FR2910354A1

FR2910354A1 - Apparatus for separating catalyzed solid particles and gaseous materials to treat gaseous effluent from a catalyst regenerator, comprises a centrifugal separation vessel, an actuation unit, and a recalling unit

Info

Publication number: FR2910354A1
Application number: FR0611269A
Authority: FR
Inventors: Romain Delatour; Nicolas Lenepveu; Celine Derouin
Original assignee: Total France SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-06-27
Also published as: WO2008087284A2; WO2008087284A3

Abstract

The apparatus for separating catalyzed solid particles and gaseous materials to treat gaseous effluent from a catalyst regenerator, comprises a centrifugal separation vessel having an inlet (22) for receiving the solid particles in suspension in the gaseous material, discharge units (23, 27) for the purified gaseous material and the separated solid particles and a vortex stabilizer (25), an actuation unit, and a recalling unit. The vortex stabilizer is movably mounted between a vortex stabilization position and a particle discharge position. The apparatus for separating catalyzed solid particles and gaseous materials to treat gaseous effluent from a catalyst regenerator, comprises a centrifugal separation vessel having an inlet (22) for receiving the solid particles in suspension in the gaseous material, discharge units (23, 27) for the purified gaseous material and the separated solid particles and a vortex stabilizer (25), an actuation unit, and a recalling unit. The vortex stabilizer is movably mounted between a vortex stabilization position and a particle discharge position, and is rotatably mounted in a manner so as to be inclined in the discharge position. The vortex stabilizer is equipped with a traversing hole on a part of its surface. A peripheral edge of stabilizer is distant from a wall of the centrifugal separation vessel. The actuation unit causes the displacement of the stabilizer from its stabilization position to its particle discharge position. The recalling unit brings back the stabilizer from its particle discharge position to its stabilization position. The actuation unit and the recalling units are placed in an interior and an exterior of the centrifugal separation vessel, and are controlled by a device. The actuation unit is controlled when the gaseous materials are overloaded in solid particles and when the clogging of the separation device is detected.

Description

APPAREIL POUR LA SEPARATION DE PARTICULES SOLIDES ET DE MATIERES GAZEUSES,APPARATUS FOR SEPARATING SOLID PARTICLES AND GASEOUS MATERIALS,

ET SON UTILISATION. L'invention concerne un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses et son utilisation. AND ITS USE. The invention relates to an apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials and its use.

Ce type d'appareil est par exemple utilisé dans les installations de raffinage ou de pétrochimie destinées au traitement des hydrocarbures contenus dans le pétrole et ses dérivés. Il peut être également utilisé dans d'autres industries où ce type de séparation est nécessaire. On peut citer notamment le cas des installations industrielles qui fonctionnent en lits fluidisés. Il s'agit d'unités telles que le craquage catalytique (FCC : fluid catalytic cracking), les chaudières, les incinérateurs ou les réacteurs de pyrolyse, sans toutefois considérer cette liste comme exhaustive. La figure 1 est une représentation schématique d'une unité en lit fluidisé de type FCC. La charge C de l'unité, généralement un distillat sous vide, est introduite après préchauffage à la base d'un long tube vertical 1, appelé riser, débouchant dans un réacteur 2. Dans le riser 1, la charge est mise en contact avec un catalyseur à haute température, environ 700 C, provenant d'un régénérateur 3. Au contact du catalyseur, la charge se vaporise et craque en s'élevant dans le riser 1 vers le réacteur, dont la pression est généralement maintenue à un niveau faible (2 bars relatifs), et la température est de l'ordre de 500 C. A la sortie du riser 1, un déflecteur fixe 4 permet une première séparation grossière des vapeurs d'hydrocarbures et du catalyseur, ce dernier retombant dans la partie inférieure du réacteur. Le catalyseur entraîné par les matières gazeuses est récupéré grâce à deux appareils pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses, 5, 6 disposés en série à l'intérieur du dôme du réacteur. This type of apparatus is for example used in refining or petrochemical plants for the treatment of hydrocarbons contained in petroleum and its derivatives. It can also be used in other industries where this type of separation is needed. One can cite in particular the case of industrial installations that operate in fluidized beds. These are units such as catalytic cracking (FCC), boilers, incinerators or pyrolysis reactors, without considering this list as exhaustive. Figure 1 is a schematic representation of a fluidized bed unit FCC type. The charge C of the unit, generally a vacuum distillate, is introduced after preheating at the base of a long vertical tube 1, called riser, opening into a reactor 2. In the riser 1, the charge is brought into contact with a catalyst at high temperature, about 700 C, from a regenerator 3. In contact with the catalyst, the charge vaporizes and creaks by rising in the riser 1 to the reactor, the pressure is generally maintained at a low level (2 bar relative), and the temperature is of the order of 500 C. At the outlet of the riser 1, a fixed deflector 4 allows a first coarse separation of the hydrocarbon vapors and the catalyst, the latter falling in the lower part of the reactor. The catalyst entrained by the gaseous materials is recovered by two devices for the separation of solid particles and gaseous materials, 5, 6 arranged in series inside the dome of the reactor.

