EP3468705A1 - Reacteur catalytique radial multitubulaire - Google Patents

Reacteur catalytique radial multitubulaire

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Publication number
EP3468705A1
EP3468705A1 EP17721346.9A EP17721346A EP3468705A1 EP 3468705 A1 EP3468705 A1 EP 3468705A1 EP 17721346 A EP17721346 A EP 17721346A EP 3468705 A1 EP3468705 A1 EP 3468705A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tubes
reaction zone
catalyst
reactor
tube
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17721346.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabrice DELEAU
Frederic Bazer-Bachi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Filing date
Publication date
Application filed by IFP Energies Nouvelles IFPEN filed Critical IFP Energies Nouvelles IFPEN
Publication of EP3468705A1 publication Critical patent/EP3468705A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01J8/0207—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal
    • B01J8/0221—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid flow within the bed being predominantly horizontal in a cylindrical shaped bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/0278—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/085—Feeding reactive fluids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
    • B01J2208/00752—Feeding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/02—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor with stationary particles
    • B01J2208/023—Details
    • B01J2208/027—Beds

Definitions

  • the present invention relates to the field of reactors for carrying out catalytic reactions and wherein there is a radial circulation of the charge to be treated from the periphery of the enclosure to the center or from the center of the enclosure to its periphery.
  • radial is used to describe the flow of reactants through a catalytic bed in a set of directions corresponding to rays oriented from the periphery of the reactor towards the center of the reactor or from the center to the reactor. the periphery of the reactor.
  • the present invention applies in particular to a radial flow of a reagent in gaseous form and in particular for radial reactors in which the catalyst bed is movable.
  • the most representative unit of this type of flow is a regenerative reforming unit of gasoline type hydrocarbon cuts that can be defined as having a distillation range of between 80 and 250 ° C.
  • the charge is generally introduced through the outer periphery of the annular bed and passes through the catalytic bed substantially perpendicular to the vertical direction of flow of the latter.
  • the reaction effluents are then recovered in the central collector.
  • the catalytic bed is thus limited on the inner side by an inner grid acting as a central collector and on the outer side, either by another gate of the same type as the inner gate, or by a device consisting of an assembly of grid elements. shape of shells (or scallop according to the English terminology).
  • the inner and outer grids are porous so as to allow the passage of the load in the annular catalytic bed on the side of the outer grate, and the passage of the reaction effluents in the central collector on the inner grate side.
  • the Applicant has developed a new type of radial reactor with a movable bed.
  • catalyst which is described in the document FR 2948580, wherein the outer gate is replaced by a plurality of vertical distribution tubes immersed in the catalyst bed in the vicinity of the reactor wall.
  • Such an assembly significantly improves the utilization rate of the unit while allowing easy repair of the system in case of damage; the repair then consists of a simple replacement of the damaged tube (s), which therefore leads to a better operability of the process.
  • This reactor design also contributes to a better use of the catalytic volume.
  • the tubular system can be used either as a system for distributing the charge or for collecting the gaseous effluent produced by the catalytic reaction.
  • the tubes which extend vertically to a height generally of between 2 and 20 m are subjected to high mechanical stresses (in dilation and / or in compression) especially generated by the gravitational flow of the catalyst (when the reactor is in a moving bed of catalyst) which thus exerts a friction force on the tubes and by the temperature differences in the reaction zone the reactor (in operation, in a situation of cooling, in a situation of (re) starting or in case of emergency stop).
  • Such forces may for example be at the origin of the buckling phenomenon of the tubes.
  • An object of the present invention is to provide a radial bed reactor with a fixed or moving catalyst bed for which the tubular system for distributing and / or collecting the gaseous fluid is improved in terms of mechanical strength in the presence of forces exerted on the tubes. , whatever the operating conditions of the reactor.
  • the invention relates to a reactor delimited by a calender extending along a vertical axis, comprising:
  • An enclosure provided with a reaction zone containing a catalyst bed
  • At least one outlet means of a gaseous effluent produced in the reaction zone At least one outlet means of a gaseous effluent produced in the reaction zone;
  • the reactor comprising inside the reaction zone:
  • At least two tubes extending substantially vertically over the height of the reaction zone, the tubes being permeable to one phase gaseous and catalyst impervious, each tube having an upper end in communication with the feed inlet means or the outlet means of an effluent.
  • the tubes are supported at their upper end by a first plate which is integral with the calender, via a link assembly providing a sliding pivot type connection.
  • a connecting means between the upper end of the tube and a plate integral with the calender makes it possible to take up the forces exerted on the tube and transmit them to the calender.
  • the connection is of the sliding pivot type, the tube has two degrees of freedom of movement, translation (sliding) and rotation about the longitudinal axis (pivot), allowing the tube to respond better dilation constraints (related to thermal differentials and / or friction) and contraction (including thermal).
  • the reactor according to one embodiment comprises a fixed catalyst bed.
  • the reactor according to the invention is a mobile catalyst bed radial reactor so that it further comprises at least one catalyst inlet means for introducing the catalyst into an upper part of the zone. reaction and at least one catalyst outlet means opening into a lower portion of the reaction zone.
  • the link assembly comprises a sleeve carried by the first plate and configured to receive a tube and the tube and the sleeve respectively comprise a first and a second stop means which cooperate with each other to limit the movement of said tube in the sleeve in a downward vertical direction.
  • the first stop means is configured to rest on the free upper end of the sleeve.
  • the first abutment means is carried by the outer surface of the tube and the second abutment means carried by the inner surface of the sleeve so as to abut one against the other so as to limit moving said tube in the sleeve in a downward vertical direction.
  • the abutment means may be a flange or a lug.
  • the lower end of the tubes is also supported either by the shell or by a second plate secured to the shell by means of a connection assembly providing a sliding pivot type connection.
  • the reactor according to the invention may furthermore comprise at least one means for collecting a gaseous effluent arranged in the reaction zone which is in communication with the means output of the gaseous effluent.
  • the reactor may comprise at least one means for distributing the gaseous feedstock disposed in the reaction zone that communicates with the inlet means of the gaseous feedstock.
  • the collection or distribution means is a central tube, extending substantially vertically over the height of the reaction zone, which is permeable to a gas phase and impervious to the catalyst.
