EP3990168A1 - Garnissage disposé à l'intérieur d'une enceinte pour favoriser le contact entre des fluides en circulation - Google Patents
Garnissage disposé à l'intérieur d'une enceinte pour favoriser le contact entre des fluides en circulationInfo
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- EP3990168A1 EP3990168A1 EP20734205.6A EP20734205A EP3990168A1 EP 3990168 A1 EP3990168 A1 EP 3990168A1 EP 20734205 A EP20734205 A EP 20734205A EP 3990168 A1 EP3990168 A1 EP 3990168A1
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- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
Definitions
- the deflectors of the perforations of the first and second blades of said at least one stage can be located on the same side of the blades in a direction of the axis of the volume containing the blades.
- a plurality of first blades 12.1 extend parallel to a first direction D1 and define a plurality of first planes spaced apart from each other.
- the first blades 12.1 defining a plane “i” (non-zero integer) are designated by the reference 12.1 i.
- Figure 1 are thus shown three rows of first blades 12.11; 12.12 and 12.13, each row of first slats defining a distinct plane.
- adjacent and longitudinally spaced perforations may be offset from each other in a transverse direction perpendicular to the direction of the blade by a distance less than the dimension of a perforation in said transverse direction. In other words, they can partially overlap when viewed along the longitudinal direction of the blade.
- the blade is made so that its direction of stretch corresponds to a direction perpendicular to the direction D1 or D2 in which it will be arranged.
- the longitudinal direction of the blade is perpendicular to the direction of stretch during the manufacture of the sheet.
- Figures 4 to 6 show a perforated blade formed from a stamped sheet according to a particular embodiment in which the material stamped to make the perforations is kept attached to the blade.
- the perforations 14 are distributed, in particular regularly, along the longitudinal direction of the blade, they are also offset transversely by a distance d less than the dimension d_perf of a perforation along the transverse direction T of the blade. blade. This causes an overlap of the deflectors 16 when looking at the blade in its longitudinal direction, as shown in FIG. 6. It will also be noted that in the example shown, the deflectors 16 are all arranged on the same side of the blade. , and that all the blades are oriented in the same way, as shown in FIG. 6.
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Abstract
L'invention concerne un garnissage (10) destiné à être positionné à l'intérieur d'une enceinte (1) pour favoriser le contact entre des fluides circulant à l'intérieur de cette enceinte, ledit garnissage comprenant une pluralité de lames (12) distinctes entrecroisées : - des premières lames (12.1i) parallèles à une première direction (D1) et définissant une pluralité de premiers plans espacés les uns des autres, - des deuxièmes lames (12.2i) parallèles à une deuxième direction (D2) formant un angle avec la première direction (D1) et définissant une pluralité de deuxièmes plans espacés les uns des autres. Dans chaque premier plan, un espace libre sépare deux premières lames adjacentes suivant une direction perpendiculaire à la première direction et reçoit une deuxième lame, les premières et deuxièmes lames étant solidarisées les unes aux autres. Chaque lame distincte d'au moins un étage est perforée (12) et choisie parmi une lame en tôle métallique emboutie et une lame en tôle métallique déployée.
Description
DESCRIPTION
TITRE : GARNISSAGE DISPOSE A L’INTERIEUR D’UNE ENCEINTE POUR FAVORISER LE CONTACT ENTRE DES FLUIDES EN CIRCULATION
L’invention a pour objet un garnissage interne utilisé pour favoriser le contact entre des fluides en circulation dans une enceinte. L’invention est notamment plus adaptée pour favoriser le contact de fluides circulant à contre courant à l’intérieur d’une enceinte dans le domaine de la pétrochimie, de la chimie, du raffinage dans des procédés requérant un contact intime entre des fluides, et tout particulièrement pour l’obtention d’un contact intime entre d’une part un gaz et d’autre part un liquide ou des particules solides en circulation.
Dans le domaine de la pétrochimie, l’utilisation de garnissages internes est connue depuis longtemps. De tels garnissages (« packing » en anglais) sont notamment utilisés pour favoriser le contact entre un liquide et un gaz, ou entre des particules solides et un gaz, en particulier dans les enceintes de stripage.
On entend ici par stripage, l’opération qui consiste à extraire au moyen d’un fluide gazeux, les hydrocarbures piégés dans le réseau poreux d’un solide, contenus entre des grains de solide (par exemple un catalyseur) ou l’extraction par un gaz de molécules à bas poids moléculaire contenues dans un liquide.
