JPS6344008B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスを長手方向に流過して触媒反応
を行うための管リアクターに関する。

充填触媒部を有する管リアクターは広く触媒過
程のために用いられている。あるものは炭化水素
の改質に使われ、此事はいわゆるクラツク管中で
行われる。この管は在来の工場では触媒支持体、
多くはラシヒリングを充填してあり、此を反応ガ
スが貫流する。触媒は種々の原因からしてその活
性が減少するので、時々交換しなくてはならな
い。しかし細いクラツク管は、例えば長さ10〜15
メートルでd₁（直径）130mm以下であるので、これ
はかなりの困難が伴い、この困難は高温反応にお
いては個々の触媒体がひつかかり動かなくなつて
いるもので、もつと困難を極める。

そのため、すでに開発された装置ではラシヒリ
ングを中心の支持管から半径方向に外方へ突出し
ているピンに通している。しかし実地上、この触
媒配置を引出す際には、こわれたラシヒリングの
ため障害が起る。

他に開発された様式では、触媒を成形してえら
れた有孔円板を連続的に中心管上にはめこむ。し
かし、この円板はラシヒリング充填に比してクラ
ツク能力が少く、その上、触媒を充した反応帯域
からガス流出入を行う中心管への熱伝導が、管に
接した円板により著しく制限され妨害される。

かくて本願の目的は、触媒過程の為の管リアク
ターに於て、構造が比較的簡単であり、所要の触
媒交換が比較的急速に完行され、触媒破壊を著し
く回避でき、殊に、通常の触媒体例えば特にラシ
ヒリングの分布を有利になしうるような管リアク
ターを構成することにある。

この目的の為に開発された冒頭記載の種類の本
願の管リアクターの反応帯域に当該管の自由空間
を占め当該管からそつくり全部引き出される充填
触媒が含まれ、当該充填触媒はガス透過性のケー
シングに囲まれていて、当該ケーシングは内側管
壁にスライド式に嵌め込まれ、少なくとも一端が
有孔部材によつて閉じられていて、触媒支持体に
よつて保持されていることである。透過性ケーシ
ングとすることによつて、管壁を介する周囲との
熱交換が容易になる。

殊によいのは充填触媒が端面に有孔円板をもつ
「かご」壁により包まれ、中間の有孔円板により
隔てられている構造である。

「かご」支持体は基本的には縦方向で安定な部
材、例えば１個又は数個の棒で構成することがで
きる。しかし殊に、「かご」支持体としては、引
出し可能な中心管が役立ち、此は機械的にのみな
らず反応遂行にも有利でありうる（例えばガス予
熱に利用できる）。

偏在の発生を防ぐための機械的強化のやり方と
しては、軸に沿つて上下に距離をおいて、軸に対
して垂直の中間補強部材を設ける。これらは、熱
的機械的ひずみが小さい最も簡単な場合には、触
媒充填の際嵌め込まれる格子状又は有孔状円板で
構成され、中心部に管を設けるときは触媒充填の
際に（距離を保つて）当該管上に押し嵌めるのが
有利な構成である。有孔円板とはここではごく一
般的に、ガス透過性の機械的横方向補強部材であ
つて、孔をあけた円板のみならず、例えば適当な
強化性の格子部材から成るものと解してよい。

かごの壁部としては触媒をまとめて保持するガ
ス透過性ケーシングを使用するが、特に適当なの
はワイヤネツトからなるケーシングで、此は若干
たわみ性をもち、かくて充填触媒が高温管中に粘
結着するのを防ぐことができる。

本願の管リアクターの構成で注意べき点は、熱
時においても触媒体配置に若干の可動性を維持
し、その一方で管リアクターを流れるガスの触媒
との均一な接触を害することとなる（当該配置内
部にして管に向かう）中間間隙を作らないことで
ある。

「かご」の構成は多数の個々の「かご」を集め
たのがよく、これらのかごは中心の支持管上には
めこまれ個々には端面において有孔円板をもつワ
イヤネツトシリンダーにより構成される。このよ
うにして、個々の「かご」に分割することが著し
く有利であることが判明した。というのは、この
ようにするとかごの触媒充填が容易になると共
に、装置の長いとき起る機械的な問題点がなくな
るのである。今の所最適とみられる長さは１メー
トル附近であるが、併し乍ら、所要の反応条件下
でかごの熱的及び機械的挙動と調和しうるより長
い個々の「かご」でも実現できることは明かであ
る。個々のかごの間の距離は出来る丈少くえら
び、しかしその際かごの間の軸方向隙間は熱膨脹
差位を吸収できるよう配慮すべきである。

底面に有孔円板をもつワイヤネツトシリンダー
から成る、中心支持管上にはめこんだ個々の「か
ご」を備えた好適な構造を組立てることは比較的
容易であつて、「かご」は個々に、一連の（特に
相互間に一線上に配置された）支持カムを備えた
中心管にはめこまれるのである。この目的のため
に（特に簡易のために）ワイヤネツトと結着し
た、適当な細隙をもつ有孔円板を備えている。中
心管の（１個又は）数個の最下部カムに到達した
のち、個々の「かご」は上部の有孔円板の適当な
切込みにカムが係合するまで回転させられる。次
に「かご」は上部の有孔円板の孔を通して触媒体
を以て充填される。