  • the reactor comprises, as means for collecting or distributing a gaseous fluid, a plurality of gas-phase permeable and catalyst-impervious tubes which extend substantially vertically over the height of the reaction zone. and wherein the upper end of the tubes is supported by the first tray via a link assembly providing a sliding pivot type connection.
  • FIG. 1 is a perspective view including a partial section of the upper section of a mobile bed radial reactor according to the invention
  • FIG. 2 is a perspective view including a partial section of the lower section of a radial moving bed reactor according to the invention
  • FIG. 3 is a detailed view of a connection assembly implemented in a reactor according to the invention.
  • FIG. 4 is a sectional view of another embodiment of a link assembly
  • FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of a reactor according to the invention.
  • FIGS. 1 and 2 A first embodiment of a moving bed radial reactor according to the invention is described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the reactor according to the invention can also be a radial catalyst with a fixed bed of catalyst.
  • the catalytic reactor 1 with radial flow according to the invention which is in the form of a cylinder, formed by a shell 2, delimiting a cylindrical chamber which extends along a substantially vertical axis of symmetry (AZ).
  • the shell 2 comprises in its upper part a first orifice 3 and in its lower part a second orifice 4 which are respectively input means of the feedstock to be treated and effluent outlet means produced by the catalytic reaction. It is also possible to use the first orifice 3 as outlet means of the effluent and second orifice 4 as input means of the load.
  • the shell 2 defines an enclosure which contains a reaction zone 10.
  • the first and second orifices 3,4, located respectively above and below the reaction zone 10, are surrounded by a tubing 5.6 which thus allows the connection of the shell to an inlet piping system and fluid outlet.
  • the upper part of the shell 2 is traversed by a plurality of tubes (also called a catalyst introduction leg) 7 which open into the upper part of the enclosure and into the reaction zone 10.
  • the calender further comprises a plurality of exhaust tubes (or withdrawal) 8 of the catalyst arranged in the lower part of the enclosure.
  • the evacuation (or withdrawal) tubes 8 of the catalyst are immersed in the bottom of the reaction zone 10 and open out of the reactor 1.
  • the catalyst which is distributed in the reaction zone 10 is in the form of particles, for example spherical, with a diameter generally of between 1 and 5 mm.
  • the catalyst may take other forms such as for example simple cylindrical granules, or multilobal form for example trilobal or quadrilobed.
  • the catalyst introduced via the top of the reactor via the legs 7 flows in a gravitational manner into the reaction zone 10 and is evacuated by the legs 8.
  • the reactor 1 comprises a plurality of tubes 9 which are immersed in the reaction zone 10.
  • the tubes 9 extend in the reaction zone 10 in a substantially vertical direction, preferably substantially parallel to the axis of symmetry AZ, and at least 80% of the height of the reaction zone 10.
  • the function of the tubes 9 is to allow either the introduction of the load (we will speak of load distribution tube) or the collection of the reaction effluent (we will speak of collection tube).
  • the tubes 9 are designed to be permeable to a gaseous fluid and impervious to the catalyst.
  • the tubes 9 may be for example in the form of a tube provided with openings whose size is smaller than the size of the particles of catalyst or in the form of a grid of the "Johnson" type known to those skilled in the art.
  • the tubes 9 are preferably of circular section. However, the section of the tubes can take different forms, for example rectangular or square.
  • the reactor 1 also comprises within the reaction zone 10, a central cylindrical zone defined by a tube 13 permeable to a gaseous fluid and impervious to the catalyst.
  • the central tube extends in a substantially vertical direction, preferably substantially parallel to the axis of symmetry (AZ) over at least 80% of the height of the reaction zone 10.
  • the role of the central tube 13 is either to allow the collecting the effluent is the distribution of the load according to the role assigned to the tubes 9.
  • the central tube 13 acts as effluent collection tube.
  • the central tube 13 is a charge distribution tube.
  • the first end 1 1 of the tubes 9 are open to be in communication with the orifice 3 while their second lower end 12 is closed so as to prevent the passage of the gaseous charge by said second end.
  • the upper end of the central tube 13 is closed while the lower end is open to communicate with the orifice 4 disposed in the bottom of the reactor for evacuation of the effluent gas.
  • the tubes 9 are used as means for collecting the gaseous effluent and the central tube 13 serves as a means of distribution of the charge and in which the charge is introduced through the bottom of the reactor via the orifice 4 and the effluent is withdrawn from the reactor through the upper orifice 3, the lower end of the tubes 9 and the upper end of the central tube 13 are closed.
  • the tubes 9 are used as a means of distribution of the charge and the central tube 13 serves as a means of collecting the gaseous effluent and in which the charge is introduced through the bottom of the reactor via the orifice 4 and the effluent is withdrawn from the reactor through the upper orifice 3, the upper end of the tubes 9 and the lower end of the central tube 13 are closed.
  • the tubes 9 serve as collection means for the gaseous effluent
  • the central tube 3 is implemented as a means of distribution of the gaseous charge and in which the charge is introduced through the upper orifice 3 and the effluent is discharged from the reactor through the lower orifice 4.
  • the upper end of the tubes 9 and the lower end of the tube Central are closed.
  • the reactor in its upper part is equipped with a plate 14 integral with the calender 2 so as to define above the reaction zone 10 a zone 15 for confining a gaseous fluid. either the gaseous feedstock or the gaseous effluent.
  • the upper plate 14 is impervious to the catalyst particles and to the gases circulating in the confinement zone 15 and in the reaction zone 10.
  • the catalyst introduction legs 7 are supported by the upper plate 14 and are arranged so that their open free end opens into the upper part of the reaction zone 10 located under the upper plate 14.
  • the tubes 9 discharge distribution or collection of the effluent
  • the tubes 9 are supported by the upper plate 14 and pass through so that their upper end 1 1 opens above the upper plate, in the
  • the tubes 9 are supported at their upper end by the plate 14, by means of a connection assembly providing a sliding pivot type connection which is described in more detail below.
  • the upper plate 14 comprises an inverted truncated cone portion 17 (ie the top of the cone is directed towards the bottom of the reactor) whose circular base has a diameter smaller than that of the enclosure and a circular skirt 18 which ensures the connection of the frustoconical portion 17 to the calender 2.
  • the circular skirt 18 is of downward slope towards the bottom of the reactor 1.
  • the base of the cone is connected to the circular skirt 18 by means of an annular flat 19 which supports the distribution tubes 7 of the catalyst.
  • the skirt 18 is extended by an annular portion 20 extending along the vertical axis which is connected to the flat 19.
