BR112014026400B1 - Bandeja de carregamento de catalisador, método para carregar catalisador particulado em um reator catalítico, e, kit de partes - Google Patents

Abstract

bandeja de carregamento de catalisador, luva de enchedor de catalisador, método para carregar catalisador particulado em um reator catalítico, e, kit de partes. é provida uma bandeja de carregamento para o carregamento material particulado em um reator catalítico que compreende uma lâmina de tubo superior e uma série de tubos de reação que estende-se de maneira descendente da lâmina de tubo; em que a bandeja de carregamento compreende: um modelo de carregamento que compreende uma ou mais aberturas de carregamento; um ou mais suportes para espaçar o modelo de carregamento acima da lâmina de tubo para formar um volume entre o modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior e uma saída de vácuo para aplicação de sucção ao volume entre o modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[0001] A invenção refere-se geralmente a uma ferramenta de carregamento de catalisador para carregar material catalisador particulado em um reator catalítico; uma luva de enchedor; e um método para carregar catalisador particulado em um reator catalítico usando a ferramenta de carregamento de catalisador. Em particular a invenção refere-se a um dispositivo e método para carregar grânulos catalisadores nos recipientes do reator catalítico tendo uma pluralidade de tubos de reação paralelos, verticalmente alinhados.2. Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Os produtos químicos são frequentemente fabricados em uma escala industrial pela reação nos maiores reatores catalíticos industriais. Um tipo de reator catalítico industrial frequentemente usado é provido de um grande número de tubos de reação paralela verticalmente alinhados parcialmente ou totalmente enchido com as partículas ou grânulos do catalisador durante a operação. Os reagentes químicos são passados através dos tubos de reação para contatar o catalisador pela reação. Tais reatores são frequentemente referidos como reatores de multitubo. Estes tipos de reatores são conhecidos e são descritos nos pedidos de patente GB3.223.490 e US6409977.

[0003] Os reatores catalíticos típicos são cilíndricos com um diâmetro na região de 2 a 9 metros e uma altura na região de 5 a 50 metros. Em princípio, um tal reator pode ser de qualquer tamanho e em particular pode ser maior ou menor do que os tamanhos típicos dados acima, as limitações sendo associadas com os limites de construção física e requerimentos de reação. Aqui tem uma direção geral nos últimos anos, particularmente na indústria petroquímica, para aumentar os tamanhos do reator catalítico.

[0004] O reator é normalmente provido de um invólucro cilíndrico contendo um número amplo de tubos de reação paralelos, verticalmente alinhados; em qualquer lugar de 500 a 40.000. Os tubos de reação têm extremidades superiores e inferiores que são unidas, por exemplo, soldadas, às aberturas nas lâminas do tubo superiores e inferiores. As lâminas do tubo estendem-se horizontalmente no invólucro cilíndrico e são normalmente localizados nos flanges finais adjacentes dos mesmos. As extremidades superiores e inferiores do invólucro do reator são fechadas por domos que podem ser abertos para permitir o acesso interno pelo serviço e substituição do catalisador nos tubos de reação. Por exemplo, os domos podem ser providos de portas de visita para permitir o acesso trabalhador ou podem ser removíveis. Muitas vezes os domos não são removíveis, ou não convenientemente removíveis, por causa dos tubos de esfriamento passarem através do domo para o núcleo do reator. Estes tubos de esfriamento podem dificultar ou impossibilitar a remoção do domo do reator.

[0005] Os tubos de reação são abertos em suas extremidades e podem ter os diâmetros internos a partir da região de cerca de 2 a 15 cm. Estes são unidos (por exemplo por soldagem) a um padrão de aberturas providas nas lâminas do tubo. Diversos tubos e padrões de aberturas nas lâminas do tubo são apropriados à reação química e escala da reação que é realizada no reator, mas normalmente as aberturas são igualmente espaçadas com um passo preferivelmente constante (isto é a distância mais curta entre a periferia externa de um orifício e a periferia externa de seu orifício próximo) de 0,3 a 5 cm ou mais.

[0006] As partículas do catalisador são carregadas nos tubos de reação. As partículas do catalisador são providas em uma variedade de tamanhos e formas, tipicamente esféricas ou cilíndricas e tendo diâmetros nominais na faixa de cerca de 1 mm a 25 mm, mais normalmente na faixa de 2 a 15 mm. Os tubos de reação e grânulos catalisadores são igualados no tamanho para permitir que as partículas entrem nos tubos de reação em uma maneira controlada que minimiza o risco de ligação. Tipicamente as partículas tem uma dimensão máxima de 0,1 a 0,8 vezes o diâmetro interno do tubo de reação, mais normalmente de 0,15 a 0,6 e mais normalmente 0,25 a 0,4.

[0007] O cuidado com o carregamento das partículas do catalisadornos tubos de reação é essencial para garantir que a reação do catalisador procede como desejado. Em particular, é necessário para: atingir a densidade correta do carregamento das partículas dentro de um tubo de reação; para garantir que cada um dos tubos de reação tenham uma densidade de embalagem similar dentro de uma faixa de tolerância; para evitar ligação, isto é, formação de vácuo quando duas ou mais cunhas de partículas uma contra a outra no tubo formam uma base falsa; para prover o enchimento do catalisador ao nível correto no tubo de reação, isto é, permitindo interrupção tubular suficiente quando necessário; para evitar tanto quanto o possível que o pó entre nos tubos de reação; e para evitar esmagamento e/ou atrito das partículas do catalisador pelas práticas de enchimento severas. Ao carregar catalisador nos tubos de reator, é melhor limitar o orifício de carregamento de modo que as partículas do catalisador entrem uma a uma, predominantemente porque isso reduz o risco de ligação.

