BR112016007692B1

BR112016007692B1 - componente de leito de reator para fixar unidades rígidas

Info

Publication number: BR112016007692B1
Application number: BR112016007692A
Authority: BR
Inventors: Robert Frank Tammera
Original assignee: Exxonmobil Res & Eng Co
Priority date: 2013-12-05
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-11-29
Also published as: CN105792923B; TW201540360A; CN105792923A; US9162206B2; EP3077096A1; KR20160095031A; JP6309102B2; BR112016007692A2; SG11201602385QA; JP2017501027A; US20150157999A1; MY176783A; WO2015084504A1; CA2926103A1; TWI617356B

Abstract

o componente de leito de reator inclui uma grade de fundação, uma estrutura rígida e um prendedor. a grade de fundação tem placas de suporte afastadas entre si por uma distância e tendo uma altura com cada placa de suporte disposta em um ângulo. a estrutura rígida tem primeiras placas de estrutura afastadas entre si por um múltiplo da distância e dispostas no ângulo, e segundas placas de estrutura fixadas em e dispostas em um ângulo oposto. cada segunda placa de estrutura tem uma extensão horizontal para encaixar em uma borda superior de uma correspondente placa de suporte, e numerosas primeiras placas de estrutura têm um comprimento estendendo-se abaixo da extensão horizontal sobrepondo-se em relação com as placas de suporte adjacentes, para evitar o movimento horizontal da estrutura rígida em relação à grade de fundação em uma primeira direção. o prendedor é disposto para fixar a estrutura rígida à grade em relação ao movimento em uma segunda direção, oposta à primeira direção.

Description

“COMPONENTE DE LEITO DE REATOR PARA FIXAR UNIDADES RÍGIDAS” CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] O assunto da presente descrição refere-se a um componente de leito de reator e, particularmente, a sistemas e métodos para fixar unidades rígidas dentro de um vaso de leito de reação polifásica.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[0002] Processos de craqueamento catalítico fluidificado (FCC) são usados em processos de conversão petrolíferos e petroquímicos. Estes processos podem prover craqueamento catalítico eficaz e seletivo de estoque de alimentação contendo hidrocarbonetos. Por exemplo, pequenas partículas catalíticas podem ser fluidizadas e misturadas com um estoque de alimentação por contato íntimo sob condições termicamente ativas, geralmente para produzir produtos “craqueados” de mais baixo peso molecular. Os processos FCC são benéficos devidos, pelo menos em parte, à capacidade de continuamente reciclar e regenerar os catalisadores consumidos e processar grandes volumes de estoque de alimentação contendo hidrocarbonetos.

[0003] Nos processos de FCC, alimentações de mais elevado peso molecular contatam partículas catalisadoras fluidizadas, mais vantajosamente, no reator de tubulação vertical da unidade de craqueamento catalítico fluidizado. O contato entre a alimentação e o catalisador pode ser controlado de acordo com o tipo de produto desejado. No craqueamento catalítico da alimentação, condições do reator, incluindo temperatura e taxa de circulação catalítica, podem ser ajustadas para aumentar a formação dos produtos desejados e reduzir a formação de produtos menos desejáveis, tais como gases leves e coque.

[0004] Vários designs de tubo vertical de reator e vaso de reator de craqueamento catalítico fluidizado podem ser utilizados. Por exemplo, certos reatores de craqueamento catalítico fluidizado utilizam uma configuração de craqueamento de curto tempo de contato. Com esta configuração, o catalisador contata a corrente de alimentação do craqueador catalítico fluidizado por um tempo limitado, a fim de reduzir excessivo craqueamento, o que pode resultar em produção aumentada de produtos menos valiosos, tais como gases hidrocarbonados leves, bem como deposição de coqueificação aumentada nos catalisadores de craqueamento.

[0005] Certas configurações de craqueamento catalítico fluidizado utilizam uma configuração de craqueamento de tubo vertical de reator em que o catalisador pode contatar o estoque de alimentação do craqueador catalítico fluidizado em um tubo vertical do reator, e o catalisador e os produtos de reação de hidrocarboneto podem ser separados imediatamente após a mistura de catalisador e hidrocarboneto escoar do tubo vertical do reator para o reator de craqueamento catalítico fluidizado. Muitos diferentes designs de reator de craqueamento catalítico fluidizado são conhecidos. Por exemplo, certos designs utilizam ciclones mecânicos dentro do reator, para separar o catalisador dos produtos hidrocarbonados do reator. Este processo de separação pode reduzir reações pós-tubo vertical entre o catalisador e os hidrocarbonetos, bem como separar os produtos hidrocarbonados craqueados para outro processamento do catalisador consumido, que pode ser regenerado e reintroduzido no processo da reação.

[0006] O catalisador separado dos produtos hidrocarbonados craqueados do reator FCC pode ser considerado como “catalisador consumido” até o momento em que o catalisador pode ser tipicamente enviado para um vaso regenerador de FCC e regenerado em um “catalisador regenerado”. Em tal processo, o catalisador consumido pode fluir, através de uma seção de extração de corrente gasosa, para remover a maior parte ou toda a camada de hidrocarbonetos remanescentes do catalisador após separação de massa dos produtos de FCC. Este catalisador “extraído” pode, em seguida, ser enviado, via um tubo vertical de catalisador consumido, para um regenerador de FCC, para oxigenar o catalisador consumido e queimar novamente os hidrocarbonetos e coque remanescentes, para converter o catalisador consumido em catalisador regenerado.

