BR102015019926A2 - regenerador para regeneração de catalisadores sob diferentes condições de operação - Google Patents

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Abstract

resumo patente de invenção: "regenerador para regeneração de catalisadores sob diferentes condições de operação". a presente invenção refere-se a um regenerador de catalisador de leito móvel (1) que compreende um vaso (2) que se estende em direção vertical, sendo esse vaso dividido em pelo menos duas zonas de regeneração que se estendem ao longo da altura vertical do vaso, nas quais partículas de catalisador deslocam-se sob gravidade, em que cada zona de regeneração compreende, sucessivamente e na ordem em que os catalisadores se deslocam: a) uma seção de combustão (co); b) uma seção de oxicloração (o) disposta abaixo da seção de combustão e compreendendo meio para levar catalisador da seção de combustão (co) para a seção de oxicloração (o); e c) uma seção de calcinação (ca) disposta abaixo da seção de oxicloração; caracterizado pelo fato de que as zonas de regeneração são separadas uma da outra por um meio de separação que é impermeável a catalisadores e a gases de uma maneira tal que os catalisadores de cada uma das zonas sejam capazes de ser regenerados sob condições de operação diferentes.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REGE-NERADOR PARA REGENERAÇÃO DE CATALISADORES SOB DIFERENTES CONDIÇÕES DE OPERAÇÃO". [001] A presente invenção refere-se ao campo da conversão de hidrocarbonetos e, mais particularmente, ao de reforma catalítica. A invenção refere-se a um reator de regeneração (ou regenerador) para catalisadores, a uma unidade de reforma catalítica usando um regenerador de acordo com a invenção e também a um processo de reforma catalítica.
Estado da Técnica [002] A reformação (ou reforma catalítica) de cortes de hidrocar-boneto tipo nafta é bem conhecida no campo do refino de petróleo. Partindo desses cortes de hidrocarboneto, essa reação pode ser usada para produzir bases para combustível de alto número de octanas e/ou cortes aromáticos para produtos petroquímicos, ao mesmo tempo em que alimenta a refinaria do hidrogênio necessário para outras operações. [003] O processo de reforma catalítica consiste em levar o corte de hidrocarboneto que contém compostos parafínicos e naftenos a contato com hidrogênio e um catalisador de reforma, por exemplo, catalisador contendo platina, e converter os compostos parafínicos e naftenos em compostos aromáticos com uma produção associada de hidrogênio. Uma vez que as reações envolvidas no processo de reforma (reações de isomerização, desidrogenação e desidrociclização) são endotérmicas, o efluente removido do reator é normalmente aquecido antes de ser enviado ao reator seguinte. [004] Ao longo do tempo, o catalisador de reforma torna-se desativado devido a coque que é depositado em seus sítios ativos. Como consequência, é necessário, a fim de manter uma produtividade aceitável da unidade de reforma, regenerar o catalisador para eliminar o depósito e, assim, reestabelecer sua atividade. [005] Existem vários tipos de processos de reforma. O primeiro tipo refere-se a processos conhecidos como “não regenerativos”; o catalisador é mantido em serviço durante longos períodos, mas sua atividade cai com o tempo, o que significa que a temperatura dos reatores tem de ser elevada gradualmente e, desse modo, a seletividade varia durante o ciclo de operação. Os reatores têm de ser desligados, interrompendo completamente a produção da refinaria a fim de regenerar o catalisador antes de um ciclo de produção. [006] Em outro processo de reforma catalítica conhecido como “semirregenerativo”, o catalisador é frequentemente regenerado no caso em que são utilizados diversos reatores que contêm o catalisador em um leito fixo. Um dos reatores está no modo regeneração enquanto os outros reatores estão em serviço; ele, por conseguinte, substitui um dos reatores em serviço quando seu catalisador tem de ser regenerado, e, dessa maneira, todos os reatores são alternadamente colocados fora de serviço para regeneração, em seguida colocados de novo em serviço sem interromper a operação da unidade. [007] Finalmente, tem-se o processo de reforma conhecido como Reforma Catalítica Contínua (RCC), que significa que a reação é realizada em um reator em que o catalisador flui continuamente do alto para baixo e a regeneração é realizada de forma contínua em um reator associado, sendo o catalisador reciclado ao reator principal de modo a não interromper a reação. Pode-se fazer referência ao documento FR 2 160 269, que descreve um processo de reforma catalítica com regeneração contínua do catalisador usando uma multiplicidade de reatores de leito radial móvel em série e um regenerador dedicado. De acordo com processo de FR 160 269, o corte de hidrocarboneto misturado com hidrogênio é processado de forma sucessiva em cada um dos reatores em série, enquanto o catalisador passa continuamente através dos reatores. O catalisador recuperado da saída do reator final é enviado ao regenerador para regeneração, a partir de cuja saída o catalisador regenerado é progressivamente reintroduzido no primeiro reator de reforma. O documento US 7 985 381 descreve em detalhes um reator de regeneração de catalisador por reforma o qual compreende uma zona de combustão, uma zona de oxicloração e uma zona de calcinação. O catalisador desloca-se em uma direção vertical descendente no regenerador. Ele passa da zona de oxicloração para a zona de calcinação via meio anular. Um gás de calcinação injetado no fundo da zona de calcinação atravessa o leito de catalisador em con-tracorrente para a zona de calcinação, sendo em seguida recuperado em uma segunda zona anular localizada na periferia do reator. Nessa segunda zona anular, o gás de oxicloração é injetado a fim de ser misturado com o gás de calcinação que foi recuperado, tal que a mistura atravesse então essa zona de oxicloração. Existem outras soluções tecnológicas para injetar o gás de oxicloração no reator diferentes de via chicanas externas ou um distribuidor multiponto; cujos exemplos que podem ser citados incluem a solução do tipo pratos descrita no documento FR 2 992 874 e a solução do tipo caixa de mistura descrita no documento FR 2 993 794. [008] Os processos de reforma do estado da técnica geralmente usam um único tipo de catalisador para realizar a conversão em aromáticos. Entretanto, as reações preponderantes nem sempre são as mesmas dos processos de reação de reforma; as reações de desidro-genação de naftenos para formar aromáticos tendem a ocorrer em maior grau nas primeiras zonas de reação, enquanto as reações de desidrociclização de parafinas para formar aromáticos e hidrocraque-amento ocorrem principalmente nas zonas de reação finais. Ao mesmo tempo, a quantidade de coque na superfície do catalisador aumenta sobretudo nas zonas de reação finais, levando a desativação mais grave do catalisador que está sendo empregado nas zonas de reação finais. [009] Assim, parece que processos de reforma denominados “Reforma Catalítica Contínua” podem ser melhorados em termos de eficiência, e, desse modo, a partir do ponto de vista do rendimento de conversão.