Ces appareils de séparation sont de type centrifuge. Il s'agit par exemple de dispositifs pourvus d'une entrée tangentielle des matières gazeuses, appelés cyclones, ou de dispositifs pourvus d'une entrée axiale des matières gazeuses et pourvus de déflecteurs tourbillonnaires, appelés swirl tubes (gas cyclones and swirl tubes, Principles, Design and Operation de A.C. Hoffman et L.E. Stein). Ces appareils de séparation centrifuge sont dits de 1er étage ou primaires lorsqu'ils traitent le flux gazeux contenant les particules 2910354 2 solides directement issu du procédé en lit fluidisé. Ils sont dits de 2ème étage ou secondaires lorsqu'ils traitent l'effluent d'un 1er étage en vue d'une séparation plus poussée. Les effluents de matières gazeuses Eg débarrassés des particules 5 de catalyseur sont ensuite dirigés vers soit un appareil de séparation secondaire soit vers une section aval, par exemple une colonne de fractionnement (non représentée). La zone inférieure du réacteur 2 est reliée au régénérateur 3 par un tube 7 incliné vers le bas dans lequel s'écoule le catalyseur vers le 10 régénérateur. Dans le régénérateur, le catalyseur est soumis à un débit d'air sous haute température, provoquant la combustion du coke déposé sur le catalyseur. A l'intérieur du régénérateur, les fumées de combustion sont débarrassées du catalyseur entraîné au moyen de deux autres appareils de séparation centrifuge 8, 9 montés en série. Ces 15 appareils de séparation centrifuge sont dits de deuxième étage ou secondaires. Le catalyseur retombant dans le fond du régénérateur est renvoyé dans le riser 1 au moyen d'un tube incliné 10. Enfin, pour finir la séparation, un autre appareil de séparation centrifuge 11, dit de 3ème étage ou tertiaire est disposé en aval du 20 régénérateur 3 pour traiter l'effluent gazeux sortant dudit régénérateur. Un appareil de séparation centrifuge de 4ème étage ou quaternaire, non représenté, peut être placé en aval de l'appareil de séparation centrifuge 11, monté en série avec ce dernier. Dans le régénérateur 3 comme dans le réacteur 7, la circulation 25 du catalyseur à fort débit est possible grâce à différentes injections d'air, de gaz ou de vapeur dans les tubes de transfert du catalyseur, permettant de maintenir celui-ci à l'état fluidisé. Cet état fluidisé est également favorisé par une taille des particules de catalyseur, inférieure à 150 microns, et idéalement comprise entre 40 et 80 microns. These separation devices are centrifugal type. These are for example devices provided with a tangential entry of gaseous materials, called cyclones, or devices provided with an axial inlet of gaseous materials and provided with swirling deflectors, called swirl tubes (gas cyclones and swirl tubes, Principles , Design and Operation by AC Hoffman and LE Stein). These centrifugal separation devices are called 1st stage or primary when they treat the gas stream containing the solid particles directly from the fluidized bed process. They are called 2nd stage or secondary when they treat the effluent of a 1st stage for a further separation. The gaseous effluents Eg free of the catalyst particles are then directed to either a secondary separation apparatus or to a downstream section, for example a fractionation column (not shown). The lower zone of the reactor 2 is connected to the regenerator 3 by a downwardly inclined tube 7 into which the catalyst flows towards the regenerator. In the regenerator, the catalyst is subjected to an air flow under high temperature, causing the combustion of the coke deposited on the catalyst. Inside the regenerator, the combustion fumes are removed from the driven catalyst by means of two other centrifugal separation devices 8, 9 connected in series. These centrifugal separation devices are said to be second stage or secondary. The catalyst falling into the bottom of the regenerator is returned to the riser 1 by means of an inclined tube 10. Finally, to finish the separation, another centrifugal separation device 11, said third stage or tertiary is disposed downstream of the 20 regenerator 3 for treating the gaseous effluent leaving said regenerator. A fourth-stage or quaternary centrifugal separation apparatus, not shown, may be placed downstream of the centrifugal separation apparatus 11, connected in series with the latter. In the regenerator 3, as in the reactor 7, the circulation of the high-flow catalyst is possible thanks to different injections of air, gas or vapor into the catalyst transfer tubes, making it possible to keep the latter at the same temperature. fluidized state. This fluidized state is also favored by a catalyst particle size of less than 150 microns, and ideally between 40 and 80 microns.

30 Les appareils pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses, tels que les appareils de séparation centrifuge mentionnés ci-dessus, utilisés dans le réacteur, dans le régénérateur ou en aval du régénérateur, sont par exemple du type de ceux décrits dans les documents FR 2 565 127 ou WO 00/27949.The apparatuses for separating solid particles and gaseous materials, such as the centrifugal separation apparatuses mentioned above, used in the reactor, in the regenerator or downstream of the regenerator, are for example of the type described in US Pat. documents FR 2 565 127 or WO 00/27949.

