ES2221221T3 - Metodo y montaje para separar solidos de una fase gaseosa. - Google Patents

Abstract

Método para separar sólidos en suspensión de un flujo de gas en un proceso catalítico fluidizado, el cual comprende un craqueo catalítico de hidrocarburos en una unidad de craqueo catalítica fluidizada, que comprende la etapa de - pasar el flujo de gas del proceso, que contiene los sólidos en suspensión, a un montaje de separación, en el que se separan los sólidos de la fase gaseosa bajo el efecto de la fuerza centrífuga, caracterizado por - conseguir dicha separación de sólidos mediante una serie de ciclones multi-entrada (3-6; 7-11) en cascada.

Description

Método y montaje para separar sólidos de una fase gaseosa.

Esta invención se refiere a la separación de sólidos de gases. En particular, la invención tiene que ver con un método para separar sólidos de flujos de gas de procesos catalíticos fluidizados con circulación de sólidos en suspensión. Según el presente método, un flujo de gas que transporta un catalizador u otros sólidos en forma de partículas se introduce en un montaje de ciclón, en el que se separan los sólidos de la fase gaseosa bajo el efecto de la fuerza centrífuga.

La invención también se refiere a un montaje de ciclón para separar sólidos de flujos en fase gaseosa con suspensión, en un equipo utilizado para llevar a cabo un proceso catalítico fluidizado.

El método y el montaje según la invención se pueden utilizar para tratar hidrocarburos en procesos utilizados para, por ejemplo, el craqueo catalítico y térmico, la deshidrogenación, la síntesis de Fischer-Tropsch, la fabricación de anhídrido maleico y la dimerización oxidante de metano.

Los procesos de conversión de hidrocarburos se realizan utilizando reactores de lecho fijo y reactores de lecho fluidizado (reactores catalíticos fluidizados). En el presente contexto, el término "equipo de proceso catalítico fluidizado" se utiliza para referirse al equipo utilizado en procesos con un catalizador pulverizado de gránulo fino en suspensión, por ejemplo, en un flujo de gas que sube ascendente lentamente, en el que el catalizador provoca las reacciones deseadas.

Uno de los sistemas de reactores de catalizador fluidizado más ampliamente utilizado en la técnica es el equipo FCC, es decir, un equipo de craqueo de catalizador fluidizado, que comprende, principalmente, un tubo ascendente que funciona en el estado fluido de fluidización rápida, un reactor de gran capacidad que opera en una fase de suspensión diluida y un regenerador que opera en un estado de lecho fluidizado.

En la unidad FCC, el tubo ascendente y el reactor de gran capacidad libera un flujo con sólidos en suspensión, cuya materia particulada y el gas producto son separados el uno del otro en ciclones utilizando el efecto de la fuerza centrífuga. Normalmente, se debe conectar en serie un número de ciclones a lo largo del flujo de gas para mejorar la eficacia de separación global, ya que ciclones únicos de construcción normal muestran una capacidad de separación inferior para partículas más pequeñas de 15 \mum. Aquí, se considera que un ciclón es efectivo si puede separar estas partículas de diámetro pequeño del flujo de gas.

Los separadores ciclónicos tienen una estructura en forma de cuello o espiral en la que la suspensión de materia particulada se dirige como un flujo tangencial a la sección cilíndrica del ciclón, por lo cual las partículas de catalizador se separan del gas bajo la fuerza centrífuga cuando el flujo circula normalmente a 7-9 revoluciones dentro de la sección cilíndrica del ciclón y la sección cónica, formando una continuación de la misma, por lo cual la función de la sección cónica es mantener la velocidad tangencial del flujo de gas, de manera que resista su tendencia inherente a ralentizarse. También se conocen ciclones axiales en los que el gas que fluye a través de un tubo se fuerza a un movimiento circulante por medio de paletas, por lo cual los sólidos, bajo la fuerza centrífuga, se impulsan contra la pared del tubo y se separan, por consiguiente, del flujo de gas.

