(57)【要約】本発明は、ほぼ水平な下部支持グリッド、及び分散トレイと急冷流体の分散手段から選択された少なくとも１つの分散装置を備えた反応器の内部構造物であって、前記分散装置が、下部支持グリッドの上方に配置され、且つ垂直に延びる脚部によって下部支持グリッドから間隔を置いて該支持グリッドに連結されている前記反応器の内部構造物に関する。また、本発明は、下部支持グリッド（７）、上部支持グリッド（１９）及び分散装置（８、２０）を備えた反応器の内部構造物（６）であって、これらの支持グリッド（７、１９）が、垂直に延びた脚部（２１）により互いに間隔を置いて連結された前記反応器の内部構造物（６）に関する。本発明は、このような内部構造物を備えた反応器、及び炭化水素処理のプロセスにおけるこのような反応器の使用にも関する。
2004531596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ水平な下部支持グリッド、及び分散トレイと急冷流体の分散手段から選択された少なくとも１つの分散装置を備えた反応器の内部構造物であって、前記分散装置が、下部支持グリッドの上方に配置され、且つ垂直に延びる脚部によって下部支持グリッドから間隔を置いて該支持グリッドに連結されている前記反応器の内部構造物。
【請求項２】
ほぼ水平な下部支持グリッド、ほぼ水平な上部支持グリッド、及び分散トレイと急冷流体の分散手段から選択された少なくとも１つの分散装置を備えた反応器の内部構造物であって、前記分散装置が、前記上部支持グリッドと下部支持グリッドの間に配置され、これらの支持グリッドが、垂直に延びる脚部によって互いに間隔を置いて連結される前記反応器の内部構造物。
【請求項３】
各支持グリッドが、互いに連結されたより小さな異なるグリッドパネルから構成される、請求項１又は２に記載の反応器の内部構造物。
【請求項４】
前記分散トレイが、互いに連結されたより小さな異なるパネルから構成される、請求項３に記載の反応器の内部構造物。
【請求項５】
各支持グリッドが、その周囲に密封手段を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の反応器の内部構造物。
【請求項６】
前記分散トレイが、その周囲に密封手段を備える、請求項５に記載の反応器の内部構造物。
【請求項７】
各密封手段がスタッフィングボックス内に含まれる、請求項５又は６に記載の反応器の内部構造物。
【請求項８】
常態では垂直に延びる容器を備える反応器であって、前記容器は、少なくとも１つの反応床、及び請求項１〜７のいずれか一項に記載の反応器の内部構造物を含み、前記下部支持グリッドが反応床の上面上に載っている前記反応器。
【請求項９】
少なくとも２つの垂直に間隔を置いた反応床を備え、前記容器が、下部及び上部支持グリッドを備えた請求項２〜７のいずれか一項に記載の反応器の内部構造物を隣接した床の間にて含み、反応器の内部構造物の上方の反応床が、反応器の内部構造物の上部支持グリッド上に載り、下部支持グリッドが、反応器の内部構造物の下方の反応床の上面上に載っている、請求項８に記載の反応器。
【請求項１０】
前記容器の壁の内面と前記各支持グリッドの周囲との間にて流体を漏らさない密封が為される、請求項５〜７のいずれか一項に記載の反応器の内部構造物を備えた請求項８又は９に記載の反応器。
【請求項１１】
前記下部支持グリッドを載置した反応床が、触媒粒子の密に詰め込まれた床から成る、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１２】
前記下部支持グリッドを載置した前記床が、触媒粒子の層の上にセラミック支持粒子の層を含む、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１３】
急冷流体供給導管に柔軟に連結された急冷流体の分散手段を備える、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の反応器。
【請求項１４】
炭化水素処理のプロセスにおける請求項８〜１３のいずれか一項に記載の反応器の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応器の内部構造物(internal)、該内部構造物を有する反応器、及び炭化水素処理のための該反応器の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