  • the upper plate has a portion 21 in the form of a funnel.
  • the catalyst which is introduced by the distribution legs 7 passes into the cylindrical annular portion 20 and is dispersed in the second frustoconical annular zone of the funnel 21.
  • the skirt 18 of the plate 14 can be directly connected to the flat 19.
  • the skirt 18 may extend in a substantially horizontal plane, that is to say perpendicular to the vertical axis (AZ).
  • the upper plate 14 can take other configurations such as for example as shown in Figure 5 a disc which includes openings through which the catalyst distribution tubes 7 and the distribution tubes of the load or collection of the effluent 9.
  • FIG. 2 represents a preferred embodiment of the reactor in which the lower end of the tube (of the distribution of the charge or of the collection of the effluent) is also connected to the shell 2 by a connection assembly 22 providing a connection of the sliding pivot type including a connection means directly mounted on the shell 2.
  • the connecting means cooperating with the lower end of the tubes may be supported by a lower plate integral with the shell and disposed in the lower section of the reactor ( see Figure 5).
  • connection assembly type sliding pivot ensuring the connection between a tube 9 (distribution or collection) and the upper plate 14 is detailed in Figures 3 and 4.
  • the function of the connection assembly is to support axially the tube 9 and to also allow the recovery of the forces exerted on the tube 9 by the catalyst during its gravity displacement.
  • the link assembly provides two degrees of freedom for the tube 9, namely in translation along the vertical axis of the tube and in rotation around the vertical axis of the tube.
  • connection assembly comprises a sleeve 16, fixed to the upper plate 14, and whose inner diameter (or section) is greater than the outside diameter (or section) of the tube 9 so that the tube 9 is able to slide to the inside the sleeve 16.
  • the link assembly also comprises a first stop means 23 and a second stop means 24 carried respectively by the tube 9 and the sleeve 16, the first and second stop means cooperating with each other other so as to limit the movement of the tube in the sleeve in a downward vertical direction.
  • the sleeves 16 passing through the plate 14 can be secured to said upper plate by screwing or welded.
  • the tube 9 at its upper free end carries a circular flange (or flange) 23 able to abut against the upper free end 24 of the sleeve 16 so as to limit the displacement of the tube 9 in the sleeve 16 in a downward vertical direction substantially parallel to the axis (AZ).
  • Figure 4 depicts another embodiment of the sliding pivot link assembly in which the first stop means 23 is carried by the outer surface of the tube 9 and the second stop means 24 is carried by the inner surface of the sleeve 16.
  • the tubes 9 have a sector (or window) distribution or angle collection a which is generally between 30 and 360 °, and preferably between 30 and 180 °. In the case where the distribution or collection sector is not open over the entire circumference of the tube (that is to say where the angle a is equal to 360 °), indexing means can be provided. between the tube and the sleeve so as to orient the sector within the reaction zone 10.
  • FIG. 5 Another embodiment of a reactor 1 according to the invention is shown schematically in FIG. 5. This mode differs from that of FIG. 1 in the absence of central tube 13 which is replaced by a plurality of vertical tubes. 25 which extend into the reaction section 10 of the reactor.
  • the vertical tubes 25 pass through the upper plate 14 so that their upper end opens into the confinement zone 15 of a gaseous fluid.
  • the vertical tubes 25 are also connected to the upper plate 14 by means of a connection assembly identical to that used for the tubes 9.
  • the connection assembly comprises a sleeve 16, integral with the upper plate 14, suitable for receive the tube 25.
  • the tube 25 and the sleeve 16 also comprise stop means cooperating with each other in order to limit the displacement of the tube 25 in a downward vertical direction.
  • the reactor of Figure 5 is also equipped with a lower plate 26 integral with the calender 2 which supports the vertical tubes 9 and 24 at their lower end.
  • Lower plate 26 is gastight to catalyst and gas. More specifically, the lower section of the tubes 9 and 25 passes through the lower plate 25 so that their lower end opens below said plate in a confinement zone 27 of a gaseous fluid (the feedstock or the effluent).
  • the lower end of the tubes 9 and 25 is connected to the lower plate 26 via a pivot-sliding connection assembly, by means of a sleeve 28 adapted to receive the lower free end of the tubes 9 and 25.
  • the sleeve 28 may comprise stop means which cooperates with abutment means carried by the tube 9.25 so as to limit the vertical displacement of the tubes.
  • all the tubes are open at one end and closed at the other opposite end.
  • the so-called “distribution” tubes of the feed are open at their upper end and closed at their end. lower end while the tubes called “collection” of the effluent are open at their lower end and closed at their upper end.
  • the gaseous charge of hydrocarbons is sent into the reactor 1 through the upper orifice 3 and fills the confinement volume defined by the shell and the upper plate 14.
  • the charge is fed into the reaction zone 10 by means of the tubes of vertical distribution via the upper opening 1 1 opening into the confinement zone 15.
  • the charge flows in the distribution tubes 9 and diffuses radially through the distribution tubes, permeable to gaseous fluid and impermeable to catalyst particles, in the reaction zone 10.
  • the catalyst As for the catalyst, it is sent continuously into the reaction zone 10, via the catalyst distribution tubes (or legs) 7, the free end of which opens into the reaction zone 10, in a gravitational manner at a relatively low speed (from order of meter per hour).
  • the catalyst thus fills the reaction zone 10 and is moreover continuously withdrawn from the reaction zone 10 and discharged from the reactor via the catalyst outlet tubes (or legs) 8.
  • the catalyst then distributes uniformly to occupying the volume of the reaction zone 10 comes into contact with the gaseous feedstock to carry out the catalytic conversion reaction and produce a reaction effluent.
  • the reaction effluent is collected by the effluent collection tubes which are permeable to the reaction effluent and impervious to the catalyst.
  • the effluent diffuses radially into the collection tubes of the effluent 25 and is conducted into the confinement space of the effluent 27 located below the lower plate 26.
  • the effluent is discharged from the reactor through the orifice 4 outlet of the effluent which is in communication with the confinement space 27 of the effluent.
  • a sleeve system associated with abutment means makes it possible to dispense with the use of a permanent fastening system, for example by welding the tube to the plate, and thus to facilitate the replacement of a tube defective.

