JPS60102931A - 移動可能触媒床を有する反応器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭化水素の接触処理、特に残油の接触脱硫お
よび脱金属処理のために適当な移動可能触媒床を有する
反応器に関するものである。

最初に、公知の移動可能触媒床を有する反応器について
説明する。この種の反応器は一般に垂直方向にのびた形
の筒型容器を有し、この容器の上部に、反応体および触
媒をそれぞれ導入するための別々の入口を設け、この容
器の中に下方収斂性円錐面の形の触媒床担持手段を配置
し、その下端は垂直排出溝に接続させ、この排出溝はそ
の周縁に壁部すなわち周壁を有し、この排出溝は、分離
された反応器エフルエント（反応器流出物）および触媒
を一緒に通過させるための通路として使用されるもので
あシ、前記の周壁は環状または円形の金網区域（スクリ
ーン区域とも称する）を有し、これによって触媒から前
記の反応器エフルエントを分離して排出させ、前記の容
器にはさらに、前記の反応器エフルエントおよび触媒を
それぞれ排出させるための別々の出口を設ける。この型
の公知反応器はたとえば米国特許第３．ｇ１３，３／２
号明細書等に記載されている。この米国特許明細書に記
載の移動可能触媒床を有する反応器では、使用後の触媒
粒子および反応器エフルエントとの両者が同一排出管を
通じて排出される。そして反応器エフルエントは、該排
出管の壁部に設けられた周辺包囲状の金網区域の網の目
を通過して流れ、反応器の外に出る。

近年になってこの種の操作がかなシ犬規模に行われるよ
うになったが、反応器の大形化に伴い種種の技術的問題
が生じた。この問題について説明する。触媒床の寸法が
大きくなるので、触媒／反応器エフルエントの排出溝の
断面も大きくして、触媒から々るかなり大きな塊（ｍａ
ｓｓ）を充分速い排出速度で排出溝を通じて排出させな
ければならない。しかし々がら、触媒／反応器エフルエ
ントの排出溝の断面を大きくすると触媒／反応器エフル
エントの分離効率が低下し、特に、触媒床の中央部から
の反応器エフルエントの分離が非常に困難になる。

英国特許第ｇＯ，２≠ｇ７０号明細書に記載の移動可能
触媒床を有する反応器は、排出管の大形化に伴う前記の
技術的困難の改善を図ったものである。

この英国特許明細書に記載の反応器では、触媒／反応器
エフルエントの排出溝の壁部の内側にも金網が配置され
ていて、これによって触媒から反応器エフルエントが分
離されて排出されるようになっている。

接触処理方法を大規模に実施するときに起るもう７つの
問題は、大容量反応器の設計に関する問題である。触媒
／反応器エフルエントの排出溝の直径を大きくすると、
その壁部内の周辺包囲状の金網区域も大きくしなければ
ならないが、そのために金網区域の製作および設置が複
雑になる。接触処理操作の規模拡大に伴うもう７つの問
題は、規模拡大に伴って排出溝の金網区域にかかる負荷
（水平方向および垂直方向の両方向の負荷）が増大する
ので、この高負荷に堪え得るような金網区域を設置しな
ければならないことである。

英国特許第１／、２０／７乙号明細書に記載の移動可能
触媒床を有する反応器は、触媒／反応器エフルエントの
排出溝を有し、その周縁に金網区域があり、この金網区
域は複数の金網セグメントからなる。好ましくは前記金
網セグメントは、特定の担持部材によって横方向（ただ
し外側に向かう方向）および垂直方向に担持される。金
網セグメントを複数個使用することによって、前記の金
網区域が簡単な方法で完全に製作でき、そして反応器の
中に取付けることができる。この英国特許の方法によれ
ば、非常に大きい反応器の中の触媒／反応器エフルエン
トの排出溝の中に金網区域を一層多く取付けることがで
き、これによって、触媒粒子から反応器エフルエントを
分離し該排出溝を通じて排出させる操作が一層具合よ〈
実施できる。

非常に大きい反応器において所定の操作効率を保つため
に、触媒／反応器エフルエントの排出溝に、前記の周辺
包囲状の金網区域の他に内部金網区域をも設けなければ
ならない場合には、前記排出溝の金網区域の金網４１持
部材の構造について、まだ未解決の大きな問題がある。