[0008] Um método de carregamento convencionalmente usado é o carregamento modelo. Em um tal método um modelo personalizado grande é provido. O modelo forma uma grade de orifícios com espaçamento que iguala o desenho das extremidades do tubo reator na lâmina de tubo. O modelo é depositado na lâmina de tubo do reator. O catalisador é despejado no modelo e é carregado nas extremidades do tubo reator por até quatro pessoas limpando o catalisador do modelo.

[0009] Um problema com os processos de carregamento convencionais é observado na liberação e geração de pó e finos do catalisador. Embora o material do catalisador seja tipicamente peneirado para remover o pó no ponto da fabricação ou expedição, nem todo o pó pode ser removido e novos pós e finos são inevitavelmente gerados devido ao atrito das partículas durante o transporte e carregamento.

[00010] Os pós e finos são um problema porque estes podem poluir o ambiente de trabalho para o pessoal; estes podem afetar adversamente a reação catalítica no recipiente pelo aumento da densidade da embalagem e pelo bloqueio do fluxo de reagente; e estes podem poluir o produto de reação.

[00011] A tentativa foi feita na técnica anterior para reduzir o problema de pós e finos.

[00012] No WO2006/104832, US2006/0233631 e US4.077.530 por exemplo, a inserção dos dispositivos redutores de velocidade aos tubos de reação foi proposta a fim de diminuir a velocidade das partículas quando estas caem nos tubos.

[00013] US4.737.269 debate um alimentador de carregamento docatalisador provido de uma saída de pó na parte superior do alimentador, que pode ser conectado a um conduíte a fim de retirar o pó a partir da extremidade superior do alimentador e uma tela na parte inferior do alimentador para separar o catalisador de quaisquer partículas do catalisador finas ou subdimensionadas. Este mecanismo pode capturar algum pó gerado devido ao atrito durante o transporte mas o melhoramento é desejado. Além disso o mecanismo não visa a matéria do pó gerado usando o carregamento das partículas do catalisador nos tubos de reação, por exemplo, limpeza ou vibração das partículas.

[00014] US3.409.411 debate um método de separação dos finos docatalisador particulado durante o carregamento, pela aplicação de um vácuo. O reator catalítico tratado é um reator de leito plano que é carregado com uma mangueira simples, não com um modelo de carregamento do catalisador.

[00015] Aqui permanece uma necessidade para os mecanismos de enchimento e práticas de enchimento melhoradas.A INVENÇÃO

[00016] De acordo com a presente invenção aqui é provida uma bandeja de carregamento para o carregamento do material particulado em um reator catalítico que compreende uma lâmina de tubo superior e uma série de tubos de reação se estendendo para baixo da lâmina de tubo; em que a bandeja de carregamento compreende:um modelo de carregamento que compreende um ou uma pluralidade de aberturas de carregamento;um ou mais suportes para o espaçamento do modelo de carregamento acima da lâmina de tubo para formar um volume entre o modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior; euma saída de vácuo para aplicação do vácuo ao volume entre o modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior quando o modelo de carregamento está no lugar para o uso.

[00017] Aplicação de um vácuo ao volume imediatamente antes das partículas do catalisador entrarem nos tubos de reação remove os pós e finos presentes no material do catalisador no estágio final do enchimento, deste modo reduzindo a quantidade dos pós e finos adicionais que podem ser criados a jusante de uma etapa de remoção do pó.

[00018] O volume entre a lâmina de tubo e o modelo de carregamento do catalisador é substancialmente fechado a fim de atingir um bom fluxo de ar em e através da corrente das partículas do catalisador conforme passam pelo volume ao cair nos tubos de reação.

[00019] Preferivelmente o volume entre a lâmina de tubo e modelo de carregamento do catalisador é prolongado, ou dividido nas câmaras alongadas, cada câmara sendo provida de uma saída de vácuo. Ainda mais preferivelmente os orifícios de carregamento do catalisador são na configuração linear junto com o comprimento do volume, ou câmaras. Mais preferivelmente as aberturas do carregamento do catalisador estão dispostas em uma fileira simples. Esta configuração permite um fluxo de ar bem controlado quando uma saída de vácuo é provida em uma extremidade curta deste. As bandejas de carregamento do catalisador que podem ser adequadas para a provisão da divisão nas câmaras no volume interno podem ser bandejas de carregamento quadradas, retangulares e triangulares com blocos quadrados, retangulares ou triangulares dos orifícios de carregamento do catalisador.

[00020] Também é notado que as configurações dos orifícios de carregamento do catalisador que não são lineares podem ser necessárias onde a aplicação da bandeja de carregamento do catalisador a um desenho mais não convencional é desejado.

