BR112020000843A2

BR112020000843A2 - métodos e aparelhos para processamento de correntes de gás

Info

Publication number: BR112020000843A2
Application number: BR112020000843-5A
Authority: BR
Inventors: Matthew T. Pretz; Madhusudhan Kodam
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2017-07-31
Filing date: 2018-07-30
Publication date: 2020-07-21
Also published as: CN110891677B; CN110891677A; WO2019027870A1; EP3661639A1; CA3071382A1; RU2020106877A; AR112516A1; US11059763B2; RU2020106877A3; US20200231521A1

Abstract

De acordo com uma ou mais modalidades divulgadas neste documento, um gás reagente pode ser convertido por um método compreendendo introduzir o gás reagente em um reator de leito fluidizado. O vaso de reator principal do reator de leito fluidizado pode ser afunilado de modo que a porção a montante do vaso de reator principal compreenda uma área de seção transversal menor que a porção a jusante do vaso de reator principal.

Description

MÉTODOS E APARELHOS PARA PROCESSAMENTO DE CORRENTES DE GÁS REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[0001] Este pedido reivindica prioridade do Pedido de Patente Provisório US No. de Série 62/538.987, depositado em 31 de julho de 2017, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES Campo

[0002] A presente divulgação se refere, de modo geral, a processamento químico e, mais especificamente, a projetos e sistemas de reator utilizados em processamento químico.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[0003] Muitas reações utilizando correntes de gás como reagentes formam mols adicionais de gás como resultado da reação (isto é, quando existem mais moléculas de gás após reação do que antes). Por exemplo, reações de desidrogenação e craqueamento produzem mols adicionais de produto em comparação com aqueles que existiam na corrente de reagente. Quando o reagente e o produto são gases, mudanças em velocidades de gás locais podem resultar no reator pela formação destas moléculas adicionais.

BREVE SUMÁRIO

[0004] Quando uma reação produz moléculas de gás adicionais em comparação com aquelas da corrente de reagente, pressão pode acumular no reator ou em outros componentes do sistema. Estas mudanças na pressão podem resultar em mudanças locais na velocidade do gás e/ou do catalisador sólido em um reator, tal como um reator de leito fluidizado. Mudanças na velocidade do gás também podem afetar a densidade da suspensão em uma porção local do reator, o que se correlaciona geralmente com a quantidade de catalisador por volume no reator em uma posição local. Controlar a velocidade superficial de fluido e/ou a densidade da suspensão em um reator pode ser importante para a taxa de conversão química global de uma reação e/ou as especificações operacionais (por exemplo, tamanho, forma, etc.) de um reator. Por conseguinte, existe uma necessidade contínua de métodos e aparelhos para processar correntes de gás sob condições de reação que aumentam o número de moléculas de gás, embora controlando a velocidade superficial e/ou a densidade da suspensão em todo o reator.

[0005] Mais especificamente, foi verificado que a formação de moléculas de gás em excesso em seguida à reação em relação à quantidade de gás do reagente de alimentação pode causar aumentos na velocidade superficial de gás e diminuir a densidade da suspensão do conteúdo do reator. Conforme usada neste documento, “densidade de suspensão” se refere à densidade calculada tanto do teor de sólidos (por exemplo, catalisador) quanto teor de gás (por exemplo, reagentes e produtos gasosos) no reator. Por exemplo, à medida que mais gás é produzido através da reação, a velocidade superficial dos gases pode aumentar, às vezes drasticamente, em um reator de leito fluidizado. Adicionalmente, a densidade de suspensão (incluindo o reagente e o gás de produto e o catalisador particulado sólido) pode diminuir de modo que a conversão seja diminuída devido à falta de catalisador em relação ao gás reagente. Como a conversão é afetada negativamente, pode ser necessário aumentar o volume de reator, adicionando custos de capital indesejáveis. Adicionalmente, a alta velocidade de gás no reator pode dificultar o controle da quantidade de catalisador no sistema em um dado tempo.

[0006] A fim de mitigar ou parar completamente a subida na velocidade do gás e a diminuição na densidade de suspensão, foi descoberto que um reator de leito fluidizado com uma área de seção transversal crescente pode ser utilizado para reações à base de gás que produzam moléculas de gás em excesso. Por exemplo, um reator de leito fluidizado que é mais estreito em sua porção a montante do que sua porção a jusante pode permitir velocidade superficial de gás, densidade de suspensão, ou ambos, relativamente constantes nas porções a montante e a jusante do reator de leito fluidizado. Em contraste, reatores de leito fluidizado convencionais com formas tubulares geralmente têm velocidade de gás elevada em função da altura. O projeto adequado da geometria para o reator de leito fluidizado, tal como uma geometria cônica, pode permitir aumentos reduzidos na velocidade de gás e/ou nas perdas na densidade da suspensão à medida que a reação progride nas porções a jusante do reator. Isto é, quando a reação ocorre ao longo da altura do reator (assumindo que os produtos de reação estejam se movendo para cima), o aumento na área de seção transversal compensa o aumento no volume de gás e, portanto, pode manter a velocidade de gás relativamente constante. A estabilidade relativa da velocidade de gás, da densidade de suspensão, ou de ambas, pode permitir a mitigação dos problemas discutidos acima.

[0007] De acordo com uma ou mais modalidades, um gás reagente pode ser convertido por um método compreendendo introduzir o gás reagente em um reator de leito fluidizado, de modo que o gás reagente seja contatado por um catalisador, reagindo cataliticamente o gás reagente para formar um produto de reação no reator de leito fluidizado e passando o produto da reação e qualquer gás reagente que não reagido através de uma seção de transição. O reator de leito fluidizado pode compreender um vaso de reator principal compreendendo uma porção a montante e uma porção a jusante, e uma seção de transição conectada à porção a jusante do vaso de reator principal. O gás reagente pode entrar no reator de leito fluidizado na ou perto da porção a montante do vaso de reator principal. A reação pode resultar em moléculas de gás adicionais em relação ao gás reagente. O vaso de reator principal pode ser afunilado de modo que a porção a montante do vaso de reator principal compreenda uma área de seção transversal menor que a porção a jusante do vaso de reator principal, de modo que a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal possa ser menor ou igual a 140% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal. De acordo com uma ou mais modalidades adicionais, um gás reagente pode ser convertido por um método compreendendo introduzir o gás reagente em um reator de leito fluidizado, de modo que o gás reagente seja contatado por um catalisador, reagir cataliticamente o gás reagente para formar um produto de reação no reator de leito fluidizado e passar o produto de reação e qualquer gás reagente não reagido através da seção de transição. O reator de leito fluidizado pode compreender um vaso de reator principal compreendendo uma porção a montante e uma porção a jusante, e uma seção de transição conectada à porção a jusante do vaso de reator principal. O gás reagente pode entrar no reator de leito fluidizado na ou perto da porção a montante do vaso de reator principal. A reação pode resultar em moléculas de gás adicionais em relação ao gás reagente. O vaso de reator principal pode ser afunilado de modo que a porção a montante do vaso de reator principal compreenda uma área de seção transversal menor que a porção a jusante do vaso de reator principal, de modo que a densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal possa ser maior ou igual a 25% da densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal.