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Abstract

L'invention concerne un réacteur (1) délimité par une calandre (2) s'étendant selon un axe vertical, comprenant : · une enceinte pourvue d'une zone réactionnelle (10) contenant un lit de catalyseur; · au moins un moyen d'entrée (3) d'une charge gazeuse; · au moins un moyen de sortie (4) d'un effluent gazeux produit dans la zone réactionnelle (10); Le réacteur comprend à l'intérieur de la zone réactionnelle (10) au moins deux tubes s'étendant de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle, les tubes étant perméables à une phase gazeuse et imperméables au catalyseur, chaque tube (9) ayant une extrémité supérieure (11) en communication avec le moyen d'entrée de la charge ou avec le moyen de sortie d'un effluent et une seconde extrémité (12) opposée. Les tubes (9,24) sont supportés à leur extrémité supérieure par un premier plateau (14) qui est solidaire de la calandre (2), par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant.

Description

REACTEUR CATALYTIQUE RADIAL MULTITUBULAIRE
La présente invention concerne le domaine des réacteurs pour réaliser des réactions catalytiques et dans lequel a lieu une circulation radiale de la charge à traiter depuis la périphérie de l'enceinte vers le centre ou depuis le centre de l'enceinte vers sa périphérie. Dans le cadre de l'invention, on qualifie de "radial" un écoulement des réactifs se faisant à travers un lit catalytique selon un ensemble de directions correspondant à des rayons orientés depuis la périphérie du réacteur vers le centre du réacteur ou depuis le centre vers la périphérie du réacteur. La présente invention s'applique en particulier à un écoulement radial d'un réactif sous forme gazeuse et notamment pour des réacteurs radiaux dans lesquels le lit de catalyseur est mobile.
Etat de la technique
L'unité la plus représentative de ce type d'écoulement est une unité de reformage régénératif des coupes hydrocarbures de type essences qu'on peut définir comme ayant un intervalle de distillation compris entre 80 et 250°C. Certaines de ces unités à lit radial, dont le reformage régénératif, font appel à un écoulement du catalyseur dit en lit mobile, c'est à dire un écoulement gravitaire lent des particules de catalyseur confinées dans l'enceinte annulaire limitée par une grille externe et une paroi intérieure (par exemple une grille intérieure) correspondant au collecteur central qui récupère les effluents réactionnels.
La charge est généralement introduite par la périphérie extérieure du lit annulaire et traverse le lit catalytique de manière sensiblement perpendiculaire à la direction verticale d'écoulement de ce dernier. Les effluents réactionnels sont alors récupérés dans le collecteur central.
Le lit catalytique est ainsi limité du côté intérieur par une grille intérieure faisant office de collecteur central et du côté extérieur, soit par une autre grille du même type que la grille intérieure, soit par un dispositif consistant en un assemblage d'éléments de grille en forme de coquilles (ou scallop selon la terminologie anglo-saxonne).
Les grilles intérieure et extérieure sont poreuses de manière à permettre du côté de la grille extérieure le passage de la charge dans le lit catalytique annulaire, et du côté de la grille intérieure le passage des effluents de réaction dans le collecteur central.
Pour répondre à l'objectif d'optimisation du volume catalytique à iso-volume de réacteur et à celui de faciliter les opérations de réparation et d'entretien de tels réacteurs radiaux, la demanderesse a développé un nouveau type de réacteur radial à lit mobile de catalyseur, qui est décrit dans le document FR 2948580, dans lequel la grille extérieure est remplacée par une pluralité de tubes de distribution verticaux immergés au sein du lit catalytique au voisinage de la paroi du réacteur. Un tel ensemble améliore nettement le taux d'utilisation de l'unité tout en permettant une réparation aisée du système en cas de dommages ; la réparation consiste alors en un simple remplacement du ou des tubes endommagés ce qui conduit donc à une meilleure opérabilité du procédé. Cette conception de réacteur contribue également à une meilleure utilisation du volume catalytique. Comme précisé dans FR 2948580, le système tubulaire peut être utilisé soit en tant que système de distribution de la charge soit de collecte de l'effluent gazeux produit de la réaction catalytique.
On a observé que dans de tels réacteurs radiaux à système tubulaire de distribution et/ou de collecte, les tubes qui s'étendent verticalement sur une hauteur généralement comprise entre 2 et 20m sont soumis à de fortes sollicitations mécaniques (en dilation et/ou en compression) notamment générées par la circulation gravitaire du catalyseur (lorsque le réacteur est à lit mobile de catalyseur) qui exerce ainsi une force de frottement sur les tubes et par les disparités de température dans la zone réactionnelle le réacteur (en opération, en situation de refroidissement, en situation de (re)démarrage ou en cas d'arrêt d'urgence). De telles forces peuvent être par exemple à l'origine du phénomène de flambage des tubes.
Un but de la présente invention est de proposer un réacteur radial à lit mobile ou fixe de catalyseur pour lequel le système tubulaire de distribution et/ou de collecte du fluide gazeux est amélioré en termes de tenue mécanique en présence d'efforts exercés sur les tubes, quelles que soient les conditions de fonctionnement du réacteur.
Résumé de l'invention
L'invention a pour objet un réacteur délimité par une calandre s'étendant selon un axe vertical, comprenant :
• une enceinte pourvue d'une zone réactionnelle contenant un lit de catalyseur;
• au moins un moyen d'entrée d'une charge gazeuse;
• au moins un moyen de sortie d'un effluent gazeux produit dans la zone réactionnelle ;
le réacteur comprenant à l'intérieur de la zone réactionnelle :
• au moins deux tubes s'étendant de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle, les tubes étant perméables à une phase gazeuse et imperméables au catalyseur, chaque tube ayant une extrémité supérieure en communication avec le moyen d'entrée de la charge ou avec le moyen de sortie d'un effluent.
Les tubes sont supportés à leur extrémité supérieure par un premier plateau qui est solidaire de la calandre, par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant.
La mise en œuvre d'un moyen de liaison entre l'extrémité supérieure du tube et un plateau solidaire de la calandre permet de reprendre les efforts exercés sur le tube et de les transmettre à la calandre. En outre compte tenu du fait que la liaison soit du type pivot glissant, le tube dispose de deux degrés de liberté de mouvement, en translation (glissant) et en rotation autour de l'axe longitudinale (pivot), permettant au tube de mieux répondre aux contraintes en dilation (liées à des différentiels thermiques et/ou frottement) et en contraction (notamment thermique).