Las patentes GB No. 1 592 051 y 1 526 509 describen ciclones de flujo axial. Según estas patentes, un ciclón de flujo axial incluye una cámara ciclónica tubular, con una entrada para el flujo a ser procesado en el primer extremo de dicha cámara y una salida para el gas limpio en el segundo extremo de dicha cámara. Según las patentes, este tipo de ciclones se utilizan en motores de combustión, motores diesel, motores a reacción, turbinas y similares, y los que necesitan un suministro de aire limpio.

El tipo de ciclón más común es el ciclón en espiral, llamado el ciclón Zenz, en el que las proporciones de las diferentes partes del ciclón están estandarizadas, permitiendo, de ese modo, el dimensionamiento del ciclón basándose en gráficos y fórmulas computacionales. La eficiencia de separación de este ciclón se mejora mediante un gran número de revoluciones de flujo en la cámara ciclónica, un elevado caudal en la tobera de alimentación, una mayor densidad de sólidos, una sección transversal menor de la boquilla de la tobera de alimentación y una menor viscosidad del gas.

En el ciclón de preseparación de una unidad de craqueo de catalizador fluidizado, las pruebas han mostrado que el tiempo de residencia del gas es del orden de 1,0-2,0 s, desde el extremo del ascendente hasta la salida del ciclón, después del cual el catalizador aún permanecerá en el recipiente de separación a una temperatura elevada durante 5-40 s. Durante este tiempo, se perderán compuestos de valor, como consecuencia de las reacciones térmicas. Como resultado de esto, los productos de gasolina se convertirán, por craqueo térmico, en gases combustibles, particularmente, hidrocarburos del tipo C_{2}. Otros subproductos de las reacciones térmicas son dienos, tales como butadienos, los cuales provocan un aumento significativo del consumo de ácido en la unidad de alquilación. Los pentadienos, por su parte, son particularmente reactivos, por lo que su efecto perjudicial se evidencia como una resistencia a la oxidación reducida de la gasolina FCC.

Otros problemas de las unidades FCC convencionales son su escaso control del tiempo de reacción y la erosión de las partículas de catalizador/sólidos circulantes y las estructuras del reactor.

Estos problemas están relacionados, mayoritariamente, con aquellas partes esenciales del equipo, tales como las unidades de separación de gases de sólidos/catalizadores, es decir, los ciclones, que en la mayoría de los casos se implementan como unidades de una única boquilla. Para alcanzar la capacidad de caudal directo deseado, se conectan, generalmente, una serie de estas unidades en paralelo y, a continuación, dos o tres unidades en serie.

Además de ser complicadas y caras, las construcciones de ciclones convencionales necesitan una huella grande. Además, el interior de los ciclones debe estar recubierto con un compuesto cerámico para prevenir la erosión.

El objetivo de la presente invención se consigue reemplazando los ciclones convencionales de un proceso catalítico fluidizado por un ciclón de multi-entrada (también conocido como ciclón multi-boquilla), o alternativamente, por una serie de ciclones conectados en serie. La eficacia de separación de un ciclón multi-boquilla puede aumentarse a velocidades de circulación bajas y su estructura es más sencilla y más barata que la de los ciclones convencionales. También, la huella que requiere el ciclón multi-boquilla es menor.

El equipo de separación, o ciclones, utilizados en la invención comprenden una cámara ciclónica con, como mínimo, esencialmente, un eje central alineado verticalmente, y como mínimo, esencialmente, una sección transversal circular de su espacio interior, por lo cual, la cámara de separación es rotacionalmente simétrica respecto a su eje central. A la cámara de separación está conectada una tobera de alimentación de los gases del proceso. En una realización preferente, dicha tobera de alimentación tiene, esencialmente, una sección transversal circular centrada sobre el eje central de la cámara. Además, la cámara de separación incluye un tubo central dispuesto dentro de ésta para eliminar los gases y un conducto de retorno descendente (dipleg) para la recuperación de los sólidos separados de la fase gaseosa. La cámara de separación está equipada con un conjunto de paletas, que forman una persiana de ventilación, la cual fuerza el gas a tratar en un flujo de gas que circula próximo a la pared interior de la cámara ciclónica, efectuando de ese modo, la separación de los sólidos de la fase gaseosa bajo el efecto de la fuerza centrífuga.

