JPH0760102A - 触媒充填方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 吊り下げ式の触媒放出器を用いて所望の充填
密度が確実かつ容易に得られる触媒充填方法および触媒
充填装置を提供すること。 【構成】 予め所望の充填密度が得られる散布高さの相
関データを決定し、記憶部74に記憶させておく。散布に
先立って所望の充填密度を設定すると、選択部75が記憶
部74の相関データから対応する散布高さを選択し、調整
部76がこの散布高さとなるように触媒放出器30を制御す
るため、反応塔内の触媒11は所望の充填密度となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、触媒充填方法および触
媒充填装置に関し、石油化学プラント等で使用される反
応塔の内部に顆粒状の触媒を充填する際に利用される。

【０００２】

【背景技術】石油化学プラント等で使用される反応塔に
は、反応液の反応促進のために必要に応じて適宜な触媒
が充填使用される。触媒は、反応液との接触性を高める
ために通常は顆粒状とされ、反応塔内に所定の密度で均
一に充填される。触媒の充填にあたっては、従来、外部
のホッパから触媒を供給されるホースを反応塔の上部開
口を通して導入し、塔内の作業員が適宜ホースを操作し
て触媒を散布し、表面を均す等の作業を行っていた。し
かし、このような従来方法では、作業員が反応塔内に入
って人手による作業を行うため、作業効率が低いうえ、
作業員に踏み固められて触媒の充填密度が不均一になる
等の不都合があった。

【０００３】このような不都合を解消するために、本願
出願人により、回転散布式の触媒放出器を用いる充填方
法が開発されている（特公平１−22807 号公報参照）。
この充填方法では、下部の回転式放出板から触媒を回転
散布する触媒放出器を反応塔の上部開口から吊り下ろ
し、この触媒放出器の吊り下げ高さや放出板の回転速度
などを適宜制御することで、触媒が反応塔内の中心部か
ら周辺部まで多重同心円状に散布され、これにより適切
かつ均一な散布密度および表面の平坦さを容易に確保す
ることができる。

【０００４】なお、触媒の充填密度は（触媒充填量／充
填体積）で表され、充填状態としては反応塔10内で触媒
が横に整列して並び最大の密度となる「最密充填」のほ
か、反応塔10内で触媒どうしが互いに絡み合って密度が
粗となる「ソック充填」が用いられる。これらの状態
は、密度の値とともに、充填対象の反応塔10の形態や反
応液の性質等により適宜選択される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した回
転散布による触媒充填においては、散布中の触媒表面か
ら触媒放出器までの高さが略一定となるように制御する
等により、散布された触媒の充填密度の均一化が図られ
ている。しかし、触媒の充填密度は、触媒の種類、粒
度、比重、時間あたりの散布量、触媒放出器の回転速
度、触媒の散布高さ等の多様な条件に基づいて決まるも
のであり、単なる均一化は各条件を一定に保つことで容
易に行えるが、所望の充填密度を得るためには各条件を
適切に設定しなくてはならない。このような適切な設定
には、熟練した作業者の経験が要求されたり、充填作業
の度に試行を繰り返す等の必要があり、所望の充填密度
を確実かつ容易に得ることが難しいという問題があっ
た。

【０００６】本発明の目的は、吊り下げ式の触媒放出器
を用いて反応塔内に触媒を散布する際に、所望の充填密
度が確実かつ容易に得られる触媒充填方法および触媒充
填装置を提供することにある。

【０００７】本発明の触媒充填方法は、反応塔内に吊り
下げられた触媒放出器から触媒を散布することで前記反
応塔内に触媒を充填する触媒充填方法であって、予め、
前記反応塔内の触媒表面から前記触媒放出器までの散布
高さと当該散布高さで散布した際の触媒の充填密度との
関係を決定しておき、触媒散布にあたって、前記関係か
ら所望の充填密度に対応する散布高さを選択し、前記選
択した散布高さとなるように前記触媒放出器の高さを調
整することを特徴とする。