Sumário da Invenção [0010] Um objetivo da invenção é proporcionar um regenerador que seja capaz de tratar os catalisadores de reforma simultânea e separadamente sob diferentes condições de operação em função de seu grau de desativação, em particular em função de seu grau de coque-amento. O regenerador da invenção pode, assim, ser empregado em uma unidade de reforma de catalisador contínua que utiliza pelo menos dois tipos diferentes de catalisadores que são adaptados para realizar reações catalíticas específicas em função do estado de progresso da conversão. [0011] Desse modo, a presente invenção refere-se a um regenerador de catalisador de leito móvel que compreende um vaso que se estende em direção vertical, sendo esse vaso dividido em pelo menos duas zonas de regeneração que se estendem ao longo da altura vertical do vaso, nas quais partículas de catalisador deslocam-se sob gravidade, compreendendo cada zona de regeneração, sucessivamente e na ordem em que os catalisadores se deslocam: [0012] a) uma seção de combustão (CO); [0013] b) uma seção de oxicloração (O) disposta abaixo da seção de combustão e compreendendo meio para levar catalisador da seção de combustão (CO) para a seção de oxicloração (O); e [0014] c) uma seção de calcinação (CA) disposta abaixo da seção de oxicloração. [0015] As zonas de regeneração são separadas uma da outra por um meio de separação que é impermeável a catalisadores e a gás de uma maneira tal que os catalisadores de cada uma das zonas sejam capazes de ser regenerados sob condições de operação diferentes. [0016] Assim, o regenerador da invenção pode ser usado para tratar catalisadores sob condições de operação específicas, por exemplo, com diferentes vazões de catalisador ou diferentes vazões de gases reativos ou diferentes temperaturas, ou ainda com diferentes composições de gás, em função de seu grau de desativação e, em particular, em função do grau de coqueamento. [0017] O regenerador da invenção pode ser variado de modo a incluir mais de duas zonas de regeneração. [0018] De acordo com uma modalidade, cada uma das seções de combustão compreende um espaço anular definido por duas peneiras que são permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores, nas quais o catalisador se desloca sob gravidade. [0019] Alternativamente, cada uma das seções de combustão é formada por uma porção de espaço anular, sendo o espaço anular definido por duas peneiras que são permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores e dividido em porções por meio de separação que são impermeáveis a catalisadores e a gás. Como exemplo, as peneiras são selecionadas de uma tela e uma placa perfurada. [0020] De acordo com uma modalidade preferida, cada seção de oxicloração é obtida por partição de uma zona do vaso em compartimentos por um meio de separação que é impermeável a catalisadores e a gás. [0021] Preferencialmente, cada seção de calcinação é obtida por partição de uma zona do vaso em compartimentos por um meio de separação que é impermeável a catalisadores e a gás. [0022] De acordo com uma modalidade vantajosa, a seção de oxicloração é separada da seção de calcinação por uma seção de mistu- ra que é configurada para realizar mistura de um gás de oxicloração com um gás de calcinação. [0023] Outro objetivo da invenção é propor uma unidade de reforma catalítica e um processo de reforma que são otimizados tanto do ponto de vista do uso dos catalisadores quanto dos custos operacionais. [0024] Assim, a invenção proporciona uma unidade de reforma catalítica contínua: [0025] · pelo menos uma primeira zona de reação e pelo menos uma segunda zona de reação, contendo a primeira e a segunda zonas de reação, respectivamente, pelo menos um primeiro leito móvel de catalisador e pelo menos um segundo leito móvel de catalisador; [0026] · um regenerador que é capaz de regenerar simultânea e separadamente os catalisadores das zonas de reação sob diferentes condições de operação; [0027] · meio para transferir efluente obtido da primeira zona de reação à segunda zona de reação; [0028] · meio para levar catalisador da primeira zona de reação ao regenerador; [0029] · meio para levar catalisador da segunda zona de reação ao regenerador; [0030] · meio para transferir catalisador regenerado do regenerador à primeira zona de reação; e [0031] · meio para transferir catalisador regenerado do regenerador à segunda zona de reação. [0032] De acordo com uma modalidade, a primeira e a segunda zonas de reação são dispostas em pilha vertical em um reator. [0033] Alternativamente, a primeira e a segunda zonas de reação são, respectivamente, dispostas em pelo menos um primeiro reator e pelo menos um segundo reator que são dispostos lado a lado. [0034] Em uma modalidade, a composição do catalisador da primeira zona de reação é diferente da composição da segunda zona de reação. [0035] Preferencialmente, os leitos móveis de catalisador da primeira e da segunda zona de reação estão contidos em um espaço anular definido por duas telas cilíndricas que são separadas, sendo as telas permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores. [0036] A invenção refere-se também a um processo para reforma catalítica de uma alimentação de hidrocarboneto, compreendendo as seguintes etapas: [0037] a) tratar a alimentação de hidrocarboneto na presença de hidrogênio em pelo menos uma primeira zona de reação que compreende pelo menos um leito móvel de catalisador; [0038] b) retirar contínua e separadamente um efluente e o catalisador da primeira zona de reação; [0039] c) tratar o efluente obtido da primeira zona de reação na presença de hidrogênio em pelo menos uma segunda zona de reação que compreende pelo menos um leito móvel de catalisador; [0040] d) retirar contínua e separadamente um reformado e o catalisador da segunda zona de reação; [0041] e) enviar os catalisadores da primeira e da segunda zonas de reação para um regenerador de acordo com a invenção e regenerar os catalisadores sob diferentes condições operacionais; e [0042] f) enviar separadamente os catalisadores regenerados para as respectivas primeira e segunda zonas de reação. [0043] De acordo com a invenção, o catalisador da primeira zona de reação pode ter uma composição idêntica ou diferente da composição do catalisador da segunda zona de reação. O termo “composição” significa os