FR3045405A1 - Reacteur en lit mobile de faible capacite a ecoulement radial de la charge compose de plusieurs parties reliees par des brides - Google Patents
Reacteur en lit mobile de faible capacite a ecoulement radial de la charge compose de plusieurs parties reliees par des brides Download PDFInfo
- Publication number
- FR3045405A1 FR3045405A1 FR1562672A FR1562672A FR3045405A1 FR 3045405 A1 FR3045405 A1 FR 3045405A1 FR 1562672 A FR1562672 A FR 1562672A FR 1562672 A FR1562672 A FR 1562672A FR 3045405 A1 FR3045405 A1 FR 3045405A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- reactor
- central collector
- catalyst
- lateral
- iii
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N ethoprophos Chemical compound CCCSP(=O)(OCC)SCCC VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 38
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000001833 catalytic reforming Methods 0.000 claims description 4
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- 238000006317 isomerization reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 claims description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 241000237503 Pectinidae Species 0.000 description 3
- 229920005629 polypropylene homopolymer Polymers 0.000 description 3
- 235000020637 scallop Nutrition 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008094 contradictory effect Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
- B01J8/12—Chemical 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/20—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms
- C07C1/24—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon starting from organic compounds containing only oxygen atoms as heteroatoms by elimination of water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
- C07C5/22—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by isomerisation
- C07C5/27—Rearrangement of carbon atoms in the hydrocarbon skeleton
- C07C5/2702—Catalytic processes not covered by C07C5/2732 - C07C5/31; Catalytic processes covered by both C07C5/2732 and C07C5/277 simultaneously
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C6/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a different number of carbon atoms by redistribution reactions
- C07C6/02—Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond
- C07C6/04—Metathesis reactions at an unsaturated carbon-to-carbon bond at a carbon-to-carbon double bond
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING 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
- C10G35/00—Reforming naphtha
- C10G35/04—Catalytic reforming
- C10G35/10—Catalytic reforming with moving catalysts
- C10G35/12—Catalytic reforming with moving catalysts according to the "moving-bed" method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00752—Feeding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00761—Discharging
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Abstract
La présente invention décrit un réacteur en lit mobile de catalyseur et à écoulement radial de la charge dit réacteur radial en lit mobile, constitué de 3 zones appelées corps hémisphérique supérieur (III), zone latérale (II) et corps hémisphérique inférieur (I), les 3 zones étant connectées ensemble au moyen de brides.
Description
REACTEUR EN LIT MOBILE DE FAIBLE CAPACITE A ECOULEMENT RADIAL DE LA CHARGE COMPOSE DE PLUSIEURS PARTIES RELIEES
PAR DES BRIDES
CONTEXTE DE L’INVENTION
Un certain nombre de procédés de raffinage et pétrochimie font appel à des réacteurs qu’on appelle réacteurs radiaux. Parmi ces procédés on peut citer sans être limitatif le reformage catalytique des essences, l’oligocraquage des coupes oléfiniques, la déshydratation des alcools (éthanol, propanol, isobutanol), l'isomérisation squelettale d'oléfines, la métathèse pour la production de propylène, la deshydrogénation des paraffines.
Dans un réacteur à lit radial le lit catalytique a la forme d'un anneau cylindrique vertical limité du côté intérieur par une grille intérieure, appelée grille du collecteur central, retenant le catalyseur, et du côté extérieur, soit par une autre grille du même type que la grille intérieure et appelée grille externe, soit par un dispositif consistant en un assemblage d'éléments de grille en forme de coquilles (appelés « scallops >> dans la terminologie anglo saxonne).
Cette géométrie de réacteur est celle qui est utilisée majoritairement dans l’industrie, mais elle nécessite un espace grille externe / collecteur central minimal afin que, lors des opérations de maintenance des réacteurs, les opérateurs puissent passer entre les grilles afin de les inspecter et de les nettoyer (brisures de catalyseurs déposées entre les grilles).
Les règles de dimensionnement actuelles préconisent deux critères qui peuvent s’avérer contradictoires pour les lits radiaux: une épaisseur de lit catalytique minimale d’environ 400 mm de manière à réaliser la limite minimale pour la maintenance des grilles, et une perte de charge minimale à la traversée du lit comprise entre 20 et 80 mbars (mbar est l’abréviation de millibar soit 10'3 bar) à l’intérieur du lit radial en vue du maintien d’une bonne distribution du gaz dans le lit catalytique, sans blocage de l’écoulement du catalyseur.