Ce type d’application est par exemple rencontré dans les unités de craquage catalytique en lit fluidisé appelées aussi unités FCC (Fluidized catalytic cracking). La charge hydrocarbonée d’une telle unité est mise en contact avec un catalyseur composé de microparticules solides poreuses pour subir une réaction de craquage. Après cette réaction, le catalyseur est séparé aussi rapidement que possible des produits craqués pour éviter des réactions secondaires. La capacité ou enceinte dans laquelle cette opération est réalisée est appelée communément un désengageur. Après cette séparation, des produits de craquage restent emprisonnés dans le réseau poreux du catalyseur ainsi que dans l’espace inter granulaire. La récupération de ces produits de craquages emprisonnés se fait à l’aide d’une opération de stripage par du gaz injecté à contre-courant par rapport au flux de catalyseur. Cette opération se déroule dans une capacité communément appelée stripeur. Afin d’améliorer l’efficacité de cette opération, des internes peuvent être présents dans cette capacité pour favoriser le contact entre le gaz de stripage et le catalyseur.
Ainsi, par exemple, le document W0200035575A1 décrit un garnissage comprenant présentant des lames entrecroisées : les lames s’étendent dans des plans parallèles, certaines lames s’étendent parallèlement à une première direction, d’autres lames s’étendent parallèlement à une deuxième direction, et, des lames parallèles à la première direction définissant un même plan sont espacées les unes des autres, une lame s’étendant parallèlement à la deuxième direction étant insérée dans chacun de ces espaces. Ces lames peuvent être pleines ou perforées. Ces agencements de lames sont rassemblés en modules de petites tailles pour faciliter leur installation. Plusieurs étages de modules peuvent être superposés. A chaque niveau de module, l’orientation de ces derniers peut être changée.
Ce type de garnissage donne de bons résultats mais reste lourd et coûteux à réaliser. Le nombre de lits de ce type de garnissage peut de plus être important pour obtenir une efficacité optimum. Par exemple, lors de modifications d’unités FCC existantes, la taille du stripeur étant fixée, et parfois petite, mène à un stripage incomplet, qui pourra être amélioré avec une optimisation de la technologie. D’autre part, l’amélioration de l’efficacité de ce type de packing dans une unité FCC peut également aboutir à une réduction de la quantité nécessaire en gaz de stripage, ce qui apporte un gain en coût opératoire voire en consommation énergétique de l’unité.
Il existe donc un besoin pour améliorer les garnissages pour favoriser le contact entre des fluides circulant à l’intérieur d’une enceinte.
Un premier objet de l’invention concerne un garnissage destiné à être positionné à l’intérieur d’une enceinte pour favoriser le contact entre des fluides circulant à l’intérieur de cette enceinte, notamment à contre-courant, ledit garnissage comprenant au moins au moins deux étages empilés, chaque étage étant formé d’une pluralité de lames distinctes : une pluralité de premières lames s’étendent parallèlement à une première direction et définissent une pluralité de premiers plans espacés les uns des autres,
une pluralité de deuxièmes lames s’étendent parallèlement à une deuxième direction formant un angle avec la première direction et définissent une pluralité de deuxièmes plans espacés les uns des autres, et dans lequel, dans chaque premier plan, un espace libre sépare deux premières lames adjacentes suivant une direction perpendiculaire à la première direction et reçoit une deuxième lame, les premières et deuxièmes lames étant
solidarisées les unes aux autres, notamment au niveau de points de contact où elles s’entrecroisent.
Les premières et deuxièmes lames du garnissage sont ainsi entrecroisées, ce qui favorise le contact entre des fluides traversant ce garnissage. Selon l’invention, chaque lame distincte d’au moins un étage est perforée et choisie parmi une lame en tôle métallique emboutie et une lame en tôle métallique déployée. La présence de perforations permet de favoriser davantage le contact entre des fluides, notamment entre un gaz montant et les traversant et un fluide descendant ruisselant sur les lames, ce fluide descendant pouvant être un liquide ou des particules solides. Plus précisément, une partie du liquide ou des particules solides descendant passe ainsi au travers des perforations, l’autre partie du fluide/des particules ruissèle sur les lames, cette autre partie pouvant représenter la moitié ou plus du liquide/des particules.
Avantageusement, toutes les lames d’au moins un étage peuvent être en tôle métallique emboutie ou toutes les lames d’au moins un étage peuvent être en tôle métallique déployée. Dans le cas d’une tôle métallique déployée, la direction longitudinale de la lame peut être perpendiculaire à la direction d’étirement de la tôle métallique lors de la fabrication de celle-ci.
