粒子ベット間を通過
する流体の組成が変化する吸着法や、ベット間を通過す
る流体を冷却するクウェンチシステムを採用した炭化水
素転化法で、これは通常行なわれている。

粒子帯域を通過する流体の組成又は性状の変化が一様で
ある場合には、ほとんど問題はない。吸着系に於いて
は、吸着剤内の流体の保有又は置換によってこれらの変
化が起こる。反応系では、流体の組成及び温度の変化
が、ベットに収められている粒状触媒物質によって引き
起こされる。

ベットを通過する流体の不均一流れは、ベットに入る流
体の初期混合が不十分であることや粒子ベットに於ける
流れ抵抗の変化にも原因する。流れ抵抗の変化は粒子と
の流体の接触時間を変化させ、その結果流体の不均一反
応や不均一吸着を招く。極端な事例がチャンネリングで
あって、流体はベットの狭い開放領域に移動して事実上
抵抗なくここを通過する。チャンネリングが生起する
と、ベットを通過する流体の一部は粒状物質を最少時間
でしか接触できない。従って、吸着に際してはチャンネ
ル領域を通る流体は吸着されないので、この流体の組成
は吸着ベットの他の部分を通過した流体のそれと相違す
ることになる。接触反応では、触媒との接触時間の減少
は、その流体の生成物組成を触媒ベットの他の部分を通
過した流体の生成物組成と異ならしめる。

流体組成の問題に加えて、粒子ベットが不規則であるこ
とはベットを通過する流体の密度及び温度にも影響を与
える。多くの分離プロセスに於いて、流体の保有成分及
び置換成分は異なった密度を有するが、これがベットに
於ける流れプロフィルを混乱させる。吸着剤粒子との不
均一接触はベットを通る流体の密度をさらに変化させて
問題を大きくし、その結果流れプロフィルの混乱が一段
と助長される。

反応帯域では、反応が発熱的であるか吸熱的であるの
で、温度変化は触媒との不均一接触と関係する。触媒と
の不均一接触は反応物が過熱又は過冷却されることで反
応に悪影響を及ぼす。この問題は発熱反応で由々しく、
高温が原料や他の流体成分を望ましくない生成物に転化
させたり、あるいは触媒及び／又は器材に損傷をもたら
す局部的なホットスポットを発生させる。

従って、粒状物質のベットを通る流体の流れ変化に付随
する不都合を最少にするために、触媒又は吸着剤のベッ
ト間で流体を再混合する手段が、数多くのプロセスに組
込まれている。一連の粒子ベット通って移動する流体の
一部を再混合し、収集する装置は、米国特許第3,652,45
0号及び第4,087,252号に示されている。これらの米国特
許では、ベット間の混合帯域に第二の流体を添加するこ
とに関連して流体の再混合が行なわれる。そしていずれ
の場合とも、ベット間を通過する流体と、転化された流
体との混合は、上段ベットの下の境界と下段ベットの上
の境界との間に位置する独立した混合室で遂行される。

米国特許第3,824,080号は第二流体の添加とは無関係
に、ベット間を通過する流体を混合するための内部反応
器構造を開示する。この米国特許の装置は、粒子ベット
間の領域に混合相流体流を収集するもので、ベット間に
流体を流すための開口部が中央にある水平なバッフルを
備えている。この中央開口部はすべての蒸気流を部屋の
上部に、すべての液体流を部屋の側方に方向づける流れ
変更手段を備えている。また、この米国特許では蒸気と
液体が互いに直角をなして衝突するので、これによって
再混合される。再混合された蒸気と液体がバッフルの開
口部を通過すると、これらは下流側の粒子ベットに流体
を一様に流すための水平なバッフル列と接触する。

米国特許第3,598,541号は、混合帯域に添加されるクウ
ェンチ流に直接衝突させることにより、粒子ベット間を
通過する流体を再混合することを教えている。混合はす
べての流体が通過する中央空間で生起する。この中央空
間は二つの垂直に配向された円筒で規定される環状領域
を含んでいる。ベット間を通過した流体は、水平に突出
した穴を経て外側の円筒に入り、一方クウェンチ流体は
水平に突出した穴を通って内側の円筒に入る。環状の混
合帯域の下端は、混合流体が通過できる下流側の粒子帯
域と連通している。

