(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒体内を流下する液体を液体受止板上に受止するとともに、その受止板に形成された開口部から旋回流形成流路を流通させて旋回流として下方に流下させるに際し、前記旋回流形成流路ではその下端から液体を自由落下させることを特徴とする筒体内を流下する液体の集合方法。
【請求項２】
旋回流形成流路ではその上面を空間（開放）状態とする請求項１に記載の液体の集合方法。
【請求項３】
開口部を有する液体受止板と、液体受止板の開口部上方に間隔を置いて配設された開口部被覆体と、液体受止板の開口部周縁と開口部被覆体との間に形成された複数の液体流入口と、液体受止板の開口部周縁に上端が連設され、内周面が液体受止板の開口部中心線方向に向う傾斜面に形成された短筒体と、液体受止板の開口部周縁に形成された液体流入口に連通する短筒体内周面上にその内周面の下方斜め方向に沿って形成された複数の旋回流形成流路からなることを特徴とする筒体内を流下する液体集合板。
【請求項４】
旋回流形成流路が、短筒体内周面上にその内周面の下方斜め方向に沿って立設され、その上辺部が開口部被覆板の下面に接合している複数の四辺形状仕切板により形成されたものである請求項３の液体集合板。
【請求項５】
短筒体の横断面が多角形又は円形である請求項３又は４の液体集合板。
【請求項６】
短筒体が、八角形の横断面を示す短筒体からなり、旋回流形成流路が、短筒体内周面を形成する８個の逆台形状斜面上のその各逆台形のあらかじめ定められた一方の対角線に沿って立設され、その上辺部が開口部被覆板の下面に接合している８個の四辺形状仕切板により形成されたものである請求項３の液体集合板。
【請求項７】
短筒体が、円形の横断面を有する短筒体からなり、旋回流形成流路が、短筒体内周面の上にその内周面の下方斜め方向に沿って立設され、その上辺部が開口部被覆板の下面に接合している複数の四辺形状仕切板により形成されたものである請求項３の液体集合板。
【請求項８】
筒体内を流下する液体を、液体受止板上に受止し、この受止板に形成された開口部から旋回流形成流路を流通させてその下端から自由落下させることにより、集合させ、旋回流とした後、この旋回流を分配機構を通して下方に流下させることを特徴とする筒体内を流下する液体の集合分配方法。
【請求項９】
旋回流形成流路ではその上面を空間（開放）状態とする請求項８に記載の液体の集合分配方法。
【請求項１０】
筒体内を流下する液体を集合させ、旋回流とするために、請求項３〜７のいずれかの液体集合板を用いる請求項８又は９に記載の液体の集合分配方法。
【請求項１１】
請求項３〜７のいずれかの液体集合板と、その下方に配設した液体分配機構からなることを特徴とする筒体内を流下する液体の集合分配機構。
【請求項１２】
液体分配機構が、多孔板である請求項１１の液体の集合分配機構。
【請求項１３】
筒体内を流下する液体に外部からの気体又は液体を混合し、この混合物を、液体受止板上に受止し、この受止板に形成された開口部から旋回流形成流路を流通させてその下端から自由落下させることにより、集合させ、旋回流とし下方に流下させることを特徴とする筒体内を流下する液体の気液又は液液接触方法。
【請求項１４】
旋回流形成流路ではその上面を空間（開放）状態とする請求項１３に記載の液体の気液又は液液接触方法。
【請求項１５】
筒体内を流下する液体と外部からの気体又は液体との混合物を集合させ、旋回流とするために、請求項３〜７のいずれかの液体集合板を用いる請求項１３又は１４に記載の液体の気液又は液液接触方法。
【請求項１６】
液体と接触させる外部からの気体又は液体が、筒体内を流下する液体を冷却又は加熱するための気体又は液体である請求項１３〜１５のいずれかに記載の液体の気液又は液液接触方法。
【請求項１７】
気体又は液体噴出管と、その下方に配設された請求項３〜７のいずれかの液体集合板とからなることを特徴とする筒体内を流下する液体の気液又は液液接触機構。
【請求項１８】
