FR2966751A1 - Radial bed reactor for regenerative reforming of species, skeletal isomerization, metathesis and oligocracking, comprises external cylindrical grid and coaxial internal cylindrical grid defining annular space containing catalyst bed - Google Patents
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Abstract
Description
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention se situe dans le domaine des unités de raffinage à lit radial, le lit catalytique étant confiné entre une enceinte extérieure et une enceinte intérieure, et la charge traversant le lit de façon croisée par rapport à l'écoulement du catalyseur. FIELD OF THE INVENTION The present invention is in the field of radial bed refining units, the catalyst bed being confined between an outer enclosure and an inner enclosure, and the load traversing the bed crosswise with respect to the flow. catalyst.
Plus précisément, dans ce type d'unités à lit radial, le lit de catalyseur a une forme annulaire en ce qu'il s'étend depuis la périphérie extérieure de l'enceinte jusqu'à la périphérie intérieure de ladite enceinte qui définit le collecteur central permettant la collecte des effluents. La charge est généralement introduite par la périphérie extérieure du lit annulaire et traverse le lit catalytique de manière sensiblement perpendiculaire à la direction verticale d'écoulement de ce dernier. Les effluents réactionnels sont récupérés dans un collecteur central. La présente invention concerne l'aspect mécanique des réacteurs à flux radial et elle vise plus précisément à améliorer la résistance mécanique de l'enceinte extérieure, appelée dans la suite du texte la grille externe, ainsi qu'à faciliter les opérations de montage et de réparation de ladite grille. More specifically, in this type of radial bed units, the catalyst bed has an annular shape in that it extends from the outer periphery of the enclosure to the inner periphery of said enclosure which defines the collector Central to the collection of effluents. The charge is generally introduced through the outer periphery of the annular bed and passes through the catalytic bed substantially perpendicular to the vertical direction of flow of the latter. The reaction effluents are recovered in a central collector. The present invention relates to the mechanical aspect of the radial flux reactors and more precisely aims to improve the mechanical strength of the outer enclosure, hereinafter referred to as the external grid, and to facilitate assembly and assembly operations. repairing said grid.
En effet, la grille extérieure peut être soumise à d'importantes contraintes mécaniques lors de phases transitoires non totalement contrôlées telles que les situations d'arrêt d'urgence, d'exothermicité brutale non contrôlée, ou encore de non respect des procédures opératoires, situations qui peuvent conduire à un flambage d'une partie de l'enceinte extérieure. Certains réacteurs sont particulièrement sensibles à cette problématique compte tenu de leur taille importante qui peut atteindre 5 mètres de diamètre et 20 mètres de hauteur. La grille externe peut subir un flambage par torsion, plus ou moins massif, la structure cylindrique glissant autour de sa propre circonférence, tout en s'appuyant sur le lit de catalyseur. On entend par massif le fait que le phénomène de flambage affecte une grande partie de la 25 circonférence, sur une certaine hauteur du réacteur. Dans la suite du texte nous parlerons pour caractériser ce type de déformation, de flambage de structure en ce sens qu'il résulte d'un effort vertical dirigé vers le bas comprenant notamment la reprise d'une partie du poids de catalyseur. Ce flambage induit un affaissement local de la structure par un effet de torsion global de la grille cylindrique. 30 EXAMEN DE L'ART ANTERIEUR La majorité des réacteurs utilisés dans l'industrie pétrolière pour réaliser les réactions de reformage d'hydrocarbures ou d'isomérisation squelettale de coupes oléfiniques sont des réacteurs radiaux. Le lit catalytique a la forme d'un anneau cylindrique vertical limité du côté intérieur par une grille interne retenant le catalyseur, et du côté extérieur, par une autre grille du même type dite grille externe. Les grilles interne et externe sont perméables et laissent le gaz passer au travers tout en retenant la matière granulaire constituée par le lit catalytique. Cette perméabilité permet du côté de la grille externe le passage de la charge dans le lit catalytique annulaire, et du côté de la grille interne le passage des effluents de réaction dans le collecteur central. La charge gazeuse entre par le sommet du réacteur et se répartit dans la zone de distribution située entre la paroi extérieure du réacteur et la grille externe, puis traverse de manière sensiblement radiale le lit catalytique annulaire. Après la traversée du lit catalytique, les effluents réactionnels sont collectés dans un collecteur 15 cylindrique vertical délimité par une grille interne. Le catalyseur utilisé dans les réacteurs de reformage peut avoir des formes