BR112016019408B1

BR112016019408B1 - módulos de grade livres de gaxetas para suporte de catalisador e um sistema modular disto

Info

Publication number: BR112016019408B1
Application number: BR112016019408-0A
Authority: BR
Inventors: Jesperøm Rune Bergstr
Original assignee: Haldor Topsøe A/S
Priority date: 2014-03-21
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2020-12-01
Also published as: CN105992639B; WO2015140331A3; WO2015140331A2; EA033478B1; EP3119509A2; US20160310923A1; BR112016019408A2; EA201691885A1; US10232334B2; CN105992639A

Abstract

MÓDULOS DE GRADE LIVRES DE GAXETAS PARA SUPORTE DE CATALISADOR E UM SISTEMA MODULAR DISTO. Um módulo de grade para um suporte de catalisador compreendendo um ou mais lados arranjados com uma parte de conexão de módulo para encaixar em uma conexão de macho/fêmea com uma parte de conexão de recebimento de casamento em uma estrutura externa.

Description

MÓDULOS DE GRADE LIVRES DE GAXETAS PARA SUPORTE DE CATALISADOR E UM SISTEMA MODULAR DISTO

[001] Esta invenção diz respeito a módulos de grade para suporte de catalisador.

[002] Suportes de catalisadores em vários tipos de reatores, tais como reatores de hidroprocessamento, são construídos por meio de diversas grades modulares. Cada módulo tem um peso de 100-500 kg. Durante operação de manutenção, 1 a 3 módulos de grade tipicamente são removidos para permitir a passagem de operadores para os níveis mais baixos dos reatores, e assim algumas das grades modulares servem como passagens de pessoal.

[003] Grades modulares em sistemas conhecidos são apertadas contra as vigas de suporte e umas contra as outras por meio de gaxetas. Estanqueidade tem que ser de tal maneira que catalisador ou quaisquer outras partículas ou fragmentos sólidos são impedidos de passar através do suporte de catalisador. Isto é, o encaixe entre módulos e estruturas externas tais como outros módulos, vigas de suporte, etc. precisa ser relativamente apertado a fim de impedir vazamento de fragmentos mesmo quando existe uma diferença de pressão através da grade de suporte. Se vazamento acontecer, a consequência é falha e quebra do equipamento abaixo tal como bandeja distribuidora, misturador ou outro.

[004] Uma vez que a operação de manutenção tenha sido executada, os módulos de suporte de catalisador conhecidos são remontados e, por meio de gaxetas, estanqueidade com relação ao suporte é assegurada.

[005] Entretanto, o uso de gaxetas tem sido comprovado como trabalhoso na prática. Operações trabalhosas acontecem durante a prática de desmontagem das grades modulares, já que as gaxetas, submetidas a operações envolvendo alta temperatura, pressão e matéria-prima pegajosa, tendem a ficar grudadas de tal maneira que remoção da gaxeta propriamente dita pode levar de 30 minutos até várias horas. De forma similar, operações trabalhosas acontecem também durante remontagem, já que as gaxetas tendem a deslizar para longe de sua posição. A fim de facilitar operações algumas vezes gaxetas coladas são usadas.

[006] Entretanto, por causa de espaço confinado, equipamento de proteção e do alto peso do módulo individual, a manobralidade do módulo no espaço é limitada e remontagem de um módulo de grade pode oferecer desafios. Tanto na desmontagem quanto na remontagem da grade modular, desafios oferecidos pelas gaxetas aumentam desnecessariamente o tempo que o operador permanece no espaço confinado e por esta razão sua exposição ao risco.

[007] Assim existe uma necessidade com relação a novos sistemas de grades de suporte de catalisadores e modos de manuseá-los especialmente a fim de otimizar os procedimentos com relação à manutenção.

[008] Em um primeiro aspecto dos módulos e sistemas de grades de acordo com o parágrafo de abertura, é fornecido módulos e sistemas de grades que capacitam instalação mais eficiente.

[009] Em um segundo aspecto dos módulos e sistemas de grades de acordo com o parágrafo de abertura, é fornecido módulos e sistemas de grades que reduzem a necessidade de gaxetas,

[010] Em um terceiro aspecto dos módulos e sistemas de grades de acordo com o parágrafo de abertura, é fornecido módulos e sistemas de grades que capacitam manuseio otimizado e mais seguro de módulos de passagem de pessoal durante manutenção.

[011] Estas e outras vantagens são alcançadas por meio de um módulo de grade para um suporte de catalisador compreendendo um ou mais lados arranjados com uma parte de conexão de módulo para encaixar em uma conexão de macho/fêmea com uma parte de conexão de recebimento de casamento em uma estrutura externa pela qual uma conexão estanque entre o módulo e uma ou mais estruturas externas é alcançada. Surpreendentemente a conexão formada entre o módulo de grade e a estrutura externa foi demonstrada pelo requerente como sendo estanque o suficiente para permitir uma conexão livre de gaxeta entre módulo de grade e estrutura externa. Como a conexão de macho/fêmea pode ser livre de gaxeta os processos demorados conhecidos para manutenção que incluem remoção completa ou parcial de um ou mais módulos de grade podem ser evitados pela presente invenção. A conexão de macho/fêmea, além disso, permite instalação fácil quando o suporte de catalisador é instalado inicialmente já que os módulos de grade podem ser fixados uns aos outros e/ou a outras estruturas externas por meio de pelo menos a conexão de macho/fêmea alcançada pela parte de conexão de módulo e uma parte de conexão de recebimento de casamento.

