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ES2584277T3 - Dispositivo de filtrado y de predistribución para reactor de lecho fijo con cocorriente descendente de gas y de líquido y utilización de dicho dispositivo - Google Patents

Dispositivo de filtrado y de predistribución para reactor de lecho fijo con cocorriente descendente de gas y de líquido y utilización de dicho dispositivo Download PDF

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ES2584277T3
ES2584277T3 ES08871385.4T ES08871385T ES2584277T3 ES 2584277 T3 ES2584277 T3 ES 2584277T3 ES 08871385 T ES08871385 T ES 08871385T ES 2584277 T3 ES2584277 T3 ES 2584277T3
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gas
liquid
chimneys
plate
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ES08871385.4T
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Inventor
Adbelhakim Koudil
Christophe Boyer
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Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Abstract

Dispositivo de filtrado y de predistribución de una fase gas y de una fase líquida que constituyen la alimentación de un reactor catalítico que funciona con cocorriente descendente de gas y de líquido, estando la fase líquida cargada con partículas colmatantes, estando dicho dispositivo situado aguas arriba de un plato distribuidor, llamado plato distribuidor "aguas abajo", siendo la distancia (Dc) que separa el dispositivo de predistribución del plato de distribución aguas abajo tal que el plano de base del dispositivo de predistribución está situado a más de 50 mm de la parte más alta del plato distribuidor aguas abajo, estando dicho dispositivo de filtrado y de predistribución constituido: - por un plato perforado con orificios (7) de diámetro (do) comprendido entre 3 y 6 mm, esencialmente horizontal y solidario a las paredes del reactor, sobre el que están fijadas unas chimeneas (3) esencialmente verticales, con una densidad comprendida entre 30 y 100 por m2 de sección de lecho, abiertas en su extremo superior para la admisión del gas y en su extremo inferior para la evacuación de dicho gas, soportando dicho plato un lecho de filtrado (2) que rodea las chimeneas (3), sobrepasando dichas chimeneas (3) el nivel superior del lecho de filtrado (2) en una altura (Ac) comprendida entre 5 mm y 100 mm, - por al menos un tubo vertedor (4) que sirve como vertedero líquido, de diámetro (Dt) comprendido entre 40 mm y 350 mm que se extiende esencialmente de manera vertical desde un nivel superior situado por debajo del nivel del extremo superior de las chimeneas y que queda contenido en el interior del lecho de filtrado (2), hasta un nivel inferior situado a una distancia (Di) del nivel de base del plato distribuidor aguas abajo, siendo Di inferior a 300 mm, y preferentemente inferior a 200 mm, estando el diámetro (ds) del orificio de salida del tubo vertedor (4) comprendido entre 30 mm y 300 mm, y estando el lecho de filtrado (2) constituido por al menos dos capas de partículas, una primera capa superior constituida por partículas inertes de diámetro comprendido entre 10 y 30 mm, y una segunda capa inferior constituida por partículas inertes de diámetro comprendido entre 2 y 10 mm, estando la altura total (At) del lecho de filtrado comprendida entre 200 mm y 600 mm.

Description

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DESCRIPCION
Dispositivo de filtrado y de predistribucion para reactor de lecho fijo con cocorriente descendente de gas y de ftquido y utilizacion de dicho dispositivo
Campo de la invencion
La invencion se refiere al campo de los platos distribuidores que tienen por objeto alimentar con gas y con ftquido unos reactores qmmicos que funcionan con cocorriente descendente de gas y de ftquido.
Unos reactores de este tipo se encuentran en el campo del refinado, mas particularmente en las reacciones de hidrogenacion selectiva de diversos cortes petroleros, y de manera mas general en los hidrotratamientos que necesitan unos flujos de hidrogeno a presion elevada y trabajan con unas cargas ftquidas pesadas que pueden contener unas impurezas constituidas por partfculas solidas colmatantes.
De hecho, en algunos casos, la carga ftquida contiene unas impurezas que pueden depositarse sobre el propio lecho catalftico y, con el paso del tiempo, reducir el volumen intersticial de este lecho catalftico.