35 Un exemple d'appareil de séparation centrifuge est décrit en référence à la figure 2 présenté sous sa forme la plus courante. Il est constitué d'un récipient de séparation cyclonique 20 comportant une 2910354 3 conduite 21 d'amenée des suspensions de particules solides et de matières gazeuses débouchant tangentiellement sur une entrée le plus souvent rectangulaire 22 à l'intérieur du récipient de séparation 20. Les matières gazeuses purifiées Gp sortent du récipient de séparation 5 cyclonique 20 par un tuyau d'évacuation vertical 23 traversant la partie supérieure du récipient 20. Les matières gazeuses chargées en particules solides pénètrent par l'entrée 22 du récipient, et passent à une zone tourbillonnaire 24. Un stabilisateur de vortex 25 situé à une distance appropriée de l'extrémité inférieure du tuyau d'évacuation 23 10 des matières gazeuses épurées définit sensiblement la limite inférieure de la zone tourbillonnaire 24. Le stabilisateur de vortex 25 permet de maintenir le vortex dans le centre du récipient de séparation 20, dans la partie du récipient située au dessus du stabilisateur. Il permet également d'obtenir un vortex stable, qui en l'absence de stabilisateur, 15 subirait un mouvement de précession autour de l'axe du récipient et viendrait en contact avec les parois du récipient, provoquant un réentrainement des particules. En dessous du stabilisateur de vortex 25, se trouve un lit dense 26 dans lequel s'accumulent les particules solides séparées. Les 20 particules solides recueillies dans le lit dense 26 sont évacuées du récipient de séparation cyclonique 20 par un moyen de décharge 27 qui est en communication avec le lit dense. Ce moyen de décharge 27 est généralement un tuyau vertical, appelé dipleg, dont l'extrémité libre peut déboucher dans l'enceinte du récipient ou être obturée par une 25 valve 28, par exemple du type trickle valve , réglée pour laisser le catalyseur s'écouler de manière sensiblement constante hors du récipient de séparation cyclonique. Le stabilisateur de vortex 25 impose également un retournement de vortex à l'endroit où il est placé, supprimant ainsi le vortex dans la 30 zone inférieure du récipient de séparation cyclonique, et évitant un réentraînement des particules de catalyseur séparées, notamment des particules les plus fines. Toutefois, les particules cle catalyseur ont tendance à s'accumuler sur le stabilisateur de vortex 25. Une telle accumulation est 35 particulièrement importante lorsque des matières gazeuses surchargées en particules solides sont traitées par l'appareil. Une trop grande accumulation de ces particules sur le stabilisateur de vortex peut alors 2910354 4 conduire à un réentraînement de ces particules avec les matières gazeuses épurées, résultant en une séparation insuffisante des particules solides, et en un engorgement de la section de passage disponible pour l'évacuation des particules solides.An example of a centrifugal separation apparatus is described with reference to FIG. 2 presented in its most common form. It consists of a cyclonic separating vessel 20 comprising a pipe 21 for feeding suspensions of solid particles and gaseous substances emerging tangentially on a most often rectangular inlet 22 inside the separation vessel 20. purified gaseous materials Gp exit the cyclonic separation vessel 20 through a vertical discharge pipe 23 passing through the upper part of the vessel 20. The gaseous materials charged with solid particles penetrate through the inlet 22 of the vessel, and pass to a vortex zone 24. A vortex stabilizer 25 located at a suitable distance from the lower end of the drain pipe 23 of the purified gaseous material substantially defines the lower limit of the vortex zone 24. The vortex stabilizer 25 maintains the vortex in the center of the separation container 20, in the part of the container located at above the stabilizer. It also provides a stable vortex which, in the absence of a stabilizer, would precess around the container axis and come into contact with the walls of the container, causing the particles to re-entrain. Below the vortex stabilizer 25 is a dense bed 26 in which the separated solid particles accumulate. The solid particles collected in the dense bed 26 are discharged from the cyclonic separation vessel 20 by a discharge means 27 which is in communication with the dense bed. This discharge means 27 is generally a vertical pipe, called dipleg, whose free end can open into the container enclosure or be closed by a valve 28, for example of the trickle valve type, set to leave the catalyst s'. flow substantially constant out of the cyclonic separating vessel. The vortex stabilizer also imposes a vortex turn-over at the location where it is placed, thus removing the vortex in the lower zone of the cyclone separating vessel, and avoiding a retraining of the separate catalyst particles, particularly the larger particles. fines. However, the catalyst particles tend to accumulate on the vortex stabilizer 25. Such an accumulation is particularly important when gaseous materials overloaded with solid particles are processed by the apparatus. Too much accumulation of these particles on the vortex stabilizer can then lead to a re-entrainment of these particles with the purified gaseous materials, resulting in insufficient separation of the solid particles, and in a clogging of the passage section available for use. evacuation of solid particles.

