JP2910060B2 - 多目的バッチプラント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、種々の原材料に物理的および（または）化
学的な処理を施して比較的少量の製品を得るのに適し
た、多目的バッチプラントに関する。

【従来の技術】

たとえば、塗料や化学組成物の混合のような物理的処
理を施す工業、あるいは化学品、染料、医薬、触媒の製
造のような化学反応を伴う工業において、多種類であっ
て比較的少量の製品を得ようとする場合には、当然のこ
とながら、槽類を主とした複数の機器を用いたバッチ処
理を行なう。 このような多品種少量生産の要請にこたえてこれを効
率的に実施するためには、多目的で多様な工程にフレキ
シブルに応じられるプラントが必要である。これまでに
提案されたバッチプラントには、つぎのようなものがあ
る。 １）「回分生産用容器」（特開昭62−144745号）は、反
応器に代表される容器が移動して原料や副資材の供給タ
ンクの下に行き、そこで必要なものの供給を受け、所定
の処理を行なったのち、容器内容物を重力または内部圧
力により排出するという方式の、「パイプレス工場」と
銘打ったものである。 ２）「移動槽式多目的バッチシステム」（「化学装置」
1987年10月号）も、上記１）と同様に、移動する槽が原
料供給や洗浄を行なう位置に自走するシステムであっ
て、パイプレス化を意図している。 ３）「化学装置」1987年４月号に記載のプラントは、こ
れとちがって中間タンクを移動させる方式を採用したも
ので、自動搬送車と移動ホイストとを使用する。 ４）「混合反応処理装置」（特開昭63−178834号ほか）
は、回転支柱を中心に回転する処理容器が、その軌跡の
上方に設けた原料貯槽から原料を受けとって処理し、下
方の受槽に排出する方式を採用している。 上記のバッチプラントは、いずれも反応容器や中間タ
ンクなどの機器そのものが移動する方式であるから、少
容量のものに限られる。これは、たとえば容量10トンの
容器を自走させることを考えれば、現実的でないことが
直ちに理解されるであろう。あるいは、特定された自走
容器自身の大きさから、取扱い量はおのずと制限され
る。また、容器には、撹拌や加熱／冷却のための電力や
熱媒体の供給あるいは制限装置などが付属し、それらを
自走式でどう実現するかという技術的な問題もある。容
器の内容物が消防法上の危険物である場合には、その移
動に関して、法令による規制が加えられることがある。

【発明が解決しようとする課題】

本発明の目的は、上記した諸問題を打破して、取扱い
量に大きなフレキシビリティーをもたせ、機器のユーテ
ィリティーや制限に関する技術上の困難をなくし、かつ
危険物の取扱いに対する規制の問題を避けた、多目的バ
ッチプラントを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

本発明の多目的バッチプラントは、第１図ないし第４
図にその一例について構造を示すように、下記の構成部
分から本質的になり、 ａ）円筒形または多角筒形をした鋼製の塔型アセンブラ
ー（２）、 ｂ）この塔型アセンブラー（２）の周囲に、上下数段に
わたって設けた複数のステージ（1A,1B,1C）、 ｃ）上段のステージ（1A）に設けた複数の原料タンク
（V101〜107）、 ｄ）原料タンクのステージより下方のステージに配置し
た、複数の、物理的または化学的処理のための機器（Rx
201〜203,301）、 ｅ）塔型アセンブラーの内部および（または）外部に固
定された配管（３〜５）、および塔型アセンブラーの外
部に設けた配管の接続口（32,42,52）、 ｆ）上記原料タンクまたは機器の接続口と上記配管の接
続口との間を、着脱可能に接続する、フレキシブルホー
スをもった複数の配管ユニット、ならびに ｇ）上記原料タンクに原料を供給するための手段、 原料タンクと任意の機器の間、および同一または異なる
ステージにある任意の機器の間を上記配管ユニットで接
続することにより、上方のステージに供給された原料
が、それより下方のステージの選ばれた機器の一または
二以上に、重力により移動して、そこで必要な物理的ま
たは化学的な処理を受けるように構成した多目的バッチ
プラントである。 塔型のアセンブラー（２）は、鋼製とし、第１図ない
し第４図に示したように円筒形とするか、または多角筒
形とするのが適当である。これは、第５図および第６図
に示すように、原料が液体である場合のその供給管
（４）、プロセス液の移送管（5A,5B）、ユーティリテ
ィーのヘッダー（３）および分配管（31）、バイパス配
管（5C）などの配管や、電力および制御信号のためのケ
ーブル（６）を内部に収容し、その外側に各配管の接続
口（32,42,52）を設けるのに好都合である。配管やケー
ブルは、便宜によっては一部をアセンブラー（１）の外
側に沿わせてもよい。第５図ではプロセス液移送管の一
部（5B）を外側に設けてある。第６図において、（11）
はアクセスフロアー、（12）はアクセスホールである。 原料タンク（V101〜107）への原料の供給は、原料が
液体であれば適宜のポンプを使用し、配管を通して圧送
することによってもできるが、粉体のような場合は、塔
型のアセンブラーに沿ってエレベータ（８）を設け、こ
のエレベータで専用粉体ホッパーおよび粉体フィーダー
（ともに図示してない）をアセンブラーの最上部まで運
んで各タンクに分配するようにすればよい。この方式は
液体原料に対しても適用でき、その場合には重力を利用
して分配できるから、フィーダーの使用を要しないこと
はもちろんである。