diverses telles que par exemple extrudées, billes ou autres. La présente invention n'est pas liée à une granulométrie ou une forme particulière des particules de catalyseur. Le diamètre des particules de catalyseur varie généralement entre 0,5 mm et 4 mm, et plus 20 particulièrement entre 1,5 et 3 mm. Lorsque les particules ne sont pas sensiblement sphériques, par exemple ont une forme d'extrudés cylindriques, la définition du diamètre est celle du diamètre équivalent dit de Sauter, qui conserve le rapport surface sur volume de la particule. La problématique liée à la technologie des réacteurs catalytiques à lit radial en phase gaz est 25 essentiellement de confiner le catalyseur dans la zone annulaire délimitée par les grilles externe et interne, et ceci quelles que soient les conditions opératoires (en opération normale, en situation de refroidissement, de réchauffement, ou en cas d'arrêt urgence) pouvant engendrer des dilatations différentielles importantes liées aux différents niveaux thermiques de l'unité. 30 Selon l'art antérieur, les grilles externe et interne sont constituées d'un assemblage de fils verticaux ayant généralement un profil en V, maintenus solidaires entre eux par un ensemble d'anneaux métalliques appelés anneaux horizontaux soudés aux fils verticaux en tout point de contact avec ces derniers. La rigidité de l'ensemble constitué par les anneaux horizontaux et les fils verticaux est liée à la déformabilité des mailles de la grille. Indeed, the outer grid may be subjected to significant mechanical stress during transient phases not fully controlled such as emergency stop situations, uncontrolled brutal exothermicity, or non-compliance with operating procedures, situations which can lead to buckling of a part of the outer enclosure. Some reactors are particularly sensitive to this issue given their large size which can reach 5 meters in diameter and 20 meters in height. The outer grid may undergo torsional buckling, more or less massive, the cylindrical structure sliding around its own circumference, while relying on the catalyst bed. Massive means that the buckling phenomenon affects a large part of the circumference over a certain height of the reactor. In the rest of the text we will talk about characterizing this type of deformation, structural buckling in the sense that it results from a vertical downward force including in particular the recovery of a portion of the catalyst weight. This buckling induces a local collapse of the structure by an overall torsional effect of the cylindrical grid. BACKGROUND OF THE PRIOR ART The majority of reactors used in the petroleum industry for carrying out hydrocarbon reforming or skeletal isomerization reactions of olefinic cuts are radial reactors. The catalytic bed has the shape of a vertical cylindrical ring limited on the inner side by an internal grid retaining the catalyst, and on the outer side, by another gate of the same type called external grid. The inner and outer grids are permeable and let the gas pass through while retaining the granular material constituted by the catalyst bed. This permeability allows the side of the outer gate passage of the load in the annular catalytic bed, and the side of the internal grid passage of the reaction effluents in the central collector. The gaseous feed enters the top of the reactor and is distributed in the distribution zone located between the outer wall of the reactor and the outer gate, and then passes substantially radially through the annular catalytic bed. After passing through the catalytic bed, the reaction effluents are collected in a vertical cylindrical collector delimited by an internal grid. The catalyst used in the reforming reactors may have various shapes such as, for example, extrusions, beads or the like. The present invention is not related to a particular particle size or shape of the catalyst particles. The diameter of the catalyst particles generally varies between 0.5 mm and 4 mm, and more particularly between 1.5 and 3 mm. When the particles are not substantially spherical, for example have the form of cylindrical extrusions, the definition of the diameter is that of Sauter equivalent diameter, which retains the surface-to-volume ratio of the particle. The problem related to the gas phase radial gas catalytic reactor technology is essentially to confine the catalyst in the annular zone delimited by the external and internal grids, whatever the operating conditions (in normal operation, in a situation of cooling, warming, or in case of emergency stop) that can cause significant differential expansions related to the different thermal levels of the unit. According to the prior art, the outer and inner grids consist of an assembly of vertical wires generally having a V-shaped profile, held together by a set of metal rings called horizontal rings welded to the vertical wires at any point in the line. contact with these. The rigidity of the assembly formed by the horizontal rings and the vertical son is related to the deformability of the mesh of the grid.
