JPS642416B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、触媒を充填使用する反応容器内にお
いて固結した使用済みの所謂廃触媒を静的に破砕
して、反応容器から排出する方法に関する。

従来の技術 例えば、重油脱硫装置など、大型の反応容器内
においては、反応中の熱的、或いは化学的影響に
より反応生成物及び触媒が固結し反応容器下部の
排出口から触媒を流下させて排出できない場合が
ある。かかる場合、従来は、作業員が反応容器内
に入り固結した廃触媒を粉砕機などで粉砕して排
出していた。又、この粉砕方法として、中空管に
爆薬、火薬更には可燃性ガスと空気等を装填し、
点火爆発させることにより固結した廃触媒を破砕
し、反応容器から排出する方法が提案されている
（特開昭50−27776号公報、特開昭50−69652号公
報、特公昭52−47747号公報）。

発明が解決しようとする問題点 上述した粉砕機等で粉砕して排出する方法は、
粉砕、排出に相当の時間を必要とし、また、反応
容器内の廃触媒は空気に触れると燃焼その他の化
学変化を起すため不活性ガスシール下での作業と
なり、保安対策を要し作業効率の面からも好まし
いものではなかつた。

また、爆薬等を用いて破砕する方法は有効では
あるが、装薬量算定に熟練を要し反応容器の構造
等によつては、内壁或いは該容器内の配管、棚等
の反応容器付帯物を破損する恐れがあり、全ての
固結した廃触媒をこの方法で粉砕することはでき
ず、さらには、触媒が完全に冷却するまでの長時
間作業が出来ない等の欠点を有していた。

本発明者は、上記爆薬等の代りに膨張セメント
などの水和膨張性破砕剤を用いることにより、固
結した廃触媒を破砕できることを知つた。ところ
が、この水和膨張性破砕剤は、廃触媒の温度が高
いと水和反応が急激に進み、孔の開口部から充填
した破砕剤が噴出する。このため高温での使用に
おいては、ヒートパイプ等により当該破砕剤を冷
却しながら充填する必要があり、作業性に問題が
あつた。

本発明者は、上記種々の問題点を解決すべく鋭
意検討した結果、孔に水和膨張性破砕剤を充填し
たのち当該破砕剤の孔の開口側先端部を加熱する
ことにより、水和反応を急激に行なわせしめれ
ば、その先端部が先に膨張固化し、蓋の役目をし
て該破砕剤を封じ込め、当該破砕剤が内部から噴
出せず、高温の触媒でも冷却することなく破砕出
来ることを見出した。

本発明は、かかる知見に基づいてなされたもの
で、本発明の目的は、廃触媒の温度が高い場合で
も、反応容器の内壁その他の付帯物を破損させる
ことなく、安全で迅速かつ簡便に固結した廃触媒
を破砕し反応容器から抜き出す方法を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、反応容器内で固結した廃触媒を排出
するに際し、前記固結廃触媒に穿孔し、当該孔に
水和膨張性破砕剤を充填した後、当該水和膨張性
破砕剤の孔開口側先端部を加熱して先に当該先端
部を膨張固化せしめて固結廃触媒を破砕するもの
で、特に好ましくは、前記先端部の加熱が透過性
の容器に収納されている発熱剤を用いることによ
つて行われること及び前記水和膨張性破砕剤が膨
張性セメント等を水透過性で、かつ、伸張又は破
壊されうる容器に収納して用いることより成る固
結廃触媒の排出方法である。

作 用 本発明における反応容器とは、各種の接触反応
に用いられる触媒を充填してなる固定床式の反応
容器であり、例えば、石油精製において広く採用
されている常圧又は減圧の留分若しくは残さ油等
の、水添脱硫装置、水添改質装置、又は、水添分
解装置等における反応容器などで、当該反応容器
内では、油中の重金属及び接触反応によつて生成
したコーク等により触媒粒子同志が固結する。こ
の触媒の固結は、一般に、被処理流体が供給さ
れ、より過酷な条件に晒される触媒床上部におい
て顕著である。

本発明者に用いられる水和膨張性破砕剤は、水と
混合した場合、水和して化学的又は物理的に適当
な時間で膨張し、その膨張圧によつて破砕作用を
行うものであつて、例えば、硅酸三カルシウムの
ような硅酸塩と酸化カルシウムのような膨張剤と
を主成分とするものや、一般に膨張セメントと呼
ばれる、例えば、石灰系、カルシウムスルフオア
ルミネート系、仮焼ドロマイト系、マグネシア
系、普通ポルトランドセメント−高炉スラグ−ボ
ーキサイト−石膏系、アルミナセメント−石灰−
石膏系、カルシウムアルミネート−灰−石膏系等
である。また、この水和膨張性破砕剤は、紙又
は、多孔性のプラスチツクフイルム等の水透過性
でかつ伸張または破壊し得る容器に上記で示した
ような膨張セメント等を収納し、カートリツジタ
イプとしたものが取り扱い作業上便宜で好まし
い。