【０００８】本発明の触媒充填装置は、反応塔内に吊り
下げられて当該反応塔内に触媒を散布可能かつ前記吊り
下げ高さを調整可能な触媒放出器と、前記触媒放出器の
高さを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前
記反応塔内の触媒表面から前記触媒放出器までの散布高
さと当該散布高さで散布した際の触媒の充填密度との関
係を記憶する記憶部と、この記憶部から指定された充填
密度に対応する散布高さを選択する選択部と、この選択
部で選択された散布高さとなるように前記触媒放出器の
高さを調整する調整部とを備えたことを特徴とする。こ
こで、所望の充填密度が得られる散布高さの関係は、予
め各種条件の下での実測、熟練者の経験的データの蓄
積、これらからの一般化などにより作成したもの等が利
用できる。

【０００９】

【作 用】このような本発明においては、予め所望の充
填密度が得られる散布高さの関係を決定しておくため、
この関係から所望の充填密度に対応する散布高さを選択
して触媒放出器を制御することで、散布結果として所望
の充填密度が得られることになる。この際、触媒放出器
の制御にあたっては、前記予め決定しておいた関係を参
照し、該当する散布高さを選択し、絶えずその高さにな
るように制御を行えばよくなり、充填作業の度に熟練者
による経験的な設定や試行の繰り返し等を行う必要性を
解消できるようになる。

【００１０】

【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。図１において、反応塔10は、内部に触媒11が充
填される有底円筒状の大型反応塔であり、その上面中央
部には開口12が設けられ、底部は基礎13に固定支持され
ている。反応塔10の上部には架台14が組まれ、この架台
14内には本発明に基づく触媒充填装置20が構成されてい
る。

【００１１】触媒充填装置20は、反応塔10内に吊り下げ
導入されて触媒の回転散布を行う触媒放出器30と、この
触媒放出器30を吊り下げるチェン41を巻き上げて触媒放
出器30を昇降させるチェン巻き上げ機構40と、散布すべ
き触媒を供給するホッパ機構50と、このホッパ機構50か
らの触媒を触媒放出器30に供給するホース61を巻き上げ
るホース巻き上げ機構60とを備えている。また、触媒充
填装置20は、反応塔10内に充填された触媒11の表面高さ
を検出するワイヤ状のレベル計71を含む各種センサから
の出力および各種設定に基づいて全体の動作制御を行う
制御手段70を備えている。

【００１２】触媒放出器30は、ホース61から供給された
触媒を下部で回転する放出板から回転散布するものであ
る。放出板としては、例えば本願出願人が特願昭63−16
5577号に開示した装置など、径方向複数位置から多重同
心円状に触媒を散布するものが好適である。また、触媒
放出器30は、その中心を反応塔10の中心に保持するため
に径方向に延びる三本の保持アーム35を備えている。各
保持アーム35は、パンタグラフ式の伸縮機構を有し、そ
の先端部が反応塔10の内面に当接可能かつローラにより
上下方向に転動自在であり、触媒放出器30は保持アーム
35の伸長により反応塔10の中心に保持され、その状態で
自由に昇降可能である。

【００１３】ホース巻き上げ機構60は、ホース61を巻き
上げる駆動源として圧縮空気により回転駆動力を発生し
かつ過大負荷時には駆動力がかかった状態でも逆回転可
能なエアモータを用いたものであり、制御手段70によっ
て触媒散布動作時にはホース61に対して触媒放出器30の
重量より小さい巻き上げ駆動力を常時付与するように制
御される。これにより、触媒放出器30の下降時にはその
重量によりエアモータの駆動力に抗してホース61が自動
的に引き出され、触媒放出器30の上昇時にはホース61の
余った長さ分がエアモータの駆動力により自動的に巻き
上げられるようになっている。

【００１４】制御手段70は、外部入力される指令や充填
条件設定等に基づいて触媒放出器30やチェン巻き上げ機
構40の制御を行うことにより、触媒放出器30の反応塔10
内への導入や取り出しおよび触媒の充填作業が所望の状
態で行われるように制御するものである。このために、
制御手段70は、図２に示すように、触媒の充填条件等の
入力用のキーボードおよび各種表示を行うディスプレイ
等からなる操作部72と、操作部72での設定条件に応じて
触媒放出器30から放出される触媒の量および放出時の回
転数等を制御する放出制御部73と、操作部72での設定条
件に応じてチェン巻き上げ機構40を制御して触媒放出器
30の吊り下げ高さを調整するための記憶部74、選択部7
5、調整部76とを備えている。