[0008] Deve-se entender que tanto o breve sumário anterior quanto a descrição detalhada a seguir apresentam modalidades da tecnologia e devem fornecer uma visão geral ou conjuntura para entender a natureza e caráter da tecnologia, conforme é reivindicado. Os desenhos anexos são incluídos para fornecer um entendimento adicional da tecnologia e são incorporados no presente relatório descritivo e constituem parte do mesmo. Os desenhos ilustram várias modalidades e, junto da descrição, servem para explicar os princípios e operações da tecnologia. Adicionalmente, os desenhos e as descrições se destinam a ser meramente ilustrativos e não se destinam a limitar o escopo das reivindicações de modo algum.

[0009] Características e vantagens adicionais da tecnologia divulgada no presente documento serão estabelecidas na descrição detalhada a seguir e, em parte, serão prontamente evidentes para as pessoas versadas na técnica a partir da descrição ou reconhecidas praticando a tecnologia, conforme descrita no presente documento, incluindo a descrição detalhada a seguir, as reivindicações, assim como os desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A descrição detalhada a seguir de modalidades específicas da presente divulgação pode ser mais bem entendida quando lida em combinação com desenhos a seguir, em que estrutura semelhante é indicada com numerais de referência similares e nos quais:

[0011] FIG. 1 representa esquematicamente um reator de leito fluidizado de acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento;

[0012] FIG. 2 representa esquematicamente outro reator de leito fluidizado de acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento;

[0013] FIG. 3 representa esquematicamente um sistema de processamento químico de exemplo que pode utilizar os reatores de leito fluidizado presentemente descritos de acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento; e

[0014] FIGS. 4A-4D representam dados modelados de três modalidades de exemplo e um exemplo comparativo de acordo com uma ou mais modalidades descritas neste documento.

[0015] Deve ser entendido que os desenhos são de natureza esquemática e não incluem alguns componentes de um sistema de reator empregado comumente na técnica, tal como, sem limitação, transmissores de temperatura, transmissores de pressão, medidores de fluxo, bombas, válvulas e semelhantes. Seria conhecido que estes componentes estão dentro do espírito e escopo das presentes modalidades divulgadas. No entanto, componentes operacionais, tal como aqueles descritos na presente divulgação, podem ser adicionados às modalidades descritas nesta divulgação.

[0016] Será feita referência agora em mais detalhes a várias modalidades, algumas modalidades das quais são ilustradas nos desenhos anexos. Sempre que possível, os mesmos numerais de referência serão usados em todos os desenhos para se referir às mesmas ou a peças semelhantes.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0017] Modalidades relativas a métodos para processar correntes de produtos químicos em reator de leito fluidizado são descritas aqui. Em uma ou mais modalidades, a corrente de produto químico que é processada pode ser referida como uma corrente de alimentação ou corrente de reagente e a corrente de produto químico que inclui o produto da reação química pode ser referida como uma corrente de produto. Deve ser entendido que a corrente de produto pode incluir vários componentes da corrente de alimentação quando a conversão da corrente de alimentação é incompleta, o que pode ser típico de muitas reações químicas.

[0018] Os sistemas e aparelhos aqui descritos, tal como os reatores de leito fluidizado aqui descritos, podem ser utilizados como equipamento de processamento para várias reações catalíticas fluidizadas. Os métodos e aparelhos descritos podem ser utilizados em reações em que uma alimentação gasosa é convertida em uma corrente de produto gasosa por contato com um catalisador de estado sólido, tal como um catalisador de particulados. Por exemplo, hidrocarbonetos, bem como outros estoques de produtos químicos, podem ser convertidos em produtos desejáveis através do uso de reatores de leito fluidizado. Reatores de leito fluidizado servem a muitos propósitos na indústria, incluindo desidrogenação de parafinas e/ou alquil aromáticos, craqueamento de hidrocarbonetos (isto é, craqueamento catalítico fluido), cloração de olefinas, oxidações de naftaleno em anidrido ftálico, produção de acrilonitrila a partir de propileno, amônia e oxigênio, síntese de Fischer-Tropsch, polimerização de etileno, desidratação de hidrocarbonetos para formar olefinas leves e algumas reações de metanol em olefina (MTO).

[0019] De acordo com uma ou mais modalidades, algumas destas reações, tal como sem limitação, desidrogenação, craqueamento, desidratação e MTO,

podem formar mols adicionais de moléculas de gás em relação aos mols de moléculas de gás de alimentação. Quando os produtos são gasosos, a pressão local no reator pode ser elevada à medida que a reação progride. Tais reações, em algumas modalidades, podem ser representadas pela fórmula aR  bP + cZ, em que R representa a espécie de reagente, P representa a espécie de produto, Z representa outra espécie de produto e a, b e c representam cada qual a quantidade relativa de cada espécie utilizada na reação. Por exemplo, uma reação de desidrogenação resultaria em hidrogênio como Z, ou em uma reação de desidratação Z seria água. Quando a é menor que b+c, moléculas adicionais são formadas pela reação, que é a reação para a qual os métodos e aparelhos presentemente descritos podem ser dirigidos. Como tal, esta reação forma duas ou mais moléculas de produto de cada molécula reagente que é reagida. É observado que a equação acima é apenas uma reação química de exemplo e deve ser entendido que outras reações estão dentro do escopo desta divulgação, tal como aquelas em que dois ou mais produtos e/ou reagentes estão presentes.