[0007] A seção de extração pode incluir uma ou mais estruturas rígidas, conhecidas como “acondicionamento estruturado” ou “anteparo de extração”; Estas estruturas rígidas podem ser formadas de placas metálicas planas ou redes, que podem ser dispostas em predeterminados padrões para criar trajetos de fluxo e prover uma área de superfície desejada através delas, para aumentar a quantidade de corrente gasosa que pode contatar o catalisador ali. A seção de extração pode ainda incluir uma ou mais estruturas de suporte, para evitar movimento das estruturas rígidas devido à pressão da corrente gasosa, bem como outras forças dentro do vaso de leito de reação. Entretanto, estruturas de suporte convencionais podem impedir os trajetos de fluxo do catalisador e corrente gasosa através das estruturas rígidas e criar quedas de pressão indesejadas no sistema.

[0008] Como tal, permanece uma necessidade por um componente de leito de reator melhorado, e sistemas e métodos para prender estruturas rígidas em um vaso de leito de reação para sofrer turbulência dinâmica nele, bem como prover trajetos de fluxo melhorados com reduzidas quedas de pressão, para aumentar o fluxo de catalisador através do sistema de reação.

SUMÁRIO

[0009] Os fins e vantagens do assunto descrito serão expostos na e evidentes pela descrição a seguir, bem como serão instruídos pela prática do assunto descrito. Vantagens adicionais do assunto descrito serão percebidas e obtidas pelos métodos e sistemas particularmente apontados na descrição escrita e suas reivindicações, bem como pelos desenhos anexos.

[0010] Para obter estas e outras vantagens e de acordo com a finalidade do assunto descrito, como abrangido e amplamente descrito, o assunto descrito inclui um componente de leito de reator. O componente de leito de reator inclui uma grade de fundação, tendo uma pluralidade de placas de suporte substancialmente paralelas igualmente afastadas entre si por uma distância d. A pluralidade de placas de suporte substancialmente paralelas tem uma altura vertical h, com cada placa de suporte disposta em um ângulo α em relação à vertical. O componente de leito de reator ainda inclui pelo menos uma estrutura rígida, tendo uma pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas entre si por um múltiplo da distância d e dispostas no ângulo a, e uma pluralidade de segundas placas de estrutura substancialmente paralelas fixadas em e dispostas em um ângulo oposto em relação às primeiras placas de estrutura. Cada segunda placa de estrutura tem uma extensão horizontal próxima a uma sua extremidade inferior, para encaixar em uma borda superior de uma correspondente placa de suporte, e pelo menos numerosas primeiras placas de estrutura têm um comprimento estendendo-se abaixo da extensão horizontal pelo menos parcialmente sobrepondo-se em relação com as placas de suporte adjacentes, para evitar movimento horizontal da estrutura rígida em relação à grade de fundação em uma primeira direção. O componente de leito de reator ainda inclui pelo menos um prendedor, disposto para prender a estrutura rígida à grade de fundação pelo menos em relação ao movimento horizontal em uma segunda direção, oposta à primeira direção.

[0011] Por exemplo, e como corporificado aqui, o componente de leito de reator pode definir um ou mais trajetos de fluxo tendo uma área de seção transversal substancialmente constante entre a grade de fundação e a pelo menos uma estrutura rígida. Cada placa de suporte pode ser disposta em um ângulo α entre aproximadamente 15-45 graus em relação à vertical e, em algumas modalidades, o ângulo α pode ser de aproximadamente 30 graus em relação à vertical. A pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas podem ser afastadas entre si um múltiplo de 1 da distância d. O ângulo oposto pode ser substancialmente o mesmo que, mas oposto ao ângulo α em relação à vertical. Cada placa de suporte pode ter uma largura w, e a extensão horizontal pode ter um comprimento aproximadamente igual à largura da placa de suporte.

[0012] Em algumas modalidades, a pelo menos uma estrutura rígida pode incluir uma pluralidade de estruturas rígidas, e cada estrutura rígida pode ser encaixada a pelo menos uma estrutura rígida adjacente. A estrutura rígida pode incluir uma barra horizontal disposta ao longo de uma sua parte de topo para encaixar em pelo menos uma estrutura rígida adjacente. O pelo menos um prendedor pode incluir uma pluralidade de prendedores, e a grade de fundação pode incluir um membro estrutural ao longo de uma sua borda, tendo uma pluralidade de aberturas para receber um correspondente prendedor nelas.

[0013] Adicionalmente, e como corporificado aqui, o componente de leito de reator pode ser configurado para ser unido com um ou mais componentes de leito de reator adjacentes em combinação. A combinação dos componentes de leito de reator, quando montados, pode definir um formato desejado em vista em planta, tal como um formato circular. A grade de fundação pode ter uma ou mais zonas abertas definidas por selecionadas placas de suporte.

[0014] Deve ser compreendido que tanto a precedente descrição geral como a seguinte descrição detalhada são exemplares e destinadas a prover outra explicação do assunto reivindicado descrito.

