固定床水素化反応器
デバイスのプロセス操作手順および部品の説明
本装置は、ガス供給システム、液体供給システム、反応システム、凝縮分離システム、液面制御回収システム、排ガス自動排出・計測システムの6つのプロセスシステムで構成されています。
1.ガス供給システム
使用される2種類のガスは水素（H2）と窒素（N2）であり、供給方法は以下のとおりです。
水素（H2）は双方向ボールバルブ（HV-11）からシステムに入り、フィルター（F-11）でろ過され、ろ過されたガスは減圧弁（PCV-11）で目標圧力まで減圧され、マスフローコントローラー（FT/FV-11）で制御・計量され、逆止弁（CK-11）を通過した後、反応システムに入ります。双方向ボールバルブ（HV-14）とニードルバルブ（HV-15）は、マスフローコントローラー（FT/FV-11）のバイパスバルブです。減圧弁（PCV-11）の入口圧力は0～6000psi、出口圧力は0～1500psiで調整可能です。減圧弁の入口と出口には圧力計（PI-11）が備えられており、圧力計（PI-12）で圧力を測定します。マスフローコントローラー（FT/FV-11）の制御範囲は0～500ml/分、制御精度は±1%です。
二方ボールバルブ（HV-21）からシステムに入った窒素（N2）は、フィルター（F-21）でろ過され、減圧弁（PCV-21）で目標圧力まで減圧された後、マスフローコントローラー（FT/FV-21）で制御・計量され、逆止弁（CK-21）を通過して反応システムに入ります。二方ボールバルブ（HV-24）とニードルバルブ（HV-25）は、マスフローコントローラー（FT/FV-21）のバイパスバルブです。減圧弁（PCV-21）の入口圧力は0～6000psi、出口圧力は0～1500psiで調整可能です。減圧弁の入口と出口には圧力計（PI-21）が備えられており、圧力計（PI-22）で圧力を測定します。マスフローコントローラー（FT/FV-21）の制御範囲は0～500ml/分、制御精度は±1%です。
窒素は、双方向ボールバルブ（HV-26）を介して製品タンク（V-52）および原料タンク（V-31）に供給され、減圧弁（PCV-22）および双方向ボールバルブ（HV-27）と三方ボールバルブ（HV-31）によって減圧されます。減圧弁（PCV-22）の入口圧力は0～3500psi、出口圧力は0～250psiで調整可能で、減圧弁の入口および出口圧力計（PI-23）、圧力計（PI-24）で圧力を測定します。
2.液体供給システム
電子天秤（WT-31）で計量された液体材料は、原料タンク（V-31）から三方ボールバルブ（HV-32）と液体フィルター（F-31）を経由して濾過され、精密ポンプ（p-31）によって一定の流量で三方ボールバルブ（HV-33）と逆止弁（CK-31）を経由して反応系に注入される。電子天秤（WT-31）の計量範囲は30kg、精度は1gである。原料タンク（V-31）の容量は3L、耐圧は2.5MPaである。
精密定量ポンプには、圧力上限保護機能と安全弁（PSV-31）による二重圧力保護機能が搭載されており、ポンプ出口圧力の異常な過圧による精密定量ポンプの損傷を防ぎます。精密定量ポンプの流量制御範囲は0.001～12ml/分、圧力は6000psiです。
3.反応システム
気相および液相の原料を計量して反応器（R-101）に導入し、触媒反応を行う。反応器（FRN-101）によって反応温度が調整され、反応温度が維持される。
反応器（R-101）の入口には、反応器の入口圧力を測定するための圧力トランスミッター（PI-101）が設置されており、反応器圧力が正常値を超えないようにするための安全弁（PSV101）が設置されています。この装置には、触媒充填量の異なる3種類の反応器が備えられています。内径は9mm、12mm、16mmで、有効長はそれぞれ30ml、50ml、100mlの触媒充填量に対応する1000mmです。反応器の動作温度：室温～500℃、動作圧力：10MPa、圧力トランスミッターの測定範囲：16MPa、測定精度：0.01MPaです。
反応炉（FRN-101）は、温度制御部が5つ（TIC101、TIC102、TIC103、TIC104、TIC105）ある開放型加熱炉で、温度制御範囲は室温～500℃です。反応炉内部には温度測定プローブ（TI106）が設置されています。温度コントローラは、上限アラーム機能とソリッドステートリレー出力を備えたプログラム昇温方式です。熱電対はK型です。
反応器出口にはサンプリングポートが設けられており、バルブ（HV-101）、バルブ（102）を通してサンプリングを行うことで、反応プロセスのリアルタイムサンプリングと分析が可能となる。
4.凝縮分離システム
反応器反応生成物は、凝縮器（HE-41）で冷却された後、気液分離器（V-51）に送られ、気液分離される。気液分離器（V-51）で分離された生成物は、気相と液相の2つの部分に分けられる。
反応の必要性に応じて、凝縮器（HE-41）の水入口を調整することで、凝縮生成物の最終温度を制御することができる。
5.液面制御および回収システム
気液分離器（V-51）内の液面は、液面計（LT-51）で測定され、液面調整弁（LV-51）で調整されます。フィルター（F-51）と液面制御弁（LV-51）を通過した液相は、製品タンク（V-52）に入り、電子天秤（WT-51）で計量されます。双方向ボール弁（HV-55）とニードル弁（HV-56）は、液面制御弁（LV-51）のバイパス弁です。
電子天秤（WT-51）は、測定範囲が30kg、精度が1gです。
6. 自動排気ガス排出・計量システム
気液分離器（V-51）で分離された非凝縮性ガスは、ガスフィルター（F-61）でろ過され、デジタル圧力調整弁（PCV-61）で圧力が調整されてシステム圧力が安定し、流出量は湿式ガス流量計（WTM-61）で測定された後、廃棄のために排出される。サンプリング弁（HV-65）によりリアルタイムサンプリングが可能となる。双方向ボール弁（HV-63）とニードル弁（HV-64）は、デジタル圧力制御弁（PCV-61）のバイパス弁である。
デジタル圧力制御弁（PCV-61）は、0～2500psiの圧力制御範囲を調整します。
ガス流量計（WTM-61）の流量測定範囲は0～0.2m3/hです。
