FR3015910A1 - Reacteur catalytique a flux radial comportant un systeme collecteur interne - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un réacteur catalytique à flux radial dont le système collecteur filtrant interne (10, 10') comprend un media filtrant à l'égard du catalyseur, associé à un dispositif collecteur diffuseur d'un fluide sortant dudit media filtrant vers l'espace annulaire central du réacteur, ledit dispositif comportant une tôle cannelée (12, 5) fermée sur elle-même, disposée autour de l'axe central longitudinal dudit réacteur, cette tôle cannelée présentant une paroi à plis formant des canaux longitudinaux, chacun desdits canaux étant limité par deux plis consécutifs de ladite tôle qui forment les parois latérales dudit canal, les extrémités longitudinales dudit système collecteur filtrant étant fermées de manière étanche au fluide et la paroi de fond longitudinale de chaque canal de la tôle cannelée comportant des ouvertures diffusant le fluide sortant vers l'espace annulaire central du réacteur. Avantageusement le réacteur comprend en outre une couverture mobile en translation longitudinale (7, 7') en contact avec la surface libre du lit catalytique.

Description

L'invention concerne le domaine des réacteurs catalytiques à flux radial comportant un système collecteur filtrant interne, qui est filtrant à l'égard du catalyseur, et qui collecte le fluide traité dans le lit de catalyseur et le diffuse dans l'espace interne du réacteur. Elle concerne plus particulièrement le dispositif collecteur dudit système qui collecte le fluide ayant traversé radialement le lit catalytique et le diffuse vers des moyens de sortie du réacteur ou vers un autre lit catalytique, ce dispositif étant associé à un media filtrant à l'égard des particules de catalyseur.

L'invention concerne plus particulièrement les réacteurs catalytiques à flux radial qui comprennent usuellement un lit radial de particules solides de catalyseur, à l'intérieur d'une cuve classiquement de forme cylindrique. Classiquement, les particules de catalyseur sont emprisonnées dans l'espace annulaire de la cuve délimité extérieurement par un système de rétention externe, appelé panier externe, et intérieurement par un collecteur central filtrant interne formé d'un panier filtrant interne associé à un tube collecteur. L'invention s'applique notamment aux réacteurs mettant en oeuvre les procédés catalytiques de conversion d'hydrocarbures, dans le domaine pétrolier, notamment pour le reformage ou le craquage d'hydrocarbures, ou encore aux convertisseurs d'ammoniac dans lesquels un mélange d'azote et d'hydrogène est converti catalytiquement en ammoniac.

Les réacteurs à lits catalytiques posent un problème de coût car ils nécessitent des matériaux de fortes épaisseurs. En particulier, le collecteur central filtrant interne est soumis à une force d'écrasement importante. Il est classiquement constitué d'un tube en tôle perforé disposé autour de l'axe longitudinal de la cuve, ledit tube étant sur sa face en contact avec le catalyseur recouvert d'un media filtrant retenant les particules du lit catalytique. Le tube perforé laisse passer le flux radial du fluide traité provenant du lit catalytique pour le diffuser vers l'espace interne de la cuve, ledit flux étant ensuite dirigé vers des moyens de sortie de la cuve ou vers un autre lit catalytique. Ledit tube perforé est soumis à de forte pressions et doit donc être d'une grande épaisseur pour y résister. De ce fait un tel système interne est à la fois lourd et cher ; par exemple les perforations du tube perforé doivent être réalisées par fraisage car un simple poinçonnage n'est pas possible dans des tôles d'aussi fortes épaisseurs. De plus, l'espace annulaire au-dessus des particules de catalyseur d'un lit catalytique est classiquement rempli de plusieurs couches de billes en général en céramique. Ces billes sont déposées sur la surface des particules de catalyseur pour garder cette surface supérieure uniforme et plate grâce au poids des billes lorsque le réacteur est en opération. En effet, les turbulences liées au fluide qui traversent le lit catalytique secouent les particules de catalyseur et créent ainsi des vagues en surface qui perturbent la mise en contact direct du fluide à traiter avec lesdites particules, et gênent ainsi le bon déroulement de la réaction catalytique. Au-dessus de ces billes, se trouve généralement un espace libre permettant la dilatation thermique du lit catalytique, puis l'espace annulaire est fermé par une couverture métallique fixe. Toutefois, les couches de billes céramiques n'ont pas toujours une efficacité suffisante pour éviter la création des vagues à la surface du catalyseur du fait qu'il y a un espace libre nécessaire pour la dilatation. D'autre part, lorsqu'on vide les particules de catalyseur pour régénérer ou remplacer le catalyseur, les billes de céramique sont complètement mélangées avec les particules de catalyseur et cela impose un tamisage de tout le catalyseur, ce qui évidemment rallonge le temps de traitement et d'intervention sur le réacteur. L'invention vise à fournir un réacteur à lit catalytique à flux radial optimisé dans son fonctionnement.

