BR112014026404B1 - bandeja de carregamento, elemento de bandeja de carregamento, métodos para encher uma série de tubos verticais e um reator catalítico, e, kit de partes - Google Patents

Abstract

BANDEJA DE CARREGAMENTO, ELEMENTO DE BANDEJA DE CARREGAMENTO, MÉTODOS PARA ENCHER UMA SÉRIE DE TUBOS SUBSTANCIALMENTE VERTICAIS E UM REATOR CATALÍTICO, E, KIT DE PARTES. Provê- se uma bandeja de carregamento para o carregamento de material particulado em uma série de tubos substancialmente verticais; em que a bandeja de carregamento compreende uma pluralidade de elementos de bandeja de carregamento, cada elemento de bandeja de carregamento compreendendo, pelo menos, uma abertura de carregamento e, pelo menos, alguns dos elementos de bandeja de carregamento compreendendo, pelo menos, duas aberturas de carregamento, os elementos de bandeja de carregamento sendo adaptados juntos para formar uma série das aberturas de carregamento.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[0001] A invenção refere-se geralmente a uma bandeja de carregamento para o carregamento de material particulado em uma série de tubos. Mais particularmente, a invenção refere-se a uma bandeja de carregamento de catalisador para o carregamento de catalisador particulado dentro de tubos de reator de reatores catalíticos. Em outros aspectos, a invenção refere-se a um elemento de bandeja de carregamento para a montagem dentro de uma bandeja de carregamento; e um método de carregamento de catalisador particulado em um reator catalítico usando uma bandeja de carregamento de catalisador. Em particular, a invenção refere-se a um dispositivo e método para o carregamento de grânulos de catalisador em vasos reatores catalíticos, tendo uma pluralidade de tubos de reação paralelos alinhados verticalmente.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Os produtos químicos são muitas vezes fabricados em escala industrial por reação em reatores catalíticos industriais grandes. Um tipo de reator catalítico industrial usado frequentemente é fornecido com uma pluralidade de tubos de reação paralelos, dispostos verticalmente, parcialmente ou totalmente cheios com partículas de catalisador durante a operação. Reagentes químicos são passados através dos tubos de reação para contatar com o catalisador para reação. Esses reatores são muitas vezes referidos como reatores de múltiplos tubos. Estes tipos de reatores são conhecidos e são descritos em publicações de patentes GB 3.223.490 e US6409977.

[0003] 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. Reatores catalíticos são geralmente estruturas encomendadas ‘sob medida’, projetadas para processos químicos particulares ou exigências do sítio e, portanto, reatores individuais podem variar muito em suas dimensões. Em princípio, tal reator pode ser de qualquer tamanho, e, em particular, pode ser maior ou menor do que os tamanhos típicos indicados acima, sendo as limitações associadas aos limites físicos de construção e as exigências de reação. Tem se notado uma tendência geral nos últimos anos, particularmente na indústria petroquímica, para aumentar os tamanhos de reatores catalíticos.

[0004] O reator é normalmente provido com um envoltório cilíndrico contendo um grande número de tubos de reação paralelos, alinhados verticalmente; em qualquer número de 500 a 40.000. Os tubos de reação têm extremidades superiores e inferiores que estão unidas, por exemplo, soldadas, em aberturas nas folhas de tubo superior e inferior. As folhas de tubo se estendem horizontalmente no envoltório cilíndrico e normalmente estão localizadas adjacentes aos seus flanges. As extremidades superior e inferior do envoltório do reator são fechadas por cúpulas que podem ser abertas para permitir o acesso interno para manutenção e substituição do catalisador nos tubos de reação. Por exemplo, as cúpulas podem ser providas com vigias para permitir o acesso dos trabalhadores ou podem ser removíveis. Muitas vezes as cúpulas são não removíveis, ou pelo menos não convenientemente removíveis, porque os tubos de resfriamento correm através da cúpula para o núcleo do reator. Estes tubos de líquido refrigerante podem tornar complicado ou impossível remover a cúpula do reator.

[0005] Os tubos de reação são abertos nas suas extremidades, e podem ter diâmetros internos na região de cerca de 2 a 15 cm. Eles são unidos (por exemplo, por solda), com um padrão de aberturas disposto nas folhas de tubos. O número de tubos e padrão de aberturas nas folhas de tubo é apropriado para a reação química e escala de reação que é realizada no reator, mas, normalmente, as aberturas estão igualmente espaçadas, com um passo, preferivelmente constante, (isto é, a distância mais curta entre a periferia exterior de um furo e a periferia exterior do seu furo próximo) de 0,3 a 5 cm ou mais.

[0006] As partículas de catalisador são carregadas nos tubos de reação. As partículas de catalisador são fornecidas em vários tamanhos e formas, geralmente esféricas ou cilíndricas, e têm 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 os grânulos de catalisador são combinados em tamanho para permitir que as partículas entrem nos tubos de reação de uma forma controlada, que minimiza os riscos de formação de pontes. Tipicamente, as partículas têm uma dimensão máxima de 0.1 a de 0,8 vezes o diâmetro interno do tubo de reação, mais normalmente de 0,15 a 0,6, e mais normalmente de 0,25 a 0,4.

[0007] Carregamento cuidadoso das partículas de catalisador nos tubos de reação é essencial para assegurar que a reação do catalisador prossiga conforme desejado. Em particular, é necessário: conseguir uma densidade de carga correta de partículas dentro de um tubo de reação; certificar-se de que cada um dos tubos de reação tenha uma densidade de compactação semelhante dentro de uma faixa de tolerância; evitar as pontes, isto é, a formação de vazios quando duas ou mais partículas se calçam uma contra a outra no tubo formando uma base falsa; prover o enchedor do catalisador no nível correto do tubo de reação, ou seja, permitir uma perda por vazamento suficiente do tubo, quando necessário; a fim de evitar, na medida do possível, a entrada de pó nos tubos de reação; e evitar o esmagamento e/ou o atrito das partículas de catalisador por práticas de enchedor severas. Quando carregando catalisador nos tubos do reator é melhor limitar o orifício de carregamento de modo que as partículas de catalisador entrem uma a uma, predominantemente porque isso reduz o risco de formação de pontes.

[0008] Levando estes requisitos em consideração, o carregamento de catalisador em um grande número de tubos de reação em um reator catalítico é tanto demorado como laborioso. Isso leva a tempos de parada excessivos das instalações caras do reator, e também a possíveis erros de enchedor, levando a reações e produtos de má qualidade.

[0009] Um método de carregamento usado convencionalmente é carregamento gabarito. Em tal método um grande gabarito personalizado é fornecido. O gabarito forma uma grade de furos com espaçamento que coincide com o desenho das extremidades do tubo do reator na placa tubular. O gabarito é colocado sobre a placa tubular do reator. O catalisador é despejado sobre o gabarito e é carregado nas extremidades do tubo do reator por até quatro pessoas que varrem o catalisador sobre o gabarito.

[00010] Foi tentado na técnica anterior acelerar o enchedor do catalisador em reatores catalíticos pela provisão de auxiliares de enchedor.

[00011] WO98/14392 e US4402643 discutem sistemas de carregamento de tubo de reação. Os sistemas assumem a forma de carrinhos de carga com rodas com tubos de carregamento de catalisador múltiplos para a inserção simultânea em uma multiplicidade de tubos de reação. Os carros podem ser levados pelas rodas sobre as folhas de tubo.

[00012] US3913806 discute um carregador de catalisador para o carregamento simultâneo de partículas de catalisador em múltiplos tubos. O carregador de catalisador tem a forma de uma armação de suporte móvel, incluindo um número de elementos tubulares que retém uma quantidade predeterminada de material de catalisador para depósito nos tubos de reação. A armação é usada para encher certo número de tubos de reação e é então transferida para outro jogo de tubos de reação vazios para encher esses tubos.

