BR112018074244B1

BR112018074244B1 - Componente de sistema e sistema de reator catalítico de fluido

Info

Publication number: BR112018074244B1
Application number: BR112018074244-9A
Authority: BR
Inventors: Matthew T. Pretz; Donald F. Shaw; Fermin Alejandro Sandoval
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2022-10-25
Also published as: RU2018145484A3; WO2017218187A1; AR108670A1; US10632439B2; CN109195697B; BR112018074244A2; US20190314782A1; CN109195697A; RU2018145484A; CA3027702A1; RU2741554C2; EP3471873A1; AR122757A2

Abstract

Trata-se de um componente de sistema de um sistema de reator catalítico de fluido que pode incluir uma seção de separação de catalisador, um riser e um vaso de reator, de acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento. A seção de separação de catalisador pode incluir paredes de seção de separação que definem uma região interior da seção de separação de catalisador, uma porta de saída de gás, uma porta de riser, um dispositivo de separação e uma porta de saída de catalisador. O riser pode se estender através da porta de riser da seção de separação de catalisador e incluir uma seção de riser externa e uma seção de riser interna. O vaso de reator pode incluir uma porta de entrada de vaso de reator e uma porta de saída de vaso de reator em comunicação fluida com a seção do riser externo do riser.

Description

Referência cruzada a pedidos relacionados

[0001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido Provisório no U.S.62/351.591, depositado em 17 de junho 2016, o qual está incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

Antecedentes Campo

[0002] A presente revelação refere-se, de modo geral, a unidades de reator para processamento químico e, mais especificamente, a unidades de reator catalítico de fluido.

Antecedentes da técnica

[0003] De modo geral, um sistema de reator catalítico de fluido pode incluir uma unidade de reator e uma unidade de regeneração. A unidade de reator converte a substância química de matéria-prima no produto químico em contato com o catalisador. Durante a reação, o catalisador pode se tornar "gasto" e ter atividade reduzida nas reações posteriores. Portanto, o catalisador gasto pode ser transferido para a unidade de regeneração a ser regenerada, aumentando, desse modo, a sua atividade a partir do seu estado gasto e tornando o mesmo disponível para outros processos catalíticos. Após a regeneração na unidade de regeneração, o catalisador regenerado é transferido de volta para a unidade de reator para reações contínuas com substâncias químicas de matéria-prima.

[0004] No entanto, problemas mecânicos em sistemas de reatores catalíticos de fluidos podem estar presentes devido às grandes cargas de catalisador colocadas no sistema e às temperaturas relativamente altas nas quais as reações ocorrem. Por exemplo, os sistemas de reatores catalíticos de fluido convencionais podem utilizar um projeto em que o reator e o separador da seção de reator principal e da seção de regeneração, respectivamente, estão em contato direto entre si e o reator e o separador podem estar contidos em uma estrutura unitária. Por exemplo, em exemplos convencionais, as paredes superiores do reator podem ser as paredes do fundo do separador. No entanto, as condições térmicas intensas no reator podem exigir projetos complexos na interseção do reator e do separador. Consequentemente, os componentes de sistema melhorados para unidades de craqueamento catalítico de fluido podem ser benéficos.

Breve sumário

[0005] A presente revelação se refere a projetos para componentes de sistema dos sistemas de reator catalítico, tais como seções de reator ou seções de regeneração de sistemas de reator catalítico de fluidos. De acordo com uma modalidade, cada um dentre os componentes presentemente revelados dos sistemas de reator catalítico de fluido (tal como uma seção de reator ou uma seção de regeneração) pode compreender uma seção de separação de catalisador e vaso de reator separada. Por exemplo, o vaso de reator e a seção de separação de catalisador podem estar afastados uns do outro e conectados a um riser. Em tal projeto, o transporte térmico no sistema pode ser mais bem controlado, especialmente em partes sensíveis do sistema, como nas portas de saída do catalisador da seção de reator e/ou na seção de regeneração, que pode ser propensa a falha mecânica do vaso ou partes refratárias do sistema quando submetido a calor da seção de reator.

[0006] De modo geral, um sistema de reator catalítico pode incluir uma seção de reator principal utilizada para converter a matéria-prima química, algumas vezes denominada no presente documento seção de reator, e uma seção de regeneração para regenerar o catalisador. Cada uma dentre as seções de reator principal e a seção de regeneração incluem um vaso de reator e um dispositivo de separação localizado em uma seção de separação de catalisador, que é utilizada para separar o catalisador de outros materiais presentes no sistema. Por exemplo, uma seção de reator principal inclui, de modo geral, um vaso de reator, em que uma reação, tal como craqueamento catalítico ou desidrogenação pode acontecer, e uma seção de separação de catalisador utilizada para separar o catalisador gasto utilizado na reação de craqueamento. De modo semelhante, a seção de regeneração inclui um vaso de reator (como um vaso de combustão), em que o catalisador gasto pode ser, por exemplo, combustível extraído e/ou suplementar que pode ser queimado, e um separador de catalisador utilizado para separar o catalisador regenerado dos gases de processo da reação de combustão. De modo geral, os respectivos reatores (por exemplo, o reator de processo principal e o combustor) podem ser posicionados abaixo dos separadores, e um riser pode ser utilizado para mover o catalisador para cima a partir de cada um dentre os reatores para cada separador de catalisador. Visto que o esquema básico de movimento e reação pode ser semelhante na seção de reator e na seção do regenerador, os seus desenhos podem ser semelhantes, ou pelo menos incorporar princípios de projeto semelhantes, conforme será descrito no presente documento.

[0007] De acordo com uma modalidade da presente revelação, um componente de sistema de um sistema de reator catalítico de fluido, tal como uma seção de reator ou uma seção de regeneração de um sistema de reator catalítico de fluido, pode compreender uma seção de separação de catalisador, um riser e um reator. A seção de separação de catalisador pode compreender paredes de seção de separação que definem uma região interna da seção de separação de catalisador, uma porta de saída de gás, uma porta de riser, um dispositivo de separação e uma porta de saída de catalisador. O riser pode se estender através da porta de riser da seção de separação de catalisador. O riser pode compreender um segmento de parede de riser interno principal, um segmento de parede de riser externo principal e um segmento de parede de transição de riser. O segmento de parede de riser interno principal pode ser posicionado pelo menos parcialmente na região interna da seção de separação de catalisador e conectado pelo menos ao segmento de parede de riser interno principal. O segmento de parede de riser externo pode ser posicionado pelo menos parcialmente fora da seção de separação de catalisador. O vaso de reator pode compreender uma porta de entrada de vaso de reator e um orifício de saída de vaso de reator em comunicação fluida com o segmento de parede de riser externo principal do riser.