[012] A conexão de macho/fêmea também pode ser usada para guiar e fixar os módulos de grade durante instalação, simplificando desse modo o processo de instalação.

[013] O projeto especifico da conexão de macho/fêmea e assim da parte de conexão de módulo pode variar. Isto é, um módulo de grade pode compreender um primeiro, segundo e/ou terceiro tipo de parte de conexão de módulo.

[014] O módulo de grade pode ser um módulo de grade de passagem de pessoal ou um módulo de grade regular. Um módulo de grade de passagem de pessoal é um módulo que é arranjado para ser removido temporariamente durante manutenção do reator para permitir que pessoal use a abertura criada pela remoção de uma ou mais grades de passagem de pessoal como uma passagem e capacitar desse modo acesso às partes inferiores do reator. Em relação aos módulos de grade de passagem de pessoal, a conexão sem gaxeta é altamente vantajosa.

[015] Módulos de grade regular são módulos que constituem as partes remanescentes da grade de suporte de catalisador (isto é, não passagens de pessoal) ou pelo menos partes das partes remanescentes da grade de suporte de catalisador.

[016] A estrutura externa à qual o módulo de grade de passagem de pessoal e/ou o módulo regular podem se conectar ao longo de um ou mais lados pode ser uma armação de passagem de pessoal, parede de viga, (um outro) módulo de grade regular e/ou (um outro) módulo de grade de passagem de pessoal, fornecendo desse modo pelo menos uma vedação sem gaxeta entre a parte de conexão de módulo no módulo de grade e a parte de conexão de recebimento em uma ou mais estruturas externas. Assim, o módulo de grade na forma de um módulo de grade de passagem de pessoal ou de um módulo de grade regular pode se conectar a várias estruturas em relação à grade de suporte de catalisador. As estruturas são referidas aqui como estruturas externas já que elas não são parte do módulo de grade propriamente dito e, por exemplo, podem ser outros módulos de grade ou estruturas de suporte tais como vigas, armações, etc. arranjadas para suportar módulos de grade.

[017] Cada módulo de grade pode compreender um ou mais lados com uma ou mais partes de conexão de módulo. As partes de conexão de módulo podem ficar em lados diferentes e podem ser do mesmo ou de tipos diferentes arranjados para criar uma conexão de macho/fêmea com uma parte de conexão de recebimento.

[018] Um módulo de grade pode ser retangular, triangular ou de outra forma dependendo do espaço que ele tem que cobrir. Isto também significa que alguns módulos de grade podem ter um ou mais lados curvados tais como, por exemplo, onde o módulo de grade é arranjado para ficar em contato com uma parede interna de reator.

[019] Por exemplo, um módulo de grade pode compreender um primeiro, segundo e/ou terceiro tipo de parte de conexão de módulo. Os tipos diferentes de partes de conexão podem ser arranjados, por exemplo, para permitir fácil remoção que pode ser benéfica em módulos de grade de passagem de pessoal. Também é possivel que alguns tipos de partes de conexão sejam arranjados para permitir instalação simples do módulo de grade em uma estrutura maior de módulos de grade/estruturas externas interligadas que, por exemplo, pode ser relevante para os módulos de grade regular.

[020] O primeiro, segundo e/ou terceiro tipo de parte de conexão de módulo tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma do tipo 1 ou L. Formas de U podem ser arranjadas para se conectar com uma parte de recebimento tendo uma forma de U ou 1, ou L ou outra forma que possa travar em uma conexão estanque com a parte de conexão de módulo. De modo similar, formas do tipo 1 ou L podem ser arranjadas para travar em uma conexão estanque com a parte de conexão de módulo tal como várias formas de U.

[021] Onde dois ou mais módulos de grade têm que ser conectados pelo menos um módulo de grade pode compreender uma parte de recebimento de módulo, isto é, uma parte no módulo de grade arranjada para receber a parte de conexão de módulo de um outro módulo de grade.

[022] Partes de conexão e partes de recebimento de módulo podem ser dos mesmos tipos dependendo de configuração e uso especifico de cada parte. A questão chave é que a parte de recebimento e a parte de conexão formem uma conexão de macho/fêmea.

[023] Entretanto se uma definição especifica for necessária ela pode, por exemplo, definida que partes de conexão de módulo são formas de U ou L invertidas e partes de recebimento de módulo são formas de U ou L, isto é, por exemplo, elas podem ser nomeadas por sua orientação em uso. Esta notação pode ser estendida para partes de conexão em estruturas externas em cujo caso partes externas, por exemplo, podem ter uma parte de conexão para conectar a uma parte de recebimento de módulo.