[0015] Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem parte deste relatório, são incluídos para ilustrar e prover uma outra compreensão do assunto descrito. Juntamente com a descrição, os desenhos servem para explicar os princípios do assunto descrito.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] A Fig. 1 é uma vista em planta ilustrando um componente de leito de reator convencional para fins de ilustração e comparação com o assunto descrito.

[0017] A Fig. 2A é uma vista lateral em seção transversal explodida ilustrando o componente de leito de reator tomado ao longo da linha 2-2 da Fig. 1.

[0018] A Fig. 2B é uma vista lateral em seção transversal ilustrando o componente de leito de reator da Figura 2Acomo montado.

[0019] A Fig. 3A é uma vista lateral em seção transversal explodida de um componente de leito de reator exemplar de acordo com uma modalidade ilustrativa do assunto descrito.

[0020] A Fig. 3B é uma vista lateral em seção transversal ilustrando o componente de leito de reator da Fig. 3Acomo montado.

[0021] A Fig. 3C é uma vista detalhada da região 3C da Fig. 3B.

[0022] A Fig. 4A é uma vista em perspectiva explodida do componente de leito de reator da Fig. 3A.

[0023] A Fig. 4B é uma vista em perspectiva elevada do componente de leito de reator da Fig. 4Acomo montado.

[0024] A Fig. 4C é uma vista detalhada da região 4C da Fig. 4B.

[0025] A Fig. 4D é uma vista em perspectiva ampliada do componente de leito de reator montado da Fig. 4B.

[0026] A Fig. 4E é uma vista em perspectiva elevada de uma combinação exemplar dos componentes de leito de reator da Fig. 4A como montados.

[0027] A Fig. 5A é uma vista em perspectiva lateral ilustrando a montagem do componente de leito de reator da Fig. 3A.

[0028] A Fig. 5B é uma vista em perspectiva elevada de uma estrutura rígida exemplar do componente de leito de reator da Fig. 3A.

[0029] A Fig. 5C é uma vista frontal parcial de estruturas rígidas exemplares do componente de leito de reator da Fig. 5A.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERIDA DA INVENÇÃO

[0030] Referência será feita agora em detalhes a várias modalidades exemplares do assunto descrito, cujas modalidades exemplares são ilustradas nos desenhos anexos. A estrutura e o correspondente método de operação do assunto descrito serão descritos em combinação com a descrição detalhada do sistema.

[0031] O assunto descrito é geralmente direcionado aos componentes de leito de reator, bem como a sistemas e métodos para prender estruturas rígidas, tais como acondicionamento estruturado ou anteparo de extração, por exemplo, em um vaso de leito de reator. Como corporificado aqui, o vaso de leito de reator pode ser um reator de leito fluidizado ou um reator de leito acondicionado, tendo uma ou mais unidades rígidas para uso na separação dos hidrocarbonetos de um catalisador. Detalhes adicionais referentes aos reatores de leito fluidizado e outros aspectos dos processos de craqueamento catalítico fluidizado (FCC) são providos na Patente U.S. No. 8.349.170 e Publicação do Pedido de Patente U.S Nos. 2011/0240526 e 2011/0315603, cada um dos quais é incorporado aqui por referência em sua totalidade.

[0032] De acordo com o assunto descrito aqui, o componente de leito de reator geralmente inclui uma grade de fundação, uma ou mais estruturas rígidas, e um ou mais prendedores. A grade de fundação tem uma pluralidade de placas de suporte substancialmente paralelas igualmente afastadas entre si por uma distância d. A pluralidade de placas de suporte substancialmente paralelas tem uma altura vertical h, com cada placa de suporte disposta em um ângulo α em relação à vertical. Cada estrutura rígida tem uma pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas afastadas entre si por um múltiplo da distância d e dispostas no ângulo a, e uma pluralidade de segundas placas de estrutura substancialmente paralelas fixadas a e dispostas em um ângulo oposto em relação às primeiras placas de estrutura. Cada segunda placa de estrutura tem uma extensão horizontal próxima a uma sua extremidade inferior, para encaixar em uma borda superior de uma correspondente placa de suporte, e pelo menos numerosas primeiras placas de estrutura têm um comprimento estendendo-se abaixo da extensão horizontal pelo menos parcialmente sobrepondo-se em relação com as placas de suporte adjacentes, para evitar movimento horizontal da estrutura rígida em relação à grade de fundação em uma primeira direção. Cada prendedor é disposto para prender a estrutura rígida à grade de fundação pelo menos em relação ao movimento horizontal em uma segunda direção, oposta à primeira direção.

[0033] As Figuras anexas, em que numerais de referência iguais referem-se a elementos idênticos ou funcionalmente similares em todas as visualizações separadas, servem para ainda ilustrar várias modalidades e para explicar vários princípios e vantagens, todos de acordo com o assunto descrito. Para fins de comparação, uma modalidade exemplar de uma unidade de suporte convencional é representada nas Figs. 1-2B, enquanto, para fins de explicação e ilustração, e não de limitação, modalidades exemplares do componente de leito de reator, de acordo com o assunto descrito, são mostradas nas Figs. 3A-5C. Embora o presente assunto exposto seja descrito com respeito a um componente de leito de reator para um reator de leito circular em um processo de craqueamento catalítico de fluido, uma pessoa hábil na técnica reconhecerá que o assunto descrito não é limitado à modalidade ilustrativa, e que o componente pode ser usado para fixar qualquer estrutura rígida adequada em qualquer câmara adequada.

