JPS5814979B2 - 触媒見本の採取方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は触媒見本の採取方法に関する。

従来技術において、操作中の触媒式反応器内部から触媒
見本を取得することの重要性は認識されている。

これによって、触媒表面上のコークス量、触媒上に耐着
した金属の量、・ロゲン含有量、表面積、白金微結晶径
または触媒の酸化状態等の要因についての有用な情報が
得られる。

この情報を供給するために開発された一つの型式のサン
プラーは、採取器の先端に位置する試料用導入口を機械
的に開閉するものである。

この型式のサンプラーは代表的には米国特許３３４８４
１９号明細書による装置にて示されている。

この場合、中空の採取用導管が中空の軸の内部にて回転
し該採取管への導入口を開閉する。

米国特許３４４２１３８号明細書には、外側の軸の内部
にて往復式に滑動して触媒の出口を操作する非回転式の
軸が記載されている。

これらのサンプラーには従来認識されているいくつかの
不利な点がある。

これらの操作にともなう動きによって触媒は砕けがちで
ありそしで該採取器の機械的性質によって精密な公差範
囲を必要とする。

該サンプラーに発生する温度差と微粒子とが相伴って操
作を困難にする。

これはまた可動部分の結合および摩耗を起す結果となる
。

他の第二の型式の採取装置は気圧によって触媒の流れを
生成または制御するものである。

例えば米国特許３６５３２６５号明細書において、反応
器および固体物受容器間の圧力差が該容器の上方向にそ
して外部に触媒を輸送するガス流を生成するために用い
られる。

触媒採取の割合は採取用導管の入口部に供給される排除
用ガス流によって制御される。

該排除用ガス速度を増加させると該容器からのガス流は
減少しそのため触媒が輸送される。

米国特許３７８６６８２号明細書に記載されている第二
の系は採取用導管内の小管を経由して該導管の先端に高
速ガス流を供給する。

この高速ガス流によって、減圧されている場合を除き、
触媒が該小管に入るのを防止する。

この構造によれば導管から全ての触媒を除去することが
できる。

この第二の型式の採取装置によれば機械的問題は解決さ
れるが、少量の触媒を除去するに必要なガス流を制御し
測定することが困難である。

第二の系には、高速のガスが触媒採取口近辺に特殊な状
況を形成しそのため代表的ではない見本を提供する傾向
がある点で別の不利益がある。

米国特許３４８７６９５号明細書に、本発明の方法に使
用するのに好ましい採取用導管と構造的に似た導管が示
されている。

しかし、触媒を採取するために使用する操作が異なる。

見本受容器内の圧力を反応器と平衡にし、そして採取用
導管を通じて上記の二つの容積が開通される。

次いで、該受容器を外部に単に通気することによって生
成するガス流により触媒が輸送される。

本発明においては、大量のガス流を使用することな（機
械的に単純な系にて、固定床の触媒を含む容器内の見本
採取個所から代表的な触媒見本が取出される。

本発明に従って、（ａ）見本採取個所と見本受容器との
中間の個所にてガス流に対して採取用導管を封止し：（
ｂ）見本受容器を脱気しそして該受容器内の圧力を触媒
床含有容器内に維持される圧力よりも低くし：そして（
ｃ）該採取用導管を迅速に開封して該導管を通じて短か
くかつ急速なガス流を通過させ、これによって該容器お
よび触媒受容器内の圧力を等しくし、そして触媒を流動
化して該採取用導入口に導き、そして該導管を通じて触
媒を見本受容器に輸送する、各段階からなる触媒床を含
む容器内の試料採取個所から採取用導管に触媒見本を輸
送しそして該触媒見本を該容器の外側に設置した見本受
容器に輸送する方法が提供される。