[024] Em muitas modalidades vantajosas a seção transversal de conexão tem uma forma de S já que esta forma fornece um caminho relativamente longo para quaisquer fragmentos, poeira, etc. que possam entrar no caminho, o que significa que os fragmentos, poeira, etc. ficarão agarrados ou assentarão de outro modo no caminho. Isto é, a seção transversal em forma de S fornece uma vedação sem gaxeta altamente efetiva.

[025] Em outras modalidades a seção transversal de conexão pode ter uma forma de quase S, tal como Z ou L.

[026] A fim de assegurar que a conexão de macho/fêmea pode funcionar de forma ideal em uma configuração sem gaxeta o espaço livre/folga na seção transversal de conexão pelo menos em algumas áreas é pequeno. Se o espaço livre/folga na seção transversal de conexão pelo menos em algumas áreas for menor que 4 mm, tal como 1-3 mm, particulados que com um fluxo de ar entram no caminho na conexão serão parados em alguma parte no caminho (tal como no caminho em forma de S de uma seção transversal de conexão em forma de S).

[027] Seções transversais de conexão com dobras/encurvamentos podem ajudar adicionalmente na acumulação de fragmentos no caminho de seção transversal de conexão.

[028] Pelo fato de a presente invenção permitir que módulos de grade sejam arranjados com espaço livre/folga em relação a outros módulos de grade e/ou estruturas externas melhora muito as exigências para a tolerância em dimensões durante produção, já que pode ser permitido que dimensões variem dentro de uma faixa tai como de menos que 1 mm a vários mm. Este espaço livre/folga na seção transversal de conexão também torna mais fácil instalar os módulos/sistema de grade já que pode ser exigido menos precisão em alinhamento de módulos, etc.

[029] As partes de conexão e/ou de recebimento podem ser formadas por meio de seções metálicas soldadas e/ou dobradas. As seções metálicas preferivelmente são dimensionadas para assegurar estabilidade enquanto que ainda sendo manuseadas de modo razoavelmente fácil na oficina. Por exemplo, as seções metálicas são de placas de metal com uma espessura de 2 - 10 mm, tal como 5 mm.

[030] Especialmente os módulos de grade de passagem de pessoal podem compreender um lado livre arranjado para ficar em contato com um segundo módulo de grade de passagem de pessoal já que isto pode fornecer uma solução para uma passagem de pessoal compreendendo pelo menos dois módulos de grade de passagem de pessoal que assim podem ser montados ou remontados facilmente. Se os dois módulos de grade de passagem de pessoal forem colocados com seu lado livre em contato com o lado livre do outro módulo de grade de passagem de pessoal o lado livre pode ser um lado liso ou pelo menos parcialmente liso já que isto pode criar uma conexão suficientemente estanque entre os dois módulos de grade de passagem de pessoal. Se, por exemplo, os dois módulos de grade de passagem de pessoal forem mantidos conjuntamente, por exemplo, por meio de dispositivos de fixação de maneira que os dois lados livres sejam prensados conjuntamente em uma conexão apropriadamente apertada sem fragmentos, etc. não podem entrar entre os dois lados livres dos módulos de grade de passagem de pessoal.

[031] Os lados livres também podem compreender padrões tais como ranhuras ou linhas para melhorar vedação entre os dois módulos de grade de passagem de pessoal e/ou para ajudar a alinhar dois módulos de grade de passagem de pessoal durante instalação, etc.

[032] Os módulos de grade podem compreender dispositivos para fixar o módulo de grade a uma ou mais estruturas externas. Os dispositivos de fixação preferivelmente são fáceis de manusear e operar, um recurso que é especialmente relevante nos módulos de grade de passagem de pessoal que têm que ser removidos temporariamente, por exemplo, durante manutenção de reator.

[033] Os dispositivos de fixação podem ser vários dispositivos para prender, aparafusar, apertar ou fixar de outro modo um ou mais módulos de grade uns aos outros e/ou às estruturas externas.

[034] Em várias modalidades vantajosas os módulos de grade são fixados e/ou presos uns aos outros e/ou a estruturas externas por dispositivos que exigem um mínimo ou não exigem ferramentas.

[035] O presente pedido também diz respeito a um sistema de grade de suporte de catalisador modular compreendendo: pelo menos um módulo de grade de passagem de pessoal tendo um ou mais lados arranjados com partes de conexão de módulo, e pelo menos uma estrutura externa. Por causa das conexões simples mas altamente efetivas, alcançadas pelas conexões de macho/fêmea os módulos de grade vantajosamente formam parte de um sistema de grade de suporte de catalisador modular maior já que as diferentes partes no sistema modular podem ser montadas pelo simples fixar dos diferentes módulos/estruturas externas conjuntamente.

[036] A estrutura externa pode ser um ou mais de armação de passagem de pessoal, parede de viga, módulo de grade regular e/ou (um outro) módulo de grade de passagem de pessoal.

[037] Tipicamente o sistema é arranjado de tal maneira que um, dois ou três módulos de grade de passagem de pessoal são usados e podem ser removidos temporariamente durante manutenção. Preferivelmente, mais de um módulo de grade de passagem de pessoal é usado já que isto permite que cada módulo de passagem de pessoal seja menor e assim menos pesado e mais fácil de manusear.