本発明の目的の一つは、粒状物質のベット間を通過する
流体の混合を改善することにある。さらに別の目的は、
粒子ベット間の帯域に第二の流体を添加することとは無
関係に、粒子ベット間を通過する流体の混合を成就する
ことにある。さらにまた別の目的は、粒子ベット間の僅
かなスペースに容易に組込むことができ、ベット間での
流体混合を果すことができる簡単な装置を提供すること
にある。

［発明の概要］ 従って、一具体例に於いて、本発明は垂直に隔てられた
二つ以上の粒状物質のベットと、流体の入口および対向
端に流体出口を有する垂直流れ流体−固体接触容器に使
用される流体混合室からなる。

さらに特定された具体例では、流体混合室は二つの粒子
ベットの間に位置し、実質的に無孔の外側領域とベット
間に流体を流すための少なくとも一つの中央開口部を有
する垂直流れのバリヤーと、このバリヤーの中央に位置
する衝突区画室と、前記バリヤーの上流側にあり、バリ
ヤーの周辺から等量の流体を前記区画室の各入口開口に
運ぶための装置と、前記区画室の出口からの流体を下流
側粒子ベット上に再分配するための装置とからなる。そ
して、前記の衝突区画室は流体ジェットを発生するよう
サイズが限定された少なくとも二つの同一の入口開口を
備えた垂直な側板を有し、その入口開口はバリヤーで拘
束された流体を受入れるためにバリヤーの上流側と連通
している。また垂直な側板は入口開口から流入する流体
がその中間点で衝突するように配置されている。そして
衝突区画室はバリヤーの中央開口部を介してバリヤーの
下流側と連通する少なくとも一つの出口開口を有し、そ
の出口開口合計面積は入口開口の合計面積より大きく設
定されいるものである。

本発明のさらに限定された具体例は、衝突区画室を出入
りする流体を添加、分配、収集又は排出するための各手
段や粒子ベットと衝突区画室との間での流体収集バリヤ
ーの特定な配置ないしは構造を包含する。

従って、広い意味で本発明は実質的にすべての流体流を
受けるための中央に位置する混合領域に係るものであ
る。この混合領域は流体を充分混合する作用を果し、流
体を釣合いがとれた様式で下流側の粒子ベットに供給し
て再分配させる。流体の混合は本質的に混合帯域の構造
配置で行なわれる。この帯域では等しい流体ジェットが
互いに向い合い、その結果として激しい混合による流体
組成の均一化が実現する。従って、本発明で重要な点
は、混合を最大限激しく行なうために、等しい流体ジェ
ットが互いに向い合わせる手段を設けたことにある。こ
の基本的な概念を念頭に置くことにより、本発明の他の
具体例及び利点は、以下に示すところから当業者には容
易に理解できよう。

［発明の詳しい説明］ 既に述べた通り、本発明は流体−固体接触装置における
粒子ベット間の流体混合装置に関する。本発明の基本要
素は、包み込み容器と、垂直に隔てられて置かれた帯域
である１個又はそれ以上の粒状物質ベットと、粒状物質
ベット間に位置する混合室からなる。特に本発明の特徴
は混合室の組合せ方と、そこに配置された構成部材にあ
る。混合室内の構成部材と垂直流れカラムの相互関係
は、図面によって良く理解できよう。

第１図ではカラム１の切断正面図が示されており、その
カラムの頂部には流体入口が、底部には流体出口が設け
られている。そしてこのカラム容器内には、水平な触媒
ベット２，12及び14が収容される。

各粒子ベットはピル状、球状、円筒状又は他の押出し成
形された固体粒子で構成される。粒子の実際の性質はカ
ラム容器内で実施するプロセスに依存する。一般に、粒
子は吸着剤又は触媒である。各粒子ベットの上は支持物
質３の層で、これは粒子を抑え付け、ベット上での流れ
分布の向上に寄与する。支持物質の使用は必須ではない
が、しばしば使用され、これは規則的な形状を有するセ
ラミックボール又は他の不活性組成物からなる。支持物
質４も粒子ベットの下にしばしば使用されるが、これは
粒子ベットの下側境界を限定するのに使用される多孔性
プレート又はスクリーン５から粒子がこぼれるのを防止
するものであって、形状及び組成は上記のものと同様で
ある。