Avantageusement, les perforations d’une lame dudit au moins un étage peuvent représenter de 15% à 95% de la surface de la lame, cette surface étant définie comme une surface parallèle ou sensiblement parallèle à un plan défini par une pluralité de lames. Lorsque la lame est en tôle métallique emboutie, les perforations peuvent représenter de 15 à 30% de la surface de la lame. Lorsque la lame est en tôle métallique déployée, les perforations peuvent représenter de 30 à 95% de la surface, notamment de 40 à 90% de la surface de la lame.
Avantageusement, chaque lame perforée dudit au moins un étage présente au moins une face non plane, cette face étant définie comme une face parallèle ou sensiblement parallèle à un plan défini par une pluralité de lames, ce qui peut favoriser le contact entre les fluides.
Avantageusement, chaque lame perforée dudit au moins un étage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les perforations d’une même lame sont espacées, notamment régulièrement suivant la longueur de la lame, pour un contact plus homogène entre les fluides traversant les perforations.
- les perforations d’une même lame, adjacentes et espacées longitudinalement sont décalées l’une par rapport à l’autre suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction de la lame d’une distance inférieure à la dimension d’une perforation suivant ladite direction transversale, ceci peut permettre de favoriser le mélange des fluides.
Dans un mode de réalisation, chaque lame perforée dudit au moins un étage peut être une lame en tôle métallique déployée. Une lame en tôle déployée est obtenue par cisaillement et étirement d'une bobine ou d'une plaque de métal dans une presse à couteaux. Cette technique permet d’obtenir une lame perforée dont les surfaces ne sont pas planes du fait de l’étirement des parties cisaillées, autrement dit percées.
Dans un autre mode de réalisation, chaque lame perforée dudit au moins un étage peut être une lame formée d’une partie en tôle métallique déployée entourée d’un cadre auquel elle est fixée. Les perforations peuvent alors recouvrir une grande surface de la lame, le cadre permettant de rigidifier suffisamment la lame pour assurer son maintien mécanique.
La partie en tôle déployée peut présenter des perforations parallèles ou sensiblement parallèles s’étendant suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la lame.
Dans un autre mode de réalisation, chaque lame perforée dudit au moins un étage peut être une lame en tôle métallique emboutie dont chaque perforation est surmontée d’un déflecteur formé de la matière emboutie pour générer la perforation et reliant deux bords opposés de la perforation, chaque déflecteur définissant avec le plan de la lame, un passage d’axe parallèle à la direction dans laquelle s’étend la lame. Cette configuration permet d’améliorer le contact entre les fluides.
Avantageusement, les déflecteurs d’une même lame peuvent être situés d’un même côté de la lame, ceci peut permettre de favoriser le contact des fluides traversant les perforations de la lame sans toutefois générer de passage préférentiel, en particulier lorsque les déflecteurs sont décalés l’un par rapport à l’autre transversalement.
Avantageusement, pour un meilleur mélange, les déflecteurs de lames définissant un même plan au sein dudit au moins un étage peuvent être situés d’un même côté dudit plan. En particulier, les déflecteurs des premières lames peuvent être situés d’un même côté des plans définis par lesdites premières
lames, et les déflecteurs des deuxièmes lames peuvent être situés d’un même côté des plans définis par lesdites deuxièmes lames.
De manière générale, les lames d’un étage peuvent être contenues dans un volume présentant un axe, et les première et deuxième directions forment un angle prédéfini avec ledit axe. Cet angle peut par exemple être de 30 à 70°, par exemple de 35 à 55°.
Avantageusement, les déflecteurs des perforations des premières et deuxièmes lames dudit au moins un étage peuvent être situées d’un même côté des lames dans une direction de l’axe du volume contenant les lames.
Le garnissage selon l’invention comporte au moins deux étages de lames, de préférence au moins trois étages, voire plus. Un garnissage peut par exemple comprendre six étages ou plus de lames.
Chacun de ces étages peut être formé de lames perforées telles que précédemment décrites. Notamment, un ou plusieurs étages peuvent être formés de lames perforées embouties et un ou plusieurs étages peuvent être formés de lames perforées en tôle déployée, avec ou sans cadre.
En variante, un garnissage peut comprendre au moins un étage choisi parmi un étage de lames formées de plaques pleines et un étage de lames formées de plaques pleines ondulées.
Ainsi, un garnissage selon l’invention peut comprendre plusieurs étages de lames de natures différentes. On peut, par exemple, alterner des étages de lames perforées selon l’invention avec des étages de lames formées de plaques pleines et des étages de lames formées de plaques pleines ondulées. L’invention n’est pas limitée à une configuration particulière de chacun des étages formant un garnissage, pourvu qu’au moins un des étages présente des lames perforées telles que précédemment décrites.
Le garnissage selon l’invention comprend au moins deux étages empilés, notamment suivant une direction d’empilement formant un angle avec chacune des première et deuxième directions. Chaque étage s’étend alors entre deux plans perpendiculaires ou sensiblement perpendiculaires à la direction d’empilement.