Or, pour les faibles capacités de réacteurs, maintenir une perte de charge suffisante pour la bonne distribution de la charge sur toute la hauteur du réacteur implique de raccourcir le lit (augmentation des vitesses superficielles).
Par ailleurs, en dessous d’une certaine capacité critique, ce raccourcissement est limité par l’épaisseur minimale de 400 mm, ne permettant pas de maintenir le critère de perte de charge. Il existe donc un besoin pour une solution technologique qui permette de se libérer au moins d’un des deux critères, éventuellement des deux, afin de maintenir la possibilité de dimensionner des lits radiaux, en particulier mobiles, pour les faibles capacités.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES
La figure 1 représente une vue schématique d’un réacteur radial en lit mobile selon l’invention.
EXAMEN DE L’ART ANTERIEUR
Dans l’art antérieur concernant les réacteurs à lit radiaux, on peut citer le brevet US 6,221,320 qui fait un récapitulatif assez complet des technologies conventionnelles. Selon l’état de l’art, le lit catalytique dans un réacteur à lit radial mobile est délimité par deux grilles, une grille interne et une grille externe. Plus précisément, on distingue généralement: • Une grille interne qui délimite le collecteur central des effluents gazeux, • Une grille externe qui délimite le volume d’alimentation de la charge à l’état gazeux.
Le fluide procédé arrive par le volume externe défini entre la virole et la grille externe. Il traverse ensuite le lit catalytique de manière sensiblement horizontale et perpendiculaire à la circulation du catalyseur qui est gravitaire, c’est-à-dire sensiblement verticale de haut en bas et obtenue sous le seul effet du poids du lit de catalyseur.
Le fluide procédé en écoulement radial, et le catalyseur en écoulement gravitaire sont séparés par la grille interne qui a généralement une forme cylindrique, de même axe sensiblement vertical que la grille externe.
Le cylindre, ou plus généralement la forme sensiblement cylindrique, défini par la grille interne, sert de collecteur central pour évacuer les effluents gazeux de le zone réactionnelle comprise entre la grille externe et la grille interne et donc de forme sensiblement annulaire.
Les contraintes liées à la technologie en lit radial mobile sont multiples. En particulier, les vitesses de gaz à la traversée du lit catalytique sont limitées pour : • éviter la cavitation en entrée du lit, • éviter le blocage du catalyseur à sa sortie contre la grille interne, • réduire les pertes de charge fonction de la vitesse et de l’épaisseur du lit.
Pour des raisons de distribution homogène sur toute la hauteur du lit catalytique, un tube perforé destiné à créer de la perte de charge peut être ajouté sur le collecteur central.
Enfin, pour des raisons de construction, il est souvent nécessaire de laisser un espace suffisant entre la grille interne et la grille externe. Au final lorsqu’on cumule l’ensemble des contraintes pour cette configuration de réacteur, le volume minimal de catalyseur pouvant être enfermé dans la zone annulaire ne peut descendre en dessous d’une certaine valeur minimale.
De manière générale, selon l’art antérieur, les PPH maximales accessibles dans les lits radiaux mobiles sont de l’ordre de 20 h'1, alors que le réacteur selon la présente invention permet d’atteindre des PPH supérieures à 50 h'1, voire supérieures à 100 h'1.
DESCRIPTION SOMMAIRE DE L’INVENTION
La présente invention décrit un réacteur de petite taille à lit mobile et à écoulement radial de la charge.
Par lit mobile on entend un lit qui s’écoule gravitairement, souvent à vitesse lente, de l’ordre du mètre par heure, et selon une direction sensiblement verticale.
Ce type d’écoulement se rencontre dans beaucoup de réacteurs, notamment les réacteurs mis en œuvre pour le reformage catalytique des essences qui nécessite une étape de régénération complexe du catalyseur.
Enfin par petite taille, on entend des réacteurs dont l’épaisseur du lit catalytique, c’est à dire la dimension radiale comprise entre la grille externe et le collecteur central, est comprise entre 100 et 400 mm.
De façon plus précise, le réacteur selon la présente invention peut se définir comme un réacteur en lit mobile, à écoulement radial de la charge et à écoulement gravitaire du catalyseur constitué de 3 ensembles appelés corps hémisphérique supérieur (III), zone latérale (II) et corps hémisphérique inférieur (I).
Globalement ce réacteur présente une symétrie cylindrique autour de son axe central sensiblement vertical.
Le corps hémisphérique supérieur (III) est muni d’une conduite d’admission (6) de la charge et de jambes d’introduction (7) du catalyseur communiquant avec des éléments coniques (9) qui donnent accès à la zone annulaire (lia) située entre le collecteur central (4) et la grille externe (3). Les éléments coniques (9) forment un volume de forme conique et de même symétrie cylindrique que le réacteur lui-même.