【００１５】記憶部74は、図３のような触媒の散布高さ
と充填密度との関係を示す相関データを記憶しておくも
のである。この相関データは、予め別途の試行作業を行
って実測しておいたものであり、触媒の種類、粒度、比
重、時間あたりの散布量、触媒放出器の回転速度を所定
の条件に設定した状態で触媒の散布高さを変化させた際
の充填密度の変化を計測することで得られ、近似関数あ
るいはデータテーブル等の形式で記憶され、任意の充填
密度を与えることで対応する散布高さが得られるように
なっている。なお、図３の相関データにおいて、散布高
さ1m以上の領域では触媒が最密充填となり、高さ1.5m以
上でも充填密度が0.65を超えることなく一定となる。一
方、高さ0.5m以下の領域ではソック充填となり、各々の
間の領域は最密とソックとの中間的な状態となる。

【００１６】調整部75は、操作部72での設定条件に基づ
いて、指定された充填密度に対応する散布高さを記憶部
74から選択するものである。調整部76は、選択部75で選
択された散布高さに基づいて、触媒放出器30から散布さ
れる触媒の散布高さを調整するものであり、レベル計71
により反応塔10内の触媒11の表面高さを計測し、この表
面高さに前述した散布高さを加えた高さ位置を触媒放出
器30の吊り下げ高さとして演算し、この吊り下げ高さと
なるようにチェン巻き上げ機構40を制御する。なお、調
整部76は、前述した高さ制御の後、散布の進行により反
応塔10内の触媒11の表面高さの上昇が所定値以上となっ
たら、再度前述した高さ制御を繰り返し行うようになっ
ている。

【００１７】このような本実施例においては、次のよう
な手順で反応塔10内に触媒の散布を行う。先ず、触媒放
出器30を、保持アーム35を縮めた状態でチェン巻き上げ
機構40により反応塔10内に吊り下ろし、底部近傍で三本
の保持アーム35を延ばして反応塔10中心に保持する。こ
の状態で、放出制御部73は所定の回転数および放出量で
触媒放出器30を作動させ、ホース61を介してホッパ機構
50から供給される触媒を反応塔10の内部に多重同心円状
に散布する。

【００１８】この際、予め操作部72で所望の充填密度を
設定しておけば、選択部75、記憶部74により適切な散布
高さが自動的に設定され、調整部76によりこの散布高さ
となるように触媒放出器30の吊り下げ高さが調整され
る。すなわち、要求される充填密度が0.6 の場合、図３
の相関データから、散布高さは1mに設定される。また、
要求される充填密度が0.65の場合、散布高さは1.5m以上
に設定される。これらの充填結果は最密充填になる。一
方、ソック充填が要求される場合、図３の相関データか
ら、散布高さは0.5m以下とされ、その密度0.55〜0.5 に
応じた高さ0.5m〜0mが設定される。この際、散布高さの
減少による回転散布範囲の縮小をカバーするため、回転
数および散布量が増加される。

【００１９】散布が進むと反応塔10内の触媒11の表面位
置が上昇する。調整部76はレベル計71により触媒11の表
面高さを検出し、上昇量が所定量を超える毎にチェン巻
き上げ機構40により触媒放出器30を上昇させ、設定され
た散布高さが維持されるように制御する。このような所
定高さからの触媒散布および触媒放出器30の高さ調整を
繰り返し、触媒放出器30が反応塔10内の上昇限度に達し
たら、触媒11の表面上昇による散布高さの減少に応じて
触媒散布の回転数を高めて散布領域を確保し、触媒11の
表面が所定高さに達したら散布作業を完了する。

【００２０】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、予め所望の充填密度を設定
しておけば、制御手段70により、その充填密度が得られ
るように適切な散布高さを選択し、この散布高さを維持
するように散布動作を行うことができる。このため、反
応塔10内の触媒11を、予め設定した所望の充填密度で充
填することができる。また、触媒11の充填状態を最密充
填やソック充填、あるいはその中間等に設定することも
でき、所望の充填結果を確実かつ容易に得ることができ
る。