[00013] US 3.223.490 e US 2.985.341 discutem carregadores de reatores catalíticos na forma de gabaritos que se assentam sobre a placa tubular. Em US 2.958.341, o gabarito é alinhado com as aberturas na placa tubular e as partículas de catalisador são despejadas sobre o gabarito a partir do qual eles são vibrados nas aberturas e dentro dos tubos de reação. WO2010/068094 descreve um dispositivo de carga tendo uma placa com um padrão ou furos de carregamento providos com um meio de peneiração entre os furos de carregamento. O dispositivo cobre uma série de aberturas dos tubos de reação, enquanto realizando a remoção de pó.

[00014] US 5.906.229 discute um carregador de catalisador que preenche tubos múltiplos de uma só vez, permitindo que as partículas de catalisador caíssem sobre as aberturas de tubos de reação.

[00015] EP0963785 discute insertos de tubos de reatores com cabeças poligonais que compõem uma superfície de carga com intervalos regulares entre as cabeças de inserção. Os intervalos formam um recesso para a coleta de pó quando as partículas de catalisador são varridas sobre os insertos.

[00016] WO2010/068094 discute um desenvolvimento recente no carregamento de catalisador com o formato de um gabarito de paralelogramo com uma série em uma região de 96 orifícios circundada por uma parede vertical. O gabarito é colocado sobre uma região de placa tubular equipada com luvas de enchedor. O gabarito do carregador é então reciprocamente deslocado paralelamente à placa tubular, enquanto as partículas de catalisador são despejadas. O deslocamento recíproco fornece uma varredura das partículas para os tubos de reação. Tal dispositivo é conhecido de Mourik International BV, Países Baixos, como o Shuffle LoaderTM. Uma vantagem deste dispositivo é que ele oferece benefícios de carregamento do gabarito enquanto utilizável em quase todo o reator catalítico tendo um espaçamento de tubos apropriado (passo) sobre placa tubular.

[00017] Outro problema que existe com os processos convencionais de carregamento é encontrado na liberação e na geração de pó e finos de catalisador. Embora o material catalisador seja tipicamente peneirado para remover o pó no ponto de fabricação ou de expedição, nem todo o pó pode ser removido e um novo pó e finos são inevitavelmente gerados devido ao atrito das partículas durante o transporte e carregamento.

[00018] O pó e os finos são um problema porque podem poluir o ambiente de trabalho das pessoas; eles podem afetar negativamente a reação catalítica no vaso pelo aumento da densidade de compactação e bloquear o fluxo de reagente; e eles podem poluir o produto de reação.

[00019] Foram feitas tentativas na técnica anterior para reduzir o problema dos pós e finos.

[00020] Em WO 2006/104832, US 2006/0233631 e US 4.077.530, por exemplo, a inserção de dispositivos de redução de velocidade para os tubos de reação foi proposta, de modo a retardar as partículas à medida que caem nos tubos.

[00021] US 4.737.269 discute uma tremonha de carregamento de catalisador fornecida com uma saída de pó no topo da tremonha, que pode ser conectada a um conduto de modo a puxar o pó para fora da extremidade superior da tremonha e uma tela no fundo da tremonha para separar o catalisador de quaisquer partículas de catalisador finas ou subdimensionadas. Este aparelho pode capturar um pouco do pó gerada devido ao atrito durante o transporte, mas um aperfeiçoamento é desejável. Além disso, o aparelho não se dirige à questão de pó gerado durante o carregamento das partículas de catalisador nos tubos de reação, por exemplo, varredura ou vibração das partículas.

[00022] US 3.409.411 discute um método de separação de finos de catalisador particulado durante a carga, por aplicação de um vácuo. O reator catalítico em questão é um reator de leito fixo que é carregado com uma única mangueira, não com um gabarito de carregamento de catalisador.

[00023] Nota-se ainda uma necessidade para práticas de enchedor e aparelhos de enchedor aperfeiçoados.

A INVENÇÃO

[00024] De acordo com a presente invenção, provê-se uma bandeja de carregamento para carregar o material particulado no interior de uma série de tubos substancialmente verticais; em que a bandeja de carregamento compreende uma pluralidade de elementos de bandeja de carregamento, cada elemento de bandeja de carregamento compreendendo, pelo menos, uma abertura de carregamento, e, pelo menos, alguns dos elementos de bandeja de carregamento compreendendo, pelo menos, duas aberturas de carregamento, os elementos de bandeja de carregamento sendo fixados juntos para formar uma série de aberturas de carregamento.

[00025] Quando montados em uma bandeja de carregamento, os elementos de bandeja de carregamento são dispostos adjacentes um ao outro de modo a formar um gabarito de carregamento com uma série estendida de furos de carregamento. Os elementos da bandeja de carregamento preferivelmente se encostam mutuamente um no outro deixando pouco ou nenhum espaço entre seus lados adjacentes.

[00026] Em um aspecto, a invenção toma a forma de uma bandeja de carregamento de catalisador para o para carregar grânulos de catalisador em um reator catalítico compreendendo uma série de tubos de reação substancialmente verticais; em que a bandeja de carregamento é modular, compreendendo uma pluralidade de módulos de bandeja de carregamento, cada módulo de bandeja de carregamento compreendendo duas ou mais aberturas de carregamento, os módulos de bandejas de carregamento sendo adaptados juntos para formar um gabarito de aberturas de carregamento.

[00027] Os gabaritos de carregamento de catalisador convencionais são específicos do reator na dimensão de modo que eles podem ser usados apenas com o reator catalítico para o qual eles foram concebidos. Esses gabaritos convencionais exigem um enchedor de mão de obra intensivo com os trabalhadores varrendo as partículas de catalisador sobre o gabarito.

[00028] Este enchedor feito usando mão-de-obra intensiva tem sido de alguma forma abordado pelo estado da técnica por uso de auxiliares de enchedor. Estes auxiliares de enchedor são mais caros e volumosos do que os gabaritos simples e a questão de custo e espaço se torna um problema ao prover auxiliares de enchedor do reator específicos. Por isso, tem sido tentado criar carregadoras de catalisador que podem ser aplicados a uma variedade de reatores catalíticos. Por exemplo, carregadores de deslocamento recíproco em paralelogramo são muito menores do que a placa tubular típica e, assim, podem ser aplicados a folhas de tubo diferentes. Apesar de serem muito úteis na obtenção de um bom carregamento de catalisador, eles são limitados em sua aplicação, porque eles não podem alcançar todos os tubos de reação de um reator catalítico, por exemplo, os na periferia circular de um reator catalítico cilíndrico, ou os localizados adjacentes a, ou em linha com os suportes de placa tubular eretos ou tubos de líquido refrigerante. Isto é particularmente um problema uma vez que o raio, e, portanto, a curva externa, varia entre os reatores catalíticos. Além disso, a localização de suportes e tubos de líquido refrigerante não são padronizados. Tubos de reação que não são preenchidos pelo uso dos auxiliares de enchedor devem ser cheios manualmente, com consequentes aumentos de exigências de mão-de-obra, tempo de inatividade e os riscos de compactação não homogênea através dos tubos de reação.

[00029] A presente invenção provê uma bandeja de carregamento, que é construída a partir de elementos ou módulos de bandeja de carregamento. A bandeja de carregamento pode ser convenientemente construída a partir de elementos de carregamento no local acima da placa tubular de modo que um gabarito de carregamento feito sob medida temporário fornecendo uma série de orifícios de carregamento pode ser montada no lugar. Os elementos de bandeja de carregamento dos quais a bandeja de carregamento é construída compreendem uma variedade de tamanhos de elementos de bandeja de carregamento de modo que diferentes formas da bandeja de carregamento podem ser construídas para se adequar à forma de uma placa tubular e série de tubos específicos. Por exemplo, a bandeja de carregamento pode ser montada de modo que segue a forma do raio periférico interno externo da placa tubular ou de modo a incluir espaços onde ela é montada em torno de tubos de resfriamento fixos, etc.

