FR3027237A1 - DEVICE FOR DISPENSING A POLYPHASE MIXTURE. - Google Patents
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Abstract
Dispositif de distribution d'un mélange polyphasique constitué d'au moins une phase gazeuse et d'au moins une phase liquide, ledit dispositif comportant au moins un plateau (P) ; au moins un canal mélangeur (21) desdites phases gazeuse et liquide, au moins un système dispersif (28) disposé au-dessous dudit plateau (P) ; ledit plateau (P) comprend au moins une zone creuse (30) comprenant une ou plusieurs paroi(s) latérale(s) (31) sensiblement verticale(s), une partie d'extrémité supérieure ouverte (32), et une partie d'extrémité inférieure (33) comprenant au moins une ouverture (34).Device for dispensing a multiphase mixture consisting of at least one gaseous phase and at least one liquid phase, said device comprising at least one plate (P); at least one mixing channel (21) of said gaseous and liquid phases, at least one dispersive system (28) disposed below said plate (P); said plate (P) comprises at least one hollow zone (30) comprising one or more substantially vertical side wall (s) (31), an open upper end portion (32), and a portion lower end (33) comprising at least one opening (34).
Description
DISPOSITIF DE DISTRIBUTION D'UN MELANGE POLYPHASIQUE Domaine technique La présente invention concerne le domaine des distributeurs gaz/liquide, notamment ceux employés pour la mise en oeuvre de réactions exothermiques. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de distribution d'un mélange polyphasique dans un réacteur à écoulement descendant, et plus particulièrement dans un réacteur à écoulement gaz-liquide co-courant descendant. Etat de la technique Dans de nombreuses applications industrielles, notamment dans le domaine des distributeurs employés pour la mise en oeuvre de réactions exothermiques, il est bénéfique de distribuer les phases gaz et liquide de la manière la plus homogène possible en tête du lit de solides granulaires, généralement catalytiques, de manière à maximiser le fonctionnement du catalyseur. Une des possibilités utilisée dans l'art antérieur consiste par exemple à utiliser des plateaux distributeurs, situés au-dessus de lits de solides granulaires catalytiques, comportant une pluralité de trous dédiés au passage du liquide et une pluralité de cheminées dédiées au passage du gaz. De tels dispositifs sont décrits dans les documents US 3,353,924 ; US 4,385,033; ou encore US 3,855,068. Ces solutions posent cependant des problèmes en termes de souplesse d'utilisation des plateaux, et peuvent également conduire à des irrégularités d'alimentation des différents orifices en cas de non-horizontalité parfaite des plateaux et/ou des remous suscités par la chute massive des flux liquide et gazeux sur les plateaux. De plus, ces plateaux ne sont pas propices au transfert thermique gaz-liquide, car les phases gaz et liquide sont peu mises en contact. Pour pallier à ces inconvénients, l'homme du métier est conduit à utiliser un agencement spécifique de un ou plusieurs plateaux dont le dernier est pourvu de moyens de collecte et de distribution d'une phase liquide et d'une phase gazeuse sous forme séparée, tel que décrit par exemple dans le brevet US 5,232,283, ou sous forme d'un mélange d'une phase liquide et d'une phase gazeuse tel que décrit par exemple dans les brevets US 4,126,539, US 4,126,540, US 4,836,989, US 5,462,719. L'inconvénient majeur de ces systèmes provient du fait que compte tenu de la faible quantité de liquide par rapport au gaz, l'homme du métier est conduit, pour tenter d'arroser correctement toute la surface du lit de solides granulaires située sous le plateau, à utiliser une densité de cheminées importante, souvent supérieure à 80 cheminées au mètre carré. Ce dispositif est notamment décrit dans le document FR 2 745 202. Afin d'améliorer la dispersion du liquide sur le lit de solides granulaires, plusieurs solutions ont été envisagées, dont l'une d'elles consiste à positionner des moyens de dispersion du liquide, situés sous le plateau de distribution et sous les cheminées. Ces moyens de dispersion, se présentant sous la forme de plaques poreuses (grilles), peuvent se situer à différentes hauteurs par rapport au plateau de distribution afin de permette le passage de la phase gazeuse entre les systèmes dispersifs. De tels dispositifs sont décrits dans les documents WO 03/039733 et EP 1 147 809. Ces dispositifs bien que présentant de nombreux avantages, notamment en terme de distribution de la phase liquide sur les lits de solides granulaires, ont pour principal inconvénient d'être encombrants, ce qui a pour effet soit d'augmenter la hauteur des réacteurs et donc leur coût, soit de diminuer la hauteur du lit de solides granulaires catalytiques et donc les performances réactionnelles, entraînant un surcoût en terme de fabrication et/ou d'utilisation.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of gas / liquid distributors, in particular those used for carrying out exothermic reactions. BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates more particularly to a device for dispensing a multiphase mixture in a downflow reactor, and more particularly in a downward co-current gas-liquid flow reactor. STATE OF THE ART In many industrial applications, particularly in the field of distributors used for the implementation of exothermic reactions, it is beneficial to distribute the gas and liquid phases in the most homogeneous manner possible at the head of the granular solids bed. , generally catalytic, so as to maximize the operation of the catalyst. One of the possibilities used in the prior art consists, for example, in the use of distributor trays located above beds of catalytic granular solids, comprising a plurality of holes dedicated to the passage of the liquid and a plurality of chimneys dedicated to the passage of the gas. Such devices are described in US 3,353,924; US 4,385,033; or US 3,855,068. These solutions, however, pose problems in terms of flexibility of use of the trays, and can also lead to irregularities in the supply of the various orifices in the event of perfect non-horizontal trays and / or eddies caused by the massive drop in the flows. liquid and gaseous on the trays. In addition, these trays are not conducive to gas-liquid heat transfer, because the gas and liquid phases are little brought into contact. To overcome these drawbacks, the skilled person is led to