JPH0644987B2

JPH0644987B2 - 触媒充▲填▼装置

Info

Publication number: JPH0644987B2
Application number: JP63165577A
Authority: JP
Inventors: 嘉高南
Original assignee: 出光エンジニアリング株式会社
Priority date: 1988-07-01
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPH0214732A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は触媒充填装置に係り、石油精製設備や化学工業
設備などの反応塔に触媒を充填する作業等に利用でき
る。

〔従来の技術〕

従来より、石油精製や化学工業等においては、各種反応
のために触媒が利用されており、その利用にあたって
は、例えば粒状に形成された触媒を円筒状等の反応塔に
充填しておき、この反応塔内に原料油、反応液、ガスあ
るいはこれらの混合物等を通過させて触媒表面に触媒さ
せることが一般的である。

このような反応塔においては、内部に充填された触媒に
部分的な粗密があると、反応塔内に通される原料油等が
密度の粗い部分のみを通過するため、負荷の集中により
当該部分の触媒活性が急速に低下し、他の部分が正常で
あっても反応塔として充分な性能が得られなくなり、ま
た短時間で触媒の交換を行う必要が生じる。このため、
充填される触媒の密度をなるべく均一にすることが必要
である。

これらの触媒の充填にあたっては、作業員が反応塔内に
入り、可撓性パイプ等を用いて触媒を散布し、均一にな
らすことが一般的であった。しかし、このような方法で
は作業効率が低いうえ、閉鎖された反応塔内での作業で
あり、触媒の微細粉粒が多量に発生するなど、作業員の
安全性や衛生面に問題がある。このため、近年では、外
部からの操作により安全かつ能率よい触媒充填作業が行
えるように、反応塔内に吊下げ支持された回転円板に上
方から粒状触媒を供給し、遠心力により周囲に飛散させ
る形式の触媒充填装置が多数開発されている。

このような触媒充填装置の一つに、円板に代えて長円形
等の分配板を用い、その表面に径方向に沿って複数の分
配路を形成し、各分配路の径寸法を互いに異なる寸法に
形成した触媒充填装置がある（特開昭61−141923号公報
参照）。この触媒充填装置においては、各分配路から散
布される触媒が多数の円心円状の軌跡を描くため、回転
数を制御することにより広範囲に一様な散布が可能であ
り、他の回転円板式の触媒充填装置に比べて操作が簡単
なうえ均一な触媒充填を極めて効率よく行うことができ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記特開昭61−141923号公報の触媒充填装置
においては、散布密度の均一化を回転速度の定常的に変
化させて行う必要があり、触媒充填作業の進行に伴って
触媒落下高さが小さくなるに従い、触媒が外周部分まで
充分に達するように分配板の回転を高速化させなければ
ならない。

しかし、円板を必要以上に高速回転させた場合、散布さ
れる触媒に作用する遠心力が増大するため、反応塔中心
部に落下する触媒が減少する。特に、前記公報のような
二段式の分配板を用いた場合、下段のチューブ状分配路
には遠心力による分配路の閉塞が生じ、散布触媒がより
不均一になるとともに、場合によっては二段目からの散
布が実質的に不可能となる恐れもある。また、さほど高
速でなくとも、各分配路先端においては、回転の高速化
に伴う遠心力の増大が外径の大きいものほど顕著である
ため、大径部からの散布量に比べて小径部からの散布量
が減り、反応塔中心付近の触媒密度が粗くなることがあ
り、均一な充填を維持するためには作業が煩雑で労力を
要していた。

本発明の目的は、広い条件範囲で均一な触媒散布が行え
るとともに、高速回転時にも中心付近から散布される触
媒を確保できる触媒充填装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、触媒供給管の下方に同軸で回転しかつ上側が
下側より大径となる少なくとも２枚の分配板を平行配置
し、各分配板の表面を複数のリブで仕切って径方向外向
きに拡開する触媒分配部を設け、この触媒分配部の径方
向の長さが互いに異なるように形成するとともに、上側
の分配板の中央部を貫通して下側の分配板近傍に到る中
心筒体と最下段の分配板の表裏を貫通しかつ中央部から
径方向に延びる長孔とを有する触媒落下部を設けて触媒
充填装置を構成したものである。