elementos que constituem o catalisador, a saber, o suporte e a fase metálica ativa. [0044] Preferencialmente, as correntes de alimentação, os efluentes e o primeiro e o segundo catalisadores nos leitos móveis são co-correntes em uma direção descendente. Preferencialmente, os leitos móveis são do tipo “radial”. [0045] Em uma modalidade, a primeira e a segunda zonas de reação são dispostas em uma configuração vertical em um reator, com a primeira zona de reação localizando-se acima da segunda zona de reação. [0046] Alternativamente, a primeira e a segunda zonas de reação são dispostas lado a lado, respectivamente, em pelo menos um primeiro reator e pelo menos um segundo reator. [0047] No contexto da invenção, o processo pode compreender mais de duas seções de reação que operam cada uma com catalisadores com composições diferentes. Como exemplo, o processo pode empregar três ou quatro seções em série. É claramente possível usar um ou mais leitos móveis de catalisador por seção de reação. Descrição Detalhada da Invenção [0048] Outras características e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição elaborada com referência aos desenhos, nos quais: [0049] a Figura 1 representa um corte em plano vertical de um re-generador de catalisador de acordo com a invenção; [0050] a Figura 2 é um corte em plano perpendicular ao eixo vertical do regenerador da Figura 1 na zona de combustão; [0051] a Figura 3 é um corte em plano perpendicular ao eixo vertical de um regenerador de acordo com outra modalidade da zona de combustão; [0052] a Figura 4 é um corte em plano perpendicular ao eixo vertical de um regenerador na zona de combustão de acordo com uma modalidade alternativa; [0053] a Figura 5 é uma vista em perspectiva das zonas de oxiclo-ração e de calcinação de um regenerador de acordo com a invenção; e [0054] a Figura 6 é um fluxograma simplificado para o processo da invenção. [0055] Na Figura 1, o reator de regeneração de catalisador (ou regenerador) é composto de um vaso 2 que é essencialmente de forma cilíndrica, compreendendo seções de combustão CO, seções de oxi-cloração O e seções de calcinação CA. O vaso pode ter a forma de um cilindro com um eixo vertical, sendo o cilindro fechado em suas extremidades. As seções de combustão CO, de oxicloração O e de calcinação CA são superpostas no reator 1. No reator 1, essas seções podem ter o mesmo diâmetro ou diâmetros diferentes. Na Figura 1, o regenerador 1 compreende duas zonas de regeneração que se estendem ao longo do eixo vertical do alto ao fundo do reator, as quais são configuradas para regenerar os catalisadores de reforma sob diferentes condições de operação e de maneira simultânea. Os catalisadores a serem regenerados são introduzidos na cabeça do reator 1 por meio de um ou mais condutos 3 e 3’ que se comunicam, respectivamente, com reservatórios 4 e 4’ tal que os catalisadores contidos nesses reservatórios não se misturem no interior do regenerador. Após atravessar a seção de regeneração, os catalisadores são evacuados do reator 1 via condutos 5 e 5’ localizados no fundo do reator 1. Sob efeito de gravidade, os catalisadores deslocam-se do alto para o fundo do reator, passando pela zona de regeneração que compreende as seções de combustão CO, de oxicloração O e de calcinação CA de forma sucessiva. Os catalisadores são na forma de grãos sólidos, por exemplo, na forma de contas com um diâmetro na faixa de 0,5 a 20 mm, a fim de facilitar seu movimento no reator 1. Os grãos de catalisador são compostos de um suporte poroso, por exemplo, uma alumina, sobre o qual vários compostos têm sido depositados, em particular platina e cloro, e, opcionalmente, estanho, rênio, índio e/ou fósforo. Os catalisadores a serem regenerados que se deslocam em cada zona de regeneração geralmente possuem diferentes graus de coqueamento. [0056] Os catalisadores respectivamente introduzidos no reator 1 por meio de dos condutos 3 e 3’ chegam aos reservatórios 4 e 4’ que podem alimentar com catalisadores as seções de combustão CO do regenerador. Os reservatórios 4 e 4’ são separados um do outro por um meio de separação 6 que é impermeável a catalisadores e a gás, por exemplo, uma placa metálica. [0057] No exemplo da Figura 1, para cada zona de regeneração, o regenerador contém uma seção de combustão CO que pode ser usada para realizar combustão de coque depositado nos catalisadores. Uma seção de combustão CO pode compreender um ou mais estágios. O reator 1 da Figura 1 compreende dois estágios Z1 e Z2 de de-sign idêntico. De acordo com uma modalidade particular, a seção de combustão CO pode também compreender uma zona de controle de combustão, por exemplo, tal como aquela descrita pelo documento FR 2 761 907. Como se pode ver na Figura 1, os dois catalisadores contidos nos reservatórios 4 e 4’ fluem sob gravidade para as respectivas seções de combustão CO por meio de um ou mais ramos de transferência 7 e 7’. Na modalidade da Figura 1, os catalisadores são introduzidos e respectivamente confinados nas zonas de combustão 8 e 8’ do estágio Z1. As zonas 8 e 8’, que são de forma semianular, são definidas por duas peneiras de forma cilíndrica que são permeáveis a gás 9, 9’ e impermeáveis a catalisadores. Como exemplo, as peneiras 9 e 9’ podem tomar a forma de uma tela ou uma placa perfurada. A tela pode ser uma tela do tipo Johnson que é bem conhecida daquele versado no estado da técnica. Deve-se observar que a forma das zonas 8, 8’ não é necessariamente semicircular; ela pode ser em forma de U. [0058] Referindo-se à Figura 2, que representa um corte em plano perpendicular ao eixo vertical do regenerador de catalisador por fluxo sob gravidade da Figura 1, na seção de combustão CO, será observado que o espaço anular 30, que é comum às seções de combustão, é definido por duas peneiras 9 e 9’ que são permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores. As peneiras 9 e 9’ são dispostas de maneira concêntrica. O espaço anular 30 é também dividido em duas zonas semianulares (ou compartimentos) 8, 8’, cujos volumes são substancialmente iguais, por um meio de separação 34 que é impermeável a catalisadores e a gás. O meio de separação 34, que se estende por toda a altura do espaço anular 30, pode ser uma placa sólida, por exemplo. As zonas semianulares (ou compartimentos) 8, 8’ são projetadas para conter respectivamente