Le collecteur central (4) est équipé sur sa face externe d’une grille de même type que la grille extérieure (3). Il est fermé à son extrémité supérieure par une plaque pleine (5).
La grille externe (3) est placée parallèlement à la paroi latérale (II) du réacteur à une certaine distance de cette dernière, et le collecteur central (4) s’étend sensiblement selon l’axe de symétrie longitudinal du réacteur sur toute la hauteur de la zone annulaire (lia) et se prolonge sur une certaine hauteur à l’intérieur du corps hémisphérique inférieur (I).
Un certain espace (non représenté sur la figure 1) est aménagé entre la paroi latérale (II) et la grille externe (3).
La grille externe (3) repose sur un anneau de supportage (2) qui est préférentiellement fixé sur la paroi du corps hémisphérique inférieur (I).
Dans certains cas cette grille externe (3) peut être constituée d’un assemblage d'éléments de grille en forme de coquilles, s'étendant longitudinalement sur toute la hauteur de la zone annulaire (lia).
La zone annulaire (lia) s’étend entre la grille externe (3) et le collecteur central (4). Cette zone annulaire (lia) correspond à la zone catalytique sur une distance radiale comprise entre 100 et 400 mm.
La hauteur de ladite zone annulaire (lia) correspond généralement à la hauteur de la zone latérale (II), mais peut, dans certains cas, déborder dans les corps hémisphériques inférieur (I) et supérieur (III).
La charge traverse la zone annulaire (lia) de manière radiale, c’est-à-dire de manière sensiblement horizontale, depuis la grille externe (3) vers le collecteur central (4), et le catalyseur s’écoule verticalement de haut en bas de ladite zone.
On reste dans le cadre de l’invention si la charge traverse le lit radial en sens opposé, c’est-à-dire depuis le centre du réacteur vers la périphérie.
Dans ce cas le collecteur central (4) joue le rôle de grille de distribution, et la grille externe (3) joue le rôle de collecteur périphérique des effluents.
On reste également dans le cadre de l’invention si la charge est apportée par la conduite (1), puis évacuée par la conduite (6).
Le corps hémisphérique inférieur (I) porte les jambes d’évacuation (8) du catalyseur et la conduite d’évacuation (1) des effluents réactionnels, le réacteur étant caractérisé en ce que le corps hémisphérique supérieur (III) est connecté par des brides B3, B4 à la zone latérale (II), et en ce que le corps hémisphérique inférieur (I) est connecté par les brides B1 et B2 à ladite zone latérale (II).
On ne décrit pas davantage les brides B1 à B4, dont le dimensionnement est bien connu de l’homme de l’art.
La présente invention porte également sur tout procédé utilisant le réacteur en lit mobile précédemment décrit.
Dans le cadre du procédé de reformage catalytique des essences, cité ici à titre d’exemple nullement limitatif, le réacteur selon l’invention est généralement placé en tête de la série des réacteurs constituant l’unité de reformage, procédé dans lequel : • la charge entre dans le réacteur au moyen de la tubulure d’entrée (6) située en partie supérieure (III) du réacteur et pénètre dans la zone annulaire (lia) située à l’intérieur du corps latéral (II) en traversant la grille externe (3), • la charge traverse le lit catalytique contenu dans la zone annulaire (lia) de manière sensiblement radiale, et les effluents résultant de la réaction catalytique sont collectés dans le collecteur central (4), puis • sont évacués dudit réacteur par la tubulure de sortie (1) implantée sur le corps hémisphérique inférieur (I), • le catalyseur est admis dans la zone annulaire (lia) par une ou plusieurs jambes (7) qui communiquent avec ladite zone annulaire par des éléments coniques (9), le catalyseur s’écoule gravitairement dans la zone annulaire (lia), puis est évacué du réacteur par des jambes d’évacuation (8) situées dans le corps hémisphérique inférieur (I).