適切には、反応器のこの内部構造物は、細流 (trickle)フロー反応器において使用される。これは気体−液体反応器であり、該反応器において液体は、１つの反応床又は積み重ねられたいくつかの反応床を通って滴り、気体は、反応床を通って液体と同じ向きに又は反対向きに流れる。このような反応器は、化学工業及び石油精製工業において炭化水素処理、特に触媒脱蝋、水素処理法及び水素添加分解法のような水素化プロセス(hydroprocessing）のために使用される。
【０００３】
このような反応器は、気体及び／又は液体用の少なくとも１つの入口、反応器流出物(effluent)用の少なくとも１つの出口、及び少なくとも１つの反応床、典型的には支持グリッド上に載っている触媒粒子の床を備える。適当な支持グリッドの構造は当該技術において公知である。一般に用いられる支持グリッドは、篩プレート又は格子のような１以上の透過性プレートを備える。一般に、これらの支持グリッドは、反応器容器の壁面上の支持リング及び／又は支持桁の上に載っている。
【０００４】
触媒床において生じる反応中に形成される液体及び気体状の流出物は、支持グリッドを通って次の触媒床又は反応器出口に送られる。小さな触媒粒子を載せている支持グリッドを通って該小さな触媒粒子が漏れるのを防ぐため、セラミック粒子の層をグリッドと触媒粒子との間に配置することができる。
【０００５】
一般に、このような反応器は分散装置を備え、例えば、反応器の入口を介して反応器に入ってくる液体と気体を上部反応床上に均質に分散させ、又は反応床の流出物を次の下の反応床上に一様に分散させ、又は反応器流出物が次の下の反応床に入る前にそれらを混合若しくは冷却する。このような分散装置は当該技術において、例えばＥＰ７１６８８１、ＷＯ９７／４６３０３及びＷＯ９９／２８０２４から公知である。
【０００６】
理想的には、支持グリッドや分散装置のような反応器の内部構造物は、反応器容器の側壁上に存在する支持リング上、及び／又は該リング上に載置された水平に延びる支持桁の上に載っている。しかしながら、例えば改造されている状況では、すなわち反応器容器が異なる目的のため又は最初に設計されたのとは異なるプロセス条件に対して使用される場合には、反応器の内部構造物が理想的に配置される場所には支持リングが存在しないかもしれない。
【０００７】
支持リングが存在しないならば、反応器の内部構造物又は支持リングが、反応器の側壁に溶接されるか、又は該内部構造物が、容器の底部に載っている支持フレーム上に載置され得る。
【０００８】
しかしながら、このような支持フレームの欠点は、その存在によって反応器を通る流体の流れが妨げられること、及び該内部構造物を容器内で水平に配置しなければならないという要求に起因して建設コストが高いことである。既存の容器、特に低合金鋼容器の場合の溶接では、注意深い準備が必要となり、溶接後の容器の焼きなまし又は予熱された条件下での溶接でさえ要求され得る。
【特許文献１】
ＥＰ７１６８８１
【特許文献２】
ＷＯ９７／４６３０３
【特許文献３】
ＷＯ９９／２８０２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、支持リング、溶接又は反応器容器の底部上に載置された支持フレームを必要とすることなく、反応器容器内の所望の垂直レベルに配置できる反応器の内部構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、反応床の上面への載置に適した下部支持グリッドと、垂直に延びた脚部によって該下部支持グリッドから間隔を置いて該支持グリッドに連結された少なくとも１つの分散装置とを備えた反応器の内部構造物により達成できることが分かった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
従って、本発明は、ほぼ水平な下部支持グリッド、及び分散トレイと急冷流体の分散手段から選択された少なくとも１つの分散装置を備える反応器の内部構造物であって、該分散装置が、下部支持グリッドの上方に配置され、且つ垂直に延びる脚部によって下部支持グリッドから間隔を置いて該支持グリッドに連結されている前記反応器の内部構造物に関する。
【００１２】
分散装置は、当該技術において公知であり、上部反応床の流出物を下部反応床上に均一に分散させ、又は反応器の頂部に導入された反応体を上部反応床上に均一に分散させる。一般に、分散トレイは、液体及び場合によっては気体を下方に流すために複数の開口又は下降管を備える。
【００１３】