ベット間には流体の収集混合領域がある。粒子保持プレ
ート５の直ぐ下には、流体収集領域６がある。この収集
領域はバリヤープレート８を横切って流体が衝突区画室
７に移動するのを許容する。第１図に示す通り、収集室
は流体が水平方向に流れることができる空のスペースで
あって差支えない。しかし、第３〜５図で説明するよう
に、流体流れを規制する要素が流体を衝突区画室に方向
付けることもできるよう、収集室をバリヤー８と一体に
形成しても差支えない。つまり、流体を収集するための
手段は、特定な構成に限定されるものではなく、衝突区
画室に流体を通過させるための手段を意味する。単純な
場合、バリヤー８は容器側壁に取り付けられたプレート
からなり、衝突区画室が載置される中央開口部を有す
る。しかし、衝突区画室の開口部以外への流体の流れを
実質的に阻止するものであれば、バリヤーは他の形をと
るものであっても差支えない。流体流れを実質的に阻止
するバリヤー又はバッフルの限界は、各ベットからの粒
状物質がベットの層を通過して容器の底部からしばしば
排出されることを認める。この排出をなし遂げるため
に、ベット間のグリッドに垂直な管を普通設けて、容器
から粒状物質を取り出せるよう、粒状物質が一つのベッ
トから次のベットに移動できるようにしている。バリヤ
ーがこのような導管を含むことも、本発明は包含する。
このような導管は開放状態にあるが、前記した不活性の
支持物質で充填されている。それ故、これらの導管での
流体流れ抵抗は、上記した衝突区間室や収集系のそれよ
りかなり大きい。その結果、これら導管を通る流体の量
は、ベット間を通過する全流体の５％より少ない。

以下に詳述する衝突区画室は、収集領域６から流体を受
け、充分混合後、これをバリヤー８に送る。バリヤー８
の下は別の空間10であって、これは流体を再分配する。
最も簡便にはこの再分配領域は衝突区画室の出口と下流
側粒子ベットの上部との間の空間である。しかし、下流
側粒子ベットの上部に流体をさらに良好に再分配するた
めに、バッフルプレートや気−液トレー等の装置をこの
領域に設けることも可能である。再分配領域10内には容
器に流体を添加する、又は流体を抜出すためのノズル−
パイプ系９が示されている。分離プロセスの場合、この
ノズルは選択された成分流の添加又は排出に使用でき
る。下流側反応帯域に対するこのノズルの特定な利用法
は、次の触媒ベットに入る反応物を冷却するためのクウ
ェンチ媒体の添加に利用することである。第１図のノズ
ル−パイプ系はバリヤー８の下に示されているが、これ
をバリヤー８の上に設けることも本発明は包含し、また
下流側触媒ベットの最上部又は上流側触媒ベットの最下
部に設けることも包含する。混合された流体は次いで次
の粒子ベットに入り、そこから次の再混合帯域及び粒子
ベットに流れ続けて適当な出口を介して容器から排出さ
れる。

第２図は衝突区画室の一具体例を示している。この衝突
区画室は入口開口16及び17を有する二つの側板16′及び
17′で構成され、底部のワイヤースクリーンからなる出
口20と、無孔の上板15と、無孔の側板18及び19からな
る。衝突区画室は特定な形に限定されない。例えば、衝
突区画室は側板に入口を有し、底部に出口を有する垂直
に配置された円筒であって差支えない。しかし、衝突区
画室には以下に詳述するような幾つかの寸法上の限定が
ある。衝突区画室の基本的な機能は、粒子ベット間を通
過する流体を親密に混合することである。そのような混
合は入口開口16及び17のサイズと配列によって達成され
る。そのサイズは開口を通過する流体がジェット流を、
すなわち集中した流れを形成する大きさである。そして
開口の位置は、流体のジェット流が衝突区画室の中点で
互いに対向的に衝突するような位置にある。第２図では
二つの入口開口しか示されていないが、流体ジェットの
衝突がすべての方向でバランスするよう対称的に配置さ
れた開口であれば、二つ以上の開口を設けることもでき
る。本発明では、入口開口が垂直に配向していることも
重要である。すべての入口は同じ高さに位置すべきであ
る。入口が同じ高さにあることは、バランスを崩さずに
同じ速度で流体を衝突させる上で必要である。入口の形
状について言えば、入口開口は円形である必要はない。
入口開口の形状に関する要件はその断面積であって、必
要な流体ジェット流が形成される断面積を有することで
ある。