[0020] De acordo com algumas modalidades, os reatores de leito fluidizado aqui descritos podem processar gás reagente compreendendo etano, propano, n- butano, isobutano e etilbenzeno (por exemplo, pelo menos 80% em peso, 90% em peso, 95% em peso ou mesmo 99% em peso de qualquer destes gases reagentes, ou combinações dos mesmos) para formar gás de produto compreendendo isômeros de eteno, propeno, buteno e butadieno, isobuteno, estireno ou combinações dos mesmos (por exemplo, pelo menos pelo menos 10% em peso, pelo menos 20% em peso, pelo menos 30% em peso, pelo menos 40% em peso, pelo menos 50% em peso, pelo menos 70% em peso ou mesmo pelo menos 90% em peso de qualquer destes gases de produto ou combinações dos mesmos). Por exemplo, gases adequados para desidrogenação são aqui contemplados.

[0021] Agora, com referência à FIG. 1, é representada uma modalidade de um reator de leito fluidizado a qual pode processar uma corrente de alimentação por contato com um catalisador sólido. De acordo com uma ou mais modalidades descritas no presente documento, o reator de leito fluidizado 202 pode compreender um vaso de reator principal 250, uma seção de transição 258 e uma seção de reator a jusante 230, tal como um tubo ascendente. A seção de transição 258 pode conectar a seção de reator principal 250 com a seção de reator a jusante 230. Conforme representado na FIG. 1, a seção de reator principal 250 pode ser posicionada abaixo da seção de reator a jusante 230. Tal configuração pode ser denominada como uma configuração de fluxo ascendente no reator de leito fluidizado 202. Um tubo ascendente de transporte 430 pode fornecer um ou mais de gás reagente e catalisador ao reator de leito fluidizado 202 e os reagentes e produtos gasosos, bem como o catalisador, podem se mover através de um distribuidor de alimentação 260, através do vaso de reator principal 250, através da seção de transição 258 e para e através da seção de reator a jusante 230. Como representado na FIG. 1, o movimento do catalisador e dos gases de produto e reagente é ascendente (representado pelo eixo x). Conforme descrito aqui, “velocidade superficial” se refere à velocidade superficial de um material na direção do fluxo de material global (através do plano perpendicular ao eixo x).

[0022] Conforme descrito no presente documento, a seção de reator principal 250 pode incluir um vaso, tambor, barril, cuba ou outro recipiente adequado para uma dada reação química. Em uma ou mais modalidades, o vaso de reator principal 250 pode ter uma forma de seção transversal substancialmente circular (que é representativa da vista em seção transversal da FIG. 1). Alternativamente, o vaso de reator principal 250 pode ser não circular em seção transversal. Por exemplo, o vaso de reator principal 250 pode compreender formas de seção transversal de triângulos, retângulos, pentágonos, hexágonos, octógonos, ovais ou outros polígonos ou formas fechadas curvas, ou combinações das mesmas. O vaso de reator principal 250, como usado em toda esta divulgação, pode geralmente incluir uma estrutura metálica e pode incluir adicionalmente revestimentos refratários ou outros materiais utilizados para proteger a estrutura metálica e/ou controlar condições de processo. Conforme representado na FIG.

1, o vaso de reator principal 250 pode incluir um orifício de entrada de catalisador da porção de reator inferior 252 definindo a conexão do tubo ascendente de transporte 430 ao vaso de reator principal 250.

[0023] O vaso de reator principal 250 pode ser conectado a um tubo ascendente de transporte 430 que, em operação, pode fornecer catalisador processado e/ou produtos químicos reagentes em uma corrente de alimentação. O catalisador processado e/ou os produtos químicos reagentes podem ser misturados com um distribuidor de alimentação 260 alojado no vaso de reator principal 250. Em uma ou mais modalidades, o distribuidor de alimentação 260 pode ser operável para dispensar a primeira corrente de alimentação e a segunda corrente de alimentação em todas as velocidades de distribuidor de capuz de 250 ft/s a 80 ft/s. Em tais modalidades, várias correntes de alimentação podem ser utilizadas, embora mantendo as características de reator desejadas, tal como operando como um reator de leito fluidizado, turbulento ou borbulhante rápido no vaso de reator principal 250 e como um reator de tubo ascendente de fase diluída na seção de reator a jusante 230. Por exemplo, de acordo com uma ou mais modalidades, uma velocidade de distribuidor de capuz de cerca de 80 ft/s pode ser utilizada no vaso de reator principal 250 para alimentações de nafta, ao passo que uma velocidade de distribuidor de capuz de cerca de 250 ft/s pode ser utilizada no vaso de reator principal 250 para alimentações de propano. Em modalidades adicionais, alguns orifícios poderiam ser fechados no reator de leito fluidizado 202 quando nafta é utilizada como uma corrente de alimentação. A “velocidade de distribuidor de capuz” se refere à velocidade à qual o gás sai do distribuidor, algumas vezes através de um capuz. Por exemplo, distribuidores adequados são divulgados na Patente US 9.370.759 cujos ensinamentos são incorporados no presente documento a título de referência em sua totalidade.

[0024] Conforme representado na FIG. 1, o vaso de reator principal 250 pode ser conectado à seção de reator a jusante 230 via a seção de transição 258. A seção de transição 258 pode ser afunilada do tamanho da seção transversal do vaso de reator principal 250 até o tamanho da seção transversal da seção de reator a jusante 230, de modo que a seção de transição 258 se projete para dentro a partir do vaso de reator principal 250 até a seção de reator a jusante 230.

[0025] Em uma ou mais modalidades, a seção de reator a jusante 230 pode ser geralmente cilíndrica no formato (isto é, tendo uma forma de seção transversal substancialmente circular) ou pode alternativamente ser não cilíndrica no formato, tal como formato de prisma com formato de seção transversal de triângulos, retângulos, pentágonos, hexágonos, octógonos, ovais ou outros polígonos ou formatos fechados curvados ou combinações dos mesmos. A seção de reator a jusante 230, conforme usado ao longo da presente divulgação, pode incluir geralmente uma estrutura metálica e pode incluir adicionalmente revestimentos refratários ou outros materiais utilizados para proteger a estrutura metálica e/ou controlar condições de processo.

[0026] Em algumas modalidades, tal como aquelas onde o vaso de reator principal 250 e a seção de reator a jusante 230 têm formatos de seção transversal semelhantes, a seção de transição 258 pode ter o formato de um tronco. Por exemplo, para uma modalidade de uma porção de reator 200 compreendendo um vaso de reator principal de seção transversal cilíndrica 250 e seção de reator a jusante cilíndrica 230, a seção de transição 258 pode ter um formato troncônico. No entanto, deve ser entendido que é contemplada uma ampla variedade de formatos de vaso de reator principal 250 no presente documento que conectam vários formatos e tamanhos de seções de transição 258 e seções de reator a jusante 230.