Deux étages adjacents empilés peuvent reposer directement l’un sur l’autre ou peuvent être espacés et solidarisés l’un à l’autre par des entretoises.
Les premières et deuxièmes lames d’un étage peuvent en outre être décalées angulairement par rotation autour d’une direction d’empilement par rapport aux premières et deuxièmes lames d’un ou plusieurs autres étages. Ceci permet de favoriser le contact entre les fluides circulants à contre-courant. Ce décalage angulaire peut être de 30 à 150°, de préférence 60 à 120° ou encore de manière préférée de 90°.
L’invention concerne également une enceinte de mise en contact de fluides circulant suivant une direction de circulation de fluide, à l’intérieur de laquelle est agencé au moins un garnissage selon l’invention, ledit garnissage étant disposé de sorte que les première et deuxième directions forment un angle prédéfini avec ladite direction de circulation de fluide. Cet angle peut être tel que décrit ci-dessus.
Notamment, lorsque les lames d’au moins un étage présentent des déflecteurs, les déflecteurs des perforations des premières et deuxièmes lames peuvent être situés d’un même côté des lames dans la direction de circulation de fluide, notamment dans une direction dirigée vers le haut de l’enceinte. Autrement dit, les déflecteurs peuvent avantageusement être du côté des lames sur lequel ruisselle le liquide/les particules descendant. Ceci peut forcer un flux gazeux ascendant à changer de direction et à rencontrer davantage de fluide/particules descendants. Le fluide (liquide ou particules solides) descendant va en partie passer par l’espace sous le déflecteur et tomber sur la lame suivante via les perforations de la lame et dans sa chute être mis en contact à contre courant avec le flux gazeux ascendant (par exemple le gaz de stripping) qui va en partie passer à travers les perforations en sens inverse. Le fluide descendant qui passera à côté de ces déflecteurs rencontrera alors le flux gazeux ascendant venant des perforations et sera également dans une certaine mesure strippé par ce flux gazeux. Le flux gazeux arrivant sur le dessus de la lame pourra engendrer des perturbations d’écoulement du fluide descendant et limiter un ruissellement continu en contact avec une lame, un tel ruissellement continu n’étant pas propice au contact gaz/fluide.
Cette enceinte peut notamment être une enceinte d’un dispositif de stripage, notamment d’une unité de craquage catalytique en lit fluidisé. L’enceinte peut également être une portion d’une canalisation, notamment d’un puits de soutirage d’un régénérateur. Dans ce cas, l’amélioration du contact entre le gaz utilisé et des particules de catalyseur présentes dans le puits de soutirage permet de maintenir une bonne aération de ces particules de catalyseur pour
assurer une bonne fluidisation et circulation de ce dernier avant sa réinjection dans le riseur d’une unité FCC.
L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels :
[Fig. 1 ] La figure 1 représente partiellement une enceinte équipée d’un garnissage selon un mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 2] Les figures 2 (a) et (b) représentent des vue de côté de deux étages d’un garnissage selon deux modes de réalisation de l’invention.
[Fig. 3] La figure 3 représente partiellement une lame d’un garnissage selon un mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 4] La figure 4 représente schématiquement une vue de face d’une lame d’un garnissage selon un autre mode de réalisation de l’invention.
[Fig. 5] La figure 5 représente schématiquement une vue de côté de la lame de la figure 4, suivant la direction longitudinale de celle-ci.
[Fig. 6] La figure 6 représente schématiquement une vue de côté de la lame de la figure 4, suivant la direction transversale de celle-ci.
[Fig. 7] La figure 7 représente schématiquement une vue de côté de premières et deuxièmes lames présentant chacune la configuration représentée figure 4.
[Fig. 8] La figure 8 représente partiellement une lame d’un garnissage selon un mode de réalisation de l’invention.
Par sensiblement parallèle ou perpendiculaire, on entend un plan s’écartant d’au plus ±20°, voire d’au plus 10° ou d’au plus 5° d’un plan parallèle ou perpendiculaire.
Une face est non plane lorsqu’elle présente des irrégularités, étant entendu qu’une face non plane peut définir une surface s’étendant parallèlement ou sensiblement parallèlement à un plan.
La figure 1 représente partiellement une enceinte 1 , ici une enceinte d’un dispositif de stripage. Cette enceinte présente, ici une forme cylindrique d’axe X. Cet axe X s’étend suivant la direction verticale, à savoir dans la direction de la gravité. Cet axe correspond de manière générale à une direction de circulation des fluides à l’intérieur de l’enceinte.