A cette fin, l'invention propose un réacteur à lit catalytique à flux radial comprenant un lit catalytique dont les particules de catalyseur sont retenues entre un système de rétention externe et un système collecteur filtrant interne qui laissent passer un fluide, en particulier gazeux, dans lequel ledit système collecteur filtrant interne comprend un media filtrant en contact avec le catalyseur et associé à un dispositif collecteur diffuseur de l'effluent sortant du lit catalytique vers l'espace annulaire central de la cuve du réacteur, ledit dispositif étant fait d'une tôle cannelée fermée sur elle-même, disposée contre la paroi intérieure dudit media filtrant, cette tôle cannelée présentant une paroi à plis formant des canaux longitudinaux. Chacun desdits canaux est délimité par deux plis consécutifs de ladite tôle qui forment les parois latérales longitudinales dudit canal. Les extrémités longitudinales dudit système collecteur filtrant sont fermées de manière étanche au io fluide. La paroi de fond longitudinale de chaque canal de la tôle cannelée comporte des ouvertures pour laisser s'échapper ledit effluent sortant vers l'espace annulaire central du réacteur. Le maillage du media filtrant est conçu pour que les particules de catalyseur soient retenues dans le lit catalytique. 15 Le système collecteur est de forme cylindrique, notamment la tôle cannelée est fermée sur elle-même, disposée autour de l'axe longitudinal de la cuve du réacteur. Selon un cas particulier de l'invention, les ouvertures de la tôle cannelée sont des perforations réparties dans la paroi de fond 20 longitudinale de chaque canal. Les perforations sont réalisées en fonction de la surface ouverte nécessaire pour le procédé dans lequel le système collecteur interne va être utilisé. La partie longitudinale totalement ouverte des canaux longitudinaux est orientée vers le media filtrant, la paroi de fond longitudinale de 25 chacun desdits canaux étant dirigée vers l'intérieur de la cuve (en direction de l'axe central longitudinal de la cuve). De préférence le media filtrant est un tamis appelé crépine formée classiquement de fils métalliques profilés en V soudés par fusion sur des barres métalliques profilés en V. L'espacement entre 30 les fils est inférieur à la taille des particules de catalyseur, afin que lesdites particules soient retenues dans l'espace dédié au lit catalytique. Un tel media filtrant est très résistant mécaniquement. On peut utiliser une toile ou tout autre tamis filtrant convenant à l'application spécifique du réacteur.