[038] Preferivelmente, a uma ou mais estruturas externas incluem pelo menos uma armação de passagem de pessoal tendo uma ou mais partes de conexão de recebimento. Uma armação de passagem de pessoal pode formar uma armação circunferencial em volta da passagem de pessoal ou ao longo de pelo menos um lado da passagem de pessoal. Por exemplo, uma armação de passagem de pessoal compreende duas seções de armação suspensas entre duas vigas de suporte, e deste modo a passagem de pessoal pode ser circundada por duas seções de armação e duas vigas de suporte que formam conjuntamente uma armação circunferencial em volta da abertura de passagem de pessoal quando o um ou mais módulos de grade de passagem de pessoal são removidos.

[039] Cada seção de armação de passagem de pessoal compreende pelo menos uma e preferivelmente duas partes de conexão de recebimento, uma em cada lado da seção de armação, de tal maneira que a seção de armação pode receber um módulo de grade de passagem de pessoal e no outro lado pode receber um outro módulo de grade tal como um módulo de grade regular.

[040] O sistema de suporte de catalisador modular também pode compreender uma ou mais partes de conexão de recebimento em uma ou mais vigas de suporte já que isto permite que os módulos de grade formem conexões de macho/fêmea fixando e/ou vedando os módulos de grade na estrutura de suporte incluindo as vigas de suporte.

[041] Assim, em diversas modalidades é fornecida uma grade de suporte de catalisador modular em que:

- cada módulo de grade de passagem de pessoal e módulo de grade regular compreende um número de partes de conexão de módulo;
- as estruturas externas compreendem um número de partes de conexão de recebimento;
- a parte de conexão de módulo tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma de 1 ou L; e/ou
- a parte de conexão de recebimento tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma de 1 ou L.

[042] Preferivelmente, o sistema de suporte de catalisador modular compreende um ou mais módulos de grade de passagem de pessoal e/ou módulos de grade regular tais como descritos neste documento.

[043] O sistema pode ser arranjado para ser instalado em vários modos. Em algumas modalidades o um ou mais dos módulos regulares para encaixar/conectar com a parede de reator são instalados primeiro. Estes módulos regulares instalados perto da parede de reator podem ser fixados por conexão de macho e fêmea, mas também podem ser arranjados com vedações alternativas tais como vedações conhecidas regulares tais como vedações de manta. Por exemplo, vedações tradicionais podem ser usadas onde uma parte de recebimento não pode ser arranjada na parede de reator.

[044] Após este um ou mais primeiros módulos regulares serem instalados, módulos regulares adicionais podem ser instalados ao fixá-los por meio de pelo menos um macho/fêmea aos primeiros módulos regulares instalados e/ou a partes externas.

[045] Preferivelmente, as seções de armação são instaladas durante esta instalação inicial do sistema de grade. Onde uma passagem de pessoal é para ser instalada uma seção de armação é colocada no lugar em relação às vigas e aos módulos de grade regular já instalados, formando desse modo uma primeira parte da armação à qual um módulo de grade de passagem de pessoal pode ser conectado. Aqui, após os módulos de grade de passagem de pessoal, por exemplo, um, dois ou três módulos de grade de passagem de pessoal serem colocados no lugar em relação à seção de armação, paredes de vigas e cada outro onde uma segunda seção de armação é colocada no lugar e fixada pelo que as duas seções de armação e paredes de vigas formam uma armação de passagem de pessoal. Módulos regulares adicionais podem ser instalados em relação a módulos regulares existentes e/ou em relação à segunda seção de armação se desejado. Quando os módulos de grade de passagem de pessoal são removidos, por exemplo, durante manutenção a armação de passagem de pessoal contorna a abertura de passagem de pessoal e mantém os módulos de grade remanescentes no lugar.

[046] Quando os módulos de grade de passagem de pessoal têm que ser reinstalados, eles são simplesmente colocados no lugar e fixados à armação de passagem de pessoal (compreendendo as paredes de vigas e duas seções de armação) por meio de conexão de macho/fêmea. Os módulos de passagem de pessoal preferivelmente são apertados conjuntamente para assegurar uma conexão estanque entre módulos de grade de passagem de pessoal pelos seus lados livres.

[047] Onde três módulos de grade de passagem de pessoal são usados preferivelmente um primeiro módulo de grade de passagem de pessoal é conectado a uma primeira seção de armação por meio de uma parte de conexão de módulo, e a um módulo de passagem de pessoal adjacente por um lado livre. O segundo módulo de passagem de pessoal é conectado ao primeiro módulo de grade de passagem de pessoal por um primeiro lado livre e ao terceiro módulo de grade de passagem de pessoal adjacente por um segundo lado livre. O terceiro módulo de grade de passagem de pessoal é conectado ao segundo módulo de grade de passagem de pessoal por um lado livre e à segunda seção de armação por uma parte de conexão de módulo. Isto é, nesta configuração todos os três módulos de grade de passagem de pessoal preferivelmente são conectados a partes de recebimento nas paredes de vigas pelo que uma conexão de macho/fêmea de vedação é formada ao longo do perímetro interno da abertura de passagem de pessoal já que os módulos de grade de passagem de pessoal formam conexões de macho/fêmea de vedação e de fixação com dispositivos de recebimento em seções de armação e paredes de vigas formando a armação de passagem de pessoal.