[00021] É geralmente desejado prover os modelos de carregamento com o número máximo das aberturas de carregamento do catalisador que o vácuo pode suportar para a remoção dos finos, bem como levar em conta a dimensão e os aspectos práticos de peso. Um número máximo de aberturas de carregamento do catalisador oferece uma cobertura máxima do modelo para encher o máximo possível de tubos com um modelo. Um modelo de carregamento do catalisador provido de uma saída de vácuo preferivelmente compreende de 2 a 40 aberturas do carregamento; preferivelmente de 3 a 30 aberturas e mais preferivelmente de 4 a 20 aberturas. Para o modelo que compreende mais aberturas do carregamento, ou séries reunidas dos modelos é preferível que a saída de vácuo seja provida por pelo menos a cada 40, mais preferivelmente por pelo menos a cada 30 e mais preferivelmente por pelo menos a cada 20 aberturas do carregamento. Isto garante um fluxo de ar adequado sob as aberturas do carregamento e, portanto, a captura de pós e finos. Nesta maneira os modelos de carregamento de por exemplo 300 ou mais, 400 ou mais, ou 500 ou mais aberturas do carregamento podem ser aplicadas, com as múltiplas saídas de vácuo sendo providas.

[00022] Em uma modalidade preferida da invenção um canal é provido estendendo-se entre a lateral inferior das aberturas de carregamento do catalisador do modelo e a parte superior das aberturas do tubo de reação, o canal tendo as aberturas de peneira laterais que são dimensionadas para bloquear a passagem das partículas do catalisador mas que permitem a passagem dos pós e finos, que pode ser capturada pelo vácuo. As partículas do catalisador típicas têm os diâmetros nominais de cerca de 1 mm a cerca de 25 mm. Tipicamente os pós e finos variam em tamanho de cerca de 1 a cerca de 100 mícrons. As aberturas de peneira são preferivelmente dimensionadas para evitar a passagem de uma partícula tendo pelo menos uma dimensão pelo menos cerca de 0,2 de um diâmetro interno superior do canal. As aberturas de peneira podem ser na forma de aberturas da fenda, aberturas circulares formando uma grade de aberturas para permitir o fluxo de ar, ou devem ser aberturas em uma gaze ou trama de arame.

[00023] O peneiramento a vácuo pode beneficamente ser combinado com o uso da luva de enchedor, a luva de enchedor compreendendo:uma porção superior tendo um orifício de carregamento do catalisador e um membro de engate de modelo de carregamento;uma luva tubular estendendo-se para baixo da porção superior de modo que o orifício de carregamento do catalisador leva a um interior da luva tubular; em quea luva tubular é provida de aberturas de peneira laterais dimensionadas para evitar a passagem do catalisador particulado mas permite a passagem do pó. Nesta maneira a luva de enchedor forma o canal de peneira entre um orifício de carregamento do catalisador e a abertura do tubo de reação.

[00024] É preferido que as aberturas de peneira estejam dispostas pelo menos parcialmente localizadas dentro do ^ superior do comprimento da luva tubular, preferivelmente o 1/8 superior.

[00025] As luvas de enchedor de catalisador são conhecidas e oferecem uma maneira simples para atingir uma interrupção desejada nos tubos de reação para criar um volume temporariamente restrito na parte superior dos tubos de reação durante o enchimento. Tais tubos são conhecidos de, por exemplo, WO2004/085051.

[00026] A luva de enchedor compreende uma porção superior tendo um orifício de carregamento e um membro de engate de suporte e uma luva tubular estendendo-se para baixo a partir da porção superior de modo que o orifício de carregamento leva a um interior da luva tubular. O membro de suporte padrão é preferivelmente um flange. O flange engata a periferia de uma abertura de carregamento e se apoia na mesma. Preferivelmente, um assento é provido na borda da abertura de carregamento em que o flange superior se apoia. Mais preferivelmente, o assento tem uma profundidade compatível à espessura do flange superior de modo que quando assentado o flange superior é nivelado com a superfície do modelo que recebe a partícula. Isto provê uma superfície que recebe a partícula plana para o modelo e ajuda a evitar que a luva de enchedor suba, o que pode interferir nos processos de enchimento.

[00027] O orifício de carregamento tem um tamanho dependente do tamanho e forma do catalisador a ser usado. O orifício de carregamento da luva de enchedor permite que as partículas entrem e, portanto, preferivelmente tem um diâmetro pelo menos 1,1 vezes a maior dimensão da partícula a ser carregada, preferivelmente 1,2 vezes. O tamanho do orifício de carregamento é preferivelmente limitado para restringir a passagem das partículas a uma ou duas partículas por vez. Ao permitir apenas a entrada de partículas uma a uma, preferivelmente o diâmetro do orifício é menor do que 2 vezes a maior dimensão da partícula a ser carregada. Ao permitir apenas duas partículas por vez, o diâmetro é preferivelmente menor do que 3 vezes a dimensão maior da partícula. Isto ajuda a evitar ligação.

[00028] É preferido que as luvas de enchedor sejam verticalmente suportadas dentro das aberturas do carregamento da bandeja de carregamento construída porque estas podem ser verticalmente removidos a partir dos tubos de reação juntos com o modelo de carregamento quando este é elevado. Vantajosamente isto permite uma etapa de remoção simples tanto do modelo de carregamento quanto da luva de enchedor evitando o tempo de consumo para remover cada luva de enchedor individualmente.

[00029] É preferido que as luvas de enchedor sejam removidas a partir das aberturas de carregamento do catalisador do modelo visto que estas permitem várias interrupções a serem obtidas, entretanto as luvas de enchedor devem ser, de maneira concebível, permanentemente fixadas na posição.

[00030] Uma alternativa aos tubos de enchedor, onde tais não são requeridos para obter a interrupção nos tubos de reação, são tubos de peneira curtos que formam um canal limitado entre as aberturas de carregamento do catalisador e as aberturas do tubo de reação, os tubos de peneira tendo aberturas de peneira como debatido acima em suas paredes laterais.