Selon l'invention, le système collecteur filtrant interne est réalisé de manière à ce que ses extrémités longitudinales, soient obstruées pour que le fluide ne s'échappe pas par ces dites extrémités et puisse être canalisé et diffusé par le dispositif collecteur diffuseur. Le système collecteur filtrant est généralement disposé verticalement dans une cuve de réacteur verticale, ce sont donc l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure qui sont obstruées. Selon ce cas particulier, le flux de fluide qui traverse le lit catalytique radialement, passe ensuite à travers le media filtrant puis à travers les ouvertures du dispositif collecteur diffuseur qui le distribue uniformément vers l'espace central de la cuve où il est ensuite dirigé soit directement vers la sortie du réacteur, soit vers un autre lit catalytique. Par exemple, la partie supérieure du système collecteur filtrant peut être fermée par un anneau plat étanche au gaz. Par exemple la partie inférieure peut être refermée par des anneaux dont un anneau usiné de façon à ce que deux gorges reçoivent une étanchéité assurant l'obturation. Le système collecteur filtrant repose de préférence dans la cuve sur un anneau support disposé en la base de la cuve du réacteur, la partie inférieure dudit système collecteur filtrant étant alors fermée par un anneau usiné de façon à ce que deux gorges reçoivent une étanchéité entre ledit anneau support et l'extérieur dudit anneau usiné. Le système collecteur filtrant est fixé dans la cuve du réacteur de manière à ce qu'il puisse permettre une certaine dilatation en fonction de la température qui règne dans le réacteur. Selon un autre cas particulier, notamment dans le cas d'un réacteur catalytique formant un convertisseur d'ammoniac, le système collecteur comporte une tôle cannelée qui présentent des ouvertures sous forme de découpes dans la paroi des canaux longitudinaux présentes uniquement en l'extrémité supérieure de chaque canal, ces découpes formant des fenêtres en haut de chaque canal qui laissent s'échapper l'effluent vers le centre de la cuve. Ces découpes sont faites en partie supérieure de la paroi du canal, dans la mesure où le convertisseur est vertical et le système collecteur est disposé verticalement dans le réacteur. Dans ce cas, une tôle perforée intermédiaire de faible épaisseur est insérée entre la tôle cannelée et le media filtrant, media en contact avec les particules de catalyseur du lit catalytique considéré. Cette tôle perforée intermédiaire assure la diffusion homogène de l'effluent de fluide et peut servir par ailleurs de support audit media filtrant. Ce dispositif collecteur diffuseur permet de collecter l'effluent de fluide pour le canaliser en partie supérieure dudit dispositif et le laisser sortir par les ouvertures en haut de la tôle cannelée pour qu'il traverse de haut en bas un éventuel échangeur thermique prévu dans l'espace annulaire central du réacteur, ou soit dirigé directement vers l'espace annulaire central du réacteur.

Un système collecteur filtrant interne selon l'invention formé d'un media filtrant associé à un dispositif collecteur diffuseur d'un effluent sous forme d'une tôle cannelée présente l'avantage d'apporter une résistance mécanique important tout en étant d'un poids faible. Un tel système collecteur interne est de plus relativement peu onéreux. Dans le réacteur, le système de rétention externe du lit catalytique peut être un panier filtrant intérieur connu en soi pour un réacteur catalytique. Un tel media peut par exemple être composé d'une crépine en fils et d'une tôle perforée qui assure la diffusion homogène d'un effluent le traversant. L'invention concerne aussi le système collecteur filtrant interne d'un réacteur catalytique à flux radial qui vient d'être décrit. Selon l'invention, on prévoit en outre que ledit réacteur comporte une couverture mobile en translation longitudinale (suivant l'axe central longitudinal de la cuve), installée en partie supérieure de l'espace annulaire occupé par le lit catalytique afin d'optimiser le réacteur catalytique. Cette couverture mobile, appelée aussi couverture flottante dans la suite de la description, assure le maintien uniforme de la surface libre (surface supérieure pour un lit dans un réacteur vertical) des particules de catalyseur tout en permettant une dilatation thermique dans cet espace. Selon l'invention, la couverture flottante est en appui sur la face supérieure des particules de catalyseur d'un lit catalytique donné et suit les mouvements de translation verticale des particules de catalyseur provoqués lors du fonctionnement du réacteur.