Desviándose de los ciclones de flujo axial descritos en las patentes GB No. 1 592 051 y 1 526 509, la invención se refiere a un montaje de separación en un equipo de un proceso catalítico fluidizado, el cual está conectado a un reactor o a regenerador por medio de una tobera de alimentación de gas y que está esencialmente montado verticalmente en dicho equipo de proceso. En un montaje de separación como éste, el flujo de material a limpiar se introduce en la cámara de separación en la parte superior de la cámara y los sólidos separados del flujo se dejan caer en un dipleg que se extiende desde la parte inferior de la cámara de separación. Los ciclones según nuestra invención, también se desvían de los ciclones de flujo axial, en que el flujo de gas limpio a eliminar del ciclón, se elimina a través de un tubo central conectado, preferiblemente, a la parte superior de dicha cámara de separación. Además de eso, no hay nada en las patentes de GB No. 1 592 051 y 1 526 509 para anticipar el uso de ciclones de flujo axial multi-entrada, incluso menos otros tipos de ciclones multi-entrada, en un proceso catalítico fluidizado.

La presente invención proporciona beneficios significativos. Por consiguiente, la construcción del equipo según la invención, la cual se basa en el uso del ciclón multi-entrada, proporciona ventajas significativas en la dinámica de flujo y la ingeniería de procesos sobre las disposiciones convencionales y, generalmente, utiliza ciclones de una única boquilla. Esto se debe al hecho de que en los ciclones de una boquilla convencionales, el flujo de sólidos colisiona con la pared interior del ciclón como un chorro de gas en suspensión homogéneo a una velocidad de flujo elevada, que en los ciclones primarios está normalmente en el intervalo de 20-25 m/s, en los ciclones secundarios sobre 35 m/s, y en los ciclones terciarios sobre 40 m/s. El caudal del chorro que colisiona debe ser elevado, ya que la anchura de la tobera de alimentación del ciclón (anchura de chorro) es, generalmente, por ejemplo, en ciclones Zenz estandarizados, de una cuarta parte del diámetro del ciclón y la materia particulada debe ser conducida por toda la anchura del chorro que colisiona cerca de la pared interior del ciclón para alcanzar la separación de los sólidos del flujo de gas. En este tipo de ciclón, el punto más susceptible de erosión es el área de la pared interior del ciclón que recibe el impacto del chorro de partículas de catalizador en suspensión. Por el contrario, en la construcción según la invención, se eliminan los problemas de erosión mediante la mejora de la dinámica de flujo: el único flujo de entrada de gran volumen se reemplaza por una serie de flujos de masa de menor volumen que colisionan con la pared interna del ciclón multi-boquilla, por lo que el efecto erosivo se distribuye sobre un área mayor. En virtud de la construcción multi-boquilla, las boquillas de entrada del ciclón pueden hacerse estrechas, por lo que la capa de catalizador se hace más fina, y la velocidad de flujo en la boquilla de entrada puede ser, esencialmente, más pequeña que en los ciclones de boquilla única convencionales en los que la reducción de la anchura de la boquilla de entrada requeriría una altura de canal mayor, dando lugar a un ciclón más alto y haciendo el canal de comunicación más largo y tosco en la forma. La posibilidad de usar una velocidad de flujo de entrada al ciclón reducida contribuye a una velocidad de erosión más baja, que, según las referencias publicadas, depende de la velocidad de flujo en una potencia de 4 a 5.

En las pruebas llevadas a cabo a temperatura ambiente, un ciclón de 465 mm de diámetro con una área total de las boquillas de entrada y de la paletas rectas, la eficacia de separación fue del 99,99% a una velocidad de flujo de entrada de 5,6 m/s cuando el caudal másico de sección transversal del catalizador según las medidas del diferencial de presión fue 200 kg/m^{2}s. En un ciclón Zenz convencional con dimensiones y velocidades de flujo compatibles, la eficiencia de separación fue del 99,10% calculada mediante las fracciones de tamaño de partícula. Una comparación de estas eficiencias de separación deja claro que el nuevo ciclón con múltiples boquillas de entrada estrechas, según la invención, ofrece una eficiencia superior cuando el objetivo del diseño es evitar las velocidades de flujo elevadas que conducen a la erosión.