A l’intérieur de cette enceinte 1 , est positionné un garnissage 10 dont la fonction est de favoriser le contact entre les fluides circulant à l’intérieur de cette enceinte, notamment à contre courant.
Ce garnissage 10 comprend au moins deux étages S1 , S2 empilés, notamment suivant une direction d’empilement, ici confondue avec l’axe X de l’enceinte. La direction d’empilement correspond ainsi à la direction de circulation des fluides entrant dans le garnissage.
Chaque étage s’étend ainsi entre deux plans avantageusement perpendiculaires à l’axe X et est formé d’une série de premières et deuxièmes lames entrecroisées solidarisées. Sur la figure 1 , pour plus de clarté, un seul étage S1 est représenté. Sur la figure 2, deux étages S1 et S2 sont représentés. L’invention n’est toutefois pas limitée par le nombre d’étages lequel peut être choisi en fonction des dimensions de l’enceinte.
Sur la figure 2, les deux étages S1 , S2 adjacents empilés représentés sont séparés suivant la direction d’empilement et solidarisés par des entretoises 20.
Le mode de réalisation (a) de la figure 2 représente un garnissage 10 formé de deux étages S1 , S2 de premières et deuxièmes lames, ces dernières présentant une même orientation d’un étage à l’autre. Autrement dit, les premières lames 12.1 i de l’étage S1 sont parallèles aux premières lames 12’.1 i de l’étage S2, et les deuxièmes lames 12.2i de l’étage S1 sont parallèles aux deuxièmes lames 12’.2i de l’étage S2.
Dans le mode de réalisation (b) de la figure 2, les premières et deuxièmes lames 12’.1 i et 12’.2i du deuxième étage S2 sont décalées angulairement par rotation autour de l’axe X par rapport aux premières et deuxièmes lames 12.1 i et 12.2i du premier étage S1. L’invention n’est pas limitée non plus par l’angle avec lequel des étages S1 , S2 empilés adjacents se croisent.
Sur la figure 2, les entretoises 20 sont représentées schématiquement. Il peut s’agir de plaques s’étendant perpendiculairement à l’axe X et solidarisées aux extrémités en vis-à-vis des lames de deux étages à relier, par exemple par soudage, ces plaques étant reliées l’une à l’autre par une ou plusieurs tiges s’étendant suivant l’axe X. L’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation et toute autre forme d’entretoise pourrait être envisagée. On pourrait par exemple prévoir des entretoises permettant un emboîtement démontable des étages, par emboîtement de type mâle/femelle, facilitant le montage du garnissage à l’intérieur de l’enceinte, et son démontage. La présence
d’entretoises peut ainsi permettre de faciliter la mise en place du garnissage et d’améliorer la diffusion de fluide au sein du garnissage.
Dans une variante non représentée, les entretoises 20 pourraient être supprimées : les deux étages S1 , S2 adjacents peuvent alors reposer directement l’un sur l’autre.
Chaque étage est formé d’une pluralité de lames 12 distinctes agencées tel que décrit ci-après.
Une pluralité de premières lames 12.1 s’étendent parallèlement à une première direction D1 et définissent une pluralité de premiers plans espacés les uns des autres. Sur la figure, les premières lames 12.1 définissant un plan « i » (nombre entier non nul) sont désignées par la référence 12.1 i. Sur la figure 1 sont ainsi représentées trois rangées de premières lames 12.11 ; 12.12 et 12.13, chaque rangée de premières lames définissant un plan distinct.
Une pluralité de deuxièmes lames 12.2 s’étendent parallèlement à une deuxième direction D2 formant un angle avec la première direction D1 et définissent une pluralité de deuxièmes plans espacés les uns des autres. Sur la figure 1 , les deuxièmes lames 12.2 définissant un plan « i » (nombre entier non nul) sont désignées par la référence 12.2i. Sur la figure 1 sont ainsi représentées trois rangées de deuxièmes lames 12.21 ; 12.22 et 12.23, chaque rangée de deuxièmes lames définissant un plan distinct.
La deuxième direction D2 forme un angle de 60 à 140° avec la première direction D1. De préférence, tel que représenté, chaque direction D1 , D2 forme un angle de 30 à 70° avec la direction de l’axe X de l’enceinte, avantageusement le même angle est formé entre chaque direction et l’axe X.
L’invention n’est pas limitée par un nombre d’étages, lequel dépend des dimensions de l’enceinte destinée à recevoir le garnissage et des dimensions des lames.
