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JPH07121356B2 - 気体、液体および固体粒子の接触方法および接触装置 - Google Patents

気体、液体および固体粒子の接触方法および接触装置

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Publication number
JPH07121356B2
JPH07121356B2 JP62033611A JP3361187A JPH07121356B2 JP H07121356 B2 JPH07121356 B2 JP H07121356B2 JP 62033611 A JP62033611 A JP 62033611A JP 3361187 A JP3361187 A JP 3361187A JP H07121356 B2 JPH07121356 B2 JP H07121356B2
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Japan
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reactor
gas
liquid
solid particles
screen
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JP62033611A
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フランシスクス・ヘンリクス・ヨゼフス・ブツケムス
ペトルス・マテイアス・マリイ・ブロウホフ
アリイ・コルネリス・ヴアント・ホーグ
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
Original Assignee
Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Publication date
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Publication of JPS62193640A publication Critical patent/JPS62193640A/ja
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    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
    • C10G49/10Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00 with moving solid particles
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    • B01J8/08Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/12Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、反応器の下部に気体と液体を導入する一方、
反応器の上部に固体粒子を導入し、気体と液体を上に向
けて通すと同時に固体粒子を下に向けて通し、そして反
応器の上部から気体と液体を取り出しながら反応器の下
部から固体粒子を取り出すことを含む、反応器内で気
体、液体および固体粒子を接触させる方法に関するもの
である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような方法では3つの相、すなわち気体、液体およ
び固体粒子が反応器を通り、そしてその液体は連続相を
形成する。一般に、移動しつつある相(以下、移動相と
もいう)の各容量を構成する要素の滞留時間の拡がりが
大きくなる結果、前記3つの相の容量を構成する要素が
互に接触できる時間の拡がりも大いに変化する。固体粒
子の上に担持された触媒として活性な要素によつて触媒
作用を受ける気体または固体の中の化学的な転化、ある
いは気体と液体との反応を遂行するために上記の方法を
使用すると、固体粒子の容量につき不完全であるか、あ
るいは進み過ぎた転化または反応をもたらす。さらに、
この転化または反応中に、固体粒子上に沈着した生成物
を取り除く場合、これらの粒子のうちのあるものは前記
生成物が殆ど沈着していなかつたために、なお活性であ
ると同時に、その残りのものは前記生成物が過度に沈着
しているため、これを再生しなければならないという問
題がある。
その上、液体は、上昇するにつれて寸法が非常に増大す
る傾向のある気泡を含み、このように大きな気泡は、移
動しつつある相の間の接触とこれらの相の滞留時間の拡
がりに対して有害な作用を及ぼす。
〔発明の目的〕
本発明の目的はそれぞれの移動相が栓流(プラグフロ
ー)の状態で反応器を通る方法を提供することである。
相の栓流とは、その相の容量を構成している要素の或空
間内における滞留時間が実質的に等しくなるようにその
空間を通る、前記相の流れを意味するものと理解され
る。
本発明のさらに別の目的は、液体の中を上昇する気泡の
大きさが増大するのを防止する方法を提供することであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