Le réacteur selon un mode de réalisation comprend un lit de catalyseur fixe.
Dans un mode de réalisation préféré, le réacteur selon l'invention est un réacteur radial à lit mobile de catalyseur de sorte qu'il comprend en outre au moins un moyen d'entrée du catalyseur pour introduire le catalyseur dans une partie supérieure de la zone réactionnelle et au moins un moyen de sortie du catalyseur débouchant dans une partie inférieure de la zone réactionnelle.
De manière préférée, l'ensemble de liaison comprend un manchon porté par le premier plateau et configuré pour recevoir un tube et le tube et le manchon comprennent respectivement un premier et un second moyen de butée qui coopèrent l'un avec l'autre de manière à limiter le déplacement dudit tube dans le manchon selon une direction verticale descendante. Selon un mode de réalisation, le premier moyen de butée est configuré pour s'appuyer sur l'extrémité supérieure libre du manchon. Selon un autre mode de réalisation, le premier moyen de butée est porté par la surface externe du tube et le second moyen de butée porté par la surface interne du manchon de manière à venir en butée l'un contre l'autre de manière à limiter le déplacement dudit tube dans le manchon selon une direction verticale descendante. Par exemple le moyen de butée peut être une bride ou un ergot.
De manière avantageuse, l'extrémité inférieure des tubes est également supportée soit par la calandre, soit par un second plateau solidaire de la calandre par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant.
Le réacteur selon l'invention peut comprendre en outre au moins un moyen de collecte d'un effluent gazeux disposé dans la zone réactionnelle qui est en communication avec le moyen de sortie de l'effluent gazeux. Alternativement le réacteur peut comprendre au moins un moyen de distribution de la charge gazeux disposé dans la zone réactionnelle qui en communication avec le moyen d'entrée de la charge gazeux. Par exemple le moyen de collecte ou de distribution est un tube central, s'étendant de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle, qui étant perméable à une phase gazeuse et imperméable au catalyseur.
Selon un autre mode de réalisation, le réacteur comprend comme moyen de collecte ou de distribution d'un fluide gazeux une pluralité de tubes perméables à une phase gazeuse et imperméables au catalyseur qui s'étendent de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle et dans lequel l'extrémité supérieure des tubes est supportée par le premier plateau par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant.
Description détaillée de l'invention
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées :
• la figure 1 est une vue en perspective incluant une coupe partielle de la section supérieure d'un réacteur radial à lit mobile selon l'invention;
· la figure 2 est une vue en perspective incluant une coupe partielle de la section inférieure d'un réacteur radial à lit mobile selon l'invention;
• la figure 3 est une vue détaillée d'un ensemble de liaison mise en œuvre dans un réacteur selon l'invention;
• la figure 4 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un ensemble de liaison;
• la figure 5 est une vue en coupe d'un second mode de réalisation d'un réacteur selon l'invention.
Généralement, des éléments identiques sont dénotés par les mêmes références dans les figures.
Un premier mode de réalisation d'un réacteur radial à lit mobile selon l'invention est décrit en référence aux figures 1 et 2. Cependant il faut noter que le réacteur selon l'invention peut également être un réacteur radial à lit fixe de catalyseur. Le réacteur catalytique 1 à flux radial selon l'invention qui se présente sous la forme d'une bonbonne, formée par une calandre 2, délimitant une enceinte cylindrique qui s'étend selon un axe de symétrie sensiblement vertical (AZ).
La calandre 2 comporte dans sa partie supérieure un premier orifice 3 et dans sa partie inférieure un second orifice 4 qui sont respectivement des moyens d'entrée de la charge à traiter et des moyens de sortie des effluents produits de la réaction catalytique. Il est également possible d'utiliser le premier orifice 3 comme moyen de sortie de l'effluent et second orifice 4 comme moyen d'entrée de la charge. La calandre 2 délimite une enceinte qui contient une zone réactionnelle 10.
Les premier et second orifices 3,4, situés respectivement au-dessus et en-dessous de la zone réactionnelle 10, sont entourés d'une tubulure 5,6 qui permet ainsi la connexion de la calandre à un système de tuyauterie d'entrée et de sortie de fluide.
Comme indiqué sur la figure 1 , la partie supérieure de la calandre 2 est traversée par une pluralité de tubes (également appelé jambe) d'introduction 7 du catalyseur qui débouchent dans la partie supérieure de l'enceinte et dans la zone réactionnelle 10. La calandre comprend en outre une pluralité de tubes de d'évacuation (ou de soutirage) 8 du catalyseur disposés dans la partie inférieure de l'enceinte. Les tubes de d'évacuation (ou de soutirage) 8 du catalyseur plongent dans le fond de la zone réactionnelle 10 et débouchent à l'extérieur du réacteur 1 . Le catalyseur qui est distribué dans la zone réactionnelle 10 se présente sous forme de particules par exemple sphérique de diamètre généralement compris entre 1 à 5 mm. Bien entendu, le catalyseur peut prendre d'autres formes telles que par exemple de granulé cylindrique simple, ou de forme multilobée par exemple trilobée ou quadrilobée. Lorsque le réacteur est en opération, le catalyseur introduit par le sommet du réacteur via les jambes 7 s'écoule de manière gravitaire dans la zone réactionnelle 10 et est évacué par les jambes 8.
Selon la présente invention, le réacteur 1 comprend une pluralité de tubes 9 qui sont immergé dans la zone réactionnelle 10. Les tubes 9 s'étendent dans la zone réactionnelle 10 selon une direction sensiblement verticale, de préférence sensiblement parallèle à l'axe de symétrie AZ, et sur au moins 80% de la hauteur de la zone réactionnelle 10. La fonction des tubes 9 est de permettre soit l'introduction de la charge (on parlera alors de tube de distribution de la charge) soit la collecte de l'effluent réactionnel (on parlera alors de tube de collecte). Les tubes 9 sont conçus de manière à être perméables à un fluide gazeux et imperméables au catalyseur. Les tubes 9 peuvent se présenter par exemple sous la forme d'un tube pourvu d'ouvertures dont la dimension est inférieure à la taille des particules de catalyseur ou encore sous la forme d'une grille du type "Johnson" connue de l'homme du métier. Les tubes 9 sont de préférence de section circulaire. Cependant, la section des tubes peut prendre différentes formes, par exemple rectangulaire ou carrée.