De préférence, la couverture flottante comprend une plaque de couverture, qui vient en appui sur la face supérieure des particules de catalyseur, rendue mobile en translation, fixée à une enveloppe externe et une enveloppe interne reliées entre elles, chacune desdites enveloppes étant associée à des organes de guidage externes et internes de ladite plaque de couverture. Ces enveloppes sont de préférence cylindriques et disposées concentriques autour de l'axe central longitudinal de la cuve de réacteur. L'enveloppe externe est disposée au niveau du bord externe du lit catalytique et l'enveloppe interne au niveau du bord interne dudit lit. De préférence chaque organe de guidage externe comprend un ressort associé à un piston fixé à la plaque de couverture, et est lié latéralement à l'enveloppe externe. De préférence aussi chaque organe de guidage interne comprend un piston fixé à la plaque de couverture, et est lié latéralement à l'enveloppe interne. Les organes de guidage externes et internes permettent le mouvement de va-et-vient longitudinal de la plaque de couverture pour suivre le mouvement des particules de catalyseur à la surface 20 du lit catalytique. Ces enveloppes internes et externes comportent chacune en leur partie dirigée vers le lit catalytique (partie inférieure) des butées d'arrêt de la plaque de couverture afin de maintenir ladite plaque dans la partie supérieure du lit catalytique. 25 L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en faisant référence aux figures 1 à 9 dans lesquelles : - la figure 1 illustre suivant une vue en coupe transversale un 30 réacteur à lit catalytique comprenant un système collecteur filtrant interne selon l'invention; - la figure 2 représente une vue partielle schématique en coupe longitudinale d'un réacteur à lit catalytique comprenant un système collecteur filtrant interne selon l'invention; - la figure 3 représente une vue partielle schématique en coupe transversale, d'un système collecteur filtrant interne d'un réacteur catalytique selon l'invention, de type convertisseur d'ammoniac ; - la figure 4 représente schématiquement une vue en 5 perspective partielle et en écorché du système collecteur filtrant représenté en figure 3 ; - la figure 5 illustre une variante d'un système collecteur filtrant interne d'un réacteur à lit catalytique selon l'invention, en vue partielle suivant une coupe transversale; 10 - la figure 6 représente schématiquement, en coupe longitudinale partielle, une vue d'un réacteur à lit catalytique comprenant une couverture mobile en translation conformément à l'invention ; - la figure 7 représente schématiquement, en coupe 15 longitudinale partielle, une vue d'un réacteur à lit catalytique comprenant une variante d'une couverture mobile en translation conformément à l'invention ; - la figure 8 représente schématiquement, en vue de dessus, une couverture mobile en translation conformément à l'invention ; 20 - la figure 9 représente schématiquement, en coupe longitudinale, un réacteur catalytique comportant un collecteur filtrant interne et une couverture mobile en translation conformément à l'invention. La figure 1 illustre schématiquement un réacteur catalytique 25 de type vertical vu en coupe transversale qui comporte une cuve R, qui peut être à double ou simple paroi, un lit catalytique L comprenant les particules de catalyseur qui sont maintenues enfermées entre un panier filtrant externe 2 et un système collecteur filtrant interne 1 formé d'un média filtrant 10 associé à un dispositif 30 collecteur diffuseur (11, 12) du fluide traversant le lit catalytique. Sur cette figure 1 est également représenté un échangeur de chaleur 6 formé de tubes situé dans l'espace annulaire central du réacteur. Selon cet exemple, le réacteur catalytique est un réacteur vertical ayant une cuve R de forme cylindrique contenant un lit catalytique radial L destiné à traiter un fluide, par exemple un mélange de gaz. Le fluide est admis dans le lit catalytique par le panier filtrant externe 2 et traverse radialement le lit de particules de catalyseur C jusqu'au media filtrant 10 du système collecteur filtrant interne qui collecte par son dispositif collecteur 12 le fluide sortant et le diffuse vers l'espace central du réacteur, soit vers des moyens de sortie de la cuve soit vers un autre lit catalytique, après l'avoir dirigé comme selon cet exemple à travers l'échangeur de chaleur 6 présent dans l'espace central du réacteur.

Un système collecteur filtrant interne 1 est représenté en vue partielle sur les figures 3 et 4 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Un autre mode de réalisation d'un système collecteur filtrant interne selon l'invention est représenté en vue partielle à la figure 5.