固結廃触媒の穿孔は、ドリル、さく岩機等の穿
孔機で行うことができる。この穿孔の数、大きさ
等は、廃触媒の固結度合、塊の大きさ等を考慮し
て適宜選定される。この穿孔された孔に、水に浸
漬もしくは水と混和した水和膨張性破砕剤を挿入
する。この場合、前記破砕剤は、孔の口元を若干
残すように充填することが、加熱作業を容易にす
るため好ましい。

水和膨張性破砕剤の装填後は、出来るだけ速や
かに当該破砕剤の先端部を加熱する。この加熱温
度は、水和膨張性破砕剤が急速に膨張固化する温
度以上とする必要があるが、水和膨張性破砕剤の
種類に依つて急速に膨張固化する温度が各々異な
るため一概に定めることは出来ない。しかし、大
部の物は、80℃以上に加熱すれば充分である。
尚、この場合、装填された水和膨張性破砕剤の回
りの廃触媒から熱が伝わつて当該破砕剤が膨張固
化を開始する前に前記先端部を固化させる必要が
ある。このため、当該廃触媒の温度より充分高い
温度で加熱することが好ましい。

このような加熱は、適当なヒータ等を用いても
良いが、発熱剤を用いると作業上簡便である。こ
の発熱剤としては、例えば、鉄粉、一酸化鉄粉、
硫化鉄粉等の酸化発熱剤、或いは生石灰、ゼオラ
イト等の水と反応若しくは水和して発熱する薬剤
を用いることができる。これらの発熱剤は、空気
或いは水透過性の紙、プラスチツクフイルム若し
くはアルミ箔等に詰め密封しておき、使用直前に
開封して空気に晒すかあるいは水に浸漬して装填
後の水和膨張性破砕剤の先端部に押し付けるよう
にして孔内に挿入する。これにより、水和膨張性
破砕剤は、孔に開口側先端部が先ず膨張固化し孔
の蓋の役目をするため、当該破砕剤は、孔内に密
封された状態に成り孔開口部から噴出することな
く孔内で水和膨張し、固結廃触媒を破砕すること
ができる。破砕された廃触媒はマンホール等から
排出される。

以下に、本発明の一実施態様を図に基づいて説
明する。

図中１は、重油直接脱硫装置の反応容器本体
で、内部に触媒保持板２、分散板３ａ，３ｂ、ク
エンチパイプ４及びサーモウエルパイプ５ａ，５
ｂ等が設けられ、上、下段にはそれぞれ触媒６
ａ，６ｂが充填されている。

触媒の排出に際し、先ず、反応容器１内の触媒
を洗浄等行なつた後、ノズル７ａ，７ｂ，７ｃの
蓋を開くと、下段の固結していない廃触媒が流下
排出される。これにより反応容器内には固結した
廃触媒が残留する。そこで７ａ，７ｃを利用し、
反応容器外部より削岩機等により穿孔する。穿孔
に当つては、400〜700mmの間隔で行う。この場
合、穿孔の方向は、反応容器壁等のない自由面に
向かつて水和膨張性破砕剤が膨張できるようにす
ることが好ましい。

上述のようにして穿孔した孔に、水を十分に混
和若しくは水に浸漬した水和膨張性破砕剤を挿入
する。この場合、挿入後押棒等で隙間がないよう
に十分につき、圧密することが破砕効率を向上さ
せるため好ましい。

次に透過性容器に収納された発熱剤を空気に充
分に晒すか或いは水に浸漬し、前記挿入済の水和
膨張性破砕剤の上から孔内に挿入し当該水和膨張
性破砕剤の先端に充分押さえつける。

以上のように孔内に挿入された水和膨張性破砕
剤は、充填後数分〜10時間程度放置することによ
り水和膨張し固結廃触媒を破砕するのでノズル７
ａ，７ｂ，７ｃから排出することができる。以上
のようにして触媒６ｂの排出が終了した時点で触
媒６ａの排出作業に入る。まず、反応容器の上部
マンホール（図示せず）より作業員が反応容器１
内に入り分散板３ａを一部撤去して、上段固結廃
触媒６ａの表面より削岩機等を用いて穿孔する。