En la construcción, según la invención, con el tubo ascendente reactor (de aquí en adelante, abreviado como ascendente) conectado directamente al tubo de entrada del ciclón, se alcanza un tiempo de residencia exactamente controlable, ya que el catalizador se introduce en el ciclón simultáneamente desde cada punto de su tubo de alimentación. En un ciclón, según la invención, se puede reducir su altura a la mitad del volumen de un ciclón estándar (dando lugar a un tiempo de residencia reducido a la mitad), ya que el nuevo ciclón, debido a su dinámica de flujo mejorada, se puede dimensionar para tener una altura menor.

Según la primera realización preferida de la invención, el ciclón multi-entrada se utiliza para separar el catalizador de los gases producto de un proceso de craqueo catalítico fluidizado (FCC). El ciclón multi-entrada puede también utilizarse en el equipo regenerador de una unidad FCC para separar el catalizador regenerado de los gases de la combustión de coque.

Otros procesos catalíticos fluidizados adecuados son, entre otros: el reformado catalítico, la dimerización oxidante de anhídrido ftálico, anhídrido maleico o metano, la síntesis de Fischer-Tropsch, la cloración y la bromación de metano, etano y otros hidrocarburos, y la conversión de metanol en olefinas o gasolina.

Por el contrario, el ámbito de la invención no contempla los procesos de lecho fluidizado que se realizan en lechos fluidizados circulantes, en los que la eliminación del catalizador de la zona de reacción tiene lugar tan rápidamente que, generalmente, este tipo de capas fluidizadas que fluyen rápido sólo se pueden mantener mediante la circulación del catalizador eliminado por medio de ciclones.

La separación de los sólidos se lleva a cabo utilizando una serie de ciclones (por ejemplo, 2-10, más apropiadamente 2-5) en cascada. En virtud de su construcción, los ciclones multi-boquilla utilizados en la invención pueden colocarse concéntricamente el uno dentro del otro, de manera que, por ejemplo, el conducto de retorno o dipleg descendente del siguiente ciclón en la cascada de ciclones se coloca dentro del dipleg del ciclón precedente. Debido a su colocación dispuesta longitudinalmente en cascada y coaxial dentro del armazón de presión, se consigue una reducción significativa del volumen con respecto a las construcciones de ciclones convencionales que requieren una colocación yuxtapuesta de los ciclones. Un ciclón multi-boquilla puede construirse con un diámetro mayor que un ciclón convencional; el diámetro de los ciclones multi-boquilla puede ser de un metro, incluso de hasta varios metros, mientras que el diámetro de un ciclón convencional está, generalmente, limitado a un máximo de 1 m. Hasta ahora, el diámetro del recipiente de reacción no necesita ser aumentado en la realización según la invención, pero en cambio, puede hacerse incluso más pequeño.

La tobera de alimentación del ciclón tiene, preferiblemente, una sección transversal anular, en particular, cuando el flujo de gas procede del exterior del reactor. Esta sección transversal anular de la tobera puede formarse del espacio entre el armazón que queda entre dos superficies envolventes ajustadas concéntricamente de forma cilíndrica o parcialmente cónicas, por lo que, dicho espacio anular puede dividirse en la dirección de su eje longitudinal en segmentos de flujo paralelos mediante deflectores. Los segmentos de flujo paralelos pueden implementarse mediante el montaje de reflectores alineados longitudinalmente perpendicularmente entre las dos superficies envolventes cilíndricas coaxiales. Un resultado casi equivalente se obtiene mediante la construcción de la tobera de alimentación a partir de un conjunto de tubos de alimentación paralelos equidistantemente espaciados montados en forma circular.

Las paletas de guía del ciclón están ajustadas circularmente en forma de persiana de ventilación sobre el perímetro de la pared interior de la cámara ciclónica, parcial o totalmente dentro del canal ascendente para formar una persiana de ventilación que comprende una serie de canales de entrada paralelos para la entrada del flujo de gas.