気体又は液体噴出管が、冷却用又は加熱用気体又は液体の噴出管である請求項１７の液体の気液又は液液接触機構。
【請求項１９】
気体又は液体噴出管と、その下方に配設した請求項１１又は１２の液体の集合分配機構とからなることを特徴とする筒体内を流下する液体の気液又は液液接触集合分配機構。
【請求項２０】
気体又は液体噴出管が、冷却用又は加熱用気体又は液体の噴出管である請求項１９の液体の気液又は液液接触集合分配機構。
【請求項２１】
複数の充填層を有する充填塔の充填層間又は複数の棚段を有する多段塔の棚段間に、請求項１１又は１２の液体の集合分配機構を備えたことを特徴とする気液又は液液接触装置。
【請求項２２】
触媒充填層間に、請求項１１又は１２の液体の集合分配機構を備えたことを特徴とする反応装置。
【請求項２３】
触媒充填層間に、請求項１９又は２０の液体の気液又は液液接触集合分配機構を備えたことを特徴とする反応装置。
【請求項２４】
水素化触媒層間に、請求項１９又は２０の液体の気液又は液液接触集合分配機構を備えたことを特徴とする水素化反応装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、筒体内部を流下する液体の集合方法及び集合板と、液体の集合分配方法及び集合分配機構と、液体の急冷方法及び液体の急冷機構と、液体の急冷集合分配機構と、それらの機構を含む装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、筒体内を流下する液体量を筒体の横断面方向（半径方向）に均一に分布させるために、筒体内に液体分配機構を配設することが広く行われている。このような液体分配機構としては、従来各種のものが提案されているが、一般的には、多孔板や、チムニー型分配板、バブルキャップ型分配板等が用いられている。このような分配板は、筒内を流下する液体量を横断面方向に均一に分布させるものの、液体を均一混合させる作用を有しないため、液体が複数の成分の混合物からなる場合や、液体中に溶質成分が溶解している場合には、分配板を透過した液体は、その成分組成の点では、筒体の横断面方向において未だ不均一であるという問題がある。また、流下する液体が気液混合物の状態であるときには、分配板を通る気液混合物の気液比が筒体の横断面方向において不均一であるという問題がある他、分配板を液体と気体が通る際の気液接触効率が未だ不十分であり、液体を気体により急冷する際にも液体の温度が筒体の横断面方向において不均一になるという問題もある。
【０００３】
分配板を通る液体の成分組成を横断面方向に均一化させるために、分配板を通る以前の液体をあらかじめ集合させる装置が提案されている（特公昭４２−２４２８４号）。この集合装置は、中央部に２つの透孔を有する板体の下面に、その透孔を包囲する中空の箱体を配設し、その箱体の底面に２つの透孔を穿設した構造のものである。この装置を用いる場合には、筒内を流下する液体は、板体上に受止され、その板体中央部に形成された透孔を通っていったん箱体内に流入集合し、箱体内での流動により混合作用を受けた後、箱体の底面の流通孔から下方に流出する。
しかしながら、流下する液体の集合にこのような箱体を用いる場合には、液体が箱体内へ流入し、箱体内を流動する際の液体の流動エネルギーにより、箱体に振動を生じたり、場合によっては箱体にかかる液圧により箱体に破壊を生じたり、あるいはその破壊を防止するための頑強な支持体を要する等の問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、筒体内を流下する液体を集合させる際に、集合装置に振動や破壊を生じさせることのない液体の集合方法及び集合板を提供するとともに、筒体内を流下する液体を分配機構を通して流下させるに際し、分配機構を通して流下する液体の成分組成を、筒体の横断面方向において均一化させる液体の分配方法及び分配機構を提供し、さらに、流下する液体の効率的な気液接触方法及び気液接触機構と、液体の気液接触集合分配機構と、それらの機構を含む各種装置を提供することをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。