De entre estas cargas ftquidas colmatantes, pueden citarse las mezclas de hidrocarburos que tienen de 3 a 50 atomos de carbono, y preferentemente de 5 a 30 atomos de carbono, y que pueden contener una proporcion no desdenable de compuestos insaturados o poliinsaturados acetilenicos o dienicos, o una combinacion de estos diferentes compuestos, pudiendo la proporcion total de compuestos insaturados llegar hasta un 90 % en peso en la carga.
Puede citarse a tftulo de ejemplo representativo de las cargas a las que se refiere la presente invencion la gasolina de pirolisis, designando la pirolisis un procedimiento de craqueo termico que el experto en la materia conoce bien.
La presente invencion permite a la vez limitar el deposito de partfculas colmatantes dentro del lecho catalftico y regular el caudal ftquido que llega sobre el plato distribuidor situado aguas abajo del presente dispositivo. Por esta razon, el presente dispositivo se califica como plato filtrante de predistribucion o predistribuidor filtrante.
El plato distribuidor situado aguas abajo del presente predistribuidor es un plato distribuidor que incluye unas chimeneas que efectuan la mezcla del gas y del ftquido, y que presenta un nivel de ftquido mmimo. Por ejemplo, este plato distribuidor aguas abajo puede ser analogo al descrito en la solicitud francesa presentada con el numero: FR 2889973.
El predistribuidor descrito en la presente invencion aumenta la capacidad del reactor para trabajar con unas cargas ftquidas colmatantes y garantiza una alimentacion ftquida homogenea del plato distribuidor situado aguas abajo (llamado de manera mas sencilla en lo que sigue del texto “plato aguas bajo”).
De hecho, cuando se produce un taponamiento dentro de un lecho catalftico, se comprueba muy rapidamente una subida de la perdida de carga de la fluencia a traves del reactor.
La perdida de carga puede llegar a ser tal que el operario se ve obligado a parar el reactor y a sustituir una parte o la totalidad del catalizador, lo que conlleva por supuesto una reduccion considerable de las duraciones de ciclos del procedimiento.
El taponamiento de una parte del lecho catalftico puede deberse a varios mecanismos.
De manera directa, la presencia de partfculas en el flujo de la carga puede conllevar un taponamiento mediante deposito de dichas parftculas dentro del lecho catalftico, teniendo este deposito como efecto la reduccion de la fraccion vada del lecho catalftico.
De manera indirecta, la formacion de una capa de subproductos procedentes de las reacciones qrnmicas parasitas, subproductos agrupados bajo el termico generico de “coque”, que se depositan en la superficie de los granos de catalizador, puede contribuir igualmente a la reduccion de la fraccion vada del lecho.
Ademas, al hacerse por lo general el deposito de las partfculas colmatantes dentro del lecho de manera aleatoria, de ello pueden resultar unas heterogeneidades en el reparto de la fraccion vada de este lecho que van a traducirse en la creacion de trayectos preferentes para la fase ftquida que circula con corriente descendente.
Estos trayectos preferentes son extremadamente perjudiciales en el plano hidrodinamico, ya que alteran gravemente la homogeneidad de la fluencia de las fases dentro del lecho y pueden conducir a unas heterogeneidades a la altura del avance de la reaccion qrnmica, asf como en el plano termico.
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La presente invencion permite reducir la probabilidad de que sucedan estos fenomenos. Cuando se producen, permite aumentar el tiempo de funcionamiento del reactor antes del taponamiento que obliga a una parada.
Examen de la tecnica anterior
La solicitud europea FR 2889973 describe un plato de filtrado y de distribucion para un reactor catalftico de lecho fijo con cocorriente descendente de gas y de ftquido.