入口のサイズと数によって、ジェット流の長さが決ま
る。しかし、垂直流れ容器での圧力降下は最少であるこ
とが通常好ましいので、実際にはジェットの長さが限定
される。当業者によく知られているように、圧力降下は
流体の速度と平均密度の関数である。ジェットの長さと
入口での圧力降下を計算する方法は、当業者によく知ら
れている。本発明に適用されるほとんどの流体につい
て、入口は4.6〜15.2m/sの範囲の速度を与えるサイズに
ある。衝突区画室の大きさは、ジェット流が充分な速度
で衝突し、流体が充分混合されるサイズでなければなら
ない。それ故、入口開口と衝突区画室の中点との距離
は、ジェットの理論長の60％の越えてはならない。従っ
て、圧力降下とジェット長を考察することで、衝突区画
室の長さまたは直径が決まる。

いかなる形状の衝突区画室も使用可能であるが、二つし
か入口開口を持たない正方形又は長方形の衝突区画室が
特に好ましい。構造が簡単である上、以下に述べるチャ
ンネル収集装置との適合がよいからである。衝突区画室
に円形開口が二つしか存在しない場合、開口間の距離は
入口開口の直径の６倍を越えてはならず、好ましくは３
倍以下である。入口間の間隔を縮めることは、流体の乱
れを助長し、良好な混合を促進される傾向がある。もち
ろん、ある程度の距離が入口開口間で保持されなければ
ならない。最少距離は出口に充分な開口面積を与えるう
えでも、また衝突区画室に要求される長さ対幅の比を維
持する上でも必要である。

さらにまた、流体の乱れまたは混合を最大にするために
は、衝突区画室の全体の高さＡは、入口開口の垂直寸法
Ｂの４倍を越えてはならない。同様にして、長方形構造
に於ける流体の停滞領域を最少にするために、衝突区画
室の幅Ｃは入口開口の水平寸法Ｄの４倍に限定すべきで
ある。垂直に配置された円形断面の衝突区画室の場合、
入口開口に関する限定条件やその間隔、最大幅等に関す
る限定条件は、衝突区画室の直径を規定する。

再び第２図に於いて、衝突区画室は少なくとも一つの出
口開口20を有している。出口開口についての最も重要な
要件は、その開口断面積が入口開口の全断面積より大き
いことである。このことはもちろん衝突区画室の入口で
流体のジェットを形成するうえでも必要である。速度に
ついて言えば、速度が4.6m/sを越えない、好ましくは3m
/s以下になるよう出口を設計することが通常好ましい。
出口については形状的条件はないが、普通開口部は第２
図に示すようなワイヤースクリーン又は多孔板である。
出口についてのこのような条件は、流れの分配を改善
し、粒状物質をトラップし、ある種の流体の場合は混合
の結果発生する泡を最少にするためにしばしば利用され
る。出口開口の位置は区画室の特定な側板に限定され
ず、事実出口開口は複数であってよい。開口が衝突区画
室のセンターラインに関して対称である限り、混合室の
下流部分と連通する衝突区画室のいかなる側板に開口を
位置させても差支えない。出口開口に関する唯一の要件
は、衝突区画室から出る流体のバランスした流れが下流
側の粒子ベットに引き渡されるよう、出口開口の位置が
下流側ベットに関して対称であることである。こうして
粒子ベット上に流体が再分配される。

第１図では下降流反応器を示したが、本発明は流れ方向
が単一であるものに限定されることはない。上昇流反応
器の場合、入口は下側に粒子ベットと連通すべきであ
り、衝突区画室はその出口が上側の再分配帯域に開くよ
う、逆になっているべきである。つまり、本発明の混合
室は上昇流方式でも、下降流方式でも同等に適用でき
る。