[00031] As aberturas de peneira são mais efetivas para remoção do pó quando estas são pelo menos parcialmente localizadas dentro do volume entre um modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior, visto que esta esteja onde o vácuo é mais forte. Preferivelmente os orifícios de peneira são apenas presentes dentro daquele volume. As aberturas de peneira também são preferivelmente aberturas simples e não são providas de válvulas, fechamentos ou tais.

[00032] Em uma modalidade preferida um defletor de fluxo de ar pode ser provido na frente da saída de vácuo para reduzir a sucção aplicada aos canais mais próximos da saída de vácuo enquanto garante o fluxo de ar adequado nos canais ainda removidos a partir da saída de vácuo. Em uma realização o defletor pode ser uma parede semicircular com sua face lateral côncava do canal ou luva de enchedor mais próxima da saída de vácuo.

[00033] As luvas de enchedor e modelo de carregamento podem ser formados a partir de uma variedade de materiais que a pessoa habilitada será capaz de selecionar com base no pedido particular da ferramenta de enchimento. No caso do carregamento do catalisador, é importante que o material da bandeja de carregamento esteja inerte com relação ao catalisador a fim de evitar o ataque químico da bandeja de carregamento ou mudanças químicas ao catalisador. Os materiais de construção preferidos são aço inoxidável e alumínio mas alternativo inclui, por exemplo, plásticos de cloreto de propileno e polivinila.

[00034] Para auxiliar no carregamento das partículas do catalisador nas aberturas de carregamento do catalisador e também preferivelmente supera a necessidade da limpeza manual, pelo menos a parte do modelo de carregamento ser submetido a vibração para agitar as partículas do catalisador de modo que estas carreguem nas aberturas. Quando este é o caso o suporte mantém o modelo de carregamento do catalisador podem beneficamente compreender um material elástico ou flexível para isolar os outros componentes da bandeja de carregamento e o reator catalítico a partir da vibração.

[00035] Em uma forma preferida a bandeja de carregamento do catalisador é provida de uma ou mais paredes laterais verticais em ou além de pelo menos uma parte da periferia de sua série das aberturas de carregamento do catalisador. Esta parede atua para formar uma bandeja em que as partículas do catalisador podem ser vertidas antes do carregamento através dos orifícios de carregamento de catalisador. As paredes verticais são preferivelmente livremente ligadas por um mecanismo de fixação mecânico.

[00036] Ainda em um aspecto adicional a invenção refere-se a um método para carregar catalisador particulado em um reator catalítico que compreende uma lâmina de tubo superior e uma série de tubos de reação estendendo-se para baixo da lâmina de tubo; compreendendo as etapas de:a. Dispor uma bandeja de carregamento do catalisador como debatido, acima dos tubos de reação do reator catalítico de modo que as aberturas de carregamento do catalisador alinhem-se com as aberturas dos tubos de reação;b. Fornecer o material catalisador particulado à série das aberturas de carregamento do catalisador tal que o material catalisador particulado passe através das aberturas de carregamento do catalisador e aberturas do tubo de reator;c. Aplicar um vácuo por intermédio da saída de vácuo por pelo menos parte da duração da etapa b, preferivelmente pela duração substancial da etapa b e mais preferivelmente também antes e/ou subsequente a etapa b; ed. Remover a bandeja de carregamento do catalisador a partir do reator catalítico.

[00037] Preferivelmente o método envolve vibração do modelo durante pelo menos parte da etapa b; e mais preferivelmente também durante pelo menos uma técnica da etapa d.

[00038] Mais preferivelmente o método também envolve a etapa de inserir as luvas de enchedor em pelo menos algumas das aberturas do carregamento antes da etapa de enchimento e ainda mais preferivelmente removendo as luvas de enchedor inseridas a partir das aberturas do carregamento após o enchimento.

[00039] Ainda em um aspecto adicional da invenção aqui é provido um kit de partes que compreende:pelo menos uma bandeja de carregamento do catalisador como debatido; euma pluralidade de tubos de enchedor do catalisador como debatido. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00040] As características e vantagens da invenção ainda serão apreciadas na referência aos seguintes desenhos, apresentados por meio do exemplo apenas, em que:Figura 1 é uma visão perspectiva parcial de um reator catalítico (parede lateral não mostrada) tendo uma bandeja de carregamento do catalisador disposta nesta lâmina de tubo;Figura 2A é uma visão perspectiva da bandeja de carregamento do catalisador provida de uma parede periférica vertical;Figura 28 é uma visão perspectiva da bandeja de carregamento do catalisador da Figura 2A com uma parte da parede periférica removida;Figura 29 é uma visão perspectiva de um elemento de parede periférica;Figura 30 é uma visão perspectiva da bandeja de carregamento simples do elemento catalisador;Figura 31 é uma visão perspectiva da bandeja de carregamento do elemento catalisador da Figura 4 com uma parede lateral removida; e Figura 6 é uma visão perspectiva da luva de enchedor de catalisador. DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[00041] A Figura 1 mostra uma vista parcial de um reator catalítico 10 provido de uma lâmina de tubo superior 8 tendo uma série de aberturas de tubo de reação 24. Cada uma das aberturas de tubo de reação leva a um tubo de reação 9 que estende-se de maneira descendente a partir da lâmina de tubo dentro do reator catalítico 10. O reator catalítico 10 é normalmente provido de um fechamento de parede lateral e uma lâmina de tubo inferior para formar um espaço fechado para, por exemplo, líquido refrigerante. Para facilitar a explicação, a parede lateral e a lâmina de tubo inferior não são mostradas nas figuras.