[0008] De acordo com outra modalidade da presente revelação, um sistema de reator catalítico de fluido pode compreender uma seção de reator e uma seção de regeneração. A seção de reator pode compreender uma seção de separação de catalisador, um riser e um vaso de reator. A seção de separação de catalisador pode compreender paredes de seção de separação que definem uma região interna da seção de separação de catalisador, uma porta de saída de gás, uma porta de riser, um dispositivo de separação e uma porta de saída de catalisador. O riser pode se estender através da porta de riser da seção de separação de catalisador. O riser pode compreender um segmento de parede de riser interno principal, um segmento de parede de riser externo principal e um segmento de parede de transição de riser. O segmento de parede de riser interno principal pode ser posicionado pelo menos parcialmente na região interna da seção de separação de catalisador e conectado pelo menos ao segmento de parede de riser interno principal. O segmento de parede de riser externo pode ser posicionado pelo menos parcialmente fora da seção de separação de catalisador. O vaso de reator pode compreender uma porta de entrada de vaso de reator e um orifício de saída de vaso de reator em comunicação fluida com o segmento de parede de riser externo principal do riser.

[0009] De acordo com outra modalidade da presente revelação, um sistema de reator catalítico de fluido pode compreender uma seção de reator e uma seção de regeneração. A seção de regeneração pode compreender uma seção de separação de catalisador, um riser e um vaso de reator. A seção de separação de catalisador pode compreender paredes de seção de separação que definem uma região interna da seção de separação de catalisador, uma porta de saída de gás, uma porta de riser, um dispositivo de separação e uma porta de saída de catalisador. O riser pode se estender através da porta de riser da seção de separação de catalisador. O riser pode compreender um segmento de parede de riser interno principal, um segmento de parede de riser externo principal e um segmento de parede de transição de riser. O segmento de parede de riser interno principal pode ser posicionado pelo menos parcialmente na região interna da seção de separação de catalisador e conectado pelo menos ao segmento de parede de riser interno principal. O segmento de parede de riser externo pode ser posicionado pelo menos parcialmente fora da seção de separação de catalisador. O vaso de reator pode compreender uma porta de entrada de vaso de reator e um orifício de saída de vaso de reator em comunicação fluida com o segmento de parede de riser externo principal do riser.

[0010] Deve-se entender que tanto o breve sumário anterior quanto a descrição detalhada que se seguem apresentam modalidades da tecnologia, e se destinam a fornecer uma visão geral ou estrutura para compreender a natureza e o carácter da tecnologia tal como é reivindicada. Os desenhos anexos são incluídos para fornecer uma compreensão adicional da tecnologia, e são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo. Os desenhos ilustram várias modalidades e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios e operações da tecnologia. Adicionalmente, os desenhos e descrições se destinam a ser meramente ilustrativos, e não se destinam a limitar o escopo das reivindicações de qualquer maneira.

[0011] Características e vantagens adicionais da tecnologia revelada no presente documento serão apresentadas na descrição detalhada que se segue, e, em parte, serão prontamente evidentes para aqueles versados na técnica a partir desta descrição ou reconhecidas pela prática da tecnologia conforme descrito no presente documento, incluindo a descrição detalhada que segue, as reivindicações, bem como os desenhos anexos.

Breve descrição dos desenhos

[0012] A seguinte descrição detalhada de modalidades específicas da presente revelação pode ser mais bem compreendida quando lida em conjunto com os seguintes desenhos, em que a estrutura semelhante é indicada com referências numéricas semelhantes e em que:

[0013] A Figura 1 retrata esquematicamente um sistema de reator catalítico de fluido, de acordo com uma ou mais modalidades reveladas no presente documento;

[0014] A Figura 2 retrata esquematicamente uma vista em corte transversal de uma parte da seção de reator de um sistema de reator catalítico de fluido, de acordo com uma ou mais modalidades reveladas no presente documento;

[0015] A Figura 3 retrata esquematicamente uma vista em corte transversal de uma porção de uma seção de reator de um sistema de reator catalítico de fluido no ponto de conexão da seção de riser interna para a seção de riser externa, de acordo com uma ou mais modalidades reveladas no presente documento;

[0016] A Figura 4A retrata esquematicamente uma vista em corte transversal simplificada de uma modalidade de uma porção de uma seção de reator de um sistema de reator catalítico de fluido no ponto de conexão da seção de riser interna à seção de riser externa, de acordo com uma ou mais modalidades reveladas no presente documento;

[0017] A Figura 4B retrata esquematicamente uma vista em corte transversal simplificada de outra modalidade de uma porção de uma seção de reator de um sistema de reator catalítico de fluido no ponto de conexão da seção de riser interna à seção de riser externa, de acordo com uma ou mais modalidades reveladas no presente documento;

[0018] A Figura 4C retrata esquematicamente uma vista em corte transversal simplificada de outra modalidade de uma porção de uma seção de reator de um sistema de reator catalítico de fluido no ponto de conexão da seção de riser interna à seção de riser externa, de acordo com uma ou mais modalidades reveladas no presente documento;

[0019] A Figura 5 retrata esquematicamente uma vista em corte transversal da parte de um sistema de reator catalítico de fluido de seção de regeneração, de acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento.

[0020] Deve-se entender que os desenhos são de natureza esquemática, e não incluem alguns componentes de um sistema de reator catalítico de fluido comumente empregado na técnica, tais como, sem limitação, transmissores de temperatura, transmissores de pressão, medidores de vazão, bombas, válvulas e semelhantes. Sabe-se que esses componentes estão dentro do espírito e do escopo das presentes modalidades descritas. No entanto, os componentes operacionais, tais como os descritos na presente revelação, podem ser adicionados às modalidades descritas nessa revelação.

[0021] Será feita referência agora em maiores detalhes a várias modalidades, algumas modalidades das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Sempre que possível, as mesmas referências numéricas serão usadas ao longo dos desenhos para se referirem às partes iguais ou semelhantes.

Descrição detalhada

[0022] Será agora feita referência com maiores detalhes a várias modalidades de componentes de sistema de sistemas de reator catalítico de fluido, algumas modalidades das quais são ilustradas nos desenhos em anexo. Referindo-se agora à Figura 1, um sistema de reator catalítico de fluido 100 é esquematicamente retratado. O sistema de reator catalítico de fluido 100 compreende, de modo geral, múltiplos componentes de sistema, tais como uma seção de reator 200 e/ou uma seção de regeneração 300. Conforme usado no presente documento, uma “seção de reator” se refere, de modo geral, à porção de um sistema de reator catalítico de fluido no qual a principal reação do processo ocorre, e o catalisador (algumas vezes gasto, que significa que é pelo menos parcialmente desativado) é separado da corrente de produto a reação. Ademais, conforme usado no presente documento, uma “seção de regeneração” se refere, de modo geral, à porção de um sistema de reator catalítico de fluido em que o catalisador é regenerado, tal como através de combustão, e em que o catalisador regenerado é separado dos outros materiais de processo, tais como gases o material queimado anteriormente no catalisador desativado ou a partir de combustível suplementar. A seção de reator 200 inclui, de modo geral, um vaso de reator 250, um riser 230 que inclui uma seção de riser externa 232 e uma seção de riser interna 234, e uma seção de separação de catalisador 210. A seção de regeneração 300 inclui, de modo geral, um vaso de reator 350, um riser 330, que inclui uma seção de riser externa 332 e uma seção de riser interna 334, e uma seção de separação de catalisador 310. De modo geral, a seção de separação de catalisador 210 pode estar em comunicação fluida com o vaso de reator 350 (por exemplo, através do cano vertical 126) e a seção de separação de catalisador 310 pode estar em comunicação fluida com o vaso de reação 250 (por exemplo, através do cano vertical 124 e riser de transporte 130).