Enfin la présente invention porte également sur une méthode de construction du réacteur selon l’invention, dans laquelle : a) on équipe le corps inférieur (I) de jambes d’évacuation (8) pour l’évacuation du catalyseur, et d’une conduite d’évacuation (1) des effluents réactionnels qui est munie à son extrémité supérieure d’un moyen permettant son rattachement au collecteur central (4), b) on dispose le collecteur central (4) dans le corps latéral (II), et on attache ledit collecteur central (4) à la conduite d’évacuation des effluents (1), c) on ferme le collecteur central (4) à son extrémité supérieure par une plaque pleine 5), d) on fixe le corps inférieur (I) au corps latéral (II) par une assemblage de brides (B1) et (B2) portées par le corps latéral (II) et le corps inférieur (I), e) on fixe une grille externe (3) ou des éléments de grille externe à un anneau de supportage (2) disposé dans l'ensemble formé par le corps latéral (II) et le corps inférieur (I), f) on fixe le corps supérieur (III) au corps latéral (II) au moyen d'un assemblage de brides (B3) et (B4), ledit corps supérieur (III) étant préalablement équipé d'une conduite (6) d’introduction de la charge et de jambes de descente (7) permettant l’arrivée du catalyseur dans le réacteur.
Grâce au montage par brides selon l’invention, on peut très facilement retirer les internes (grille externe (3) ou éléments de grille et collecteur central (4)), et ainsi les inspecter et/ou les changer et/ou les nettoyer.
Le temps nécessaire à ces opérations est donc minimisé par rapport aux configurations actuelles de réacteur, qui ne permettent pas de faire les opérations de maintenance aisément pour les faibles capacités.
Dans le cas des réacteurs de petites tailles dont l’épaisseur du lit catalytique est inférieure à 400 mm, la solution selon l’invention de la division du réacteurs en 3 corps (I), (II) et (III), et de l’assemblage par brides de ces corps est la plus performante vis-à-vis de l’aspect maintenance.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
La description qui suit est faite en référence à la figure 1.
Le réacteur comporte trois parties : -Un corps inférieur (I), -Un corps latéral (II) appelée aussi corps du réacteur, -Un corps supérieur (III).
On parle de zone annulaire (lia) pour désigner la zone catalytique contenue dans le corps latéral (II).
Le corps inférieur (I), généralement de forme hémisphérique, appelée aussi corps hémisphérique inférieur, comprend une conduite de sortie des effluents (1) située dans ledit corps inférieur et se trouve fermée à proximité de la virole dans sa partie supérieure par l’anneau de supportage (2).
Ce corps inférieur (I) est muni d’une bride (B1) soudée tout au long du périmètre sensiblement circulaire de ladite zone inférieure (I). L’anneau de supportage (2) est limité dans sa dimension radiale pour permettre le mouvement du catalyseur depuis le corps annulaire (lia) vers les jambes d’évacuation (8) implantées sur le corps hémisphérique inférieur (I). L’anneau de supportage (2) ne se situe pas toujours strictement au niveau de la bride (B1, B2), mais peut être soudé à la paroi du corps hémisphérique inférieur (I) ou du corps latéral (II).
Il peut dans certains cas se trouver, au moins en partie, dans le corps latéral (II).
Le catalyseur est introduit dans le corps hémisphérique supérieur (III) par des jambes d’introduction (7) qui sont elles-mêmes en communication avec la zone annulaire (lia) au moyen des parties coniques (9).
Le catalyseur s’écoule gravitairement dans la zone annulaire (lia), puis est repris par les jambes d’évacuation (8) dont l’extrémité supérieure se trouve dans le corps hémisphérique inférieur (I).
La grille externe (3), disposée parallèlement à la paroi latérale du corps (II) permet de distribuer la charge sur toute la hauteur de la zone latérale (lia) afin qu’elle soit mise en contact avec l’ensemble du catalyseur contenu dans la zone annulaire (lia). La charge traverse la zone catalytique annulaire (lia) de manière sensiblement radiale, et les effluents sont récupérés dans le collecteur central (4).
La partie supérieure de la zone catalytique (lia) est fermée par les éléments coniques (9) qui sont généralement boulonnés sur le collecteur central (4) et/ou sur la grille externe (3).
Tout autre liaison connue de l’homme de l’art, pour assurer l’assemblage de ces éléments coniques (9), peut également être utilisée.
La partie supérieure du collecteur central (4) est fermée par une plaque pleine (5).
Le corps latéral (II) est munie d’une bride (B2) soudée tout au long de la partie basse du périmètre sensiblement circulaire de ladite zone latérale (II), et d’une bride (B3) soudée tout au long de la partie supérieure de ladite zone latérale (II).
La plaque pleine (5) ne se situe pas forcément au niveau de la bride B3. Dans ce cas, des liaisons peuvent être mises en place entre les brides et la plaque pleine (5) pour faciliter l’installation de ladite plaque pleine (5).