反応器に複数の累重型触媒床を設ける場合には（たとえ
ば、反応器エフルエントの中間冷却が実施できるように
前記の如く触媒床を設ける場合には）、或触媒床から出
た流体が其次の触媒床全体にわたって一様に再分配され
るようにしなければならない。特に、大直径の反応器を
使用する場合には、触媒床の高さを許容範囲内の値に保
つために流体を触媒床全体にわたってできるだけ一様に
再分配させることが非常に重要である。触媒床の高さが
増すことは反応器の長さく全高）の増大を意味し、した
がって製作費が増大する。この製作費の増大は、接触処
理方法の場合のように反応器が高圧反応器であるときに
特に顕著である。

既述の如く大規模な操作を公知の移動可能触媒床を有す
る反応器で実施する場合には、反応器エフルエントの排
出のために金網区域を一層多く設けることが一般に必要
である。このために内部金網区域を排出溝に設ける場合
には、それを担持する特別な担持手段が必要であシ、し
かもこの担持手段は、当該金網区域にかかる負荷を当該
排出溝の壁部に移すことが丁きるようなものでなけれは
ならない。

したがって本発明の目的は、前記の型の移動可能触媒床
を有する反応器において、反応器内の流体の再分配をで
きるだけ具合よく行い得るようにするために、かつまた
、金網区域の担持手段として簡単かつ比較的軽量の担持
手段が使用できるようにするために、前記反応器を改善
することである。

本発明は、一般に垂直方向にのびた形の筒型容器を有し
、この容器の上部に、反応体および触媒をそれぞれ導入
するための入口を別々に設け、この容器の内部に中間部
触媒床担持手段および底部触媒床担持手段を配置し、そ
して、反応器エフルエントおよび触媒をそれぞれ排出さ
せるための出口を別々に設置してなる、移動可能触媒床
を有する反応器において、少なくとも前記の中間部触媒
床担持手段が、相互に接続された複数の下方収斂性截頭
円錐面を有し、その下端を、相互に距離をへだてで配置
された垂直排出溝に接続させ、この排出溝の周壁に、実
質的に周辺包囲状の金網区域を設け、これによって、反
応器エフルエントを触媒から分離して排出できるように
し、そして前記の垂直排出溝は、その軸が円形パターン
中に実質的に一様に分布するように配置したものである
ことを特徴とする、移動可能触媒床を有する反応器に関
するものである。

前記の如く構成された垂直排出溝を有する下方収斂性円
錐面を使用することによって、該排出溝から出た触媒を
其次の（すなわち其下の）触媒床担持手股上に一層均質
に分布させることができる。

最後の触媒床には７本の環状排出溝が設けられている。

触媒粒子が前記容器の断面全体にわたって一層均質に分
布するということは、触媒床の高さくしたがって前記容
器の全高）を、公知の形状の排出溝を有する反応器の場
合よシも一層低くすることができることを意味する。排
出溝の数は、所望生成量の反応器エフルエントを確実に
生成させるのに要する金網区域の面積に、先ず第一に左
右されるものであるから、この点を考慮して排出溝の数
を適宜定めるべきである。

現在は大形反応器が多く設計される傾向があるので、排
出溝の数も多くなるであろう。反応器中の排出溝の数は
３ないし数百の範囲内の数でアシ得るが、この数は個々
の排出溝の寸法に左右されて種々変わるであろう。排出
溝の数は、好ましくは３ないしｇ本、またはその倍数で
あるが、この数は排出溝の幾何学配置態様にも左右され
て上記範囲内で種々変わるであろう。

本発明に従って垂直排出溝を上記の如く配置した場合は
、この排出溝は外部担持手段のみによって充分に担持て
き、排出溝の通路内に内部担持手段を設けることは全く
不必要である。

さらに、本発明に従えば、排出溝の金網区域の網の目を
通過して流れた反応器エフルエントは、其次の（すなわ
ち其下の）触媒床に供給する前に容器の断面全体にわた
って一様に再分配さ、せることかできる。このように反
応器エフルエントを一様に再分配することは、触媒床の
高さを所望通シに゛最低値”にするための最も効果的な
方法である。