以下、図面を参照しつつ本発明を説明する。

第１図において、外壁１内には固定床の触媒粒２を含有
する反応器がある。

断面図にて図示されるように該反応器は環状の触媒床を
採用する場合を示している。

触媒保持網の円筒状多孔性の壁３および多孔性の円筒状
中央パイプ４は、該触媒床の外側の境界を定める。

反応体は内側または外側の方向に放射状に流れる。

触媒採取系には触媒床中に上向に延長している採取用の
導管５が含まれる。

該採取管の上端近くに触媒導入口６がある。該採取管は
、触媒よりも直径の大きな不活性球状物を充填した触媒
取出用ノズルを通して、反応器中に挿入されている。

細管９は加熱排気用ガスの小流をバルブ１０にて制御し
た速度で輸送しそして該排気用ガス＝Ｒ取管Ｑ基部に送
る。

この個所のすぐ下部に該採取管を耐圧封止できるバルブ
８が設置されている。

別の細管１１が該バルブから下方向に延長している導管
１４に接続している。

この細管は真空源に結合するか、または単なる通気管で
もある。

細管１１も排気用ガスを導管に供給することができる。

この細管を通る流れはバルブ１２にて制御される。

別のバルブ１５が細管１１の下部の採取管に設けられて
いる。

バルブ８または１５は主な遮断用または動揺用（ａｎｒ
ｇｅ）バルブとして使用され得る。

円筒状の見本受容器１３はバルブ１５の下に設置される
。

第２図は下向きの触媒導入口６の好ましい構造を図示す
る。

この導入口は、採取管５が傾斜して設置される場合、肢
管の上端に位置する。

該導入口は小管１６の下端の開放部分であり、導入口は
採取管内に延長され採取管の上端を封止するキャップ１
９の方向に上向きに指向している。

管１６の上端２０は採取管を設置する際にほに水平とな
ることが好ましい。

第３図は、反応器と見本受容器との圧力差対ある特定の
条件下での輸送量の関係に関する実験データを要約した
ものである。

輸送量は導入口および採取管の上部の種々の形状によっ
て僅かに変化することが見出されたので、上記のデータ
は帯状にて示されている。

該データは加圧ガスとしてチッ素を用い１／１６インチ
（０，１６ＣＩ）の改質用触媒ベースの材料を使用して
得られたものである。

見本受容器および主バルブより下部の管の容積は約５５
立方インチ（９００ＣＣ）であった。

望ましい少量の触媒を流動せしめそして該触媒を上向き
の方向に触媒採取管へと輸送する急激なガスの小さな流
れを形成することによって、本発明は実施される。

次いで、該触媒は重力にしたがって採取管を通って下方
向に輸送される。

この小さなガス流は、見本を必要とする反応器中の個所
（以下にサンプリング個所という）と見本受容器との間
の一個所にてガス流に対して採取管なまず封止すること
によって形成される。