Las patentes de los Estados Unidos US-4.313.908 y europea EP-0.050.505-B1 describen unos dispositivos que permiten disminuir la perdida de carga generada en el lecho catalftico y minimizar su aumento desviando una parte de la fluencia a traves de tubos. Una serie de tubos que forman cortocircuito atraviesa el lecho catalftico. La entrada de estos tubos esta situada aguas abajo de un plato distribuidor y la salida de estos tubos desemboca por encima de la entrada del lecho catalftico en diferentes niveles. De esta manera, el sistema permite desviar de manera independiente las fluencias de gas y de ftquido con la condicion de que se establezca un nivel ftquido aguas arriba del lecho. El dispositivo descrito en las patentes citadas no permite controlar la relacion entre los caudales ftquido y gas desviados a los tubos que componen dicho sistema. De hecho, el gas se desvfa desde el inicio del funcionamiento del reactor, y el ftquido solo se desvfa cuando se establece un nivel suficiente de ftquido por encima del lecho por el hecho de la suciedad.
Ademas, a la salida de los dispositivos descritos en las dos patentes citadas, no hay ningun efecto de distribucion de los fluidos, lo que necesita la colocacion aguas abajo del dispositivo de un plato distribuidor o de un sistema equivalente. En el caso de la presente invencion, una parte de la funcion de distribucion esta incorporada en el sistema de filtrado para formar un dispositivo unico, aunque el presente dispositivo este acoplado con un plato distribuidor colocado aguas abajo. En la patente de los Estados Unidos US 3.958.952, el plato objeto de la invencion esta constituido por una serie de unidades de filtrado, estando cada una constituida por una alternancia de camaras concentricas, unas vacfas y otras ocupadas por unos “cuerpos filtrantes” que no se precisan.
En un sistema de este tipo, la funcion de filtrado esta completamente separada de la funcion de mezcla y de distribucion, mientras que en el dispositivo objeto de la presente invencion, hay una integracion entre el lecho de filtrado y la distribucion asegurada mediante las chimeneas espedficas para el gas y mediante los orificios del plato para el ftquido.
De hecho, el tubo vertedor integrado en el plato segun la invencion tiene una funcion de estabilizacion de la interfaz gas/ftquido del plato situado aguas abajo y, de esta manera, contribuye a una alimentacion uniforme con ftquido de dicho plato aguas abajo.
El dispositivo descrito en la presente invencion esta acoplado con un plato distribuidor situado aguas abajo y tiene como efecto proteger este ultimo de los eventuales altibajos en el caudal de ftquido.
Permite efectuar un primer filtrado de la carga eventualmente completado a la altura del plato distribuidor cuando este ultimo esta equipado con elementos de filtrado, como es este el caso del plato descrito en la solicitud de patente europea FR 2 889 973. No obstante, el presente dispositivo puede estar acoplado con un plato distribuidor aguas abajo que no incluye elemento de filtrado de la carga, en cuyo caso es el dispositivo objeto de la presente invencion el que asegura por sf solo la funcion de filtrado.
Descripcion somera de las figuras
La figura 1 representa un esquema de un plato de predistribucion filtrante segun la invencion, estando dicho plato colocado aguas arriba de un plato de distribucion como se describe en la solicitud de patente europea FR 2889973. La figura 2 representa una vista de conjunto de un reactor equipado con el plato de predistribucion segun la invencion, seguido de un plato de distribucion colocado aguas abajo, despues tambien aguas abajo del propio lecho catalftico, fluyendo la carga gas y ftquido con cocorriente descendente a lo largo del lecho catalftico.
La figura 3 utilizada en el ejemplo comparativo representa la evolucion en el tiempo de la perdida de carga tomada entre dos puntos del lecho catalftico con y sin el dispositivo segun la invencion.
Descripcion somera de la invencion
El dispositivo descrito en la presente invencion permite atrapar las partfculas colmatantes contenidas en la fluencia ftquida que constituye la carga ftquida de un reactor que funciona con cocorriente descendente de gas y de ftquido, por medio de un plato de predistribucion que incluye un medio filtrante.
Este plato de predistribucion esta equipado igualmente con al menos un tubo, llamado tubo vertedor, esencialmente vertical del que el extremo inferior se situa a una distancia del plato distribuidor aguas abajo (Di), tal que esta distancia (Di) sea inferior a 300 mm, y preferentemente inferior a 200 mm.