本発明の好ましい具体例では、複数の截頭円錐面におけ
る互いに対向せる部分の上端を、前記容器に実質的に同
軸的に配置された上方収斂性円錐面に接続させるのであ
る。このように前記の各部材を配置することによって、
複数の排出溝の間に空間が確保でき、この空間を、排出
溝の金網セグメントの内部部材の看視や保守のために有
効に利用できる。前記の上方収斂性円錐面の頂角とそれ
に隣接せろ前記截頭円錐面の頂角とは、互いに実質的に
同じ角度にするのが好ましく、シかしてこの角度は３０
−９０度の範囲内の値とするのが有利であって、これに
よって、触媒粒子を垂直排出溝の入口方に向かって円滑
に流動させることができる。

前記の上方収斂性円錐面上にかかる負荷を担持させるた
めに、この円錐面を別個の担持手段、たとえば管状部材
の形の担持手段に担持させるのが好ましく、しかしてこ
の管状部材の形の担持手段自体は、前記排出溝担持手段
に担持させることができる。

次に、本発明の若干の具体例について添附図面参照下に
詳細に説明する。

第１図記載の容器あ形の反応器／は、一般に垂直方向に
のびた実質的に部屋のものであって、これは側壁ノを有
する。さらに、反応器／はその頂部ｊに、反応体および
触媒をそれぞれ別々に過給するための入口３および入口
≠を有する。さらにまた反応器／はその底部に、反応器
エフルエントおよび触媒をそれぞれ別々に排出するため
の出口乙および出ロアを有する。反応器／の内部には、
複数の累重型触媒床担持手段を設ける。この触媒床担持
手段によって、反応器ｌの内部が複数の反応帯域に区分
される。しかして、この複数の触媒床担持手段は中間部
触媒床担持手段と底部触媒床担持手段とに分類できる。

中間部触媒床担持手段りは複数の下方収斂性の截頭円錐
面１０を有し、しかしてこれらの円錐の軸は、反応器／
の主軸／／と実質的に同軸関係にある円形・母ターン内
に存在する。前記の下方収斂性の円錐面１０の下端部は
、垂直排出溝７．２に接続させる。排出溝／２は触媒お
よび反応器エフルエントの排出路である。この具体例の
場合には、円錐面１０とその垂直軸との間の角度は約２
０度である。円錐面１０は直立状態の筒型構造体／３に
接続させる。しかして筒型構造体／３は、反応器の側壁
２の内面に接した状態で円錐担持体／≠によって担持さ
れたものである。

垂直排出溝／２の各々の溝壁に環状金網／ｊが取付けて
あシ、この金網によって反応器エフルエントを触媒から
分離できるようになっている。すなわちエフルエントは
金網の網の目を通過して流れる。かように、この垂直排
出溝／２の上部、すなわち実質的に筒状形態の上部／乙
に、前記の金網／ｊが配置されている。排出溝／２はさ
らに、下方収斂性円錐の形の中間部／７と、実質的に筒
状形態の下部ｌｌｒとを有する。下方収斂性円錐の形の
中間部／７を設けた目的は、反応操作実施中に排出溝／
２の背圧を高め、これによって、金網ｌｊ上での触媒と
反応器エフルエントとの分離を促進することである。中
間部／７の半頂角（ｈａｌｆｔｏｐ　ａｎｇｌｅ　）は
／ターｌｌｔ！；度の範囲内（７）角度テロることか好
ましく、これによって、触媒粒子をその排出溝／／に排
出させる操作が具合よ〈実施できる。排出溝／、２の金
網／ｊにかかる垂直荷重を別の部材に担持させるのが好
ましく、すなわち、主担持構造体／３に固定された筒型
スカート部２０によってバッフル／りを介して金網／夕
を担持させるのが好ましい。

前記の複数の円錐面１０において互いに対向する部分の
上端部は、実質的に中央部に配置された上方収斂性円錐
体、２／に接続させる。この円錐体２／の頂角は、円錐
面１０の頂角と実質的に同じ角度であることが好ましく
、こ五によって、触媒床の上部から垂直排出溝／２に至
るまでの円滑な触媒通路が確実に形成できる。円錐体、
２／は円錐面１０上に着脱自在に装着される。この装着
は、管状部材２３を貫ぬくビン挿入式保合部−２２を介
して行う。円錐体、２／は、管状部材２グおよびスカー
ト部２ｊを介して主担持構造体／３上に担持させる。