次いで、見本受容器を脱気、すなわち受容器内の圧力を
反応器内圧力よりも低く減圧する。

このようにして形成される圧力差は２０ｐｓｉｇ（２，
３気圧）以上であることが好ましい。

次いで、採取管の封止を急に解除Ｘる。

こうして制御量のガスが低圧部分に鋭いパルス流となっ
て流入する。

この流れは高低の二つの圧力が等しくなるまでの短い時
間流れて停止する。

このガス流の容積は脱気容積および採用する圧力差によ
って制御される。

本発明の方法は、良好な正確度にて採取する触媒量を自
動的に制御する能力において、従来技術による気圧系の
方法よりも優れている。

本方法は観測用ガラス窓等の手段による採取量の記録式
方法を改善するものであり、ちなみにガラス窓は圧力や
熱の衝撃による安全上のきびしい危険をともなう。

流れるガス流を本質的に制御することによって、採取管
を充満するような過剰量の触媒を取出しすることはなく
また触媒床の頂部の封鎖部を損傷することもない。

採取される触媒量は二つの変数、すなわち主な封止バル
ブの下にある受容器および導管の容積そしてこの容積部
分と反応器との間の圧力差に依存する。

採取される触媒量は反応器および見本受容器との間の圧
力差に対して非直線型の関係を示すことが、実験的に定
められた。

従って、容積未知の設備系における採取量を圧力差を変
えることによって請訓することができる。

圧力差と採取された見本との関係を、ある特定の条件に
関して第３図に示す。

他の系についての実施は、採取管の形状、採取される触
媒の種類等に従って変化する。

しかし、第３図に類似したグラフを作成するに必要な情
報は単に二・三の実験によって得ることができる。

新しい設備系に対しては、最初の見本採取にあたり少量
の見本を採取するようにするために約２０〜３０ｐｓｉ
ｇ（２−３〜３．０気圧）の低圧力差にて行うべきであ
る。

この採取量を測定し、希望量と異なる場合は第３図を参
考にして必要な圧力差を見積りすることができる。

採取見本の量は系の脱気した部分の容積に対して線状の
関係を理論的に有する筈である。

従って圧力差を調節するかわりに受容器の寸法をかえる
ことも可能である。

最適の圧力差が太きすぎるか、または非常に小さいため
に圧力測定の僅かの不正確さが採取見本量にかなりの変
化をもたらす場合は、見本受容器の寸法を変えるべきで
ある。

見本採取は通常触媒固定床を含む容器内でのみ実施され
るが、本発明の系を触媒固定床または流動床のいづれに
も適用することができる。

本発明は反応器または反応帯域以外の容器内の触媒を採
取するために採用できる。

例えば、触媒の再生帯域中にてまたは触媒の製造過程に
て塩素化等の処理工程を記録するために使用できる。

当業者は本方法を適用できる他の用途を認識するであろ
うし、また本工程を実施する機械系は上記と異なる形状
であってもよいことを理解するであろう。

実験によって、触媒導入口および採取管の上端の形状は
異別の形状にて本方法を実施できることが判明している
。

例えば、採取管の端はステッキの頭部と似た態様にて下
方にカーブして曲げてもよく、また採取管の開放端の少
し上部に円錐体を設備してもよい。

他の有用な形状が米国特許３４８７６９５号に記載され
ている。

しかし、見本中にある採取管に触媒が落込むのを防ぐた
めに、触媒導入口は下向きであることが必要である。

反応器への挿入および引抜きを容易にするために、採取
管の上端は他の導管部分と同等の外径を有することが好
ましい。

採取管は反応器の底部に通常設置されている取出し用ノ
ズルを通して挿入され、そして垂直または傾斜したノズ
ルのいづれとしても適用できる。

該採取用導管を第２図に示すように構成するのが特に好
ましい。

この形式により、採取管に対する導入口部の死空間を最
少に維持する基準が満足され、かくしてより代表的な見
本が採取できる。

触媒を取出そうとする容器は大気圧よりも非常に高い圧
力にて操作されているので、最適の圧力差は見本受容器
もまた大気圧より高いことを必要とする。

従って、１脱気“と言う用語は、容器内の圧力に関連し
て用いられるものであり、そして受容器の加圧された内
容物の一部分を単に放出させるかまたは該受容器を真空
源に接続することを必要とする。

触媒は触媒床から取出した後不活性雰囲気中に保存され
るべきである。

従って、見本受容器はチッ素にて排気しそして可能な場
合は加圧した状態に置かれることが好ましい。

本発明の方法の一工程は見本受容器を１隔離〃すること
からなる。

このことは、導管と排気用または通気用細管等の外部の
結合部分を遮断する主な封止用バルブとの間の導管およ
び受容器を封止することを意味する。

表現をかえて言えば、見本受容器を隔離する場合反応体
が流出する路が存在しない。

この方法は、触媒床を含む容器から定常または変化流の
ガスを放出することによって触媒を流動化する見本採取
方法とは有意な相違がある。

小さな連続流の加熱排気用ガスを封止用主バルブのすぐ
上部にある採取用導管の底部に通じることが好ましい。

これによって、採取用導管内に炭化水素が凝縮しそして
同時にコークスが生成することが防止される。

この流れの流速は障害オリフィスによって制御すること
が好ましい。

採取工程の間排気用の流れを遮断することができるが、
遮断しない場合でもこのような小流が採取を妨害しない
ことが必要である。

本発明の構成および操作を更に説明するために、１／１
６インチ（０，１６ｃｍ）公称球状触媒を使用する固定
床放射流改質装置に採用されるサンプラーについて記載
する。