[00030] Isto torna os auxiliares de enchedor mais versáteis, uma vez que podem ser usados para o enchedor de vários reatores catalíticos. A vantagem é particularmente muito sentida porque um operador especialista de carregamento de catalisador é capaz de reabastecer o catalisador em uma faixa de reatores catalíticos, usando apenas um único sistema de bandeja de carregamento modular e não precisa fornecer gabaritos específicos de reator ou usar gabaritos pertencentes ao proprietário do reator requerendo treinamento específico.

[00031] Em outras técnicas conhecidas, luvas de enchedor individuais são fornecidas para que possam ser inseridas uma a uma e removidos uma a uma dos tubos do reator. Isso é demorado e difícil.

[00032] Preferivelmente, os elementos de bandeja de carregamento de catalisador são unidos de modo removível uns aos outros para formar a série de furos de carregamento de catalisador. A união liberável dos elementos de bandeja de carregamento fornece uma superfície planar sobre a qual os grânulos de catalisador podem ser despejados. Preferivelmente, a união resulta em substancialmente poucas lacunas ou mesmo nenhuma entre os elementos da bandeja de carregamento em que os grânulos e/ou pó de catalisador podem cair.

[00033] Os módulos de bandeja de carregamento são preferivelmente unidos aos módulos adjacentes na série planar por meio de prendedores mecânicos liberáveis. Os elementos de bandeja de carregamento são preferivelmente unidos de modo a travar o movimento horizontal, de modo que o deslocamento horizontal substancial é evitado ou reduzido durante as práticas de enchedor.

[00034] É possível que os prendedores sejam verticalmente traváveis em pelo menos uma direção. Isso permite que o módulo da bandeja de carregamento forme uma bandeja de carregamento de catalisador elementar de auto-suporte que pode ser levantada como um elemento único. A este respeito, os prendedores podem proporcionar um acoplamento tanto vertical como horizontal dos módulos de bandeja de carregamento.

[00035] Alternativamente, os elementos de bandeja de carregamento são unidos juntos apenas na horizontal de modo que o deslocamento horizontal substancial é impedido, mas o movimento vertical não é impedido. Isto fornece uma bandeja de carregamento unitária, enquanto está repousando sobre ou acima da placa tubular, mas permite que cada elemento de bandeja de carregamento seja removido a partir da série de bandejas de carregamento por simples elevação deste elemento único. Elevação individual de cada elemento de bandeja pode ser vantajosa para reduzir o peso para uma elevação manual. Elevação manual pode ser necessária quando as restrições de espaço na cúpula significam que elevadores não podem ser usados.

[00036] Em uma forma de realização preferida da bandeja de carregamento do catalisador, os módulos de bandeja de carregamento são presos de modo removível na série por meio de conectores de fenda, preferivelmente fenda em T, fenda em L ou juntas em cauda-de-andorinha. Será evidente para o versado na técnica que fendas e inserções podem ser providas em itens modulares de várias configurações, no entanto, considera-se prático prover cada módulo da bandeja de carregamento com um lado com fendas e um lado projetado. Os conectores de fendas são preferivelmente dispostos para inserção e remoção substancialmente vertical, uma vez que isto permite uma fácil reunião.

[00037] Cada um dos elementos de carregamento é preferivelmente provido com pelo menos 2, preferivelmente pelo menos 3, mais preferivelmente pelo menos 4, e mais preferivelmente pelo menos 5 aberturas de carregamento. Preferivelmente, cada um dos elementos de carregamento tem menos de 40 aberturas de carregamento, preferivelmente menos de 30 aberturas de carregamento, e mais preferivelmente menos de 20 aberturas de carregamento.

[00038] Em geral, é desejável prover os módulos de bandeja de carregamento com o número máximo de aberturas de carregamento que as dimensões e o peso permitem na prática. Um número máximo de aberturas de carregamento oferece uma cobertura máxima do gabarito, o que significa que menos etapas de construção são necessárias para atingir a bandeja de carregamento completa. Isto está, como evidente, em equilíbrio com a necessidade de flexibilidade na construção de formato modular para se adequar aos vários reatores catalíticos e peso dos elementos de bandeja de carregamento.

[00039] A forma preferida dos elementos de carregamento é longitudinal com os orifícios de carregamento previstos em uma configuração linear simples. Uma faixa de furos de carregamento fornece uma construção fácil de elementos de carregamento longitudinais montadas juntos ao longo de suas bordas longas. Os furos de carregamento são lineares em configuração, uma vez que este é a disposição típica de tubos de reação em um reator e permite a construção fácil com um bom acordo de flexibilidade na construção de forma. Elementos de carregamento quadrados, retangulares com duas ou mais fileiras de furos de carregamento e triangulares, com séries quadradas, retangulares ou triangulares de furos de carregamento podem considerados para inclusão na bandeja de carregamento, a fim de cobrir áreas maiores de tubos de reação como uma ferramenta de economia de tempo.

[00040] As bordas justapostas dos elementos da bandeja de carregamento pode ser bordas retas longas que estão intimamente em contato uma com a outra de modo a deixar um pequeno espaço ou mesmo nenhum para pó ou partículas caírem entre os elementos ao longo de suas bordas contíguas. Convenientemente, as bordas contíguas são substancialmente retas, no entanto, interfaces justapostas onduladas ou entalhadas também podem ser usadas.

[00041] Configurações de furos de carregamento diferentes das lineares são menos preferidas, mas poderiam ser adequadas caso se desejasse uma aplicação de bandeja de carregamento em um esquema de séries de tubos menos convencional.

[00042] Como discutido acima, a bandeja de carregamento de catalisador pode ser construída a partir de vários tamanhos e/ou formatos de módulos de bandeja de carregamento. Por exemplo, ao construir uma bandeja de carregamento para se ajustar intimamente na borda interna encurvada de um reator, poderia ser desejável construir a bandeja de carregamento a partir de módulos de bandeja de carregamento, com uma redução progressiva no comprimento e/ou número de furos de carregamento por elemento de bandeja de carregamento, como a bandeja de carregamento corre na parede encurvada do reator catalítico.

[00043] Alternativamente, quando se evita um tubo de líquido refrigerante ou suporte vertical da placa tubular, uma matriz mais longa de módulos de bandeja de carregamento pode ser interrompida por um ou mais módulos de bandeja de carregamento mais curtos, a fim de criar um vazio na bandeja de carregamento de catalisador, onde o suporte ou um tubo de líquido refrigerante pode passar através da mesma.

[00044] Neste aspeto, é vantajoso ter um kit de elementos de bandeja de carregamento de vários comprimentos, larguras e/ou formatos, que podem ser construídos em uma variedade de formatos para coincidir com o esquema de uma placa tubular e reator particulares.

[00045] Em uma forma preferida, a bandeja de carregamento é provida com uma ou mais paredes laterais verticais em ou além de uma periferia de sua série de aberturas de carregamento. Esta parede forma uma bandeja em as partículas podem ser despejadas. As paredes retêm o material particulado na área de enchedor evitando a sua fuga para tubos que não estão sendo agora cheios, em particular as paredes laterais têm uma altura suficiente para impedir a fuga de catalisador quando vibração em carregamento é aplicada à bandeja de carregamento.

[00046] As paredes laterais verticais preferivelmente compreendem elementos de parede lateral fixados de modo removível. Os elementos das paredes laterais são preferivelmente fixados por meio do mesmo ou de similar mecanismo de acoplamento removível, tal como discutido acima para a anexação de módulos de bandeja de carregamento juntos.

[00047] Em uma forma de realização vantajosa, as aberturas de carregamento são adaptadas de forma a receber e reter as luvas de enchedor que são inseridas através das aberturas de carregamento nos tubos de reação. Luvas de enchedor de catalisador são geralmente conhecidas e oferecem um modo simples para conseguir uma perda por vazamento desejada nos tubos de reação, através da criação de um volume temporariamente limitado na parte superior dos tubos de reação durante o enchedor. Tais tubos são conhecidos a partir de, por exemplo, WO2004/085051.