En référence à la figure 1 , le réacteur 1 comprend également à l'intérieur de la zone réactionnelle 10, une zone cylindrique centrale délimitée par un tube 13 perméable à un fluide gazeux et imperméable au catalyseur. Le tube central s'étend selon une direction sensiblement verticale, de préférence sensiblement parallèle à l'axe de symétrie (AZ) sur au moins 80% de la hauteur de la zone réactionnelle 10. Le rôle du tube central 13 est soit de permettre la collecte de l'effluent soit la distribution de la charge en fonction du rôle affecté aux tubes 9. Ainsi lorsque que les tubes 9 sont utilisés pour distribuer la charge, le tube central 13 fait office de tube collecteur d'effluent. Inversement, lorsque que les tubes 9 sont utilisés pour collecter l'effluent réactionnel, le tube central 13 est un tube de distribution de la charge.
Selon un premier mode de fonctionnement dans lequel les tubes 9 sont utilisés comme moyens de distribution de la charge qui est introduite par l'orifice supérieure 3 de la calandre et dans lequel le tube central est employé comme tube collecteur de l'effluent gazeux, la première extrémité supérieure 1 1 des tubes 9 sont ouverts pour être en communication avec l'orifice 3 tandis que leur seconde extrémité inférieure 12 est fermée de manière à empêcher le passage de la charge gazeux par ladite seconde extrémité. Dans ce cas également, l'extrémité supérieure du tube central 13 est fermée tandis que l'extrémité inférieure est ouverte pour communiquer avec l'orifice 4 disposé dans le fond du réacteur permettant l'évacuation de l'effluent gazeux.
Dans un second mode de fonctionnement dans lequel les tubes 9 sont utilisés comme moyen de collecte de l'effluent gazeux et le tube central 13 sert de moyen de distribution de la charge et dans lequel la charge est introduite par le fond du réacteur via l'orifice 4 et l'effluent est soutiré hors du réacteur par l'orifice supérieur 3, l'extrémité inférieure des tubes 9 et l'extrémité supérieure du tube central 13 sont fermées.
Dans un troisième mode de fonctionnement dans lequel les tubes 9 sont utilisés comme moyen de distribution de la charge et le tube central 13 sert de moyen de collecte de l'effluent gazeux et dans lequel la charge est introduite par le fond du réacteur via l'orifice 4 et l'effluent est soutiré hors du réacteur par l'orifice supérieur 3, l'extrémité supérieure des tubes 9 et l'extrémité inférieure du tube central 13 sont fermées.
Selon un quatrième mode de fonctionnement, les tubes 9 font office de moyens de collecte de l'effluent gazeux, le tube central 3 est mis en œuvre en tant que moyen de distribution de la charge gazeux et dans lequel la charge est introduite par l'orifice supérieur 3 et l'effluent est évacué hors du réacteur par l'orifice inférieur 4. Dans ce cas, l'extrémité supérieure des tubes 9 et l'extrémité inférieure du tube central sont fermées.
En référence à la figure 1 , on constate que dans sa partie supérieure le réacteur est équipé d'un plateau 14 solidaire de la calandre 2 de manière à définir au-dessus de la zone réactionnelle 10 une zone 15 de confinement d'un fluide gazeux, soit la charge gazeuse soit l'effluent gazeux. Le plateau supérieur 14 est étanche aux particules de catalyseur et aux gaz circulant dans la zone de confinement 15 et dans la zone réactionnelle 10.
Dans ce mode de réalisation, les jambes d'introduction du catalyseur 7 sont supportées par le plateau supérieur 14 et sont agencées de manière à ce que leur extrémité libre ouverte débouche dans la partie supérieure de la zone réactionnelle 10 située sous le plateau supérieur 14. Selon l'invention, les tubes 9 (de distribution de la charge ou de collecte de l'effluent) sont supportés par le plateau supérieur 14 et le traversent de sorte que leur extrémité supérieure 1 1 débouche au-dessus du plateau supérieur, dans la zone de confinement d'un fluide gazeux 15. Conformément à l'invention, les tube 9 sont supportés au niveau de leur extrémité supérieure par le plateau 14, par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant qui est décrit plus en détail ci-après.
En référence à la figure 1 , on notera que le plateau supérieur 14 comprend une partie en tronc de cône inversé 17 (i.e. le sommet du cône est dirigé vers le fond du réacteur) dont la base circulaire a un diamètre inférieur à celui de l'enceinte et une jupe circulaire 18 qui assure la liaison de la partie tronconique 17 à la calandre 2. La jupe circulaire 18 est de pente descendante en direction du fond du réacteur 1 . On remarque également que la base du cône est reliée à la jupe circulaire 18 au moyen d'un méplat 19 annulaire qui supporte les tubes de distribution 7 du catalyseur. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 , la jupe 18 est prolongée par une portion annulaire 20 s'étendant selon l'axe vertical qui est reliée au méplat 19. Ainsi le plateau supérieur comporte une portion 21 en forme d'entonnoir. Le catalyseur qui est introduit par les jambes de distribution 7 passe dans la portion annulaire cylindrique 20 puis est dispersé dans la seconde zone annulaire tronconique de l'entonnoir 21 . Alternativement, la jupe 18 du plateau 14 peut être directement reliée au méplat 19. Ces modes de réalisation du plateau supérieur 14 avec des sections coniques présentent l'avantage d'améliorer la dispersion du catalyseur en évitant la formation d'un angle de talus et ainsi limiter la formation de poches de gaz dans la section réactionnelle. Dans le cadre de l'invention et de manière alternative, la jupe 18 peut s'étendre dans un plan essentiellement horizontal, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe vertical (AZ). Bien entendu le plateau supérieur 14 peut prendre d'autres configurations telle que par exemple comme indiqué sur la figure 5 un disque qui comprend des orifices par lesquels traversent les tubes de distribution du catalyseur 7 et les tubes de distribution de la charge ou de collecte de l'effluent 9.
La figure 2 représente un mode de réalisation préféré du réacteur dans lequel l'extrémité inférieure du tube (de distribution de la charge ou de collecte de l'effluent) 9 est également connectée à la calandre 2 par un ensemble de liaison 22 assurant une liaison du type pivot glissant incluant un moyen de liaison directement monté sur la calandre 2. Alternativement, les moyens de liaison coopérant avec l'extrémité inférieure des tubes peuvent être supportés par une plaque inférieure solidaire de la calandre et disposée dans la section inférieure du réacteur (voir figure 5).