〔作用〕

このように構成された本発明においては、各分配板の触
媒分配部により同心円状に触媒を散布することにより、
反応塔内に充填される触媒の密度を均一にする。また、
分配板を複数段に設け、外周側への触媒散布を上側の分
配板で行い、内周側への触媒散布を下側の分配板で行う
配置とすることにより、高速回転時の散布触媒量の外周
側への遷移が各分配板の範囲内に収まるようにし、内周
側に落下する触媒を確保する。さらに、各分配板の中心
部に設けた触媒落下部の中心筒体により下段の分配板へ
の触媒供給を行うとともに、最下段の分配板に設けた長
孔から径方向所定長さに渡って触媒を落下させ、高速回
転時においても反応塔中心部への触媒落下を確保し、こ
れらにより高速回転時にも全面にわたって均一な触媒散
布を確実に行って前記目的を達成する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図には本発明の触媒充填装置10を適用した石油精製
用の反応塔１が示されている。この反応塔１は略円筒状
の外殻を有し、内部には原料油が通過可能な上部スクリ
ーン２および下部スクリーン３が設けられており、下部
スクリーン３上には粒状の触媒４が積載充填されてい
る。この触媒４を充填するために、反応塔１の上部開口
部には触媒４を蓄えホッパ５が配置され、ホッパ５の下
端には触媒４を移送する供給チューブ６が連結され、供
給チューブ６の下端は上部スクリーン２の中央に支持さ
れた触媒充填装置10に連結されている。

この触媒充填装置10は、本発明に基づいて構成されたも
のであり、上部スクリーン２の上面側に配置されたモー
タ11により駆動される駆動軸12を備えている。この駆動
軸12の下端には２枚の分配板13，14が設けられ、供給チ
ューブ６から供給される触媒４は供給通路15を通して分
配板13，14の中央に導かれており、触媒充填装置10は分
配板13，14の回転により触媒４を周囲に飛散させ、下部
スクリーン３上に散布して反応塔１内への充填を行うよ
うに構成されている。

第２図には触媒充填装置10の下端側の要部が示されてい
る。図において、駆動軸12の下端には固定部材21がねじ
止めされ、この固定部材21の周囲には４本の支持腕22を
介して中心筒体23が支持されている。

ここで、中心筒体23の上端近傍の周面には分配板13の内
周縁が溶接固定されている。また、中心筒体23の上端は
供給通路15の下端側開口内に挿入され、その外周には上
端縁から下方に向かって拡開する円錐面24が設けられて
いる。この円錐面24の下端は分配板13の上面に連結され
ており、供給通路15からの触媒４を受けて分配板13の上
面に誘導可能である。

第３図に示すように、分配板13の上面にはその外周縁か
ら円錐面24の外周近傍にわたって複数のリブ31が設けら
れている。各リブ31は径方向に沿って互いに外向きに拡
開するように配置され、分配板13の表面を仕切ることに
より略凹形の触媒分布部32が形成されている。

ここで、分配板13の外周形状は、駆動軸12の回転軸線に
対して点対称な略長円形に形成されており、各触媒分布
部32毎に径方向の長さが異なるように形成されている。
すなわち、各触媒分布部32は、分配板13の短軸方向であ
る小径部33に位置する触媒分布部32A，32Bからそれぞれ
長軸方向である大径部34に位置する触媒分布部32C，32D
に向かって順次半径が増加し、先端の包絡線が略インボ
リュート曲線を描くように形成されている。

なお、分配板13の中央部は中心筒体23に連結され、中心
筒体23内の空間を介して供給通路15からの触媒４を一部
下方に送出可能とされ、中心筒体23自体が分配板13の触
媒落下部として構成されている。

第２図に戻って、分配板14は中心筒体23の周面に取付け
られた４本のボルト25により吊下げられ、中心筒体23の
下端から所定間隔をおいて分配板13と平行かつ同軸に支
持されている。