即ち、本発明によれば、筒体内を流下する液体を液体受止板上に受止するとともに、その受止板に形成された開口部から旋回流形成流路を流通させて旋回流として下方に流下させるに際し、前記旋回流形成流路ではその下端から液体を自由落下させることを特徴とする、好ましくは、前記旋回流形成流路ではその上面を空間（開放）状態とするとともにその下端から液体を自由落下させることを特徴とする、筒体内を流下する液体の集合方法が提供される。また、本発明によれば、開口部を有する液体受止板と、液体受止板の開口部上方に間隔を置いて配設された開口部被覆体と、開口部周縁と開口部被覆体との間に形成された複数の液体流入口と、液体受止板の開口部周縁に上端が連設され、内周面が液体受止板の開口部中心線方向に向う傾斜面に形成された短筒体と、液体受止板の開口部周縁に形成された液体流入口に連通する短筒体内周面上にその内周面の下方斜め方向に沿って形成された複数の旋回流形成流路からなることを特徴とする筒体内を流下する液体集合板が提供される。
【０００６】
さらに、筒体内を流下する液体を集合させ、旋回流とした後、この旋回流を分配機構を通して下方に流下させることを特徴とする筒体内を流下する液体の集合分配方法が提供される。
さらにまた、本発明によれば、前記液体集合板と、その下方に配設した液体分配機構からなることを特徴とする筒体内を流下する液体の集合分配機構が提供される。
【０００７】
さらにまた、本発明によれば、筒体内を流下する液体に外部からの気体又は液体を混合し、この気液混合物を集合させ、旋回流とし下方に流下させることを特徴とする筒体内を流下する液体の気液又は液液接触方法が提供される。
さらにまた、本発明によれば、気体又は液体噴出管と、その下方に配設された前記液体集合板とからなることを特徴とする筒体内を流下する液体の気液又は液液接触機構が提供される。
【０００８】
さらにまた、本発明によれば、気体又は液体噴出管と、その下方に配設した前記液体の集合分配機構とからなることを特徴とする筒体内を流下する液体の気液又は液液接触集合分配機構が提供される。
【０００９】
さらにまた、本発明によれば、複数の充填層を有する充填塔の充填層間又は複数の棚段を有する多段塔の棚段間に、前記液体の集合分配機構を備えたことを特徴とする気液又は液液接触装置が提供される。
さらにまた、本発明によれば、触媒充填層間に、前記液体の集合分配機構を備えたことを特徴とする反応装置が提供される。
さらにまた、本発明によれば、触媒充填層間に、前記液体の気液又は液液接触集合分配機構を備えたことを特徴とする反応装置が提供される。
さらにまた、本発明によれば、水素化触媒層間に、前記液体の気液又は液液接触集合分配機構を備えたことを特徴とする水素化反応装置が提供される。
【００１０】
次に、本発明の液体集合板の１つの実施例について図面を参照して説明する。図１は、本発明の液体集合板を上方から見た平面図、図２はその斜視図、図３はその分解斜視図、図４は図１におけるIV−IV断面図、図５は本発明の液体集合板の筒体内に配置した状態図、図６は受止板の平面図、図７は短筒体の斜視図、図８は短筒体内周面に対する仕切板の取付説明図を示す。集合板の材質は、金属、プラスチック、セラミックス等であることができる。
【００１１】
図１〜図８において、１は液体受止板を示し、この液体受止板１は、図５に示すように、液体が流下する筒状体Ｔに通常水平に配設され、それにより筒状体Ｔの内部は上部空間Ｔａ及び下部空間Ｔｂに仕切られる。図６に示すように、受止板１の中央部には多角形（正八角形）状の開口部２が開設されている。３は開口部２の上方に間隔を置いて配設された開口部被覆体であり、このものはその開口部全面を覆う寸法のものであればよい。図面においては円形状の板体が示されているが、四角形や八角形等の多角形状の板体であることができる。
【００１２】