[0034] Para fins de comparação com e ilustração do assunto descrito, com referência a um componente de leito de reator convencional, ilustrado nas Figs. 1-2B, um componente de leito de reator 1000 inclui uma estrutura de pá 10 suportada por uma grade de fundação 20. Desta maneira, a grade de fundação 20 evita da estrutura de pá 10 cair abaixo da altura instalada. Como mostrado, por exemplo, nas Figs. 2A-2B, uma unidade de fixação convencional 30 pode ser empregada para poder restringir ou evitar o movimento da estrutura de pá 10 em uma direção oposta à grade de fundação 20. A unidade de fixação 30 pode incluir pelo menos uma placa para formar uma viga estrutural 90, que é disposta para prender o topo da estrutura de pá 10. Por exemplo, e como representado na Fig. 1, uma pluralidade de unidades de fixação 30 pode ser requerida para transpor através da cápsula de vaso de pressão 80 em um modo paralelo, revestindo substancialmente toda a seção transversal do componente de leito de reator 1000. As vigas da unidade de fixação 30 podem ser unidas à cápsula de vaso de pressão 80 em vários locais terminais 70. A extensão total das vigas estruturais 90 pode ser variada para manter uma distância média da cápsula de vaso de pressão.

[0035] Em operação, o leito de reator pode experimentar turbulência ascendente; que é a força de turbulência que pode fluir para cima através da grade de fundação 20 até a estrutura de pá 10. A unidade de fixação 30, portanto, é configurada para superar tal força turbulenta aplicada à estrutura de pá 10. No entanto, o tamanho e a localização da unidade de fixação 30, em relação à estrutura de pá 10, podem restringir, bloquear ou de outro modo interromper os trajetos de fluxo 40 através do componente de leito de reator 100, o que, como descrito acima, pode reduzir o desempenho do leito de reator.

[0036] Além disso, como mostrado, por exemplo, nas Figs. 2A-2B, a grade de fundação 20 inclui placas perpendiculares 22, que, quando o componente de leito de reator 100 é instalado, limita ou encaixa as placas inclinadas 12 da estrutura de pá 10. Como tal, as junções resultantes 50 das placas perpendiculares 22 e das placas inclinadas 12 ainda restringem ou obstruem os trajetos de fluxo 40.

[0037] Adicionalmente, o tamanho da unidade de fixação 30 consome volume interno no leito de reator e, assim, pode reduzir a quantidade de volume disponível para inventariar o catalisador. A presença da unidade de fixação pode também impedir ou evitar a capacidade de inspecionar, reparar ou remover o vaso de pressão sem remover as vigas estruturais 90 do vaso de pressão e, assim, pode aumentar o custo, devido à utilização de equipamento de elevação especial e maiores locais de acesso de vaso para o equipamento.

[0038] Com referência agora a uma modalidade ilustrativa das Figs. 3A-3C, um componente de leito de reator 1010 inclui uma grade de fundação 110 com placas de suporte paralelas 112 igualmente afastadas entre si por uma distância d. Cada uma das placas de suporte paralelas 112 estende-se em uma altura vertical h e, assim, pode definir um plano de referência horizontal através da altura h de cada placa de suporte paralela. Cada placa de suporte paralela é disposta em um angulo α em relação à vertical. Por exemplo, e sem limitação, cada placa de suporte paralela pode ser disposta em um ângulo α dentro de uma faixa de cerca de 15 a 45 graus em relação à vertical e, em algumas modalidades, o ângulo α pode ser de aproximadamente 30 graus em relação à vertical. Neste arranjo, a grade de fundação 110 pode prover um suporte primário para uma ou mais estruturas rígidas, tais como acondicionamento estruturado ou anteparo de extração, como descrito mais abaixo.

[0039] Como mostrado, por exemplo, nas Figs. 3A-3C, o componente de leito de reator 1010 inclui uma estrutura rígida 100 com primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas 102 afastadas entre si por um múltiplo da distância d das placas de suporte 112 e disposta no ângulo α das placas de suporte paralelas. Por exemplo, e como corporificado aqui, o múltiplo da distância d pode ser 1, e como tal, cada primeira placa de suporte 112 pode ser afastada entre si uma distância d e corresponder a uma correspondente distância das placas de suporte 112. Alternativamente, cada primeira placa de estrutura 102 pode ser afastada entre si por um outro múltiplo da distância d, tal como 2, 3 ou qualquer número adequado, e como tal, cada primeira placa de estrutura 102 pode ser afastada entre si por cada outra placa de estrutura 102 com 2, 3, ou qualquer número adequado de placas de suporte 112 dispostas entre elas.

[0040] A estrutura rígida 100 ainda inclui segundas placas de estrutura substancialmente paralelas 104 fixadas a e dispostas em um ângulo oposto em relação às primeiras placas de estrutura 102. Como mostrado, por exemplo, nas Figs. 4A-4E, e como corporificado aqui, as primeiras placas de estrutura 102 e as segundas placas de estrutura 104 podem ser dispostas em um padrão intercalado, de modo que as primeiras placas de estrutura 102 alternem com as segundas placas de estrutura 104 em um padrão transversal ao longo do comprimento da estrutura rígida 100. Além disso, e como corporificado aqui, o ângulo oposto a’ das segundas placas de estrutura 104 pode ser igual ao ângulo α das primeiras placas de estrutura 102, porém, em orientação oposta em relação à vertical. Ângulos alternativos também podem ser usados nas segundas placas de estrutura 104, se adequados para a aplicação destinada.