[0023] Conforme usado no presente documento, uma "seção de riser externa" se refere à porção do riser que está fora da seção de separação de catalisador, e uma "seção de riser interna" se refere à porção do riser que está dentro da seção de separação de catalisador.

[0024] Por exemplo, a seção de riser interna 234 da seção de reator 200 pode ser posicionada dentro da seção de separação de catalisador 210, enquanto a seção de riser externa 232 está posicionada fora da seção de separação de catalisador 210. Do mesmo modo, a seção interna de riser 334 da seção de regeneração 300 pode ser posicionada dentro da seção de separação de catalisador 310, enquanto a seção de riser externa 332 está posicionada fora da seção de separação de catalisador 310.

[0025] De acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento, a seção de riser externa 232 do riser 230 da seção de reator 200 e/ou a seção de riser externa 332 do riser 330 da seção de regeneração 300 pode ter um comprimento superior ao seu diâmetro máximo. Isto é, para a seção de riser externa 232 do riser 230 da seção de reator 200, a distância entre a porta de riser 218 e a porta de saída de vaso de reator 254 (isto é, medida na Figura 1 na direção vertical) pode ser maior que o diâmetro máximo da seção de riser externa 232, em que o “diâmetro máximo” se refere ao maior diâmetro em qualquer porção da seção de riser externa 232 (isto é, medida na Figura 1 na direção horizontal). De modo semelhante, para a seção de riser externa 332 do riser 330 da seção de regeneração 300, a distância entre a porta de riser 318 e a porta de saída do vaso de reator 354 (isto é, medida na Figura 1 na direção vertical) pode ser maior que a diâmetro máximo da seção de riser externa 332, em que o “diâmetro máximo” se refere ao maior diâmetro em qualquer porção da seção de riser externa 332 (isto é, medida na Figura 1 na direção horizontal). O diâmetro da seção de riser externa 232 e/ou seção de riser externa 332 pode ser substancialmente constante (isto é, não variar mais que cerca de 10%), e pode ter formato tubular.

[0026] De modo geral, o sistema de reator catalítico de fluido 100 pode ser operado alimentando-se uma alimentação química e um catalisador fluidizado no reator 250, e reagindo-se a alimentação química por contato com um catalisador fluidizado para produzir um produto químico no reator 250 da seção de reator 200. O produto químico e o catalisador podem ser passados para fora do reator 250 e através do riser 230 para um dispositivo de separação 220 na seção de separação de catalisador 210, em que o catalisador separado do produto químico, que é transportado para fora da seção de separação de catalisador 210. O catalisador separado é passado da seção de separação de catalisador 210 para o vaso de reator 350. No vaso de reator 350, o catalisador pode ser regenerado por um processo químico, tal como combustão. Por exemplo, sem limitação, o catalisador usado pode ser retirado e/ou o combustível suplementar pode ser queimado cataliticamente. O catalisador é, então, passado para fora do vaso do reator 350 e através do riser 330 para um separador da extremidade do riser 378, em que os componentes gasoso e sólido do riser 330 são parcialmente separados. O vapor e os sólidos remanescentes são transportados para um dispositivo de separação secundário 320 na seção de separação de catalisador 310, em que o catalisador restante é separado dos gases da reação de regeneração (por exemplo, gases emitidos por combustão de catalisador gasto). O catalisador separado é, então, passado da seção de separação de catalisador 310 para o vaso de reator 250, em que é adicionalmente utilizado em uma reação catalítica. Desse modo, o catalisador, em operação, pode circular entre a seção de reator 200 e a seção de regeneração 300. Em geral, as correntes químicas processadas, incluindo as correntes de alimentação e as correntes de produto podem ser gasosas e o catalisador pode ser sólido de particulado fluidizado.

[0027] Deve-se entender que, conforme usado no presente documento, um “componente de sistema” pode se referir a uma seção de reator 200 ou uma seção de regeneração 300 em um sistema de reator catalítico 100, e que, em algumas modalidades, o sistema de reator catalítico 100 pode incluir uma seção de reator 200 ou uma seção de regeneração 300 e não ambas. Em outras modalidades, o sistema 100 de reator catalítico de fluido pode incluir uma seção de regeneração única 300 e múltiplas seções de reator 200 em comunicação fluida com a seção de regeneração 300. Adicionalmente, conforme descrito no presente documento, as características estruturais da seção de reator 200 e a seção de regeneração 300 podem ser semelhantes ou idênticas em alguns aspectos. Por exemplo, cada seção de reator 200 e seção de regeneração 300 incluem um vaso de reator (isto é, vaso do reator 250 da seção de reator 200 e vaso do reator 350 da seção de regeneração 300), um riser (isto é, riser 230 da seção de reator) 200 e o riser 330 da seção de regeneração 300), e uma seção de separação de catalisador (isto é, seção de separação de catalisador 210 da seção de reator 200 e seção de separação de catalisador 310 da seção de regeneração 300). Deve-se observar que, uma vez que muitas dentre as características estruturais da seção de reator 200 e da seção de regeneração 300 podem ser semelhantes ou idênticas em alguns aspectos, as porções semelhantes ou idênticas da seção de reator 200 e da seção de regeneração 300 foram fornecidas, as referências numéricas ao longo dessa revelação com os mesmos dois dígitos finais, e as revelações relacionadas com uma porção da seção de reator 200 podem ser aplicáveis à porção semelhante ou idêntica da seção de regeneração 300 e vice-versa.

[0028] Conforme retratado na Figura 1, o vaso de reator 250 pode incluir uma porta de entrada de catalisador de reator 252 que define a conexão do riser de transporte 130 ao vaso de reator 250, e pode incluir adicionalmente uma porta de saída do reator 254 em comunicação fluida com (tal como, diretamente conectado) a seção de riser externa 232 do riser 230. Conforme usado no presente documento, um "vaso de reator" se refere a um tambor, barril, recipiente ou outro recipiente adequado para uma determinada reação química. Um vaso de reator pode ter, de modo geral, formato cilíndrico (isto é, que tem um diâmetro substancialmente circular), ou pode ter, alternativamente, formato não cilíndrico, tal como prisma conformado com formato em corte transversal de triângulos, retângulos, pentágonos, hexágonos, octógonos, ovais ou outros polígonos ou formas fechadas curvas, ou combinações dos mesmos. Os reatores, tais como os usados ao longo dessa revelação, podem, de modo geral, incluir uma estrutura metálica, e podem incluir adicionalmente revestimentos refratários ou outros materiais utilizados para proteger a estrutura metálica e/ou as condições de processo de controlo.