5 Le même problème se pose pour les tous les séparateurs centrifuges, qu'ils présentent une entrée des matières gazeuses axiale ou radiale, ou une autre configuration. De manière plus générale, le problème du réentraînement des particules solides déposées sur la face supérieure du stabilisateur se 10 pose dans toutes les utilisations de ce type d'appareil, à partir du moment où des particules sont susceptibles de se déposer sur le dessus du stabilisateur. On peut citer le cas où ces appareils sont utilisés dans les unités à lit fluidisé. De telles unités à lit fluidisé sont rencontrées dans les domaines du raffinage et de la pétrochimie, par exemple dans 15 les unités de craquage catalytique, les chaudières, les réacteurs de pyrolyse, les incinérateurs. En dehors des unités fonctionnant en lit fluidisé, on peut citer également des cas où ces appareils sont utilisés dans le domaine du dépoussiérage et dans le domaine des transports pneumatiques. Dans 20 ces derniers domaines, le flux gazeux peut être par exemple de l'air. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses qui permette d'éviter un réentraînement des particules dans les matières gazeuses épurées, notamment des particules accumulées 25 sur le stabilisateur de vortex, en particulier en fonctionnement dans des conditions extrêmes lorsque les matières gazeuses traitées sont surchargées en particules, ou encore lorsqu'un engorgement de l'appareil est détecté en aval. L'appareil selon l'invention permet ainsi d'obtenir une séparation efficace, même dans des conditions de 30 fonctionnement extrêmes. A cet effet, l'objet de l'invention concerne un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses comprenant un récipient de séparation de type centrifuge pourvu : - d'une entrée pour recevoir les particules solides en suspension 35 dans les matières gazeuses, - d'un premier moyen d'évacuation des matières gazeuses épurées, 2910354 5 - d'un deuxième moyen d'évacuation des particules solides séparées, et - d'un stabilisateur de vortex, caractérisé en ce qu'une partie au moins du stabilisateur est 5 montée mobile entre une position de stabilisation de vortex et une position d'évacuation des particules provoquant la chute desdites particules. Par position de stabilisation de vortex, on entend la position habituelle du stabilisateur permettant d'obtenir une stabilisation du 10 vortex. La position d'évacuation du stabilisateur, en permettant de faire tomber au fond du récipient les particules déposées sur le stabilisateur, évite le réentraînement de ces particules avec les matières gazeuses épurées ainsi que l'engorgement de la section de passage pour 15 l'évacuation des particules solides. Avantageusement, dans un mode de réalisation particulièrement simple la totalité du stabilisateur est mobile entre la position de stabilisation du vortex et la position d'évacuation des particules. On peut toutefois envisager que le stabilisateur soit divisé en 20 deux ou plusieurs parties chacune mobile entre une position de stabilisation de vortex et une position d'évacuation des particules. Dans une variante, ladite partie mobile est montée escamotable, de manière à pouvoir être rétractée en position d'évacuation. La partie mobile peut par exemple être rétractée à la manière d'un 25 diaphragme. Dans une autre variante, ladite partie mobile est montée pivotante, de manière à pouvoir être inclinée dans la position d'évacuation. En position inclinée, les particules solides accumulées sur la face 30 supérieure du stabilisateur glissent vers le fond du récipient de séparation centrifuge. Il n'y a ainsi plus de risque de réentraînement de ces particules avec les matières gazeuses épurées. En particulier, l'inclinaison de la position inclinée sera suffisamment importante pour permettre le glissement de la majorité 35 des particules déposées sur la face supérieure du stabilisateur. De préférence, le stabilisateur est pourvu de trous traversants sur au moins une partie de sa surface. Ces perforations permettent à une 2910354 6 partie des particules de tomber directement au fond du récipient de séparation centrifuge, sans se déposer sur la face supérieure du stabilisateur et sans avoir à déplacer le stabilisateur, sans dégrader la l'effet de stabilisation du vortex.The same problem arises for all centrifugal separators, whether they have an axial or radial gas entry, or other configuration. More generally, the problem of re-entrainment of the solid particles deposited on the upper face of the stabilizer arises in all the uses of this type of apparatus, from the moment when particles are likely to be deposited on the top of the stabilizer. . We can mention the case where these devices are used in fluidized bed units. Such fluidized bed units are encountered in the fields of refining and petrochemistry, for example in catalytic cracking units, boilers, pyrolysis reactors, incinerators. Apart from the units operating in fluidized bed, one can also cite cases where these devices are used in the field of dedusting and in the field of pneumatic transport. In these latter fields, the gas flow may be, for example, air. The invention aims to overcome these disadvantages by proposing an apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials which makes it possible to avoid re-entrainment of the particles in the purified gaseous materials, in particular particles accumulated on the vortex stabilizer, in particular operating under extreme conditions when the treated gaseous materials are overloaded with particles, or when a clogging of the apparatus is detected downstream. The apparatus according to the invention thus makes it possible to obtain effective separation, even under extreme operating conditions. To this end, the object of the invention relates to an apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials comprising a centrifugal-type separation vessel provided with: - an inlet for receiving the solid particles in suspension in the materials a first means for discharging the purified gaseous materials, a second means for discharging the separated solid particles, and a vortex stabilizer, characterized in that at least one part the stabilizer is movably mounted between a vortex stabilization position and a particle discharge position causing said particles to fall. By vortex stabilization position is meant the usual position of the stabilizer for stabilizing the vortex. The evacuation position of the stabilizer, by allowing the particles deposited on the stabilizer to fall to the bottom of the container, avoids the re-entrainment of these particles with the purified gaseous materials and the clogging of the passage section for the evacuation. solid particles. Advantageously, in a particularly simple embodiment, the entire stabilizer is movable between the vortex stabilization position and the particle discharge position. However, it can be envisaged that the stabilizer is divided into two or more moving parts each between a vortex stabilization position and a particle removal position. In a variant, said movable part is retractable, so that it can be retracted into the evacuation position. The moving part may for example be retracted in the manner of a diaphragm. In another variant, said movable portion is pivotally mounted, so as to be inclined in the evacuation position. In an inclined position, the solid particles accumulated on the upper face of the stabilizer slide towards the bottom of the centrifugal separation vessel. There is no longer any risk of retraining these particles with purified gaseous materials. In particular, the inclination of the inclined position will be large enough to allow the sliding of the majority of the particles deposited on the upper face of the stabilizer. Preferably, the stabilizer is provided with through holes on at least a portion of its surface. These perforations allow one part of the particles to fall directly to the bottom of the centrifugal separation vessel, without settling on the upper face of the stabilizer and without having to move the stabilizer, without degrading the vortex stabilizing effect.

