FR2773726A1 - Catalytic reactor containing plates for production of phthalic anhydride - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet un réacteur catalytique à plaques destiné notamment à la production d'anhydride phtalique. The present invention relates to a catalytic plate reactor intended in particular for the production of phthalic anhydride.
On sait que pour la production de certains fluides, comme par exemple de l'anhydride phtalique, tout d'abord on mélange de l'air et de l'ortho-xylène pour réaliser un fluide principal, puis on fait circuler ce fluide principal dans un réacteur catalytique en présence d'un catalyseur pour réaliser la réaction souhaitée. We know that for the production of certain fluids, such as phthalic anhydride, first we mix air and ortho-xylene to make a main fluid, then we circulate this main fluid in a catalytic reactor in the presence of a catalyst to carry out the desired reaction.
Compte tenu de la très forte réaction isothermique qui se produit lors du passage du fluide principal dans le catalyseur, cette réaction ne peut avoir lieu que dans des réacteurs refroidis par un fluide auxiliaire qui est le plus souvent constitué par un mélange de sels fondus. In view of the very strong isothermal reaction which occurs during the passage of the main fluid through the catalyst, this reaction can only take place in reactors cooled by an auxiliary fluid which is most often constituted by a mixture of molten salts.
Jusqu'à présent, pour la production de ce genre de fluide, on utilise des réacteurs catalytiques formés par une enceinte étanche à l'intérieur de laquelle sont disposés des tubes parallèles remplis de catalyseur. Up to now, for the production of this kind of fluid, catalytic reactors have been used formed by a sealed enclosure inside which are arranged parallel tubes filled with catalyst.
Le fluide principal circule dans ces tubes à l'intérieur desquels se produit la réaction et le fluide de refroidissement circule à l'extérieur desdits tubes, entre ceux-ci et la paroi interne de l'enceinte. The main fluid circulates in these tubes inside which the reaction takes place and the cooling fluid circulates outside of said tubes, between them and the internal wall of the enclosure.
Le principal inconvénient de ces réacteurs tubulaires réside dans leurs dimensions car, pour de grosses unités, le nombre de tubes devient rapidement très important et le diamètre de l'appareil excessif. The main drawback of these tubular reactors lies in their dimensions because, for large units, the number of tubes quickly becomes very large and the diameter of the device excessive.
On connaît également un réacteur catalytique à plaques qui comprend un faisceau de plaques délimitant un premier circuit de circulation d'un fluide principal formé d'au moins deux composants et un second circuit de circulation d'un fluide secondaire de refroidissement, les deux fluides circulant à contre-courant dans le faisceau de plaques. A catalytic plate reactor is also known which comprises a bundle of plates delimiting a first circuit for circulation of a main fluid formed by at least two components and a second circuit for circulation of a secondary cooling fluid, the two fluids circulating against the current in the plate bundle.
Les moyens d'entrée de chaque fluide dans les circuits correspondants sont formés par une multitude de petits collecteurs. The means of entry of each fluid into the corresponding circuits are formed by a multitude of small collectors.
Les collecteurs d'entrée du fluide principal sont remplis de catalyseur et comportent au moins une rampe d'injection pour chaque composant dudit fluide principal. The main fluid inlet manifolds are filled with catalyst and comprise at least one injection manifold for each component of said main fluid.
Mais, cette disposition est complexe et le coût d'un tel réacteur catalytique est élevé compte tenu du nombre de collecteurs et de rampes d'injection. However, this arrangement is complex and the cost of such a catalytic reactor is high taking into account the number of manifolds and injection manifolds.
L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un réacteur catalytique à plaques pré- sentant un faible coût de construction et un gain de poids, tout en permettant une réduction sensible des pertes de charge et un meilleur coefficient d'échange thermique entre les fluides. The object of the invention is to avoid these drawbacks by proposing a catalytic plate reactor having a low construction cost and a weight saving, while allowing a substantial reduction in pressure losses and a better heat exchange coefficient. between fluids.