第４図に示すように、分配板14は前述の分配板13と同様
に略長円形に形成され、外周縁から中心筒体23の周面近
傍にわたって表面を仕切る複数のリブ41により略凹形の
触媒分配部42が形成されている。各触媒分配部42は、小
径部43に位置する触媒分配部42A，42Bからそれぞれ大径
部44に位置する触媒分配部42C，42Dに向かって順次半径
が増加し、先端の包絡線が略インボリュート曲線を描く
ように形成されている。なお、分配板13，14は、分配板
14の大径部44がそれぞれ分配板13の小径部33に重なるよ
うに配置されている。

ここで、分配板14の中心部には触媒落下部としての長孔
45が設けられている。また、分配板14の上面には、この
長孔45を挟んで一対の補助リブ46が径方向に設けられ、
この補助リブ46の上端縁は中央筒体23の下端側開口内に
挿入されており、中央筒体23内に上方から供給された触
媒４を分配板14の回転に伴って掃き出し、長孔45から落
下される以外の触媒を周囲の分配板14上面に送出可能で
ある。

なお、分配板14の上面には、長孔45の一側縁に沿って板
状の調整部材50が複数配列されている。これらの調整部
材50は、基端側を各２本づつのボルト47により固定さ
れ、それぞれボルト47を緩めて先端側を長孔45へその幅
方向に進出させることにより長孔45の開口面積を加減
し、長孔45からの落下触媒量を調整可能である。

このように構成された本実施例においては、次に示すよ
うな動作を行う。

まず、触媒充填装置10のモータ11を動作させ、駆動軸12
を介して分配板13，14を回転させておくとともに、触媒
充填装置10に供給チューブ６を通してホッパ５から触媒
４を供給する。

供給された触媒４は供給通路15から中央筒体23上に落下
し、中央筒体23の外側部分の触媒４は円錐面24により分
配板13に送られ、分配板13の回転に伴う遠心力により各
触媒分配部32の先端から下部スクリーン３上に散布され
る。また、中央筒体23の内側部分の触媒４はそのまま落
下して分配板14に送られ、分配板14の回転に伴う遠心力
により各触媒分配部42の先端から下部スクリーン３上に
散布されるとともに、一部が長孔45を通して中央部に散
布される。

ここで、分配板13，14の触媒分配部32，42は、それぞれ
径方向の長さが異なるため、各触媒分配部32，42の先端
から散布される触媒４はそれぞれ下部スクリーン３上に
略同心円状の軌跡を描くように散布される。すなわち、
第１図に示すように、分配板13からの触媒4Aは下部スク
リーン３の外周縁から所定幅の範囲に散布され、分配板
14からの触媒4Bはその内側の範囲に散布される。また、
分配板14では散布しきれない下部スクリーン３中心部分
については長孔45からの触媒4Cが散布され、これにより
下部スクリーン３上には触媒４が一様に散布され、反応
筒１内には均一な触媒４の充填が行われる。

このような本実施例によれば、次に示すような効果があ
る。

すなわち、２枚の分配板13，14を設け、各々反応塔１内
の外側領域および内側領域を分担させるとともに、各分
配板13，14に径方向の長さの異なる触媒分配部32，42を
設けたため、触媒４を広い範囲にわたって一様に散布す
ることができる。

また、長孔45を通して触媒４を中央部に散布できるよう
にしたため、各分配板13，14によっては散布しにくい反
応塔１内の中央部分についても充分な触媒４を確保で
き、より均一な充填が可能となる。

さらに、分配板13，14を高速回転させた場合、分配板13
の小径部33からの散布量が減少しても分配板14の大径部
44における散布量の増加により補填でき、かつ分配板14
の小径部43からの散布量の減少は長孔45からの散布量を
増加させることにより補填できるため、高速回転時にも
特に問題なく触媒４の一様な散布が行え、高速回転によ
り作業時間の短縮が可能である。

一方、分配板13，14を長円形に形成し、各触媒分配部3
2，42の径方向の長さが一対の小径部33，43と一対の大
径部34，44との間で増減を繰り返すように形成したた
め、触媒層のレベルの変化がなく、触媒強度を確保でき
るとともに、正逆いずれの方向に回転させても利用する
ことができる。

また、分配板14の大径部44がそれぞれ分配板13の小径部
33に重なるように配置したため、触媒分配部32先端の包
絡線に触媒分配部42先端の包絡線が略連続するようにで
き、散布される触媒４相互の連続性を増してより均一化
できる。