El ciclón o los ciclones según la invención está o están conectados directamente al canal ascendente (de forma abreviada, ascendente) de un reactor de proceso catalítico fluidizado, el cual es una realización preferente de la invención, o alternativamente, la tobera o las toberas de entrada del ciclón o ciclones está/están conectadas para comunicarse con el espacio gaseoso del reactor de proceso catalítico fluidizado, como en el caso con disposiciones convencionales.

A continuación, se examinará la invención más a fondo con la ayuda de una descripción detallada, haciendo referencia a las figuras anexas en las que:

La figura 1A muestra un diseño esquemático de una construcción de un ciclón convencional y la figura 1B muestra un diseño esquemático de una construcción de un ciclón según la invención, que tiene dos ciclones conectados en serie (un ciclón primario y un ciclón secundario) conectados directamente a un tubo ascendente de un reactor FCC; y

Las figuras 2A y 2B muestran un diseño esquemático de un ciclón convencional y, respectivamente, una construcción de un ciclón según la invención, que tiene dos ciclones conectados en serie (un ciclón primario y un ciclón secundario) conectados a un regenerador FCC.

Con referencia a la figura 1, en una construcción de un ciclón FCC convencional, la mezcla del gas de prefluidización y la fase evaporada de hidrocarburos reaccionados o todavía reaccionando, se desplaza en una fase gaseosa ascendente a lo largo del tubo ascendente (12), por lo que el flujo de gas con el catalizador en suspensión se introduce en un ciclón primario (13), ajustado al interior del recipiente de reacción (15). Las partículas del flujo se separan de la fase gaseosa mediante la colisión con la pared interior de la cámara de separación (13) y de ahí caen al conducto de retorno descendente del ciclón primario. Del conducto de retorno, el catalizador se desplaza más allá, a la sección de separación de hidrocarburos y al regenerador. El flujo de gas que entra en el ciclón primario sale del ciclón por medio del tubo central, pasando al ciclón secundario (14). Las partículas se separan de la fase gaseosa mediante la colisión con la pared interior de la cámara ciclónica y desde ahí caen al conducto de retorno descendente del ciclón secundario. Del ciclón secundario, el flujo de gas pasa más allá, a una posible cámara amortiguadora y finalmente sale del reactor por medio de la tobera de salida (16).

El reactor (12) mostrado en la figura 1B incluye un ciclón primario, un ciclón secundario, un tubo ascendente (1) para conducir la mezcla al ciclón primario y un tubo de salida (11) para la salida de flujo de gas desde el ciclón secundario y desde el reactor (12). El ciclón primario incluye un espacio (2), el cual está situado en el extremo de un tubo ascendente (1) y en el interior del reactor (12), una persiana de ventilación de paletas guía (3) colocada en la parte superior del espacio (2), una cámara (4) debajo de la persiana de ventilación de paletas guía (3) para forzar que la mezcla pase a través de la persiana de ventilación de paletas guía (3) y fluya rotacionalmente a lo largo de la pared interior de la cámara (4) y un conducto de retorno (5) conectado al borde inferior de la cámara (4).

El ciclón secundario está situado sobre el ciclón primario e incluye un tubo central (6), la parte superior del cual forma un canal (7) para guiar el flujo de gas introducido en el ciclón primario del ciclón primario al ciclón secundario, una persiana de ventilación de paletas guía (8) conectada al canal (7), formado por el tubo central (6) y la cámara (9) conectada a la persiana de ventilación de paletas guía (8), con la ayuda de cuyos elementos el flujo de gas introducido en el ciclón secundario puede forzarse a un movimiento que rota a lo largo de la pared interior de la cámara (9). El ciclón secundario incluye, además, un conducto de retorno (10) que se extiende hacia abajo desde la cámara (9) y, el cual, está situado, preferentemente, concéntricamente dentro del conducto de retorno descendente (5) del ciclón primario. En la realización de la figura 1B, el espacio (2) y el canal (7) tienen una sección transversal anular. La forma anular del espacio (2) y del canal (7) es adecuada para guiar la mezcla y el flujo de gas, pero también es posible el uso de guías de formas diferentes.