[00048] Uma luva de enchedor compreende uma parte superior tendo um orifício de carregamento e um elemento de engate de suporte, e uma luva tubular que se estende para baixo a partir da porção superior de modo que a abertura de carregamento de catalisador conduz a um interior da luva tubular. O membro de engate de suporte é preferivelmente um flange. O flange engata a periferia de uma abertura de carregamento e repousa sobre a mesma. Preferivelmente, um assento é provido na borda da abertura de carregamento sobre a qual o flange superior vem repousar. Mais preferivelmente, o assento tem uma profundidade que corresponde à espessura do flange superior, de modo que, quando assentado, o flange superior fica rente com a superfície de recepção de partícula do elemento de bandeja de carregamento. Isso provê uma superfície receptora plana de partículas para a bandeja de carregamento e ajuda a evitar o deslocamento para acima da luva de enchedor que poderia interferir com os processos de enchedor.

[00049] O orifício de carregamento da luva de enchedor permite que as partículas entrem e, portanto, tem preferivelmente um diâmetro de 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 de partículas para uma ou duas partículas de cada vez. Quando permitindo apenas a entrada de uma a uma de partículas, preferivelmente o diâmetro do orifício é menor do que 2 vezes a maior dimensão da partícula a ser carregada. Quando permitindo apenas duas partículas de cada vez, o diâmetro é preferivelmente menor do que 3 vezes a maior dimensão da partícula. Isso ajuda a evitar a formação de pontes.

[00050] Prefere-se que as luvas de enchedor sejam suportadas verticalmente dentro das aberturas de carregamento da bandeja de carregamento construída, porque elas podem então ser verticalmente removidas dos tubos de reação junto com a bandeja de carregamento ou os elementos da bandeja de carregamento, quando estes são elevados. Vantajosamente, isto permite uma única etapa de remoção de tanto o elemento de bandeja de carregamento como da luva de enchedor, evitando a necessidade demorada de remover individualmente cada luva de enchedor, como era o caso nos dispositivos de enchedor anteriores. As luvas de enchedor podem ser, preferivelmente, inseridas de modo removível nas aberturas de carregamento.

[00051] Outra vantagem associada com a provisão de luvas de enchedor nas aberturas de carregamento é que, porque as luvas de enchedor ultrapassam os tubos da série, elas auxiliam no travamento da bandeja de carregamento na posição correta acima da série de tubos, impedindo o deslocamento horizontal da bandeja quando, por exemplo, é aplicada vibração.

[00052] Para auxiliar no carregamento das partículas de catalisador dentro das aberturas de carregamento de catalisador, e também preferivelmente para superar a necessidade de varrer manualmente, pelo menos uma parte da bandeja de carregamento é preferivelmente submetida à vibração para agitar as partículas de catalisador de modo que elas sejam derramadas nas aberturas de carregamento.

[00053] Preferivelmente, um vibrador é fornecido sobre um, mais, ou preferivelmente em cada um dos módulos de bandeja de carregamento. O vibrador submete o elemento de carregamento a vibração e agita ou faz colidir as partículas nas aberturas de carregamento. A provisão de um vibrador em cada um ou na maior parte dos elementos de bandeja de carregamento proporciona uma distribuição uniforme de vibração através da bandeja de carregamento montada, sem a necessidade de aplicação de vibrações excessivamente fortes a partir de um único ponto.

[00054] Durante o carregamento de material de catalisador particulado, a presença de pó de catalisador pode ser problemática. O pó tem origem no material catalisador como fornecido, mas também pode ser gerada por atrito durante os processos de carregamento. Este pó, caso entre nos tubos de reação, pode influenciar negativamente a reação catalisada e pode contaminar o produto da reação química. É conhecido remover o pó durante os processos de carregamento por aplicação de um vácuo, no entanto, um aperfeiçoamento é desejável. Pó difere dos materiais particulados ou grânulos que estão sendo carregados em termos de tamanho. Como mencionado previamente, as partículas para carregamento são, em geral, de faixa de tamanho de 1 mm a 25 mm de diâmetro nominal. Pó, por outro lado, é considerado como compreendendo componentes na faixa de 100 mícrons ou menos.

[00055] De acordo com uma forma de realização preferida da invenção, a bandeja de carregamento compreende ainda um ou mais suportes para o espaçamento do gabarito de carregamento montado acima da placa tubular de modo a formar um volume entre o gabarito de carregamento montado e a placa tubular superior; e uma saída de vácuo para aplicação de um vácuo para o volume entre o gabarito de carregamento e a placa tubular superior, quando o gabarito de carregamento está em posição de uso.

[00056] A aplicação de um vácuo no volume imediatamente antes das partículas de catalisador entrando nos tubos de reação remove pó e finos presentes no material catalisador no estágio final de enchedor, assim reduzindo a quantidade de mais pós e finos que poderiam ser criados à jusante de uma etapa de remoção de pó.

[00057] A este respeito, pelo menos alguns, preferivelmente uma maior parte, ou mais preferivelmente substancialmente todos os elementos da bandeja de carregamento da bandeja carregamento compreendem um ou mais suportes para o espaçamento de um elemento de gabarito acima da placa tubular de modo a formar um volume sob o elemento de gabarito; e uma saída de vácuo para a aplicação de sucção para o volume abaixo do elemento de gabarito.

[00058] O volume entre a placa tubular e os elementos do gabarito de carregamento é substancialmente fechado, a fim de alcançar um bom fluxo de ar por cima e através da corrente de partículas, à medida que elas passam através do volume quando caindo nos tubos. Assim, quando montada na bandeja de carregamento estendida, uma série de câmaras substancialmente distintas é provida sob os elementos de bandeja de carregamento, cada volume tendo ele mesmo pelo menos uma saída de vácuo. Uma aplicação completa de sucção para remoção de pó pode, portanto, ser aplicada a substancialmente toda a bandeja de carregamento montada. Uma vez que os elementos de bandeja de carregamento são, preferivelmente lineares, uma pluralidade de câmaras alongadas distintas é provida, cada câmara sendo provida com uma saída de vácuo, e isso permite fluxo de ar eficiente para as saídas de vácuo.

[00059] Quando as aberturas de carregamento estão dispostas em uma única fileira, um fluxo de ar bem controlado é obtido quando uma saída de vácuo é provida em uma extremidade curta da mesma.

[00060] É preferível que uma saída de vácuo seja provida com, pelo menos, todas as 40, com maior preferência, pelo menos, todas as 30 e mais preferivelmente pelo menos todas as 20 aberturas de carregamento. Isso garante um fluxo de ar adequado sob as aberturas de carregamento e, assim, captura de pó e finos. Neste modo, gabaritos montados de carregamento de, por exemplo, 300 ou mais, 400 ou mais, 500 ou mais aberturas de carregamento podem ser implementados.

[00061] Em uma forma de realização preferida da invenção, um canal é provido se estendendo entre o lado inferior das aberturas de carregamento de catalisador do gabarito e o lado superior das aberturas de tubo de reação, o canal tendo aberturas de peneira lateral que são dimensionados para bloquear a passagem das partículas de catalisador, mas permitindo a passagem de pó e finos, que podem ser captadas pelo vácuo. As aberturas de peneira são preferivelmente dimensionadas para evitar a passagem de uma partícula tendo, pelo menos, uma dimensão de, pelo menos, cerca de 0,2 de um diâmetro interno superior do canal. As aberturas de peneira podem estar na forma de aberturas de fenda, aberturas circulares formando uma grade de aberturas para permitir fluxo de ar, ou poderiam ser aberturas em uma gaze ou malha de arame.