L'ensemble de liaison type pivot glissant assurant la liaison entre un tube 9 (de distribution ou de collecte) et le plateau supérieur 14 est détaillé dans les figures 3 et 4. La fonction de l'ensemble de liaison est de supporter axialement le tube 9 et de permettre également la reprise des efforts exercés sur le tube 9 par le catalyseur lors de son déplacement gravitaire. Conformément à l'invention, l'ensemble de liaison offre deux degrés de liberté pour le tube 9, à savoir en translation selon l'axe vertical du tube et en rotation autour de l'axe vertical du tube.
L'ensemble de liaison comporte un manchon 16, fixé au plateau supérieur 14, et dont le diamètre (ou section) intérieur est supérieur au diamètre (ou section) extérieur du tube 9 de sorte que le tube 9 soit apte à glisser à l'intérieur du manchon 16. L'ensemble de liaison comprend également un premier moyen de butée 23 et un second moyen de butée 24 portés respectivement par le tube 9 et le manchon 16, les premier et second moyens de butée coopérant l'un avec l'autre de manière à limiter le déplacement du tube dans le manchon selon une direction verticale descendante. Selon l'invention les manchons 16 traversant le plateau 14 peuvent être solidarisés audit plateau supérieur par vissage ou soudés.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, le tube 9, à son extrémité libre supérieure porte une bride (ou collerette) circulaire 23 apte buter contre l'extrémité libre supérieure 24 du manchon 16 de manière à limiter le déplacement du tube 9 dans le manchon 16 dans selon une direction verticale descendante sensiblement parallèle à l'axe (AZ).
La figure 4 décrit un autre mode de réalisation de l'ensemble de liaison pivot glissant dans lequel le premier moyen de butée 23 est porté par la surface externe du tube 9 et le second moyen de butée 24 est porté par la surface interne du manchon 16. Les tubes 9 présentent un secteur (ou fenêtre) de distribution ou de collecte d'angle a qui est généralement compris entre 30 et 360°, et préférentiellement compris entre 30 et 180°. Dans le cas où le secteur de distribution ou de collecte n'est pas ouvert sur toute la circonférence du tube (c'est-à-dire où l'angle a est égal à 360°), on peut prévoir des moyens d'indexation entre le tube et le manchon de manière à orienter le secteur au sein de la zone réactionnelle 10.
Un autre mode de réalisation d'un réacteur 1 selon l'invention est représenté de manière schématique à la figure 5. Ce mode diffère de celui de la figure 1 par l'absence de tube central 13 qui est remplacé par une pluralité de tubes verticaux 25 qui s'étendent dans la section réactionnelle 10 du réacteur. En référence à la figure 5, les tubes verticaux 25 traversent le plateau supérieur 14 de sorte que leur extrémité supérieure débouche dans la zone de confinement 15 d'un fluide gazeux. Les tubes verticaux 25 sont par ailleurs reliés au plateau supérieur 14 par l'intermédiaire un ensemble de liaison identique à celui mis en œuvre pour les tubes 9. Ainsi l'ensemble de liaison comprend un manchon 16, solidaire du plateau supérieur 14, apte à recevoir le tube 25. Le tube 25 et le manchon 16 comportent également des moyens de butée coopérant entre eux afin de limiter le déplacement du tube 25 selon une direction verticale descendante. Le réacteur de la figure 5 est équipé également d'un plateau inférieur 26 solidaire de la calandre 2 qui supporte les tubes verticaux 9 et 24 au niveau de leur extrémité inférieure. Le plateau inférieur 26 est étanche au catalyseur et au gaz. Plus précisément, la section inférieure des tubes 9 et 25 traverse le plateau inférieur 25 de sorte que leur extrémité inférieure débouche au-dessous dudit plateau dans une zone de confinement 27 d'un fluide gazeux (la charge ou l'effluent).
De préférence, l'extrémité inférieure des tubes 9 et 25 est connectée au plateau inférieur 26 via un ensemble de liaison pivot-glissant, au moyen d'un manchon 28 apte à recevoir l'extrémité libre inférieure des tubes 9 et 25. De façon optionnelle, le manchon 28 peut comporter des moyens de butée qui coopère avec des moyens de butée portés par le tube 9,25 de manière à limiter le déplacement vertical des tubes. Ces moyens de liaison inférieurs permettent une reprise supplémentaire des efforts pour éviter que ladite extrémité inférieure des tubes ne s'appuie directement sur le lit catalytique et pour garantir une position axiale stable dans la zone réactionnelle. Dans ce mode de réalisation, par exemple les tubes 9 assurent la fonction de distribution de la charge gazeuse tandis que les tubes 25 assurent la fonction de collecte de l'effluent gazeux. On notera que dans ce mode de réalisation, tous les tubes sont ouverts à l'une de leurs extrémités et fermés à l'autre extrémité opposée. Par exemple lorsque la charge est introduite par l'orifice supérieur 3 du réacteur et que l'effluent est soutiré en fond du réacteur par l'orifice, les tubes dits "de distribution" de la charge sont ouverts à leur extrémité supérieure et fermés à leur extrémité inférieure alors que les tubes dits "de collecte" de l'effluent sont ouverts à leur extrémité inférieure et fermés à leur extrémité supérieure. Inversement, lorsque la charge gazeuse est introduite par le fond du réacteur via l'orifice 4 et que l'effluent réactionnel est soutiré par l'orifice supérieur 3, les tubes dits "de distribution" de la charge sont ouverts à leur extrémité inférieure et fermés à leur extrémité supérieure tandis que les tubes dits "de collecte" de l'effluent sont ouverts à leur extrémité supérieure et fermés à leur extrémité inférieure.
A titre d'exemple le principe de mise en œuvre du réacteur à lit mobile de catalyseur selon l'invention est maintenant décrit en référence à la figure 5 et dans un mode de fonctionnement dans lequel la charge gazeuse est envoyée en tête du réacteur et l'effluent est collecté en fond du réacteur.
La charge gazeuse d'hydrocarbures est envoyée dans le réacteur 1 à travers l'orifice supérieur 3 et remplit le volume de confinement 15 délimité par la calandre et le plateau supérieur 14. La charge est amenée dans la zone réactionnelle 10 au moyen des tubes de distribution 9 verticaux via l'ouverture supérieure 1 1 débouchant dans la zone de confinement 15. La charge circule dans les tubes de distribution 9 et diffuse radialement à travers les tubes de distribution, perméables au fluide gazeux et imperméables aux particules de catalyseur, dans la zone réactionnelle 10.