[048] Se os módulos de grade se apoiarem em uma prateleira de suporte arranjada na direção longitudinal ao longo da parte inferior das paredes de vigas estas prateleiras de suporte sustentam pelo menos parte do peso dos módulos de grade. Quando uma ou mais prateleiras de suporte suportam/sustentam pelo menos parcialmente um módulo de grade as tensões, por exemplo, nas partes de conexão macho/fêmea no módulo de grade e/ou em estruturas externas são reduzidas ou mesmo removidas.

[049] As seções de armação também podem se apoiar pelo menos parcialmente em uma ou mais prateleiras de suporte,

[050] Os módulos de grade podem ser feitos ao soldar duas hastes de metal em forma de L aos dois suportes de catalisador pelo que partes de conexão de módulo são fornecidas.

[051] As seções de armação podem ser aparafusadas às vigas e a técnica de fixação pode incluir um mecanismo que permite instalação parcial para delimitar o espaço, e a possibilidade de translação axial, perpendicular às vigas e paralela ao eixo geométrico do reator, para permitir que o macho da armação receba a fêmea precedente durante instalação. As seções de armações podem, finalmente, serem aparafusadas às vigas.

[052] As dimensões da armação são de tal maneira que permitem alocar um número inteiro de grades modulares. Considerando que as dimensões têm que ser pelo menos suficientes para permitir a passagem de um operador, o desempenho do método não depende do número de grades modulares na passagem de pessoal e isto pode ser escolhido com base em exigências especificas de projeto.

[053] A conexão entre as grades de passagem de pessoal não exige um sistema de macho e fêmea. Estanqueidade suficiente para evitar a passagem de fragmentos de catalisador é alcançada ao posicionar as grades apertadas umas contra as outras e fixar o sistema, por exemplo, com uma liberação rápida, significando um sistema de fixação que pode ser travado e destravado em um tempo muito pequeno e sem o uso de ferramentas.

[054] O suporte de catalisador desta invenção é montado, por exemplo, ao instalar primeiro a grade na parede de reator. Esta grade tem uma fêmea no lado oposto ao lado tocando na parede. Uma segunda grade, tendo um macho (ou fêmea dependendo de qual grade será conectada) em um dos lados, e uma grade no outro é então fixada à primeira. Alternativamente, uma seção de armação é empurrada para baixo na sua localização e apertada contra a primeira grade. A instalação continua ao posicionar todas as grades nas suas localizações.

[055] O projeto mecânico dos módulos e sistema preferivelmente segue vários critérios de estabilidade, facilidade de fabricação e desempenhos, tanto com referência para evitar risco de passagem de fragmentos sólidos quanto para facilidade de montagem e desmontagem.

[056] A espessura do material de construção de ambos de macho e fêmea é definida por critérios de estabilidade, e facilidade de fabricação em oficina e possivelmente, além disso, também restrições de peso.

[057] De uma maneira geral grades de suporte de catalisador são usadas em várias configurações incluindo reatores de hidroprocessamento de múltiplos leitos de catalisadores em que um suporte de catalisador para cada leito de catalisador é arranjado. Em várias configurações, o suporte de catalisador é para uso em reatores catalíticos de fluxo radial e de fluxo para baixo que incluem leitos compactados sobrepostos verticalmente de material catalítico particulado em que um líquido, líquido e mistura de gases ou vapor é processado à medida que ele flui para baixo através dos leitos compactados. Estes tipos de suportes de catalisador e reatores são usados nas indústrias de petróleo e de processamento químico para executar várias reações catalíticas, tais como conversão de enxofre e nitrogênio (HDS/HDN); hidrogenação de: olefinas (HYD) e aromáticos (hidrodearomatização - HDA) , remoção de metais (hidrodemetalização - HDM), conversão de oxigênio (hidrodesoxigenação - HDO) e hidrocraqueamento (HC) e reações de síntese.

[058] O um ou mais leitos de catalisadores no reator podem precisar ser suportados para reter o catalisador, mas o suporte deve capacitar fluido de processo para fluir através do suporte para ser processado no (s) leito(s) de reator. Grades de suporte de catalisador no reator usualmente são construídas usando diversos módulos, cada um com um peso de 100-500 kg tornando manuseio trabalhoso assim como exigindo tempo e recursos. Como tempo de guindaste frequentemente determina o tempo para montagem e desmontagem da grade de suporte de catalisador, o tempo de desmontagem frequentemente está na faixa de 2 dias, aproximadamente igual ao tempo de montagem.

[059] Assim, de acordo com o presente pedido são fornecidos módulos de grade de passagem de pessoal, módulos de grade regular, seções de armação assim como um sistema modular compreendendo estes elementos.