On notera que les lames définissent un volume à l’intérieur duquel elles sont contenues. Autrement dit, les lames s’inscrivent à l’intérieur d’un volume, les dimensions de ce dernier permettant l’insertion du garnissage à l’intérieur de l’enceinte. Ce volume est généralement cylindrique, autrement dit de forme semblable à la forme interne de l’enceinte. Il présente ainsi un axe X qui est confondu avec celui de l’enceinte. Cet axe X correspond à une direction de circulation des fluides entrants dans le garnissage. L’invention n’est toutefois
pas limitée à une forme particulière du volume à l’intérieur duquel les lames sont inscrites, cette forme dépendant de la forme de l’enceinte utilisée.
On notera que chaque lame présente une forme allongée, dont la direction longitudinale L correspond à l’une des première ou deuxième directions D1 , D2, et dont la direction transversale T est perpendiculaire à la direction longitudinale. Ces directions longitudinale L et transversale T d’une lame définissent le plan de la lame. La dimension de la lame dans une direction perpendiculaire à ce plan définit son épaisseur, de valeur très inférieure à ses dimensions longitudinale et transversale.
Dans chaque premier plan i défini par des premières lames 12.1 i, un espace libre Ei sépare deux premières lames adjacentes suivant une direction perpendiculaire à la première direction D1. Chaque espace libre Ei reçoit une deuxième lame 12.2i. Ainsi, sur la figure 1 des deuxièmes lames 12.21 sont intercalées entre des premières lames 12.11.
Les premières et deuxièmes lames sont en outre solidarisées les unes aux autres de sorte que ces lames forment un ensemble. Les lames étant en tôle métallique, cette solidarisation peut être obtenue par soudage, ou toute autre méthode appropriée, au niveau du point de contact des lames ainsi entrecroisées.
Dans l’exemple, les premières et deuxièmes lames sont de relativement faible longueur de sorte que chaque première lame n’est en contact qu’avec une deuxième lame et vice-versa. L’invention n’est toutefois pas limitée à cet agencement, et chaque première lame pourrait être en contact avec plusieurs deuxièmes lames, et vice-versa, par exemple en utilisant des lames de plus grandes longueurs. De manière générale, les lames entrecroisées représentées figure 1 ou figure 7 font partie d’un seul et même étage. Ainsi, chaque étage s’étend entre deux plans avantageusement perpendiculaires à l’axe X et est formé d’une série de premières et deuxièmes lames entrecroisées solidarisées. Un garnissage selon l’invention peut alors comprendre plusieurs étages superposés verticalement, reposant directement les uns sur les autres, en particulier selon des orientations différentes. Ainsi, les premières et deuxièmes lames d’un étage peuvent être décalées angulairement par rotation autour de l’axe X par rapport aux premières et deuxièmes lames d’un ou plusieurs autres étages. Ceci peut favoriser le mélange des fluides et donc leur contact.
Selon l’invention, au moins un étage du garnissage est formé d’une pluralité de lames perforées 12 distinctes. Chaque lame 12 présente alors une pluralité de perforations 14.
Selon l’invention, chaque lame perforée est choisie parmi une lame en tôle métallique emboutie et une lame en tôle métallique déployée.
De manière générale, les perforations 14 d’une lame représentent de 15 à 95 % de la surface de la lame dans le plan de la lame. Cette surface des perforations peut varier en fonction du procédé utilisé pour réaliser la lame.
En outre, la forme des perforations peut varier d’une lame à l’autre et d’un étage à l’autre.
Ainsi, une lame perforée en tôle déployée est obtenue par cisaillement et étirement d'une bobine ou d'une plaque de métal dans une presse à couteaux. La surface des perforations dépendra donc de l’étirement et de la longueur des cisaillements. L’emploi de tôles métalliques déployées permet d’augmenter l’efficacité du garnissage tout en réduisant son épaisseur, son poids et donc son coût.
De manière générale également, chaque lame perforée présente au moins une face non plane, cette face étant définie comme une face parallèle ou sensiblement parallèle à un plan défini par une pluralité de lames, autrement dit au plan de la lame. Dans le cas des lames perforées formées d’une tôle métallique déployée, l’absence de planéité des deux faces de la lame résulte du procédé de fabrication, l’étirement provoquant une déformation de la tôle métallique. Dans le cas des lames formées d’une tôle métallique emboutie, l’absence de planéité d’une ou des deux faces peut également résulter du procédé de fabrication, en particulier lorsque la matière emboutie n’est pas détachée de la lame.
La figure 3 représente partiellement une lame perforée en tôle déployée. Dans l’exemple représenté, les perforations 14 forment des hexagones identiques agencés en nid d’abeilles, autrement dit chaque côté d’un hexagone est partagé avec un hexagone adjacent. Ces hexagones peuvent par exemple être obtenus par la réalisation d’entailles rectilignes parallèles les unes aux autres suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale de la lame, ces entailles étant agencées en quinconce. Les perforations représentent alors de 30 à 95% de la surface d’une lame, voire de 40 à 95%, de 50 à 95% ou de 40 à 90% de la surface.