Dans le cas où la plaque pleine (5) se situe approximativement au même niveau que la bride (B3), la dite plaque pleine (5) et les parties coniques (9) sont liées à la paroi par assemblage au moyen d’un anneau externe (non représenté sur la figure 1)·
Des espaces doivent être aménagés en périphérie du corps supérieur (III) pour laisser passer le gaz vers l’espace délimité par la paroi du corps latéral (II) et la grille externe (3), ou les éléments de grille lorsque celle-ci est constituée d’éléments (appelés «scallops» dans la terminologie anglo saxonne).
Le corps latéral (II) est munie d’une bride (B3) soudée tout au long de la partie haute du périmètre sensiblement circulaire de ladite zone latérale (II).
Le corps supérieur (III) est également équipée d’une bride (B4). L’assemblage des brides (B3) et (B4) est classiquement réalisé par boulonnage, ou par tout autre moyen connu de l’homme du métier.
Le corps supérieur (III) est munie d’une conduite d’admission de la charge (6), et des jambes d’introduction (7) du catalyseur.
Ces jambes (7) ont leur extrémité inférieure communiquant avec les éléments coniques (9) permettant d’alimenter l’ensemble de la zone annulaire (lia), fonction dite de prédistribution du catalyseur.
Une jambe (7) est généralement insérée dans la partie conique correspondante (9) par l’intermédiaire d’une liaison coulissante, cette liaison devant être étanche au catalyseur.
Etant donné la plaque pleine (5) fermant les intervalles laissés entre les éléments coniques (9), la charge introduite dans le corps hémisphérique supérieur (III) par la conduite (6) passe au travers de la grille externe (3), puis traverse le lit contenu dans la zone annulaire (lia) de façon sensiblement radiale, après passage à travers la grille externe (3).
Les effluents réactionnels sont collectés dans le collecteur central (4) et passent dans l’corps hémisphérique inférieur (I), d’où ils sont évacués par la conduite (1).
La liaison entre le collecteur central (4) et la tubulure de sortie (1 ), est généralement réalisée par une bride, mais d’autres modes de liaison sont possibles en restant parfaitement dans le cadre de l’invention.
Un tube perforé (non représentée sur la figure 1 ) est souvent accolé au collecteur central (4) dans le but d’améliorer la distribution gaz sur toute la hauteur du réacteur en générant une perte de charge additionnelle.
La grille externe (3) peut éventuellement être remplacée par un réseau d’éléments de coquilles formant un ensemble continu (éléments appelés « scallops » dans la terminologie anglo saxonne).
La présente invention concerne également une méthode de montage du réacteur selon l’invention qui peut se décrire de la façon suivante : a) on équipe le corps inférieur (I) de jambes d’évacuation (8) pour l’évacuation du catalyseur, et d’une conduite d’évacuation (1) des effluents réactionnels qui est munie à son extrémité supérieure d’un moyen permettant son rattachement au collecteur central (4), b) on dispose le collecteur central (4) dans la zone latérale (lia), et on attache ledit collecteur central (4) à la conduite d’évacuation des effluents (1), c) on ferme ledit collecteur central (4) à son extrémité supérieure par une plaque pleine (5), d) on fixe le corps inférieur (I) au corps latéral (II) par un assemblage de brides (B1) et (B2) portées par ledit corps latéral (II) et ledit corps inférieur (I), e) on fixe une grille externe (3) ou des éléments de grille externe à un anneau de supportage (2) disposé dans l'ensemble formé par le corps latéral (II) et le corps inférieur (I), f) on fixe le corps supérieur (III) au corps latéral (II) au moyen d'un assemblage de brides (B3) et (B4), ledit corps supérieur (III) étant préalablement équipé d'une conduite (6) d’introduction de la charge et de jambes de descente (7) permettant l’arrivée du catalyseur dans le réacteur.
EXEMPLE SELON L'INVENTION L’objectif est de traiter une charge de 20 t/h, de densité 5 kg.m'3 et de viscosité 0,02 mPa.s, à travers une enceinte comprenant comprend un lit catalytique mobile ayant la forme d'un anneau cylindrique vertical limité -du côté intérieur par une grille cylindrique intérieur, définissant le collecteur central (4), et -du côté extérieur par une grille cylindrique (3) du même type que la grille intérieure. Après la traversée du lit catalytique, les effluents réactionnels sont collectés dans le collecteur cylindrique vertical.
Le catalyseur est sous la forme de grain de diamètre 2 mm et avec un taux de vide entre les grains égal à 40%.
La PPH, c’est-à-dire le rapport entre le débit massique de charge et le poids de catalyseur contenu dans le réacteur est fixée à 50 h'1.
Deux dimensionnements des internes sont proposés dans le tableau 1, selon l’art antérieur et selon la présente invention.