[00062] A peneiração sob vácuo pode ser beneficamente combinada com o uso de uma luva de enchedor especialmente adaptada, a luva de enchedor compreendendo uma porção superior tendo um orifício de carregamento de catalisador e um elemento de engate do gabarito de carregamento; uma luva tubular se estendendo descendentemente a partir da referida porção superior, de modo que o orifício de carregamento do catalisador leva a um interior da luva tubular; em que a luva tubular é provida com aberturas de peneira lateral dimensionadas para impedir a passagem de catalisador particulado, mas permitindo a passagem de pó. Deste modo, a luva de enchedor forma o canal de peneira entre o orifício de carregamento de catalisador e a abertura do tubo de reação.

[00063] É preferível que as aberturas de peneira estejam dispostas para estar, pelo menos parcialmente, localizadas dentro do ^ superior do comprimento da luva tubular, preferivelmente, o 1/8 superior.

[00064] Uma alternativa para os tubos de enchedor, onde eles não são requeridos para obter uma perda por vazamento nos tubos de reação, são tubos de peneira curtos, que formam um canal limitado entre as aberturas de carregamento de catalisador e as aberturas de tubo de reação, os tubos de peneira tendo aberturas de peneira, como discutido acima, em sua(s) parede(s) lateral(ais).

[00065] As aberturas de peneira são mais eficazes para a remoção de pó quando elas estão pelo menos parcialmente localizados dentro do volume entre o gabarito de carregamento e a placa tubular superior, uma vez que este é o lugar onde o vácuo é mais forte. Preferivelmente, os furos de peneira estão apenas presentes dentro desse volume. As aberturas de peneira também são preferivelmente aberturas simples e não são providas com válvulas, prendedores ou similares.

[00066] Em uma forma de realização preferida, um defletor de fluxo de ar pode ser provido em frente da saída de vácuo para reduzir a sucção aplicada ao(s) canal (s) mais próximo(s) da saída de vácuo enquanto assegurando fluxo de ar adequado em canais ainda removidos da saída de vácuo. Em uma realização, o defletor pode ser uma parede semicircular com o seu lado côncavo virado para o canal ou luva de enchedor mais próximo da saída de vácuo.

[00067] De acordo com outro aspecto da presente invenção, as luvas de enchedor, localizadas dentro das aberturas de carregamento de catalisador são providas em sua região superior com aberturas de peneira dimensionadas para reter partículas de catalisador dentro da luva de enchedor, mas que permitem a passagem de pó e partículas fragmentadas. Por aplicação de um vácuo externo da luva de enchedor e adjacente às aberturas de peneira, a maior parte do pó e do material de partículas fragmentadas é removida das partículas de catalisador à medida que ela cai dentro do tubo de reação.

[00068] Esta característica é particularmente vantajosamente corporificada em combinação com os elementos de carregamento desta invenção, em que cada um dos elementos de carregamento é provido com um volume substancialmente fechado em torno da região superior das luvas de enchedor, e uma saída de vácuo é provida de modo a permitir a aplicação de um vácuo para a região substancialmente fechada. Uma vez que os módulos englobam uma área menor do que a de um gabarito completo convencional, um fluxo de ar eficaz para a área pode ser melhor alcançado. Isto é especialmente o caso quando o módulo de gabarito é linear.

[00069] Uma vez que cada um dos módulos do gabarito é provido com a sua própria saída de vácuo, toda a área da série de gabaritos construídos pode ser submetida a um vácuo de remoção do pó, sem precisar de um gabarito feito “sob encomenda” caro utilizável em apenas um reator.

[00070] Em outro aspecto da invenção, provê-se um método para encher uma série de tubos de reação substancialmente verticais com um material particulado, compreendendo as etapas de: dispor uma bandeja de carregamento, tal como aqui discutido, em cima dos tubos de modo que as aberturas de carregamento se alinhem com as aberturas dos tubos; fornecer o material particulado para a série de aberturas de carregamento de modo que o material particulado passe através das aberturas de carregamento e das aberturas de tubo; e remover a bandeja de carregamento a partir da série de tubos.

[00071] O método é preferivelmente usado para encher um reator catalítico compreendendo uma série de tubos de reação substancialmente verticais com um catalisador particulado. Mais preferivelmente, o método também envolve a etapa de inserir as luvas de enchedor em, pelo menos, algumas das aberturas de carregamento, antes da etapa de enchedor, e ainda mais preferivelmente remover as luvas de enchedor inseridas a partir das aberturas de carregamento após o enchedor.

[00072] A bandeja de carregamento pode ser construída ou parcialmente construída antes de sua disposição no topo da placa tubular, mas também pode ser construída ou parcialmente construída IN SITU a partir dos elementos de carregamento.

[00073] Em uma forma de realização preferida, o método compreende as etapas de: a. colocação de uma bandeja de carregamento do catalisador com saída de vácuo como discutido, por cima dos tubos de reação do reator catalítico de modo que as aberturas de carregamento de catalisador se alinhem com as aberturas dos tubos de reação; b. fornecimento do material catalisador particulado para a série de aberturas de carregamento de catalisador de tal modo que o material catalisador particulado passa através das aberturas de carregamento de catalisador e das aberturas do tubo do reator; c. aplicação de um vácuo através da saída de vácuo por, pelo menos, uma parte da duração da etapa b, preferivelmente pela duração substancial da etapa b, e mais preferivelmente também antes e/ou subsequente à etapa b; e d. remoção da bandeja de carregamento de catalisador a partir do reator catalítico.

[00074] De acordo com outro aspecto da presente invenção, provê-se um kit de partes compreendendo uma pluralidade de elementos de bandeja de carregamento, como descrito acima, os elementos de bandeja de carregamento vários tamanhos. Ao fornecer um kit de partes, tendo vários tamanhos de elementos de bandeja de carregamento (isto é, elementos de bandeja de carregamento tendo diferentes números de aberturas de carregamento), pode ser montada uma bandeja de carregamento feita sob medida correspondendo à forma de uma série de tubos em particular. Esse kit de partes poderia incluir elementos de bandeja de carregamento tendo de 1 abertura de carregamento até 40 (ou mais) aberturas de carregamento e todos os números inteiros em seu intervalo. Por exemplo, um kit de partes pode compreender uma pluralidade de elementos de bandeja de carregamento com 20 aberturas de carregamento, uma pluralidade de elementos tendo 10 aberturas de carregamento, uma pluralidade de elementos com 5 aberturas de carregamento, uma pluralidade de elementos tendo 4 aberturas de carregamento, uma pluralidade de elementos tendo 3 aberturas de carregamento, uma pluralidade de elementos tendo 2 aberturas de carregamento e uma pluralidade de elementos tendo 1 abertura de carregamento.

[00075] Preferivelmente o kit de partes, também é fornecido com uma pluralidade de luvas de enchedor que podem ser inseridas dentro das aberturas de carregamento dos elementos de bandeja de carregamento.

[00076] Mais preferivelmente, o kit de partes é também fornecido com uma pluralidade de elementos de parede lateral fixáveis de modo liberável aos elementos de bandeja de carregamento.

[00077] Embora dirigida primariamente para o carregamento de partículas de catalisador em reatores catalíticos, o dispositivo e o método da presente invenção também podem ser usados para o carregamento de geralmente qualquer material particulado escoável, em que um gabarito de carregamento é usado. Um exemplo de tal uso seria o carregamento de grãos em um silo, a triagem de rochas ou cascalho.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00078] As características e as vantagens da invenção serão ainda mais apreciadas com referência aos seguintes desenhos, apresentados a título de exemplo apenas, em que:

[00079] A Figura 1 é uma vista em perspectiva parcial de um reator catalítico (parede lateral não mostrada) tendo uma bandeja de carregamento disposta sobre a sua placa tubular;

[00080] A Figura 2A é uma vista em perspectiva de uma bandeja de carregamento provida com uma parede periférica vertical;

[00081] A Figura 2B é uma vista em perspectiva da bandeja de carregamento da figura 2A com uma parte da parede periférica removida;

[00082] A Figura 3 é uma vista em perspectiva de um elemento de parede periférica;

[00083] A Figura 4 é uma vista em perspectiva de um único elemento de bandeja de carregamento;

[00084] A Figura 5 é uma vista em perspectiva do elemento de bandeja de carregamento de catalisador de figura 4 com uma parede lateral removida; e

[00085] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um tubo de enchedor.