En una realización según la invención, la mezcla del gas de prefluidización y la fase evaporada de hidrocarburos, reaccionados o todavía reaccionando, se desplaza en una fase gaseosa ascendente a lo largo de un tubo ascendente (1), por lo cual el flujo de gas con el catalizador en suspensión se desplaza a un espacio (2), formado en el interior del reactor (12), desde el cual el flujo alcanza, además, una persiana de ventilación de paletas guía (3) del ciclón primario. La función de la persiana de ventilación (3) es inducir un flujo de torbellino en el cual, las partículas se separan de la fase gaseosa mediante colisión, bajo la fuerza centrífuga, en la pared interior (4) de la cámara y, desde ahí, caen a un conducto de retorno descendente (5) del ciclón primario. Desde el conducto de retorno, el catalizador se desplaza más allá, a la sección de separación de hidrocarburos y al regenerador. El flujo de gas que entra en el ciclón primario sale del ciclón por medio del tubo central (6), desde el cual el flujo alcanza, además, a lo largo del canal (7) de preferiblemente sección transversal anular, la persiana de ventilación de paletas guía (8) del ciclón secundario. Las partículas se separan de la fase gaseosa mediante la colisión con la pared interior (9) de la cámara ciclónica y desde ahí caen a un conducto de retorno descendente (10) del ciclón secundario. El conducto de retorno (10) del ciclón secundario está ventajosamente ajustado al interior del conducto de retorno (5) del ciclón primario. Del ciclón secundario, el flujo de gas sale del ciclón y del reactor por medio del tubo de salida (11).

Ahora, en referencia a las figuras 2A y 2B, que en este respecto ilustran una construcción de un ciclón convencional y una construcción de un ciclón según la invención, respectivamente, ambas configuraciones tienen dos ciclones (un ciclón primario y un ciclón secundario) conectados en serie en el interior de un regenerador FCC. El número de ciclones conectados en serie puede variarse para ser mayor o menor que los dos ciclones conectados en serie mostrados en el diagrama. Puesto que un ciclón convencional puede tener un diámetro de como máximo 1 m, generalmente, más de uno de tales ciclones debe estar conectado en paralelo.

En una construcción de un ciclón convencional, la entrada de aire, que se hace pasar a través de una parrilla en la parte inferior (29), fluidiza el catalizador contenido en el regenerador (30) en una condición de lecho de burbujeo y simultáneamente importa oxígeno a la reacción de combustión de coque. El gas con las partículas de catalizador en suspensión pasa, a continuación, a un ciclón primario (31) ajustado al interior de un regenerador (30). Las partículas del flujo se separan de la fase gaseosa mediante la colisión con la pared interior de la cámara de separación y desde ahí caen al conducto de retorno descendente del ciclón primario. Desde el conducto de retorno, el catalizador se desplaza más allá, de vuelta al lecho fluidizado. El flujo de gas que entra en el ciclón primario sale del ciclón por medio del tubo central, pasando al ciclón secundario (32). Las partículas se separan de la fase gaseosa mediante la colisión con la pared interior de la cámara ciclónica y desde ahí caen a un conducto de retorno descendente del ciclón secundario. Desde el ciclón secundario, el flujo de gas pasa más allá, a una cámara amortiguadora y finalmente, sale del reactor por medio del tubo salida (33).

El regenerador (18), mostrado en la figura 2B, incluye un ciclón primario, un ciclón secundario, una parrilla (17) en la parte inferior para conducir la mezcla al regenerador (18) y un tubo de salida (28) para la salida de flujo de gas del ciclón secundario y, de ese modo, del regenerador (18). El ciclón primario incluye un espacio (19), el cual está situado en el interior del regenerador (18), en la parte superior de la cámara, una persiana de ventilación de paletas guía (20) conectada al espacio (19) y una cámara (21) debajo de la persiana de ventilación de paletas guía (20). El flujo de gas es conducido con la ayuda de la persiana de ventilación de paletas guía (20), en un movimiento de flujo rotacional a lo largo de la pared interior de la cámara (21). El ciclón primario incluye, además, un conducto de retorno (22) conectado al borde inferior de la cámara (21).