L'invention a donc pour objet un réacteur catalytique à plaques, du type comprenant une enceinte étanche de forme allongée et un faisceau de plaques disposé à l'intérieur de ladite enceinte étanche en ménageant avec celleci un espace libre et formé par un empilement de plaques mé- talliques munies d'ondulations, caractérisé en ce que les plaques délimitent entre elles
- une première série de canaux formant un circuit de circulation d'un fluide principal formé d'au moins deux composants, lesdits canaux communiquant avec des moyens d'admission et d'évacuation du fluide principal et contenant un catalyseur,
- une seconde série de canaux formant un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement dans une direction perpendiculaire à la direction de circulation du fluide principal et communiquant avec des moyens d'admission et d'évacuation du fluide de refroidissement,
- et une troisième série de canaux formant un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement dans une direction perpendiculaire à la direction de circulation du fluide principal et opposée à la direction de circulation du fluide de refroidissement dans la seconde série de canaux, lesdits canaux de la troisième série communiquant avec les moyens d'admission et d'évacuation du fluide de refroidissement et chaque canal de la première série étant disposé entre les canaux respectivement de la seconde et de la troisième série.The subject of the invention is therefore a catalytic plate reactor, of the type comprising a sealed enclosure of elongated shape and a bundle of plates arranged inside said sealed enclosure by providing with it a free space formed by a stack of plates. metal with corrugations, characterized in that the plates delimit between them
a first series of channels forming a circuit for circulating a main fluid formed of at least two components, said channels communicating with means for admitting and discharging the main fluid and containing a catalyst,
a second series of channels forming a circuit for circulating a cooling fluid in a direction perpendicular to the direction of circulation of the main fluid and communicating with means for admitting and discharging the cooling fluid,
- And a third series of channels forming a circuit for circulating a cooling fluid in a direction perpendicular to the direction of circulation of the main fluid and opposite to the direction of circulation of the cooling fluid in the second series of channels, said channels of the third series communicating with the means for admitting and discharging the cooling fluid and each channel of the first series being disposed between the channels of the second and of the third series respectively.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- les moyens d'admission du fluide principal sont formés par un conduit débouchant dans l'espace libre ménagé entre l'enceinte étanche et le faisceau de plaques et communiquant avec les zones d'entrée des canaux de la première série,
- les moyens d'évacuation du fluide principal sont formés par un collecteur disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche et couvrant les zones de sortie des canaux de la première série et par un conduit de sortie raccordé audit collecteur,
- les moyens d'admission du fluide de refroidissement dans la seconde série de canaux sont formés par un collecteur disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche et couvrant les zones d'entrée de ces canaux et par un conduit d'entrée raccordé audit collecteur et les moyens d'évacuation de ce fluide de refroidissement sont formés par un collecteur disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche et couvrant les zones de sortie desdits canaux et par un conduit de sortie raccordé audit collecteur,
- les moyens d'admission du fluide de refroidissement dans la troisième série de canaux sont formés par un collecteur disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche et couvrant les zones d'entrée de ces canaux et par un conduit d'entrée raccordé audit collecteur et les moyens d'évacuation de ce fluide de refroidissement sont formés par un collecteur disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche et couvrant les zones de sortie desdits canaux et par un conduit de sortie raccordé audit collecteur,
- les canaux de la première série comportent une partie centrale remplie de catalyseur et reliée à des moyens de remplissage de ladite partie centrale et à des moyens d'évacuation du catalyseur usé,
- les moyens de remplissage de catalyseur sont formés par un collecteur disposé à une première extrémité de la partie centrale desdits canaux de la première série et par un conduit d'entrée raccordé audit collecteur et les moyens d'évacuation sont formés par un collecteur disposé à une seconde extrémité de ladite partie centrale opposée à la première extrémité et par un conduit de sortie raccordé audit collecteur,
- le catalyseur est maintenu dans les canaux de la première série par des grilles permettant la circulation du fluide principal dans ledit catalyseur,
- l'enceinte étanche est pourvue d'au moins un disque de rupture taré à une pression déterminée,