DESCRIÇÃO DE FORMAS DE REALIZAÇÃO ILUSTRATIVAS

[00086] A Figura 1 mostra uma vista parcial de um reator catalítico 10 provido com uma placa tubular superior 8 tendo uma série de aberturas de tubos de reação 24. Cada abertura de tubo de reação 24 conduz a um tubo de reação 9 que se estende descendentemente a partir da placa tubular no interior do reator catalítico 10. O reator catalítico 10 é normalmente provido com uma parede lateral envolvente, e uma placa tubular inferior de modo a formar um espaço fechado para, por exemplo, líquido refrigerante. Para facilidade de explicação, parede lateral e a placa tubular inferior não são mostradas nas figuras.

[00087] Uma bandeja de carregamento 2 é provida no topo da placa tubular 8 para auxiliar a inserção de material de catalisador particulado via as aberturas dos tubos de reação 24 para os tubos de reação 9. A bandeja de carregamento 2 forma uma calha em que o catalisador particulado pode ser despejado a partir de, por exemplo, uma tremonha. A bandeja de carregamento 2 é provida, ela mesma, com uma série de aberturas de carregamento 12, que estão alinhadas com as aberturas dos tubos de reação 24 da placa tubular 8. Em uso, as partículas de catalisador passam através das aberturas de carregamento 12 através das aberturas de tubos de reação 24 e são carregadas nos tubos de reação 9.

[00088] A Figura 2A mostra uma vista em perspectiva mais detalhada de uma bandeja de carregamento 2. A bandeja de carregamento 2 é provida com elementos de parede lateral retos removíveis 26. Estes elementos de parede lateral 26 formam uma parede lateral periférica ereta 30 da calha em que o catalisador particulado pode ser despejado. Os elementos de parede lateral 26 são adaptados de modo removível na bandeja de carregamento 2 por inserção vertical em fendas em T 28. Uma vista mais nítida de um elemento de parede lateral removido 26 é encontrada na figura 3. O elemento de parede lateral ilustrado 26 é adequado para se ajustar em uma única fenda em T 28, e a parede lateral periférica ereta 30 da figura 2A é constituída por doze de tais elementos adjacentes um ao outro. Em algumas circunstâncias, pode ser vantajoso prover elementos de parede lateral 26 que se ajustam em mais do que uma fenda em T 28 de cada vez, de modo que pelo menos um lado da parede lateral periférica era 30 pode ser formado de um único elemento 26. Por exemplo, os quatro elementos de parede lateral 26 do lado mais próximo da bandeja de carregamento na figura 2A podem ser substituídos por um único elemento 26 se ajustando nas quatro fendas 28.

[00089] A Figura 2B mostra a bandeja de carregamento 2 da figura 2A com a mais próxima das paredes laterais 30 removidas para revelar um gabarito de carregamento 14 compreendendo uma série de aberturas de carregamento 12.

[00090] Como pode ser visto, a bandeja de carregamento 2 é construída a partir de dois elementos de bandeja de carregamento alongados 4 ligados um ao outro ao longo de um de seus lados longos. Cada um dos elementos de carregamento mostrado é provido com quatro aberturas de carregamento 12. Ao unir os dois elementos de bandeja de carregamento 4 juntos, uma série planar estendida de oito aberturas de carregamento 12 é formada permitindo que catalisador particulado seja carregado em mais tubos de reator de uma única vez. Naturalmente, os elementos de bandeja de carregamento contendo mais de quatro ou menos de quatro aberturas de carregamento podem ser providos.

[00091] Os elementos de bandeja de carregamento 4 são unidos juntos de modo liberável por um mecanismo tipo fenda em T 28, que permite que os módulos 4 deslizem verticalmente para dentro e para fora do encaixe. Será evidente para os versados na técnica que outras formas de acoplamento liberável dos módulos podem ser usados, tais como fendas em L, fendas em cauda-de-andorinha, e fixações magnéticas.

[00092] Embora nas figuras 2A e 2B apenas dois módulos de bandeja de carregamento de catalisador 2 serem mostrados juntos, bandejas de carregamento estendidas tendo séries de várias outras aberturas de carregamento 12 podem ser construídas por construção modular, com um número maior de elementos de bandeja de carregamento 4 do que mostrado. Os kits de bandejas de carregamento com séries de cerca de 50, 80, 100, 300 ou mais aberturas de carregamento de catalisador 12 são particularmente práticos para um carregamento rápido e eficiente de catalisador em um reator catalítico.

[00093] Os elementos de bandeja de carregamento 4 também podem ser montados em vários formatos de bandeja de carregamento, por exemplo, módulos adjacentes 4 fora do quadro um do outro, como é mostrado nas figuras 2A e 2B. Desta forma, diferentes disposições de bandeja de carregamento 2 podem ser montadas para atender a várias dimensões de placas tubulares de reatores catalíticos, por exemplo, para corresponder a um padrão de séries de tubos particulares seguindo um raio interno de um reator ou ser ajustado em torno de tubos de resfriamento passando através de uma placa tubular Na prática, esse aspecto permite que bandejas de carregamento de catalisador 2 sejam construídas, podendo se ajustar aos raios externos de reatores catalíticos específicos, sem a necessidade de um gabarito feito sob medida ou o enchedor manual de tubos de reação faltando em um carregador de catalisador de um tipo de “tamanho único”.

[00094] Este é um aspecto particularmente útil da bandeja de carregamento 2 que pode ser montada a partir de um kit de partes contendo vários elementos de bandeja de carregamento 4 de tamanhos diferentes, isto é, tendo números diferentes de aberturas de carregamento 12. Uma vez 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 serão maiores, e preferivelmente mais longos quando as aberturas de carregamento 12 são dispostas em uma única linha. Ao prover vários tamanhos de elementos de bandeja de carregamento em um kit, as formas de bandeja de carregamento de catalisador possível, que podem ser construídas a partir de elementos 4, são ainda ampliadas.

[00095] Um kit de partes pode compreender 25 ou mais elementos de bandeja de carregamento com 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 2 aberturas de carregamento e 5 ou mais elementos tendo 1 abertura de carregamento.

[00096] Os elementos de bandeja de carregamento 4 e elementos de parede lateral 26 podem ser formados a partir de vários materiais, que o versado na técnica será capaz de selecionar com base na aplicação particular da bandeja de carregamento 2. No caso de carregamento de catalisador, é importante que o material da bandeja de carregamento seja inerte em relação ao catalisador, a fim de evitar ataque químico da bandeja de carregamento ou mudanças químicas para o catalisador. Materiais de construção preferidos são aço inoxidável e alumínio. Para o mecanismo de junção, por exemplo, o mecanismo de tipo fenda em T, mostrado nas figuras, podem ser usados plásticos permitindo fácil deslizamento vertical com alguma flexibilidade. Por exemplo, os plásticos polipropileno e cloreto de polivinila podem ser usados.