La figure 2 représente schématiquement en vue partielle selon un plan de coupe longitudinale le fonctionnement du dispositif filtrant interne du réacteur. Selon cette figure, un fluide qui a traversé le lit catalytique pour réagir avec les particules de catalyseur C, sort du lit catalytique à travers le média filtrant 10, qui peut être par exemple une crépine associée à une tôle perforée de diffusion du fluide, pour arriver dans le dispositif collecteur diffuseur 12 qui canalise et diffuse le fluide sortant vers l'espace annulaire central 4 du réacteur. Le fluide dans l'espace annulaire sera ensuite dirigé vers un autre lit catalytique disposé en général en-dessous du lit catalytique qui vient d'être traversé, ou selon les conditions du procédé directement vers les moyens de sortie du réacteur. Selon l'invention, le dispositif collecteur diffuseur (11, 12) associé au média filtrant interne 10 du réacteur se présente sous forme d'une tôle cannelée 12 dont les canaux 121, 122, permettent la conduction de l'effluent de fluide. Comme illustré sur les figures 3 et 4, la figure 3 représentant le système interne en coupe transversale partielle et la figure 4 le représentant en perspective partiellement, ledit système collecteur filtrant comprend un tamis cylindrique 10 à l'intérieur duquel est disposée une tôle cannelée 12.

Une tôle perforée 11, comprenant des perforations 110, est interposée entre le tamis 10 et ladite tôle cannelée 12. Cette tôle perforée 11 permet une diffusion homogène du fluide. La tôle cannelée 12 est fermée sur elle-même, cylindrique, disposée autour de la partie centrale du réacteur, suivant l'axe central longitudinal de la cuve R. Cette tôle cannelée 12 comprend des canaux longitudinaux 121 et 122, chaque canal étant délimité par deux plis consécutifs de ladite tôle cannelée 12, comme illustré sur les figures, les plis P1 et P2 délimitant le canal 121 et les plis P2 et P3 délimitant le canal 122. La paroi de fond longitudinale de chaque canal est formée par la partie de tôle présente entre deux parties plissées. Par exemple comme illustré sur les figures 3 ou 4, le canal longitudinal 121 est formé par les parois latérales 1212 et 1213 et la paroi de fond longitudinale 1211 par la partie non plissée entre lesdites parois latérales, la partie totalement ouverte du canal étant par ailleurs orientée vers la tôle perforée 11. Selon cet exemple, comme représenté en figure 4, chaque canal longitudinal de la tôle cannelée 12 comporte une découpe 1210, 1220 respectivement des canaux 121 et 122, faite en partie supérieure de la tôle cannelée 12, comme visible aussi sur la figure 2. Le fluide sortant du lit catalytique selon les flèches représentées sur cette figure 2 est canalisé dans chaque canal longitudinal 121 et remonte pour ensuite s'échapper par la découpe 1210 vers l'espace central de la cuve du réacteur. Selon cet exemple non limitatif, le tamis 10 dudit système 25 collecteur filtrant est classiquement une crépine, formée de fils F soudés sur des barres B selon un espacement entre les fils empêchant le passage des particules de catalyseur. La figure 5 illustre une vue partielle d'un autre mode de réalisation d'un système collecteur filtrant interne d'un réacteur 30 catalytique selon l'invention, en coupe transversale. Selon cet exemple, par rapport à la variante de la figure 3 et 4, il n'y a pas de tôle perforée interposée entre la crépine et la tôle cannelée du dispositif collecteur, la diffusion homogène du fluide sortant du lit catalytique étant assurée par des perforations 35 faites directement dans la paroi de fond longitudinale des canaux de la tôle cannelée 5. Les canaux tels que les canaux 50, 51 ou 52 illustrés sur cette figure 5, présentent chacun respectivement des perforations 501, 511, 521 faites dans la paroi de fond longitudinale du canal, respectivement 500, 510, 520. Selon cet exemple, le fluide 5 qui a traversé le lit catalytique, après avoir traversé le média filtrant 10', est conduit et diffusé vers l'espace central annulaire du réacteur considéré. Il est en effet selon certains cas inutile de prévoir une conduction de l'effluent gazeux en partie supérieure dudit dispositif, dans la mesure où par exemple un échange de chaleur n'est pas 10 nécessaire dans le procédé envisagé. Selon cet exemple de réalisation, le média filtrant 10' est une crépine faite de fils F' soudés sur des barres B',. De manière générale, quelle que soit la variante du système collecteur filtrant interne envisagée, ses extrémités 15 supérieure et inférieure sont obstruées pour faire obstacle au passage du