さらに、各触媒分配部32，42の径方向の長さ変化はイン
ボリュート曲線に基づくとしたため、各々の端部から散
布される触媒４が描く円心円状の軌跡を略一定間隔とし
やすく、より均一な散布を行うことができる。

また、共通通路15から落下する触媒４を円錐面24により
分配板13に円滑に供給できるとともに、分配板13の触媒
落下部である中央筒体23を通じて分配板14にも充分な触
媒４を供給できる。

さらに、分配板14の上面に補助リブ46を設け、この補助
リブ46により中央筒体23内に上方から供給された触媒４
を分配板14の回転に伴って掃き出すようにしたため、分
配板14への触媒４の供給を円滑にできる。

また、分配板14の中心部には触媒落下部としての長孔45
を設け、この長孔45を分配板14の回転中心を通りかつあ
る程度の長さにわたって形成したため、両端部近傍から
落下する触媒４を分配板14の回転に伴って外側に偏向さ
せ、適当に分散させることができる。

さらに、調整部材50を設けて長孔45の開口面積を加減で
きるようにしたため、反応塔１の中心部への触媒４の散
布量を常時最適に調節することができ、より均一な散布
を行うことができる。

また、調整部材50による長孔45の開口面積の加減は、ボ
ルト47を緩めて各調整部材50の進出量を加減することで
簡単に行え、かつ、調整部材50は長孔45の幅方向へ進出
するため長孔45の長手方向長さを変えることがなく、進
出量を調整しても長孔45の径方向への延長による所期の
散布範囲を維持できる。そして調整部材50は複数を別個
に調整可能としたため部分毎の微妙な調整も行うことが
でき、最適な散布状態を簡単に実現することができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
以下に示すような変形をも含むものである。

すなわち、分配板13，14の外形は交叉する短軸および長
軸を有する長円形に限らず、３個所以上の大径部および
小径部を有する略三角形状や略矩形等に形成してもよ
い。

また、分配板13，14は各短軸または長軸に対して略対称
な形状に限らず、いわゆる羽根車のように何れかの回転
方向に沿って径方向の長さが変化するように形成しても
よい。しかし、このような場合、回転方向を一定方向に
限定されるうえ、小径部と大径部とが隣接して大きな段
差を生じることになるため適宜補強等が必要であり、な
るべく前記実施例のような長円形等に構成することが望
ましい。

さらに、分配板13，14に設ける触媒分配部32，42の数は
実施にあたって適宜変更すればよい。しかし、触媒分配
部32，42の数を増す場合、各々の幅が狭くなって触媒４
が通過しにくくならないように留意する必要がある。

一方、前記実施例においては２枚の分配板13，14を設け
たが、分配板の数は３枚以上であってもよく、反応塔１
内の触媒充填部分の大きさ等に応じ、実施にあたって適
宜選択すればよい。

また、分配板13，14の取り付け構造や触媒４を誘導する
構造等は実施にあたって適宜選択すればよい。

例えば、分配板13を直接駆動軸12にねじ止めし、その周
囲に多数の穿孔を設けて触媒落下部を構成してもよい。
また、円錐面24は分配板の中心部近傍を膨出させて一体
に成形してもよい。さらに、補助リブ46の数は適宜増減
させてもよく、あるいは省略してもよい。また、分配板
14は適当な棒材等の溶接により吊下げてもよい。しか
し、前記実施例のように中心筒体23にボルト25を介して
支持すれば、中心筒体23の下端と分配板14上面との隙間
を加減することができ、触媒分配部42に送られる触媒４
の加減を容易に行える。

さらに、前記実施例においては、進出可能な調整部材50
を長孔45の一側に設けたが、これは長孔45の両側にあっ
てもよい。この場合、両側の調整部材50を同量づつ進出
させれば回転中心に対する対称性を維持でき、反応塔１
の中心部への触媒４の散布のより微妙な調整も可能であ
る。

また、調整部材50は板状に限らず、単に長孔45の開口面
積を加減できるものであればよく、あるいは長孔45の側
縁に沿って複数を配列するものに限らず、各側に１枚づ
つであってもよい。