- le fluide principal est constitué par un mé- lange d'air et d'ortho-xylène pour obtenir après passage dans le catalyseur de l'anhydride phtalique,
- le fluide de refroidissement est constitué par un mélange de sels fondus.According to other features of the invention
the main fluid intake means are formed by a conduit opening into the free space formed between the sealed enclosure and the bundle of plates and communicating with the inlet zones of the channels of the first series,
the means for discharging the main fluid are formed by a manifold disposed inside the sealed enclosure and covering the outlet zones of the channels of the first series and by an outlet duct connected to said manifold,
the means for admitting the cooling fluid into the second series of channels are formed by a manifold disposed inside the sealed enclosure and covering the inlet zones of these channels and by an inlet duct connected to said collector and the means for discharging this cooling fluid are formed by a collector arranged inside the sealed enclosure and covering the outlet zones of said channels and by an outlet duct connected to said collector,
the means for admitting the cooling fluid into the third series of channels are formed by a manifold disposed inside the sealed enclosure and covering the inlet zones of these channels and by an inlet duct connected to said collector and the means for discharging this cooling fluid are formed by a collector arranged inside the sealed enclosure and covering the outlet zones of said channels and by an outlet duct connected to said collector,
the channels of the first series comprise a central part filled with catalyst and connected to means for filling said central part and to means for discharging spent catalyst,
the catalyst filling means are formed by a manifold disposed at a first end of the central part of said channels of the first series and by an inlet conduit connected to said manifold and the discharge means are formed by a manifold disposed at a second end of said central part opposite the first end and by an outlet conduit connected to said manifold,
the catalyst is maintained in the channels of the first series by grids allowing the circulation of the main fluid in said catalyst,
- the sealed enclosure is provided with at least one rupture disc calibrated at a determined pressure,
- the main fluid consists of a mixture of air and ortho-xylene to obtain phthalic anhydride after passing through the catalyst,
- the cooling fluid consists of a mixture of molten salts.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique partiellement en coupe longitudinale d'un réacteur catalytique conforme à l'invention,
- la Fig. 2 est une vue en perspective partielle d'une extrémité du faisceau de plaques du réacteur catalytique,
- la Fig.3 est une vue en perspective partielle de l'autre extrémité du faisceau de plaques du réacteur catalytique,
- la Fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la Fig.2.The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of example and made with reference to the appended drawings, in which
- Fig. 1 is a schematic view partially in longitudinal section of a catalytic reactor according to the invention,
- Fig. 2 is a partial perspective view of one end of the bundle of plates of the catalytic reactor,
- Fig.3 is a partial perspective view of the other end of the bundle of catalytic reactor plates,
- Fig. 4 is a sectional view along line 4-4 of Fig. 2.
Sur la Fig. 1, on a représenté un réacteur catalytique à plaques destiné notamment à la production d'anhydride phtalique par passage d'un mélange d'air et d'orthoxylène dans des proportions données sur un catalyseur. In Fig. 1, there is shown a catalytic plate reactor intended in particular for the production of phthalic anhydride by passing a mixture of air and orthoxylene in given proportions over a catalyst.
Pour cela, le réacteur catalytique comprend une enceinte étanche 1 de forme allongée et de section par exemple circulaire. For this, the catalytic reactor comprises a sealed enclosure 1 of elongated shape and of circular section, for example.
Cette enceinte étanche 1 est de préférence disposée verticalement. This sealed enclosure 1 is preferably arranged vertically.
A l'intérieur de l'enceinte étanche 1 est placé un faisceau de plaques désigné dans son ensemble par la référence 2 et de forme générale parallépipédique. Inside the sealed enclosure 1 is placed a bundle of plates designated as a whole by the reference 2 and of generally parallelepiped shape.
Ce faisceau de plaques 2 ménage avec l'enceinte 1 un espace libre 3. This bundle of plates 2 leaves the enclosure 1 free space 3.
Comme représenté sur les Figs.2 et 3, le faisceau de plaques 2 est formé par un empilement de plaques 4 parallèles les unes aux autres et délimitant une multitude de canaux 10 qui s'étendent longitudinalement d'une extrémité à l'autre du faisceau de plaques 2. As shown in Figs. 2 and 3, the bundle of plates 2 is formed by a stack of plates 4 parallel to each other and delimiting a multitude of channels 10 which extend longitudinally from one end to the other of the bundle of plates 2.