採取用導管は１インチ（２，５６ｒＬ）表示４０Ｓの管
にて形成され、該導管は反応器壁および中心管網の端か
ら等距離にある場所に上向きに延長していることが好ま
しい。

もちろん、触媒床中の触媒特性を知るために、多数のサ
ングラ−を使用して見本を採取することもできる。

１／２インチ（１ｔ３ｃｒ）ｏ、Ｄ、（外径）１６ゲー
ジ管にて該導管に触媒導入管を構成する也該導入管は該
導管の長さ方向の軸に対し３０゜の角度にて導管の開口
部に溶接される。

該導管は反応体の流れに対して開口部が垂直に位置する
ように設置される。

採取用導管の頂部は１インチ（２，５ｃｒ）の溶接キャ
ップにて封じられる。

そして該１６ゲージ管の上端は採取管内の中心に位置す
るようにする。

該採取用導管におおいおよび金属の座金を有する１１／
２インチ（３，７ＣＩ）のステンレス鋼球のバルブにて
封止される。

見本受容器は２インチ（５，１ｃＬ）表示８０の管の１
１／２フイート（４５，７ＣＩ）の長さの部分からなる
。

この配置は、反応器および見本受容器間の正しい圧力差
によって約ｔｏｏｃｃの見本を輸送するのに適当である
。

該見本受容器には圧力計および両端に出入口バルブが設
置される。

この系の好ましい操作は見本受容器を採取用導管にまず
結合することからなり、該受容器はチッ素ガスにてはじ
めに排気しそして僅かに加圧しておく。

該受容器の上部のバルブおよび中間または補助バルブを
次いで開く。

通気用細管を閉じ、次いで主バルブを急に開いて、ある
量の反応系物を見本受容器および関連する管に急流せし
める。

この操作によってガスが採取管に短いパルスにて流れ込
み、そのためにある量の触媒が流動化されそして触媒導
入口および上方向に延びている管を通って採取用導管中
に輸送される。

次いで触媒は該ガスによって下方に運ばれ、または採取
管を通って単に落下し、そして見本受容器に達する。

次いで主バルブを閉じそして通気用細管を開く。

該通気用細管を開いておきそして見本受容器のすぐ上の
第二のバルブを安全に備えて閉じる。

これによって、漏出ガスは見本受容器を取除く人員に接
触せずにむしろ主バルブを通って排気される。

該受容器を冷却せしめ次いで該採取用導管から取除く。

この際に、該受収器を減圧しそして必要に応じてチッ素
にて排気する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法が採用される系が設備されてい
る固定床式触媒反応器の垂直断面図を示す。 第２図は、触媒採取用導管が使用中に傾斜している場合
の該導管の上端の好ましい構造を図示するものである。 第３図は、ある特定の系に適用された圧力差と輸送され
た触媒量との関係を例示する。 ２・・・・・・触媒粒、５・・・・・・採取用導管、６
・・・・・・触媒導入口、１３・・・・・・見本受容器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）見本採取個所と見本受容器との中間の個所に
   てガス流に対して採取用導管を封止し、（ｂ）見本受容
   器を脱気しそして該受容器内の圧力を触媒床含有容器内
   に維持される圧力よりも低くし：そして（ｃ）該採取用
   導管を迅速に開封して該導管を通じて短か（かつ急速な
   ガス流を通過させ、これによって該容器および触媒容器
   内の圧力を等しくし、そして触媒を流動化して該採取用
   導管の導入口に導きそして該導管を通じて触媒を見本受
   容器に輸送する、各段階からなることを特徴とする、触
   媒床を含む容器内の試料採取個所から採取用導管に触媒
   見本を輸送しそして該触媒見本を該容器の外側に設置し
   た見本受容器に輸送する方法。 ２ 採取用導管が下方に向いている触媒導入口を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項の方法。 ３ 見本受容器内の圧力を大気圧より低い圧力に低下せ
   しめることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項の方法。 ４ 採取用導管の一部分を脱気することを特徴とする特
   許請求の範囲第３項の方法。