さらに、長孔45の側縁には、第５図に示すように調整部
材を兼ねる案内部材60を設けてもよい。

図において、案内部材60は取付面61に２つの取付用長孔
62を有し、２本のボルト48で分配板14の下面に固定され
ている（第４図中二点鎖線参照）。この案内部材60は、
取付面61の一側縁から下方に延びる案内面63を有し、そ
の下端縁には略水平な受け面64が形成されている。この
受け面64は、２枚の仕切板65A，65Bにより中央部64A お
よび両側の端部64B，64Cに仕切られている。このうち、
端部64B は案内面63と反対側へ斜めに延長され、その側
縁には案内面63から連続する溢れ止め66A が設けられて
いる。また、端部64C は直接的に延長され、案内面63と
反対側の側縁には仕切板65B に連続する溢れ止め66B が
設けられている。さらに、案内面63には導流口67が設け
られ、中央部64A は導流口67を通して案内面63の反対側
に突出する突出部68に連続されている。

このような案内部材60を用いた場合、長孔45からの触媒
４は案内面63に沿って落下し、一旦受け面64に受けられ
た後、回転に伴って同心円状に均一に散布される。すな
わち、受け面64に落下した触媒４のうち中央部64A に落
下した分は、一部が案内面63と反対側縁から直接落下
し、反応塔１の略中心に散布されるとともに、残りが導
流口67を通して突出部68に送られ、反応塔１の略中心か
ら僅かに離れた部分に散布される。一方、端部64B，64C
に落下した分は、それぞれ溢れ止め66A，66Bに沿って先
端部まで送られて飛散され、前述の突出部68からの散布
分の外側およびさらに外側に同心円状に散布される。

従って、このような案内部材60によれば、長孔45からの
触媒４を多様な形態で散布させることができ、反応塔１
に充填される触媒４を一層均一化させることができる。
また、ボルト48を緩めて案内部材60を進退さることがで
き、前記調整部材50と同様な長孔45の開口面積の調整を
同時に行うこともできる。

その他、本発明の触媒充填装置は、前述のような触媒粒
体そのものに限らず、ダッシヒリングやゼオライト等の
固形充填物の充填に利用できる他、吸着や吸収、抽出、
洗浄等、化学工業で多用される触媒に準じた粒状物等を
反応塔類に充填する際にも適用することができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の触媒充填装置によれ
ば、反応塔内に均一な触媒散布が行えるとともに、高速
回転時にも中心付近から散布される触媒を確保でき、一
様な触媒充填を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は前記
実施例の要部を示す断面図、第３図は前記実施例の一方
の分配板を示す上面図、第４図は前記実施例の他方の分
配板を示す上面図、第５図は前記実施例の調整部材およ
び前記実施例に利用可能な案内部材を示す斜視図であ
る。１……反応塔、４……触媒、4A，4B，4C……散布される
触媒の流れ、５，６，15……触媒供給用のホッパ，供給
チューブおよび供給通路、10……触媒充填装置、11，12
……回転駆動用のモータおよび駆動軸、13，14……分配
板、23，45……触媒落下部である中心筒体および長孔、
31，41……リブ、32，42……触媒分配部、33，43……小
径部、34，44……大径部、50……調整部材、60……案内
部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】触媒供給管の下方に同軸で回転しかつ上側
が下側より大径となる少なくとも２枚の分配板を平行配
置し、各分配板の表面を複数のリブで仕切って径方向外
向きに拡開する触媒分配部を設け、この触媒分配部の径
方向の長さが互いに異なるように形成するとともに、上
側の分配板の中央部を貫通して下側の分配板近傍に到る
中心筒体と最下段の分配板の表裏を貫通しかつ中央部か
ら径方向に延びる長孔とを有する触媒落下部を設けたこ
とを特徴とする触媒充填装置。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記各分
配板は下側の分配板の大径部が上側の小径部に重なるよ
うに配置され、かつ前記長孔にはその開口内へその幅方
向に進出して当該長孔の開口面積を調整可能な調整部材
を備えていることを特徴とする触媒充填装置。
【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項におい
て、前記各分配板の外周形状および前記長孔の内周形状
は回転軸心に対して点対称に形成されていることを特徴
とする触媒充填装置。