Dans le cas de la fabrication des grilles actuelles, cette rigidité est limitée par les connexions des fils verticaux et des anneaux horizontaux réalisées par soudure. La demande de brevet FR 09/06.017 fournit une solution par renforcement de la grille externe au moyen de filets hélicoïdaux formant une ou plusieurs spirales parallèles s'enroulant autour de ladite grille. In the case of the manufacture of current grids, this rigidity is limited by the connections of vertical wires and horizontal rings made by welding. The patent application FR 09 / 06.017 provides a solution by reinforcing the outer gate by means of helical threads forming one or more parallel spirals winding around said gate.
La solution décrite dans la présente invention consiste essentiellement en un découpage de la grille externe en un certain nombre de morceaux reliés entre eux par des liaisons de type standard, chaque morceau ayant une forme bien définie. Les avantages liés à l'invention sont notamment : 1) la possibilité de monter et de réparer la grille externe uniquement dans la zone 15 concernée par remplacement d'un ou plusieurs morceaux, 2) l'augmentation de la rigidité de la grille par rapport à une grille de même dimension en un seul tenant. Cet effet est illustré par l'exemple faisant partie de la présente demande. The solution described in the present invention consists essentially of cutting the outer gate into a number of pieces interconnected by standard type links, each piece having a well-defined shape. The advantages of the invention include: 1) the possibility of mounting and repairing the external grid only in the area 15 concerned by replacing one or more pieces, 2) increasing the rigidity of the grid relative to to a grid of the same size in one piece. This effect is illustrated by the example forming part of the present application.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES 20 La figure 1 est une vue schématique d'une unité à lit radial qui permet de situer l'emplacement de la grille objet de l'invention La figure 2 est une vue d'un module constituant la grille externe selon l'invention. La figure 3 est une vue d'un ensemble de modules selon l'invention, disposés en quinconce. SUMMARY DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a schematic view of a radial bed unit which makes it possible to locate the location of the grid object of the invention. FIG. 2 is a view of a module constituting the external grid according to FIG. 'invention. Figure 3 is a view of a set of modules according to the invention, arranged in staggered rows.
25 DESCRIPTION SOMMAIRE DE L'INVENTION La présente invention se définit comme un mode de constitution de la grille externe utilisée dans les réacteurs radiaux du type des réacteurs de réformage catalytique des essences ou d' isomérisation squelettale des coupes C5. La présente invention s'applique à tous les procédés faisant appel à un réacteur du type lit radial à écoulement de catalyseur en lit mobile. 30 Parmi ces procédés, on peut citer le procédé ethanol to ethylène (EtO), l'oligograquage des coupes oléfiniques pour produire du propylène / éthylène, la production d'ammoniaque, la déshydrogénation des paraffines et des aromatiques. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is defined as a mode of constitution of the outer gate used in radial reactors of the type of catalytic reforming gasoline reactors or skeletal isomerization of C5 cuts. The present invention is applicable to all processes utilizing a moving bed radial flow catalyst bed reactor. Among these methods, there is the ethanol to ethylene (EtO) process, the oligo-labeling of olefinic cuts to produce propylene / ethylene, the production of ammonia, the dehydrogenation of paraffins and aromatics.