【００２１】一方、散布作業にあたっては、作業員が所
望の充填密度や状態等を操作部72から設定するだけでよ
く、後は制御手段70の制御の下で触媒充填装置20が自動
的に処理を行うため、触媒充填作業を容易かつ確実に行
うことができ、作業効率を高めることができる。特に、
制御手段70は、設定された充填密度に応じた散布高さを
予め実測により求められた図３の相関データから選択す
るため、適切な散布高さを確実かつ迅速に設定すること
ができる。このため、設定にあたって熟練した作業員が
必要なく、誰にでも確実な設定が容易に行えるととも
に、判断や操作のミス等も防止することができる。さら
に、触媒充填装置20の自動的な処理によって、散布作業
を同一の充填密度が得られる最大の速度で迅速に行うこ
とができ、この点でも作業効率を高めることができる。

【００２２】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等も本発明に含まれ
るものである。すなわち、指定された充填密度を与える
散布高さの相関データは、図３のものに限らず、触媒の
種類や粒度、散布回転数や散布量などの他の条件に応じ
て変化するものであり、他の条件毎に適宜決定すべきも
のである。この相関データの設定にあたっては、予め各
種条件の下での実測により作成する他、他の条件に応じ
た熟練者の経験的データの蓄積から作成してもよく、こ
れらの併用や一般化などにより作成してもよい。

【００２３】さらに、相関データは、他の条件毎に制御
装置70あるいは外部に記録しておき、他の条件が変更さ
れる都度、対応するものを選択するようにしてもよい。
また、相関データの形式としては、分散値によるデータ
テーブルを連続補完的に用いるもの、区間毎の近似関数
等として保持するもの等を適宜選択すればよく、要する
に所望の充填密度を与える散布高さが得られればよい。

【００２４】そして、相関データは充填密度と散布高さ
との関連に限らず、他の条件の一部との対応を含むよう
にしてもよい。例えば、散布高さ毎に反応塔10内部の散
布領域に散布するために必要な回転数を含めれば、触媒
放出器30が上限位置に達した後の触媒11表面上昇への対
応を回転数変化で行う場合などに適切な設定を確実かつ
容易にできる。

【００２５】なお、触媒充填装置20の他の部分、つまり
触媒放出器30、チェン巻き上げ機構40、ホッパ機構50、
ホース巻き上げ機構60、制御手段70等の構成は実施の際
に適宜選択すればよい。例えば、制御手段70は既存のコ
ンピュータシステム等を用い、前述した制御が行えるよ
うに適宜設定すればよい。また、触媒放出器30は保持ア
ーム35を有するものに限らず、放出板その他の形状など
も任意に選択すればよい。

【００２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
予め決定しておいた所望の充填密度が得られる散布高さ
の関係から、所望の充填密度に対応する散布高さを選択
して触媒放出器を制御することで、反応塔内に充填され
た触媒を所望の充填密度にできるとともに、設定操作な
どを確実かつ容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の全体構成を示す概略側面
図。

【図２】前記実施例の制御手段を示すブロック図。

【図３】前記実施例の相関データを示すグラフ。

【符号の説明】

10 反応塔 11 触媒 20 触媒充填装置 30 触媒放出器 40 チェン巻き上げ機構 50 ホッパ機構 60 ホース巻き上げ機構 70 制御手段 74 記憶部 75 選択部 76 調整部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 反応塔内に吊り下げられた触媒放出器か
   ら触媒を散布することで前記反応塔内に触媒を充填する
   触媒充填方法であって、 予め、前記反応塔内の触媒表面から前記触媒放出器まで
   の散布高さと当該散布高さで散布した際の触媒の充填密
   度との関係を決定しておき、 触媒散布にあたって、前記関係から所望の充填密度に対
   応する散布高さを選択し、前記選択した散布高さとなる
   ように前記触媒放出器の高さを調整することを特徴とす
   る触媒充填方法。
2. 【請求項２】 反応塔内に吊り下げられて当該反応塔内
   に触媒を散布可能かつ前記吊り下げ高さを調整可能な触
   媒放出器と、前記触媒放出器の高さを制御する制御手段
   とを有し、 前記制御手段は、前記反応塔内の触媒表面から前記触媒
   放出器までの散布高さと当該散布高さで散布した際の触
   媒の充填密度との関係を記憶する記憶部と、この記憶部
   から指定された充填密度に対応する散布高さを選択する
   選択部と、この選択部で選択された散布高さとなるよう
   に前記触媒放出器の高さを調整する調整部とを備えてい
   ることを特徴とする触媒充填装置。