JPS6157233A - 反応器 - Google Patents
反応器Info
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- JPS6157233A JPS6157233A JP17759984A JP17759984A JPS6157233A JP S6157233 A JPS6157233 A JP S6157233A JP 17759984 A JP17759984 A JP 17759984A JP 17759984 A JP17759984 A JP 17759984A JP S6157233 A JPS6157233 A JP S6157233A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- reaction
- catalyst
- diameter
- reactor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔本発明の産業分野〕
本発明は、例えば水素と一酸化炭素（および二酸化炭素
）を用いたメタノール合成の如く、固形粒状触媒の存在
下で複数の元素からなる混合ガスの発熱反応を行わさせ
る目的で使用される反応器に関する。
）を用いたメタノール合成の如く、固形粒状触媒の存在
下で複数の元素からなる混合ガスの発熱反応を行わさせ
る目的で使用される反応器に関する。
〔従来のメタノール合成用などの反応器〕メタノール合
成用などの発熱反応を伴う反応器においては、運転時の
発熱反応によるガス温度の上昇を制御する手段に種々の
提案がなされている。これは第３図の［メタノール平衡
濃度に対する圧力と温度との関係図（Ｈ： Ｃｏのモル
比４ ： １ ）Ｊから明らかなように、即ちメタノー
ル合成反応のメタノール平衡濃度に対する温度の効果で
明らかな如く、温度の上昇と共にメタノール平衡濃度が
低下し、工業的プラントの経済性が損われるためである
。
成用などの発熱反応を伴う反応器においては、運転時の
発熱反応によるガス温度の上昇を制御する手段に種々の
提案がなされている。これは第３図の［メタノール平衡
濃度に対する圧力と温度との関係図（Ｈ： Ｃｏのモル
比４ ： １ ）Ｊから明らかなように、即ちメタノー
ル合成反応のメタノール平衡濃度に対する温度の効果で
明らかな如く、温度の上昇と共にメタノール平衡濃度が
低下し、工業的プラントの経済性が損われるためである
。
但し、触媒を使用しても反応速度は有限であ）、反応速
度は当然ながら温度の低下と共に小さくなるので、工業
的には触媒性能を考慮したある適正範囲内で運転するこ
とが必要とされる。
度は当然ながら温度の低下と共に小さくなるので、工業
的には触媒性能を考慮したある適正範囲内で運転するこ
とが必要とされる。
この温度調節のための反応器構造として公知の例に、特
公昭５７−５８５６７号公報に記載の発明があシ、また
出願人等の発明として、特願昭５９−８００５３号があ
る。
公昭５７−５８５６７号公報に記載の発明があシ、また
出願人等の発明として、特願昭５９−８００５３号があ
る。
従来公知の反応器を第４図に基づいて説明すると、該反
応器は、上部管板１及び下部管板２に反応管５を固定し
たシェル９からなシ、そして、反応管５内に触媒４が充
填されている。反応ガスはガス人口５から供給され、反
応管３内の触媒４と接触反応した後、ガス出口６から反
応終了ガスとして取シ出す。この接触反応で発生する反
応熱は、補給本人ロアから供給する水７′によって吸収
される。一方、該水７′は水蒸気となって水蒸気出口８
よシ放出される。
応器は、上部管板１及び下部管板２に反応管５を固定し
たシェル９からなシ、そして、反応管５内に触媒４が充
填されている。反応ガスはガス人口５から供給され、反
応管３内の触媒４と接触反応した後、ガス出口６から反
応終了ガスとして取シ出す。この接触反応で発生する反
応熱は、補給本人ロアから供給する水７′によって吸収
される。一方、該水７′は水蒸気となって水蒸気出口８
よシ放出される。
本発明者らが本発明の適用例としているメタノール合成
用反応器では管内のガス圧力１５０助・ｆ／ｄ−Ｇ程度
、管外の水圧力３０助・ｆ／ｃ＃！・Ｇ程度が現時点の
適正条件と考えているが、管板には両者の圧力差に対応
した曲げ応力とせん断応力が作用し、管板強度は管孔径
と管孔間隔に支配される。
用反応器では管内のガス圧力１５０助・ｆ／ｄ−Ｇ程度
、管外の水圧力３０助・ｆ／ｃ＃！・Ｇ程度が現時点の
適正条件と考えているが、管板には両者の圧力差に対応
した曲げ応力とせん断応力が作用し、管板強度は管孔径
と管孔間隔に支配される。
これを第５図及び第６図に基づいて説明すると、第５図
は上部管板を示し、第６図は該管板の部分拡大図である
。第５図及び第６図において、１は上部管板であシ、１
′は該管板１の管孔である。第５図及び第６図において
、管孔１′を有する上部管板１の応力は、管板直径り及
び管孔径ｄが一定ならば、次の（１）式、（２）式に示