【作 用】

多目的バッチプラントに要求される機能は、つぎのよ
うなものである。 １）取扱う対象と量のフレキシビリティーが大きいこ
と、 ２）フローパターンのフレキシビリティーが大きいこ
と、すなわち、原料調合、反応、晶析などの工程を任意
に組み合わせられること、 ３）コンタミネーションが最少限であること、具体的に
は、機器の形状がシンプルで洗浄に不向きな設備がな
く、配管に溜りがないこと、 ４）配管が簡単で運転およびメンテナンスが容易である
こと、および ５）法令による規制に適合すること、代表的には前述し
た消防法上の危険物の取扱いに伴う規制から、レイアウ
トが不合理にならないこと。 上記の要求をみたすため、本願の多目的バッチプラン
トでは、上記した構造を採択した。図示した例について
いえば、鋼製円筒状の塔であるアセンブラー（２）は４
段のステージ（1A,1B,1C,1D）を有し、その最上層には
７個の原料タンク（V101〜V107）が設けてあって、たと
えば粉体原料が、エレベータ（８）により最上ステージ
に運ばれ、分配される。中層のステージには中〜小型の
３個の反応器（Rx201〜Rx203）があり、下層には大型の
反応器Rx301があって、塔式のアセンブラー（２）の足
許には、製品受器や、必要に応じて分離機（遠心分離
機、濾過機）、成形機（混練押出機）、乾燥機など（い
ずれも図示してない）が置いてある。 原料タンク下部のカップリングと任意の反応器上部の
ノズルのカップリングを、前記のフレキシブルホースを
もった配管ユニットで接続し、原料を反応器に投入す
る。このとき、必要により、反応器（Rx203）について
図示したように、原料をいったん計量器Ｍに投入して、
一定量ずつ投入することもある。原料が液体である場合
は、アセンブラー内部の原料ヘッダーから外側に設けた
液体原料ノズルのカップリングと、反応器上部のノズル
のカップリングとを前記配管ユニットで接続することに
より、原料の投入をすることができる。 反応器は、撹拌機をそなえるとともに、必要により、
分離器やコンデンサーを付帯させる。各反応器はまた、
ジャケットを有し、反応条件によって必要な加熱、保
温、冷却を、アセンブラー内部のユーティリティーヘッ
ダーから外側に設けたノズルのカップリングと、ジャケ
ットのユーティリティーノズルのカップリングとを前記
配管ユニットで接続することにより行なう。すなわち、
加熱はスチーム入口およびコンデンセート出口のノズル
を、保温は温水入口および出口のノズルを、また冷却は
チラー水入口および出口のノズルを、それぞれジャケッ
トに継ぎ換えて実施する。 所定の反応が終了したならば、反応器内の製品または
中間製品は、反応器下部の排出弁のカップリングとアセ
ンブラー内側のバイパス配管群から外側に設けたノズル
のカップリングを前記配管ユニットで接続して、製品受
器にとり出すか、場合によってはプロセス液移送管を利
用して別の反応器に送って、後続する反応工程を行な
う。 次の作業との関連で必要があれば、上記の作業に使用
した系内を洗浄する。