従来技術でも知られているように、混合操作の重要な手
段として、多くの中間的混合装置が外部流体の添加を利
用する。これとは対照的に、本発明の装置は粒子ベット
間を通過する流体の混合に、いかなる外部流体をも必要
としない。すなわち、本発明は流体の添加又は取り出し
とは無関係に、ベット間を通過する流体を充分に混合で
きる利点を有している。本発明の他の利点は衝突区画室
が全体として単純でコンパクトなことである。このため
に接触帯域の内部を大幅に変更しなくても、一連の粒子
ベット間に現存するスペースに、本発明の混合室を組込
むこのができる。

衝突区画室以外の混合室の構成要素は、既に記載した分
配器、支持物質、バッフル及びパイプグリッドである。
これらの構成要素のデザインは多数の因子に依存する。
そしてこれらの因子の中には、装置に許容される圧力降
下、粒子ベット間を通過する流体の組成及び接触帯域内
の操作条件などがある。さらに、混相系ではベット間を
通過する液体又は蒸気の量によって、使用するバッフル
の型式、バリヤーまでの入口開口及び出口開口のサイ
ズ、適正な再分配装置等が決まる。混合室の全体的な構
成及びサイズに影響を及ぼすであろう他の事項はクウェ
ンチの添加である。クウェンチ分配系の配置と操作に
は、混合帯域にその分のスペースが必要となる。勿論、
ここに記載した因子は、混合室を設計する際の機械的配
慮事項やプロセス的配慮事項のすべてではない。しか
し、これらの配慮事項は当業者によく知られており、そ
の詳細は省略する。

本発明の混合装置は、一連のチャンネルからなるバリヤ
ー又はバッフルプレートを組込んだ下降流式反応器に使
用するのに特に適している。このような反応器は水素
化、水素処理、水素化分解及水添脱アルキル化の各反応
を遂行させるのに有利に使用される。水素処理及び水素
化分解のような発熱反応を行なわせる場合、反応物の温
度をコントロールするために、触媒ベット間にクウェン
チ流が通常添加される。本発明で提案される如く、クウ
ェンチ流と無関係に混合帯域が操作できることは、この
ような発熱反応にとって特に有利である。触媒は反応の
続行に伴って活性が低下するので、通常は水素からなる
クウェンチの量又は温度は低下させねばならない。クウ
ェンチに対する冷却条件の変化は、混合操作の一部とし
てクウェンチを採用している再混合帯域に問題が起こ
る。そのような場合、混合帯域に加えるクウェンチの液
容量を適当に維持しながら、冷却程度を減少させるため
にクウェンチの温度を変化させることがしばしば必要で
ある。本発明では衝突区画室とは無関係にクウェンチが
添加されるので、クウェンチ量の変化は反応物の混合に
僅かしか影響しない。

それでもクウエンチ流と反応物を充分混合することは重
要である。それ故に、衝突区画室の下流側に位置するパ
イプ分配系でクウェンチを混合することも可能である
が、パイプ分配系は衝突区画室の上流側に位置させるこ
とが特に有利である。衝突区画室の前方にクウェンチ流
を導入すれば、クウェンチ流と反応物は二度混合される
機会に恵まれる。最初の混合は反応物にクウェンチ流が
最初に分配される時点で起こり、クウェンチ流と反応物
が衝突区画室を流れる時に再び混合される。

第３図，第４図及び第５図には、クウェンチ系と、垂直
流れバリヤーと、衝突区画室が下降流式反応器に組込ま
れた例が示されている。この具体例では、第１図に従う
フロースキームが採用されている。つまり、反応物は垂
直に長い反応器に入って一連の触媒ベット及び中間混合
室を流れる。第３図は中間混合部の詳細を示す。

図示の例では反応物は触媒ベット22を下向きに流れ、ク
ウェンチ媒体はノズル23で加えられてパイプ分配系24に
より触媒ベットの下側断面に分配される。反応物は、ワ
イヤーメッシュスクリーン21に支えられた支持物質を引
き続き下降する。スクリーンを通過すると、反応物とク
ウェンチ媒体は一連の並行流路27,61及び62に集められ
る。これらの並行流路は水平方向に嵌込まれて上部の触
媒ベットに対して開放されている。流体は流路間に流体
を流すことができる導管28及び29を介して、外側の流路
27から中間流路61を通って中央流路62に運ばれる。中央
流路は第４図に示す通り、衝突区画室30によって二つの
部分に分割されている。衝突区画室の各側面に等量の流
体を提供するために、４本の導管29が使用されている。
区画室の出口から出た流体は再分配帯域40に入り、ここ
で蒸気と液体は下側の触媒ベットの全面に再分配され
る。気−液混合流の良好な分配を促進するために、下側
の触媒ベットの上部に気−液分配トレー51が設けられ
る。このタイプのトレーはよく知られており、水平なト
レー部分51と垂直な導管50からなる。この導管50は蓋を
された頂部と、上部に蒸気を受入れるためのＶ−ノッチ
開口と、トレー表面近傍に液体を流すための多孔側壁を
備えている。気−液再分配トレーを通過した後、液体は
別の開放領域52に入り、ここでさらに再分配される。次
いで流体は支持物質の層53を通り、次の触媒ベット54に
流下する。