[060] Tanto módulos de grade regular quanto módulos de grade de passagem de pessoal são arranjados a fim de serem montados em um suporte de catalisador modular em que os módulos de grade são arranjados uns em relação aos outros e a estruturas externas pelo menos parcialmente por meio de conexões de machos e fêmeas livres de gaxetas.

[061] A fim de assegurar uma estrutura impedindo particulados de fluir através do suporte de catalisador modular (por exemplo, através vazamentos de conexões), conexões entre módulos de grade adjacentes e conexões entre módulos de grade e estruturas externas são arranjadas com conexões de macho/fêmea ou lados livres que são mantidos firmemente de forma conjunta (tal como descrito para os módulos de passagem de pessoal).

[062] Assim, um módulo de grade (regular ou de passagem de pessoal) pode ser arranjado com partes de conexão de módulo em dois lados opostos para encaixar com partes de conexão de recebimento nas paredes de vigas, fixando desse modo o módulo de grade à parede de viga assim como criando uma seção transversal de conexão que impede particulados de vazarem através da conexão.

[063] Além disso, um módulo de grade (regular ou de passagem de pessoal) pode ser arranjado com partes em dois lados opostos para encaixar com partes em outros módulos de grade e/ou com seções de armação, fixando desse modo o módulo de grade aos outros módulos de grade e/ou às seções de armação assim como criando uma seção transversal de conexão que impede particulados de vazarem através da conexão.

[064] Isto é, de acordo com a presente invenção é possivel assegurar conexões livres de gaxetas em alguns ou preferivelmente em todos os lados de cada módulo de grade (regular ou de passagem de pessoal) enquanto que assegurando que particulados são pelo menos substancialmente impedidos de atravessar a conexão (macho/fêmea ou lado livre para lado livre).

[065] No exposto a seguir a invenção é descrita adicionalmente com referência para os desenhos. Os desenhos e texto relacionado são exemplares e não são para ser interpretados como limitando a invenção.

[066] A figura 1 mostra um sistema de suporte de catalisador modular de acordo com a invenção.

[067] A figura 2 mostra uma vista de vigas de suporte e uma armação.

[068] A figura 3 mostra uma vista de uma conexão entre um módulo de grade e uma parte de recebimento em uma parede de viga.

[069] A figura 4 mostra uma seção transversal do sistema de suporte de catalisador feita ao longo da linha IV - IV.

[070] A figura 5 mostra duas grades de passagem de pessoal conectadas por seus lados livres.

[071] A figura 6 mostra duas grades regulares conectadas por meio de conexão de macho/fêmea.

[072] A figura 7 mostra várias conexões entre partes de conexão de módulo e partes de recebimento.

[073] A figura 8 mostra três seções transversais de conexão exemplares.

[074] A figura 9 ilustra mais detalhes de uma seção transversal de conexão.

[075] A figura 1 mostra um sistema de suporte de catalisador modular 1 compreendendo um número de módulos de grade 2 fixados uns ao outros e às estruturas externas por meio de conexão de macho/fêmea (não mostrada) e travados adicionalmente pelos dispositivos de fixação 3. Os módulos 2a são módulos de grade de passagem de pessoal e os módulos 2b são módulos de grade regular.

[076] A figura 2 mostra as vigas de suporte 4 arranjadas através do interior de um reator (não mostrado). Cada viga de suporte tem um topo de viga 5 e duas paredes de viga opostas 6. Aqui as vigas de suporte são arranjadas com intervalos regulares, mas a distância entre as vigas de suporte pode variar dependendo da configuração especifica de reator.

[077] Entre duas vigas de suporte ficam suspensos dois segmentos de armação 7, cada um dos quais tem as partes de recebimento 8 para receber partes de conexão de módulo de grade de um ou mais módulos de grade (não mostrados) . Ao longo da seção de parede de viga definida pelas duas seções de armação as partes de recebimento 9 são arranjadas, aqui como um trilho 9 arranjado na direção longitudinal das vigas em uma altura que nivela com as partes de recebimento 8 dos segmentos de armação 7. Neste exemplo uma parte da parede de viga fora da área definida pelos segmentos de armação também é arranjada com um trilho 9 arranjado como uma parte de recebimento 8 para conectar a um ou mais módulos de grade (não mostrados).

[078] Na parte inferior de cada parede de viga uma prateleira de suporte 10 é arranjada na direção longitudinal. Na presente configuração a prateleira de suporte se estende no comprimento total das vigas, mas é possivel que a prateleira de suporte possa se estender ao longo de seções das vigas e/ou seja formada por seções de prateleira de suporte menores.

[079] A figura 3 mostra como um módulo de grade 2 conectado a uma parede de viga 6 em uma conexão de macho/fêmea de vedação sem gaxeta formada por uma parte de conexão de módulo 11 e uma parte de recebimento 8 arranjada como um trilho 9 na parede de viga 6. Nesta configuração a parte de recebimento é uma estrutura basicamente em forma de L e a parte de conexão de módulo de grade 11 um perfil U invertido. O módulo de grade fica apoiado na prateleira de suporte 10.