図面において、４は、図７に示すように、八角形の横断面を有し、液体受止板の開口部中心線方向に傾斜する周面を有する短筒体を示す。この短筒体の内周面は、８個の逆台形状面４ｅから形成される。また、その上端は液体受止板１の開口部周縁に連設され、下端は開口７が形成されている。短筒体４の長さＬは、３〜５０ｃｍ、通常、１０〜３０ｃｍである。短筒体の上端開口面積に対する下端開口面積比は１／６〜１／１．２、好ましくは１／３〜１／２であり、受止板１に対する傾斜角θ2は通常２０〜７０°、好ましくは３０〜６０°である。
【００１３】
図面において、５は、旋回流を与える液体流路を形成するために短筒体４の内周面上に立設された仕切板を示す。この仕切板５の数は、図面の場合、８個である。この仕切板５は、図８に示すような四辺形状の板体であって、その底辺部５ａは短筒体４の内周面に接合し、上辺部５ｂは開口部被覆体３の下面に接合している。図８において、対向する２つの側辺部５ｃ、５ｄのうち短い側近部５ｃは、液体受止板１上方に形成された開口部被覆体３の液体受止板面からの高さに対応する。この仕切板５は、短筒体の内周面の下方斜め方向に沿って、即ち、その内周面の傾斜方向と一定の角度で立設される。具体的には、図１の平面図において、隣接する２つの仕切板５の端部５ｅを結ぶ線（図示の場合は８角形の開口部２の１辺に相当）に対する配向角θ1が通常１０〜６０°、好ましくは２０〜５０°となるように仕切板５を配向させる。図８に、短筒体４の内周面に対する仕切板５の取付け説明図を示す。本実施例の場合には、短筒体の内周面を形成する各逆台形状斜面４ｅのその逆台形のあらかじめ定めた一方の各対角線４ｆに沿って立設される。なお、仕切板５は、側辺部５ｃ、５ｄを内側又は外側に向けて適度に弯曲していてもよい。
【００１４】
図１〜図８に示した液体集合板において、液体受止板１の開口部２の周縁と開口部被覆体３との間の環状空隙部は、８個の仕切板５によって、８個の旋回流形成通路８が形成され、液体受止板１に受止された液体は図８に示した矢印のように各通路を通って短筒体４の開口７から旋回流となって流下する。
【００１５】
図１〜図８においては、液体受止板１の開口部２の形状が八角状であるものの実施例について示したが、本発明の液体集合板はこのようなものに限られるものではなく、開口部２の形状は、各種の形状、例えば、三角形以上の多角形状とすることができ、これらの場合、短筒体４の内周面の形状は、その開口部の形状に応じた数の逆台形面で形成すればよい。また、液体受止板１の中央開口部２の形状は、円形にすることができ、この場合の短筒体４としては、横断面が円形のものを用いればよい。さらに、液体受止板１に形成する開口部２は、複数であってもよい。
【００１６】
次に、液体受止板に形成する開口部が円形状の場合の液体集合板について、図９にその上方から見た平面図、図１０にその斜視図、図１１にその分解斜視図、図１２に図９におけるXII−XII断面図を示し、さらに、図１３に液体受止板の平面図、図１４に断面円形状の短筒体の斜視図、図１５に仕切板の取付説明図を示す。
これらの図９〜図１５において示した各符号において、図１〜図８において示した符号と１００番違いのものは同一の意味を有する。また、図９〜図１５で示した液体集合板は、短筒体１０４の内周面上に８個の仕切板１０５を立設して８個の液体流通路（旋回流形成通路）１０８を形成した構造を有するものであるが、その流通路１０８の個数は任意である。流通路の数は通常、３〜１２個、好ましくは６〜８個である。筒体内周面上には、その流通路の数に応じた仕切板１０５を立設する。また、短筒体１０４の内周面に対する仕切板１０５の取付けは、図９に示すように、その短筒体内周面上にその液体流通路の数に応じた扇形を作図し、その各扇形のあらかじめ定めた配向角θ1に沿って仕切板１０５を立設することによって行うことができる。
【００１７】
本発明の集合板は、筒体内に配設され、筒体内を流下する液体を集合させ、旋回流として下方に流下させる作用を示す。例えば、図４において、流下する液体は、液体受止板１及び開口部被覆体３の上面に受止され、開口部被覆体３の上面に受止された液体はさらに液体受止板１上に流下受止される。そして、液体受止板１上の液体は、仕切板５によって開口部２周縁と開口部被覆体３の下面との間に形成された液体流入口から短筒体４の内周面に沿って流下し、短筒体の下端開口周縁７から旋回流となって流下する。本発明の液体集合板の場合、液体受止板上に受止された液体は、実質上液体受止板上に液溜りを生じることなく、液体流入口に流入する。