El ciclón secundario está situado sobre el ciclón primario e incluye un tubo central (23), la parte superior del cual forma un canal (24) para guiar el flujo de gas, que se introduce en el ciclón primario, desde el ciclón primario al ciclón secundario, una persiana de ventilación de paletas guía (25), conectada al canal (24), formado por el tubo central (23) y una cámara (26) conectada a la persiana de ventilación de paletas guía (25), con la ayuda de cuyos elementos, el flujo de gas introducido en el ciclón secundario puede forzarse a un movimiento rotatorio a lo largo de la pared interior de la cámara (26). El ciclón secundario incluye, además, un conducto de retorno (27), que se extiende hacia abajo desde la cámara (26) y el cual está situado, preferiblemente, concéntricamente dentro del conducto de retorno descendente (22) del ciclón primario. En la realización de la figura 2B, el espacio (19) y el canal (24) tienen una sección transversal anular. La forma anular del espacio (19) y el canal (24) es adecuada para guiar la mezcla y el flujo de gas, pero también es posible utilizar guías de formas diferentes.

En la disposición según la invención, el aire de entrada, que pasa a través de una parrilla en la parte inferior (17), fluidiza el catalizador contenido en el regenerador (18) en unas condiciones de lecho con burbujeo, y simultáneamente, importa oxígeno a la reacción de combustión de coque. En la realización preferida descrita en la figura 2, el flujo de gas con las partículas de catalizador en suspensión alcanza un espacio (19), formado en el interior del ciclón, desde el cual, el flujo alcanza más allá una persiana de ventilación de paletas guía (20) del ciclón primario. La sección transversal anular del ascendente representa una realización particularmente preferida, pero en la configuración mostrada en la figura 2, en la que el flujo de gas que contiene los sólidos proviene del interior del reactor, el ascendente puede tener también otro tipo de sección transversal (por ejemplo, circular). La función de la persiana de ventilación (20) es inducir un flujo de torbellino, en el cual las partículas se separan de la fase gaseosa mediante la colisión, bajo la fuerza centrífuga, con la pared interior (21) de la cámara y desde ahí caen a un conducto de retorno descendente (22) del ciclón primario. Desde el conducto de retorno, el catalizador se desplaza más allá, de vuelta al lecho fluidizado. El flujo de gas que entra en el ciclón primario sale del ciclón por medio del tubo central (23), desde el cual, el flujo alcanza más allá, a lo largo del canal (24) de preferiblemente la sección transversal anular, la persiana de ventilación de paletas guía (25) del ciclón secundario. Las partículas se separan de la fase gaseosa mediante la colisión con la pared interior (26) de la cámara ciclónica y desde ahí caen al conducto de retorno descendente (27) del ciclón secundario. El conducto de retorno (27) del ciclón secundario está ventajosamente ajustado al interior del conducto de retorno (22) del ciclón primario. Del ciclón secundario, el flujo de gas sale del ciclón y del reactor por medio del tubo de salida (28).

Claims (16)

1. Método para separar sólidos en suspensión de un flujo de gas en un proceso catalítico fluidizado, el cual comprende un craqueo catalítico de hidrocarburos en una unidad de craqueo catalítica fluidizada, que comprende la etapa de

- pasar el flujo de gas del proceso, que contiene los sólidos en suspensión, a un montaje de separación, en el que se separan los sólidos de la fase gaseosa bajo el efecto de la fuerza centrífuga,

caracterizado por

- conseguir dicha separación de sólidos mediante una serie de ciclones multi-entrada (3-6; 7-11) en cascada.

2. Método, según la reivindicación 1, caracterizado en que el flujo de gas a tratar se introduce en el ciclón multi-boquilla (3-6; 7-11) por medio de una tobera de alimentación (2) que tiene una sección transversal axialmente anular.

3. Método, según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado en que el flujo de gas a tratar está formado por el gas producto de dicho proceso catalítico fluidizado y dicho gas transporta el catalizador en forma suspendida.

4. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado en que dicho flujo de gas de proceso a tratar está formado por los gases de combustión de coque, que se originan por la regeneración de dicho catalizador, por lo cual dichos gases de combustión transportan el catalizador en forma de suspensión.

5. Método, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que se utiliza una cascada de 2-5 ciclones, el conducto de retorno descendente (10) del siguiente ciclón (7-11) en la cascada, que está colocado dentro del dipleg (5) del ciclón precedente (3-6).

6. Montaje de ciclón para separar sólidos de un flujo de gas en una unidad de craqueo catalítico fluidizado y dicho montaje comprende

- un montaje de separación (3-6), que comprende una cámara de separación (4) que tiene, esencialmente, un eje longitudinal alineado verticalmente y, esencialmente, una sección transversal circular de su pared interior,

- una tobera de alimentación (2) de los gases a tratar, dicha tobera (2) que conecta dicha cámara de separación (4) a un regenerador o reactor catalítico fluidizado.

- un tubo central (6) conectado a dicha cámara de separación para la eliminación de los gases, y

- un dipleg (5) para recuperar los sólidos separados del flujo de gas,

caracterizado en que

- el montaje de separación comprende una serie de ciclones multi-entrada (3-6; 7-11) en cascada, cada uno de dichos ciclones tiene una cámara de separación con una persiana de ventilación de paletas guía (3) para inducir el gas a tratar a fluir a lo largo de la pared interior de dicha cámara de separación (4), efectuando, de ese modo, la separación de los sólidos de la fase gaseosa bajo el efecto de la fuerza centrífuga.

7. Montaje de ciclón, según la reivindicación 6, caracterizado en que dicha tobera de alimentación del ciclón (2) está formada por el espacio entre el armazón que queda entre dos superficies envolventes cilíndricas o parcialmente cónicas, situadas concéntricamente.

8. Montaje de ciclón, según las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado en que dicha tobera de alimentación de gas (2) tiene, esencialmente, una sección transversal anular ortogonalmente al eje central de dicha cámara de separación.

9. Montaje de ciclón, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado en que dicha tobera de alimentación de gas (2) está dividida en segmentos de flujo paralelos en la dirección axial del ciclón mediante deflectores.

10. Montaje de ciclón, según la reivindicación 9, caracterizado en que dichos segmentos de flujo paralelos están formados por extensión entre dos platos deflectores de superficies envolventes cilíndricas, montados concéntricamente, los cuales están alineados paralelamente al eje longitudinal del reactor.

11. Montaje de ciclón, según la reivindicación 8, caracterizado en que dicha tobera de alimentación de sección transversal esencialmente anular axialmente, está formada por tubos paralelos espaciados equidistantemente en forma circular.

12. Montaje de ciclón, según las reivindicaciones 8 u 11, caracterizado en que dicho tubo central (6) está dispuesto a lo largo de una boquilla formada por dicha tobera de alimentación (2) de sección transversal esencialmente anular.

13. Montaje de ciclón, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizado en que las paletas guía (3) del ciclón están ajustadas circularmente en forma de persiana sobre el perímetro de la cámara ciclónica (4), parcial o totalmente en el interior del canal ascendente del ciclón, para formar una persiana de ventilación que comprende una serie de canales de entrada paralelos para la entrada del flujo de gas.

14. Montaje de ciclón, según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizado en que comprende un segundo montaje de separación (7-11), que se parece al primer montaje de separación (3-6), en que dicho segundo montaje de separación (7-11) está ajustado sobre el primer montaje de separación (3-6), de manera que el conducto de retorno descendente (10) del segundo montaje de separación (7-11) se extiende en el interior del dipleg (5) del primer montaje de separación (3-6).

15. Uso de un montaje de ciclón multi-entrada, según la reivindicación 6, para separar el catalizador regenerado de un flujo de gas que ha salido de un reactor que pertenece a una unidad de craqueo catalítico fluidizado.

16. Uso de un montaje de ciclón multi-entrada, según la reivindicación 6, para separar el catalizador regenerado de un flujo de gas que ha salido de un regenerador que pertenece a una unidad de craqueo catalítico fluidizado.