La grille externe du réacteur à lit radial est divisée en modules parallélépipédiques sensiblement égaux, chaque module étant muni de bordures sensiblement perpendiculaires au plan du module, orientées vers l'intérieur du réacteur, et d'une largeur comprise entre 1 cm et 10 cm, et préférentiellement entre 1 et 5 cm. Ces bordures permettent la fixation des modules adjacents par boulonnage. D'autres possibilités de fixation des modules font partie des techniques connues de l'homme du métier, par soudure par points ou par utilisation de clavette par exemple. La présente invention n'est pas liée au mode de fixation des modules entre eux. Plus précisément, un réacteur en lit radial selon l'invention se compose d'une grille cylindrique externe de type grille Johnson, et d'une grille cylindrique interne sensiblement coaxiale à la grille externe, les deux grilles définissant entre elles un espace annulaire contenant le lit de catalyseur qui s'écoule par écoulement gravitaire, et permettant la traversée de la charge et des effluents réactionnels dans un sens sensiblement perpendiculaire à celui de l'écoulement du catalyseur. The external grid of the radial bed reactor is divided into substantially equal parallelepiped modules, each module being provided with edges substantially perpendicular to the plane of the module, oriented towards the inside of the reactor, and having a width of between 1 cm and 10 cm, and preferably between 1 and 5 cm. These borders allow the attachment of adjacent modules by bolting. Other possibilities for fixing the modules are part of the techniques known to those skilled in the art, for example by spot welding or using a key. The present invention is not related to the mode of attachment of the modules together. More specifically, a radial bed reactor according to the invention consists of an outer cylindrical grid of Johnson gate type, and an inner cylindrical grid substantially coaxial with the outer gate, the two gates defining between them an annular space containing the catalyst bed that flows by gravity flow, and allowing the flow of the charge and the reaction effluents through a direction substantially perpendicular to that of the flow of the catalyst.
Dans un réacteur à lit radial selon la présente invention, la grille externe est divisée en modules sensiblement égaux assemblés par boulonnage, ou par un système de clavettes, ou par soudure par points. Chaque module a une forme d'arc parallélépipédique avec une hauteur H comprise entre 1/20 et 1/2 fois la hauteur du réacteur, et préférentiellement compris entre 1/15 et 1/3 fois la 20 hauteur du réacteur. Le côté d'un module a une forme d'arc de cercle, et sa longueur est définie en terme d'angle a. Étant donné le rayon R de la grille externe, le côté d'un module d'angle a a donc pour longueur R*a. Le rayon R de la grille est sensiblement égal au diamètre du réacteur divisé par 2. 25 L'angle a est compris entre 20° et 90°, et préférentiellement compris entre 20° et 60°. La hauteur du réacteur est généralement comprise entre 2 et 15 mètres, et le diamètre du réacteur est généralement compris entre 1 et 10 mètres. La liaison entre deux modules adjacents au sens de deux modules consécutifs d'une même rangée ou de deux modules superposés ou partiellement superposés (dans le montage en 30 quinconce), peut être réalisée par boulonnage, ou par un système de clavette, ou par soudure par point. In a radial bed reactor according to the present invention, the outer gate is divided into substantially equal modules assembled by bolting, or by a key system, or by spot welding. Each module has a parallelepipedal arc shape with a height H of between 1/20 and 1/2 times the height of the reactor, and preferably between 1/15 and 1/3 times the height of the reactor. The side of a module has an arc shape, and its length is defined in terms of angle a. Given the radius R of the external grid, the side of an angle module a therefore has the length R * a. The radius R of the gate is substantially equal to the reactor diameter divided by 2. The angle a is between 20 ° and 90 °, and preferably between 20 ° and 60 °. The height of the reactor is generally between 2 and 15 meters, and the reactor diameter is generally between 1 and 10 meters. The connection between two adjacent modules in the sense of two consecutive modules of the same row or of two superimposed or partially superimposed modules (in the staggered arrangement), can be made by bolting, or by a key system, or by welding by point.