[00097] Voltando agora para a figura 4, um único elemento de carregamento 4 do tipo visto nas figuras 2A e 2B é mostrado. Como mostrado, duas luvas de enchedor 40 e 42 são providas. Uma luva de enchedor é uma ferramenta usada para o carregamento de catalisador em um tubo de reator. As luvas de enchedor 40, 42 têm flanges superiores 44 que estão assentados em aberturas de carregamento 12 do gabarito de carregamento 14 e 54 e definem orifícios de carregamento 54 tendo um diâmetro menor do que o diâmetro das aberturas de carregamento 12. As luvas de enchedor 40, 42 são providas com luvas 46 se estendendo descendentemente que penetram nos tubos de reação do reator catalítico. Tubos de enchedor são geralmente conhecidos na técnica de carregamento de catalisadores e são usados para dar um nível controlado de perda por vazamento nos tubos do reator carregado. Uma vez que o volume dentro de uma luva de enchedor é menor do que o volume da porção circundante do tubo do reator 12, quando este é removido depois de ter sido cheio, ele deposita uma quantidade limitada de partículas de catalisador no topo do tubo do reator, cuja quantidade limitada então mergulha para encher o volume maior do tubo do reator. O resultado é uma perda por vazamento controlada no tubo de reação. Quando em uso, a totalidade ou apenas uma parte das aberturas de carregamento de catalisador 12 são providas com luvas de enchedor 40, 42 Em alguns casos, um ou mais dos orifícios de carregamento de catalisador 12 pode ser bloqueado com um tampão (não mostrado), se não for necessário que catalisador seja adicionado em um determinado local.

[00098] Como pode ser visto na figura 5, o gabarito de carregamento de catalisador 14 é mantido em uma posição elevada acima da placa tubular 8 por meio de suportes 48 para criar um volume 38 entre o gabarito de carregamento de catalisador 14, e a placa tubular 2. Na figura 4, e em uso, este volume é fechado exceto por uma saída de vácuo 18 à qual uma bomba (não mostrada) pode ser conectada para aplicar um vácuo ao volume 38; as aberturas de carregamento de catalisador 12 e as aberturas de tubos de reação 8.

[00099] Mostrada nas figuras 5 e 6 está uma luva de enchedor vantajosa 42 que é provida em sua parte superior, logo abaixo do flange com uma série de aberturas de peneira 50. Estas são mais bem vistas na figura 6 As aberturas de peneiras são dimensionadas para bloquear a passagem de partículas de catalisador, mas permitindo que pó e finos passem facilmente através das mesmas. Por aplicação de um vácuo ao volume 38 via saída de vácuo 18, o material particulado carregado pode ser submetido a remoção de pó e finos imediatamente antes de sua entrada nos tubos de reação.

[000100] Como é visto na figura 5, o elemento de bandeja de carregamento 4 é alongado com aberturas de carregamento de catalisador 12 dispostas linearmente em uma faixa única. Isto permite um bom fluxo de ar para a saída de sucção 18 por meio da qual pó e finos entrando no volume 38 podem ser facilmente removidos através da saída de vácuo 18. Em uma forma de realização preferida, não mostrada, um defletor de fluxo de ar semicircular pode ser provido em frente da saída de vácuo 18, com seu lado côncavo virado para a luva de enchedor 42 mais próxima da saída de vácuo 18. Tal defletor pode vantajosamente melhorar o fluxo de ar dentro do volume 38 e pode evitar a aplicação de uma sucção excessiva à luva de enchedor mais próxima, enquanto assegurando o fluxo de ar adequado em posições mais profundas dentro do volume 38.

[000101] Será evidente para os versados na técnica que, no caso das luvas de enchedor não serem requeridas para obter uma perda por vazamento no processo de carregamento de catalisador, então elementos tubulares com aberturas de peneira de parede lateral podem ser providos no volume 38, como componentes de peneira alternativos. Os elementos tubulares devem formar um canal a partir de cada abertura de carregamento 12 para a abertura de tubo de reação correspondente 24. Deste modo, pó e finos podem ser removidos de forma eficaz durante carregamento do catalisador sem luvas de enchedor.

[000102] O material de pó e finos capturados é preferivelmente coletado e reciclado para formar o catalisador novo, uma vez que, tipicamente, contém metais catalíticos valiosos.

[000103] Considera-se também ser vantajoso incluir uma sonda de sensor de pó na corrente de saída de vácuo. Tal sonda pode medir a concentração de pó removida pelo vácuo e fornecer informação indicando os níveis de teor de pó em uma batelada de catalisador e a quantidade total de pó recuperada.

[000104] Voltando à Figura 4, o elemento de carregamento de catalisador 4 é provido com um vibrador 32 em contato vibracional com o gabarito de carregamento 14 O vibrador 32 leva o gabarito de carregamento 14 a vibrar de modo que o catalisador particulado presente no gabarito de carregamento de catalisador 14 é agitado e cai nas aberturas de carregamento de catalisador 12.

[000105] Como pode ser visto nas figuras 2A e 2B, cada um dos módulos de carregamento de catalisador é provido com tal vibrador 32. Após a construção de uma maior bandeja de carregamento de catalisador 2 a partir de uma pluralidade de módulos 4, os vibradores 32 em cada módulo tornam possível efetuar a vibração através do gabarito de carregamento de catalisador estendido14. Isto ajuda com vantagem a evitar a necessidade de varredura manual ou automatizada de partículas de catalisador dentro das aberturas de carregamento de catalisador 12.

[000106] Com referência à figura 5, o gabarito de carregamento de catalisador 14 é levantado em suportes resilientes 34, preferivelmente construídos a partir de borracha ou de um material resiliente semelhante, que atuam para isolar o gabarito a partir do resto do elemento 4 e do reator catalítico.

[000107] Em um método exemplar de como carregar o reator catalítico 10 multitubular com partículas (granulado) de material catalisador, o material catalítico é carregado para cada um dos tubos do reator 9 usando uma bandeja de carregamento ilustrada 2. Os elementos de bandeja de carregamento 4 são passados em forma não unida para o espaço de trabalho acima da placa tubular 8 via um bueiro ou outra abertura. Um primeiro dos elementos de carregamento 4 está posicionado no topo da placa tubular 8 com seus furos de carregamento 12 alinhados com aberturas 24 de folha de tubo. Um outro elemento de bandeja de carregamento 4 é então deslizado em engate com a bandeja de carregamento está já depositada 4 pelo uso do mecanismo de fenda em T 28. Esta colocação de outros elementos de bandeja de carregamento 4 é continuada, a fim de completar uma série estendida de furos de carregamento 12 em um gabarito planar estendido 14. Diferentes comprimentos e formas de elementos de carregamento de bandeja 4 são adicionados à série para obter uma forma e tamanho de cobertura desejados correspondendo à placa tubular e reator, por exemplo, para coincidir com a curva externa e se acumular em torno de tubos de líquido refrigerante.

[000108] Elementos de parede periféricos 26 são engatados nas fendas em T externas 28 da série construída para formar uma bandeja de carregamento fechada para os grânulos de catalisador quando eles são despejados.

[000109] Luvas de enchedor 40, 42 são inseridas nas aberturas de carregamento 12 em que seus flanges superiores 44 vêm repousar dentro do gabarito 14 e as aberturas de carregamento 12 são limitadas em tamanho para o orifício de carregamento 54 da luva de enchedor 40, 42. As luvas de enchedor 40, 42 podem ser adicionadas antes, durante ou após a montagem da série de gabarito estendido. Normalmente, uma luva de enchedor 40, 42 será inserida em cada uma das aberturas de carregamento 12, no entanto, ocasionalmente, pode ser que o catalisador não deva ser cheio em uma ou mais das aberturas, caso em que um tampão pode ser inserido para bloquear a(s) abertura(s) de carregamento selecionada(s) 12.

[000110] Uma linha de vácuo é fixada a cada uma das saídas 18 de vácuo para aplicação de sucção de remoção de pó para cada um dos volumes entre os gabaritos de bandeja de carregamento 14 e a placa tubular 8.

[000111] O material catalisador é despejado sobre a bandeja de carregamento 2 montada, enquanto que, ao mesmo tempo, os vibradores 32 provocam vibração dos gabaritos 14 As partículas de catalisador são agitadas ou empurradas e divididas nos orifícios de carregamento 54, passando através das luvas de enchedor 40, 42 e nos tubos de reação. À medida que o material catalisador passa através da parte superior das luvas de enchedor 40, 42, a sucção aplicada via a saída de vácuo 18 remove pó e fragmentos através das aberturas de peneira 50.