os catalisadores sem que haja qualquer mistura dos catalisadores. Como indicado na Figura 2, as zonas semianulares (ou compartimentos) 8, 8’ são respectivamente conectadas a pelo menos um conduto de alimentação 7 e 7’ para introduzir catalisadores em cada uma dessas zonas (ou compartimentos). Os espaços centrais 12 e 12’, localizados entre o meio de separação 34 e a peneira interna 9’, são espaços para coleta de gás de combustão. [0059] Como se pode ver na Figura 2, o meio de separação 34 é fixado no vaso 2. Essa modalidade é vantajosa quando são empregados dois gases de combustão com composições diferentes, gases estes que são específicos para tratar os catalisadores contidos nas zonas semianulares 8 e 8’, os quais podem então ser recuperados sem misturar nos espaços de coleta de gás 12 e 12’. [0060] Alternativamente, e como indicado na Figura 2, o meio de separação 34 (indicado como linha tracejada) não é necessariamente disposto de modo a atravessar o centro do vaso 2, mas sua posição pode ser deslocada com relação ao centro de modo a separar o espa- ço anular 30 em duas porções anulares diferentes com volumes diferentes. [0061] De acordo com outra modalidade mostrada na Figura 3, o meio de separação compreende duas placas que são impermeáveis a catalisadores e a gás que atravessam o espaço anular 30 e com comprimento igual ao raio do vaso 2. Uma extremidade das placas de separação 34 é fixada ao vaso 2 e as outras extremidades são fixadas umas às outras. Essa modalidade é vantajosa na medida em que, dependendo do ângulo formado pelo meio de separação 34, é possível dividir o espaço anular 30 em porções anulares com diferentes ângulos e, por conseguinte, com diferentes volumes. No exemplo descrito com referência à Figura 3, o espaço anular 30 é dividido em duas zonas (ou compartimentos) 8 e 8’, cujos volumes correspondentes correspondem, respectivamente, a3Ae Yz do volume total do espaço anular 30. [0062] Como indicado nas Figuras 1, 2 e 3, a seção de combustão CO de cada uma das zonas de regeneração compreende pelo menos um meio de injeção de gás de combustão 17, 17’. Essa modalidade é vantajosa pelo fato de que não só significa que as vazões de gás nas várias zonas de combustão podem ser reguladas em função da vazão gravitacional do catalisador, como também pelo fato de que podem ser usados gases com diferentes composições, dependendo da quantidade de coque depositado nos catalisadores. Referindo-se às Figuras 2 e 3, a seção de combustão CO de cada uma das zonas de regeneração também compreende pelo menos um meio 19 e 19’ para evacuar o gás de combustão. [0063] A Figura 4 representa outra modalidade alternativa das seções de combustão CO das zonas de regeneração que difere daquela das Figuras 1 a 3, em que cada zona de combustão CO é completamente independente uma da outra. Cada zona de combustão (ou compartimento) 8 e 8’ compreende respectivamente um espaço anular 30 e 30’ definido por duas telas 9 e 9’ que são de forma cilíndrica e dispostas de modo concêntrico. Cada espaço interno 12, 12’ circunscrito pela tela interna 9 atua como espaço para coleta de gases de combustão que atravessam os espaços anulares 30 e 30’. As zonas de combustão (ou compartimentos) 8, 8’ são também equipadas com pelo menos um meio de entrada de catalisador 7. A seção de combustão CO compreende adicionalmente pelo menos meios 17 e 17’ para fornecer gás de combustão e pelo menos meios 19 e 19’ para evacuar gás de combustão. Essa modalidade é vantajosa quando não é necessário usar um gás de combustão com composição diferente para tratamento dos catalisadores contidos nas zonas de combustão 8 e 8’. Além disso, as zonas de combustão 8 e 8’ são definidas por um meio de separação 34 que é impermeável a gás, por exemplo, uma placa sólida, que é fixado no vaso 2 em suas duas extremidades. Esse tipo de modalidade é vantajoso quando gases de combustão com naturezas diferentes são empregados a fim de tratar especificamente os catalisadores contidos nas zonas de combustão 8 e 8’ ou quando a reação de combustão deve ser realizada com o mesmo gás de combustão, aplicando condições de operação diferentes (temperatura, vazão do gás de combustão) nas duas zonas de combustão 8 e 8’. [0064] Referindo-se agora à Figura 1, o espaço localizado entre a tela externa 9 e o vaso 2 é bloqueado em sua extremidade inferior por uma placa 11.0 espaço central circunscrito pela tela interna 9’ é opcionalmente bloqueado em sua extremidade superior por uma placa 13 que é impermeável a gás. Os catalisadores contidos nas zonas (ou compartimentos) 8 e 8’ são respectivamente transferidos sob gravidade para as zonas de combustão (ou compartimentos) 14 e 14’ do estágio Z2 via condutos de alimentação 15 e 15’. As zonas (ou compartimentos) 14 e 14’ têm de preferência o mesmo design das zonas (ou compartimentos) 8 e 8’ do estágio Z1. Na modalidade da Figura 1, as zonas (ou compartimentos) 14 e 14’ são formadas por um espaço anular definido por duas peneiras 16 e 16’ que são permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores, por exemplo, telas ou duas placas perfuradas, preferencialmente tubos cilíndricos dispostos de maneira concêntrica. O espaço anular 30 é também dividido em duas zonas semi-anulares (ou compartimentos) 14 e 14’, cujos volumes são substancialmente iguais, por um meio de separação 34 que é impermeável a catalisadores e a gás. Em operação, uma corrente de gás de combustão contendo oxigênio é introduzida no vaso 2 na cabeça do estágio Z1 via meios 17 e 17’ para alimentar gás de combustão. No estágio Z1, a corrente de gás desloca-se como mostrado pelas setas na Figura 1, passando pelos leitos de catalisador contido nas zonas de combustão (ou compartimentos) 8 e 8’. De fato, as placas impermeáveis 13 e 11 forçam o gás de combustão que chega por meio de orifício a atravessar a periferia das zonas (ou compartimentos) 8 e 8’ nos espaços do coletor central 12 e 12’, passando pelos leitos de catalisador contido nos espaços cilíndricos 8 e 8’. Uma corrente de gás de combustão contendo oxigênio é introduzida entre os estágios Z1 e Z2 via conduto 18. Essa segunda corrente é misturada com a primeira corrente de gás que atravessou o estágio Z1. Da mesma maneira que no estágio Z2, o gás de combustão atravessa os leitos de catalisador contido nos espaços 14 e 14’ como mostrado