[0029] Conforme descrito, o vaso de reator 250 pode incluir uma porta de entrada de catalisador de reator 252 e uma porta de saída 254 de um vaso de reator. De modo geral, “portas de entrada” e “portas de saída” de qualquer unidade de sistema do sistema de reator catalítico de fluido 100 descrito no presente documento se referem a aberturas, furos, canais, aberturas, lacunas ou outras características mecânicas semelhantes na unidade de sistema. Por exemplo, as portas de entrada permitem a entrada de materiais na unidade de sistema particular e as portas de saída permitem a saída de materiais da unidade de sistema particular. De modo geral, uma porta de saída ou porta de entrada definirá a área de uma unidade de sistema do sistema de reator catalítico de fluido 100 ao qual um cano, conduto, tubo, mangueira, linha de transporte ou característica mecânica semelhante está afixada, ou a uma porção da unidade de sistema à qual outra unidade de sistema está diretamente afixada. Embora as portas de entrada e as portas de saída possam algumas vezes ser descritas no presente documento funcionalmente em operação, as mesmas podem ter características físicas semelhantes ou idênticas, e suas respectivas funções em um sistema operacional não devem ser interpretadas como limitadoras de suas estruturas físicas. Outras portas, tais como a porta de riser 218, podem compreender uma abertura na determinada unidade de sistema em que outras unidades de sistema estão diretamente ligadas, tal como em que o riser 230 se prolonga para a seção de separação de catalisador 210 na porta de riser 218.

[0030] O vaso de reator 250 pode estar conectado a um riser de transporte 130, o qual, em funcionamento, pode fornecer catalisador regenerado e/ou reagentes químicos para a seção de reator 200. O catalisador regenerado e/ou as substâncias químicas de reagentes podem ser misturados com um distribuidor 260 alojado no vaso de reator 250. O catalisador que entra no vaso do reator 250 através do riser de transporte 130 pode ser passado através do cano vertical 124 para um riser de transporte 130, desse modo, chegando a partir da seção de regeneração 300. Em algumas modalidades, o catalisador pode surgir diretamente da seção de separação do catalisador 210 através do cano vertical 122 e para um riser de transporte 130, em que entra no vaso do reator 250. Esse catalisador pode ser ligeiramente desativado, mas pode ainda, em algumas modalidades, ser adequado para reação no recipiente reator 250.

[0031] Conforme retratado na Figura 1, o vaso de reator 250 pode ser diretamente conectado à seção de riser externa 232 do riser 230. Em uma modalidade, o vaso do reator 250 pode incluir uma seção de corpo de vaso de reator 256 e uma seção de transição de vaso de reator 258. A seção de corpo de vaso de reator 256 pode compreender, de modo geral, um diâmetro maior que a seção de transição de vaso de reator 258 e a seção de transição de vaso de reator 258 pode ser afunilada a partir do tamanho do diâmetro da seção de corpo de vaso de reator 256 ao tamanho do diâmetro da seção de riser externa 232, de tal modo que a seção de transição de vaso de reator 258 se projete para dentro a partir da seção de corpo de vaso de reator 256 para a seção de riser externa 232. Deve-se entender que, conforme usado no presente documento, o diâmetro de uma porção de uma unidade de sistema se refere à sua largura geral, conforme mostrado na direção horizontal na Figura 1.

[0032] Conforme descrito no presente documento, o riser 230 inclui uma seção de riser externa 232 e uma seção de riser interna 234 contida na seção de separação de catalisador 210. Referindo-se ainda à Figura 1, a seção de separação de catalisador 210 inclui paredes de seção de separação 212 que definem uma região interna 214 da seção de separação de catalisador 210. O riser 230 se estende para a região interna 214 da seção de separação de catalisador 210 através da porta de riser 218. A porta de riser 218 pode ser qualquer abertura na seção de separação de catalisador 210 através da qual pelo menos a seção de riser interna 234 do riser 230 sobressai na região interna 214 da seção de separação de catalisador 210.

[0033] Nas modalidades descritas no presente documento, a seção de transição de vaso de reator 258 pode estar fora da seção de separação de catalisador. Em algumas unidades convencionais de reator e regeneração, a parte do reator análogo à seção de transição do reator 258 também pode ser a parte inferior da seção de separação. Desse modo, em configurações convencionais, o calor do reator pode ser conduzido através da seção de transição e diretamente para a seção de separação. A instabilidade nos materiais do reator e/ou separador pode resultar dessas altas cargas térmicas, particularmente, próximo ou nos pontos de afixação dos tubos verticais.

[0034] Em uma ou mais modalidades, a seção de separação de catalisador 210 pode incluir vários segmentos. Por exemplo, conforme retratado na Figura 1, a seção de separação de catalisador 210 pode incluir um segmento superior 276, um segmento intermediário 278 e um segmento inferior 272. A seção de riser interior 234 do montante de riser 324 pode se estender da porta de riser 218 da seção de separação de catalisador 210 e através do segmento inferior 272, do segmento intermediário 278 e para o segmento superior 276. De modo geral, pelo menos a maior parte da seção de riser interna 234 pode ter um diâmetro substancialmente constante e pode ter um diâmetro semelhante àquele da seção do montante externo 232 (em relação às outras unidades no sistema, tal como dentro de 10% uma da outra), mas ligeiramente menor em diâmetro que a maior parte da seção de riser externa. No segmento superior 276 da seção de separação de catalisador 210, a seção de riser interna 234 pode estar em comunicação fluida com o dispositivo de separação 220. O dispositivo de separação 220 pode ser qualquer dispositivo de separação mecânica ou química que possa ser operável para separar partículas sólidas de fases gasosas ou líquidas, tais como um ciclone ou uma pluralidade de ciclones.

[0035] De acordo com uma ou mais modalidades, o dispositivo de separação 220 pode ser um sistema de separação ciclônico, o qual pode incluir dois ou mais estágios de separação ciclônica. Em modalidades em que o dispositivo de separação 220 compreende mais que um estágio de separação ciclônica, o primeiro dispositivo de separação no qual o fluxo fluidizado entra é denominado dispositivo de separação ciclônica primário. O efluente fluidizado do dispositivo primário de separação ciclônica pode entrar em um dispositivo secundário de separação ciclônica para separação adicional. Os dispositivos primários de separação ciclônica podem incluir, por exemplo, ciclones primários e sistemas comercialmente disponibilizados sob os nomes VSS (comercialmente disponibilizados por UOP), LD2 (comercialmente disponibilizado por Stone e Webster) e RS2 (comercialmente disponibilizado por Stone e Webster). Os ciclones primários são descritos, por exemplo, nas Patentes no U.S.4.579.716; U.S.5.190.650; e U.S.5.275.641, que são incorporados ao presente documento a título de referência em sua totalidade. Em alguns sistemas de separação que utilizam ciclones primários como o dispositivo primário de separação ciclônica, um ou mais conjuntos de ciclones adicionais, por exemplo, ciclones secundários e ciclones terciários, são empregados para posterior separação de catalisador do produto de gás. Deve-se entender que qualquer dispositivo de separação ciclônica primário pode ser usado em modalidades da invenção.

[0036] O catalisador pode se mover para cima através do riser 230 (do vaso de reator 250) e para o dispositivo de separação 220. O dispositivo de separação 220 pode ser operável para depositar o catalisador separado no fundo do segmento superior 276 ou no segmento intermediário 278 ou no segmento inferior 272. Os vapores separados podem ser removidos do sistema de reator catalítico de fluido 100 através de um tubo 120 em uma porta de saída de gás 216 da seção de separação de catalisador 210.