[0041] Como representado nas Figs. 3A-3C, a estrutura rígida 100 pode encaixar na grade de fundação 110 para restringir ou evitar o movimento indesejado da estrutura rígida 100 em relação à grade de fundação 110. Por exemplo, uma ou mais das segundas placas de estrutura 104 pode incluir uma extensão horizontal 106 próxima a uma sua extremidade inferior, que pode encaixar em uma borda superior 116 de uma correspondente placa de suporte 112 ao longo do plano de referência horizontal, para evitar movimento descendente da estrutura rígida 100 em relação à grade de fundação 110 e, assim, suportar a estrutura rígida 100 sobre ela. Como corporificado aqui e representado na Fig. 3C, cada placa de suporte 112 pode ter uma largura w1, e a extensão horizontal 106 pode ter um comprimento aproximadamente igual à largura w1 da placa de suporte 112, por exemplo, para encaixar substancialmente toda a borda superior 116 da correspondente placa de suporte 112, preferivelmente, sem definir a borda exposta, a fim de evitar ou minimizar fluxo turbulento.

[0042] Além disso, e para evitar movimento horizontal em pelo menos uma direção, alguma ou todas as primeiras placas de estrutura 102 podem ter um comprimento 108 estendendo-se abaixo da extensão horizontal 106, como mostrado, por exemplo, na Fig. 3A. Como tal, e com a extensão horizontal 106 suportada sobre as placas de suporte 112, o comprimento 108 das primeiras placas de estrutura 102 pode estender-se abaixo do plano de referência horizontal definido pelas bordas superiores 116, a fim de pelo menos parcialmente sobrepor-se e, em algumas modalidades, pode substancialmente sobrepor-se com placas de suporte adjacentes 112, como o exemplo mostrado na Fig. 3B. Desta maneira, as primeiras placas de estrutura 102, dispostas em ângulo a e sobrepondo-se com as placas de suporte adjacentes 112, podem evitar desalojamento da estrutura rígida 100 da grade de fundação, bem como movimento horizontal da estrutura rígida 100 em relação à grade de fundação 110 em uma primeira direção x1.

[0043] Como mostrado, por exemplo, nas Figs. 3A, 3B e 4A, a grade de fundação 110 pode incluir uma ou mais aberturas 115 para receber um prendedor 120. O prendedor 120 é disposto para prender a estrutura rígida 100 à grade de fundação 110, pelo menos em relação ao movimento horizontal em uma segunda direção x2, oposta à primeira direção x1, como representado na Fig. 3B. Por exemplo, e como corporificado aqui e representado na Fig. 4A, múltiplas aberturas 115 podem ser substancialmente dispostas em linha ao longo de pelo menos uma extremidade da grade de fundação 110, para definir uma passagem de prendedor 118. Provavelmente, cada estrutura rígida 100 pode incluir uma ou mais aberturas 105, por exemplo, em uma ou mais extensões horizontais 108 dispostas em uma extremidade da estrutura rígida 100 correspondendo à passagem de prendedor 118 da grade de fundação 110. Da mesma maneira, cada estrutura rígida 100 pode incluir uma ou mais aberturas 105, por exemplo, em uma ou mais extensões horizontais 108 dispostas em uma extremidade da estrutura rígida 100 correspondendo à passagem de prendedor 118 da grade de fundação 110. A passagem de prendedor 118 pode, assim, ser uniforme e em linha e, assim, permitir mais fácil instalação das ferragens de fixação, bem como mais fácil inspeção das ferragens de fixação de cima do componente de leito de reator 1010 em comparação com os componentes convencionais. Adicional ou alternativamente, as aberturas 115 podem ser dispostas ao longo de um ou mais lados adicionais da grade de fundação 110, e cada estrutura rígida pode incluir uma ou mais aberturas 105, por exemplo, em uma extensão horizontal 108 disposta ao longo dos lados da estrutura rígida 100 correspondendo aos lados da grade de fundação 110.

[0044] Como representado nas Figs. 4A-4E, e com referência a um componente de leito de reator 1010 para um leito de reator tendo um formato circular em vista em planta, como representado na Fig. 4E, a grade de fundação 110 pode ter uma estrutura substancialmente trapezoidal, com um membro de estrutura arqueada unindo as pernas do trapezoide em uma primeira extremidade, e um membro de estrutura reta unindo as pernas do trapezoide em uma segunda extremidade, oposta à primeira extremidade. A passagem de prendedor 118 pode ser disposta ao longo do membro de estrutura reta da grade de fundação 110. Adicional ou alternativamente, as aberturas 115 para os prendedores 120 podem ser dispostas ao longo dos lados da grade de fundação e/ou ao longo do membro de estrutura arqueada da grade de fundação 110. Formatos alternativos para a grade de fundação 110 e estrutura rígida 100 também podem ser providos, dependendo do formato do vaso de reator.