上述の反応器の内部構造物は、反応器において上部反応床の上面上に配置でき、又は複数床反応器において下部反応床の上面上に床間内部構造物として配置できる。
【００１４】
また、本発明は、ほぼ水平な下部支持グリッド、ほぼ水平な上部支持グリッド、及び分散トレイと急冷流体の分散手段から選択された少なくとも１つの分散装置を備えた反応器の内部構造物であって、該分散装置は、上部支持グリッドと下部支持グリッドの間に配置され、これらの支持グリッドは、垂直に延びた脚部によって互いに間隔を置いて連結されている上記反応器の内部構造物に関する。
【００１５】
この実施態様の利点は、内部構造物上方の反応床が上部支持グリッドに載置される一方で、内部構造物下方の反応床の上面上に該構造物を配置することにより、反応器において隣接した床間にて該内部構造物を使用できることである。よって、内部構造物上方の反応床のための支持グリッドは、支持リング又は溶接の必要なく支持され、隣接する床間に空間が作られてそこに分散装置を配置できる。
【００１６】
反応器の内部構造物が、急冷流体の分散手段と分散トレイの両方を含んでいるならば、急冷手段(quench)は分散トレイの上方に配置されるのが好ましい。反応器の内部構造物は、予備分散トレイ及び／又は上方にある反応床からの流出流体の混合装置のような分散装置をさらに備え得る。このような装置は、当該技術において例えばＥＰ７１６８８１、ＷＯ９７／４６３０３及びＷＯ９９／２８０２４から公知である。
【００１７】
本発明による反応器の内部構造物の中での分散装置について、お互いに対する位置及び支持グリッドに対する位置は、固定されている。このことは、垂直に延びた脚部によってそれらを下部支持グリッド又は上部支持グリッドに又は互いに連結することにより適切に実現し得る。これらの垂直の延びた脚部は、上部支持グリッドと下部支持グリッドを互いに連結するものと同じ脚部とし得る。
【００１８】
この垂直に延びた脚部の目的は、これらの支持グリッドを（上部支持グリッドが存在しない場合には下部支持グリッドと上部分散装置を）互いに間隔を置いて連結することである。また、これらの脚部により、軸方向の剛性が内部構造物に与えられる。垂直に延びる脚部の数は、とりわけ内部構造物の質量、内部構造物により支持される重量、及び動作条件、特に使用中における反応器内での気体フローに依存する。
【００１９】
好ましくは、反応器の内部構造物の支持グリッド（単数又は複数）及びもし分散トレイが存在しているなら分散トレイは、互いに連結されたより小さい異なるパネルから構成される。適切には、これらのパネルは、堅固な連結、例えばくさび形分割キー(split-key）連結を与える接合部(joint）により互いに連結される。反応器の動作条件下での使用に適したいかなる種類の剛節(rigid joint）でも使用できる。このような接合部は、当該技術において公知である。支持グリッドと分散装置（単数又は複数）を互いに連結するための垂直に延びた脚部は、グリッド又はトレイのより小さい異なるパネルを互いに連結するのに使用できる。
【００２０】
個々のパネルは、堅固に連結されてはいるが、接合部の不可避な柔軟性ゆえにいくらか運動の自由を有する。よって、各パネルは、水平面から少し外れた位置を取る可能性を有する。このような構造の利点は、反応器の内部構造物を載置している床の上面が完全には水平でない場合においても、反応器の内部構造物の重量が、それを載置している床上に均一に分散され得ることである。また、より小さい複数パネルにより構成されている場合には、例えば反応器から触媒を除去する必要があるときに、内部構造物を取り外すことができ、よってマンホールを介して反応器から容易に内部構造物を除去できる。
【００２１】
適切な支持グリッドは、気体及び液体を反応床上に一様に分散することを妨げない。これらのグリッドは、全面積に対して少なくとも５０％の開放面積を有するのが好ましい。このようなグリッドは、当該技術において公知であり、Ｖワイヤスクリーン(V-wire screen）や織メタルメッシュスクリーン(woven metal mesh screen）から作ることができる。
【００２２】
内部構造物が反応器容器中に配置される場合、反応器の通常動作中は触媒粒子は支持グリッドをバイパスできず、流体は分散トレイをバイパスできない。従って、好ましくは、反応器の内部構造物の支持グリッド（単数又は複数）及びもし分散トレイが存在するなら分散トレイも、各々がその周囲に密封手段を備える。
【００２３】