La différence principale entre le dimensionnement du réacteur selon l’invention et selon l’art antérieur réside dans la contrainte en terme d’épaisseur de lit catalytique (supérieure à 400 mm selon l’art antérieur).
Le volume du catalyseur de 0,6 m3 est le même dans les deux situations.
Les conditions opératoires sont les suivantes :
-Température entrée du réacteur : 520°C
-Température moyenne dans le réacteur : 467°C -Pression 0,7 MPa (MPa est l’abréviation de méga pascal soit 106Pa)
La charge est définie par les caractéristiques suivantes : point initial d’ébullition 80°C, point final d’ébullition 180°C :
Sa répartition en familles chimiques est donnée ci-dessous :
Les éléments principaux du dimensionnement sont rassemblé dans le tableau 1 ci-dessous. Dans les conditions opératoires du procédé, il apparaît clairement que le dimensionnement selon l’art antérieur n’est pas adapté, ceci pour deux raisons : - une perte de charge bien trop importante, avec des conséquences multiples, en particulier au niveau des coûts opératoires du procédé, - une inspection difficile du collecteur central (4) vu son faible diamètre, - des vitesses trop importantes dans le lit radial, ce qui entraîne un risque de blocage de l’écoulement catalytique.
Tableau 1
Dans le tableau 1, les abréviations suivantes sont utilisées : CC : collecteur central (4). GE :grille externe (3). L’épaisseur est la dimension radiale entre la grille externe (3) et le collecteur central (4).
La vitesse d’entrée est prise au niveau de la grille externe (3).
La vitesse de sortie est prise au niveau du collecteur central (4). DP : perte de charge dans la dimension radiale du lit catalytique depuis la grille externe (3) jusqu’au collecteur central (4).
Claims (5)
- REVENDICATIONS 1) Réacteur en lit mobile et à écoulement radial de la charge et à écoulement gravitaire du catalyseur constitué de 3 ensembles appelés corps hémisphérique supérieur (III), corps latérale (II) et corps hémisphérique inférieur (I), -le corps hémisphérique supérieur (III) étant muni d’une conduite d’admission (6) de la charge et de jambes d’introduction du catalyseur (7) communiquant avec des éléments coniques (9) qui donnent accès à : - la zone annulaire (lia) située entre le collecteur central (4) et la grille extérieure (3) sur une distance radiale comprise entre 100 et 400 mm, ladite grille extérieure (3) étant placée parallèlement à la paroi latérale (II) du réacteur et à une certaine distance de cette dernière, et le collecteur central (4) s’étendant sensiblement selon l’axe de symétrie longitudinal du réacteur sur toute la hauteur de ladite zone latérale (lia) et se prolongeant à l’intérieur du : -corps hémisphérique inférieur (I) qui porte les jambes d’évacuation (8) du catalyseur et la conduite d’évacuation (1) des effluents réactionnels, elle-même reliée à l’extrémité inférieure du collecteur central (4), la grille extérieure (3) étant supportée par un anneau de supportage (2), s’étendant sur toute la périphérie du corps hémisphérique inférieur (I) et fixée à ce dernier, et le collecteur central (4) étant fermé à son extrémité supérieure par une plaque pleine (5), ledit réacteur étant caractérisé en ce que le corps hémisphérique supérieur (III) est connecté par des brides B3 ,B4 au corps latéral (II), et le corps latéral étant par ailleurs connecté par des brides B1, B2 au corps hémisphérique inférieur (I).
- 2) Réacteur selon la revendication 1, dans lequel la grille extérieure (3) est constituée d’un assemblage d'éléments de grille en forme de coquilles, s'étendant longitudinalement sur toute la hauteur de la zone annulaire (lia).
- 3) Procédé utilisant le réacteur selon la revendication 1, dans lequel : • la charge entre dans le réacteur au moyen de la tubulure d’entrée (6) située en partie supérieure du corps hémisphérique supérieur (III) du réacteur et pénètre dans la zone annulaire (lia) située à l’intérieur du corps latéral (II) en traversant la grille externe (3), • la charge traverse le lit catalytique contenu dans la zone annulaire (lia) de manière sensiblement radiale, et les effluents résultant de la réaction catalytique sont collectés dans le collecteur central (4), puis • les effluents sont évacués dudit réacteur par la tubulure de sortie (1) rattachée de façon continue au collecteur central (4), • le catalyseur est admis dans la zone annulaire (lia) par une ou plusieurs jambes (7) implantées dans le corps hémisphérique supérieur (III) qui communiquent avec ladite zone annulaire par des éléments coniques (9), le catalyseur s’écoule gravitairement dans ladite zone annulaire (lia), puis est évacué du réacteur par des jambes d’évacuation (8) implantées dans le corps hémisphérique inférieur (I).