[0045] De acordo com o assunto descrito, pelo menos um componente de leito de reator 1010 é disposto dentro de um vaso de reator. Entretanto, e como corporificado aqui, uma pluralidade de componentes de leito de reator 1010 pode ser provida para ser montada e usada em combinação. Por exemplo, e como ilustrado nas Figs. 4A-4E, o componente de leito de reator 1010 pode ser configurado para ser unido com um ou mais componentes de leito de reator adjacentes 1010. Como representado na Fig. 4E, a combinação de componentes de leito de reator 1010, como montados, pode definir um formato cilíndrico (isto é, um formato circular em vista em planta). Como corporificado aqui, a grade de fundação 110 de um componente de leito de reator 1010 pode ser direta ou indiretamente ligada à grade de fundação 110 de componentes de leito de reator adjacentes 1010 próximos às pernas laterais das grades de fundação 110 dos componentes de leito de reator 1010. Nesta configuração, cada parte arqueada da grade de fundação 110 pode definir um setor de formato circular resultante da combinação de componentes de leito de reator, as grades de fundação arqueadas 110 em combinação definem uma parte externa da combinação dos componentes de leito de reator.

[0046] Além de estruturas rígidas substancialmente similares 100, cada uma definindo uma seção, uma ou mais grades de fundação adicionais 110 podem ser providas para formar os componentes de leito de reator adicionais 1010. Por exemplo, como representado na Fig. 4E, um ou mais componentes de leito de reator internos 1020 podem definir a parte interna da combinação dos componentes de leito de reator. Como corporificado aqui, a grade de fundação 110 dos componentes de leito de reator internos 1020 pode ter um formato substancialmente trapezoidal, com cada base e perna sendo definidas por um membro estrutural substancialmente reto, com cada perna e uma base limitando as bases com bordas retas das grades de fundação 110 dos componentes de leito de reator externos 1010, e a outra base limitando uma correspondente base adjacente de componentes de leito de reator internos 1020. Por exemplo, e como ilustrado na Fig. 4E, a combinação 1060 de componentes de leito de reator pode incluir seis componentes de leito de reator externos 1020 definindo a parte externa da combinação 1060, e dois componentes de leito de reator internos 1010 definindo a parte interna da combinação 1060. Qualquer combinação de componentes é possível com apenas dois componentes formando a combinação. É possível usar dois, três, quatro ou mais componentes de leito de reator externos. O número e a configuração dos componentes de leito de reator internos serão determinados baseados no número de componentes de leito de reator externos. Por exemplo, nenhum componente de leito de reator interno é necessário quando somente dois componentes de leito de reator externos são utilizados. Também se considera que o(s) componente(s) de leito de reator pode(m) ter uma configuração circular. Com um tal arranjo, os componentes de leito de reator [0047] terão uma parte interna para conformar-se ao formador do leito de reator interno.

[0048] Os componentes de leito de reator 1010, 1020 são mantidos em posição pela sua geometria. Nenhum prendedor adicional é necessário. Além disso, os componentes de leito de reator externos 1010 são mantidos em posição dentro do vaso de pressão 80 sem solda. A combinação modular dos componentes de leito de reator 1010, 1020 pode permitir que a combinação seja manufaturada e instalada usando partes relativamente compactas, que podem permitir instalação menos complicada em comparação com sistemas convencionais maiores. Além disso, a complexidade reduzida total dos componentes de leito de reator 1010, 1020 em comparação com os componentes convencionais pode prover reduzida fabricação, instalação, manutenção unitária e custos de material em comparação com os componentes convencionais.

[0049] Adicionalmente, como mostrado, por exemplo, nas Figs. 4A-4E, algum ou todos os componentes de leito de reator 1010, 1020 podem, cada um, incluir uma zona aberta 180 nele. A zona aberta 180 pode ser definida por selecionadas placas de suporte 112 dispostas ao redor e/ou configuradas para formar o perímetro da zona aberta 180, como mostrado na Fig. 4A. A zona aberta 180 pode ser ainda definida por um membro estrutural anular circundando a zona aberta 180 e unido às selecionadas placas de suporte 112. Além disso, a estrutura rígida 100 pode ser livre de placas de estrutura 102, 104 na área correspondente à zona aberta 180. A zona aberta 180 pode, assim, prover acesso através dos componentes de leito de reator 1010, 1020 para ferragens de vaso interno adicional, que podem ser, por exemplo e sem limitação, tubos de conduto de ciclones instalados no vaso de pressão. A zona aberta 180 não é destinada a ser limitada ao formato anular ilustrado nas Figuras; de preferência, outras geometrias são consideradas, incluindo mas não limitadas à triangular, retangular, quadrada e outros polígonos. É considerado que tais zonas abertas podem ser utilizadas, por exemplo, como entradas de caminho para homens, passagens de tubo ou conduto, poços térmicos e aberturas para outros componentes associados com as tecnologias de leito de fluido.

[0050] Como representado nas Figs. 5A-5C, a pelo menos uma estrutura rígida 100 pode incluir uma pluralidade de estruturas rígidas 100. Cada estrutura rígida 100 pode ser encaixada em pelo menos uma estrutura rígida adjacente 100. Por exemplo, uma barra horizontal 190 pode ser disposta ao longo de uma extremidade de uma estrutura rígida 100. Desta maneira, um conjunto externo de estruturas rígidas 100 pode ser instalado e fixado sequencialmente à grade de fundação 110, como representado na Fig. 5Ae como discutido aqui. Um conjunto interno de estruturas rígidas 100’ pode, em seguida, ser instalado e fixado ao conjunto externo de estruturas rígidas 100, instalando-se uma barra horizontal 190 ao longo de uma extremidade das estruturas rígidas internas 100’.