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En una variante preferente del dispositivo segun la invencion, el tubo vertedor se sumerge dentro de la fase Ifquida del plato distribuidor aguas abajo, de manera que en caso de variacion brusca del caudal de carga lfquida, la repercusion de esta variacion se atenue a la altura del plato distribuidor aguas abajo.
Por lo tanto, el presente dispositivo asegura una doble funcion de filtrado y de regulacion del caudal lfquido. Ademas, contribuye a la buena distribucion del gas y del lfquido, ya que el lfquido fluye en su mayor parte a traves de los orificios habilitados sobre el fondo del plato de predistribucion y el gas fluye a traves de las chimeneas repartidas de manera regular sobre toda la seccion del plato de predistribucion.
De manera mas precisa, el dispositivo objeto de la presente invencion puede definirse como un plato de filtrado y de predistribucion de una fase gas y de una fase lfquida segun la reivindicacion 1 y la utilizacion de dicho plato segun la reivindicacion 3. Segun una variante preferente del dispositivo segun la invencion, el tubo que sirve como vertedero (4) se extiende hasta un nivel inferior situado dentro de la fase lfquida que supera el plato distribuidor aguas abajo (10).
Preferentemente, el lecho de filtrado que equipa el dispositivo segun la invencion esta constituido por varias capas de partfculas solidas que son, por lo general, inertes, pero en algunos casos pueden ser cataltticamente activas.
El lecho de filtrado comprende al menos dos capas de partfculas y en este caso, la primera capa superior esta constituida por partfculas inertes de diametro comprendido entre 10 y 30 mm, y la segunda capa inferior esta constituida por partfculas inertes de diametro comprendido entre 2 y 10 mm.
De manera preferente, las chimeneas (3) que sirven para la fluencia del gas estan repartidas de manera regular sobre toda la seccion del plato de predistribucion. La densidad de las chimeneas esta comprendida entre 30 y 100 por m2 de seccion de lecho.
El diametro (do) de los orificios (7) para el paso del lfquido sobre el plato esta comprendido entre 3 y 6 mm.
El diametro (Dt) del tubo vertedor (4) y el diametro (ds) del orificio de salida (6) de dicho tubo vertedor se calculan preferentemente en funcion del diametro del reactor (Dr) de manera que puedan fluir facilmente los altibajos de caudales lfquido, sin alterar sin embargo la fase lfquida que supera el plato distribuidor aguas abajo (10)
El diametro (Dt) del tubo vertedor (4) es una funcion creciente del diametro del reactor (Dr) y esta comprendido entre 40 mm y 350 mm, y preferentemente comprendido entre 70 mm y 250 mm.
El diametro (ds) del orificio de salida (6) de dicho tubo vertedor es una funcion creciente del diametro del reactor (Dr), y esta comprendido entre 30 mm y 300 mm.
La determinacion precisa del diametro (ds) del orificio de salida (6) del tubo vertedor se hace respetando un criterio de velocidad de salida del lfquido que es preferentemente inferior a 150cm/s, y mas preferentemente inferior a 120 cm/s.
Preferentemente, la altura total (At) del lecho de filtrado esta comprendida entre 200 mm a 600 mm.
Las chimeneas (3) del plato de predistribucion segun la invencion sobrepasan el nivel superior del lecho de filtrado en una altura (Ac) comprendida entre 5 mm y 100 mm. Eventualmente, las chimeneas (3) que tienen por objeto la fluencia del gas estan equipadas en su extremo superior con una tapa de proteccion contra la entrada del lfquido. En este caso, el diametro de las tapas es preferentemente superior en 10 mm al diametro de las chimeneas. De la misma manera, con el fin de limitar la entrada de gas en el interior del tubo vertedor (4), cada tubo vertedor (4) puede estar provisto en su parte superior de una tapa (5). En este caso, la tapa (5) tiene preferentemente un diametro superior en 10 mm al menos al diametro (Dt) del tubo de dicho tubo vertedor (4).