【００１８】
本発明の液体集合板において、旋回流形成流路８、１０８は、短筒体４、１０４の内周面と、その内周面上にその内周面の下方斜め方向に沿って立設された仕切板５、１０５とによって形成される。この場合、短筒体の内周面は流路の底面を形成し、仕切板は流路の側面を形成し、流路の上面は空間（開放）状態になっている。また、液体の流れの下端は自由落下の状態になっている。従って、液体が旋回流形成流路を流通する際には、その流路の上面が空間状態になり、流体の流れの下端が自由落下の状態になっていることから、旋回流エネルギーはその短筒体や仕切板には強く伝達されず、短筒体や仕切板の振動の発生や破壊を生じるようなことはなく、それを防ぐための頑強な支持体も必要とされない。また、液体は、その旋回流形成流路を流通する際に混合作用を受け、均質化される。液体が気液混合物である場合には、その混合作用により、気体と液体は強く気液接触し、均質な気液混合物とされる。旋回流形成流路による混合作用をより強いものとするには、流通する液体に乱流を生じさせるような線速度が得られるように、流路のサイズを調節する。
【００１９】
本発明の液体集合板によれば、筒体内を流下する液体は、短筒体の内周面上に形成された旋回流形成通路内に集合され、この通路の先端から、旋回流として下方に流出される。この液体の集合過程と旋回流形成過程において、液体は混合作用を受け、旋回流として流下する液体の成分組成は、その任意の位置において、ほぼ同一の成分組成となっている。
また、本発明の液体集合板によれば、筒体内を流下する液体が気液混合物の状態である場合には、短筒体の内周面上に形成された旋回流形成流路内を流通する際に、その気液混合物は強く気液接触されるので、気体と気体との間の熱交換を効率よく行うことができる他、液体中への気体の吸収、気体中に含まれる特定成分の液体中への溶解等の物理化学的反応を効率よく行わせることができる。しかも、本発明の集合板により短筒体下方に形成される旋回流の内部は空間になっていることから、旋回流形成流路を流通した気液混合物の気体成分は、この旋回流の内部空間からその旋回流として流下する液体幕と接触した後、外部空間に移動するが、この際の気液接触よっても、前記した気液間の熱交換や、物理化学的反応が起る。従って、本発明の集合板を用いることにより、筒体内を流下する気液混合物の効率的な気液接触を行わせることができ、本発明の液体集合板は、気液接触装置としてもすぐれた効果を示すものである。
【００２０】
さらに、本発明の液体集合板は、流下する液体と、上昇する気体との間の気液接触装置としてもすぐれた効果を示すものである。この場合、筒体内を上昇する気体は、前記の場合とは逆に、旋回流として流下する液体幕を通過して旋回流内部の空間に入り、ここから、旋回流形成流路内を上昇し、液体受止板の開口部周縁に形成された液体流入口を通ってその上方の空間部に上昇する。
【００２１】
本発明の液体集合板においては、比較的大きな流量で液体を流下させることができるので、液体受止板上に実質的な液溜りを生じさせることなく、液体受止板上に受止された液体を集合させ、液体集合板の下方に流下させることができる。しかも、液体が流通する旋回流形成流路は、閉鎖流路ではなく、開放流路として形成され、旋回流のエネルギーは短筒体や仕切板に強く伝達されることなく放散されるので、液体集合板に対する振動の発生や破壊を生じるようなことはなく、また流路を流通する際の圧力損失も非常に小さいという利点がある。
【００２２】
従来、筒体内に複数の充填層や棚段を有し、その充填層や棚段において気液接触や液液接触を行わせる装置としては、各種のものが知られている。このような気液接触や液液接触を行わせる装置には、例えば、各種の反応塔、吸収塔、放散塔、冷却塔、蒸留塔等を挙げることができる。これらの装置（以下、単に接触装置とも言う）においては、液体は筒体内を上方から下方へ流下し、一方、気体は上方から下方へ流下するか又は下方から上方へ上昇する。