5 Avantageusement, en position de stabilisation de vortex, le bord du stabilisateur est distant des parois du récipient de séparation centrifuge. Ces dimensions réduites permettent également à un maximum de particules de tomber directement au fond du récipient de séparation centrifuge par la section de passage laissée libre entre les 10 parois du récipient et le bord du stabilisateur. De préférence, l'appareil de séparation est pourvu de moyens d'actionnement aptes à provoquer le déplacement du stabilisateur de sa position de stabilisation de vortex vers sa position d'évacuation des particules.Advantageously, in the vortex stabilization position, the edge of the stabilizer is remote from the walls of the centrifugal separation vessel. These reduced dimensions also allow a maximum of particles to fall directly to the bottom of the centrifugal separation vessel by the passage section left free between the walls of the container and the edge of the stabilizer. Preferably, the separation apparatus is provided with actuating means able to cause the stabilizer to move from its vortex stabilization position to its particle discharge position.

15 De préférence également, l'appareil est pourvu de moyens de rappel aptes à ramener le stabilisateur de sa position d'évacuation des particules vers sa position de stabilisation du vortex, et ceci, de préférence en un temps suffisamment court pour ne pas perturber le fonctionnement du récipient de séparation.Also preferably, the apparatus is provided with return means adapted to return the stabilizer from its position of evacuation of the particles to its vortex stabilization position, and this, preferably in a time sufficiently short not to disturb the operation of the separation vessel.

20 Ces moyens de rappel sont par exemple actionnés lorsque les matières gazeuses à traiter retrouvent une charge normale en particules solides, ou lorsque l'appareil n'est plus engorgé. Ces moyens d'actionnement et/ou de rappel peuvent être situés à l'intérieur du récipient de séparation centrifuge. Il s'agit par exemple de 25 ressorts de rappel, ou de contrepoids. En variante, les moyens d'actionnement et/ou de rappel sont situés à l'extérieur du récipient de séparation centrifuge. Il s'agit par exemple de câble ou vérin de rappel, de biellette, de moyens pneumatiques, électriques ou magnétiques, ou de toute combinaison de 30 ces moyens, qu'ils soient placés à l'intérieur ou à l'extérieur du récipient. L'invention concerne également l'utilisation d'au moins un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses selon l'invention pour traiter un effluent gazeux d'une unité 35 fonctionnant en lit fluidisé. Une alternative consiste à utiliser au moins un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses selon 2910354 7 l'invention, pour traiter un effluent gazeux d'une unité de dépoussiérage, par exemple une unité de dépoussiérage d'un flux d'air, ou encore pour traiter un effluent gazeux d'une unité de transport pneumatique.These return means are for example actuated when the gaseous materials to be treated find a normal charge in solid particles, or when the device is no longer clogged. These actuating and / or returning means may be located inside the centrifugal separation container. This is for example 25 springs, or counterweight. Alternatively, the actuating means and / or return are located outside the centrifugal separation vessel. This is for example cable or return cylinder, connecting rod, pneumatic means, electrical or magnetic, or any combination of these means, they are placed inside or outside the container. The invention also relates to the use of at least one apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials according to the invention for treating a gaseous effluent of a unit operating in a fluidized bed. An alternative is to use at least one apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials according to the invention, for treating a gaseous effluent from a dedusting unit, for example a dedusting unit of a flow of air, or to treat a gaseous effluent from a pneumatic conveying unit.

5 Une autre alternative consiste à utiliser au moins un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses selon l'invention pour traiter un effluent gazeux d'une unité de traitement d'hydrocarbures contenus dans le pétrole brut et ses dérivés dans le domaine du raffinage, ou de la pétrochimie, ou du traitement de toute 10 charge ou combustible. On peut citer dans ces derniers domaines le cas de l'incinération, de la pyrolyse et de la combustion avec les chaudières en lit fluidisé, dans lesquelles les particules solides à séparer sont constituées de sable pouvant être en mélange avec du charbon et des cendres.Another alternative is to use at least one apparatus for separating solid particles and gaseous materials according to the invention for treating a gaseous effluent from a hydrocarbon processing unit contained in the crude oil and its derivatives in the field. refining, or petrochemical, or treatment of any filler or fuel. In the latter fields, mention may be made of the incineration, pyrolysis and combustion with fluidized bed boilers, in which the solid particles to be separated consist of sand which can be mixed with coal and ash.