[00042] Uma bandeja de carregamento de catalisador 2 é provida no topo da lâmina de tubo 8 para ajudar na inserção do material catalisador particulado por intermédio das aberturas de tubo de reação 24 nos tubos de reação 9. A bandeja de carregamento de catalisador 2 forma uma gamela em que o catalisador particulado pode ser vertido, por exemplo, a partir de um alimentador. A bandeja de carregamento 2 por si só é provida de uma série de aberturas de carregamento de catalisador 12 que são alinhadas com as aberturas de tubo de reação 24 da lâmina de tubo 8. No uso, as partículas de catalisador passam por intermédio das aberturas de carregamento de catalisador 12 através das aberturas de tubo de reação 24 e são carregadas nos tubos de reação 9.

[00043] Figura 2A mostra uma vista em perspectiva mais detalhada de uma bandeja de carregamento de catalisador 2. A bandeja de carregamento de catalisador 2 é provida de elementos de parede lateral verticais removíveis 26. Estes elementos de parede lateral 26 formam uma parede lateral periférica vertical 30 da gamela em que o catalisador particulado pode ser vertido. Os elementos de parede lateral 26 são adaptados de maneira removível à bandeja de carregamento de catalisador 2 por inserção vertical em fendas T 28. Uma vista mais clara de um elemento de parede lateral removida 26 é observada na figura 3. O elemento de parede lateral ilustrado 26 é apropriado para adaptar- se a uma fenda T 28 simples apenas e a parede lateral periférica vertical 30 da figura 2A é feita de doze tais elementos adjacentes um ao outro. Em algumas circunstâncias, pode ser vantajoso prover elementos de parede lateral 26 que adaptam-se a mais do que uma fenda T 28 em um período, de modo que pelo menos uma lateral de uma parede lateral periférica vertical 30 possa ser formada de um elemento simples. Por exemplo, os quatro elementos de parede lateral 26 da lateral mais próxima da bandeja de carregamento na figura 2A podem ser substituídos por um elemento simples 26 que adaptam-se nas quatro fendas 28.

[00044] A Figura 2B mostra a bandeja de carregamento de catalisador 2 da figura 2A com a lateral mais próxima da parede lateral 30 removida para revelar um modelo de carregamento de catalisador 14 que compreende uma série de aberturas de carregamento de catalisador 12.

[00045] Como pode ser visto, a bandeja de carregamento de catalisador 2 é construída de dois elementos de bandeja de carregamento de catalisador alongados 4 unidos um ao outro ao longo de uma de suas laterais longas. Cada um dos elementos mostrados é provido de quatro aberturas de carregamento 12. A união dos dois elementos de carregamento de bandeja 4 junto com uma série plana estendida de oito aberturas de carregamento 12 é formada permitindo que o catalisador particulado seja carregado em mais reatores de tubo de uma vez. Naturalmente, os elementos de bandeja de carregamento contendo mais do que quatro ou menos do que quatro aberturas de carregamento podem ser providos.

[00046] Os elementos de bandeja de carregamento 4 são livremente unidos por um mecanismo de fenda T 28 permitindo que os elementos 4 sejam verticalmente deslizados em ou fora do engate. Estará claro para a pessoa habilitada na técnica que outras formas de fixação livres dos elementos podem ser usadas, tais como fendas T, juntas cauda de andorinha e ligações magnéticas.

[00047] Embora nas figuras 2A e 2B apenas dois elementos de bandeja de carregamento de catalisador 2 sejam mostrados engatados, bandejas de carregamento alongadas tendo séries de muito mais aberturas de carregamento de catalisador 12 podem ser construídas pela construção modular de um número maior de elementos de bandeja de carregamento 4 do que aqueles mostrados. É considerado que as construções com as séries de cerca de 50, 80, 100 ou mais aberturas de carregamento de catalisador 12 são particularmente práticos para um carregamento rápido e eficiente de catalisador em um reator catalítico.

[00048] Os elementos de bandeja de carregamento de catalisador 4 também podem ser montados em uma variedade de formas de bandeja de carregamento de catalisador, por exemplo, por elementos adjacentes compensadores 4 um do outro, como é mostrado nas figuras 2A e 2B. Desta maneira, formas diferentes de bandejas de carregamento de catalisador 2 podem ser montadas para adaptar uma variedade de dimensões de lâminas de tubo de reator catalítico, por exemplo, para satisfazer um padrão de série de tubo particular seguindo um raio interno de um reator ou para ser adaptado em torno de tubos de esfriamento que passam através da lâmina de tubo. Praticamente, esta característica permite que bandejas de carregamento de catalisador 2 sejam construídas que podem ser adaptadas aos raios externos de reatores catalíticos específicos, sem a necessidade de um padrão anunciado ou enchimento manual de tubos de reação perdidos por um carregador de catalisador do tipo ‘um adapta todos’.