pelas setas indicadas na Figura 1. Após passar pelos leitos de catalisador confinado nos espaços 14 e 14’, o gás de combustão é coletado nos espaços de coleta e evacuado do estágio Z2 pelos condutos 19 e 19’. Como indicado na Figura 1, na configuração em que a zona de combustão contém dois estágios de combustão Z1 e Z2, o regenerador compreende adicionalmente um meio de evacuação intermediário 10 para gás de combustão disposto entre esses estágios. O gás de combustão retirado via meio de evacuação intermediário 10 é resfriado por um gás que contém oxigênio novo e, em seguida, reintroduzido no regenerador pelo conduto 18. [0065] De acordo com outra modalidade, a seção de combustão CO pode ser disposta de modo tal que o gás de combustão desloque-se de dentro para fora através das zonas (ou compartimentos) 8, 8’, 14 e 14’. Alternativamente, as seções de combustão CO podem ser dispostas de maneira tal que a corrente de gás seja injetada no fundo dessas seções e evacuada a partir da cabeça dessas seções. [0066] Uma vez que as zonas de combustão são isoladas umas das outras por um meio de separação que é impermeável a gás, diferentes condições de operação podem ser aplicadas a fim de realizar a combustão do coque em função da quantidade de coque depositado nos catalisadores que se deslocam nas zonas de combustão. [0067] Referindo-se à Figura 1, os catalisadores das zonas de combustão (ou compartimentos) 14 e 14’ do estágio Z2 fluem para as seções de oxicloração O via condutos 20 e 20’. Uma placa 21 que é impermeável a gás é disposta de forma vantajosa entre as seções de combustão e de oxicloração O para impedir que gás se desloque entre essas duas seções. [0068] As seções de oxicloração O das zonas de regeneração atuam de modo a recarregar os grãos de catalisador com cloro e re-dispersar o metal ativo em sua superfície a fim de melhorar a distribuição desse metal nos grãos de catalisador. Em cada seção de oxicloração O, os catalisadores fluem nas respectivas zonas (ou compartimentos) 22 e 22’ no interior do reator. As zonas (ou compartimentos) 22 e 22’ são separadas por um meio de separação 23 que é impermeável a catalisadores e a gás, formando dessa maneira dois compartimentos de oxicloração independentes a fim de tratar os catalisadores separadamente e sob diferentes condições de operação (por exemplo, com taxas de fluxo de catalisador diferentes ou vazões de gás reativo diferentes ou temperaturas diferentes, ou ainda com composições de gás diferentes). Como se pode ver na Figura 1, o fundo de cada compartimento de oxicloração 22 e 22’ é dotado de pelo menos um conduto 24 e 24’ que pode ser usado para injetar o gás de oxicloração nos compartimentos de oxicloração 22 e 22’, respectivamente. Alternativamente, o reator pode compreender um meio de injeção de gás que é comum aos compartimentos 22 e 22’, permitindo que o gás de oxicloração seja introduzido. O gás de oxicloração compreende um composto clorado e pode estar em uma temperatura na faixa de 350°C a 550°C, preferencialmente na faixa de 460°C a 530°C. Na cabeça de cada um dos compartimentos de oxicloração 22 e 22’ encontra-se disposto pelo menos um conduto 25 que pode ser utilizado para evacuar o gás de oxicloração das seções de oxicloração O. O gás de oxicloração injetado por meio dos condutos 24 e 24’ desloca-se em uma direção ascendente através dos compartimentos de oxicloração 22 e 22’ como con-tracorrente à corrente gravitacional dos grãos de catalisador e é evacuado do vaso 2 via conduto 25. Deve-se observar que as composições e vazões dos gases de oxicloração que são introduzidos pelos condutos 24 e 24’ podem ser as mesmas ou diferentes. [0069] Os catalisadores que chegam ao fundo dos compartimentos de oxicloração 22 e 22’ continuam a fluir nas respectivas seções de calcinação CA que também compreendem um compartimento de cal-cinação 26, 26’. Os compartimentos de calcinação 26 e 26’ são separados um do outro por um meio de separação 27 que é impermeável aos catalisadores e ao gás, tal que os catalisadores em cada compartimento possam ser tratados sob diferentes condições de operação (vazões de catalisador diferentes ou vazões de gás reativo diferentes ou temperaturas diferentes, também com composições de gás diferentes). A finalidade específica da seção de calcinação CA é secar os grãos de catalisador. Os compartimentos de calcinação 26 e 26’ da seção de calcinação CA são dotados de condutos 28 e 28’ para injetar um gás de calcinação. O gás de calcinação é geralmente ar, ou ar pobre em oxigênio, e pode estar a uma temperatura na faixa de 400°C a 550°C. Os gases de calcinação que são introduzidos via condutos 28 e 28’ podem ter a mesma composição ou composição diferente. [0070] A fim de distribuir o gás de calcinação de maneira homogênea no leito de catalisador dos componentes 26 e 26’, os condutos 28 e 28’ podem abrir-se, respectivamente para espaços 29 e 29’ dispostos na periferia do vaso 2. Os espaços 29 e 29’ são abertos em sua porção inferior localizada no fundo dos compartimentos da seção de calcinação CA, de modo que o gás injetado via condutos 28 e 28’ seja distribuído nos leitos de catalisador por toda a periferia do fundo dos compartimentos 26 e 26’. O gás de calcinação injetado desloca-se, assim, em direção ascendente, como contracorrente à corrente gravi-tacional do catalisador, através dos compartimentos 26 e 26’, em seguida através dos compartimentos 22 e 22’, misturando-se desse modo com o gás de oxicloração, e é evacuado do vaso 2 por meio do conduto 25. Alternativamente, o gás de calcinação pode ser evacuado diretamente dos compartimentos de calcinação 26 e 26’ sem encontrar a seção de oxicloração. Alternativamente, o gás de calcinação que deixa cada uma das zonas pode ser remisturado antes de ser redistribuído para cada das zonas de oxicloração (ou compartimentos) 22 e 22’. [0071] É também possível proporcionar uma seção de mistura enter a seção de oxicloração e a seção de calcinação. A seção de mistura compreende, por exemplo, uma placa distribuidora projetada para misturar de forma homogênea o gás de calcinação com o gás de oxicloração e distribuir a mistura de gases de maneira homogênea. [0072] A Figura 5 é uma vista em perspectiva detalhada da seção de mistura disposta entre as seções de oxicloração O e de calcinação do regenerador da