Cada tubo vertedor (4) tiene su parte superior que queda contenida en el interior del lecho de filtrado (2). El caso particular de un tubo vertedor (4) que aflora al nivel superior del lecho de filtrado (2) queda perfectamente en el marco de la invencion.
El plato de predistribucion segun la invencion permite alimentar un plato distribuidor (10) colocado aguas abajo. Este plato distribuidor puede ser de cualquier tipo y, en particular, de un tipo que corresponde al descrito en la solicitud de patente europea FR 2 889 973.
Preferentemente, el plato distribuidor aguas abajo (10) comprende unas chimeneas para la fluencia del gas, presentando dichas chimeneas unas hendiduras laterales o unos orificios taladrados en la pared lateral de dichas chimeneas, de manera que se permita una entrada del lfquido en el propio interior de las chimeneas en las que va a efectuarse la mezcla con la fase gas. Esta funcion de mezcla del gas y del lfquido no se busca a la altura de las chimeneas (3) del plato de predistribucion que, por lo tanto, no poseen por lo general aberturas laterales.
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La distancia (Dc) que separa el plato de predistribucion del plato de distribucion aguas abajo es tal que el plano de base del dispositivo esta situado a mas de 50 mm de la parte mas alta del plato distribuidor aguas abajo (10). Se entiende mediante la expresion “parte mas alta del plato de distribucion aguas abajo” el extremo de dicho plato que presenta la mayor altura. Es, por lo general, el extremo superior de las chimeneas que equipan el plato distribuidor aguas abajo (l0), como se representa en la figura 2.
El dispositivo segun la presente invencion puede aplicarse a cualquier tipo de reactor que funciona con cocorriente descendente de gas y de lfquido y que trabaja sobre una carga lfquida colmatante.
El dispositivo de prefiltrado y de distribucion segun la invencion se utiliza en un reactor de hidrotratamiento, de hidrogenacion selectiva o de conversion de residuos o de conversion de cortes hidrocarbonados con numero de atomos de carbono que puede ir de 3 a 50, y preferentemente de 5 a 30.
El dispositivo de filtrado y de distribucion segun la presente invencion permite un alargamiento significativo de la duracion de ciclo del catalizador implementado en el reactor, como se ilustrara esto en el ejemplo de mas abajo. A menudo, la sustitucion periodica del lecho de filtrado se realiza con una periodicidad de al menos 6 meses, y mas preferentemente de al menos 9 meses.
Descripcion detallada de la invencion
La presente descripcion se efectua por medio de las figuras 1 y 2.
El dispositivo objeto de la presente invencion se compone de un plato de predistribucion que incluye un plano de base (1) esencialmente horizontal (llamado en lo que sigue plano de base), solidario a las paredes del reactor, sobre el que estan fijadas un conjunto de chimeneas esencialmente verticales (3), provistas de una abertura superior situada por encima del nivel superior del lecho de filtrado (2), y de una abertura inferior situada esencialmente a la altura del plano horizontal del plato (1).
El plano de base (1) esta taladrado con orificios (7) de diametro (do) repartidos de manera regular sobre toda la seccion del plato (1).
La parte gas de la alimentacion penetra en el interior de las chimeneas (3) mediante la abertura superior y la parte lfquido de la alimentacion se introduce por encima del lecho de filtrado (2) en el interior del que se esparce de manera progresiva para abandonar el plato mediante los orificios (7) recortados sobre el plano de base (1).
El plato distribuidor soporta un lecho de filtrado (2) constituido al menos por dos capas de solido granular que hacen la funcion de filtro, rodeando dicho lecho solido granular cada una de las chimeneas.
Las chimeneas (3) sobrepasan el nivel del lecho de filtrado en una altura (Ac) comprendida entre 5 y 100 mm.
El lecho de filtrado puede incluir varias capas de partfculas con cualquier forma.
El tamano de las partfculas que constituyen cada capa del lecho de filtrado disminuye preferentemente de arriba hacia abajo del lecho de filtrado.