すよりに、管孔１′の数の増大、換言すれば、管孔間隔
（管ピッチＰ）の減少によ）増大する。
は上部管板を示し、第６図は該管板の部分拡大図である
。第５図及び第６図において、１は上部管板であシ、１
′は該管板１の管孔である。第５図及び第６図において
、管孔１′を有する上部管板１の応力は、管板直径り及
び管孔径ｄが一定ならば、次の（１）式、（２）式に示
すよりに、管孔１′の数の増大、換言すれば、管孔間隔
（管ピッチＰ）の減少によ）増大する。
（曲げ応力の場合）
（せん断応力の場合）
〔なお、上記（１）式及び（２）式において、σｂは管
孔を有する管板の曲げ応力、σ）０は差圧によυ生ずる
中実円板表面の曲げ応力、ｐは管ピッチ、ｄは管孔径、
ｈは管板の隣接管間最小長さ、τはせん断応力、Ｐは差
圧による管板が受ける全外力、Ｄｅｇは最外周孔部に対
する管板等価直径、人は！＝ｉＴＤ％、ｎは管板最外周
部の孔数、ｔは管板板厚をそれぞれ示す。〕 〔従来の上記反応器の欠点〕 従来の上記反応器は、上述したように、触媒 、を充
填した反応管を固定する上部管板の強度が該反応管の管
孔径と管孔間隔によシ支配される。
孔を有する管板の曲げ応力、σ）０は差圧によυ生ずる
中実円板表面の曲げ応力、ｐは管ピッチ、ｄは管孔径、
ｈは管板の隣接管間最小長さ、τはせん断応力、Ｐは差
圧による管板が受ける全外力、Ｄｅｇは最外周孔部に対
する管板等価直径、人は！＝ｉＴＤ％、ｎは管板最外周
部の孔数、ｔは管板板厚をそれぞれ示す。〕 〔従来の上記反応器の欠点〕 従来の上記反応器は、上述したように、触媒 、を充
填した反応管を固定する上部管板の強度が該反応管の管
孔径と管孔間隔によシ支配される。
同様のことが、下部管板にも当然にいえることである。
また、反応を起させる触媒充填量も、との上部及び下部
管板の挿入部の反応管径と反応管長に支配されるもので
ちる。
管板の挿入部の反応管径と反応管長に支配されるもので
ちる。
ところで、反応器の大型化に伴って、触媒充填量を増大
させる時、反応管の長さのみを大とさせることは、圧損
の増大を招くため限界がちυ、また反応管の数を増加さ
せるか、ちるいは、該管の管径を大にすると、前述した
ように、該管を固定する管板の強度の点で問題と外るか
ら、必然的に管板の径及び管板の厚さを大としなければ
ならない。しかしながら、管板径（反応器の径）と管板
厚さを大とすることは、管板材料製造可能限界がちシ、
反応器の人里化が制限される。本発明者らの知見では、
管板用鍛造鋼材の製造可能寸法は現時点では厚さ５００
ｒａｍ ＋ 径６．０００ ｍ が限界であって、
これよシ大なるものは製造不能である。特に管板厚さが
大なる程厚さ中心部は鍛造比が小さく、かつ熱処理の際
十分な冷却速度が得られないため、金属学的に良質の材
料が得られないという問題があり、管板厚さを小とする
ことが、高信頼性の反応器を製作する上で好ましい。
させる時、反応管の長さのみを大とさせることは、圧損
の増大を招くため限界がちυ、また反応管の数を増加さ
せるか、ちるいは、該管の管径を大にすると、前述した
ように、該管を固定する管板の強度の点で問題と外るか
ら、必然的に管板の径及び管板の厚さを大としなければ
ならない。しかしながら、管板径（反応器の径）と管板
厚さを大とすることは、管板材料製造可能限界がちシ、
反応器の人里化が制限される。本発明者らの知見では、
管板用鍛造鋼材の製造可能寸法は現時点では厚さ５００
ｒａｍ ＋ 径６．０００ ｍ が限界であって、
これよシ大なるものは製造不能である。特に管板厚さが
大なる程厚さ中心部は鍛造比が小さく、かつ熱処理の際
十分な冷却速度が得られないため、金属学的に良質の材
料が得られないという問題があり、管板厚さを小とする
ことが、高信頼性の反応器を製作する上で好ましい。
本発明は、上記欠点を解消する反応器を提供するもので
あシ、”詳細には、管板強度を損うととなく、触媒充填
量を増大させることができる反応管を有する反応器を提
供することを目的とする。
あシ、”詳細には、管板強度を損うととなく、触媒充填
量を増大させることができる反応管を有する反応器を提
供することを目的とする。
そして、本発明は、上記目的を達成する手段として、触
媒充填部の反応管径に比し、管板挿入部の反応管径を小
とした点にある。すなわち、本発明は、管板に反応管を
固定せしめ、この反応管内に固形粒状触媒を充填して反
応させようとするガスと接触させて発熱反応を行なわさ
せると共に、該管外に飽和温度の加圧水を位置させる反
応器において、触媒充填部の反応管径に比し管板部の反
応管径を小にしたことを特徴とする反応器である。
媒充填部の反応管径に比し、管板挿入部の反応管径を小
とした点にある。すなわち、本発明は、管板に反応管を
固定せしめ、この反応管内に固形粒状触媒を充填して反
応させようとするガスと接触させて発熱反応を行なわさ
せると共に、該管外に飽和温度の加圧水を位置させる反
応器において、触媒充填部の反応管径に比し管板部の反
応管径を小にしたことを特徴とする反応器である。
以下、本発明を第１図及び第２図に基づいてピッチを小