Le mode d'assemblage des modules adjacents n'est pas une caractéristique distinctive de l'invention, et l'assemblage entre modules adjacents peut être réalisé par tout procédé connu de l'homme du métier. The method of assembling the adjacent modules is not a distinctive feature of the invention, and the assembly between adjacent modules can be achieved by any method known to those skilled in the art.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 montre un schéma classique d'une unité de reformage à lit radial comprenant: (1) : une virole ou enveloppe externe du réacteur (2) : la grille interne attenante au collecteur central (5) (3) : la grille externe (4) : une tubulure d'arrivée gaz (5) : le collecteur central des effluents réactionnels DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 shows a conventional diagram of a radial bed reforming unit comprising: (1): a shell or outer shell of the reactor (2): the internal grid adjacent to the central collector (5) ( 3): the external grid (4): a gas inlet pipe (5): the central collector of the reaction effluents
Cette disposition des éléments notés (1) à (5) est selon l'art antérieur, l'invention portant sur la constitution des grilles (2) ou (3), et plus particulièrement sur la constitution de la grille 15 externe (3). La description qui suit concerne un module constitutif de la grille externe et s'appuie sur la figure 2. Un module est constitué d'un morceau de grille Johnson. Une grille Johnson est constituée par une série de fils verticaux (7) et d'anneaux horizontaux (8) formant une maille rectangulaire. 20 Les fils verticaux (7) sont séparés d'une distance horizontale comprise généralement entre 0,1 et 5 mm pour les procédés de reformage catalytique. De façon générale, la distance entre fils verticaux est inférieure au diamètre équivalent du catalyseur divisé par 2. Les fils verticaux sont maintenus solidaires par un ensemble d'anneaux horizontaux (8) séparés d'une distance verticale (d) comprise entre 5 mm et 200 mm, et préférentiellement 25 comprise entre 10 mm et 100 mm. Les fils verticaux définissent des interstices d'une largeur comprise entre 1 et 2 mm. Un module consiste donc en un morceau de grille Johnson bordé sur ses 4 côtés par des bordures sensiblement perpendiculaires au plan dudit morceau, et orientées vers l'intérieur du réacteur, ces quatre bordures formant une sorte de cadre rigidifiant. 30 Dans une version préférée du réacteur selon la présente invention, chaque module a une hauteur comprise entre 1/15 et 1/3 fois la hauteur du réacteur, et un côté de longueur D/2*a, avec a compris entre 20° et 60°, D désignant le diamètre du réacteur. De manière générale, les modules constituant la grille externe se répartissent en plusieurs 5 rangées notées de bas en haut de 1 à N, deux rangées successives, notées I et I+1, étant préférentiellement disposées en quinconce. De manière générale, la liaison entre deux modules adjacents est réalisée par boulonnage, par un système de clavette, ou par soudure par points. Préférentiellement elle est réalisée par boulonnage. 10 Les bordures horizontales et verticales d'un module ont une épaisseur comprise entre 1 et 10 cm, et préférentiellement comprises entre 1 et 5 cm. Préférentiellement les bordures horizontales d'un module sont inclinées vers le bas d'un angle S par rapport à l'horizontale compris entre 0 et 45°. Les bordures horizontales (6) peuvent éventuellement être plus petites que les bordures 15 verticales (6') pour minimiser la formation de talus de solide reposant sur les bordures horizontales. Le réacteur selon la présente invention peut s'appliquer à tout procédé faisant appel à la technologie des lits radiaux à écoulement croisé de la charge et des effluents réactionnels. A titre d'exemple, on peut citer comme procédés susceptibles de mettre en application le 20 réacteur selon la présente invention, les procédés suivants: reforming régénératif des essences, isomérisation squelettale, métathèse, oligocraquage, déshydrogénation des paraffines, déshydrogénation des aromatiques et production d'ammoniaque. Des orifices (9) sont aménagés le long des bordures horizontales et verticales pour permettre leur assemblage, soit par boulonnage, soit par un système de clavette. Les modules peuvent 25 également être assemblés par soudure par point. Les modules sont généralement assemblés par rangée, c'est à dire que la première rangée située en bas du réacteur est constituée de N modules assemblés par leurs bordures verticales (6'). La seconde