[080] A figura 4 mostra como um módulo de grade de passagem de pessoal 2a é conectado por uma parte de conexão de módulo 11 a uma parte de recebimento 8 de uma seção de armação 7 enquanto que um módulo de grade regular é conectado por uma parte de conexão de módulo 11 a uma outra parte de recebimento da seção de armação.

[081] A parte de recebimento da seção de armação, recebendo a parte de conexão do módulo de grade de passagem de pessoal, é uma forma de U permitindo que a parte protuberante da parte de conexão de passagem de pessoal seja inserida na parte de recebimento quando o módulo de passagem de pessoal é colocado no lugar quando o sistema é instalado originalmente ou após um módulo de passagem de pessoal ter sido removido, por exemplo, durante manutenção.

[082] Quando a outra parte de recebimento da seção de armação é um U invertido tal como aqui a seção de armação pode ser colocada facilmente sobre o módulo de grade regular 2b quando o sistema é instalado.

[083] A figura 5 mostra como dois módulos de grade de passagem de pessoal 2a são conectados lado livre 12 para lado livre 12. Os dispositivos de fixação 3 são usados para puxar os módulos de passagem de pessoal conjuntamente ajudando a assegurar um encaixe estanque entre os dois módulos de grade de passagem de pessoal.

[084] A figura 6 mostra como duas grades regulares são conectadas por uma conexão de macho/fêmea. Durante instalação o módulo direito (mostrado tendo a parte de recebimento 8) tipicamente será instalado primeiro onde em seguida o módulo esquerdo (mostrado com a parte de conexão de módulo de grade 11) pode ser simplesmente deslizado para o lugar com a parte de conexão 11 encaixando sobre a parte de recebimento 8 do módulo direito.

[085] A figura 7 mostra uma configuração esquemática de duas das seções de armação 7a e 7b, duas seções de módulo de grade 2a e quatro módulos de grade regular 2b. É visto como o arranjo da conexão pode diferir embora todos ainda sejam baseados na conexão de macho/fêmea básica.

[086] Onde dois módulos de grade são conectados a conexão é feita por uma parte de conexão de módulo (por exemplo, U invertido ou forma de L apontando para baixo) em um módulo de grade que trava com uma parte de conexão de recebimento de módulo (por exemplo, U ou forma L apontando para cima) no outro módulo de grade.

[087] Dois tipos diferentes de seções de armação estão mostrados. Uma primeira seção de armação 7a com um projeto simétrico tendo uma primeira parte de conexão de recebimento 8a na forma de um L apontando para cima recebendo uma forma de U invertido de um módulo de grade em um lado e uma segunda parte de conexão de recebimento em forma de L similar 8b recebendo uma forma de U invertido 11 de um módulo de grade de passagem de pessoal 2a no outro lado.

[088] Uma segunda seção de armação 7b com um projeto não simétrico tendo uma primeira parte de conexão de recebimento 8a na forma de L apontando para cima recebendo uma forma de U invertido de um módulo de grade de passagem de pessoal 2a em um lado e uma segunda parte de conexão de recebimento 8b na forma de um U invertido recebendo uma forma de U ou L de um módulo de grade regular 2b no outro lado.

[089] A figura 8 mostra três seções transversais de conexão diferentes mostradas pelas linhas tracejadas C. As seções transversais podem ser descritas como a) uma forma Z, b) uma forma S, c) metade da forma S.

[090] A figura 9 mostra uma seção transversal de conexão onde diferentes faixas de espaços livres/folgas são vistas. As letras g, j, k, l, m identificam diferentes larguras de seção transversal ou espaços livres/folgas de diferentes seções da seção transversal de conexão. As letras h, i, n, o, p indicam seções do caminho de seção transversal de conexão.

[091] Por exemplo, um fluxo de ar entrando ao longo da direção indicada pela seta A fluirá ao longo do caminho com comprimento indicado por p e com k. Os valores de p e k juntamente com c, j, etc. são aqui ajustados para assegurar que quaisquer fragmentos ficarão agarrados ao longo do caminho da seção transversal de conexão. Dobras e encurvamentos podem assegurar adicionalmente que fragmentos ficarão agarrados no caminho. Isto é, uma seção transversal de conexão com seções estreitas tais como a seção com largura j e comprimento c, seções maiores tais como a seção com comprimento p e/ou uma ou mais dobras ou encurvamentos Q podem fornecer uma seção transversal de conexão que efetivamente pode funcionar como uma conexão sem gaxeta.

[092] As espessuras das placas indicadas por (a), (b) , (c) , (d) e (e) podem ser ou não as mesmas. Para aplicações de hidroprocessamento comuns, as placas têm uma espessura de 3 a 8 mm, preferivelmente de 5 mm.

[093] O macho pode ser concretizado por meio de vários métodos de produção. O método de produção preferido é dobramento. A fêmea pode ser concretizada por meio de vários métodos de produção, o método preferido sendo dobramento do lado externo e soldagem do lado interno (pertencendo ao módulo de grade).

[094] O comprimento do macho (f) pode ser restringido por critérios de estabilidade e resistência para evitar deformação no caso de choque do equipamento. Para aplicações de hidroprocessamento comuns, o comprimento (f) tipicamente esta entre 15 e 20 mm. Este comprimento tipicamente é de 19 mm com placas dobradas de 5 mm, enquanto que ele é de 16,5 se ele for soldado, para evitar filete interno.