15 On peut également citer clans le domaine du raffinage le cas d'une unité de craquage catalytique, notamment dans laquelle les particules solides à séparer sont des particules de catalyseur. En particulier, cet appareil peut être utilisé pour traiter l'effluent gazeux sortant d'un régénérateur de catalyseur faisant partie de l'unité 20 de craquage catalytique. En variante, on utilise au moins deux appareils pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses montés en série, de manière étagée, chaque étage pouvant être constitué de plusieurs appareils en parallèle, pour traiter l'effluent gazeux dans une 25 unité de dépoussiérage ou une unité de traitement d'hydrocarbures. Avantageusement, on utilise un appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses pourvu de moyens d'actionnement et/ou de rappel, lesdits moyens d'actionnement et/ou de rappel étant commandés par un dispositif de contrôle de l'unité de 30 considérée. De préférence, le dispositif de contrôle commande les moyens d'actionnement lorsque les matières gazeuses à séparer sont surchargées en particules solides. Cette commande sera préférentiellement déclenchée peu de temps après le traitement des 35 matières gazeuses surchargées en particules solides.The case of a catalytic cracking unit may also be mentioned in the field of refining, in particular in which the solid particles to be separated are catalyst particles. In particular, this apparatus can be used to treat the gaseous effluent exiting a catalyst regenerator part of the catalytic cracking unit. As a variant, at least two apparatuses for the separation of solid particles and gaseous materials connected in series, in a stepped manner, are used, each stage possibly consisting of several devices in parallel, for treating the gaseous effluent in a dedusting unit. or a hydrocarbon processing unit. Advantageously, an apparatus is used for the separation of solid particles and gaseous substances provided with means of actuation and / or return, said actuating and / or return means being controlled by a control device of the control unit. Considered. Preferably, the control device controls the actuating means when the gaseous materials to be separated are overloaded with solid particles. This control will preferably be initiated shortly after the treatment of gaseous materials overloaded with solid particles.

2910354 8 En variante, le dispositif de contrôle commande les moyens d'actionnement lorsqu'un engorgement de l'appareil de détection est détecté. Cette détection a lieu en aval de l'appareil, par exemple en 5 surveillant la qualité des matières gazeuses épurées sortant, ou la quantité de solide accumulée dans l'organe d'évacuation du solide épuré. L'invention est maintenant décrite en référence aux dessins annexés, non limitatifs, dans lesquels : 10 - la figure 1 est une représentation schématique d'une unité de craquage catalytique ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un appareil de séparation faisant partie de l'état de la technique ; 15 - la figure 3 est une représentation schématique de côté d'un stabilisateur de vortex faisant partie d'un appareil de séparation selon l'invention ; - la figure 4 est une représentation du stabilisateur de vortex de la figure 3 vu de face, 20 -la figure 5 est une vue de dessus du stabilisateur de vortex des figures 3 et 4. Un exemple d'appareil pour la séparation de particules solides et de matières gazeuses selon l'invention est du type de celui représenté sur la figure 2. L'appareil représenté comprend un récipient de 25 séparation centrifuge 20 de type cyclonique pourvu : - d'une entrée 22 pour recevoir les particules solides en suspension dans les matières gazeuses, - d'un premier moyen d'évacuation supérieur 23 des matières gazeuses épurées, et 30 - d'un deuxième moyen d'évacuation inférieur 27 des particules solides séparées, - d'un stabilisateur de vortex 25 situé à une distance appropriée de l'extrémité inférieure du fond du tuyau d'évacuation supérieur, au dessus du tuyau d'évacuation inférieur.In a variant, the control device controls the actuating means when a clogging of the detection apparatus is detected. This detection takes place downstream of the apparatus, for example by monitoring the quality of the purified gaseous materials exiting, or the amount of solid accumulated in the discharging member of the purified solid. The invention is now described with reference to the accompanying non-limiting drawings, in which: FIG. 1 is a schematic representation of a catalytic cracking unit; FIG. 2 is a schematic representation of a separation apparatus forming part of the state of the art; FIG. 3 is a diagrammatic side view of a vortex stabilizer forming part of a separation apparatus according to the invention; FIG. 4 is a representation of the vortex stabilizer of FIG. 3 seen from the front, FIG. 5 is a top view of the vortex stabilizer of FIGS. 3 and 4. An example of an apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials according to the invention is of the type shown in FIG. 2. The apparatus shown comprises a cyclonic centrifugal separation vessel 20 provided with: - an inlet 22 for receiving solid particles suspended in the gaseous materials; - a first upper discharge means 23 for the purified gaseous materials; and - a second lower discharge means 27 for the separated solid particles; - a vortex stabilizer 25 situated at a distance appropriate bottom end of the bottom of the upper drain pipe, above the lower drain pipe.

35 De manière connue, l'entrée 22 est conçue afin de permettre la création d'un vortex à l'intérieur du récipient cyclonique.In known manner, the inlet 22 is designed to allow the creation of a vortex within the cyclone vessel.

2910354 9 Dans l'exemple, les premier et deuxième moyens d'évacuation sont des tuyaux. Selon l'invention, une partie au moins du stabilisateur 25 est montée mobile entre une position de stabilisation de vortex et une 5 position d'évacuation des particules apte à provoquer la chute desdites particules vers le deuxième moyen d'évacuation bas du récipient. La position de stabilisation de vortex est généralement sensiblement horizontale. Dans l'exemple représenté, la position d'évacuation des particules est une position inclinée en direction du 10 tuyau inférieur. Dans l'exemple représenté sur les figures 3 à 5, le stabilisateur de vortex 25 est formé d'un disque 30 pourvu d'une pointe à vortex se présentant sous la forme d'une tige 31 perpendiculaire au disque, située au centre de ce dernier, et dirigée vers le haut en direction de la 15 zone tourbillonnaire 24. Cette tige 31 permet de limiter et de centrer le mouvement latéral du vortex dans la zone tourbillonnaire 24. Bien entendu, d'autres formes de stabilisateur de vortex peuvent être utilisées, telle qu'une plaque pleine, un disque circulaire ou un anneau, ces formes pouvant être équipées de cône ou de pointe.In the example, the first and second evacuation means are pipes. According to the invention, at least a portion of the stabilizer 25 is movably mounted between a vortex stabilization position and a particle discharge position capable of causing the falling of said particles towards the second low discharge means of the container. The vortex stabilization position is generally substantially horizontal. In the example shown, the particle discharge position is an inclined position towards the lower pipe. In the example shown in Figures 3 to 5, the vortex stabilizer 25 is formed of a disk 30 provided with a vortex tip in the form of a rod 31 perpendicular to the disc, located in the center of this Last, and directed upwards towards the vortex zone 24. This rod 31 makes it possible to limit and center the lateral movement of the vortex in the vortex zone 24. Of course, other forms of vortex stabilizer can be used. , such as a solid plate, a circular disk or a ring, these shapes can be equipped with cone or tip.