流体収集流路と衝突区画室の配置は、その内部構造を平
面図で示した第４図からさらに詳しく知ることができ
る。流路の端部は容器の輪郭に調和して閉じられてい
る。外側の流路27は単一の導管28によって次の内側の流
路と結ばれる。流路を結ぶ導管は圧力降下が最小になる
よう設計される。導管28及び29を通る流体の最大速度は
4.6m/sを越えず、好ましくは3m/s以下である。外側の流
路27からの流体と共に、中間流路61で収集される流体
は、衝突区画室30を含む中央流路62に送られる。そし
て、流体は区画室の各側面に等容量の流体が提供される
よう、釣合いが取れた状態で中央流路に向かう。第４図
は反応器から触媒を排出するための垂直導管55も示して
いる。

第５図は中央流路62に位置する衝突区画室を示してい
る。図面から分るように、衝突区画室は三つの側板56,5
7及び58によって流路と一体化されている。これらの側
板は衝突区画室と領域に多孔部分56′，57′及び58′を
有し、これらは混合流体の出口として機能する。図示の
例では、対向する側板59及び60に円形の入口開口60を有
し、この側板の高さは流路の高さ（深さ）より低い。こ
れによって衝突区画室の上部を流体が通過できるので、
入口への流体の流れの不均衡が是正される。しかし、入
口開口を有する端の板で流路の断面を完全に塞ぐことも
できる。

第５図の具体例は流路と衝突区画室を一体化する様式を
これに限定することを意味しない。本発明の流路と衝突
区画室は様々な様式で一体化することが可能である。例
えば、衝突区画室の入口に入る流体を流路の主軸に対し
て直角に流れるようにしたり、あるいは偶数個の流路を
設けて二つの中央流路の間に衝突区画室を設けることも
可能である。