適切な密封手段は、グラスファイバーやセラミックロープ又はファイバーのような耐熱弾性材料から構成される。
【００２４】
また、反応器の内部構造物を配置した反応器の通常動作中では、内部構造物が容器の側壁に対して垂直方向に移動する場合にも、密封手段の各々がグリッド又はトレイの周囲に配置されたままでいることが重要である。垂直移動は、例えば反応器の動作中における触媒床の圧縮を原因として下部支持グリッドを載置している触媒床の高さが変わることにより起こり得る。従って、密封手段の各々は、反応器容器の側壁に向かって開放した端部を有するスタッフィングボックス(stuffing box)内に含まれるのが好ましい。このようなボックスは、例えばグリッド又はトレイ、リテーナーリング及びコンプレッションリングの外側面により形成され得る。
【００２５】
また、本発明は、常態では垂直に延びた容器を備えた反応器にも関し、該容器は、少なくとも１つの反応床と上述したような反応器の内部構造物とを含み、下部支持グリッドが反応床の上面上に載置されている。
【００２６】
下部支持グリッドを載置した反応床は、触媒粒子の密に詰め込まれた床から成るのが好ましい。触媒粒子の密に詰め込まれた床の利点は、触媒床の圧縮が制限されるゆえに、反応器の動作中に床の高さが相対的に一定のままであることである。密に詰め込まれた床を形成するための触媒装填方法は、当該技術において周知である。
【００２７】
下部支持グリッドを載置している触媒から触媒粒子が下部支持グリッドを通って漏れるのを防ぐために、下部支持グリッドを載置している床は、触媒粒子の層の上にセラミック支持粒子の層を含むのが好ましい。セラミック粒子のこの層は、下方の触媒粒子の上に反応器の内部構造物の機械的な負荷を分散させる働きもし、それにより触媒粒子の破損や摩滅が防止される。セラミック粒子の大きさは、下部支持グリッドを通過できないような大きさである。このようなセラミック粒子の層は、気体や液体を下方の触媒床上に一様に分散するのを妨げないようなものとすべきことが理解されよう。
【００２８】
反応器の内部構造物が、急冷流体の分散手段を備える場合には、内部構造物が反応器容器に対して軸方向に移動可能とするためには、これらの分散手段が急冷流体供給導管に柔軟に連結されるのが好ましい。
【００２９】
最後の態様として、本発明は、炭化水素処理のプロセス、好ましくは触媒脱蝋、水素処理法、水素添加分解法又は水素添加脱硫法において、上述したような反応器の使用に関する。
【００３０】
例として図１〜４により本発明をさらに説明する。これらの図は、一定の比率で描かれてはいない。異なる図における同様の部分は、同じ参照番号により示されている。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施態様を含んだ反応器の上部の縦断面図である。
【００３２】
図２は、図１に示された反応器の内部構造物の密封手段の縦断面をさらに詳細に示す。
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施態様を含んだ反応器の一部の縦断面図である。
【００３４】
図４は、本発明による反応器の内部構造物の下部支持グリッドの平面図である。
【００３５】
図１には、気体状及び液体の反応体の入口１、側壁２及び触媒床３を備えた反応器の上部が示される。触媒床３が支持グリッド４上に載り、支持グリッド４が側壁２内のリング５上に載っている。反応器は、触媒床３の上面上に載った反応器の内部構造物６を含む。内部構造物６は、下部支持グリッド７、分散トレイ８及び予備分散トレイ９を備え、これらは垂直に延びた脚部１０により互いに連結されている。分散トレイ８は、下降管１１を備える。予備分散トレイ９は、溢れ堰１２をその周囲に備え、複数の開口１３をその周囲近くに有する。
【００３６】
セラミックロープの形態の密封手段１４が、下部支持グリッド７及び分散トレイ８の各々の周囲に取り付けられる。
【００３７】
図１に示された反応器の通常動作中、気体状及び液体の反応体が入口１を介して反応器に入り、該液体が予備分散トレイ９により分散トレイ８上に均一に分散させられる。分散トレイ８では、この気体状及び液体の反応体が一緒にされる。分散トレイ８は２つの目的を行う。第一に、流体が下部反応床に入る前に液体と気体を均一に分散させ、第二に、液体−気体の相互作用をさせるべく液体と気体を接触可能にする。
【００３８】
密封手段１４は、分散トレイ８と側壁２の間に流体の漏れないシールを与え、それにより流体は下降管１１を通る以外には分散トレイ８をバイパスできない。