fluide. Comme représenté sur la figure 4, la partie inférieure du système comprend par exemple un anneau vertical 30 usiné de façon à avoir des gorges pour recevoir des moyens d'étanchéité qui assurent l'obturation de l'espace entre le diamètre 20 intérieur d'un anneau support 9 (visible sur la figure 9) qui est soudé sur le fond du réacteur et la partie extérieure dudit anneau usiné. L'anneau usiné ainsi que la tôle cannelée sont soudés sur une bride plate 31 pour fermer complètement le fond du système collecteur filtrant interne. La partie supérieure du système peut être fermée par 25 un anneau plat 3 comme représenté sur la figure 4. Selon l'invention, le système collecteur filtrant interne représenté sur les figures 2, 3 et 4 est plus particulièrement adapté à un convertisseur d'ammoniac qui nécessite que le fluide traité, un mélange gazeux d'azote et d'hydrogène, remonte en partie 30 supérieure de la zone catalytique considérée pour qu'il traverse ensuite de haut en bas un échangeur de chaleur ou qu'il échange également de la chaleur avec une canalisation interne par exemple, dans la mesure où les températures pour ce type de convertisseur sont très élevées. 35 Selon l'invention, le système collecteur filtrant interne représenté sur la figure 5 convient plus particulièrement aux réacteurs mettant en oeuvre les procédés catalytiques de conversion d'hydrocarbures, dans le domaine pétrolier, notamment pour le reformage ou le craquage d'hydrocarbures.

Un tel système collecteur filtrant interne d'un réacteur catalytique dont le dispositif collecteur comporte une tôle cannelée est particulièrement avantageux car il est relativement léger tout en étant très résistant du fait de sa configuration plissée. Un tel système permet de diminuer la quantité de matière nécessaire à la fabrication d'un réacteur. La tôle perforée utilisée dans certaines variantes du système, entre le média filtrant et la tôle cannelée, est par ailleurs de faible épaisseur. Les figures 6 et 7 illustrent partiellement et schématiquement, en coupe longitudinale, la partie supérieure d'un lit catalytique d'un réacteur catalytique selon l'invention équipé d'une couverture mobile en translation longitudinale, installée en partie supérieure du lit catalytique. Comme illustré sur la figure 6, la couverture mobile en translation verticale 7 comprend une plaque de couverture 70 reposant directement sur la surface supérieure des particules du catalyseur C. Ladite couverture flottante 7 a pour but de maintenir la surface du catalyseur de manière uniforme lorsque la dilation du lit catalytique thermique ou les courants de convection induits par le fluide traversant tendent à faire bouger cette surface, cette couverture flottante étant conçue de manière à pouvoir suivre le mouvement de la surface du lit catalytique lorsque que ce lit s'expanse en translation par déplacement des particules de catalyseur. La couverture flottante 7 comprend une enveloppe externe 72 et d'une enveloppe interne 71, cylindriques, disposées de manière concentrique par rapport à l'axe central longitudinal de la cuve de réacteur, comme visible sur la figure 9 représentant schématiquement un réacteur équipé d'une couverture mobile similaire. Selon cet exemple, chaque enveloppe comporte en sa partie inférieure des butées d'arrêt de la plaque de couverture 70, telles que les butées 710 et 720 représentées sur la figure 6. Les butées arrêtent ladite plaque de couverture jusqu'à une position basse déterminée selon la hauteur minimale du lit catalytique, quand le lit catalytique n'est pas dilaté. Ces deux enveloppes interne 71 et externe 72 sont connectées entre elles par des poutres telle que la poutre 712 représentée sur la figure 6. La couverture flottante comprend des organes de guidage en translation de la plaque de couverture 70, externes et internes, tels que l'organe externe 80 représenté sur la figure 6 et l'organe interne 81. Selon un exemple particulier, à io l'enveloppe externe 72 sont fixés six organes de guidage externes, et à l'enveloppe intérieure 71 quatre organes de guidage internes, comme visible sur la figure 8. Chaque organe de guidage externe comprend un carter de protection 800 à l'intérieur duquel se trouve un ressort 801 associé à un piston 802 fixé à la plaque de 15 couverture 70, par exemple par vissage dans un gousset. Le carter de protection 800 est lié à l'enveloppe externe 72. Chaque organe de guidage interne 81 comprend un piston fixé à la plaque de couverture 70, par exemple par vissage dans un gousset, ledit organe étant en outre lié à l'enveloppe interne 71.