[0027] De acordo com uma ou mais modalidades, o vaso de reator principal 250 pode ser afunilado para fora em relação à direção de fluxo geral de materiais (isto é, a direção do eixo x) no reator de leito fluidizado 202. Por exemplo, a FIG. 1 representa um vaso de reator principal se expandindo linearmente 250, que tem a forma de um segmento de um cone. Embora a geometria afunilada possa ser linear em algumas modalidades, algumas modalidades aqui divulgadas não são linearmente afuniladas, tal como aquela representada na FIG. 2.

[0028] Com referência à FIG. 1 ou 2, o vaso de reator principal 250 pode compreender uma porção a montante 204 e uma porção a jusante 206. A porção a montante 204 pode ser a porção do vaso de reator principal 250 adjacente ao distribuidor de alimentação 260 e a porção a jusante 206 pode ser a porção do vaso de reator principal 250 adjacente à seção de transição 258. Uma porção central 208 do vaso de reator principal 250 pode ser posicionada equidistante entre a porção a montante 204 e a porção a jusante 206 (com base na altura na direção x do vaso de reator principal 250). Geralmente, a porção a montante 204 do vaso de reator principal 250 pode ter uma área de seção transversal menor que a porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250, definindo um afunilamento na geometria de seção transversal do vaso de reator principal 250. Conforme descrito no presente documento, a menos que declarado explicitamente em contrário, a “área de seção transversal” se refere à área de seção transversal de uma porção da parte de reator em um plano substancialmente ortogonal à direção de fluxo médio de reagentes e/ou produtos (isto é, o plano perpendicular ao eixo x na FIG. 1). Por exemplo, na FIG. 1, a área de seção transversal do vaso de reator principal 250, da seção de transição 258 e da seção de reator a jusante 230, ou qualquer porção de cada uma, estão na direção de um plano definido pela direção horizontal e a direção para a página (ortogonal à direção de movimento de fluido, isto é, verticalmente para cima na FIG. 1). Em modalidades adicionais, a porção a montante 204 pode ter uma área de seção transversal menor que a porção central 208 e a porção central 208 pode ter uma área de seção transversal menor que a porção a jusante 206. Como tal, em algumas modalidades, a área de seção transversal da porção central 208 pode ser menor que a área de seção transversal da porção a jusante 206 e maior que a área de seção transversal da porção a montante 204.

[0029] Em uma ou mais modalidades, a área de seção transversal da porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250 pode ser de 1,2 a 1,8 vezes aquela da porção a montante 204 do vaso de reator principal 250 (por exemplo, de 1,2 a 1,4, de 1,4 a 1,6 ou de 1,6 a 1,8). De acordo com uma ou mais modalidades,

o vaso de reator principal 250 pode ter uma altura de 2 ft a 12 ft (por exemplo, de 2 ft a 4 ft, de 4 ft a 6 ft, de 6 ft a 8 ft, de 8 ft a 10 ft, ou de 10 ft a 12 ft).

[0030] Em uma ou mais modalidades, o afunilamento do vaso de reator principal 250 pode ser descrito por uma inclinação em uma porção particular do vaso de reator principal 250. Por exemplo, o vaso de reator principal 250 pode ter uma inclinação mensurável (isto é, metade da mudança de largura dividida pela mudança de altura) na porção a montante 204, na porção a jusante 206 e na porção central 208. Isto é, um formato de seção transversal constante teria uma inclinação de 0. Na modalidade da FIG. 1, a inclinação pode ser substancialmente constante através do vaso de reator principal 250, tal como substancialmente constante em relação à porção a montante 204, à porção a jusante 206 e à porção central 208. Tal inclinação substancialmente constante corresponde a um perfil linear do vaso de reator principal 250. Em modalidades adicionais, tal como aquela da FIG. 2, o vaso de reator principal 250 pode compreender uma inclinação que é menor na ou perto da porção a jusante 206 do que aquela na ou perto da porção a montante 204 do vaso de reator principal

250. Em tais modalidades, a inclinação na porção central 208 pode ser menor que aquela da porção a montante 204 e maior que aquela da porção a jusante

206. Como é explicado nos Exemplos a seguir, a inclinação e a forma relativa do vaso de reator principal 250 podem afetar a velocidade de gás superficial e/ou a densidade de suspensão no local posicionado dentro do vaso de reator principal

250.

[0031] Como representado nas FIGS. 1 e 2, a seção de transição afunilada para dentro 258 e o vaso de reator principal afunilado para fora 250 formam uma configuração geométrica do reator de leito fluidizado 202 na qual a porção do reator de leito fluidizado 202 com a área de seção transversal maior está no ponto em que a seção de transição 258 e o vaso de reator principal 250 estão conectados (isto é, na ou perto da porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250). A seção de reator a jusante 230 pode ter uma área de seção transversal menor que a seção de transição 258 e o vaso de reator principal 250.

Em uma ou mais modalidades, a seção de reator a jusante 230 pode ter uma área de seção transversal menor que a porção a montante 204 do vaso de reator principal 250.

[0032] De acordo com as modalidades descritas neste documento, pelo menos uma finalidade do vaso de reator principal afunilado para fora 250 é seu efeito sobre a velocidade superficial de gás e/ou densidade de suspensão em posições locais no vaso de reator principal 250. Pode ser desejável ter velocidade superficial de gás e/ou densidade de suspensão relativamente constante ao longo da altura do vaso de reator principal 250. Por exemplo, pode ser desejável ter velocidade superficial de gás e/ou densidade de suspensão semelhantes em duas ou mais da porção a montante 204 como na porção a jusante 206 ou na porção central 208.