このような接触装置においては、各充填層間又は棚段間には、その充填層又は棚段から流下する液体を、その下方に位置する充填層棚段へ均等に分配するように、液体分配機構が配設されている。
本発明の液体集合板は、このような液体分配機構と組合せて、筒体内を流下する液体の集合分配機構として筒体内に配設することにより、分配機構を通って流下する分配液体流の横断面方向に対する成分組成の分布を均一化させることができるとともに、充填層間又は棚段間の空間部を流通する液体と気体又は液体と液体との間の接触効率を向上させることができる。
充填層間や棚段間の空間部に配設される液体分配機構は特に制約されるものではなく、従来公知の各種のものを用いることができる。このような液体分配機構は、例えば、多孔板、チムニー型分配板、バブルキャップ型分配板、多孔板に通気筒を透設したもの等の分配板の１つ又は複数を組合せて構成することができる。
【００２３】
次に、接触装置に対して配設した本発明の液体の集合分配機構の１つの実施例について、図面により説明する。この接触装置において、気体は上方から下方へ流通してもよいし、下方から上方へ流通してもよい。
図１６において、１は図１〜８に示した本発明の液体集合板の液体受止板、１１は多孔板からなる第１分配板、１２は多孔板からなる第２分配板を示し、これらの液体集合板と、２つの多孔板１１、１２は、本発明の液体の集合分配機構を形成する。第２分配板１２を形成する多孔板の透孔の寸法は、第２分配板１１を形成する多孔板の透孔の寸法よりも小さく設計されている。また、第１分配板１１の中央部には、無孔板１３が配設されている。この無孔板１３は、液体集合板の短筒体４から旋回幕１４として流下する液体の横方向への分散を向上させるためにのものであるが、その使用は必ずしも必要とされず、省略することができる。Ｐ1及びＰ2は充填層を示し、Ｔは筒体を示し、矢印は流体の流れ方向を示す。
【００２４】
図１６において、充填層Ｐ1を流下する液体又は気体混合物は、充填層Ｐ1の底部から充填層Ｐ1の底部と集合板１０との間の空間部Ｔａ内に流下する。充填層Ｐ1の底部から流下する液体において、筒体中心部から流下するＡ1と、筒体周縁部から流下する液体Ｂ1とは、流下量及び成分組成において不均一なものとなっている。また、流下する液体が気液混合物の場合には、流下する気液混合物Ａ1とＢ1とは、その気液比においても不均一なものとなっている。
空間部Ｔａに流下した液体は、集合板により旋回流となってその下方の第１分配板１１上に流下し、第１分配板１１上に一定の液高さで滞留するとともに、その分配板１１の透孔を通って第２分配板１２上に流下する。第１分配板１１上に滞留する液体は、その液体に流下する旋回流の旋回作用により混合され、均一化される。
第２分配板１２上に流下した液体は、第２分配板１２上に一定の液高さで滞留するとともに、その分配板１２の透孔を通って充填層Ｐ2の上部へ流下し、充填層Ｐ2間を流下する。第２分配板１２を通って流下する液体において、筒体中心部から流下する液体Ａ2と、筒体周縁部から流下する液体Ｂ2とは、その流下量及び成分組成において均一なものとなっている。また、流下する液体が気液混合物の場合には、流下する気液混合物Ａ2とＢ2とは、その気液比においても均一なものとなっている。
【００２５】
図１６に示した接触装置においては、必要に応じ、筒体Ｔの外部から気体又は液体を空間部Ｔａ内に導入することができる。気液接触装置によっては、充填層から流下する液体を加熱又は冷却するタイプのものがあるが、このような場合、外部から液状又は気体状の加熱媒体や冷却媒体を空間部Ｔａ内に導入する。本発明の集合板は、前記したように、気液接触作用や、液／液混合作用にすぐれていることから、それら加熱媒体や冷却媒体による液体の加熱や冷却を効果的に達成することができる。
【００２６】
次に、本発明の集合分配機構を複数の触媒充填層を有する炭化水素油の水素化処理塔に適用した場合の水素化処理塔の説明断面図を示す。