[00049] É um aspecto particularmente útil da bandeja de carregamento 2 que esta pode ser montada a partir de um kit de partes contendo uma variedade de elementos de bandeja de carregamento 4 de tamanhos diferentes, isto é tendo números diferentes de aberturas de carregamento 12. Visto que as aberturas de carregamento dentro dos elementos de bandeja de carregamento de um kit particular terão o mesmo passo, elementos tendo mais aberturas de carregamento 12 será maior e preferivelmente mais longo quando as aberturas de carregamento 12 são dispostas em uma linha simples. Ao prover uma variedade de tamanhos de elemento de bandeja de carregamento em um kit, as formas de bandejas de carregamento de catalisador possíveis que podem ser construídas a partir dos elementos 4 são ainda maiores.

[00050] Um kit de partes deve compreender 25 ou mais elementos de bandeja de carregamento tendo 20 aberturas de carregamento, 15 ou mais elementos tendo 10 aberturas de carregamento, 10 ou mais elementos tendo 5 aberturas de carregamento, 5 ou mais elementos tendo 4 aberturas de carregamento, 5 ou mais elementos tendo 3 aberturas de carregamento, 5 ou mais elementos tendo duas aberturas de carregamento e 5 ou mais elementos tendo 1 abertura de carregamento.

[00051] Como mostrado na figura 4 duas luvas de enchedor 40 e 42 são providas. A luva de enchedor é uma ferramenta para o catalisador de carregamento em um tubo de reator. As luvas de carregamento 40, 42 têm flanges superiores 44 que repousam nas aberturas de carregamento de catalisador 12 do modelo de carregamento de catalisador 14 e definem orifícios de carregamento 54 tendo um diâmetro menor do que o diâmetro das aberturas de carregamento 12. As luvas de carregamento 40, 42 são providas de luvas que se estendem de maneira descendente 46 que penetram nos tubos de reação do reator catalítico. As luvas de enchedor são, em geral, conhecidas na técnica de carregamento de catalisador e são usadas para prover um nível controlado de perda nos tubos de reator carregados. Visto que o volume dentro da luva de enchedor é menor do que o volume da porção circundante do tubo do reator 12, quando é removido após ser enchido este deposita uma quantidade limitada de partículas de catalisador no topo do tubo de reator, que limitou a quantidade então baixa para encher o volume maior do tubo do reator. O resultado é uma perda controlada no tubo de reação.

[00052] Quando em uso, cada uma das aberturas de carregamento de catalisador 12 é provida de uma luva de enchedor 40, 42. Em alguns casos um ou mais dos furos de carregamento de catalisador 12 podem ser bloqueados com um tampão (não mostrado) se não for requerido que o catalisador possa ser adicionado a um local particular.

[00053] Como pode ser visto na figura 5, o modelo de carregamento de catalisador 14 é mantido em uma posição aumentada acima da lâmina de tubo 8 por meio dos suportes 48 para criar um volume 38 entre o modelo de carregamento de catalisador 14 e a lâmina de tubo 2. Na figura 4 e no uso, este volume é substancialmente fechado exceto para uma saída de vácuo 18 ao qual uma bomba (não mostrado) pode ser conectada para aplicar um vácuo ao volume 38; as aberturas de carregamento de catalisador 12 e as aberturas de tubo de reação 8.

[00054] Mostrado nas figuras 5 e 6 é uma luva de enchedor vantajosa 42 que é provida em sua porção superior, logo abaixo do flange com um número de aberturas de peneira 50. Estes são melhor vistos na figura 6. As aberturas de peneira são dimensionadas são dimensionadas para bloquear a passagem de partículas de catalisador mas permite que o pó e os finos passem facilmente através deste. Pela aplicação de um vácuo ao volume 38 por intermédio da saída de vácuo 18 o material catalisador carregado pode ser submetido a uma remoção de pó e de finos imediatamente antes de sua entrada nos tubos de reação.

[00055] Como visto na figura 5, um elemento de bandeja de carregamento 4 é alongado com aberturas de carregamento de catalisador 12 disposto linearmente em uma fileira simples. Isto permite um bom fluxo de ar para a saída de vácuo, desse modo, o pó e os finos que entram no volume 38 podem ser facilmente removidos por intermédio da saída de vácuo 18.

[00056] Estará claro para aqueles versados na técnica que no evento que as luvas de enchedor não são requeridas para a perda no processo de carregamento de catalisador com elementos tubulares com aberturas de peneira lateral podem ser providas no voluma 38 formando um canal a partir da abertura de carregamento de catalisador 12 para a sua abertura de tubo de reação correspondente 24. Desta maneira, o pó e os finos podem ser eficazmente removidos durante o carregamento do catalisador.

[00057] A captura a vácuo de pó e de finos também pode ser implementada em uma bandeja de carregamento de catalisador que não é modularmente formado, mas que é um elemento não redutível de unidade simples. Em um tal caso, o modelo de carregamento de catalisador será tipicamente uma série maior e a fim de obter uma sucção suficiente através da série toda entre o modelo de carregamento de catalisador e lâmina de tubo pode ser dividido em câmaras separadas por paredes ou semelhante e cada câmara é provida de uma saída de vácuo. Desta maneira, cada câmara é submetida a um vácuo suficiente.

[00058] O pó e os finos capturados são preferivelmente coletados e reciclados para formar o catalisador fresco visto que este contém tipicamente metais catalíticos valiosos.

[00059] Também é considerado vantajoso incluir uma sonda de sensor de pó na corrente de saída de vácuo. Uma tal sonda pode medir a concentração de pó removido pelo vácuo e prover informação que indica os níveis de teor de pó em uma batelada de catalisador e a quantidade total de pó recuperado.