[0033] De acordo com uma ou mais modalidades, a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250 pode ser menor ou igual a 140% (tal como, por exemplo, menor ou igual a 130%, menor ou igual a 120%, menor ou igual a 110%, menor ou igual a 100%, menor ou igual a 90% ou até menor ou igual a 80%) da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante 204 do vaso de reator principal 250. Por exemplo, em modalidades adicionais, a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250 pode ser de 60% a 140%, de 70% a 130%, de 80% a 120%, ou mesmo de 90% a 110% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante 204 do vaso de reator principal. Em modalidades adicionais, a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250, na porção a montante 204 do vaso de reator principal 250, ou em ambas, pode ser menor ou igual a 140% (tal como, por exemplo, menor ou igual a 130%, menor ou igual a 120%, menor ou igual a 110%, menor ou igual a 100%, menor ou igual a 90% ou mesmo menor ou igual a 80%) da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção central 208 do vaso de reator principal 250. Por exemplo, a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250, na porção a montante 204 do vaso de reator principal 250, ou ambas, pode ser de 60% a 140%, de 70% a 130%, de 80% a 120%, ou mesmo de 90% a 110% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção central 208 do vaso de reator principal 250.

[0034] De acordo com modalidades adicionais, a densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250 pode ser maior ou igual a 25% (tal como maior ou igual a 35%, maior ou igual a 50%, ou mesmo maior ou igual a 75%) da densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a montante 204 do vaso de reator principal 250. Por exemplo, em modalidades adicionais, a densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250 pode ser de 25% a 175%, de 50% a 150%, de 80% a 120%, ou mesmo de 90% a 110% da densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a montante 204 do vaso de reator principal. Em modalidades adicionais, a densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção central 208 do vaso de reator principal 250 pode ser maior ou igual a 40%, 50%, 60%, 70%, ou mesmo 80% da densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a montante 204 do vaso de reator principal 250.

[0035] Como descrito neste documento, a velocidade superficial na porção a montante 204 e na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250 pode ser determinada utilizando equações conhecidas, tal como a lei do gás perfeito com propriedades mensuráveis das correntes dentro do reator de leito fluidizado

202. A temperatura e a pressão na porção a montante 204 e na porção a jusante 206 do vaso de reator principal 250, respectivamente, bem como as taxas de fluxo de massa e composições de gás entrando e saindo do vaso de reator principal 250, podem ser utilizadas para determinar a velocidade superficial na porção a montante 204 e na porção a jusante 206 do vaso de reator principal

250. Por exemplo, sondas de temperatura e pressão podem ser usadas dentro do reator de leito fluidizado e correntes laterais em alturas ao longo do reator de leito fluidizado podem ser determinantes da composição de gás como uma altura particular. Adicionalmente, a densidade de suspensão pode ser determinada comparando a pressão em duas alturas de reator e aplicando equações conhecidas. Deve ser entendido que, uma vez que duas medições podem ser necessárias para determinar a densidade de suspensão, a densidade de suspensão na porção a montante 204 pode ser medida por dados coletados da área adjacente ao distribuidor e a um pé a jusante (por exemplo, acima) do distribuidor. Da mesma forma, a densidade de suspensão na porção a jusante 206 pode ser medida por dados coletados da área adjacente à seção de transição 258 e a um pé a montante (por exemplo, abaixo) da seção de transição

258.

[0036] Em uma ou mais modalidades, com base no formato, no tamanho e em outras condições de processamento, tal como temperatura e pressão, no vaso de reator principal 250 e na seção de reator a jusante 230, o vaso de reator principal 250 pode operar de uma maneira que seja ou se aproxime de isotérmica, tal como em um reator de leito fluidizado, turbulento ou borbulhante rápido, embora a seção de reator a jusante 230 possa operar em mais de uma maneira de fluxo de obstrução, tal como em um reator de tubo ascendente de fase diluída. Por exemplo, o reator de leito fluidizado 202 da FIG. 1 pode compreender um vaso de reator principal 250 operando como um reator de leito fluidizado, turbulento ou borbulhante rápido e uma seção de reator a jusante 230 operando como um reator de tubo ascendente de fase diluída, com o resultado de que o fluxo de catalisador e de gás médio se move concomitantemente para cima. Como o termo é usado no presente documento, “fluxo médio” se refere ao fluxo líquido, isto é, o fluxo para cima total menos o fluxo retrógrado ou reverso, como é típico do comportamento de partículas fluidizadas de modo geral. Como descrito no presente documento, um reator “fluidizado rápido” pode se referir a um reator utilizando um regime de fluidização em que a velocidade superficial da fase de gás é maior que a velocidade de estrangulamento e pode ser semidensa em operação. Como descrito no presente documento, um reator “turbulento” pode se referir a um regime de fluidização em que a velocidade superficial é menor que a velocidade de estrangulamento e é mais densa que o regime fluidizado rápido. Como descrito no presente documento, um reator de “leito borbulhante” pode ser referir a um regime de fluidização em que bolhas bem definidas em um leito altamente denso estão presentes em duas fases distintas. A “velocidade de estrangulamento” se refere à velocidade mínima exigida para manter sólidos no modo de fase diluída em uma linha de transporte vertical. Como descrito no presente documento, um “tubo ascendente de fase diluída” pode se referir a um reator de tubo ascendente operando em velocidade de transporte, em que o gás e o catalisador têm aproximadamente a mesma velocidade em uma fase diluída.

[0037] Em uma ou mais modalidades, a pressão no reator de leito fluidizado 202 pode variar de 6,0 a 44,7 libra por polegada quadrada absoluta (psia, de cerca de 41,4 kilopascals, kPa a cerca de 308,2 kPa), mas em algumas modalidades, uma faixa mais estreita selecionada, tal como de 15,0 psia a 35,0 psia, (de cerca de 103,4 kPa a cerca de 241,3 kPa), pode ser empregada. Por exemplo, a pressão pode ser de 15,0 psia a 30,0 psia (de cerca de 103,4 kPa a cerca de 206,8 kPa), de 17,0 psia a 28,0 psia (de cerca de 117,2 kPa a cerca de 193,1 kPa) ou de 19,0 psia a 25,0 psia (de cerca de 131,0 kPa a cerca de 172,4 kPa). Conversões de unidade de expressões padrão (não SI) em métricas (SI) no presente documento incluem “cerca de” para indicar arredondamento que pode estar presente nas expressões métricas (SI) como resultado das conversões.