【発明の効果】

本発明の多目的バッチプラントは、まず塔式アセンブ
ラーと多層ステージの組み合わせにより、敷地のスペー
スを、機器を平面に並べた場合にくらべて大いに節約す
ることができる。高さに関しても、従来の建屋内各階に
機器を設置する方式とちがって、階高と装置レイアウト
相互間の干渉がなく、また建屋各階床ごとの法規上の制
約もなく、能率のよい空間利用が実現する。 上層から下層に順次並んだ機器を使用することによ
り、重力を最大限に利用した内容物の移動がはかれるた
め、ポンプの類は不要ないし最少限ですみ、プラント全
体の構造が簡易化される。フローパターンの変化にも容
易に即応でき、機器の配置からみたときのいわゆる「た
すきがけ運転」や「飛び越し運転」を、重力だけの利用
で実施できるため、休止している機器を最少にできて効
率がよい。 構造の簡易化は、配管についても利益をもたらし、俗
にいう「配管のお化け」が避けられる。配管をアセンブ
ラー内部にまとめることによって、機器の周辺には複雑
な配管がなくなり、運転にもメンテナンスにも好都合で
ある。同様のことは、電気、計装ケーブル類についても
いえる。 取扱い対象や量のフレキシビリティーが大きいこと
は、すでに述べたとおりである。 このバッチプラントは、ステージの数に、または各ス
テージ内にスペースの余裕をもたせて当初の建設を行な
い、後に必要に応じて機器を増設することが容易であ
る。つまり、拡張性が高い。また、プラントの系列を増
設することも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明の多目的バッチプラント
の一例についてその構造を示すものであって、第１図は
側面図であり、第２図は平面図であり、第３図は第１図
Ａ−Ａ方向の、第４図は第１図Ｂ−Ｂ方向の、いずれも
断面図である。 第５図および第６図は、多目的バッチプラントの塔型ア
センブラーに設置した配管類を示すものであって、第５
図は横断面図であり、第６図は縦断面図である。 第７図は、第１図ないし第４図に示した多目的バッチプ
ラントの原料タンクおよび機器類を展開して示し、それ
らの間の使用に際しての相互関係を明らかにした系統図
である。 1A,1B,1C,1D……ステージ ２……塔型アセンブラー ３……ユーティリティーヘッダー ４……液体原料ヘッダー 5A,5B……プロセス液移送管 ６……ケーブル ８……エレベータ V101〜107……原料タンク Rx201〜203,301……反応器

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の構成部分から本質的になり： ａ）円筒形または多角筒形をした鋼製の塔型アセンブラ
   ー、 ｂ）この塔の周囲に、上下数段にわたって設けた複数の
   ステージ、 ｃ）上段のステージに設けた複数の原料タンク、 ｄ）原料タンクのステージより下方のステージに配置し
   た、複数の、物理的または化学的処理のための機器、 ｅ）塔型アセンブラーの内部および（または）外部に固
   定された配管、および塔型アセンブラーの外部に設けた
   配管の接続口、 ｆ）上記原料タンクまたは機器の接続口と上記配管の接
   続口との間を、着脱可能に接続する、フレキシブルホー
   スをもった複数の配管ユニット、ならびに ｇ）上記原料タンクに原料を供給するための手段、 原料タンクと任意の機器の間、および同一または異なる
   ステージにある任意の機器の間を上記配管ユニットで接
   続することにより、上方のステージに供給された原料
   が、それより下方のステージの選ばれた機器の一または
   二以上に、重力により移動して、そこで必要な物理的ま
   たは化学的な処理を受けるように構成した多目的バッチ
   プラント。
2. 【請求項２】原料タンクに原料を供給するための手段
   が、塔型のアセンブラーに沿って設けたエレベータであ
   る請求項１の多目的バッチプラント。