図１７において、１は本発明による液体集合板の液体受止板、２１、２２は触媒充填層、２６は触媒充填層を支持するための格子構造を有するサポートグリッド、２７、２８は多孔板、３２はクエンチガス（水素）導入管、３３はクエンチガスリング、３４は無孔板を各示す。クエンチガスリング３３、液体集合板、多孔板２７、多孔板２８は、液体の急冷集合分配機構を形成する。
【００２７】
サポートグリッド２６は、触媒充填層２１を支持するためのもので、格子構造を有する板状体からなる。
多孔板２７、２８は、流下する気液混合物を半径方向に均一な流量で流下分配させるためのものである。多孔板２７の孔径は５〜５０ｍｍ程度であり、多孔板２８の孔径は５〜３０ｍｍ程度であり、多孔板２７は気液混合物をやや粗い流量分布で流下分配させ、多孔板２８は気液混合物を均一化された流量分布で流下分配させる。これらの多孔板はいずれか一方又は両方を省略することもできる。
クエンチリング３３は、周面に多数のガス噴出孔を有する環状パイプからなり、クエンチガス導入管３２から導入されたクエンチガスを反応筒Ｔ内の空間に噴出し、反応筒内を流下する反応生成物（気液混合物）を急冷させる。
【００２８】
触媒充填層２１、２２は、従来公知の水素化処理触媒粒子からなる。水素化処理触媒としては、例えば、アルミナ、シリカ、チアニア、ボリア、ジルコニア、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、アルミナ−チタニア、アルミナ−マグネシア、アルミナ−ボリア、アルミナ−ジルコニア等の多孔性無機酸化物担体に、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト等の水素化活性金属の少なくとも１種類を担持させたもの等を挙げることができる。
【００２９】
図１７に示した構造の水素化処理塔を用いて炭化水素油の水素化処理を行うためには、原料炭化水素油と水素との混合物を３００〜４５０℃、５０〜２００ｋｇ／ｃｍ2Ｇの高温加圧下で触媒充填層２１の上部からその触媒充填層２１中を流下させる。このことにより、炭化水素油中のイオウ分や窒素分等の不純物は水素との反応により硫化水素やアンモニア等のガス状物に変換されるとともに、炭化水素油は分解や水素添加等の反応を受け、それらの反応生成物を含む水素化処理生成物が得られる。
【００３０】
前記のようにして、触媒充填層２１の底部からは、水素化処理生成物として、硫化水素やアンモニア及び炭化水素物の分解により生成した分解ガス（メタンやエタン等）等を含む水素ガスと水素化処理油の混合物が流下し、クエンチ帯域Ｔａに入り、ここで導管３２を通り、クエンチリング３３から噴出されるクエンチガス（水素ガス）と接触してクエンチ（急冷）される。
炭化水素油の水素化反応は発熱反応であり、触媒充填層２１から得られる水素化処理生成物は、触媒充填層２１への供給温度よりも高温のものとなっており、これを急冷せずに、高温のまま次の触媒充填層２２を流下させると、触媒充填層２２内において、多量のコーキングを生じたり、暴走反応を生じたり、触媒の失活等の不都合を生じ、所期の水素化処理が達成されないおそれがあるが、前記のクエンチにより、このような不都合の発生を防止することができる。
【００３１】
前記のようにしてクエンチされた気流混合物からなる水素化処理生成物は、本発明による液体集合板によって集合混合された後、多孔板２７、２８を順次流下し、第２触媒充填層２２中を流下し、その間に水素化処理を受け、その触媒充填層の底部から気液混合物からなる水素化処理生成物が得られる。この水素化処理生成物は、常法により気液分離された後、蒸留処理される。
【００３２】