[0038] Em modalidades adicionais, a velocidade espacial horária ponderal (WHSV) para o processo divulgado pode variar de 0,1 libra (lb) a 100 lb de alimentação de produto químico por hora (h) por lb de catalisador no reator (lb de alimentação/h/lb de catalisador). Por exemplo, quando um reator compreende uma seção de reator principal 250 que opera como um reator de leito fluidizado, turbulento ou borbulhante rápido e uma seção de reator a jusante 230 que opera como um reator de tubo ascendente, a velocidade de gás superficial pode variar de 2 pés por segundo (ft/s, cerca de 0,61 metro por segundo, m/s) a 80 ft/s (cerca de 24,38 m/s), tal como de 2 ft/s (cerca de 0,61 m/s) a 10 ft/s (cerca de 3,05 m/s), no vaso de reator principal 250 e de 30 ft/s (cerca de 9,14 m/s) a 70 ft/s (cerca de 21,31 m/s) na seção de reator a jusante 230. Em modalidades adicionais, uma configuração de reator que é completamente de um tipo de tubo ascendente pode operar em uma única velocidade de gás superficial alta, por exemplo, em algumas modalidades pelo menos 30 ft/s (cerca de 9,15 m/s) inteiramente.

[0039] Em modalidades adicionais, a razão de catalisador para corrente de alimentação no reator de leito fluidizado 202 pode variar de 5 a 100 em uma base de peso para peso (p/p). Em algumas modalidades, a razão pode variar de 10 a 40, tal como de 12 a 36 ou de 12 a 24.

[0040] Em modalidades adicionais, o fluxo de catalisador pode ser de 1 libra por pé quadrado-segundo (lb/ft²-s) (cerca de 4,89 kg/m²-s) a 20 lb/ft²-s (a cerca de 97,7 kg/m2-s) no vaso de reator principal 250, e de 10 lb/ft²-s (cerca de 48,9 kg/m2-s) a 100 lb/ft²-s (cerca de 489 kg/m2-s) na seção de reator a jusante 230.

[0041] De acordo com modalidades adicionais, o reator de leito fluidizado 202 pode incluir estruturas internas, tal como aquelas descritas na Publicação US 2016/0375419, cujo conteúdo é incorporado por referência na sua totalidade.

[0042] Agora com referência à FIG. 3, um sistema de reator exemplar 102 que pode incorporar um reator de leito fluidizado (tal como aquele da FIG. 1 ou FIG. 2) e ser adequado para uso com os métodos descritos no presente documento é representado esquematicamente. Deve ser entendido que o sistema da FIG. 3 é apenas um sistema de exemplo e outros sistemas podem ser utilizados com os reatores de leito fluidizado aqui descritos.

[0043] O sistema de reator 102 compreende geralmente múltiplos componentes de sistema, tal como uma porção de reator 200 e/ou uma porção de processamento de catalisador 300. Conforme usado no presente documento no contexto da FIG. 2, a porção de reator 200 se refere geralmente à porção de um sistema de reator 102 no qual a reação de processo principal ocorre, tal como uma reação de desidrogenação, uma reação de craqueamento, uma reação de desidratação ou uma reação de metanol para olefina, por exemplo, para formar olefinas leves. A porção de reator 200 compreende um reator de leito fluidizado 202 que pode incluir uma seção de reator a jusante 230 e um vaso de reator principal 250. De acordo com uma ou mais modalidades, como representado na FIG. 3, a porção de reator 200 pode incluir adicionalmente uma seção de separação de catalisador 210 que serve para separar o catalisador dos produtos químicos formados no reator de leito fluidizado 202. Além disso, conforme usado no presente documento, a porção de processamento de catalisador 300 se refere geralmente à porção de um sistema de reator 102 onde o catalisador é processado de algum modo, tal como por combustão. A porção de processamento de catalisador 300 pode compreender um combustor 350 e um tubo ascendente 330 e pode compreender opcionalmente uma seção de separação do catalisador 310. Em algumas modalidades, o catalisador pode ser regenerado queimando contaminantes como coque na porção de processamento de catalisador 300. Em modalidades adicionais, o catalisador pode ser aquecido na porção de processamento de catalisador 300. Um combustível suplementar pode ser utilizado para aquecer o catalisador na porção de processamento de catalisador 300 se coque ou outro material combustível não for formado no catalisador ou uma quantidade de coque formada no catalisador não seja suficiente para queimar para aquecer o catalisador até uma temperatura desejada. Em uma ou mais modalidades, a seção de separação de catalisador 210 pode estar em comunicação de fluido com o combustor 350 (por exemplo, via tubo vertical 426) e a seção de separação de catalisador 310 pode estar em comunicação de fluido com o vaso de reator principal 250 (por exemplo, via tubo vertical 424 e tubo ascendente de transporte 430).

[0044] Conforme descrito com relação à FIG. 3, a corrente de alimentação pode entrar em um tubo ascendente de transporte 430 e a corrente de produto pode sair do sistema de reator 102 via tubo 420. De acordo com uma ou mais modalidades, o sistema de reator 102 pode ser operado alimentando uma alimentação de produto químico (por exemplo, em uma corrente de alimentação)

e um catalisador fluidizado para o vaso de reator principal 250. A alimentação de produto químico contata o catalisador no vaso de reator principal 250 e cada um flui para cima e através da seção de reator a jusante 230 para produzir um produto químico. O produto químico e o catalisador podem ser passados para fora da seção de reator a jusante 230 para um dispositivo de separação 220 na seção de separação de catalisador 210, onde o catalisador é 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 combustor 350. No combustor 350, o catalisador pode ser processado, por exemplo, por combustão. Por exemplo, e sem limitação, o catalisador pode ser ter descoqueificado e/ou o combustível suplementar pode ser queimado para aquecer o catalisador. Em seguida, o catalisador é passado para fora do combustor 350 e através do tubo ascendente 330 para um separador de terminação de tubo ascendente 378, onde o gás e os componentes sólidos do tubo ascendente 330 são separados pelo menos parcialmente. O vapor e os sólidos restantes são transportados para um dispositivo de separação secundário 320 na seção de separação de catalisador 310 onde o catalisador restante é separado dos gases do processamento de catalisador (por exemplo, gases emitidos pela combustão de catalisador gasto ou combustível suplementar). O catalisador separado é, então, passado da seção de separação de catalisador 310 (via porção 312) para o vaso de reator principal 250 via tubo vertical 424 e um tubo ascendente de transporte 430, onde ele é adicionalmente utilizado em uma reação catalítica. Assim, o catalisador, em operação, pode ciclar entre a porção de reator 200 e a porção de processamento de catalisador

300. Em geral, as correntes de produtos químicos processadas, incluindo as correntes de alimentação e correntes de produto, podem ser gasosas, e o catalisador pode ser sólido particulado fluidizado.