20 Ladite plaque de couverture 70 peut être associée de manière étanche à un média filtrant 700 qui retient les particules de catalyseur, comme illustré sur la figure 6. Comme illustré sur la figure 7, selon une variante de l'invention, la plaque de couverture 70' peut être associée à une tôle 25 pleine 700' qui est en appui sur la surface des particules de catalyseur, un anneau usiné étant soudé entre la circonférence du diamètre intérieur de ladite plaque et la circonférence du diamètre extérieur de la dite tôle, un joint étant présent dans la gorge formée par l'usinage de l'anneau pour assurer l'étanchéité vis-à-vis des 30 particules de catalyseur. La figure 8 qui illustre schématiquement en vue de dessus une couverture selon l'invention, montre que la plaque de couverture 70 est réalisée en secteurs. Les secteurs 70A, 70B, 70C, 70D, 70E, 70F, 70G, 70H, 701, 70J et 70 K, comme illustré en figure 8 forme la 35 plaque de couverture 70. Ils sont fixés les uns à la suite des autres par un système de goussets 701 et de clavettes 702 reliant deux secteurs adjacents. Selon le fonctionnement de cette couverture mobile en translation verticale, lorsque les particules du catalyseur C sous les effets de température se dilatent, la plaque de couverture 70 (ou 70') est entraînée par ses dispositifs de guidage 80, 81 (ou 80', 81') vers le haut de la cuve du réacteur, dans le cas d'un réacteur vertical, et elle peut revenir en position basse, jusqu'aux butées d'arrêt 710, 720 (ou 710', 720'), lorsque la dilation est moindre. La couverture ainsi conçue permet de suivre les mouvements de va-et-vient longitudinaux de dilation du lit catalytique. Elle remplace avantageusement les billes de céramique puisque cette couverture ne va pas poser de problème pour se mêler aux billes catalytiques et est d'une efficacité beaucoup plus important pour assurer la planéité de la surface du catalyseur. Ceci permet une meilleure diffusion du fluide à traiter au sein du lit catalytique et donc une meilleure réaction avec les particules de catalyseur. Le réacteur catalytique selon l'invention, lorsqu'il comprend le système collecteur filtrant interne et la couverture flottante 20 disposée au-dessus du lit catalytique a un fonctionnement optimisé. Il ressort néanmoins de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre qui ont été spécifiquement décrits et représentés sur les figures et qu'elle s'étend au contraire à toute variante passant par le biais de moyens équivalents.