L’invention n’est toutefois pas limitée à cette forme des perforations, d’autres formes pouvant être obtenues en modifiant la forme et ou les positions relatives des cisaillements.
Ainsi, tel que représenté figure 8, une lame perforée 12 peut être formée d’une partie centrale 12a en tôle métallique déployée et d’un cadre 12b entourant la partie centrale. Le cadre et la partie centrale sont fixés l’un à l’autre, par exemple par soudage ou tout autre moyen de fixation adapté (rivetage, vissage,... ). Cette configuration permet d’augmenter la surface perforée de la lame tout en maintenant sa tenue mécanique. Dans ce cas, les perforations 14 peuvent être agencées tel que décrit ci-dessus ou s’étendre sur toute la largeur de la partie centrale, tel que représenté figure 8.
On notera que les perforations, quelque soit leur forme, sont de préférence espacées, notamment régulièrement, suivant une direction longitudinale de la lame.
En outre, les perforations adjacentes et espacées longitudinalement peuvent être décalées l’une par rapport à l’autre suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction de la lame d’une distance inférieure à la dimension d’une perforation suivant ladite direction transversale. Autrement dit, elles peuvent se chevaucher partiellement lorsqu’elles sont vues suivant la direction longitudinale de la lame. Dans les exemples de figures 3 et 7, la lame est réalisée de sorte que sa direction d’étirement corresponde à une direction perpendiculaire à la direction D1 ou D2 dans laquelle elle sera agencée. Autrement dit, la direction longitudinale de la lame est perpendiculaire à la direction d’étirement lors de la fabrication de la tôle.
Les figures 4 à 6 représentent une lame perforée formée d’une tôle emboutie selon un mode de réalisation particulier dans lequel la matière emboutie pour réaliser les perforations est maintenue attachée à la lame.
Ainsi, tel que visible plus particulièrement sur les figures 5 et 6, chaque perforation 14 est surmontée d’un pont de matière 16 formé de la matière emboutie pour générer la perforation. Ce pont de matière 16 forme un déflecteur et relie deux bords opposés de la perforation 14, ici de forme rectangulaire. Le déflecteur 16 présente ainsi une vue de profil également rectangulaire tel que visible sur la figure 5. Le déflecteur 16 présente ici une section courbe suivant la direction transversale tel que visible figure 6.
D’autres formes de perforations peuvent être réalisées par emboutissage, mais une forme de quadrilatère est plus simple et facile à réaliser.
Dans l’exemple représenté, les perforations 14 sont réparties, notamment régulièrement, suivant la direction longitudinale de la lame, elles sont en outre décalées transversalement d’une distance d inférieure à la dimension d_perf d’une perforation suivant la direction transversale T de la lame. Ceci provoque un chevauchement des déflecteurs 16 lorsque l’on regarde la lame suivant sa direction longitudinale, tel que représenté figure 6. On notera en outre que dans l’exemple représenté, les déflecteurs 16 sont tous disposés d’un même côté de la lame, et que toutes les lames sont orientées de la même manière, tel que représentée figure 6. Autrement dit, les déflecteurs de premières lames 12.1 i définissant un même plan sont situés d’un même côté dudit plan et ceci pour chacun des plans défini par une pluralité de premières lames 12.1 i. Il en est de même pour les deuxièmes lames 12.2i.
En outre, les déflecteurs 16 des perforations des premières et deuxièmes lames sont situées d’un même côté des lames dans une direction de l’axe X de l’enceinte, ici vers le haut de l’enceinte tel que représenté figure 6.
L’enceinte représentée peut être une enceinte de stripage d’une unité FCC. Cette dernière peut alors comprendre un ou plusieurs garnissages (de deux ou plusieurs étages de lames) disposés à distance les uns des autres suivant l’axe X de l’enceinte. L’enceinte comprend alors également un ou plusieurs dispositifs de distribution 22 de gaz de stripage, au moins un dispositif de ce type étant situé sous le garnissage le plus bas, tel que représenté figure 2, éventuellement un autre dispositif de distribution étant prévu entre deux garnissages ou entre deux étages espacés par des entretoises.
Tel que précédemment mentionné, le garnissage selon l’invention comprend au moins un étage de lames perforées. Il peut également comprendre un ou plusieurs autres étages dont les lames ne sont pas perforées. Ces lames peuvent être de simples plaques pleines, planes, telles que celles décrites dans le document W0200035575A1. Le garnissage selon l’invention peut également comprendre un ou plusieurs autres étages formés de plaques pleines ondulées, telles que celles décrites dans le document US20190015808 A1.