【００３９】
下部支持グリッド７の周りの密封手段１４により、触媒粒子がグリッド７と側壁２の間を通ることが防止される。
【００４０】
反応器の動作中に反応器の内部構造物６を載置している触媒床３の高さが該床の圧縮を原因として低くなると、内部構造物６は側壁２に対して下方向に移動する。
【００４１】
図２には、下部支持グリッド７の外側面１５の周りに取り付けられた密封手段１４がより詳細に示されている。密封手段１４は、外側面１５の周りに巻かれたセラミックロープの形態をなす。このロープは、側壁２に向かって開放した端部を有するスタッフィングボックス内に含まれる。このボックスは、外側面１５、リテーナーリング１７及びコンプレッションリング１８により限定される。
【００４２】
図３には、本発明による複数床下方流反応器の一部が示され、この反応器は、下部支持グリッド７と上部支持グリッド１９とを備えた反応器の内部構造物６を含む。２つの触媒床３ａ、３ｂが示される。反応器の内部構造物６は、分散トレイ８と急冷リング２０とをさらに備える。下部及び上部支持グリッド７及び１９、分散トレイ８並びに急冷リング２０が、垂直に延びた脚部２１により互いに連結される。下部触媒床３ｂが支持グリッド４上に載り、支持グリッド４がリング５上に載っている。反応器の内部構造物６が触媒床３ｂの上面上に載り、上部触媒床３ａが上部支持グリッド１９上に載っている。
【００４３】
図４は、１３個のパネル２２から構成された下部支持グリッド７の平面図である。隣接したパネルは、接合部２３及び／又は垂直に延びた脚部２１により互いに連結される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施態様を含んだ反応器の上部の縦断面図である。
【図２】図１に示された反応器の内部構造物の密封手段の縦断面をさらに詳細に示す。
【図３】本発明の第２の実施態様を含んだ反応器の一部の縦断面図である。
【図４】本発明による反応器の内部構造物の下部支持グリッドの平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    反応体の入口
２    側壁
３、３ａ、３ｂ    触媒床
４    支持グリッド
５    リング
６    内部構造物
７    下部支持グリッド
８    分散トレイ
９    予備分散トレイ
１０    脚部
１１    下降管
１２    溢れ堰
１３    開口
１４    セラミックロープ（密封手段）
１５    下部支持グリッドの外側面
１７    リテーナーリング
１８    コンプレッションリング
１９    上部支持リング
２０    急冷リング
２１    脚部
２２    パネル
２３    接合部
【図１】
2004531596.tif 000003
【図２】
2004531596.tif 000004
【図３】
2004531596.tif 000005
【図４】
2004531596.tif 000006
【国際公開パンフレット】
2004531596.tif 000007
2004531596.tif 000008
2004531596.tif 000009
2004531596.tif 000010
2004531596.tif 000011
2004531596.tif 000012
2004531596.tif 000013
2004531596.tif 000014
2004531596.tif 000015
2004531596.tif 000016
2004531596.tif 000017
2004531596.tif 000018
2004531596.tif 000019
2004531596.tif 000020
2004531596.tif 000021
2004531596.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月18日(2003.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
ほぼ水平な上部支持グリッドをさらに備え、前記下部支持グリッド及び前記上部支持グリッドが、垂直に延びた脚部により互いに間隔を置いて連結され、前記分散装置が、前記上部支持グリッドと前記下部支持グリッドの間に配置される、請求項１に記載の反応器の内部構造物。
【国際調査報告】
2004531596.tif 000023
2004531596.tif 000024
2004531596.tif 000025