反応器／にはさらに急冷液供給管！乙を設ける。

この供給管λ乙は反応器／の頂部から下方にのびていて
、急冷液噴射管２７および液体分配用トレー、：２ｇに
接続される。このトレー２Ｉ！ｉ′は、円錐面１０に担
持された触媒層の上方の区域に存在する。

添附図面には、円錐面１０によって形成された中間触媒
床担持手段が７個しか記載されていないけれども、この
ような累重型触媒床担持手段は所望に応じて複数個設置
できることが理解されるべきである。

添附図面に記載の具体例では、反応器中の底部触媒床相
持手段３０は、中間部触媒床担持手段りの場合と同様々
方法によって形成されたものである。したがって担持手
段３０の各構成部材は、担持手段りの各構成部材と同じ
参照番号で示されている。底部触媒床担持手段３０の各
垂直排出溝／２の下端は合体して７本の触媒排出管３／
に接続され、しかしてこの排出管３／は反応器の底部の
開口部を貫ぬいて外部までのびておシ、触媒の出ロアを
構成する。

既述の如く複数の排出溝は、その軸が円形パターン内に
実質的に一様に分布するような配置態様で反応器内に配
置できる。すなわち、この配置態様で配置された数個ま
たは多数の排出溝を有する反応器を用いて反応操作が実
施できる。たとえば、第２図および第３図に記載の如く
、大きい断面を有する反応器の中に６個の排出溝が６極
型配置体（ｓｉｘ　ａｒｒａｙｓ）の形で有利に配置で
き、また、それより多くの数の多極型配置体の形で排出
溝を配置することも可能である。あるいはまた、それよ
シ少ない数の排出溝を配置することもできる。一般に、
排出溝の数を決定する因子は、多極型配置の場合である
かどうかにかかわらず、金網の全面積すなわち全周値（
設定値）である。

７本の触媒排出管を使用する代りに、反応器の底部の開
口部を貫ぬいてのびる下部垂直排出溝を設けることも可
能である。この場合には、この垂直排出溝の下端部を合
体させて触媒出口を形成させるのがよい。

図面に記載の反応器において、中間部触媒床担持手段お
よび底部触媒床担持手段は、本発明に従って作られたも
のである。既述の如く、本発明に従って作られた担持手
段の重要な利点は、反応器エフルエントが反応器の断面
全体にわたって一様に再分配できること、および触媒を
異次の触媒床全体にわたって実質的に一様に分布できる
ことである。これらの利点は反応器の底部には不必要で
あるので、底部触媒床担持手段は中間部触媒担持手段と
は別の形のものに作ってもよく、これも本発明の範囲内
に入る。

垂直排出溝／２に取付けられる金網／ｊは任意の適当な
形状のものであってよく、たとえば英国特許第ｇ／、２
０／７乙号明細書に記号明細書が有利に使用できる。

前記の移動可能触媒床を有する反応器は、炭化水素の接
触処理のために有利に使用できるものである。これは、
重質炭化水素（特に残油）の接触脱硫および脱金属処理
のために非常に適当である。