この場合、固結廃触媒の表面から鋭直方向に中
心孔９ａを穿孔し、中心孔９ａの周辺から当該中
心孔９ａに向かつて斜孔９ｂを複数穿孔する。こ
のとき斜孔９ｂは中心孔の四方又は八方から穿孔
する方が破砕効率を上げるうえで好ましい。また
当該斜孔９ｂは水平面に対する傾斜角αを45゜以
下とすることが好ましい。これは、45゜以上とる
と斜孔９ｂに充填した水和膨張性破砕剤が膨張す
る際に、その膨張力が反応容器の側壁に作用する
ため固結廃触媒の破砕力として十分に発揮されな
い場合があるためである。

中心孔９ａ及び斜孔９ｂの孔の直径は、固結廃
触媒の量及び孔の数にもよるが、20〜60mm程度が
妥当である。また、中心孔９ａの孔の深さは、触
媒層の厚さにもよるが200〜600mm程度とすること
が破砕効率を高める上で好ましい。

この場合の水和膨張性破砕剤の使用方法は、触
媒６ｂで行つた方法と同様である。又、６ａにお
いて一部にのみ塊状の固結廃触媒がある場合は、
６ｂの固結廃触媒を破砕した方法と同様に上部マ
ンホール（図示せず）より進入して穿孔、破砕し
てもよい。

以上のようにして破砕した固結廃触媒は上部マ
ンホール（図示せず）または、ノズル７ａ，７
ｂ，７ｃから排出することができる。

実施例 図に示すような処理能力28000BPSDの重油直
接脱硫装置の反応容器において、運転終了後の触
媒床を軽油で洗浄し、下部ノズル及びマンホール
等から固結していなかつた廃触媒を抜き出した。
この時上段上層部は全面的に廃触媒が固結してい
た。これをエアーピツクを用いて突き崩したが、
直径約2.5ｍの固結の激しい塊があり、この部分
は破砕できなかつた。この塊に直径35mm、深さ
600mmの孔を400mmのピツチで穿孔し、各孔内の温
度を測定した。孔内の温度が40℃以下の孔には、
膨張セメント〔MgO・CaO：70％、
（CaO）₂SiO₂：25％、石こう、K₂SiF₆：５％〕を
紙袋に収納したカートリツジタイプの水和膨張性
破砕剤を水に十分浸した後挿入し、空隙をなくす
ため棒で４〜５回突き、孔の口元まで充填した。
充填後は孔口をアスベストクロスで覆つた。ま
た、孔内の温度が40〜100℃に達しているものに
は、前記水和膨張性破砕剤をよく突いて孔の口元
を約10cm残して充填した。次いで、この孔内の破
砕剤の上に、水透過性の紙に収納した発熱剤（主
に生石灰からなる）を水に浸漬して挿入し、該破
砕剤との接触をよくするため４〜５回棒で突いて
充填しアスベストクロスで覆つた。

１時間放置後には固結触媒は破砕剤の膨張によ
り、反応容器のマンホール及び下部ノズルから取
出すことができる大きさに破砕されていたため容
易に反応容器内より排出することができた。

尚、孔内の温度が76℃及び81℃に達している孔
に上記水和膨張性破砕剤のみを充填し発熱剤を使
用しなかつた場合、該破砕剤はそれぞれ６分20秒
後及び５分後にボーンという音とともに粉状で噴
出し、固結廃触媒を破砕することは出来なかつ
た。

効 果 以上のように、本発明は、水和膨張性破砕剤の
孔開口側先端部を先に膨張固化させるため、高温
でも固結触媒を静的に安全でかつ簡便に破砕する
ことができ、また、完全に触媒床が冷却されなく
ても作業できることにより早期に固結した廃触媒
を反応容器から抜き出すことができるので作業効
率を大幅に向上できる等格別の効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

図は、重油直接脱硫装置の反応容器に本発明を
適用する場合を例示した縦断面図である。 図中、１……反応容器、６ａ，６ｂ……触媒
床、９ａ，９ｂ……孔を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 反応容器内で固結した廃触媒を排出するに際
   し、前記固結廃触媒に穿孔し、当該孔に水和膨張
   性破砕剤を充填した後、当該水和膨張性破砕剤の
   孔開口側先端部を加熱して先に当該先端部を膨張
   固化せしめて固結廃触媒を破砕することを特徴と
   する固結廃触媒の排出方法。 ２ 水和膨張性破砕剤の孔開口側先端部の加熱が
   透過性の容器に収納されている発熱剤を用いるこ
   とによつて行われることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の固結廃触媒の排出方法。 ３ 水和膨張性破砕剤が水透過性で、かつ、伸張
   又は破壊されうる容器に収納されたものであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の固結
   廃触媒の排出方法。