Quant au catalyseur, il est envoyé en continu dans la zone réactionnelle 10, via les tubes (ou jambes) de distribution du catalyseur 7 dont l'extrémité libre débouche dans la zone réactionnelle 10, de manière gravitaire à une vitesse relativement faible (de l'ordre du mètre par heure). Le catalyseur remplit ainsi la zone réactionnelle 10 et est par ailleurs continuellement soutiré de la zone réactionnelle 10 et évacué hors du réacteur par l'intermédiaire des tubes (ou jambes) de sortie du catalyseur 8. Le catalyseur qui se répartit alors de manière uniforme pour occuper le volume de la zone réactionnelle 10 rentre en contact avec la charge gazeuse pour réaliser la réaction de conversion catalytique et produire un effluent réactionnel. L'effluent réactionnel est collecté par les tubes de collecte de l'effluent 25 qui sont perméables à l'effluent réactionnel et imperméables au catalyseur. L'effluent diffuse radialement dans les tubes de collecte de l'effluent 25 et est conduit dans l'espace de confinement de l'effluent 27 situé en-dessous du plateau inférieur 26. L'effluent s'évacue du réacteur par l'orifice 4 de sortie de l'effluent qui est en communication avec l'espace de confinement 27 de l'effluent. La mise en œuvre de l'ensemble de liaison pivot-glissant dans un réacteur multitubulaire à lit mobile de catalyseur permet de limiter les phénomènes de flambage du tube lorsque ce dernier est sollicité en compression. En outre, étant donné que le tube est en mesure de se déplacer selon son axe vertical, il est également moins sensible aux phénomènes de dilatation thermique qui peuvent conduire à la compression du catalyseur présent en- dessous du tube et à la création de fines.
La mise en œuvre d'un ensemble de liaison pivot-glissant placé aux extrémités supérieure et inférieure du tube garantit un bon maintien vertical du tube dans la section réactionnelle, même dans le cas où l'écoulement du catalyseur n'est pas uniforme dans ladite section réactionnelle. Un déplacement pendulaire du tube est à éviter dans cette section réactionnelle afin de ne pas modifier les trajectoires des fluides et garantir ainsi un temps de séjour uniforme dans toute la section réactionnelle.
L'emploi d'un système manchon associé à des moyens de butée permet de s'affranchir de l'utilisation d'un système de fixation permanent, par exemple par soudure du tube au plateau, et donc de faciliter le remplacement d'un tube défectueux.

Claims

REVENDICATIONS
1 ) Réacteur (1 ) délimité par une calandre (2) s'étendant selon un axe vertical, comprenant :
· une enceinte pourvue d'une zone réactionnelle (10) contenant un lit de catalyseur;
• au moins un moyen d'entrée (3) d'une charge gazeuse;
• au moins un moyen de sortie (4) d'un effluent gazeux produit dans la zone réactionnelle (10);
le réacteur comprenant à l'intérieur de la zone réactionnelle (10) :
« au moins deux tubes s'étendant de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle, les tubes étant perméables à une phase gazeuse et imperméables au catalyseur, chaque tube (9) ayant une extrémité supérieure (1 1 ) en communication avec le moyen d'entrée de la charge ou avec le moyen de sortie d'un effluent et une seconde extrémité (12) opposée,
caractérisé en ce que les tubes (9,24) sont supportés à leur extrémité supérieure par un premier plateau (14) qui est solidaire de la calandre (2), par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant.
2) Réacteur selon la revendication 1 , dans lequel le lit de catalyseur est fixe.
3) Réacteur selon la revendication 1 , dans lequel le lit de catalyseur est mobile et le réacteur comprenant en outre :
• au moins un moyen d'entrée (7) du catalyseur pour introduire le catalyseur dans une partie supérieure de la zone réactionnelle (10);
• au moins un moyen de sortie (8) du catalyseur débouchant dans une partie inférieure de la zone réactionnelle (10).
4) Réacteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble de liaison comprend un manchon (16) porté par le premier plateau (14) et configuré pour recevoir un tube (9) et dans lequel le tube et le manchon comprennent respectivement un premier et un second moyen de butée (23,24), les premier et second moyen de butée (23,24) coopérant l'un avec l'autre de manière à limiter le déplacement dudit tube dans le manchon selon une direction verticale descendante.
5) Réacteur selon la revendication 4, dans lequel le premier moyen de butée (23) est configuré pour s'appuyer sur l'extrémité supérieure libre du manchon (16).
6) Réacteur selon la revendication 4, dans lequel le premier moyen de butée (23) est porté par la surface externe du tube et le second moyen de butée (24) porté par la surface interne du manchon (16).
7) Réacteur selon l'une des revendications 3 à 5, dans lequel le moyen de butée est une bride ou un ergot.
8) Réacteur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'extrémité inférieure (12) des tubes (9,24) est supportée soit par la calandre (2) soit par un second plateau (25) solidaire de la calandre par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison (27) assurant une liaison de type pivot glissant.
9) Réacteur selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre au moins un moyen de collecte (13) d'un effluent gazeux disposé dans la zone réactionnelle
(10) et en communication avec le moyen de sortie (4) de l'effluent gazeux.
10) Réacteur selon l'une des revendications 1 à 8, comprenant au moins un moyen de distribution (13) de la charge gazeuse disposé dans la zone réactionnelle (10) et en communication avec le moyen d'entrée de la charge gazeuse.
1 1 ) Réacteur selon les revendications 9 ou 10, dans lequel le moyen de collecte ou de distribution (13) est un tube central s'étendant de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle (10), le tube central étant perméable à une phase gazeuse et imperméable au catalyseur.
12) Réacteur selon les revendications 9 ou 10, dans lequel le moyen de collecte ou de distribution (13) comprend une pluralité de tubes (9,24) perméables à une phase gazeuse et imperméables au catalyseur s'étendant de manière sensiblement verticale sur la hauteur de la zone réactionnelle et dans lequel l'extrémité supérieure
(1 1 ) des tubes est supportée par le premier plateau (14) par l'intermédiaire d'un ensemble de liaison assurant une liaison de type pivot glissant.
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