Quelque soit la configuration d’un étage, on notera que la hauteur d’un étage est en général de l’ordre de 30 à 50cm, par exemple de 35cm.
Claims
1. Garnissage (10) destiné à être positionné à l’intérieur d’une enceinte (1 ) pour favoriser le contact entre des fluides circulant à l’intérieur de cette enceinte, ledit garnissage comprenant au moins deux étages empilés, chaque étage étant formé d’une pluralité de lames (12) distinctes :
- une pluralité de premières lames (12.1 i) s’étendent parallèlement à une première direction (D1 ) et définissent une pluralité de premiers plans espacés les uns des autres,
- une pluralité de deuxièmes lames (12.2i) s’étendent parallèlement à une deuxième direction (D2) formant un angle avec la première direction (D1 ) et définissent une pluralité de deuxièmes plans espacés les uns des autres, et dans lequel dans chaque premier plan, un espace libre sépare deux premières lames adjacentes suivant une direction perpendiculaire à la première direction et reçoit une deuxième lame, les premières et deuxièmes lames étant solidarisées les unes aux autres,
caractérisé en ce que chaque lame (12) distincte d’au moins un étage est perforée et choisie parmi une lame en tôle métallique emboutie et une lame en tôle métallique déployée.
2. Garnissage (10) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque les perforations (14) d’une lame (12) dudit au moins un étage représentent de 15% à 95% de la surface de la lame, cette surface étant définie comme une surface parallèle ou sensiblement parallèle à un plan défini par une pluralité de lames.
3. Garnissage (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque lame perforée (12) dudit au moins un étage présente au moins une face non plane, cette face étant définie comme une face parallèle ou sensiblement parallèle à un plan défini par une pluralité de lames.
4. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque lame perforée (12) dudit au moins un étage comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les perforations (14) d’une même lame sont espacées, notamment régulièrement, suivant une direction longitudinale de la lame,
- les perforations (14) d’une même lame, adjacentes et espacées
longitudinalement sont décalées l’une par rapport à l’autre suivant une direction transversale perpendiculaire à la direction de la lame d’une
distance inférieure à la dimension d’une perforation suivant ladite direction transversale.
5. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque lame perforée (12) dudit au moins un étage est une lame formée d’une partie en tôle métallique déployée entourée d’un cadre auquel elle est fixée.
6. Garnissage (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie en tôle déployée présente des perforations parallèles ou sensiblement parallèles s’étendant suivant une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la lame.
7. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque lame perforée (12) dudit au moins un étage est une lame en tôle métallique emboutie dont chaque perforation est surmontée d’un déflecteur (16) formé de la matière emboutie pour générer la perforation et reliant deux bords opposés de la perforation, chaque déflecteur définissant avec le plan de la lame, un passage d’axe parallèle à la direction dans laquelle s’étend la lame.
8. Garnissage (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les déflecteurs (16) d’une même lame sont situés d’un même côté de la lame ou en ce que les déflecteurs de lames définissant un même plan sont situés d’un même côté dudit plan.
9. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les lames perforées (12) dudit au moins un étage sont contenues dans un volume présentant un axe (X), en ce que les première et deuxième directions forment un angle prédéfini avec ledit axe (X) et en ce que les déflecteurs des perforations des premières et
deuxièmes lames sont situés d’un même côté des lames dans une direction de l’axe.
10. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un étage choisi parmi un étage de lames formées de plaques pleines et un étage de lames formées de plaques pleines ondulées.
11. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à
10, caractérisé en ce que deux étages adjacents empilés reposent directement l’un sur l’autre ou sont espacés et solidarisés l’un à l’autre par des entretoises.
12. Garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à
11 , caractérisé en ce que les premières et deuxièmes lames d’un étage sont
décalées angulairement par rotation autour d’une direction d’empilement par rapport aux premières et deuxièmes lames d’un ou plusieurs autres étages.
13. Enceinte (1 ) de mise en contact de fluides circulant suivant une direction de circulation de fluide, à l’intérieur de laquelle est agencé au moins un garnissage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, ledit garnissage étant disposé de sorte que les première et deuxième directions forment un angle prédéfini avec ladite direction de circulation de fluide.
14. Enceinte (1 ) selon la revendication 13, dans laquelle l’enceinte est choisie parmi une enceinte d’un dispositif de stripage, notamment d’une unité de craquage catalytique en lit fluidisé, et une portion d’une
canalisation, notamment d’un puits de soutirage d’un régénérateur.
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