- 4) Procédé selon la revendication 3 choisi parmi le reformage catalytique des essences, l’isomérisation squelettale des oléfines, la métathèse pour la production de propylène, l'oligocraquage, la déshydratation des alcools.
- 5) Méthode de construction du réacteur selon la revendication 1, dans laquelle : a) on équipe le corps inférieur (I) de jambes d’évacuation (8) pour l’évacuation du catalyseur, et d’une conduite d’évacuation (1) des effluents réactionnels qui est munie à son extrémité supérieure d’un moyen permettant son rattachement au collecteur central (4), b) on dispose le collecteur central (4) dans la zone latérale (lia), et on attache ledit collecteur central (4) à la conduite d’évacuation des effluents (1), c) on ferme ledit collecteur central (4) à son extrémité supérieure par une plaque pleine (5), d) on fixe le corps inférieur (I) au corps latéral (II) par un assemblage de brides (B1) et (B2) portées par ledit corps latéral (II) et ledit corps inférieur (I), e) on fixe une grille externe (3) ou des éléments de grille externe à un anneau de supportage (2) disposé dans l'ensemble formé par le corps latéral (II) et le corps inférieur (I), f) on fixe le corps supérieur (III) au corps latéral (II) au moyen d'un assemblage de brides (B3) et (B4), ledit corps supérieur (III) étant préalablement équipé d'une conduite (6) d’introduction de la charge et de jambes de descente (7) permettant l’arrivée du catalyseur dans le réacteur.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1562672A FR3045405B1 (fr) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Reacteur en lit mobile de faible capacite a ecoulement radial de la charge compose de plusieurs parties reliees par des brides |
US15/381,807 US10441933B2 (en) | 2015-12-17 | 2016-12-16 | Reduced-capacity moving-bed reactor with radial flow of the feedstock |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1562672 | 2015-12-17 | ||
FR1562672A FR3045405B1 (fr) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Reacteur en lit mobile de faible capacite a ecoulement radial de la charge compose de plusieurs parties reliees par des brides |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR3045405A1 true FR3045405A1 (fr) | 2017-06-23 |
FR3045405B1 FR3045405B1 (fr) | 2018-01-26 |
Family
ID=55346079
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR1562672A Active FR3045405B1 (fr) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | Reacteur en lit mobile de faible capacite a ecoulement radial de la charge compose de plusieurs parties reliees par des brides |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10441933B2 (fr) |
FR (1) | FR3045405B1 (fr) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3622039A1 (fr) | 2017-05-10 | 2020-03-18 | SABIC Global Technologies B.V. | Procédé de craquage catalytique de naphta à l'aide d'un système de réacteur à lit mobile à écoulement radial |
CN112654690A (zh) | 2018-09-06 | 2021-04-13 | 沙特基础全球技术有限公司 | 使用多级径向流移动床反应器***催化裂化石脑油的方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR841008A (fr) * | 1937-09-01 | 1939-05-09 | Krupp Ag | échangeur de température destiné à la synthèse d'hydrocarbures, en particulier à la fabrication d'essence sous pression |
US20090324465A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Stewart Douglas G | Reactor Design for Smaller Batch Transfers of Catalyst |
FR2953738A1 (fr) * | 2009-12-11 | 2011-06-17 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de rigidification des unites de conversion catalytique a lit radial |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3799866A (en) * | 1972-10-18 | 1974-03-26 | Universal Oil Prod Co | Hydrocarbon conversion process utilizing a moving bed reactor |
US4033727A (en) * | 1976-07-06 | 1977-07-05 | Phillips Petroleum Company | Separator ring in fixed bed radial flow catalytic reactor |
FR2427378A1 (fr) * | 1978-05-29 | 1979-12-28 | Inst Francais Du Petrole | Appareil pour la conversion d'hydrocarbures |
US4567023A (en) * | 1984-02-27 | 1986-01-28 | Uop Inc. | Multiple-stage reactor system for a moving catalyst bed |
US4743432A (en) * | 1984-11-16 | 1988-05-10 | M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg | Vertical reactor for the generation of methanol |
US5015383A (en) * | 1989-06-15 | 1991-05-14 | Johnson Filtration Systems Inc. | Slotted screen scallops for high loading pressures and method of making same |
US5209908A (en) * | 1989-09-25 | 1993-05-11 | Uop | Radial flow reactor with double perforated scallops |