De manière classique, les plaques 4 par exemple en acier inoxydable sont maintenues entre elles par des moyens appropriés et comportent des bords à surface lisse et une partie centrale munie d'ondulations, non représentées, par lesquelles elles sont en contact les unes sur les autres et par lesquelles elles délimitent les canaux 10. Conventionally, the plates 4, for example made of stainless steel, are held together by suitable means and have edges with a smooth surface and a central part provided with corrugations, not shown, by which they are in contact with one another. and by which they delimit the channels 10.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les
Figs. 2 et 3, les plaques 4 délimitent entre elles une première série de canaux 10A formant un circuit de circulation d'un fluide principal A constitué d'au moins deux composants qui sont par exemple de l'air et de l'ortho-xylène.In the embodiment shown on the
Figs. 2 and 3, the plates 4 delimit between them a first series of channels 10A forming a circulation circuit for a main fluid A consisting of at least two components which are for example air and ortho-xylene.
Les canaux 10A sont répartis sur un canal 10 sur deux dans le faisceau de plaques 2 et le fluide A circule dans ces canaux 10A transversalement par rapport à l'axe longitudinal dudit faisceau de plaques 2. The channels 10A are distributed over one channel 10 out of two in the bundle of plates 2 and the fluid A circulates in these channels 10A transversely with respect to the longitudinal axis of said bundle of plates 2.
A cet effet et comme représenté à la Fig. 2, une face latérale du faisceau de plaques 2 comporte des zones d'entrée 12A du fluide principale A tandis que les ouvertures d'un canal sur deux sont fermées par les organes d'obturation 11 formés par exemple par des languettes s'étendant sur toute la longueur de ladite face latérale du faisceau de plaques 2. To this end and as shown in FIG. 2, a lateral face of the bundle of plates 2 comprises inlet zones 12A of the main fluid A while the openings of one channel out of two are closed by the closure members 11 formed for example by tabs extending over the entire length of said lateral face of the bundle of plates 2.
De même, l'autre face latérale du faisceau de plaques 2 représentée à la Fig. 3 comporte des zones de sortie 13A du fluide principal A après passage dans les canaux 10A tandis qu'un canal 10 sur deux est fermé par des organes d'obturation 11 formés par des languettes s'étendant sur toute la longueur de ladite face latérale du faisceau de plaques 2. Similarly, the other lateral face of the bundle of plates 2 shown in FIG. 3 comprises outlet zones 13A of the main fluid A after passage through the channels 10A while one channel 10 out of two is closed by closure members 11 formed by tongues extending over the entire length of said lateral face of the plate bundle 2.
Les plaques 4 délimitent également une seconde série de canaux 10B formant un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement B dans une direction perpendiculaire à la direction de circulation du fluide A. The plates 4 also delimit a second series of channels 10B forming a circuit for circulating a cooling fluid B in a direction perpendicular to the direction of circulation of the fluid A.
Les canaux 10B sont répartis sur un canal 10 sur trois dans le faisceau de plaques 2 et lune des faces d'extrémité de ce faisceau de plaques 2, représentée à la
Fig. 2, comporte des zones d'entrée 12B du fluide de refroidissement B, tandis que l'autre face latérale du faisceau de plaques 2, représentée à la Fig.3, comporte des zones de sortie 13B de ce fluide de refroidissement.Channels 10B are distributed over one channel 10 out of three in the bundle of plates 2 and one of the end faces of this bundle of plates 2, shown in the
Fig. 2, comprises inlet zones 12B of the cooling fluid B, while the other lateral face of the bundle of plates 2, shown in FIG. 3, comprises outlet zones 13B of this cooling fluid.
Le fluide de refroidissement est constitué par exemple par un mélange de sels fondus. The cooling fluid consists, for example, of a mixture of molten salts.
Les plaques 4 délimitent aussi entre elles une troisième série de canaux 10C formant un circuit de circulation d'un fluide de refroidissement C dans une direction perpendiculaire à la direction de circulation du fluide principal A dans les canaux 10A et opposée à la direction de circulation du fluide de refroidissement B dans les canaux 10B. The plates 4 also delimit between them a third series of channels 10C forming a circuit for circulation of a cooling fluid C in a direction perpendicular to the direction of circulation of the main fluid A in the channels 10A and opposite to the direction of circulation of the coolant B in channels 10B.