このために、本発明によれば、反応器内で気体、液体お
よび固体粒子を接触させる方法は a)反応器の下部に気体と液体を導入する一方、反応器
の上部に固体粒子を導入し; b)上に向つて次々に配列されて、0.5〜20cmの厚さを
有し、かつ1個の開口につき0.05〜5cm2の面積を有する
とともに前記開口の面積の総和とスクリーンの全面積と
の比が0.4〜0.8である、非常に多くの開口が用意されて
いるスクリーンによつて相互に分離されている多数の接
触帯域を通して気体と液体を上に向けて通過させると同
時に、その接触帯域を通して固体粒子を下に向けて通過
させ;そして c)反応器の上部から気体と液体を取り出しながら反応
器の下部から固体粒子を取り出すことを含んでいる。
本発明はさらに、気体、液体および固体粒子を接触させ
る装置に関するものであり、そしてこの本発明の装置
は、反応器の下部に配置された気体および液体の導入手
段、反応器の上部に配置された気体および液体の排出手
段、反応器の上部に配置された固体粒子の導入口、反応
器の下部に配置された固体粒子の排出口、および1個の
開口につき0.05〜5cm2の面積を有するとともに前記開口
の面積の総和とスクリーンの全面積との比が0.4〜0.8で
ある、非常に多くの開口が用意されているスクリーンに
よつて相互に分離され、かつ0.5〜20cmの厚さを有す
る、反応器内で上に向つて次々に配列されている多数の
接触帯域を含んでいる。
「非拘束面積(free area)」という用語は、開口の面
積の総和とスクリーンの全面積との比を表わす記載にお
いて使用される。
〔発明の具体的な説明〕
接触帯域、開口の面積および前記値の非拘束面積の選択
はそれぞれの移動相の容量を構成する要素間の速度差を
小さくして栓流に近づけるばかりでなく、気泡の成長を
中和する効果をもたらすと同時に、さらに材料および熱
の横方向の交換も妨げられない。
接触帯域の厚さの下限値は、主として、反応器の中に配
列できるスクリーンの数によつて決まる。しかしなが
ら、この厚さが20cmよりも大きい場合は、2つのスクリ
ーンの間の距離が大きくなり過ぎて、特に非拘束面積が
約0.8であると、移動相において達成しようとする栓流
のためのスクリーンの作用は余りにも小さくなる。
スクリーンの開口(穴)は、例えば、円形、長方形、正
方形または菱形となり得る。この開口を通る固体粒子の
動きを妨げないためには、開口の最小寸法は当然固体粒
子の直径(または相当直径)の約2倍よりも大きくな
る。スクリーンの比較的大きな部分に同じ寸法の開口が
用意されてないと同時に、スクリーンの他の部分に別の
寸法の開口が用意されているならば、それらの開口の面
積は相違していてもよい。
スクリーン1個当りの開口の数がスクリーンの全面積、
非拘束面積および開口1個当りの面積から簡単に計算で
きても、その数を限定することはできない。
一般に、0.02〜0.5cmの直径(または相当直径)を有す
る固体粒子は普通大きいものと言うことができる。
スクリーンの非拘束面積が0.4よりも小さくて、かりに
流体が反応器を低速度で通過するとしても、スクリーン
の開口内を通る流体の速度は非常に大きいので、約0.02
cmの直径を有する粒子の場合でも、その粒子は上方へす
速く通過する。しかしながら、スクリーンの非拘束面積
が大きすぎると、すなわち0.8を超えると、移動相に対
するスクリーンの作用は不十分となつて栓流が形成され
ない。
本発明の好適な具体例においては、接触帯域の厚さは0.
5〜20cmであり、開口1個当りの面積は0.05〜5cm2であ
り、そして非拘束面積は0.6〜0.8である。大きな開口と
大きな非拘束面積を選ぶことによって、固体粒子がスク
リーン上で止まることが防止される。
接触帯域を厚くすることによつてスクリーンは反応器内
で簡単に設置できるけれども、そうすると、栓流を得る
ために小さな拘束面積が必要となる。したがつて、さら
に好ましい本発明の具体例においては、接触帯域の厚さ
は5〜20cmであり、開口1個当りの面積は1.5〜5cm2
あり、そして非拘束面積は0.5〜0.65である。
一般に、スクリーンの厚さは、接触帯域の厚さに較べて
小さく、例えば接触帯域の厚さの0.1〜0.2倍である。
〔実施例および発明の効果〕
以下、開口の断面の概要を示している第1図、およびス
クリーンの平面図の2つの例を示している第2図を参照
しながら、本発明を実施例によつてさらに詳しく説明す
る。
気体、液体および固体粒子を接触させる装置は、反応器
1の下部に配置された気体導入口2および液体導入口3
の形の、気体と液体の導入手段、反応器1の上部に配置
された固体粒子導入口4、反応器1の下部に配置された
固体粒子排出口5、および反応器1の上部に配置された
気体排出口7および液体排出口8の形の、気体と液体の
排出手段を備えた反応器1を含んでいる。気体導入口2
は、正常運転中、反応器に入る気体が反応器1の横断面
にわたつて均一に分布するように設計されている。
反応器1には、さらに、上に向つて次々に配列され、か
つ非常に多くの開口12を備えたスクリーン11によつて互
に隔離されている多数の接触帯域10が用意されている。
簡略化するため、すべての接触帯域、スクリーンおよび
開口に参照符号を付けていない。
この反応器には底部スクリーン15が備えられており、そ
れによつて反応器1の底部と底部スクリーン15との間に
は流体収集室16が形成されている。
第2A図は長方形の開口12′を有するスクリーン11′の平