[0037] Conforme retratado na Figura 1, em uma ou mais modalidades, o segmento superior 276 da seção de separação de catalisador 210 pode ter um diâmetro maior que o segmento intermediário 278 e o segmento inferior 272 pode ter um diâmetro máximo maior que o segmento intermediário 278. O segmento superior 276 da seção de separação de catalisador 210 pode ser conectado ao segmento intermediário 278 através de um segmento de transição 274 que se projeta para dentro a partir do segmento superior 276 para o segmento intermediário 278. O segmento superior 276 e/ou o segmento intermediário 278 podem, respectivamente, ter um diâmetro relativamente constante (isto é, o diâmetro não varia mais que cerca de 20% em uma seção particular). As paredes da seção de separação 212 no segmento intermediário 278 e da seção de riser interna 234 podem definir um canal coaxial que aloja um separador 224. O removedor 224 pode ser utilizado para remover os vapores do produto do catalisador antes de enviar a seção de regeneração 300 para regeneração. Visto que os vapores de produto transportados para a seção de regeneração 300 serão queimados, é desejável remover os vapores de produto com o removedor 224 e que utiliza gases menos dispendiosos para a combustão que os gases de produto.

[0038] Após a separação dos vapores no dispositivo de separação 220, o catalisador pode, em geral, se deslocar através do separador 224 no segmento intermediário 278 e para o segmento inferior 272. O segmento inferior 272 pode incluir a porta de saída de catalisador 222 em que o catalisador é transferido para fora da seção de reator 200 através do cano vertical 126 e para a seção de regeneração 300. Opcionalmente, o catalisador também pode ser transferido diretamente de volta para o vaso de reator 250 através do cano vertical 122. Alternativamente, o catalisador pode ser pré-misturado com catalisador regenerado no riser de transporte 130.

[0039] Referindo-se agora à Figura 2, é representada uma vista detalhada da área em torno do segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210. Dentre outras características, a Figura 2 retrata o segmento de parede de riser interno principal 280, o segmento de parede de riser externo principal 288, bem como vários materiais refratários e outros segmentos de parede do sistema. De modo geral, o segmento de parede de riser interno principal 280 e o segmento de parede exterior principal podem ser tubulares e substancialmente paralelos um ao outro (isto é, formando um ângulo de menos de 15° um com o outro). O segmento de parede de riser interno principal 280 pode estar conectado ao segmento de parede de riser externo principal 288 através de um segmento de parede de transição de riser 236.

[0040] Em algumas modalidades, o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 pode ter um diâmetro máximo maior que o segmento intermediário 278 da seção de separação de catalisador 210. Por exemplo, o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 pode se projetar para fora a partir do segmento intermediário 278 da seção de separação de catalisador 210 em uma forma semelhante a um bulbo. A seção inferior do segmento inferior 272 pode, algumas vezes, ser denominada formato “hemisférico". Essa ampliação pode acomodar um tronco 284 através do qual o catalisador é passado e entra no cano vertical 126 através do orifício de saída do catalisador 222. Desse modo, o canal através do qual o catalisador pode viajar (isto é, o espaço entre a seção de riser interna 234 e as paredes da seção de separação 212) é ampliada. Por exemplo, a distância entre as paredes da seção de separação 212 no segmento intermediário 278 da seção de separação de catalisador 210 e a seção de riser interna 234 pode ser menor que a distância entre as paredes de seção de separação 212 no segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 e a seção de riser interna 234. Sem estar limitado por teoria, acredita-se que a ampliação do canal (tal como o fornecimento de um segmento inferior em forma de bulbo 272) pode ser benéfica devido ao fato de a velocidade em que as bolhas no fluxo se movem para baixo pode ser reduzida, o que pode permitir que as mesmas se desengatem dos sólidos que fluem antes da introdução no cano vertical 126, permitindo a passagem suave do catalisador através da porta de saída do catalisador 222 e para fora da seção de reator 200. Por exemplo, o desenho presentemente revelado pode mitigar o risco de criar áreas locais de altas velocidades de catalisador no decapante 224, o que pode levar a problemas operacionais conforme as bolhas aceleram para baixo e então não se soltam imediatamente antes da entrada no cano vertical 126. Adicionalmente, o desenho pode reduzir as bolhas que são arrastadas para o cano vertical 122, que pode impactar negativamente a construção de pressão.

[0041] De acordo com outra modalidade, um segmento inferior em forma de bulbo 272 da seção de separação de catalisador 210 pode fornecer um suporte mecânico melhorado devido ao fato de poder permitir um ligamento de articulação 240 mais amplo. Conforme usado no presente documento, um “ligamento da articulação” se refere à distância entre a porta de riser 218, normalmente posicionada próxima ou no centro axial da seção de separação de catalisador 210, e uma ou mais portas de saída de catalisador 222 posicionadas mais próximas dos lados do catalisador seção de separação 210. Em geral, quanto maior for a distância do ligamento articular 240, mais mecanicamente estável o segmento inferior 272 pode ser. Além disso, em várias modalidades, deve-se entender que qualquer formato curvado é contemplado como um formato adequada para o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 devido ao fato de fornecer um ligamento de articulação 240 mais amplo.

[0042] Referindo-se agora às Figuras 2 e 3, de acordo com uma ou mais modalidades, o riser 230 pode compreender um segmento de parede de riser interno principal 280, um segmento de parede de transição de riser 236 e um segmento de parede de riser externo principal 288. De modo geral, a maior parte (por exemplo, pelo menos 90%) do segmento de parede de riser externo principal 288 pode estar fora da seção de separação de catalisador 210 (isto é, parte da seção de riser externa 232), e a maior parte (por exemplo, pelo menos 90%) do segmento de parede de riser interno principal 280 pode estar dentro da seção de separação de catalisador 210 (isto é, parte da seção de riser interna 234). O segmento de parede de riser externo principal 288 pode ter um diâmetro relativamente constante (por exemplo, que não varia mais que cerca de 10%) e o segmento de parede de riser interno principal 280 pode ter um diâmetro relativamente constante (por exemplo, que não varia mais de 10%).

[0043] O segmento de parede de transição de riser 236 pode ligar o segmento de parede de riser interno principal 280 ao segmento de parede de riser externo principal 288, diretamente ou por meio do segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210. Conforme retratado na Figura 3, o segmento de parede de transição de riser 236 pode ser afixado ao segmento de parede de riser interno principal 280 no ponto de afixação 242 e ao segmento de parede de riser externo principal 288 no ponto de afixação 248. O segmento de parede de transição de riser 236 pode se projetar para dentro a partir do segmento de parede de riser externo principal 288 da seção de riser externa 232 para o segmento de parede de riser interno principal 280 da seção de riser interna 234.

[0044] Conforme descrito no presente documento, as porções de unidades de sistema tais como paredes de vasos de reação, paredes de seção de separação ou paredes de riser, podem compreender um material metálico, tal como carbono ou aço inoxidável. Além disso, as paredes de várias unidades de sistema podem ter porções que estão afixadas a outras porções da mesma unidade de sistema ou a outra unidade de sistema. Algumas vezes, os pontos de afixação ou conexão são denominados “pontos de afixação” e podem incorporar qualquer meio de ligação conhecido, tal como, sem limitação, uma solda, um adesivo, um soldador, etc. Deve-se entender que componentes de sistema podem estar “diretamente conectados” em um ponto de afixação, como uma solda.