下部の有孔円板が特に充填触媒のための「ふる
い」付底部として作用する一方、上部有孔円板は
個々のかごの懸吊のため又ワイヤネツトシリンダ
ーの機械的強化のため役立つ。かくして触媒体充
填に役立つ上部円板の孔は、この工程を容易にし
ガス流動を出来る丈妨げないため、一方では出来
る丈大きくなくてはならず、しかし他方上述した
機械的課題を克服することに対し充分量の材料が
存在しなくてはならない。

支持カムは中心管周辺に沿つて特に均等に分布
しており、寸法は充分に支持力があるようにしか
し同時に周辺方向にはできる状狭くて、所属の細
隙が下部有孔板の「ふるい」付底板の作用を害し
ないようにする。適当なのは３個の比較的高く、
周辺方向で狭く、半径方向ではかごの半径寸法の
約1/3まで突出しているカムである。支持カムの
数は場合により多く又はより少くすることもでき
る。

以下本発明を実施例で図を以て説明する。

「かご」の構造は図面から直ちに分る。中心の
管１にはめられた「かご」２はワイヤネツトシリ
ンダー３によつて構成され、その端面は有孔円板
４，５により閉ざされ、此等は（約１mmの隙面
で）反応管中にはめ込まれる。

下部の円板４は触媒のための「ふるい」状底部
として働き、触媒は上方から下方へ反応ガスによ
り貫流される。円板４は適当な寸法の孔６を有
し、此はガス排出を出来る丈妨げないものとす
る。上部円板５の孔７は触媒供給を容易にするた
め出来る丈大きくし、細隙９の傍の中間孔８によ
り補完されているので、ガス排出は殆んど全面を
通つて行いうる。中心孔１０から半径方向に外方
に向かつて形成されている細隙９は、「かご」２
を対応するカムをもつ中心管１上に自由に挿入す
るに役立つ。少し回転する丈で此等カムは円板５
の対応する切こみ１１に係合される。ワイヤネツ
トシリンダーを強化している有孔円板４，５はシ
リンダーに固定乃至熔接される。

個々の「かご」２の軸方向の距離１２は特に出
来る丈少くして、管の容積が殆んど触媒により占
められるようにする。しかしこの距離は、種々こ
となる熱伸長をゆるすに充分にとる。

支持エレメントとして作用する中心管１のカム
は管に固定されており、特別には熔接されてい
る。図示した構成では径30mmの中心管１は個々の
かご３個を周辺に沿つて均等に分布させるカムを
もち、此は幅約５mm、高さ20mm並に半径方向８〜
10mmの寸法であり、此には夫々３個の「カム細
隙」９が対応する。

本願の構成によれば、長い狭い管リアクターで
も触媒除去は比較的急速にできる。触媒分布は大
体において通常の充填触媒分布に対応し、ワイヤ
ネツトシリンダー、有孔円板並に中間細隙による
触媒容積の減少は実際上問題にはならない。本構
造を以てすれば、同時に中心管を通つて反応ガス
を流出入させることにより熱伝導を適当に調整し
て高い反応収率がえられる。更に触媒体の有害な
破壊（之は触媒材料を固有の反応帯域の外部で触
媒材料の浮遊を惹起しそこで逆反応を起させう
る）が殆んど回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願の触媒「かご」の正面図、第２，
３図は「かご」の下方及び上方の端面壁部の図式
図、第４図は中心管にはめれた本願の「かご」を
示す。 １……中心管、２……かご、３……ワイヤネツ
トシリンダー、４……下部円板、５……上部円
板、６，７……孔、８……中間孔、９……細隙、
１０……中心開孔、１１……切こみ、１２……軸
上間隔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガスを長手方向に流過して触媒反応を行うた
   めの管リアクターにして、その径に対する長さの
   比率が30以上であるような管リアクターにおい
   て、 その反応帯域には、実質的に当該管の自由空間
   を占め当該管からそつくり全部引き出される充填
   触媒が含まれ、当該充填触媒はガス透過性のケー
   シングに囲まれていて、当該ケーシングは内側管
   壁にスライド式に嵌め込まれ、少なくとも一端が
   有孔部材によつて閉じられていて、触媒支持体に
   よつて保持されていることを特徴とする管リアク
   ター。 ２ ガス透過性ケーシングが両端面に有孔円板を
   備えそれらの間に延在する有孔壁を有したかご状
   壁から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の管リアクター。 ３ かご状壁内の充填触媒がガス透過性中間円板
   によつて分離されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の管リアクター。 ４ かご状壁がワイヤネツト３から成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に記載
   の管リアクター。 ５ 触媒支持体が、中央に配置されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜４項のいずれか
   一項に記載の管リアクター。 ６ 触媒支持体が、中心管１から成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の管リアクタ
   ー。 ７ 中心管１に嵌められ、端面有孔円板４，５を
   備えそれらの間に延在する有孔壁を有した複数の
   環状かご２を特徴とする特許請求の範囲第５項又
   は第６項に記載の管リアクター。 ８ 熱膨張差を吸収できる程度の僅少間隔１２を
   個々のかごの間に有することを特徴とする特許請
   求の範囲第７項記載の管リアクター。 ９ 個々のかご２を固定するために両有孔円板
   ４，５に設けられた細〓９と上部有孔円板５の切
   込部位１１に対応して、中心管１上に相互に同列
   上に配置された一連のカムを備えたことを特徴と
   する特許請求の範囲第７項又は第８項に記載の管
   リアクター。