Les canaux 10C sont répartis sur un canal 10 sur trois dans le faisceau de plaques 2 et l'une des faces d'extrémité de ce faisceau de plaques 2, représentée à la Fig.3, comporte des zones d'entrée 12C du fluide de refroidissement
C, tandis que l'autre face d'extrémité du faisceau de plaques 2, représentée à la Fig.2, comporte des zones de sortie 13C de ce fluide de refroidissement C.The channels 10C are distributed over one channel 10 out of three in the bundle of plates 2 and one of the end faces of this bundle of plates 2, shown in FIG. 3, has inlet zones 12C for the cooling
C, while the other end face of the bundle of plates 2, represented in FIG. 2, includes outlet zones 13C of this cooling fluid C.
Le fluide de refroidissement C est également constitué par un mélange de sels fondus. The cooling fluid C also consists of a mixture of molten salts.
Grâce à cette disposition, chaque canal 10A de la première série pour la circulation du fluide principal A est disposé entre un canal 10B de la seconde série et un canal 10C de la troisième série pour la circulation des flui des de refroidissement ce qui permet d'obtenir un refroidissement optimal du fluide principal A. Thanks to this arrangement, each channel 10A of the first series for the circulation of the main fluid A is arranged between a channel 10B of the second series and a channel 10C of the third series for the circulation of the cooling fluids which allows obtain optimal cooling of the main fluid A.
Ainsi, sur une des faces d'extrémité du faisceau de plaques 2 (Fig.2) sont ménagées des zones d'entrée 12B du fluide de refroidissement B et des zones de sortie 13C du fluide de refroidissement C et sur l'autre de ces faces d'extrémité du faisceau de plaques 2 (Fig. 3) sont ménagées des zones de sortie 13B du fluide de refroidissement B et des zones d'entrée 12C du fluide de refroidissement C. Thus, on one of the end faces of the bundle of plates 2 (FIG. 2) are formed inlet zones 12B of the cooling fluid B and outlet zones 13C of the cooling fluid C and on the other of these end faces of the plate bundle 2 (FIG. 3) are formed from the outlet zones 13B of the cooling fluid B and from the inlet areas 12C of the cooling fluid C.
Sur les faces d'extrémité du faisceau de plaque 2, les extrémités des canaux 10 situées entre les zones d'entrée 12B et les zones de sortie 13C ou les zones d'entrée 12C et les zones de sortie 13B de chaque fluide de refroidissement B et C sont fermées par des organes d'obturation 11. On the end faces of the plate bundle 2, the ends of the channels 10 located between the inlet areas 12B and the outlet areas 13C or the inlet areas 12C and the outlet areas 13B of each cooling fluid B and C are closed by closure members 11.
Les organes d'obturation 11 des canaux 10 des faces latérales et des faces d'extrémité du faisceau de plaques 2 sont formés, par exemple par des languettes soudées sur les bords des plaques 4 correspondantes ou par des bords rabattus des plaques 4 et dont les extrémités sont soudées entre elles. The closure members 11 of the channels 10 of the lateral faces and of the end faces of the bundle of plates 2 are formed, for example by tongues welded to the edges of the corresponding plates 4 or by folded edges of the plates 4 and the ends are welded together.
Le réacteur catalytique comporte également des moyens d'admission et d'évacuation du fluide principal A dans les canaux 10A et respectivement des moyens d'admission et d'évacuation du fluide de refroidissement B dans les canaux 10B et des moyens d'admission et d'évacuation du fluide de refroidissement C dans les canaux 10C. The catalytic reactor also includes means for admitting and discharging the main fluid A into the channels 10A and respectively means for admitting and discharging the cooling fluid B in the channels 10B and means for admitting and d evacuation of the cooling fluid C in the channels 10C.
Ainsi que représenté à la Fig. 1, les moyens d'admission du fluide principal A dans les zones d'entrée 12A des canaux 10A sont formés par un conduit 20 débouchant dans l'espace libre 3 ménagé entre l'enceine étanche 1 et le faisceau de plaques 2 et communiquant avec les zones d'entrée 12A des canaux 10A de première série. As shown in FIG. 1, the means for admitting the main fluid A into the inlet zones 12A of the channels 10A are formed by a conduit 20 opening into the free space 3 formed between the sealed enclosure 1 and the bundle of plates 2 and communicating with the input zones 12A of the first series channels 10A.