invenção. [0073] Referindo-se à Figura 5, a seção de mistura 60 é posicionada entre o fundo das seções de oxicloração O e o topo das seções de calcinação CA. A seção de mistura 60 é coberta por uma placa 61. A placa 61 é uma placa que não permite que grãos de catalisador as atravesse. Como exemplo, a placa 61 é um disco sólido com uma seção igual à seção do vaso 2. Alternativamente, a placa 61 pode ser corrugada, por exemplo, formando cones ou funis em torno dos tubos 62 descritos abaixo. [0074] A placa 61 é atravessada por uma multiplicidade de tubos 62 que permitem que grãos de catalisador fluam da seção de oxicloração O para a seção de calcinação CA. Os tubos 62 estendem-se abaixo da placa 61 por uma altura Η. O número, posição, seção e/ou altura H dos tubos 62 são determinados de modo a assegurar que o catalisador possa fluir entre a seção de oxicloração O e a seção de calcinação CA. A seção de mistura 60 é também dividida em dois espaços ou compartimentos 64 e 64’ por um meio de separação 63, por exemplo, uma placa 63, que é impermeável a gás e que se estende pela altura H dessa seção de mistura 60. Como indicado na Figura 5, o meio de separação 63 é posicionado em linha com os meios de separação 23 e 27 que separam, respectivamente, as seções de oxicloração O e as seções de calcinação CA em dois compartimentos. [0075] A placa 61 associada aos tubos 62 e à placa 63 pode ser usada para definir os dois espaços de mistura 64 e 64’. Os espaços de mistura 64 e 64’ estendem-se pela altura H dos tubos 62. De fato, a placa 61 associada aos tubos 62 pode ser usada para impedir que catalisador entre nos espaços de mistura 64 e 64’ abaixo da placa 61 pela altura H. Os tubos 62 podem ser substancialmente verticais. Como exemplo, os eixos dos tubos 62 formam um ângulo na faixa de 0o a 15° com relação à direção vertical. Os condutos 24 e 24’ atravessam o vaso 2 e abrem-se para os compartimentos 64 e 64’ da seção de mistura 60 a fim de introduzir o gás de oxicloração nos compartimentos 64 e 64’. A porção inferior dos compartimentos 64 e 64’ permite que gás passe. Como exemplo, a porção inferior abre-se. Assim, o gás de cal-cinação que se desloca em direção ascendentemente vertical nos compartimentos 26 e 26’ da seção de calcinação CA desloca-se para a seção de mistura 60 de modo a misturar o gás de calcinação com o gás de oxicloração na seção de mistura 60 que é livre de grãos de catalisador, o que significa que é obtida boa mistura dos gases. O fato de injetar o gás de oxicloração lateral mente via condutos horizontais 24 e 24’ melhora de forma adicional a mistura com o gás de calcinação que se desloca como contracorrente com relação ao gás de oxicloração injetado horizontalmente via condutos 24 e 24’. Alternativamente, a placa 66 permeável a gás pode ser proporcionada sobre a superfície inferior da seção de mistura 60. A placa 66, por exemplo, uma tela ou uma placa perfurada, permite que o gás de calcinação passe da seção de calcinação para a seção de mistura 60. Nesse caso particular, os tubos 62 atravessam a placa 66 para criar uma passagem para grãos de catalisador que se comunica entre as seções de oxicloração O e as seções de calcinação CA. A tela ou placa perfurada pode ser utilizada para introduzir gás de calcinação a alta velocidade sem levar partículas de sólido a deslocar-se do leito de catalisador na seção de calcinação para a seção de mistura. Além disso, a placa 66 pode reforçar a resistência mecânica da placa 61 ao fixar os tubos 62 de um lado da placa 66 e do outro lado da placa 61. [0076] Como se pode ver na Figura 5, a placa 61 compreende uma multiplicidade de orifícios 67 que permitem que a mistura de gases passe da seção de mistura 60 para a seção de oxicloração O. As dimensões dos orifícios são tais que elas permitem que gás passe, ao mesmo tempo em que impede a passagem de grãos de catalisador. Multiplicação dos pontos de injeção de gás por meio dos orifícios 67 sobre a seção do reator significa que é excelente a distribuição da mistura de gases sobre toda a seção do reator. Como exemplo, os orifícios podem ser dotados de um meio que é geralmente conhecido como “prato de campânulas”, ou qualquer outro sistema que permite que gás, mas não grãos de catalisador, atravesse os orifícios. [0077] Alternativamente, é possível usar uma solução do tipo caixa de mistura do documento FR 2 993 794. [0078] No contexto da invenção, o regenerador pode claramente compreender mais de duas zonas de regeneração de modo que um catalisador possa ser separadamente regenerado em cada uma dessas zonas sob condições de operação diferentes selecionadas em função do grau de desativação do catalisador, e, em particular, em função do grau de coqueamento. [0079] Ainda dentro do contexto da invenção, os catalisadores que são respectivamente regenerados em cada zona de regeneração podem ser de composição diferente em termos da natureza do suporte e da fase metálica ativa. [0080] Um processo de reforma catalítica que utiliza um regenerador da presente invenção é descrito abaixo com referência à Figura 6. O processo da Figura 6 é conhecido como Reforma Catalítica Contínua (RCC), o que significa que a reação é realizada em seções de reação em que o catalisador flui continuamente do topo para o fundo e regeneração é realizada de forma contínua em um reator associado, e o catalisador é reciclado às seções de reação de maneira que não interrompe a reação. [0081] A unidade de reforma 40 compreende pelo menos uma primeira e uma segunda seção de reação 41 e 42. Na Figura 6, cada seção de reação 41 e 42 é composta de dois reatores de catalisador de leito móvel em série dispostos lado a lado. Mais precisamente, a primeira seção de reação 41 compreende dois reatores de reforma de leito móvel 43 e 43’, meio (não mostrado na Figura 6) para transferir efluente obtido do fundo do reator 43 à cabeça do reator 43’, meio (não mostrado na Figura 6) para transferir o efluente obtido do fundo do reator 43’ à segunda seção de reação 42 e meio 45 para transferir 0 catalisador coletado do fundo do reator 43 ao topo do reator 43’. [0082] Similarmente, a segunda seção de reação 42 compreende dois reatores de reforma de leito móvel 44 e 44’, meio (não mostrado na Figura 6) para transferir o efluente obtido do fundo do reator 44 à cabeça do reator 44’ e meio 46 para transferir o catalisador