use a specific arrangement of one or more trays, the last of which is provided with means for collecting and dispensing a liquid phase and a gaseous phase in separate form, as described, for example, in US Pat. No. 5,232,283, or in the form of a mixture of a liquid phase and a gaseous phase as described, for example, in US Pat. Nos. 4,126,539, US 4,126,540, US 4,836,989 and US 5,462,719. The major drawback of these systems stems from the fact that, given the small amount of liquid relative to the gas, the person skilled in the art is driven in an attempt to properly water the entire surface of the bed of granular solids located under the tray. , to use a large density of chimneys, often greater than 80 chimneys per square meter. This device is described in particular in document FR 2 745 202. In order to improve the dispersion of the liquid on the bed of granular solids, several solutions have been envisaged, one of which consists of positioning means for dispersing the liquid. , located under the distribution tray and under the chimneys. These dispersing means, in the form of porous plates (grids), may be at different heights relative to the distribution plate to allow the passage of the gas phase between the dispersive systems. Such devices are described in the documents WO 03/039733 and EP 1 147 809. These devices, although having numerous advantages, particularly in terms of distribution of the liquid phase on the beds of granular solids, have the main drawback of being bulky, which has the effect either to increase the height of the reactors and therefore their cost, or to reduce the height of the bed of granular catalytic solids and therefore the reaction performance, resulting in additional cost in terms of manufacture and / or use .
Un but de l'invention est de proposer un dispositif de distribution d'un mélange d'au moins deux phases, liquide et gazeuse, permettant un gain substantiel en terme d'encombrement, et simple de fabrication. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif de distribution d'un mélange d'au moins deux phases assurant un bon mélange des phases et une bonne distribution du mélange sur le(s) lit(s) de solides granulaires situé(s) en-dessous du dispositif de distribution. Objets de l'invention De manière générale, l'invention concerne un dispositif de distribution d'un mélange polyphasique constitué d'au moins une phase gazeuse et d'au moins une phase liquide, ledit dispositif comportant : au moins un plateau (P) ; au moins un canal mélangeur desdites phases gazeuse et liquide, comportant au moins une section de passage supérieure et au moins une section de passage inférieure, ledit canal mélangeur étant pourvu sur au moins une partie de sa hauteur d'au moins une section de passage latérale ; au moins un système dispersif disposé au-dessous dudit plateau ; caractérisé en ce que ledit plateau (P) comprend au moins une zone creuse comprenant une ou plusieurs paroi(s) latérale(s) sensiblement verticale(s), une partie d'extrémité supérieure ouvert, et une partie d'extrémité inférieure comprenant au moins une ouverture ; ledit canal mélangeur est situé au moins en partie dans ladite zone creuse dudit plateau (P), la partie d'extrémité inférieure de ladite zone creuse étant en contact avec la section de passage inférieure dudit canal mélangeur ; ledit système dispersif s'étend autour de ladite partie d'extrémité inférieure de la zone creuse dudit plateau (P) et au moins en partie autour de ladite ou desdites paroi(s) latérales de la zone creuse dudit plateau (P), délimitant entre le plateau (P) et ledit système dispersif un canal distributeur débouchant sur au moins une ouverture . Ledit système dispersif comprend une base située en-dessous de la partie d'extrémité inférieure de ladite zone creuse dudit plateau (P), et comprend une ou plusieurs paroi(s) s'étendant autour de l'extrémité inférieure et au moins en partie autour de la ou les paroi(s) latérale(s) de ladite zone creuse dudit plateau (P). Le dispositif peut comprendre une pluralité de zones creuses et une pluralité de canaux mélangeurs, dans lequel on associe au moins un canal mélangeur pour chaque zone creuse, et dans lequel on associe au moins un système dispersif pour chaque canal mélangeur.An object of the invention is to provide a device for dispensing a mixture of at least two phases, liquid and gaseous, allowing a substantial gain in terms of size, and simple manufacturing. Another object of the invention is to provide a device for dispensing a mixture of at least two phases ensuring a good mixing of the phases and a good distribution of the mixture on the bed (s) of granular solids located ( s) below the dispensing device. OBJECTS OF THE INVENTION In general, the invention relates to a device for dispensing a multiphase mixture consisting of at least one gaseous phase and at least one liquid phase, said device comprising: at least one plate (P) ; at least one mixing channel of said gaseous and liquid phases, comprising at least one upper passage section and at least one lower passage section, said mixing channel being provided over at least a portion of its height with at least one lateral passage section ; at least one dispersive system disposed below said tray; characterized in that said tray (P) comprises at least one hollow area comprising one or more substantially vertical side walls, an open top end portion, and a lower end portion comprising minus one opening; said mixing channel is located at least partly in said hollow zone of said plate (P), the lower end portion of said hollow zone being in contact with the lower passage section of said mixing channel; said dispersive system extends around said lower end portion of the hollow area of said tray (P) and at least partly around said one or more side wall (s) of the hollow area of said tray (P), delimiting between the tray (P) and said dispersive system a distributor channel opening on at least one opening. The dispersive system includes a base located below the lower end portion of said hollow area of said tray (P), and includes one or more walls extending around the lower end and at least partially around the side wall (s) of said hollow zone of said plate (P). The device may comprise a plurality of hollow zones and a plurality of mixing channels, in which at least one mixing channel is associated for each hollow zone, and in which at least one dispersive system is associated with each mixing channel.