[0051] Com referência novamente às Figs. 3A-3C, o componente de leito de reator 1010 define trajetos de fluxo 140, 150 através da grade de fundação 110 e até através da estrutura rígida 100. Os trajetos de fluxo 140, 150 podem ter uma largura substancialmente uniforme w2 por todo o trajeto de fluxo. Desta maneira, quedas de pressão, através dos trajetos de fluxo 140, 150 do componente de leito de reator 1010 e, assim, do sistema de vaso de pressão total, podem ser reduzidas, o que pode melhorar a produção de catalisador extraído através da zona de extração do vaso de pressão.

[0052] A estrutura rígida 100 e a grade de fundação 110 e, consequentemente, o componente de leito de reator 1010 formado, são preferivelmente formados de metal (preferivelmente o mesmo material que o vaso circundante, de modo que os componentes tenham coeficientes de expansão similares). Nas aplicações de teste de fluxo frio, considera-se que os componentes possam ser formados de plástico.

[0053] Embora o assunto exposto seja descrito aqui em termos de certas modalidades preferidas, aqueles hábeis na técnica reconhecerão que várias modificações e melhorias podem ser feitas ao assunto descrito sem desvio de seu escopo. Além disso, embora aspectos individuais de uma modalidade do assunto descrito possam ser discutidos aqui ou mostrados nos desenhos de uma modalidade e não de outras modalidades, deve ser evidente que aspectos individuais de uma modalidade podem ser combinados com um ou mais aspectos de outra modalidade, ou com aspectos de uma pluralidade de modalidades.

[0054] A unidade descrita aqui pode ser utilizada em qualquer sistema de reator ou processo para refinamento petroquímico utilizando tecnologia de leito de fluido. Considera-se que o assunto atualmente descrito possa ser usado em combinação com várias tecnologias de leito de fluido, incluindo mas não limitado à (i) preparação de pelo menos um de: anidrido ftálico, acetato de vinila, acrilonitrila, dicloreto de etileno, clorometano, anidrido maleico, polietileno, polipropileno, e o-cresol; (ii) síntese de Fischer-Tropsch; (iii) craqueamento cat. de óleo residual; (iv) conversão de pelo menos um metanol em olefinas (MTO), metanol em aromáticos (MTA), metanol em paraxileno (MTP), metanol em gasolina (MTG), Metanol em diesel (MTD), singás em olefinas, singás em aromáticos, singás em paraxileno, carvão em olefinas, carvão em aromáticos, Metilação de Benzeno e/ou Tolueno com Metanol ou DME em Aromáticos, Metilação de Benzeno e/ou Tolueno com Metanol ou DME em Paraxileno, Etilação de Tolueno em MEB (metiletilbenzeno), Etilação de Benzeno em DEB (Dietilbenzeno), Biomassas em Olefinas, Biomassa em Aromáticos, e Biomassa em Gasolina.

[0055] Além das modalidades específicas reivindicadas abaixo, o assunto descrito também é direcionado a outras modalidades, tendo qualquer outra possível combinação dos aspectos dependentes reivindicados abaixo e aqueles descritos acima. Como tal, os aspectos particulares apresentados nas reivindicações dependentes e descritos acima podem ser combinados entre si de outras maneiras dentro do escopo do assunto descrito, de modo que o assunto descrito deve ser reconhecido como também especificamente dirigido a outras modalidades, tendo quaisquer outras possíveis combinações. Assim, a descrição precedente das específicas modalidades do assunto descrito foi apresentada para fins de ilustração e descrição. Não se destina a ser exaustiva ou a limitar o assunto descrito àquelas modalidades expostas.

[0056] Modalidades Adicionais [0057] Modalidade 1. Um componente de leito de reator, compreendendo: uma grade de fundação, tendo uma pluralidade de placas de suporte substancialmente paralelas igualmente afastadas entre si por uma distância d, a pluralidade de cada uma das placas de suporte substancialmente paralelas tendo uma altura vertical h, cada placa de suporte disposta em um ângulo a em relação à vertical; pelo menos uma estrutura rígida, tendo uma pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas entre si por um múltiplo da distância d e dispostas no ângulo a, e uma pluralidade de segundas placas de estrutura substancialmente paralelas fixadas em e dispostas em um ângulo oposto a em relação às primeiras placas de estrutura; cada segunda placa de estrutura tendo uma extensão horizontal próxima a uma sua extremidade inferior, para encaixar em uma borda superior de uma correspondente placa de suporte, e pelo menos numerosas primeiras placas de estrutura tendo um comprimento estendendo-se abaixo da extensão horizontal pelo menos parcialmente sobrepondo-se em relação com as placas de suporte adjacentes, para evitar movimento horizontal da estrutura rígida em relação à grade de fundação em uma primeira direção; e pelo menos um prendedor, disposto para prender a estrutura rígida à grade de fundação pelo menos em relação ao movimento horizontal em uma segunda direção, oposta à primeira direção.

[0058] Modalidade 2 .O componente de leito de reator da Modalidade 1, em que o componente de leito de reator define um ou mais trajetos de fluxo tendo uma área de seção transversal substancialmente constante entre a grade de fundação e a pelo menos uma estrutura rígida.