[0045] Referindo-se ainda à Figura 3, o segmento de rebordo de riser interno 294 pode ser conectado ao segmento de parede de riser interno principal 280, ao segmento de parede de transição de riser 236 ou a ambos. O segmento de rebordo de riser interno 294 pode, de modo geral, ser disposto em uma direção, de modo geral, paralela a um ou mais dentre o segmento de parede de riser interno principal 280 e o segmento de parede de riser externo principal 288. Conforme mostrado na Figura 3, em algumas modalidades, o segmento de parede de riser externo principal 288 pode circundar coaxialmente pelo menos uma porção do segmento de rebordo de riser interno 294. Por exemplo, o segmento de parede de riser externo principal 288 pode circundar coaxialmente o segmento de rebordo de riser interno 294 ao longo de um comprimento da seção de riser externa 232 que está próximo ou no segmento de parede de transição de riser 236.

[0046] De acordo com algumas modalidades, o segmento de riser interno 294 pode estar alinhado com o segmento de parede de riser interno principal 280 e um ângulo de cerca de 25 graus (tal como, de cerca de 20 graus a cerca de 30 graus ou de cerca de 15 graus a cerca de 35 graus) pode ser formado entre o segmento de parede de transição de riser 236 e o segmento de parede de riser interno principal 280 e/ou o segmento de rebordo de riser interno 294.

[0047] Referindo-se ainda às Figuras 2 e 3, os materiais refratários podem ser incluídos no riser 230 bem como na seção de separação de catalisador 210. Deve-se entender que embora as modalidades sejam fornecidas com disposições de material refratário e materiais específicos, as mesmas não devem ser consideradas limitantes em relação à estrutura física do sistema revelado. Por exemplo, o revestimento refratário 282 pode ser ligado a e atuar como um protetor contra erosão ou revestimento térmico para o segmento de parede de riser interno principal 280 e segmento de rebordo de riser interno 294 dentro da seção de riser interna 234. O revestimento refratário 282 pode se estender no riser 230 para o segmento intermediário 278 e para o segmento superior 276 da seção de separação de catalisador 210. O revestimento refratário 282 pode terminar próximo ou no fundo do segmento de rebordo de riser interno 294. O revestimento refratário 282 pode incluir malha hexagonal ou outros materiais refratários adequados. O forro refratário 298 pode ser ligado a e atuar como um revestimento térmico para o segmento de parede de transição de riser 236 e o segmento de parede de riser interno principal 280. Por exemplo, o revestimento refratário 298 pode se estender a partir das paredes da seção de separação 212 no ligamento de articulação 240 para o segmento intermediário 278 da seção de separação de catalisador 210 na superfície externa da seção de riser interna 234. Em determinadas modalidades, o revestimento refratário 298 pode ser uma manta de fibra de cerâmica ou material refratário, ou uma combinação de ambos.

[0048] Em modalidades adicionais, as paredes de seção de separação 212 no segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 podem incluir um revestimento refratário 286 que reveste, pelo menos parcialmente, a sua superfície interior. O material refratário 290 pode ser posicionado adjacente ao tronco 284. Adicionalmente, o material refratário 296 pode ser posicionado entre o segmento de parede de riser externo principal 288 e o segmento de rebordo de riser interno 294, em contato com o segmento de parede de transição de riser 236. O material refratário 292 pode ser posicionado entre o segmento de parede de riser externo principal 288 e o segmento de parede de riser interno principal 280, e pode ficar suspenso e se estender além do segmento de rebordo interior de riser 294. O material refratário 292 pode definir um intervalo 251 de espaço vazio entre o próprio e o segmento de parede de riser interno principal 280 e o revestimento refratário 282. Em modalidades, o material refratário 292 pode se estender para a seção de riser externa 230, que reveste as paredes da seção de riser externa 230.

[0049] Conforme retratado na Figura 3, o segmento de parede de riser interno principal 280 pode ser conectado ao segmento de parede de transição de riser 236, e o segmento de parede de transição de riser 236 pode ser conectado ao segmento de parede de riser externo principal 288. Na modalidade da Figura 3, o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 está conectada ao segmento de parede de riser externo principal 288 no ponto de afixação 244. No entanto, outras modalidades, tais como as representadas nas Figuras 4A a 4C podem ser disposições adequadas para a conexão entre o segmento de parede de riser interno principal 280, o segmento de parede de transição de riser 236 e o segmento de parede de riser externo principal 288. Deve-se entender que as Figuras 4A a 4C foram simplificadas para ilustrar apenas o segmento de parede de riser interno principal 280, o segmento de parede de transição de riser 236, o segmento de parede de riser externo principal 288 e o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210. Desse modo, deve-se entender que as modalidades das Figuras 4A a 4C podem incluir adicionalmente vários materiais refratários e outros componentes tais como um segmento de rebordo de riser interno 294, que não são representados nas Figuras 4A a 4C.

[0050] Referindo às Figuras 4A a 4C, de acordo com várias modalidades, o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 pode ser afixada ao segmento de parede de transição de riser 236, ao segmento de parede de riser externo principal 288, ou a ambos. Por exemplo, referindo-se à Figura 4A, o segmento inferior 272 da seção de separação de catalisador 210 pode ser diretamente conectado ao segmento de parede de riser externo principal 288, e o segmento de parede de riser externo principal 288 pode ser conectado diretamente ao segmento 236 da parede de transição de riser, que também está diretamente conectado para o segmento de parede do riser interior principal 280. A distância entre a área de conexão direta do segmento inferior 272 com o segmento de parede de riser externo principal 288 e o segmento de parede de transição de riser 236 com o segmento de parede de riser externo principal 288 pode ser de cerca de 2,54 a 12,7 centímetros (1 a 5 polegadas), tal como 2,54 a 5,08 centímetros (1 a 2 polegadas). Em tal modalidade, uma porção do segmento de parede de riser externo principal 288 está dentro da seção de separação de catalisador 210 e uma porção do segmento de parede de riser externo principal 288 está posicionada dentro da seção de separação de catalisador 210. No entanto, a maior parte do segmento de parede de riser externo principal 288 está fora da seção de separação de catalisador 210.

[0051] De acordo com a modalidade retratada na Figura 4B, o segmento inferior 272 pode ser diretamente conectado ao segmento de parede de transição de riser 236 e ao segmento de parede de riser externo principal 288. Em tal modalidade, o segmento de parede de transição de riser 236 pode estar indiretamente conectado ao segmento de parede de riser externo principal 288 através do segmento inferior 272. Em tal modalidade, a totalidade do segmento de parede de transição de riser 236 está dentro da seção de separação de catalisador 210.

[0052] De acordo com a modalidade retratada na Figura 4C, o segmento de parede de riser interno principal 280 está diretamente conectado ao segmento de parede de transição de riser 236, o qual está diretamente conectado ao segmento de parede de riser externo principal 288. O segmento inferior 272 está diretamente conectado ao segmento de parede de transição de riser 236, entre o ponto de conexão entre o segmento de parede de transição de riser 236 e o segmento de parede de riser externo principal 288 e o ponto de conexão entre o segmento de parede de transição de riser 236 e o segmento de parede de riser interno principal 280. Em tal modalidade, uma porção do segmento de parede de transição de riser 236 está dentro da seção de separação de catalisador 210, e uma porção do segmento de parede de transição de riser 236 está fora da seção de separação de catalisador 210.