DE10130670A1 (de) * | 2001-06-28 | 2003-01-23 | Basf Ag | Reaktor für heterogenkatalytische Reaktionen und Verfahren unter Verwendung dieses Reaktors |
US7544335B2 (en) * | 2005-05-25 | 2009-06-09 | Chevron Phillips Chemical Company Lp | Floating top cover plate assembly for radial flow reactors |
FR2922124B1 (fr) * | 2007-10-10 | 2010-11-05 | Inst Francais Du Petrole | Reacteur en lit fixe a couches minces pour le traitement chimique de solide catalytique finement divise |
US7749467B2 (en) * | 2007-12-18 | 2010-07-06 | Uop Llc | Optimizer hydraulic enhancement using milled plate |
-
2015
- 2015-12-17 FR FR1562672A patent/FR3045405B1/fr active Active
-
2016
- 2016-12-16 US US15/381,807 patent/US10441933B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR841008A (fr) * | 1937-09-01 | 1939-05-09 | Krupp Ag | échangeur de température destiné à la synthèse d'hydrocarbures, en particulier à la fabrication d'essence sous pression |
US20090324465A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Stewart Douglas G | Reactor Design for Smaller Batch Transfers of Catalyst |
FR2953738A1 (fr) * | 2009-12-11 | 2011-06-17 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif de rigidification des unites de conversion catalytique a lit radial |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR3045405B1 (fr) | 2018-01-26 |
US10441933B2 (en) | 2019-10-15 |
US20170173549A1 (en) | 2017-06-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2151277B1 (fr) | Réacteur gaz-liquide à écoulement co-courant ascendant avec plateau distributeur | |
CA2715915C (fr) | Dispositif de chargement de particules de catalyseur dans des tubes presentant une zone annulaire | |
CA2925656C (fr) | Dispositif de melange et de distribution avec zones de melange et d'echange | |
CA1180882A (fr) | Procede et dispositif pour soutirer des particules solides et introduire une charge liquide a la partie inferieure d'une zone de contact | |
EP3374073A1 (fr) | Dispositif de filtration et de distribution pour reacteur catalytique | |
CA1209790A (fr) | Procede et dispositif pour soutirer des particules solides et introduire une charge liquide a la partie inferieure d'une zone de contact | |
EP3417932B1 (fr) | Reacteurs à lit fixe ou mobile à écoulement radial comprenant des internes améliorés | |
FR3051375A1 (fr) | Dispositif de filtration et de distribution pour reacteur catalytique. | |
EP2689834B1 (fr) | Réacteur de régénération en continu de catalyseur avec caisson de mélange de gaz et de distribution de gaz dans la zone d'oxychloration. | |
WO2010007265A1 (fr) | Dispositif de filtration et de predistribution pour reacteur a lit catalytique fixe et son utilisation | |
FR2948580A1 (fr) | Dispositif de distribution de la charge et de recuperation des effluents dans un reacteur catalytique a lit radial | |
CA2925657A1 (fr) | Dispositif de melange et de distribution comprenant un plateau de distribution avec ouvertures peripheriques | |
FR3045405A1 (fr) | Reacteur en lit mobile de faible capacite a ecoulement radial de la charge compose de plusieurs parties reliees par des brides | |
EP3463607B1 (fr) | Nouveau système de distribution ou de collecte périphérique pour un procédé de séparation en lit mobile simulé utilisant n-colonnes en série | |
EP3064268B1 (fr) | Ensemble de collecte d'un fluide gazeux pour reacteur radial | |
FR3026316A1 (fr) | Dispositif compact de melange de fluides | |
FR3043339A1 (fr) | Dispositif de filtration et de distribution pour reacteur catalytique | |
EP3110540B1 (fr) | Reacteur catalytique en lit mobile permettant de faire face a des interruptions de circulation du catalyseur et procede utilisant ledit reacteur | |
CA3020940A1 (fr) | Panier amovible pour reacteur catalytique | |
FR3028426A1 (fr) | Conduit de collecte pour un reacteur radial comprenant des filets pleins. | |
CA3103349A1 (fr) | Dispositif de distribution d'un fluide, apte a etre dispose dans un reacteur comprenant un lit catalytique fixe | |
FR3060413A1 (fr) | Procede d'hydrotraitement de charges lourdes en reacteur radial multitubulaire | |
FR3063440A1 (fr) | Reacteur compartimente a faible capacite. | |
EP3463639A1 (fr) | Dispositif anti-colmatant pour la circulation ascendante d'un fluide | |
FR3028427A1 (fr) | Conduit de collecte pour reacteur a lit radial. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20170623 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 8 |
|
PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 9 |