[095] As distâncias da ponta do macho para a base da fêmea (g) e da ponta da fêmea para a base do macho (i) podem ser restringidas para assegurar que mesmo os fragmentos menores de catalisador ou de outro sólido não atravessarão. Para reatores de hidroprocessamento, tal distância frequentemente pode ser limitada a um máximo de 3 mm, e ela preferivelmente é de 1,5 mm (possivelmente com ± 0,5 mm para macho e fêmea combinados).

[096] A profundidade da fêmea (h) é limitada principalmente por critérios de estabilidade. Ela varia de 5 a 20 mm, e um valor típico seria de 11,5 mm e ela preferivelmente é de 10 mm.

[097] A largura da fêmea (i) pode ser menos crítica e pode ter um limite inferior definido por facilidade de manobralidade, de maneira que a grade modular possa ser encaixada dentro de seu confinamento mesmo que a operação seja conduzida em espaço confinado e com equipamento de proteção, e um limite mais alto, por causa de estabilidade. A distância (i) pode estar entre d+4,5 e d+105 mm, e ela preferivelmente é de d+3 mm.

Claims

Módulo de grade para um suporte de catalisador, caracterizado pelo fato de que compreende um ou mais lados arranjados com uma parte de conexão de módulo para encaixar em uma conexão de macho/fêmea com uma parte de conexão de recebimento de casamento em uma estrutura externa, em que a conexão de macho/fêmea tem uma seção transversal em forma de S, em forma de Z ou uma forma quase de S.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a conexão de macho/fêmea formada fornece uma conexão livre de gaxeta.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de grade é um módulo de grade de passagem de pessoal ou um módulo de grade regular.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a estrutura externa é uma armação de passagem de pessoal, parede de viga e/ou segundo módulo de grade de passagem de pessoal fornecendo desse modo pelo menos uma vedação livre de gaxeta entre a parte de conexão de módulo e a parte de conexão de recebimento em uma ou mais estruturas externas.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende um lado livre arranjado para ficar em contato com um segundo módulo de grade de passagem de pessoal.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende:
- - um ou dois lados livres arranjados para ficar em contato com um segundo e/ou terceiro módulo de grade de passagem de pessoal;
- - três ou dois lados, cada um arranjado com uma parte de conexão de módulo para encaixar em uma conexão de macho/fêmea com uma parte de conexão de recebimento de casamento em uma estrutura externa.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte de conexão de módulo tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma de l ou forma de L.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende meios para fixar o módulo de grade de passagem de pessoal.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a estrutura externa é uma armação de passagem de pessoal, parede de viga e/ou segundo módulo de grade regular fornecendo desse modo pelo menos uma vedação livre de gaxeta entre a parte de conexão de módulo e a parte de conexão de recebimento na estrutura externa.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende quatro lados, cada um arranjado com parte de conexão de módulo para encaixar em uma conexão de macho/fêmea com uma parte de conexão de recebimento de casamento em uma estrutura externa.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a parte de conexão de módulo tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma de l ou de L.
Módulo de grade, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende meios para fixar o módulo de grade regular.
Sistema de grade de suporte de catalisador modular, caracterizado pelo fato de que compreende:
- - pelo menos um módulo de grade de passagem de pessoal tendo um ou mais lados arranjados com partes de conexão de módulo; e
- - pelo menos uma armação de passagem de pessoal tendo uma ou mais partes de conexão de recebimento,
em que as partes de conexão de módulo encaixam as partes de conexão de recebimento em uma conexão macho/fêmea, em que a conexão de macho/fêmea tem uma seção transversal em forma de S, em forma de Z ou uma forma quase de S.
Sistema de suporte de catalisador modular, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a armação de passagem de pessoal compreende duas seções de armação suspensas entre duas vigas de suporte.
Sistema de suporte de catalisador modular, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada seção de armação de passagem de pessoal compreende duas partes de conexão de recebimento, uma em cada lado da seção de armação.
Sistema de suporte de catalisador modular, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende uma parte de conexão de recebimento em uma ou mais vigas de suporte.
Sistema de suporte de catalisador modular, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende um segundo módulo de grade de passagem de pessoal.
Sistema de suporte de catalisador modular, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um módulo de grade regular.
Sistema de suporte de catalisador modular, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que:
- - cada módulo de grade de passagem de pessoal e módulo de grade regular compreende um número de partes de conexão de módulo;
- - as estruturas externas compreendem um número de partes de conexão de recebimento;
- - a parte de conexão de módulo tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma de l ou de L; e/ou
- - a parte de conexão de recebimento tem uma forma de U ou é uma estrutura protuberante, tal como uma forma de l ou de L.
Sistema de suporte de catalisador modular caracterizado pelo fato de que o um ou mais módulos de grade conforme definido na reivindicação 1.
Reator, caracterizado pelo fato de que compreende um ou mais módulos de grade conforme definido na reivindicação 1.