[0059] Modalidade 3 .0 componente de leito de reator das Modalidades 1 ou 2, em que o ângulo α é entre aproximadamente 15-45 graus em relação à vertical.

[0060] Modalidade 4 .O componente de leito de reator da Modalidade 3, em que o ângulo α é aproximadamente 30 graus em relação à vertical.

[0061] Modalidade 5 .O componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-4, em que a pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas é afastada entre si um múltiplo de 1 da distância d.

[0062] Modalidade 6 .O componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-5, em que o ângulo oposto a’ é substancialmente o mesmo que, mas oposto ao ângulo α em relação à vertical.

[0063] Modalidade 7 .O componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-6, em que cada placa de suporte tem uma largura w, e ainda, em que a extensão horizontal tem um comprimento aproximadamente igual à largura da placa de suporte.

[0064] Modalidade 8 .O componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-7, em que a pelo menos uma estrutura rígida compreende uma pluralidade de estruturas rígidas, cada estrutura rígida encaixada em pelo menos uma estrutura rígida adjacente.

[0065] Modalidade 9 .O componente de leito de reator da Modalidade 8, em que a estrutura rígida inclui uma barra horizontal disposta ao longo de uma sua parte de topo, para encaixar a pelo menos uma estrutura rígida adjacente.

[0066] Modalidade 10.0 componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-9, em que o pelo menos um prendedor inclui uma pluralidade de prendedores, a grade de fundação compreendendo um membro estrutural ao longo de uma sua borda, o membro estrutural tendo uma pluralidade de aberturas para receber um correspondente prendedor nele.

[0067] Modalidade 11 .0 componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-10, em que o componente de leito de reator é configurado para ser unido com um ou mais componentes de leito de reator adjacentes em combinação.

[0068] Modalidade 12.0 componente de leito de reator da Modalidade 11, em que a combinação de componentes de leito de reator, quando montados, define um formato circular em vista em planta.

[0069] Modalidade 13.0 componente de leito de reator de qualquer uma das Modalidades 1-12, em que a grade de fundação tem uma zona aberta definida nela por selecionadas placas de suporte.

[0070] Será evidente àqueles hábeis na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas no método e sistema do assunto descrito, sem desvio do espírito ou escopo do assunto descrito. Assim, pretende-se que o assunto descrito inclua modificações e variações que estão dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Componente de leito de reator caracterizado pelo fato de que compreende: uma grade de fundação tendo uma pluralidade de placas de suporte substancialmente paralelas igualmente afastadas entre si por uma distância d, a pluralidade de cada uma das placas de suporte substancialmente paralelas tendo uma altura vertical h, cada placa de suporte disposta em um ângulo α em relação à vertical; pelo menos uma estrutura rígida tendo uma pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas afastadas entre si por um múltiplo da distância d e dispostas no ângulo a, e uma pluralidade de segundas placas de estrutura substancialmente paralelas fixadas em e dispostas em um ângulo oposto a’ em relação às primeiras placas de estrutura; cada segunda placa de estrutura tendo uma extensão horizontal próxima a sua extremidade inferior, para engatar uma borda superior de uma correspondente placa de suporte, e pelo menos um número de primeiras placas de estrutura tendo um comprimento estendendo-se abaixo da extensão horizontal em relação pelo menos parcialmente de sobreposição as placas de suporte adjacentes, para evitar movimento horizontal da estrutura rígida em relação à grade de fundação em uma primeira direção; e pelo menos um prende dor, disposto para prender a estrutura rígida à grade de fundação pelo menos em oposição ao movimento horizontal em uma segunda direção, oposta à primeira direção.

2. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de leito de reator define um ou mais trajetos de fluxo, tendo uma área de seção transversal substancialmente constante entre a grade de fundação e a pelo menos uma estrutura rígida.

3. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ângulo α está entre aproximadamente 15-45 graus em relação à vertical.

4. Componente de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o ângulo α é de aproximadamente 30 graus em relação à vertical.

5. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de primeiras placas de estrutura substancialmente paralelas é afastada entre si por um múltiplo de 1 da distância d.

6. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ângulo oposto a’ é substancialmente o mesmo que, mas oposto ao ângulo α em relação à vertical.

7. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada placa de suporte tem uma largura w, e ainda, em que a extensão horizontal tem um comprimento aproximadamente igual à largura da placa de suporte.

8. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma estrutura rígida compreende uma pluralidade de estruturas rígidas, cada estrutura rígida engatada a pelo menos uma estrutura rígida adjacente.

9. Componente de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a estrutura rígida inclui uma barra horizontal disposta ao longo de uma parte de topo da mesma, para engatar a pelo menos uma estrutura rígida adjacente.

10. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um prendedor inclui uma pluralidade de prendedores, a grade de fundação compreendendo um membro estrutural ao longo de sua borda, o membro estrutural tendo uma pluralidade de aberturas para receber um correspondente prendedor no mesmo.

11. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de leito de reator é configurado para ser unido com um ou mais componentes de leito de reator adjacentes em combinação.

12. Componente de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a combinação de componentes de leito de reator, quando montados, define um formato circular em vista em planta.

13. Componente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a grade de fundação tem uma zona aberta definida na mesma por placas de suporte selecionadas.