25 L'invention vise plus particulièrement un réacteur catalytique vertical mais peut s'appliquer à un réacteur horizontal, l'homme du métier pouvant facilement transposer l'invention à ce type de réacteur.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS1. Réacteur catalytique à flux radial comprenant un lit catalytique dont les particules de catalyseur sont retenues entre un système de rétention filtrant externe admettant un fluide entrant dans le lit catalytique et un système collecteur filtrant interne diffusant le fluide sortant radialement dudit lit catalytique, caractérisé en ce que ledit système collecteur filtrant interne (1) comprend un media filtrant (10, 10') à l'égard du catalyseur associé à un dispositif collecteur diffuseur du fluide sortant à travers le media filtrant vers l'espace annulaire central du réacteur, ledit dispositif comportant une tôle cannelée (12, 5) fermée sur elle-même, disposée autour de l'axe central longitudinal dudit réacteur, cette tôle cannelée présentant une paroi à plis formant des canaux longitudinaux (121, 122 ; 50, 51, 52), chacun desdits canaux étant limité par deux plis consécutifs de ladite tôle qui forment les parois latérales longitudinales dudit canal, les extrémités longitudinales dudit système collecteur filtrant étant fermées de manière étanche au fluide et la paroi de fond longitudinale de chaque canal de la tôle cannelée comportant des ouvertures (1210, 1220 ; 501, 511, 521) conduisant le fluide sortant vers l'espace annulaire central du réacteur.
2. 2. Réacteur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites ouvertures de la tôle cannelée sont des perforations (501, 511, 521) réparties dans la paroi de fond longitudinale (5) de chaque canal.
3. 3. Réacteur catalytique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures de la tôle cannelée (12) sont présentes uniquement sous forme de découpes (1210, 1220) ménagées en une extrémité de chaque canal longitudinal permettant le passage du fluide sortant vers l'espace annulaire central du réacteur.
4. 4. Réacteur catalytique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une couverture mobile en translation longitudinale (7) installée en la partie supérieure du lit catalytique, de manière à ce que ladite couverture vienne en appui sur la face supérieure des particules de catalyseur et suive les mouvements de va-et-vient longitudinaux des particules de catalyseur lors du fonctionnement du réacteur.
5. 5. Réacteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite couverture mobile comprend une plaque de couverture (70), de préférence réalisée sous forme de secteurs, qui vient en appui sur la surface des particules de catalyseur, ladite plaque étant liée à une enveloppe externe (72) et une enveloppe interne (71), reliées entre elles, de préférence dont l'extrémité de chacune en contact avec le lit catalytique comprend des butées d'arrêt (710, 720) de ladite plaque de couverture, chacune desdites enveloppes externe et interne étant associée respectivement à des organes externes (80) et internes (81) de guidage en translation longitudinale de ladite plaque de couverture.
6. 6. Réacteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque organe de guidage externe (80) comprend un ressort associé à un piston fixé à ladite plaque de couverture, ledit organe étant en outre lié latéralement à l'enveloppe externe (72).
7. 7. Système collecteur filtrant interne d'un réacteur catalytique, caractérisé en ce qu'il comprend un media filtrant (10) associé à un dispositif collecteur d'un fluide sortant dudit media filtrant vers l'espace annulaire central du réacteur, ledit dispositif comportant une tôle cannelée (12, 5) fermée sur elle-même, se disposant autour de l'axe central longitudinal du réacteur, cette tôle cannelée présentant des canaux longitudinaux (121, 122 ; 50, 51, 52) délimités chacun par deux plis consécutifs de ladite tôle et formant les parois longitudinales dudit canal, les extrémités longitudinales du système collecteur filtrant étant fermées demanière étanche au fluide et ladite tôle cannelée comportant des ouvertures réalisées dans la paroi de fond longitudinale desdits canaux pour diffuser le fluide vers l'espace annulaire central du réacteur.
8. 8. Système collecteur filtrant interne selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites ouvertures de la tôle cannelée (5) sont des perforations (501, 511, 521) réparties dans la paroi de fond longitudinale de chaque canal (50, 51, 52).
9. 9. Système collecteur filtrant interne selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ouvertures de la tôle cannelée (12) sont présentes uniquement sous forme de découpes (1210, 1220) ménagées en une extrémité longitudinale de la paroi de chaque canal et qu'une tôle perforée (11) de diffusion de fluide est interposée entre ladite tôle cannelée et ledit media filtrant (10').