[00060] Retornando-se à figura 4, o elemento de carregamento de catalisador 4 é provido de um vibrador 32 em contato vibracional com o modelo de carregamento de catalisador 14. O vibrador 32 faz com que o modelo de carregamento de catalisador 14 para vibração de modo que o catalisador particulado presente no modelo de carregamento de catalisador 14 é agitado e está na abertura de carregamento de catalisador 12.

[00061] Como pode ser visto nas figuras 2A e 2B cada um dos elementos de carregamento de catalisador é provido de um tal vibrador 32. Na construção de uma bandeja de carregamento de catalisador maior 2 a partir de uma pluralidade de elementos 4, os vibradores 32 em cada elemento tornam possível realizar a vibração através do modelo de carregamento de catalisador estendido 14. Vantajosamente, isto ajuda a evitar a necessidade para limpeza manual ou automatizada de partículas de catalisador nas aberturas de carregamento de catalisador 12.

[00062] Referindo-se à figura 5, o modelo de carregamento de catalisador 14 é aumentado em suportes resilientes 34, preferivelmente construído a partir de borracha ou um material similar, que atua para isolar o resto do padrão do elemento 4 e o reator catalítico, a partir dos efeitos do vibrador 32.

[00063] Em um método exemplar para carregar o reator catalítico multitubo 10 com material catalítico particulado (granular), o material catalítico é carregado a cada um dos tubos de reator 9 usando uma bandeja de carregamento ilustrada 2. Os elementos de bandeja de carregamento 4 são passados na forma não unida no espaço de trabalho acima da lâmina de tubo 8 por intermédio de uma abertura ou outra abertura. Um primeiro dos elementos de carregamento 4 é posicionado acima da lâmina de tubo 8 com seus furos de carregamento 12 alinhados com as aberturas de lâmina de tubo 24. Um elemento de bandeja de carregamento adicional 4 é então deslizado no engate com a bandeja de carregamento já depositado 4 pelo uso do mecanismo da fenda T 28. Esta deposição de elementos de bandeja de carregamento adicionais 4 é continuada a fim de fabricar uma série estendida dos furos de carregamento 12 em um padrão planar estendido 14. Os comprimentos e formas diferentes dos elementos de bandeja de carregamento 4 são adicionados na série para obter uma forma de cobertura desejada que satisfaz a lâmina de tubo e reator, por exemplo, para satisfazer a curva externa e para formação em torno dos tubos de esfriamento.

[00064] Os elementos periféricos de parede lateral 26 são engatados nas outras fendas T 28 da série formada para formar uma bandeja de carregamento fechada para os grânulos catalisadores quando estes são vertidos.

[00065] As luvas de enchedor 40, 42 são inseridos nas aberturas de carregamento 12, desse modo, seus flanges superiores 44 descansam dentro do padrão 14 e as aberturas de carregamento são restritas em tamanho ao orifício de carregamento 54 da luva de enchedor 40, 42. As luvas 40, 42 de enchedor podem ser adicionar antes, durantes ou após a montagem da série de padrão estendida. Usualmente, a luva de enchedor 40, 42 será inserida em cada uma das aberturas de carregamento 12, entretanto, na ocasião pode ser que o catalisador não deve ser enchido em uma ou mais das aberturas, caso no qual um tampão pode ser inserido para bloquear as aberturas de carregamento selecionadas 12.

[00066] Uma linha de vácuo é ligada a cada uma das saídas de vácuo 18 para a aplicação de sucção de remover pó para cada um dos volumes 38 entre os padrões de bandeja de carregamento 14 e a lâmina de tubo 8.

[00067] O material de catalisador é vertido na bandeja de carregamento montada 2 enquanto ao mesmo tempo, os vibradores 32 causam vibração dos padrões 14. As partículas de catalisador são agitadas ou balançadas e derramam nos orifícios de carregamento 54, passando através das luvas de enchedor 40, 42 e nos tubos de reação. Quando o material de catalisador passa através da parte superior das luvas de enchedor 40, 42 a sucção aplicada na saída de vácuo 18 remove pó e fragmentos através das aberturas de peneira 50.

[00068] As luvas de enchedor 40, 42, são enchidas a seu nível superior e então material de catalisador em excesso é removido da bandeja de carregamento 2. Isto pode ser convenientemente realizado pela remoção de pelo menos uma parte da parede lateral periférica e limpeza do excesso de catalisador na borda aberta da bandeja de carregamento em um receptáculo.

[00069] Os elementos de carregamento de bandeja 4 são então elevados da lâmina de tubo 8 que aumenta as luvas de enchedor 40, 42 ao mesmo tempo. O catalisador nas luvas de enchedor 40, 42 está nos tubos que enchem os tubos ao nível desejado com uma perda. A vibração pode ser continuada durante e após a elevação para garantir que o catalisador caia das luvas de enchedor.

[00070] Os elementos de bandeja de carregamento 4 podem ser elevados um de cada vez ou em grupos. Visto que o levantamento manual será frequentemente implementado, os elementos de bandeja de carregamento são preferivelmente levantados um por um.

[00071] É possível cobrir uma lâmina de tubo total 8 com uma bandeja de carregamento total 2. Entretanto, para práticas de enchimento eficientes, é frequentemente melhor montar uma bandeja de carregamento 2 apenas em cima de uma seção de lâmina de tubo 2 visto que isto permite que outras seções da lâmina de tubo sejam manuseadas por um outro trabalhador que resulta em um enchimento mais rápido.