[0045] O catalisador entrando no vaso de reator principal 250 via tubo ascendente de transporte 430 pode ser passado através do tubo vertical 424 para um tubo ascendente de transporte 430, assim, chegando à porção de processamento de catalisador 300. Em algumas modalidades, o catalisador pode vir diretamente da seção de separação de catalisador 210 via tubo vertical 422 e para um tubo ascendente de transporte 430, onde ele entra no vaso de reator principal 250. Este catalisador pode ser ligeiramente desativado, mas pode ainda, em algumas modalidades, ser adequado para reação no vaso de reator principal 250. Como usado no presente documento, “desativado” pode se referir a um catalisador que é contaminado com uma substância, tal como coque, ou é mais frio em temperatura que o desejado. A regeneração pode mover o contaminante, tal como coque, elevar a temperatura do catalisador, ou ambos.

[0046] Em operação, o catalisador pode se mover para cima através da seção de reator a jusante 230 (do vaso de reator principal 250) e para o dispositivo de separação 220. Em algumas modalidades, a seção de reator a jusante 230 pode compreender uma porção interna 234 (isto é, dentro da seção de separação de catalisador 210) e uma porção externa 232. Os vapores separados podem ser removidos do sistema de reator 102 via um tubo 420 em um orifício de saída de gás 216 da seção de separação de catalisador 210. De acordo com uma ou mais modalidades, o dispositivo de separação 220 pode ser um sistema de separação ciclônico, que pode incluir dois ou mais estágios de separação ciclônica. Em modalidades em que o dispositivo de separação 220 compreende mais de um estágio de separação ciclônica, o primeiro dispositivo de separação no qual a corrente fluidizada entra é denominado de um dispositivo de separação ciclônica primário. O efluente fluidizado do dispositivo de separação ciclônica primário pode entrar em um dispositivo de separação ciclônica secundário para separação adicional. Os dispositivos de separação ciclônica primários podem incluir, por exemplo, ciclones primários e sistemas comercialmente disponíveis sob os nomes VSS (comercialmente disponíveis de UOP), LD2 (comercialmente disponíveis de Stone e Webster) e RS2 (comercialmente disponíveis de Stone e Webster). Ciclones primários são descritos, por exemplo, nas Patentes US

4.579.716; 5.190.650 e 5.275.641, que são incorporadas, cada uma, a título de referência em sua totalidade no presente documento. Em alguns sistemas de separação que utilizam ciclones primários como o dispositivo de separação ciclônica primário, um ou mais conjuntos de ciclones adicionais, por exemplo, ciclones secundários e ciclones terciários, são empregados para separação adicional do catalisador do gás de produto. Deve ser entendido que qualquer dispositivo de separação ciclônica primário pode ser usado em modalidades da invenção.

[0047] De acordo com uma ou mais modalidades, seguindo a separação de vapores no dispositivo de separação 220, o catalisador pode geralmente se mover através do separador 224 para o orifício de saída de catalisador 222 onde o catalisador é transferido para fora da porção de reator 200 via tubo vertical 426 e para a porção de processamento de catalisador 300. Opcionalmente, o catalisador também pode ser transferido diretamente de volta para o vaso de reator principal 250 via tubo vertical 422. Alternativamente, o catalisador pode ser pré-misturado com o catalisador processado no tubo ascendente de transporte 430.

[0048] De acordo com uma ou mais modalidades, a operação do processo químico, tal como no sistema de reator 102, pode compreender reciclar o catalisador utilizado no processo químico passando o catalisador do reator de leito fluidizado 202 para uma unidade de regeneração (tal como o combustor 350 da modalidade da FIG. 2), processar o respectivo catalisador na unidade de regeneração e passar o primeiro catalisador da unidade de regeneração para o reator de leito fluidizado 202.

[0049] Referindo-se agora à porção de processamento de catalisador 300, como representado na FIG. 3, o combustor 350 da porção de processamento de catalisador 300 pode incluir um ou mais orifícios de entrada de seção de reator inferiores 352 e podem estar em comunicação de fluido com o tubo ascendente

330. O combustor 350 pode estar em comunicação de fluido com a seção de separação de catalisador 210 por meio do tubo vertical 426 que pode alimentar catalisador gasto da porção de reator 200 para a porção de processamento de catalisador 300 para regeneração. O combustor 350 pode incluir um orifício de entrada de seção de reator inferior adicional 352 onde a entrada de ar 428 se conecta ao combustor 350. A entrada de ar 428 pode fornecer gases reativos que podem reagir com o catalisador gasto ou um combustível suplementar para regenerar pelo menos parcialmente o catalisador. Por exemplo, o catalisador pode ser coqueificado após as reações no vaso de reator principal 250, e o coque pode ser removido do catalisador (isto é, regenerando o catalisador) por uma reação de combustão. Por exemplo, oxidante (tal como ar) pode ser alimentado para o combustor 350 via a entrada de ar 428. Alternativamente ou adicionalmente, tal como quando coque não é formado no catalisador, um combustível suplementar pode ser injetado no combustor 350, o qual pode ser queimado para aquecer o catalisador. Em seguida à combustão, o catalisador processado pode ser separado na seção de separação de catalisador 310 e fornecido de volta à porção de reator 200 via tubo vertical 424.

EXEMPLOS

[0050] Os exemplos a seguir são de natureza ilustrativa e não devem servir para limitar o escopo do presente pedido.

[0051] Um modelo foi construído para calcular densidade de suspensão esperada, conversão e velocidade de gás superficial em um reator de leito fluidizado em função da geometria de reator. Os reatores de leito fluidizado tinham geometria semelhante àquela da FIG. 1 ou FIG. 2, mas com afunilamento especificado do vaso de reator principal. Especificamente, a densidade de suspensão, conversão e velocidade de gás superficial foram calculadas em função da altura para geometrias de reator variadas com paredes afunilando externamente. Cálculos para hidrodinâmica foram baseados nos métodos divulgados em Kunii, D., e Levenspiel, O., Entrainment of solids from fluidized beds, Powder Technology, 61, 1990, 193-206. O modelo simulou uma reação em que duas moléculas de gás de produto foram formadas por cada molécula de gás reagente. A velocidade de gás no fundo do reator era de 3,5 ft/s.

[0052] Numa primeira modalidade testada (um exemplo comparativo), um diâmetro de reator constante foi testado. Linhas 502 nas FIGS. 4A, 4B e 4C representam a densidade de suspensão, conversão e velocidade de gás superficial, respectivamente, em função da altura do reator. FIG 4D representa na linha 502 o diâmetro constante do vaso de reator principal. Os resultados mostraram que, com diâmetro constante, a densidade de suspensão foi significativamente reduzida em alturas elevadas, enquanto a velocidade de gás superficial foi aumentada significativamente em alturas crescentes.