coletado no fundo do reator 44 ao topo do reator 44’. [0083] De acordo com a invenção, a primeira seção de reação 41 pode ser usada para empregar um catalisador específico com composição diferente daquela do catalisador usado na segunda seção de reação 42. [0084] Cada uma das seções de reação 41 e 42 também compreende meios 49 e 51 para transferir o catalisador coletado na saída do último reator de cada uma das seções de reação para um regenerador 1 de acordo com a invenção, o qual é capaz de regenerar os catalisadores empregados nas seções de reação ao mesmo tempo e separadamente. [0085] Na primeira seção de reação 41, ocorre principalmente a reação de desidrogenação de compostos naftênicos a compostos aromáticos, enquanto na segunda seção de reação ocorrem as principais reações de desidrociclização de n-parafinas a aromáticos, hidro-craqueamento de parafinas e compostos naftênicos para formar hidro-carbonetos de cadeia curta saturados (C3, C4) e formação de coque (o principal fator na desativação de catalisador). Será assim claramente entendido que os catalisadores que são extraídos da primeira zona de reação 41 apresentarão um grau menor de desativação do que aqueles da segunda zona de reação 42. Como consequência, é vantajoso usar condições operacionais de regeneração menos severas a fim de restaurar a atividade dos catalisadores na primeira zona de reação 41 do que para os catalisadores obtidos da segunda zona de reação 42. [0086] Como indicado na Figura 6, uma alimentação de hidrocar-bonetos preaquecida contendo compostos parafínicos e naftenos é enviada via linha 47 com hidrogênio à cabeça do reator 43 da primeira seção de reação 41. O catalisador armazenado em uma tremonha superior 48 é introduzido na cabeça do reator 43, no qual ele flui sob gravidade e deixa o reator pelo fundo. A alimentação de hidrocarbone-to é desse modo levada a contato com o leito móvel de catalisador para produzir um primeiro efluente de reação que é retirado do fundo do primeiro reator 43. O catalisador e o primeiro efluente, que é opcionalmente reaquecido, obtido do primeiro reator 43 são em seguida enviados à cabeça do segundo reator 43’ no qual se deslocam em movimento descendente. O primeiro efluente é, por conseguinte, levado a contato com o catalisador a fim de produzir um segundo efluente que é retirado da saída no fundo desse segundo reator 43’. O catalisador que é recuperado do fundo do segundo reator 43’ é enviado para uma tremonha de armazenamento 53 na cabeça do regenerador 1 por meio de um meio de transferência 49, por exemplo, um meio de ascensão. O primeiro catalisador é, então, regenerado no regenerador 1 do qual é retirado e retornado à tremonha 48 localizado acima do primeiro reator 43 via linha 50. [0087] O segundo efluente obtido do segundo reator 43’ da primeira seção de reação 41 é enviado à cabeça do primeiro reator 44 da segunda seção de reação 42, na qual é levado a contato com catalisador contido em um leito móvel que flui sob gravidade a fim de produzir um terceiro efluente. O terceiro efluente retirado do fundo do reator 44 é enviado à cabeça do segundo reator 44’ da segunda seção de reação 42 por meio de meio de transferência (não indicado na Figura 6). O catalisador coletado da saída do fundo do reator 44 é alimentado à cabeça do reator 44’ via meio de transferência 46 (por exemplo, um ascensor) e levado a contato com o terceiro efluente a fim de produzir um reformado que é retirado do fundo do segundo reator 44’ da segunda seção de reação 42. O catalisador que flui sob gravidade do reator 44’ é carregado pela linha 51 em uma tremonha 53’ localizada na cabeça do regenerador 1. O catalisador coletado da saída da segunda zona de reação 42 é regenerado no regenerador 1, em seguida enviado a uma tremonha 54 disposto acima do primeiro reator 44 da segunda seção de reação 42 via linha 52. As tremonhas 53 e 53’ para armazenamento de catalisador gasto podem ser substituídos por uma única tremonha que compreende dois compartimentos de armazenagem separados por uma parede que é impermeável aos catalisadores. [0088] Em uma modalidade alternativa, o processo da presente invenção usa, em cada seção de reação, um reator em que os leitos catalíticos móveis são empilhados verticalmente. [0089] Em outra modalidade alternativa, é também possível dispor a primeira e a segunda zona de reação em uma configuração vertical em um reator, com a primeira zona de reação 41 que é localizada acima da segunda zona de reação 42. [0090] Preferencialmente, o leito ou leitos móveis das zonas de reação são do tipo leito móvel radial, em que a alimentação de hidro-carboneto desloca-se ao longo do leito catalítico em um caminho de corrente radial da periferia externa do leito para o centro do reator que compreende um coletor de efluente central. [0091] À maneira de exemplo, as seções de reação são operadas sob as seguintes condições de operação: [0092] · uma temperatura média de entrada na seção de reação na faixa de 470°C a 570°C; [0093] · uma pressão na faixa de 0,3 a 1,5 MPa; [0094] · uma razão (vazão mássica de alimentação/quantidade em peso de catalisador) na faixa de 1 a 10 h"1; [0095] · uma razão molar de H2/hidrocarbonetos na faixa de 0,8 a 8. [0096] No contexto da invenção, o processo pode compreender mais de duas seções de reação que operam cada uma com catalisadores com composições idênticas ou composições diferentes. Como exemplo, o processo pode empregar três ou quatro seções de reação em série. [0097] O processo exemplificado na Figura 6 usa dois leitos móveis de catalisador por seção de reação. Entretanto, é claramente possível utilizar um ou mais leitos móveis de catalisador por seção de reação. [0098] A alimentação de hidrocarboneto é geralmente um corte de hidrocarboneto do tipo nafta, rica em compostos parafínicos e naftêni-cos e de teor relativamente baixo de compostos de hidrocarboneto aromático. A alimentação tem de preferência uma faixa de destilação de 50°C a 250°C. Uma alimentação de nafta que pode ser tratada pelo processo é, por exemplo, obtida de destilação atmosférica de óleo bruto ou um condensado de gás natural. O processo da presente invenção é também aplicável a naftas pesadas produzidas por uma unidade de craqueamento catalítico (CCF), coquefacção ou hidrocraqueamen-to, ou, na verdade, a gasolina craqueada por vapor.