Las partfculas de la capa inferior (o la mas baja) poseen un tamano medio preferentemente inferior al tamano de las partfculas de catalizador que constituyen el lecho catalttico situado aguas abajo del plato distribuidor.
A menudo, pero no de manera sistematica, el tamano de las partfculas de cada capa vana entre 2 mm y 30 mm.
En el dispositivo de filtrado y de distribucion segun la invencion, el lecho de filtrado esta compuesto por al menos dos capas de partfculas solidas, siendo el tamano de las partfculas de una capa dada inferior al de las partfculas de la capa inmediatamente superior.
El tamano de las partfculas de la capa superior del lecho de filtrado esta comprendido entre 10 y 30 mm, y el tamano de las partfculas de la capa inferior esta comprendido entre 2 mm y 10 mm.
A tftulo puramente ilustrativo, y sin que esto constituya una limitacion cualquiera, un lecho de filtrado conforme al dispositivo segun la invencion puede estar constituido:
- por una capa superior que representa un 25 % de la altura total del lecho de filtrado y compuesta por partfculas de tipo ACT 068, de tamano 25 mm.
- por una capa intermedia que representa un 25 % de la altura total del lecho de filtrado y compuesta por partfculas de tipo ACT 108, de tamano 8 mm.
- por una capa inferior que representa un 50 % de la altura total del lecho de filtrado y compuesta por partfculas inertes de tamano inferior o igual al de los granos de catalizador.
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Las partfculas que forman el lecho de filtrado pueden tener una forma cualquiera, por ejemplo, esferica o cilmdrica, con o sin volumen vado en el interior. Son, por lo general, inertes, pero eventualmente pueden ser catalfticas. En este ultimo caso, las partfculas activas del lecho de filtrado estan preferentemente constituidas por un catalizador de la misma familia que el catalizador utilizado en el lecho catalttico situado aguas abajo del lecho de filtrado.
El lecho de filtrado puede estar constituido igualmente por elementos de guarnecido que ofrecen una superficie importante de captacion de las impurezas teniendo al mismo tiempo una fraccion de vado elevada, como por ejemplo, unos elementos de rejilla JOHNSON.
Un ejemplo de composicion de un lecho de filtrado por medio de varias capas se da en el ejemplo detallado que sigue a la presente descripcion.
La altura total del lecho de filtrado esta comprendida entre 200 y 600 mm.
El diametro interior de las chimeneas esta preferentemente comprendido entre 10 mm y 150 mm, y mas preferentemente comprendido entre 25 mm y 80 mm.
Las chimeneas (3) estan preferentemente espaciadas de manera regular en una distancia comprendida entre 150 y 600 mm, mas preferentemente comprendida entre 300 y 500 mm.
El lecho de filtrado se colmata de manera progresiva con el paso del tiempo comenzando por las capas inferiores y se crea esencialmente una interfaz entre la porcion inferior colmatada y la porcion superior no colmatada.
El lfquido atraviesa el lecho de filtrado sobre su porcion superior no colmatada y termina por alcanzar el nivel superior de los tubos vertedores (4). Entonces, atraviesa dichos tubos vertedores para introducirse de manera directa cerca del plato distribuidor aguas abajo (10), y preferentemente en la fase lfquida del plato distribuidor aguas bajo (10).
La fase gas atraviesa las chimeneas desde su abertura superior hasta su abertura inferior.
La abertura superior de las chimeneas esta situada a una altura (Ac) por encima del lecho de filtrado comprendida entre 5 y 100 mm. Las aberturas superiores de las chimeneas (3) estan eventualmente protegidas por una tapa o cualquier forma equivalente, que tiene como finalidad impedir la introduccion directa de lfquido mediante dichas aberturas superiores de las chimeneas. En este caso, el diametro de las tapas que recubren el extremo superior de las chimeneas (3) es superior en 10 mm al diametro de dichas chimeneas.
De la misma manera, el o los tubos vertedores (4) pueden estar equipados con tapas o cualquier forma equivalente, para evitar la introduccion de gas.