[0053] Uma segunda modalidade testada é representada como linha 504 nas FIGS 4A, 4B, 4C e 4D. Nesta modalidade, a geometria do vaso de reator principal permite velocidade de gás superficial constante em função da altura de reator. Em tal configuração, a densidade de suspensão permanece maior em todas as alturas em comparação com o exemplo comparativo de diâmetro constante. O perfil geométrico do vaso de reator principal pode ser visto na FIG. 4D para tal modalidade, em que a inclinação do perfil aumenta com altura crescente e a metade superior do vaso de reator principal é quase cilíndrica.

[0054] Uma terceira modalidade testada é representada como linha 506 nas FIGS 4A, 4B, 4C e 4D. Nesta modalidade, a geometria do vaso de reator principal é linear, onde o diâmetro na porção a jusante do vaso de reator principal é igual àquele da segunda modalidade testada. Em tal configuração, a densidade de suspensão e a velocidade de gás superficial são ambas mais desejáveis que no exemplo comparativo.

[0055] Uma quarta modalidade testada é representada como linha 508 nas FIGS 4A, 4B, 4C e 4D. Nesta modalidade, a geometria do vaso de reator principal era linear como a terceira modalidade de exemplo, mas era mais larga na porção a jusante, de modo que a conversão de 0,5 poderia ser alcançada. Esta modalidade também aumentou a densidade de suspensão e reduziu a velocidade de gás superficial em comparação com o exemplo comparativo.

[0056] O tempo de residência e a densidade média para a primeira, segunda, terceira e quarta modalidades de exemplo foram calculados e estão representados na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1 Exemplo Tempo de Residência Densidade Média 1 1,68 12,1 2 2,03 12,0 3 2,29 14,1 4 2,24 13,3

[0057] Como mostrado na FIG. 4B, os projetos de reatores com geometria afunilada têm conversão mais alta em alturas mais baixas. Portanto, é contemplado que os projetos de geometria afunilada aqui divulgados possam ser utilizados para construir e operar reatores que sejam mais curtos que os reatores convencionais (em relação à taxa de alimentação geral). Adicionalmente, sem estar vinculado a teoria, acredita-se que o reator mais curto possa resultar em um tempo de residência reduzido, o que pode resultar em seletividade mais alta para reações de desidrogenação devido às reações de craqueamento térmico reduzidas.

[0058] Ficará evidente para os versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas à presente invenção sem afastamento do espírito e escopo da invenção. Visto que modificações, combinações, subcombinações e variações das modalidades divulgadas incorporando o espírito e a substância da invenção podem ocorrer às pessoas versadas na técnica, a invenção deve ser interpretada como incluindo tudo dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para converter um gás reagente, o método caracterizado pelo fato de que compreende: introduzir o gás reagente em um reator de leito fluidizado, de modo que o gás reagente seja contatado por um catalisador, em que o reator de leito fluidizado compreende um vaso de reator principal compreendendo uma porção a montante e uma porção a jusante, e uma seção de transição conectada à porção a jusante do vaso de reator principal, e em que o gás reagente entra no reator de leito fluidizado na ou perto da porção a montante do vaso de reator principal; reagir cataliticamente o gás reagente para formar um produto de reação no reator de leito fluidizado, em que a reação resulta em moléculas de gás adicionais em relação ao gás reagente; e passar o produto de reação e qualquer gás reagente não reagido através da seção de transição; em que o vaso de reator principal é afunilado, de modo que a porção a montante do vaso de reator principal compreenda uma área de seção transversal menor que a porção a jusante do vaso de reator principal.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal é menor ou igual a 140% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal é maior ou igual a 25% da densidade de suspensão dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante da vaso de reator principal.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o produto de reação é um produto de desidrogenação do gás reagente.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o gás reagente compreende um ou mais de etano, propano, n-butano, isobutano e etilbenzeno.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vaso de reator principal compreende uma porção central entre a porção a jusante e a porção a montante e em que a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção central do vaso de reator principal é de 60% a 140% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vaso de reator principal compreende uma porção central entre a porção a jusante e a porção a montante e em que a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção central do vaso de reator principal é de 80% a 120% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal é de 80 a 120% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vaso de reator principal compreende uma inclinação que é substancialmente constante.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vaso de reator principal compreende uma inclinação que é menor na ou perto da porção a jusante do que na ou perto da porção a montante.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o vaso de reator principal compreende uma porção central entre a porção a jusante e a porção a montante, e em que uma área de seção transversal da porção central é menor que a área de seção transversal da porção a jusante e maior que a área de seção transversal da porção a montante.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reator de leito fluidizado compreende ainda um tubo ascendente conectado à seção de transição e em que o produto de reação e qualquer gás reagente não reagido são passados através da seção de transição e para o tubo ascendente.

13. Método para converter um gás reagente, o método caracterizado pelo fato de que compreende: introduzir o gás reagente em um reator de leito fluidizado, de modo que o gás reagente seja contatado por um catalisador, em que o reator de leito fluidizado compreende um vaso de reator principal compreendendo uma porção a montante e uma porção a jusante, e uma seção de transição conectada à porção a jusante do vaso de reator principal, e em que o gás reagente entra no reator de leito fluidizado na ou perto da porção a montante do vaso de reator principal; reagir cataliticamente o gás reagente para formar um produto de reação no reator de leito fluidizado, em que a reação resulta em moléculas de gás adicionais em relação ao gás reagente; e passar o produto de reação e qualquer gás reagente não reagido através da seção de transição; em que o vaso de reator principal é afunilado, de modo que a porção a montante do vaso de reator principal compreenda uma área de seção transversal menor que a porção a jusante do vaso de reator principal, de modo que a velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal seja menor ou igual a 140% da velocidade superficial dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal, ou a densidade de suspensão no reator de leito fluidizado na porção a jusante do vaso de reator principal seja maior ou igual a 25% da densidade de suspensão dos gases no reator de leito fluidizado na porção a montante do vaso de reator principal, ou ambas.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o produto de reação é um produto de desidrogenação do gás reagente.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o gás reagente compreende um ou mais de etano, propano, n-butano, isobutano e etilbenzeno.