rangée est située au dessus de la première rangée et les modules de cette seconde rangée peuvent être, soit alignés avec ceux de la première rangée, soit décalés d'un 30 demi module de manière à réaliser un montage en quinconce. Préférentiellement, c'est le montage en quinconce qui est utilisé, comme montré sur la figure 3. This arrangement of elements noted (1) to (5) is according to the prior art, the invention relates to the constitution of the grids (2) or (3), and more particularly to the constitution of the external grid (3) . The following description relates to a constituent module of the external grid and is based on Figure 2. A module consists of a Johnson grid piece. A Johnson grid consists of a series of vertical wires (7) and horizontal rings (8) forming a rectangular mesh. The vertical wires (7) are separated by a horizontal distance generally between 0.1 and 5 mm for the catalytic reforming processes. In general, the distance between vertical wires is less than the equivalent diameter of the catalyst divided by 2. The vertical wires are held together by a set of horizontal rings (8) separated by a vertical distance (d) of between 5 mm and 200 mm, and preferably between 10 mm and 100 mm. The vertical wires define gaps with a width of between 1 and 2 mm. A module therefore consists of a piece of Johnson grid bordered on its four sides by edges substantially perpendicular to the plane of said piece, and oriented towards the inside of the reactor, these four edges forming a kind of stiffening frame. In a preferred version of the reactor according to the present invention, each module has a height between 1/15 and 1/3 times the height of the reactor, and a side of length D / 2 * a, with a between 20 ° and 60 °, D denoting the diameter of the reactor. In general, the modules constituting the external grid are divided into several rows noted from bottom to top of 1 to N, two successive rows, denoted I and I + 1, preferably being arranged in staggered rows. In general, the connection between two adjacent modules is made by bolting, by a key system, or by spot welding. Preferably it is made by bolting. The horizontal and vertical borders of a module have a thickness of between 1 and 10 cm, and preferably between 1 and 5 cm. Preferably, the horizontal edges of a module are inclined downwards by an angle S with respect to the horizontal between 0 and 45 °. The horizontal borders (6) may possibly be smaller than the vertical borders (6 ') to minimize the formation of solid slopes lying on the horizontal edges. The reactor according to the present invention can be applied to any process using the cross flow radial bed technology of the feedstock and the reaction effluents. By way of example, the following methods may be mentioned as processes that may be used to apply the reactor according to the present invention: regenerative reforming of gasolines, skeletal isomerization, metathesis, oligocracking, dehydrogenation of paraffins, dehydrogenation of aromatics and production of 'ammonia. Orifices (9) are arranged along the horizontal and vertical edges to allow their assembly, either by bolting or by a key system. The modules can also be assembled by spot welding. The modules are generally assembled in rows, that is to say that the first row located at the bottom of the reactor consists of N modules assembled by their vertical edges (6 '). The second row is located above the first row and the modules of this second row may be either aligned with those of the first row or offset by half a module to provide a staggered arrangement. Preferably, it is the staggered assembly which is used, as shown in FIG.
EXEMPLE SELON L'INVENTION Le présent exemple compare un cas 1 de référence et deux cas selon l'invention. Le cas 1 de référence correspondant à l'art antérieur constitué d'un réacteur de reformage catalytique avec une grille externe de diamètre 2500 mm et de hauteur 8000 mm, et un collecteur central de 900 mm de diamètre. Le débit de charge essence à traiter est de 90 tonnes/heure. Les deux autres cas sont selon l'invention: - cas 2: grille externe construite à partir de 40 modules unitaires de dimension côté = 0,785 m, hauteur = 2 mètres - cas 3 : grille externe construite à partir de 44 modules unitaires de dimension côté = 1,96 mètre, hauteur = 0,727 mètre. Les bordures horizontales et verticales de chaque module ont toutes 5 cm de largeur. Les caractéristiques géométriques principales du réacteur sont données dans le tableau ci dessous : Diamètre virole (mm) 3000 Diamètre extérieur grille (mm) 2500 Diamètre pipe entrée (mm) 800 Distance entrée - collecteur (mm) 3000 Distance virole - collecteur (mm) 1000 Hauteur grille extérieure (mm) 8000 Diamètre virole (mm) 3000 Tableau 1 Cas étudié 1 2 3 Nombre total découpes radial (-) 1 10 4 Nombre total découpes hauteur (-) 1 4 11 Nombre total morceaux (-) 1 40 44 Arc grille unitaire (mm) 7854 785,4 1963 Angle a correspondant (deg) 36 90 Hauteur module unitaire (mm) 8000 2000 727 Rapport hauteur module/reac. (-) 1 1/4 1/11 Résistance comparée (-) Base 1 1,24 1,15 Tableau 2 Pour chaque configuration, la structure globale du réacteur est considérée comme étant celle d'un cylindre orthotrope caractérisé par un module de Young pour chaque direction principale (vertical El et horizontale E2). EXAMPLE ACCORDING TO THE INVENTION The present example compares a reference case 1 and two cases according to the invention. The reference case 1 corresponding to the prior art consists of a catalytic reforming reactor with an external grid of diameter 2500 mm and height 8000 mm, and a central collector 900 mm in diameter. The gasoline feed rate to be treated is 90 tonnes / hour. The other two cases are according to the invention: - case 2: external grid constructed from 40 unit modules of side dimension = 0.785 m, height = 2 meters - case 3: external grid constructed from 44 unit modules of side dimension = 1.96 meters, height = 0.727 meters. The horizontal and vertical borders of each module are all 5 cm wide. The main geometric characteristics of the reactor are given in the table below: Ferrule diameter (mm) 3000 Outside diameter grid (mm) 2500 Inlet pipe diameter (mm) 800 Inlet distance - manifold (mm) 3000 Ferrule distance - manifold (mm) 1000 External grid height (mm) 8000 Ferrule diameter (mm) 3000 Table 1 Case study 1 2 3 Total number of radial cuts (-) 1 10 4 Total number of cut-outs height (-) 1 4 11 Total number of pieces (-) 1 40 44 Arc unit grid (mm) 7854 785.4 1963 Angle corresponding to (deg) 36 90 Unit unit height (mm) 8000 2000 727 Ratio module height / reac. (-) 1 1/4 1/11 Compared resistance (-) Base 1 1.24 1.15 Table 2 For each configuration, the overall structure of the reactor is considered to be that of an orthotropic cylinder characterized by a Young's modulus for each main direction (vertical El and horizontal E2).
Le degré d'orthotropie est défini par le ratio entre l'épaisseur équivalente egXz dans un plan horizontale (définie par la section des fils et des renforts verticales), et l'épaisseur équivalente egxy dans un plan vertical (définie par la section des anneaux et des renforts horizontaux). La solution de renfort sera optimisée si le facteur (3 est proche de 1. eey XZ eey XY The degree of orthotropy is defined by the ratio between the equivalent thickness egXz in a horizontal plane (defined by the section of the wires and vertical reinforcements), and the equivalent thickness egxy in a vertical plane (defined by the section of the rings and horizontal reinforcements). The reinforcement solution will be optimized if the factor (3 is close to 1. eey XZ eey XY
La contrainte critique de flambement de la structure est définie par la relation: rl-El giz 6CR .3.(1-vz) avec les paramètres matériaux suivants: The critical stress of buckling of the structure is defined by the relation: rl-El giz 6CR .3. (1-vz) with the following material parameters:
E1, module de Young, u, coefficient de Poisson, E1, Young's modulus, u, Poisson's ratio,
g12, facteur de pénalité sur le matériau orthotrope g12, penalty factor on the orthotropic material
15 et avec un paramètre lié à la géométrie de la structure, ri, facteur d'élancement. La comparaison entre la contrainte réelle et la contrainte critique 6CR permet d'estimer un gain en résistance. 15 and with a parameter related to the geometry of the structure, ri, slenderness factor. The comparison between the real stress and the critical stress 6CR makes it possible to estimate a gain in resistance.
Les configurations en grilles par morceaux selon l'invention (cas 2 et 3) permettent respectivement de gagner 24% et 15% sur l'augmentation de la charge verticale possible par 20 rapport à la solution d'une grille externe en un seul morceau.10 The piece grid configurations according to the invention (cases 2 and 3) respectively make it possible to gain 24% and 15% over the increase of the possible vertical load compared to the solution of an external grid in one piece. 10
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