前記のようにして炭化水素油を水素化処理する場合、触媒充填層中には充填の不均一さにより流体の通過しやすい通路等が存在し、流下する炭化水素油の水素化処理に不均一性が生じるため、触媒充填層底部からクエンチ帯域Ｔａ内に流下する水素化処理生成物の成分組成は、反応塔の横断面方向に対し、不均一に分布したものとなる。本発明による液体集合板は、その成分組成の横断面方向への分布が不均一な状態で流下する水素化処理生物を集合させ、これを旋回流として下方の多孔板上に流下させることから、多孔板上に滞留する水素化処理生成物の成分組成は、反応塔の横断面方向に均一に分布したものとなる。またクエンチ帯域Ｔａに噴出されたクエンチガスも、水素化処理生成物とともに、本発明の集合板を通るため、水素化処理生成物とクエンチガスとの混合も均一化され、集合板を通った気液混合物は、全体的に気体と液体とが均一に混合したものとなり、同時に所定温度に冷却されたものである。このようにして、効率的な水素化処理が達成される。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の液体集合板は、液液接触又は気液接触を行わせる各種の充填塔あるいは複数の棚段を有する多段塔等の接触装置に対して適用され、その筒体内を流下する液体を集合混合させ、旋回流として下方に流下させる作用効果を示す。この場合、筒体内を上方又は下方に流通する気体が存在する場合には、その気体と液体との良好な気液接触が達成される。
【００３４】
本発明の液体の集合分配機構は、筒体内を流下する液体を、筒体の横断方向に対して、均一化された流量分布及び成分組成分布で下方に流下させる作用効果を示す。
【００３５】
本発明の液体の気液又は液液接触集合分配機構は、筒体内を流下する液体と筒体内に導入された急冷用又は加熱用気体又は液体とを効率よく接触させて効率よく急冷又は加熱させるとともに、筒体の横断面方向に対して、均一化された流量分布及び成分組成分布で下方に流下させる作用効果を示す
【００３６】
本発明の液体の集合分配機構又は液体の気液又は液液接触集合分配機構を有する接触装置は、筒体内を流下する液体が、筒体の横断方向に対して均一化された流量分布及び成分組成分布であるため、気液接触効率や、液液接触効率、反応効率等の点で著しく改良されたものである。
【００３７】
本発明の液体の気液又は液液接触集合分配機構を有する処理塔は、筒体内を流下する水素化処理生成物が、筒体の横断面方向に対して均一化された流量分布及び成分組成分布であるとともに、水素化処理生成物の急冷用気体（水素）による急冷を効率よく行うことができるため、多量のコーキング発生や、暴走反応及び接触の急激な失活を防止し、効率的な水素化処理を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体集合板の１つの実施例についてのその上方から見た平面図を示す。
【図２】その斜視図を示す。
【図３】その分解斜視図を示す。
【図４】図１におけるIV−IV断面図を示す。
【図５】その筒体内への設置状態図を示す。
【図６】その受止板の平面図を示す。
【図７】その短筒体の斜視図を示す。
【図８】その短筒体内周面に対する仕切板の取付け説明図を示す。
【図９】本発明の液体集合板の他の実施例についてのその上方から見た平面図を示す。
【図１０】その斜視図を示す。
【図１１】その分解図を示す。
【図１２】図９におけるXII−XII断面図を示す。
【図１３】その液体受止板の平面図を示す。
【図１４】その短筒体の斜視図を示す。
【図１５】その短筒体内周面に対する仕切板の取付け説明図を示す。
【図１６】本発明の液体の集合分配機構の構成説明図を示す。
【図１７】本発明の液体の急冷集合分配機構を有する水素化処理塔の説明断面図を示す。
【符号の説明】
１、１０１  液体受止板
２、１０２  開口部
３、１０３  開口部被覆板
４、１０４  短筒体
５、１０５  仕切板
７、１０７  開口
８、１０８  旋回流形成流路
１１、１２、２７、２８  多孔板
１３  無孔板
１４  旋回流幕
２１、２２  触媒充填層
２６  サポートグリッド
３２  クエンチガス導入管
３３  クエンチリング
３４  無孔板
Ｐ1、Ｐ2  充填物
Ｔ  筒体
Ｔａ  上部空間
Ｔｂ  下部空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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