[0053] De acordo com modalidades, o segmento de parede de transição de riser 236 pode ter um comprimento que é menor ou igual a cerca de 50% do diâmetro mínimo da seção de riser interna 234 (tal como menor ou igual a cerca de 40%, menor ou igual a cerca de 30%, menor ou igual a cerca de 20%, menor ou igual a cerca de 15%, menor ou igual a cerca de 10%, menor ou igual a cerca de 5%). O comprimento relativamente pequeno do segmento de parede de transição de riser 236 pode acomodar um segmento de parede de riser interno principal 280 e um segmento de parede de riser externo principal 288 que tem diâmetros máximos que estão dentro de 25%, 20%, 15%, 10% ou até mesmo 5% um do outro. Por exemplo, o diâmetro máximo do segmento de parede de riser interno principal 280 pode ser de pelo menos 75%, 80%, 85%, 90% ou até mesmo 95% do diâmetro máximo do segmento de parede de riser externo principal 288.

[0054] As cargas mecânicas aplicadas no vaso de reator 250 a partir do peso do catalisador e outras partes da seção de reator 200 podem ser altas, e as molas podem ser utilizadas para aplicar pressão para cima no reator 250 do reator. Por exemplo, o vaso de reator 250 pode ser suspenso por molas, ou as molas podem ser posicionadas abaixo do vaso de reator 250 para suportar o seu peso. Por exemplo, os suportes de mola 188 da Figura 1 mecanicamente afixados à seção de reator 200 no vaso de reator 250, em que a seção de reator 200 é suspensa a partir de uma estrutura de suporte pelos suportes de mola 188.

[0055] Após a separação na seção de separação de catalisador 210, o catalisador gasto é transferido para a seção de regeneração 300. A seção de regeneração 300, conforme descrita no presente documento, pode compartilhar muitas semelhanças estruturais com a seção de reator 200. Desse modo, as referências numéricas atribuídas às porções da seção de regeneração 300 são análogas àquelas usadas com referência à seção de reator 200, em que se os dois dígitos finais do número de referência forem os mesmos, as determinadas porções da seção de reator 200 e da seção de regeneração 300 podem servir funções semelhantes e ter estrutura física semelhante. Desse modo, muitas das presentes revelações relacionadas à seção de reator 200 podem ser igualmente aplicadas à seção de regeneração 300, e as distinções entre a seção de reator 200 e a seção de regeneração 300 serão destacadas abaixo.

[0056] Referindo-se agora à seção de regeneração 300, conforme retratado na Figura 1, o vaso de reator 350 (tal como um combustor) da seção de regeneração 300 pode incluir uma ou mais portas de entrada do vaso de reator 352 e uma porta de saída do reator 354 em comunicação fluida com (tal como diretamente conectada a) a seção de riser externa 332 do riser 330. O vaso de reator 350 pode estar em comunicação fluida com a seção de separação de catalisador 210 por meio do cano vertical 126, o qual pode fornecer catalisador gasto da seção de reator 200 para a seção de regeneração 300 para regeneração. O vaso de reator 350 pode incluir uma porta de entrada de vaso de reação adicional 352 em que a entrada de ar 128 se liga ao vaso de reator 350. A entrada de ar 128 pode fornecer gases reativos que podem reagir com o catalisador gasto para regenerar pelo menos parcialmente o catalisador. Por exemplo, o catalisador pode ser coqueado após as reações no vaso de reator 250, e o coque pode ser removido do catalisador (isto é, em que regenera o catalisador) por uma reação de combustão. Por exemplo, o oxigénio (tal como o ar) pode ser alimentado para dentro do reator 350 através da entrada de ar 128.

[0057] Conforme retratado na Figura 1, o vaso do reator 350 pode ser diretamente conectado à seção de riser externa 332 do riser 330. Em uma modalidade, o vaso de reator 350 pode incluir uma seção de corpo de vaso de reator 356 e uma seção de transição de vaso de reator 358. A seção de corpo de vaso de reator 356 pode compreender, de modo geral, um diâmetro maior que a seção de transição de vaso de reator 358 e a seção de transição de vaso de reator 358 pode ser afunilada a partir do tamanho do diâmetro da seção de corpo de vaso de reator 356 para o tamanho do diâmetro de a seção de riser externa 332, de modo que a seção de transição do vaso de reator 358 se projete para o interior a partir da seção de corpo de vaso de reator 356 para a seção de riser externa 332.

[0058] Referindo-se ainda à Figura 1, a seção de separação de catalisador 310 inclui paredes de seção de separação 312 que definem uma região interna 314 da seção de separação de catalisador 310. O riser 330 se estende para a região interna 314 da seção de regeneração 300 através de uma porta de riser 318. A porta de riser 318 pode ser qualquer abertura na seção de separação de catalisador 310 através da qual pelo menos a seção de riser interna 334 do riser 330 se projeta para a região interna 314 da seção de separação de catalisador 310.

[0059] Semelhante à seção de reator 200, exemplos convencionais da seção de regeneração 300 podem incorporar um projeto de reator/separador unitário em que o reator e o separador estão separados por uma parede. A utilização de um riser externo entre a seção de separação de catalisador e o vaso do reator pode permitir um melhor controle térmico da seção de separação de catalisador 310, visto que o mesmo não está diretamente conectado ao vaso do reator de geração de calor 350.

[0060] Em uma ou mais modalidades, a seção de separação de catalisador 310 pode incluir vários segmentos. Por exemplo, conforme retratado na Figura 1, a seção de separação de catalisador 310 pode incluir um segmento superior 376 e um segmento inferior 372. A seção de riser interna 334 pode se estender através da porta do montante 318 da seção de separação de catalisador 310 e através do segmento inferior 372 e para o segmento superior 376. No segmento superior 376, a seção de riser interna 334 pode estar em comunicação fluida com o separador de terminação do riser. A corrente de fluido pode, então, passar para o dispositivo de separação secundária 320, que pode ser qualquer dispositivo de separação mecânica que possa ser operável para separar partículas sólidas de fases gasosas, tais como um ciclone ou vários ciclones, como vários ciclones em série. O dispositivo de separação secundária 320 pode ser operável para depositar o catalisador separado no fundo do segmento superior 376 ou no segmento inferior 372. O segmento inferior 372 pode incluir a porta de saída do catalisador 322.

[0061] Referindo-se agora às Figuras 1 e 5, em uma modalidade, o segmento inferior 372 da seção de separação de catalisador 310 pode incluir uma forma elipsoidal próxima ou na porta de riser 318. Por exemplo, conforme retratado nas Figuras 1 e 5, o segmento inferior 372 pode incluir uma geometria de cilindro com um fundo elipsoidal no cilindro. A forma elipsoidal pode contribuir para um aumento do comprimento do ligamento articular 340. Outros formatos curvados também podem ser adequados, tal como a forma de bulbo revelada em referência à seção de reator 200. De modo semelhante, o segmento inferior em formato elipsoidal 372 pode ser adequado para a seção de reator 200.