Le fluide principal A se répand à l'intérieur de l'enceinte étanche 1 et la surpression ainsi engendrée maintient le faisceau de plaques 2 en compression. The main fluid A spreads inside the sealed enclosure 1 and the overpressure thus generated maintains the bundle of plates 2 in compression.
Les moyens d'évacuation du fluide principal A après le passage dans les canaux 10A sont formés par un collecteur 21 disposé à l'intérieur de l'étanche 1 et couvrant les zones de sortie 13A des canaux 10A de la première série et par un conduit de sortie 22 raccordé audit collecteur. The means for discharging the main fluid A after passing through the channels 10A are formed by a manifold 21 disposed inside the seal 1 and covering the outlet zones 13A from the channels 10A of the first series and by a conduit outlet 22 connected to said manifold.
Les moyens d'admission du fluide de refroidissement B dans la seconde série de canaux 10B du faisceau de plaques 2 sont formés par un collecteur 23 disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche 1 couvrant les zones d'entrée 12B de ces canaux 10B et par un conduit d'entrée 24 raccordé au collecteur 23. The means for admitting the coolant B into the second series of channels 10B of the plate bundle 2 are formed by a manifold 23 disposed inside the sealed enclosure 1 covering the inlet zones 12B of these channels 10B and by an inlet conduit 24 connected to the manifold 23.
Les moyens d'évacuation de ce fluide de refroidissement B sont formés par un collecteur 25 disposé à llin- térieur de l'enceinte étanche 1 et couvrant les zones de sortie 13B des canaux 10B et par un conduit de sortie 26 raccordé à ce collecteur 25. The means for discharging this cooling fluid B are formed by a manifold 25 disposed inside the sealed enclosure 1 and covering the outlet zones 13B of the channels 10B and by an outlet conduit 26 connected to this manifold 25 .
Les moyens d'admission du fluide de refroidissement C dans la troisième série de canaux 10C du faisceau de plaques 2 sont formés par un collecteur 27 disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche 1 et couvrant les zones d'entrée 12C de ces canaux 10C et par un conduit d'entrée 28 raccordé audit collecteur 27. The means for admitting the coolant C into the third series of channels 10C of the plate bundle 2 are formed by a manifold 27 disposed inside the sealed enclosure 1 and covering the inlet zones 12C of these channels 10C and by an inlet conduit 28 connected to said manifold 27.
Enfin, les moyens d'évacuation du fluide de refroidissement C des canaux 10C sont formés par un collecteur 29 disposé à l'intérieur de l'enceinte étanche 1 et couvrant les zones de sortie 13C des canaux 10C et par un conduit de sortie 30 raccordé à ce collecteur 29. Finally, the means for discharging the cooling fluid C from the channels 10C are formed by a manifold 29 disposed inside the sealed enclosure 1 and covering the outlet zones 13C from the channels 10C and by an outlet conduit 30 connected to this collector 29.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la
Fig. 1, le collecteur 23 d'admission du fluide de refroidissement B dans les canaux 10B est situé en face du collecteur 27 d'admission du fluide de refroidissement C dans les canaux 10C et le collecteur 25 d'évacuation du fluide B des canaux 10B est situé en face du collecteur 29 d'évacuation du fluide de refroidissement C des canaux 10C.In the embodiment shown in
Fig. 1, the manifold 23 for admitting the coolant B into the channels 10B is located opposite the manifold 27 for admitting the coolant C into the channels 10C and the manifold 25 for discharging the fluid B from the channels 10B is located opposite the manifold 29 for evacuating the cooling fluid C from the channels 10C.