20 Selon l'invention, le disque 30 est pourvu d'un axe 32 dont les extrémités sont montées à rotation dans les parois du récipient de séparation 20. Cet axe coupe le disque 30 en deux moitiés égales. Grâce à cet axe 32, le stabilisateur de vortex peut être déplacé d'une position sensiblement horizontale représentée en traits pleins sur 25 les figures 3 et 4, à une position inclinée représentée en traits discontinus sur les mêmes figures. Afin de permettre au maximum de particules de catalyseur de tomber directement dans le fond du récipient cyclonique 20, des trous traversants 33 sont réalisés dans le disque 30 du stabilisateur, tel que 30 visible sur la figure 5, et la périphérie du disque est distante des parois du récipient 20. Le basculement du stabilisateur peut être commandé par des moyens d'actionnement faisant tourner l'axe 32 et des moyens de rappels étant éventuellement prévus pour ramener le stabilisateur dans 35 sa position initiale de stabilisation de vortex. Ces moyens d'actionnement et de rappel peuvent être disposés à l'intérieur ou à l'extérieur du récipient cyclonique et sont de préférence 2910354 10 résistants aux conditions de fonctionnement à l'intérieur de l'appareil, ou aux conditions de fonctionnement régnant dans les réacteurs dans lesquels ils sont susceptibles d'être utilisés. Ces moyens d'actionnement peuvent par exemple comprendre un 5 dispositif de maintien magnétique du stabilisateur en position horizontale (par exemple en bloquant la rotation de l'axe 32 au moyen d'électroaimants) et des masses disposées sur une moitié du stabilisateur de manière à ce que lorsque le dispositif de maintien magnétique horizontal du stabilisateur est désactivé, les masses 10 déséquilibrent suffisamment le stabilisateur pour contrer la force d'un ressort de rappel et provoquer sa rotation, mais pas suffisamment pour empêcher le ressort de rappel de ramener le stabilisateur dans sa position horizontale dans laquelle le dispositif de maintien magnétique est à nouveau activé.According to the invention, the disc 30 is provided with an axle 32 whose ends are rotatably mounted in the walls of the separating container 20. This axis intersects the disc 30 in two equal halves. With this axis 32, the vortex stabilizer can be moved from a substantially horizontal position shown in solid lines in Figures 3 and 4 to an inclined position shown in broken lines in the same figures. In order to allow the maximum of catalyst particles to fall directly into the bottom of the cyclonic container 20, through holes 33 are made in the stabilizer disk 30, as seen in FIG. 5, and the periphery of the disk is distant from the 20. The tilting of the stabilizer can be controlled by actuating means rotating the shaft 32 and recall means being optionally provided for returning the stabilizer to its original vortex stabilization position. These actuating and restoring means may be arranged inside or outside the cyclonic container and are preferably resistant to the operating conditions inside the apparatus, or to the operating conditions prevailing in the the reactors in which they are likely to be used. These actuating means may for example comprise a magnetic stabilizer holding device in horizontal position (for example by blocking the rotation of the axis 32 by means of electromagnets) and masses arranged on one half of the stabilizer so as to when the horizontal magnetic stabilizer holding device is deactivated, the masses 10 sufficiently unbalance the stabilizer to counteract the force of a return spring and cause it to rotate, but not enough to prevent the return spring from returning the stabilizer to its horizontal position in which the magnetic holding device is activated again.

15 A la place d'un ressort de rappel disposé à l'intérieur ou l'extérieur du récipient 20, on peut utiliser un câble de rappel ou un vérin de rappel. Par ailleurs, le dispositif de maintien magnétique peut être remplacé par un dispositif de maintien pneumatique.In place of a return spring disposed inside or outside the container 20, a return cable or a return cylinder may be used. Furthermore, the magnetic holding device may be replaced by a pneumatic holding device.

20 De tels moyens d'actionnement peuvent être pilotés par un dispositif de contrôle, contrôlant par exemple les conditions de fonctionnement de l'unité de traitement catalytique et permettant de les activer/désactiver dans des conditions particulières de fonctionnement de l'unité, en particulier quand une surcharge de particules est prévue.Such actuating means may be controlled by a control device, for example controlling the operating conditions of the catalytic processing unit and enabling activation / deactivation thereof under particular operating conditions of the unit, in particular when a particle overload is expected.