反応器の設計に精通したものにとって、第３図に示す構
造が経済的であることは容易に理解できよう。第一に流
体の垂直流れに対してバリヤーとしても機能する流体収
集流路がコンパクトであり、これを反応器内設けるため
に必要な垂直方向のスペースも僅かである。また、これ
らの流路は、触媒ベットを支えるのにしばしば使用され
る一連の並行な支持梁26に、支持フランジ部42を取り付
けることによって容易に組立てることができる。さら
に、好適には中央流路に位置させることができる衝突区
画室には、格別なスペースを必要としない。加えて、流
体収集流路系の位置は、支持梁の上部に位置するクウェ
ンチ媒体分配系の邪魔にもならない。従って、下降流式
反応器は勿論、さらに一般的な垂直流れ流体−固体接触
カラムに組込むことで、本発明の流体収集流路と衝突区
画室は、中間混合帯域に独特な利益をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は多数の触媒ベットと、触媒ベット間に本発明に
係る混合装置を有する垂直流れ接触カラムの部分切断正
面図である。 第２図は第１図のカラムから取出して示す混合装置の斜
視図である。 第３図は長方形の混合帯域を通った流体を収集するため
の一連の並行流路を備えた混合室の一具体例を示す下降
流式反応器の部分切断正面図である。 第４図は第３図の混合帯域での流体収集流路系を示す平
面図である。 第５図は第３図及び第４図に示す混合帯域を流路の一部
と共に示す斜視図である。 １：接触カラム、２，12，14：触媒ベット ３，４，11：支持物質層、５：支持プレート ６：流体収集領域、７：衝突区画室 ８：バリヤー、９：パイプ−ノズル系 15：上板、16，17：入口開口 18，19：無孔側板、20，21：スクリーン 22：触媒ベット、23：クウェンチノズル 24：パイプ分配系、25：支持物質 26：支持梁、27，61，62：流路 28，29：導管、30：衝突区画室 40：再分配帯域、51：気−液再分配トレー 52：開放領域、55：垂直導管 56，57，58：側板、59，63：対向側板 60：入口開口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一つの流体入口とその対向端に
   流体出口を有し、二つ又はそれ以上の垂直に隔てられた
   粒状物質のベット２，12，14；22を有する垂直流れ流体
   −固体接触カラム１に使用される下記のa)〜d)を備えた
   流体混合装置、 a)隣接する二つの粒状物質のベット２，12，14；22間に
   位置して流体の垂直流れを妨害し、流体を通過させるた
   めの少なくとも一つの中央開口部を有し、その外側は無
   孔なバリヤー８；27，61，62、 b)前記バリヤー８；27，61，62の中央に位置する衝突区
   画室７；30であって、その区画室７；30は流体を衝突区
   画室７；30内に受入れるように、上流側と連通するほぼ
   同一の少なくとも二つの対向する入口開口16，17；60を
   持った垂直な側板16′，17′；59，63を有し、前記入口
   開口16，17；60は、それらから流入する流体ジェットが
   それらの中間において衝突するように十分な大きさの開
   口面積と、衝突区画室底面からの高さとを有し、さらに
   衝突区画室７；30は少なくとも一つの出口開口20；5
   6′，57′，58′を有し、この出口開口20；56′，5
   7′，58′の合計開口面積はすべての入口開口16，17；6
   0の合計開口面積より大きく設定され、そして出口開口2
   0；56′，57′，58′はバリヤー８；27，61，62の中央
   開口部を介して、バリヤー８；27，61，62の下流側と連
   通している衝突区画室７；30、 c)前記バリヤー８；27，61，62の上流側にあり、バリヤ
   ー８；27，61，62の周辺から等量の流体を入口開口16，
   17；60に運搬する部材、 d)前記区画室７；30の出口開口20；56′，57′，58′か
   らの流体を下流側の粒状物質のベット２，12，14；22上
   に再分配する部材。
2. 【請求項２】衝突区画室７；30の出口開口20；56′，5
   7′，58′が多孔板、プロフィルワイヤー又はスクリー
   ンからなる特許請求の範囲第１項記載の垂直流れ流体−
   固体接触用混合装置。
3. 【請求項３】衝突区画室７；30が長方形であり、対向す
   る二つの垂直側板16′，17′；59，63に円形の入口開口
   16，17；60を有し、残りの側板のいずれかに出口開口2
   0；56′，57′，58′を有する特許請求の範囲第１項記
   載の垂直流れ流体−固体接触用混合装置。
4. 【請求項４】運搬及び再分配部材が、バリヤー８と粒状
   物質の粒子ベット２，12，14の上部境界及び下部境界と
   の間の自由空間６，10からなる特許請求の範囲第１項記
   載の垂直流れ流体−固体接触用混合装置。
5. 【請求項５】衝突区画室７；30の入口開口16，17；60が
   流体に4.6〜15.2m/sの速度を生じさせる大きさを有し、
   衝突区画室７；30の出口開口20；56′，57′，58′が流
   体に4.6m/sより小さい最高速度を生じさせる大きさにあ
   る特許請求の範囲第１項記載の垂直流れ流体−固体接触
   用混合装置。
6. 【請求項６】対向する入口開口16，17；60間の距離が入
   口開口16，17；60の直径の６倍を越えない特許請求の範
   囲第３項記載の垂直流れ流体−固体接触用混合装置。
7. 【請求項７】衝突区画室７の高さＡ又は横幅Ｃのいずれ
   か大きい方の距離が入口開口16，17；60の直径の４倍を
   越えない特許請求の範囲第６項記載の垂直流れ流体−固
   体接触用混合装置。
8. 【請求項８】バリヤーが上流側の粒状物質のベット22に
   対して凹状の一連の開放された並行流路27，61，62から
   なり、この流路で集められた流体を衝突区画室30に運搬
   できるように各流路が導管28，29で連結された特許請求
   の範囲第１項記載の垂直流れ流体−固体接触用混合装
   置。