D'autre part, les canaux 10A de circulation du fluide principal A contiennent des particules 35 de catalyseur de façon à provoquer la réaction désirée lors du pas sage du fluide principal A composé d'air et d'ortho-oxylène pour recueillir par le collecteur 21 et le conduit de sortie 22 de l'anhydride phtalique. On the other hand, the channels 10A for circulation of the main fluid A contain particles 35 of catalyst so as to cause the desired reaction when the main fluid A is made up of air and ortho-oxylene to be collected by the collector. 21 and the outlet pipe 22 of the phthalic anhydride.
De préférence et ainsi que représenté à la
Fig.4, les particules 35 de catalyseur sont disposées dans la partie centrale des canaux 10A et cette partie centrale est reliée à des moyens de remplissage et à des moyens d'évacuation des particules de catalyseur usé.Preferably and as shown in the
Fig.4, the catalyst particles 35 are arranged in the central part of the channels 10A and this central part is connected to filling means and to means for removing spent catalyst particles.
Les particules 35 de catalyseur sont maintenues de chaque côté de la partie centrale des canaux 10A par une grille 36 qui s'étend sur toute la longueur du faisceau de plaques 2. Les grilles 36 ont des mailles suffisamment fines pour maintenir ces particules 35 de catalyseur, tout en permettant le passage dans ces particules 35 du fluide principal A. The catalyst particles 35 are held on each side of the central part of the channels 10A by a grid 36 which extends over the entire length of the plate bundle 2. The grids 36 have meshes sufficiently fine to hold these catalyst particles 35 , while allowing the passage through these particles 35 of the main fluid A.
Comme représenté à la Fig.l, les moyens de remplissage de particules 35 de catalyseur dans les canaux 10A sont formées par un collecteur 31 disposé sur une face d'extrémité du faisceau de plaques 2 et de préférence à la partie haute du réacteur catalytique et par un conduit 32 raccordé audit collecteur 31. As shown in FIG. 1, the means for filling catalyst particles 35 in the channels 10A are formed by a manifold 31 disposed on an end face of the plate bundle 2 and preferably at the top of the catalytic reactor and by a conduit 32 connected to said manifold 31.
Les moyens d'évacuation des particules 35 de catalyseur sont formés par un collecteur 33 disposé sur l'autre face d'extrémité du faisceau de plaques 2 et de préférence à la partie basse du réacteur catalytique et par un conduit de sortie 34 raccordé audit collecteur 33. The means for removing catalyst particles 35 are formed by a manifold 33 arranged on the other end face of the bundle of plates 2 and preferably at the bottom of the catalytic reactor and by an outlet conduit 34 connected to said manifold. 33.
La production d'anhydride phtalique présente des risques d'explosion au niveau de l'entrée du fluide principal composé d'air et dortho-xylène et l'enceinte étanche est, de ce fait, munie d'au moins un disque de rupture 37 dimensionné amplement en fonction des conditions d'explosion afin de contenir l'augmentation de pression dans des limites déterminées et par exemple inférieure à 10 bars à l'intérieur de l'enceinte étanche 1. The production of phthalic anhydride poses risks of explosion at the inlet of the main fluid composed of air and dortho-xylene and the sealed enclosure is, therefore, provided with at least one rupture disc 37 amply sized according to the explosion conditions in order to contain the increase in pressure within determined limits and for example less than 10 bars inside the sealed enclosure 1.
Le fluide principal A composé d'un mélange d'air et ortho-xylène est introduit par le conduit d'entrée 20 à l'intérieur de l'enceinte étanche 1 et pénètre dans les ca naux 10A par les zones d'entrée 12A ménagées sur la face latérale du faisceau de plaques 2. The main fluid A composed of a mixture of air and ortho-xylene is introduced through the inlet conduit 20 inside the sealed enclosure 1 and enters the channels 10A through the inlet zones 12A formed on the lateral face of the plate bundle 2.
Ce fluide principal A circule donc à l'intérieur des canaux 10A, puis traverse les particules 35 de catalyseur de façon à obtenir la réaction souhaitée et l'anhydride phtalique ainsi produit sort des canaux 10A par les zones de sortie 13A ménagées sur l'autre face latérale du faisceau de plaques 2 et sort du réacteur catalytique par le collecteur 21 et le conduit de sortie 22. This main fluid A therefore circulates inside the channels 10A, then passes through the catalyst particles 35 so as to obtain the desired reaction and the phthalic anhydride thus produced leaves the channels 10A through the outlet zones 13A formed on the other lateral face of the bundle of plates 2 and leaves the catalytic reactor via the manifold 21 and the outlet conduit 22.