[00072] Outras modificações além daquelas descritas acima podem ser feitas às estruturas e técnicas descritas aqui sem divergir do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, embora as modalidades específicas sejam descritas, estes são exemplos apenas e não são limitantes no escopo da invenção.

Claims (15)

1. Bandeja de carregamento (2) para o carregamento de material particulado em um reator catalítico (10), compreendendo uma lâmina de tubo (8) superior e uma série de tubos de reação (9) que se estende de maneira descendente da lâmina de tubo, caracterizada pelo fato de que a bandeja de carregamento compreende:um modelo de carregamento (14) que compreende uma pluralidade de aberturas de carregamento (12);um ou mais suportes (48) para espaçar o modelo de carregamento acima da lâmina de tubo para formar um volume (38) entre o modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior; euma saída de vácuo (18) para aplicação de sucção ao volume entre o modelo de carregamento e a lâmina de tubo superior.

2. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, quando colocada acima da lâmina de tubo (8) para o uso de carregamento de catalisador, fecha o volume (38) entre o modelo de carregamento (14) e a lâmina de tubo superior para fluxo de ar, exceto para as aberturas de carregamento de catalisador (12), aberturas de tubo de reator na lâmina de tubo e a saída de vácuo (18).

3. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o modelo de carregamento de catalisador (14) é alongado.

4. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que as aberturas de carregamento de catalisador (12) estão dispostas em uma fileira simples.

5. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o modelo de carregamento de catalisador (14) compreende de 2 a 40 aberturas de carregamento de catalisador (12); preferivelmente de 3 a 30 aberturas e mais preferivelmente de 4 a 20 aberturas.

6. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das aberturas de carregamento de catalisador (12) é provida de uma luva de enchedor (42), a luva de enchedor compreendendo:uma porção superior tendo um orifício de carregamento de catalisador (54) e um membro de engate;uma luva tubular que se estende de maneira descendente a partir da porção superior de modo que o orifício de carregamento de catalisador leva ao interior da luva tubular; em quea luva tubular é provida de aberturas de peneira laterais (50) dimensionadas para evitar a passagem de catalisador particulado, mas permitir a passagem de pó.

7. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as aberturas de peneira (50) estão dispostas tal que quando a bandeja de carregamento de catalisador (2) é colocada para o uso do carregamento de catalisador acima da lâmina de tubo (8), as aberturas de peneira são pelo menos parcialmente localizadas dentro do volume entre o modelo de carregamento (14) e a lâmina de tubo superior.

8. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que as aberturas de peneira (50) são dimensionadas evitar a passagem de uma partícula tendo uma dimensão de pelo menos cerca de 0,2 de um diâmetro interno superior da luva de enchedor (42).

9. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizada pelo fato de que a luva de enchedor (42) é removível da abertura do catalisador de carregamento (12).

10. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações de 6 a 9, caracterizada pelo fato de que a porção de engate da luva de enchedor (42) é um flange superior (44) e a abertura de carregamento de catalisador é provida de uma saliência para engatar o flange superior.

11. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que um vibrador (32) é provido para vibrar o modelo de carregamento de catalisador (14) e, preferivelmente, em que pelo menos um suporte (48) é resiliente à vibração de amortecedor e, preferivelmente, compreende borracha.

12. Bandeja de carregamento de catalisador de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que uma parede vertical (30) é provida ao longo de pelo menos parte da periferia da série de aberturas de carregamento de catalisador (12).

13. Método para carregar catalisador particulado em um reator catalítico, caracterizado pelo fato de que compreende uma lâmina de tubo superior (8) e uma série de tubos de reação (9) que se estende de maneira descendente da lâmina de tubo, compreendendo as etapas de:a. dispor uma bandeja de carregamento de catalisador (2) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12 acima dos tubos de reação do reator catalítico de modo que as aberturas de carregamento de catalisador (12) alinham-se com as aberturas dos tubos de reação;b. fornecer o material catalisador particulado à série das aberturas de carregamento de catalisador de modo que o material catalisador particulado passe através das aberturas de carregamento de catalisador e das aberturas de tubo de reator;c. aplicar um vácuo por intermédio da saída de vácuo (18) por pelo menos parte da duração da etapa b, preferivelmente pela duração substancial da etapa b e mais preferivelmente antes da e/ou subsequente à etapa b ed. remover a bandeja de carregamento de catalisador do reator catalítico.

14. Método de carregamento catalisador particulado em um reator catalítico de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que inclui vibrar o modelo de carregamento de catalisador (14) durante pelo menos parte da etapa b e preferivelmente, também durante pelo menos parte da etapa d.

15. Kit de partes, caracterizado pelo fato de que compreende:a. pelo menos uma das bandejas de carregamento de catalisador (2) como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 5; eb. uma pluralidade de luvas de enchedor de catalisador (40, 42), as luvas de enchedor de catalisador (40, 42) compreendem: uma luva tubular (46) aberta nas extremidades superiores e inferiores;uma porção de engate superior adequada para o engate com uma abertura de carregamento de catalisador (12) de uma bandeja de carregamento de catalisador, desse modo, a luva de enchedor pode estender de maneira descendente a partir da abertura de carregamento de catalisador; em quea luva tubular é provida de aberturas de peneira (50) dimensionadas para evitar a passagem de catalisador particulado, mas permitir a passagem de pó.

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