面図を示し、そして第2B図は菱形の開口12″を有するス
クリーン11″の平面図を示している。
反応器1の中で気体、液体および固体粒子を接触させる
には、気体導入口2を通して気体を反応器1に導入し、
そして液体導入口3を経て液体を流体収集室16に導入
し、そしてさらに固体粒子導入口4を通して固体粒子を
反応器1の上部に導入する。液体と気体は、上に向つて
次々に配列され、かつ非常に多くの開口12を備えたスク
リーン11によつて相互に隔離されている接触帯域10を通
つて移動する。固体粒子は接触帯域10を通つて頂部から
底部へ移動し、そして底部スクリーン15を経て、固体粒
子排出口5から反応器1を去る。気体と液体は気体排出
口7と液体排出口8を通つて反応器の上部から排出され
る。
気体、液体および固体粒子の供給と排出を調節するため
に導入口と排出口に取り付けることができるストツプバ
ルブは図示されていない。
一般に、反応器の高さは2〜25mの範囲にあり、そして
その内径は1〜3mの範囲にある。
単位時間当りに反応器へ導入される気体全部の量は、反
応器内に行き亘つている温度および圧力の下で、反応器
の単位横断面積あたり、その反応器を通つて移動する単
位時間あたりの気体の容量が0.1×10-2〜20×10-2m3/m2
/s、好ましくは0.5×10-2〜10×10-2m3/m2/sとなるよう
な量である。
単位時間当りに反応器へ導入される液体全部の量は、反
応器の単位横断面積あたり、その反応器を通つて移動す
る単位時間あたりの液体の容量が0.05×10-2〜5×10-2
m3/m2/sとなるような量である。
本発明は炭化水素を含む液体を水素で処理するのに、例
えば炭化水素を含む液体を分解、脱硫または脱金属する
のに適している。本発明はまた、一酸化炭素と水素を含
む合成ガスから液体炭化水素を製造するのに適してい
る。これらのプロセスにおいては、固体粒子は、これら
の反応に触媒作用を与えること自体が知られている、触
媒として活性な成分を含んでいる。
上記の反応は、一般に200〜500℃の温度および2〜30MP
aの圧力において起こる。
接触帯域においては横方向の熱交換は妨げられないの
で、これらの反応において放出される熱または付加すべ
き熱は、反応器の中に配置された垂直なチューブ(図示
せず)を通つて流れる媒体によつて除去または付加する
ことができる。冷却の目的で、1個または2個以上の接
触帯域中に冷たい液体または気体を直接導入することも
できる。
反応器1の高さ方向に亘つて反応をできるだけ均一に起
こすためには、正常運転中に、気体導入口17(第1図を
参照)を通して付加的なガスを反応器1に導入するとと
もに/あるいは液体導入口18を通して付加的な液体を反
応器1に導入することができる。気体導入口17と液体導
入口18は違つた高さで反応器1に配置することができ、
その数は通常2〜10である。導入口17と18は、反応器に
導入される気体と液体が反応器の横断面にわたり平等に
分配されるように設計される。
上記のプロセスにおいては、液体および固体粒子は連続
的に反応器へ導入されて、その反応器から取り出され
る。液体および/または固体粒子を間欠的に反応器に導
入して、その反応器から間欠的に取り出すこともでき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一例を示す縦断面図、第2A図は本
発明装置に設けられるスクリーンの開口の一例を示す平
面図、そして第2B図はその開口の別の例を示す平面図で
ある。図において 1……反応器、2……気体導入口、 3……液体導入口、4……固体粒子導入口、 5……固体粒子排出口、7……気体排出口、 8……液体排出口、10……接触帯域、 11……スクリーン、12……開口、 15……底部スクリーン、16……流体収集室。
フロントページの続き (72)発明者 アリイ・コルネリス・ヴアント・ホーグ オランダ国 1031 シー・エム アムステ ルダム、バトホイスウエヒ 3

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)反応器の下部に気体と液体を導入する
    一方、反応器の上部に固体粒子を導入し; b)上に向つて次々に配列されて、0.5〜20cmの厚さを
    有し、かつ1個の開口につき0.05〜5cm2の面積を有する
    とともに前記開口の面積の総和とスクリーンの全面積と
    の比が0.4〜0.8である、非常に多くの開口が用意されて
    いるスクリーンによつて相互に分離されている多数の接
    触帯域を通して気体と液体を上に向けて通過させると同
    時に、その接触帯域を通して固体粒子を下に向けて通過
    させ;そして c)反応器の上部から気体と液体を取り出しながら反応
    器の下部から固体粒子を取り出すことを含む、前記反応
    器の中で気体、液体および固体粒子を接触させる方法。
  2. 【請求項2】付加的な気体および/または付加的な液体
    を、別の異なる高さで反応器に導入することを特徴とす
    る、特許請求の範囲第(1)項記載の方法。
  3. 【請求項3】単位時間当りに反応器へ導入される気体全
    体の容量が、反応器の単位横断面積当りに反応器を通つ
    て移動する気体の単位時間当りの容量が0.1×10-2〜20
    ×10-2m3/m2/sとなるような量であることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の