Simultanément à la circulation du fluide principal A, le fluide de refroidissement B composé d'un mélange de sels fondus est injecté dans l'ensemble des canaux 10B par le conduit d'entrée 24, le collecteur 23 et les zones d'entrée 12B et se répand sur toute la surface de ces canaux 10B, puis sort du réacteur catalytique par les zones de sortie 13B, le collecteur 25 et le conduit de sortie 26. Simultaneously with the circulation of the main fluid A, the cooling fluid B composed of a mixture of molten salts is injected into all of the channels 10B by the inlet duct 24, the manifold 23 and the inlet areas 12B and spreads over the entire surface of these channels 10B, then leaves the catalytic reactor through the outlet zones 13B, the manifold 25 and the outlet conduit 26.
De même, le fluide de refroidissement C composé d'un mélange de sels fondus est injecté dans les canaux 10C du faisceau de plaques 2 par le conduit d'entrée 28, le collecteur 27 et les zones d'entrée 12C, puis se répand sur toute la surface de ces canaux 10C et sort du réacteur catalytique par les zones de sortie 13C, le collecteur 29 et le conduit de sortie 30. Similarly, the cooling fluid C composed of a mixture of molten salts is injected into the channels 10C of the plate bundle 2 through the inlet duct 28, the manifold 27 and the inlet areas 12C, then spreads over the entire surface of these channels 10C and leaves the catalytic reactor via the outlet zones 13C, the manifold 29 and the outlet conduit 30.
Ainsi, le fluide principal A est refroidi lors de son passage dans le faisceau de plaques 2 par les fluides de refroidissement B et C qui circulent de part et d'autre des canaux 10A destinés à la circulation du fluide principal
A.Thus, the main fluid A is cooled during its passage through the bundle of plates 2 by the coolants B and C which circulate on either side of the channels 10A intended for the circulation of the main fluid
AT.
Après un certain temps d'utilisation, les particules 35 de catalyseur usé sont évacuées par gravité des canaux 10A par le collecteur 33 et le conduit de sortie 34 et de nouvelles particules 35 de catalyseur sont introduites dans ces canaux 10A par le collecteur 31 et le conduit d'entrée 32. After a certain period of use, the spent catalyst particles 35 are evacuated by gravity from the channels 10A by the manifold 33 and the outlet conduit 34 and new catalyst particles 35 are introduced into these channels 10A by the manifold 31 and the inlet duct 32.
De préférence, chaque face d'extrémité du faisceau de plaques 2 présente une forme trapézoïdale afin de permettre au centre l'installation des collecteurs 31 et 33 d'écoulement des particules de catalyseur et sur les côtés l'installation des collecteurs 23 et 27 d'entrée des fluides de refroidissement et des collecteurs 25 et 29 de sortie de ces fluides de refroidissement. Preferably, each end face of the bundle of plates 2 has a trapezoidal shape in order to allow in the center the installation of the collectors 31 and 33 for the flow of catalyst particles and on the sides the installation of the collectors 23 and 27 d entry of the coolants and the collectors 25 and 29 for the outlet of these coolants.
La circulation du fluide principal A et des fluides de refroidissement B et C à courant-croisé et la circulation des fluides B et C à contre-courant l'un par rapport à l'autre permet d'obtenir une réduction sensible des pertes de charge et un meilleur coefficient d'échange thermique entre les fluides. The circulation of the main fluid A and of the cross-flow coolants B and C and the circulation of the fluids B and C against the current with respect to each other makes it possible to obtain a substantial reduction in pressure losses and a better coefficient of heat exchange between the fluids.
Enfin, cette disposition présente l'avantage de réduire le coût de construction et d'obtenir un gain de poids. Finally, this arrangement has the advantage of reducing the construction cost and obtaining a weight saving.
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| Publication number | Publication date |
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| FR2773726B1 (en) | 2000-04-07 |
| EP1049534A1 (en) | 2000-11-08 |
| WO1999037394A1 (en) | 1999-07-29 |
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