25 Ces moyens peuvent également être déclenchés lorsqu'un engorgement de l'appareil est détecté en aval par contrôle de la quantité de solide accumulée dans la zone d'évacuation du solide. De préférence, l'inclinaison du stabilisateur de vortex se produit dans un laps de temps très court afin d'éviter de perturber le 30 fonctionnement de l'appareil de séparation. L'appareil pour la séparation de particules solides selon l'invention peut également comporter une zone de strippage située entre le stabilisateur de vortex et le lit dense de particules. Bien que l'appareil selon l'invention ait été décrit en utilisation 35 dans une unité de craquage catalytique, cet appareil peut être utilisé dans de nombreuses autres applications dans lesquelles il est nécessaire de séparer des particules solides de matières gazeuses.These means can also be triggered when a clogging of the apparatus is detected downstream by controlling the amount of solid accumulated in the solid discharge zone. Preferably, the inclination of the vortex stabilizer occurs within a very short time to avoid disturbing the operation of the separation apparatus. The apparatus for separating solid particles according to the invention may also comprise a stripping zone located between the vortex stabilizer and the dense bed of particles. Although the apparatus according to the invention has been described in use in a catalytic cracking unit, this apparatus can be used in many other applications in which it is necessary to separate solid particles from gaseous materials.

2910354 11 Par ailleurs, dans un mode de réalisation non représenté, la position d'évacuation du stabilisateur de vortex peut être obtenue par rétractation d'au moins une partie escamotable du stabilisateur de vortex. Par exemple, le disque décrit plus haut formant le stabilisateur 5 peut comporter une partie formant un diaphragme et se rétractant sous le reste du disque, de sorte que les particules déposées sur la partie formant un diaphragme sont raclées de cette partie et tombent au fond du récipient. La rétractation de cette partie peut être déclenchée dans les 10 conditions de fonctionnement décrites plus haut. Enfin, l'invention concerne tous les types d'appareils de séparation de type centrifuge, notamment à cyclone ou swirl vanes .Moreover, in a not shown embodiment, the evacuation position of the vortex stabilizer can be obtained by retracting at least one retractable portion of the vortex stabilizer. For example, the disc described above forming the stabilizer 5 may include a diaphragm portion and retracting under the remainder of the disc such that the particles deposited on the diaphragm portion are scraped from that portion and fall to the bottom of the disc. container. The retraction of this part can be triggered under the operating conditions described above. Finally, the invention relates to all types of centrifugal separation devices, including cyclone or swirl vanes.

Claims

Apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials comprising a centrifugal-type separation vessel provided with: an inlet (22) for receiving solid particles suspended in the gaseous materials; discharging (23) purified gaseous materials, and - a second means for discharging (27) the separated solid particles, - a vortex stabilizer (25), characterized in that at least a portion of the stabilizer (25) is movably mounted between a vortex stabilization position and a discharge position of the particles causing the falling of said particles.

Separating apparatus according to claim 1, characterized in that the entire stabilizer (25) is movable between the vortex position and the particle discharge position.

3. Separating apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said movable part is mounted retractable, so that it can be retracted into the evacuation position.

4. Separation apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that said movable portion is pivotally mounted, so as to be inclined in the evacuation position.

5. Separating apparatus according to one of the preceding claims, characterized in that the stabilizer (25) is provided with through holes (33) on at least a part of its surface.

6. Separating apparatus according to one of claims 1 to 5, characterized in that in vortex stabilization position, the peripheral edge of the stabilizer is remote from the walls of the centrifugal separation vessel.

Separating apparatus according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is provided with actuating means capable of causing the stabilizer to move from its vortex stabilization position to its particle discharge position. .

8. Apparatus for separation according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is provided with biasing means adapted to bring the stabilizer 2910354 13 its position of discharge of the particles to its vortex stabilization position.

9. Separating apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the actuating and / or returning means are located inside the centrifugal separation vessel.

10. Separating apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the actuating means and / or return are located outside the centrifugal separation vessel.

11. Use of at least one apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials according to one of claims 1 to 10 for treating a gaseous effluent of a unit operating in a fluidized bed.

12. Use of at least one apparatus for separating solid particles and gaseous materials according to one of claims 1 to 10 for treating a gaseous effluent from a dedusting unit or a pneumatic conveying unit.

13. Use of at least one apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials according to one of claims 1 to 10 for treating a gaseous effluent from a hydrocarbon processing unit contained in the crude oil and its derivatives in the field of refining, or petrochemistry, or treatment of any charge or fuel.

14. Use according to claim 13, for treating a gaseous effluent of a catalytic cracking unit. 25

15. Use according to claim 13 or 14, wherein the solid particles to be separated are catalyst particles.

16. Use according to claim 15 for treating the gaseous effluent leaving a catalyst regenerator forming part of the catalytic cracking unit. 30

17. Use according to one of claims 11 to 16, characterized in that at least two devices connected in series and / or in parallel are used to treat said gaseous effluent.

18. Use according to one of claims 11 to 17 of an apparatus for the separation of solid particles and gaseous materials provided with means of actuation and / or return, characterized in that the actuating means and / or reminder are controlled by a device control unit. 2910354 14

19. Use according to claim 18, wherein the control device controls the actuating means when the gaseous materials to be separated are overloaded in solid particles.

20. Use according to claim 18, wherein the control device controls the actuating means when a clogging of the separation apparatus is detected.