    方法。
  4. 【請求項4】単位時間当りに反応器へ導入される気体全
    体の容量が、反応器の単位横断面積当りに反応器を通つ
    て移動する気体の単位時間当りの容量が0.1×10-2〜10
    ×10-2m3/m2/sとなるような量であることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第(3)項記載の方法。
  5. 【請求項5】単位時間当りに反応器へ導入される液体全
    体の容量が、反応器の単位横断面積当りに反応器を通つ
    て移動する液体の単位時間当りの容量が0.05×10-2〜5
    ×10-2m3/m2/sとなるような量であることを特徴とす
    る、特許請求の範囲第(1)項〜第(4)項のいずれか
    一つに記載の方法。
  6. 【請求項6】気体が遊離水素を含有し、液体が炭化水素
    を含有し、そして固体粒子が、炭化水素を含む液体の処
    理または製造に触媒作用を与える、触媒として活性な成
    分を含有することを特徴とする、特許請求の範囲第
    (1)項〜第(5)項のいずれか一つに記載の方法。
  7. 【請求項7】反応器の下部に配置された気体および液体
    の導入手段、反応器の上部に配置された気体および液体
    の排出手段、反応器の上部に配置された固体粒子の導入
    口、反応器の下部に配置された固体粒子の排出口、およ
    び1個の開口につき0.05〜5cm2の面積を有するとともに
    前記開口の面積の総和とスクリーンの全面積との比が0.
    4〜0.8である、非常に多くの開口が用意されているスク
    リーンによつて相互に分離され、かつ0.5〜20cmの厚さ
    を有する、反応器内で上に向つて次々に配列されている
    多数の接触帯域を含む、気体、液体おにび固体粒子の接
    触装置。
  8. 【請求項8】接触帯域の厚さが0.5〜20cmであり、開口
    1個当りの面積が1.5〜5cm2であり、そして開口の面積
    の総和とスクリーンの全面積との比が0.5〜0.8であるこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第(7)項記載の装
    置。
  9. 【請求項9】接触帯域の厚さが5〜20cmであり、開口1
    個当りの面積が1.5〜5cm2であり、そして開口の面積の
    総和とスクリーンの全面積との比が0.5〜0.65であるこ
    とを特徴とする、特許請求の範囲第(7)項記載の装
    置。
  10. 【請求項10】前記装置が、異なる高さで反応器に配置
    されている、付加的な気体および/または液体を導入す
    るための導入手段をさらに含むことを特徴とする、特許
    請求の範囲第(6)項〜第(9)項のいずれか一つに記
    載の装置。
JP62033611A 1986-02-20 1987-02-18 気体、液体および固体粒子の接触方法および接触装置 Expired - Lifetime JPH07121356B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8600428 1986-02-20
NL8600428A NL8600428A (nl) 1986-02-20 1986-02-20 Werkwijze en inrichting om gas, vloeistof en deeltjes met elkaar in contact te brengen.

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Publication Number Publication Date
JPS62193640A JPS62193640A (ja) 1987-08-25
JPH07121356B2 true JPH07121356B2 (ja) 1995-12-25

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ID=19847604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62033611A Expired - Lifetime JPH07121356B2 (ja) 1986-02-20 1987-02-18 気体、液体および固体粒子の接触方法および接触装置

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EP (1) EP0238107B1 (ja)
JP (1) JPH07121356B2 (ja)
CN (1) CN1008146B (ja)
AU (1) AU586068B2 (ja)
BR (1) BR8700739A (ja)
DE (1) DE3762316D1 (ja)
DK (1) DK81687A (ja)
ES (1) ES2014292B3 (ja)
IN (1) IN169202B (ja)
MY (1) MY100786A (ja)
NL (1) NL8600428A (ja)
NZ (1) NZ219323A (ja)
SG (1) SG3991G (ja)
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