Claims (16)

1. Regenerador de catalisador de leito móvel (1) que compreende um vaso (2) que se estende em direção vertical, sendo esse vaso dividido em pelo menos duas zonas de regeneração que se estendem ao longo da altura vertical do vaso, nas quais partículas de catalisador deslocam-se sob gravidade, compreendendo cada zona de regeneração, sucessivamente e na ordem em que os catalisadores se deslocam: a) uma seção de combustão (CO); b) uma seção de oxicloração (O) disposta abaixo da seção de combustão e compreendendo meio para levar catalisador da seção de combustão (CO) para a seção de oxicloração (O); e c) uma seção de calcinação (CA) disposta abaixo da seção de oxicloração; caracterizado pelo fato de que as zonas de regeneração são separadas uma da outra por um meio de separação que é impermeável a catalisadores e a gases de uma maneira tal que os catalisadores de cada uma das zonas sejam capazes de ser regenerados sob condições de operação diferentes.
2. Regenerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma das seções de combustão compreende um espaço anular definido por duas peneiras que são permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores, nas quais o catalisador se desloca sob gravidade.
3. Regenerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma das seções de combustão é formada por uma porção de espaço anular (30), sendo o espaço anular (30) definido por duas peneiras (9, 9’) que são permeáveis a gás e impermeáveis a catalisadores e dividido em porções por meio de separação (34) que são impermeáveis a catalisadores e a gás.
4. Regenerador, de acordo com a reivindicação 2 ou reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as peneiras são selecionadas de uma tela e uma placa perfurada.
5. Regenerador, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que cada seção de oxiclora-ção é obtida por partição de uma zona do vaso (2) em compartimentos (22, 22’) por um meio de separação (23) que é impermeável a catalisadores e a gás.
6. Regenerador, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que cada seção de calcinação é obtida por partição de uma zona do vaso (2) em compartimentos (26, 26’) por um meio de separação (27) que é impermeável a catalisadores e a gás.
7. Regenerador, de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que seção de oxicloração é separada da seção de calcinação por uma seção de mistura que é configurada para realizar mistura de um gás de oxicloração com gás de calcinação.
8. Unidade de reforma catalítica contínua (40), caracterizada por compreender: • pelo menos uma primeira zona de reação (41) e pelo menos uma segunda zona de reação (42), contendo a primeira e a segunda zonas de reação, respectivamente, pelo menos um primeiro leito móvel de catalisador e pelo menos um segundo leito móvel de catalisador; • um regenerador (1) de acordo com uma das reivindicações precedentes, o qual é capaz de regenerar simultânea e separadamente os catalisadores da primeira e segunda zonas de reação (41,42) sob diferentes condições de operação; • meio para transferir efluente obtido da primeira zona de reação (41) à segunda zona de reação (42); • meio (49) para levar catalisador da primeira zona de reação (41) ao regenerador (1); • meio (51) para levar catalisador da segunda zona de reação (42) ao regenerador (1); • meio (50) para transferir catalisador regenerado do regenerador (1) à primeira zona de reação (41); e • meio (52) para transferir catalisador regenerado do regenerador (1) à segunda zona de reação (42).
9. Unidade de reforma catalítica (40), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda zonas de reação (41, 42) são dispostas em pilha vertical em um reator.
10. Unidade de reforma catalítica (40), de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a primeira e a segunda zonas de reação (41, 42) são, respectivamente, dispostas em pelo menos um primeiro reator e pelo menos um segundo reator que são dispostos lado a lado.
11. Unidade de reforma catalítica (40), de acordo com uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que a composição do catalisador da primeira zona de reação (41) é diferente da composição da segunda zona de reação (42).
12. Processo para reforma catalítica de uma alimentação de hidrocarboneto, caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) tratar a alimentação de hidrocarboneto na presença de hidrogênio em pelo menos uma primeira zona de reação (41) que compreende pelo menos um leito móvel de catalisador; b) retirar contínua e separadamente um efluente e o catalisador da primeira zona de reação (41); c) tratar o efluente obtido da primeira zona de reação (41) na presença de hidrogênio em pelo menos uma segunda zona de reação (42) que compreende pelo menos um leito móvel de catalisador; d) retirar contínua e separadamente um reformado e o catalisador da segunda zona de reação (42); e) enviar os catalisadores da primeira e da segunda zonas de reação para um regenerador (1) como definido em uma das reivindicações 1 a 7 e regenerar os catalisadores sob diferentes condições operacionais; e f) enviar separadamente os catalisadores regenerados para as respectivas primeira e segunda zonas de reação (41, 42).
13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a composição do catalisador da primeira zona de reação (41) difere da composição do catalisador da segunda zona de reação (42).
14. Processo, de acordo com a reivindicação 12 ou reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as correntes de alimentação, os efluentes e os catalisadores são cocorrentes em uma direção descendente.
15. Processo, de acordo com uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda zonas de reação (41, 42) são dispostas em uma configuração vertical em um reator, com a primeira zona de reação (41) localizando-se acima da segunda zona de reação (42).
16. Processo, de acordo com uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda zonas de reação (41, 42) são dispostas lado a lado, respectivamente, em pelo menos um primeiro reator e pelo menos um segundo reator.
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