En la figura 1, el tubo vertedor (4) esta provisto de una tapa de la que el diametro es superior en 10 mm al de dicho tubo vertedor, de manera que se reduzcan tanto como sea posible las eventuales entradas de gas en el interior del tubo vertedor.
En la figura 2, el tubo vertedor se sumerge en el interior de la fase lfquida del plato distribuidor aguas abajo, lo que corresponde a una configuracion preferente.
A tftulo de ilustracion, la figura 1 muestra un lecho de filtrado constituido de arriba a abajo por 4 capas:
- una primera capa (I) de 100 mm de espesor constituida por bolas inertes de tipo ACT 068, de 25 mm de diametro,
- una segunda capa (II) de 100 mm de espesor constituida por bolas inertes de tipo ACT 108, de 8 mm de diametro,
- una tercera capa (III) de 200 mm de espesor constituida por partfculas de catalizador de 2 mm de diametro,
- una cuarta (IV) capa de bolas de alumina de 6,3 mm de diametro.
La denominacion ACT es una denominacion comercial de bolas que vende la sociedad CTI situada en Salindres (Gard).
Ejemplo
El ejemplo que sigue es un ejemplo comparativo entre dos configuraciones de un reactor de hidrogenacion selectiva.
- una configuracion (A) con un plato distribuidor unico
- una configuracion (B) con el plato distribuidor de la configuracion (A) precedido del plato de predistribucion
con tubo vertedor segun la presente invencion.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
El reactor tiene un diametro de 1 metro y una altura total de 5 metros, que incluye el plato de predistribucion segun la invencion, el plato distribuidor aguas abajo y el lecho catalftico.
El lecho catalftico esta compuesto por partfculas de un catalizador tradicional para efectuar la hidrogenacion selectiva. Se trata de un catalizador que contiene Ni depositado sobre un soporte de alumina.
El tamano de las partfculas de catalizador que forman el lecho catalftico situado aguas abajo del plato distribuidor aguas abajo es de 2 mm.
La alimentacion del reactor se compone de una parte ftquido y de una parte gas.
El ftquido esta constituido por una gasolina de pirolisis de intervalo de ebullicion comprendido entre 50 °C y 280 °C con un punto de ebullicion medio a 120 °C en las condiciones estandar.
La fase gas esta compuesta en un 90 % molar de hidrogeno, siendo el resto sustancialmente metano.
El plato de predistribucion segun la invencion posee:
- 10 chimeneas de un diametro de 50 mm, repartidas de manera regular sobre dicho plato,
- 1 tubo vertedor de un diametro de 50 mm provisto de un orificio de diametro 45 mm,
- Un lecho de filtrado constituido por una capa inferior de 40 cm de espesor y por una capa superior de 10 cm de espesor.
La capa inferior esta constituida por partfculas de alumina de 2 mm de diametro y la capa superior esta constituida por partfculas de tipo ACT 068 de 25 mm de diametro.
El tubo vertedor se sumerge en la fase ftquida del plato distribuidor aguas abajo.
El plato distribuidor aguas abajo posee 40 chimeneas de un diametro de 25 mm y de una altura de 175 mm, estando cada chimenea provista de agujeros laterales dispuestos sobre tres pisos para permitir la introduccion del ftquido en el interior de las chimeneas y la mezcla del ftquido con el gas.
Las propiedades del gas y del ftquido en las condiciones operativas del reactor se dan en la tabla I de mas abajo.
Tabla I. Propiedades de los fluidos.
Masa volumica del lfquido (kg/m3)
700
Masa volumica del gas (kg/m3)
20
Viscosidad dinamica del ftquido (Pa.s)
0,0005
Viscosidad dinamica del gas (Pa.s)
0,00002
Concentracion de partfculas colmatantes en el ftquido (en gramo/litro)
0,05
Velocidad superficial ftquido (cm/s)
0,65
Velocidad superficial gas (cm/s)
10,0
La curva presentada en la figura 3 muestra la evolucion de la perdida de carga tomada entre dos puntos del lecho catalftico con el plato de predistribucion segun la invencion (curva A) y sin el plato de predistribucion (curva B).