これらの接触処理の操作条件は当業者に周知である。

本明細書には本発明の若干の具体例が詳細に記載されて
いるが、本発明の範囲は決してこれらの具体例の範囲内
のみに限定されるべきものでないことが理解されるべき
である。実際には、前記の垂直排出溝の設置数は、個々
の場合に所望される操作条件特に処理容量、およびそれ
に伴う反応器の構造」二の要件にも左右されて種々変わ
るが、この設置数は上記の要件等をも考慮の上適宜決定
され得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る触媒／反応器エフルエントの排
出溝を有する反応器の略式断面図である。 第２図は、第１図中の線１−１１に沿った部分の略式断
面図である。 第３図は、第１図中の線■−■に沿った部分の略式断面
図である。 ／・・反応器、ス・・・側壁、３・・・反応体の入口、
弘・・・触媒の入口、ｊ・・・頂部、乙・・・反応器エ
フルエントの出口、７・・触媒の出口、り・・・中間部
触媒床担持手段、１０・・・截頭円錐面、／／・・・反
応器の主軸、／２・・・垂直υ１出溝、／３・・・筒型
構造体、／グ・・円錐担持体、／ｊ・・・環状金網、／
乙・筒型の上部部材、／７・・・中間部部材、７ｇ・・
・筒型の下部部材、／り・・・バッフル、２０・スカー
ト部１．２／・・円錐体、２．２・・ピン挿入式係合部
、２３・・・管状部材１．２１１・・・管状部材、２ｊ
・・・スカート部、ノ乙・・・急冷液供給管、２７・急
冷液噴出管１．２ｇ・・液体分配トレー、３０・・・底
部触媒床担持手段、３／・・触媒排出管。 代理人の氏名　川原１）−穂 第１頁の続き ０発　明　者　アリ−・ピーチル・デ　オラン拳ハルト
ーク　アン ／ダ国　２５９６　エイチ・アール、ハーグ、カレル・
つ・ビラントラーン　３０

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般に垂直方向にのびた形の筒型容器を有し、こ
   の容器の上部に、反応体および触媒をそれぞれ導入する
   ための入口を別々に設け、この容器の内部に中間部触媒
   床担持手段および底部触媒床担持手段を配置し、そして
   、反応器エフルエントおよび触媒をそれぞれ排出させる
   ための出口を別別に設置してなる、移動可能触媒床を有
   する反応器において、少なくとも前記の中間部触媒床担
   持手段が、相互に接続された複数の下方収斂性截頭円錐
   面を有し、その下端を、相互に距離をへたてて配置され
   た垂直排出溝に接続させ、この排出溝の周壁に、実質的
   に周辺包囲状の金網区域を設け、これによって、反応器
   エフルエントを触媒から分離して排出できるようにし、
   そして前記の垂直排出溝は、その軸が円形パターン中に
   実質的に一様に分布するように配置したものでちること
   を特徴とする、移動可能触媒床を有する反応器。
2. （２）中間部触媒床担持手段の各々の垂直排出溝の数を
   、３−ｇ個の範囲内の数またはその倍数に選定すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の移動可能触
   媒床を有する反応器。
3. （３）垂直排出溝を外部担持手段によって担持させ、こ
   の外部担持手段は該排出溝の完全に外側に配置したもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の移動可能触媒床を有する反応器〇
4. （４）複数の截頭円錐面において相互に対向する部分の
   上端を、前記の容器の軸と実質的に同軸的に配置された
   上方収斂性円錐面に接続したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項−第３項のいずれか７項に記載の移動可能
   触媒床を有する反応器０
5. （５）　前記の上方収斂性円錐面の頂角と、その隣の截
   頭円錐面の頂角とが、互いに実質的に同一の角度でちる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第を項に記載の移動可
   能触媒床を有する反応器。
6. （６）前記の上方収斂性円錐面と、その隣の截頭円錐面
   の頂角との角度がそれぞれ約３０−７０度の範囲内の値
   であることを特徴とする特許請求の範囲第≠項または第
   ５項に記載の移動可能触媒床を有する反応器。
7. （７）前記の上方収斂性円錐面を担持するための別個の
   相持部材を有することを特徴とする特許請求の範囲第≠
   項−第乙項のいずれか７項に記載の移動可能触媒床を有
   する反応器。
8. （８）前記の別個の担持手段が、前記垂直排出溝の前記
   外部担持手段によって担持されたものであることを特徴
   とする特許請求の範囲第７項に記載の移動可能触媒床を
   有する反応器。
9. （９）　明細書本文中に添附図面参照下に実質的に開示
   されている特許請求の範囲第１項−第り項のいずれか７
   項に記載の移動可能触媒床を有する反応器。 叫　特許請求の範囲第１項−第り項のいずれか７項に記
   載の反応器を使用することを特徴とする炭化水素の接触
   処理方法。 αη　残油に接触脱硫および脱金属処理を行うことを特
   徴とする特許請求の範囲第７０項に記載の方法。