とするが可能である。さちに、本発明では、管板径（反
応器径）をも小とすることができるため、工業的に大き
な価値がある。
とするが可能である。さちに、本発明では、管板径（反
応器径）をも小とすることができるため、工業的に大き
な価値がある。
伺、触媒充填部では管外を水魚気泡を含む水が流動する
ため、その流路を確保する必要がちるが、管ピッチはこ
の点が満足できるまで小として差し支えない。
ため、その流路を確保する必要がちるが、管ピッチはこ
の点が満足できるまで小として差し支えない。
本発明はメタノール合成以外の用途、即ち反応管内に触
媒を充填し、反応せしめんとするガスを流動させて、発
熱反応を起こさせ、管外に飽和温度の加圧水を位置させ
て、反応熱を水の蒸発潜熱として、取シ除く等温反応製
反応器にも広く適用できるものである。
媒を充填し、反応せしめんとするガスを流動させて、発
熱反応を起こさせ、管外に飽和温度の加圧水を位置させ
て、反応熱を水の蒸発潜熱として、取シ除く等温反応製
反応器にも広く適用できるものである。
本発明は、以上詳記したように、触媒充填部の反応管径
に比し、管板部の反応管径を小と、したものであるから
、管板強度を損うことなく、触媒充填量を増大させるこ
とができる効果が生ずるものである。
に比し、管板部の反応管径を小と、したものであるから
、管板強度を損うことなく、触媒充填量を増大させるこ
とができる効果が生ずるものである。
先回面の簡単な説明
第１図は本発明の１実施例である反応管の一部拡大図で
あシ、第２図は本発明の他の実施例である反応管の一部
拡大図である。第５図はメタノール平衡濃度に対する圧
力と温度との関係図である。第４図は従来の反応器であ
シ、第５図は管板を示し、第６図は管板の部分拡大図で
ある。
あシ、第２図は本発明の他の実施例である反応管の一部
拡大図である。第５図はメタノール平衡濃度に対する圧
力と温度との関係図である。第４図は従来の反応器であ
シ、第５図は管板を示し、第６図は管板の部分拡大図で
ある。
復代理人 内 １） 明
復代理人 萩 原 亮 −
圧力〔αｔｍ）
ジ１頁の続き
シ発 明 者 山 本 誠 広島市西区
観音新町（広島造船所内 う発 明 者 青 木 正 弘 広島市西区観
音新町４広島造船所内
観音新町（広島造船所内 う発 明 者 青 木 正 弘 広島市西区観
音新町４広島造船所内
Claims (1)
- 管板に反応管を固定せしめ、この反応管内に固形粒状触
媒を充填して反応させようとするガスと接触させて発熱
反応を行なわさせると共に、該管外に飽和温度の加圧水
を位置させる反応器において、触媒充填部の反応管径に
比し管板部の反応管径を小にしたことを特徴とする反応
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17759984A JPS6157233A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17759984A JPS6157233A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6157233A true JPS6157233A (ja) | 1986-03-24 |
Family
ID=16033810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17759984A Pending JPS6157233A (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6157233A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7690999B2 (en) | 2003-11-21 | 2010-04-06 | Ntn Corporation | Shaft coupling |
| US8079913B2 (en) | 2005-09-22 | 2011-12-20 | Ntn Corporation | Slide-type constant velocity universal joint |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP17759984A patent/JPS6157233A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7690999B2 (en) | 2003-11-21 | 2010-04-06 | Ntn Corporation | Shaft coupling |
| US8079913B2 (en) | 2005-09-22 | 2011-12-20 | Ntn Corporation | Slide-type constant velocity universal joint |
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