La perdida de carga en ordenada esta normalizada con respecto al valor inicial que se determina utilizando unas correlaciones que el experto en la materia conoce bien, y el tiempo en abscisa se mide en decena de horas.
Se comprueba que el plato de predistribucion segun la invencion permite reducir la perdida de carga, y mas particularmente su aumento con el paso del tiempo, de tal modo que al cabo de 80 unidades de tiempo (800 horas), la perdida de carga relativa es de 1,3 con el plato de predistribucion y de 1,7 sin el plato de predistribucion.
Otra manera de apreciar el efecto del plato de predistribucion segun la invencion es fijar el valor ftmite de la perdida de carga admisible en el lecho catalftico y medir los tiempos respectivos para alcanzar dicho valor, esto es Ta con el plato de predistribucion y Tb sin el plato de predistribucion. El desvfo entre Ta y Tb (Ta-Tb) puede ser de alrededor de varios meses, y tfpicamente de 3 meses, lo que representa un alargamiento significativo de la duracion de funcionamiento del reactor antes de parada por colmatado.

Claims (3)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo de filtrado y de predistribucion de una fase gas y de una fase Kquida que constituyen la alimentacion de un reactor catalftico que funciona con cocorriente descendente de gas y de lfquido, estando la fase Ifquida cargada con partfculas colmatantes, estando dicho dispositivo situado aguas arriba de un plato distribuidor, llamado plato distribuidor “aguas abajo”, siendo la distancia (Dc) que separa el dispositivo de predistribucion del plato de distribucion aguas abajo tal que el plano de base del dispositivo de predistribucion esta situado a mas de 50 mm de la parte mas alta del plato distribuidor aguas abajo, estando dicho dispositivo de filtrado y de predistribucion constituido:
    - por un plato perforado con orificios (7) de diametro (do) comprendido entre 3 y 6 mm, esencialmente horizontal y solidario a las paredes del reactor, sobre el que estan fijadas unas chimeneas (3) esencialmente verticales, con una densidad comprendida entre 30 y 100 por m2 de seccion de lecho, abiertas en su extremo superior para la admision del gas y en su extremo inferior para la evacuacion de dicho gas, soportando dicho plato un lecho de filtrado (2) que rodea las chimeneas (3), sobrepasando dichas chimeneas (3) el nivel superior del lecho de filtrado (2) en una altura (Ac) comprendida entre 5 mm y 100 mm,
    - por al menos un tubo vertedor (4) que sirve como vertedero lfquido, de diametro (Dt) comprendido entre 40 mm y 350 mm que se extiende esencialmente de manera vertical desde un nivel superior situado por debajo del nivel del extremo superior de las chimeneas y que queda contenido en el interior del lecho de filtrado (2), hasta un nivel inferior situado a una distancia (Di) del nivel de base del plato distribuidor aguas abajo, siendo Di inferior a 300 mm, y preferentemente inferior a 200 mm, estando el diametro (ds) del orificio de salida del tubo vertedor (4) comprendido entre 30 mm y 300 mm, y
    estando el lecho de filtrado (2) constituido por al menos dos capas de partfculas, una primera capa superior constituida por partfculas inertes de diametro comprendido entre 10 y 30 mm, y una segunda capa inferior constituida por partfculas inertes de diametro comprendido entre 2 y 10 mm, estando la altura total (At) del lecho de filtrado comprendida entre 200 mm y 600 mm.
  2. 2. Dispositivo de filtrado y de predistribucion segun la reivindicacion 1, en el que cada tubo vertedor (4) esta provisto en su parte superior de una tapa (5) que limita la entrada de gas, de un diametro superior en al menos 10 mm al de dicho tubo vertedor (Dt).
  3. 3. Utilizacion del dispositivo de filtrado y de predistribucion segun la reivindicacion 1, en un reactor de hidrotratamiento, de hidrogenacion selectiva o de conversion de residuos o de conversion de cortes hidrocarbonados con numero de atomos de carbono que puede ir de 3 a 50, y preferentemente de 5 a 30.
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