[0062] Deve-se entender que a seção de regeneração 300 pode incluir uma parede lateral de transição de riser 336, semelhante ao segmento de parede de transição de riser 236 descrito em relação à seção de reator. Por exemplo, as modalidades representadas nas Figuras 3A a 3C podem ser aplicáveis ao riser 330 da seção de regeneração. Adicionalmente, os suportes de mola 188 podem ser utilizados para suportar cargas mecânicas aplicadas no vaso de reator 350.

[0063] Os sistemas descritos no presente documento podem ser utilizados como equipamento de processamento para várias reações de catalisadores fluidizados. Por exemplo, hidrocarbonetos, bem como outras matérias-primas químicas, podem ser convertidos em produtos desejáveis através do uso de reatores de leito fluidizado. Os reatores de leito fluidizado servem para muitos propósitos na indústria, incluindo desidrogenação de parafinas e/ou alquilaromáticos, craqueamento de hidrocarbonetos (isto é, craqueamento catalítico de fluido), cloração de olefinas, oxidação de naftaleno em anidreto ftálico, produção de acrilonitrila a partir de propileno, amônia e oxigênio, síntese de Fischer-Tropsch e polimerização de etileno.

[0064] Para fins de descrição e definição da presente invenção, observa-se que os termos “cerca de" ou "aproximadamente" são utilizados no presente documento para representar o grau inerente de incerteza que pode ser atribuído a qualquer comparação quantitativa, valor, medida ou outra representação. O termo também é utilizado no presente documento para representar o grau pelo qual uma representação quantitativa pode variar de uma referência declarada sem resultar em uma mudança na função básica da matéria em questão.

[0065] Note-se que uma ou mais dentre as seguintes reivindicações utilizam o termo "em que" como uma frase de transição. Para efeitos de definição da presente invenção, observa-se que esse termo introduzido nas reivindicações como uma frase transicional em aberto que é usada para introduzir uma descrição de uma série de características da estrutura e deve ser interpretada da mesma forma que o termo de preâmbulo em aberto mais comumente usado "que compreende".

[0066] Deve-se observar também que as citações referidas no presente documento se referem a um componente da presente invenção que é "configurado" de um modo particular. Nesse aspecto, tal componente é "configurado" para incorporar uma propriedade particular, ou funcionar de uma maneira particular, em que tais citações sejam citações estruturais em oposição a citações de uso destinado. Mais especificamente, as referências no presente documento à maneira pela qual um componente é "configurado" denotam uma condição física existente do componente e, como tal, devem ser tomadas como uma citação definida das características estruturais do componente.

[0067] Será evidente àqueles versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas à presente invenção sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Visto que as combinações de modificações, subcombinações e variações das modalidades descritas que incorporam o espírito e a substância da invenção podem ocorrer àqueles versados na técnica, a invenção deve ser entendida como incluindo tudo dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Componente de sistema, de um sistema de reator catalítico de fluido (100), sendo que o componente de sistema é caracterizado pelo fato de compreender: - uma seção de separação de catalisador (210) compreendendo paredes de seção de separação (212) definindo uma região interna (214) da seção de separação de catalisador (210), uma porta de saída de gás (216), uma porta de riser (218), um dispositivo de separação (220) e uma porta de saída de catalisador (222); - um riser (230) que se estende através da porta de riser (218) da seção de separação de catalisador (210), sendo que o riser (230) compreende um segmento de parede de riser interno principal (280), um segmento de parede de riser externo principal (288) e um segmento de parede de transição de riser (236), a totalidade do segmento de parede de riser interno principal (280) posicionada dentro da região interna (214) da seção de separação de catalisador (210) e conectada com pelo menos o segmento de parede de transição (236), e o segmento de parede de riser externo posicionado, pelo menos parcialmente, fora da seção de separação de catalisador (210); e - um vaso de reator (250) compreendendo uma seção de corpo de vaso de reator (256), uma porta de entrada de vaso de reator (252) e uma porta de saída de vaso de reator (254) conectada ao segmento de parede de riser externo principal (288); sendo que o segmento de parede de riser interno principal (280) e o segmento de parede de riser externo principal (288) são paralelos, e o diâmetro máximo do segmento de parede de riser interno principal (280) é menor que o diâmetro máximo do segmento de parede de riser externo principal (288), e o diâmetro máximo da seção de corpo de vaso de reator (256) é maior que o diâmetro máximo do segmento de parede de riser externo principal (288).

2. Componente de sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a maior parte do segmento de parede de riser externo principal (288) estar fora da seção de separação de catalisador (210) e a maior parte do segmento de parede de riser interno principal (280) está na região interna (214) da seção de separação de catalisador (210).

3. Componente de sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segmento de parede de transição de riser (236) se projetar para fora a partir do segmento de parede de riser interno principal (280) e se conectar a um ou mais dentre o segmento de parede de riser externo principal (288) ou a seção de separação de catalisador (210).

4. Componente de sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segmento de parede de transição de riser (236) estar posicionado na região interna (214) da seção de separação de catalisador (210).

5. Componente de sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segmento de parede de transição de riser (236) ter um comprimento que é menor ou igual a 50% de um diâmetro máximo do segmento de parede de riser interno principal (280).

6. Componente de sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o vaso do reator compreender uma seção de corpo de vaso de reator (256) e uma seção de transição de vaso de reator (258), a seção de transição de vaso de reator (258) em contato com o segmento de parede de riser externo principal (288) e a seção de corpo de vaso de reator (256), de modo que a seção de transição de vaso de reator (258) se projete para dentro da seção de corpo de vaso de reator (256) para o segmento de parede de riser externo principal (288).

7. Componente de sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o componente de sistema ser uma seção de reator (200) do sistema de reator catalítico de fluido (100) ou ser um sistema de reator catalítico de fluido (100).

8. Sistema de reator catalítico de fluido, caracterizado pelo fato de compreender uma seção de reator (200) e uma seção de regeneração (300), a seção de reator (200) compreendendo o componente de sistema, conforme definido na reivindicação 1.

9. Sistema de reator catalítico de fluido, conforme definido na reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a maior parte do segmento de parede de riser externo principal (288) estar fora da seção de separação de catalisador (210) e a maior parte do segmento de parede de riser interno principal (280) está na região interna (214) da seção de separação de catalisador (210).

10. Sistema de reator catalítico de fluido, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o vaso de reator (250) compreender uma seção de corpo de vaso de reator (256) e uma seção de transição de vaso do reator (258), a seção de transição de vaso de reator (258) está em contato com a seção de riser externa (232) e a seção de corpo de vaso de reator (256), de modo que a seção de transição de vaso de reator (258) se projete para dentro a partir da seção de corpo de vaso de reator (256) para a seção de riser externa (232) .

11. Sistema de reator catalítico de fluido, caracterizado pelo fato de compreender uma seção de reator (200) e uma seção de regeneração (300), a seção de regeneração (300) compreendendo o componente de sistema, conforme definido na reivindicação 1.

12. Sistema de reator catalítico de fluido, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a seção de separação de catalisador (310) compreender um segmento inferior (372) compreendendo a porta de saída de catalisador (322) e a porta de riser (318), sendo que o segmento inferior (372) compreende um formato elipsoidal.