[000112] As luvas de enchedor 40, 42 são cheios até o seu nível superior e, então, material catalisador em excesso é removido da bandeja de carregamento 2. Isto pode ser feito convenientemente por remoção de, pelo menos, uma parte da parede lateral periférica e varrendo o catalisador em excesso sobre a borda aberta da bandeja de carregamento em um receptáculo.

[000113] Os elementos de bandeja de carregamento 4 são então elevados da placa tubular 8 elevando as luvas de enchedor 40, 42 ao mesmo tempo. O catalisador nas luvas de enchedor 40, 42 cai dentro dos tubos de reator enchendo os tubos no nível desejado, com uma perda por vazamento. Vibração pode ser continuada durante e após elevação de modo a assegurar que as partículas de catalisador caiam fora das luvas de enchedor.

[000114] Os elementos de bandeja de carregamento 4 podem ser levantados um de cada vez ou em grupos. Uma vez que a elevação manual será com frequência implementada, os elementos de bandeja de carregamento são preferivelmente levantados um por um.

[000115] É possível cobrir uma placa tubular completa 8 com uma bandeja de carregamento montada 2. No entanto, para práticas de enchedor eficientes, é com frequência melhor montar uma bandeja de carregamento 2 no topo apenas de uma seção da placa tubular 2 uma vez que ela permite que outros setores da placa tubular a sejam manipulados por outro trabalhador, resultando em um enchedor mais rápido.

[000116] Outras modificações além das descritas acima podem ser feitas nas estruturas e técnicas aqui descritas, sem sair do espírito e escopo da invenção. Portanto, embora formas de realização específicas tenham sido descritas, elas são apenas exemplos e não são limitativas do escopo da invenção.

Claims (27)

1. Bandeja de carregamento (2) para carregamento de material particulado em uma série de tubos verticais (9), caracterizadapelo fato de que a bandeja de carregamento compreende uma pluralidade de elementos de bandeja de carregamento (4), cada elemento de bandeja de carregamento compreendendo, pelo menos, uma abertura de carregamento (12) e, pelo menos, alguns dos elementos de bandeja de carregamento compreendendo, pelo menos, duas aberturas de carregamento, os elementos de bandeja de carregamento sendo adaptados juntos para formar uma série das aberturas de carregamento.

2. Bandeja de carregamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que cada elemento de bandeja de carregamento é provido com um acoplamento mecânico para o ajuste liberável de um elemento de bandeja de carregamento adjacente.

3. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizadapelo fato de que cada elemento de bandeja de carregamento é provido com um prendedor mecânico e os elementos de bandeja de carregamento são presos de modo mecanicamente liberável em uma série.

4. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadapelo fato de que os elementos da bandeja de carregamento são presos de modo liberável em uma série por meio de ligações de fenda em T (28), ligações de fenda em L, ligações em cauda-de- andorinha, contornos de intertravamento ou ligações magnéticas.

5. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadapelo fato de que um ou mais dos módulos de bandeja de carregamento compreende pelo menos 3, preferivelmente pelo menos 4, mais preferivelmente pelo menos 5 e o mais preferivelmente pelo menos 6 aberturas de carregamento.

6. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que os elementos de bandeja de carregamento têm menos do que 40 aberturas de carregamento, preferivelmente menos do que 30 aberturas de carregamento, e mais preferivelmente menos do que 20 aberturas de carregamento.

7. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos elementos de bandeja de carregamento compreende pelo menos 4 aberturas de carregamento e estas aberturas estão dispostas linearmente.

8. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de ser provida com uma ou mais paredes eretas em ou além de uma periferia da série de aberturas de carregamento.

9. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de ser provida com uma ou mais paredes laterais (30) fixadas de modo liberável, preferivelmente fixadas por meio de um acoplamento mecânico liberável.

10. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das aberturas de carregamento tem uma forma adequada para receber e suportar uma luva de enchedor (40, 42).

11. Bandeja de carregamento de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das aberturas de carregamento compreende um assento periférico para receber e suportar um flange superior (44) de uma luva de enchedor, preferivelmente em que a vedação e o flange têm dimensões tais que, quando assentado, o flange encontra-se rente com a abertura de carregamento.

12. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que as luvas de enchedor são providas nas aberturas de carregamento.

13. Bandeja de carregamento de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que as luvas de enchedor são suportadas verticalmente nas aberturas de carregamento, preferivelmente em que cada luva de enchedor compreende um flange superior que engata uma periferia de uma abertura de carregamento em que ela está localizada.

14. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que pelo menos um motor de vibração (32) é provido para vibrar um ou mais dos elementos de carregamento.

15. Bandeja de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizada pelo fato de que um ou mais dos elementos de bandeja de carregamento é provido com uma saída de sucção (18) para remoção de pó.

16. Bandeja de carregamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que as luvas de enchedor estão dispostas nas aberturas de carregamento de catalisador, as luvas de enchedor tendo, em sua região superior, aberturas de peneira (50) que durante uso permitem a passagem de pó, mas não a passagem de grânulos.

17. Bandeja de carregamento de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que os elementos de bandeja com saída de sucção compreendem um volume fechado (38), aberto apenas para as aberturas de peneira da luva de enchedor e da saída de sucção.

18. Bandeja de carregamento de catalisador para o carregamento de catalisador particulado em um reator catalítico compreendendo uma série de tubos de reação verticais; caracterizada pelo fato de que a bandeja de carregamento de catalisador compreende uma bandeja de carregamento como definida em qualquer uma das reivindicações precedentes.

19. Elemento de bandeja de carregamento para uma bandeja de carregamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 18, o elemento de bandeja de carregamento sendo caracterizadopelo fato de compreender duas ou mais aberturas de carregamento.

20. Elemento de bandeja de carregamento de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de compreender um acoplamento liberável para ajustar liberavelmente o módulo de bandeja de carregamento de catalisador em um módulo de bandeja de carregamento de catalisador similar.

21. Método para encher uma série de tubos verticais com um material particulado, caracterizadopelo fato de compreender as etapas de: a) dispor uma bandeja de carregamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 19 acima da série de tubos de modo que as aberturas de carregamento se alinhem com as aberturas dos tubos; b) fornecer o material particulado para a série de aberturas de carregamento de modo que o material particulado passe através das aberturas de carregamento e das aberturas de tubo; e c) remover a bandeja de carregamento da série de tubos.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a etapa a) compreende pelo menos a montagem parcial IN SITU da bandeja de carregamento a partir de elementos de bandeja de carregamento como definidos em qualquer uma das reivindicações 19 a 20.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 ou 22, caracterizadopelo fato de que a bandeja de carregamento é vibrada durante pelo menos uma parte da etapa b), e preferivelmente também durante pelo menos parte da etapa c).

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizadopelo fato de que a sucção para remover pó é aplicada durante pelo menos parte da etapa b).

25. Método para encher um reator catalítico, caracterizado pelo fato de compreender uma série de tubos de reação verticais com um catalisador particulado, compreendendo o método como definido em qualquer uma das reivindicações 21 a 24.

26. Kit de partes, caracterizado pelo fato de compreender: a) uma pluralidade de módulos de bandeja de carregamento de catalisador como definidos em qualquer das reivindicações 19 a 20; b) uma pluralidade de luvas de enchedor de catalisador disponíveis dentro das aberturas de carregamento de catalisador dos módulos de bandeja de carregamento de catalisador; e c) preferivelmente uma pluralidade de paredes de extremidade modular fixáveis de modo liberável aos módulos de bandeja de carregamento de catalisador.

27. Kit de partes de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que as luvas de enchedor são providas com aberturas de peneira para reter as partículas de catalisador mas permitir a passagem de pó.

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