Avantageusement, la distance « e» entre la ou les paroi(s) latérale(s) de ladite zone creuse et ledit canal mélangeur est comprise entre 10 et 150 mm. Avantageusement, la distance « dl » entre la base du système dispersif et la partie d'extrémité inférieure du plateau (P) est comprise entre 10 et 100 mm. Avantageusement, la distance « d2» entre la paroi du système dispersif et la paroi de la zone creuse du plateau (P) est comprise entre 10 et 100 mm. Selon une variante de réalisation, ledit au moins un canal mélangeur se présente sous la forme d'un caisson. Selon une autre variante de réalisation, ledit au moins un canal mélangeur se présente sous la forme d'une cheminée.Advantageously, the distance "e" between the side wall (s) (s) of said hollow zone and said mixing channel is between 10 and 150 mm. Advantageously, the distance "dl" between the base of the dispersive system and the lower end portion of the plate (P) is between 10 and 100 mm. Advantageously, the distance "d2" between the wall of the dispersive system and the wall of the hollow zone of the plate (P) is between 10 and 100 mm. According to an alternative embodiment, said at least one mixing channel is in the form of a box. According to another embodiment, said at least one mixing channel is in the form of a chimney.
Dans un mode de réalisation particulier, la base et/ou les parois latérales du système dispersif comporte(nt) des perforations. De préférence, ledit au moins un canal mélangeur comprend au moins un chapeau. Avantageusement, l'extrémité supérieure des parois latérales du système dispersif est située à une distance « d3» de la base du plateau (P), comprise entre 10 et 100 mm, de préférence entre 10 et 50 mm. Un autre objet de l'invention concerne un réacteur catalytique à écoulement descendant comportant une enceinte (E) comprenant au moins un lit de solides granulaires situé en-dessous du plateau (P) et comprenant au moins un dispositif de distribution selon l'invention. Avantageusement, le réacteur comprend au moins deux lits de solides granulaires séparés par une zone intermédiaire comportant un dispositif de distribution selon l'invention.In a particular embodiment, the base and / or the side walls of the dispersive system comprise (s) perforations. Preferably, said at least one mixing channel comprises at least one cap. Advantageously, the upper end of the side walls of the dispersive system is located at a distance "d3" from the base of the plate (P), between 10 and 100 mm, preferably between 10 and 50 mm. Another subject of the invention relates to a downflow catalytic reactor comprising an enclosure (E) comprising at least one bed of granular solids located below the tray (P) and comprising at least one dispensing device according to the invention. Advantageously, the reactor comprises at least two beds of granular solids separated by an intermediate zone comprising a dispensing device according to the invention.
De préférence, la distance « D» entre la base du système dispersif et ledit lit de solides granulaires situé en-dessous du plateau (P) est comprise entre 10 et 200 mm. Un autre objet de l'invention concerne l'utilisation d'un dispositif de distribution selon l'invention pour la réalisation de réactions exothermiques, telles que les réactions d'hydrocraquage, d'hydrotraitement, d'hydrodésulfuration, d'hydrodémétallation, d'hydrodéazotation, d'hydrogénation sélectives ou totales des coupes 02 à 055 d'hydrogénation sélective des essences de vapocraquage, d'hydrogénation des composés aromatiques, d'hydrogénation des oléfines dans des coupes aromatiques, dans un réacteur selon l'invention.Preferably, the distance "D" between the base of the dispersive system and said bed of granular solids located below the plate (P) is between 10 and 200 mm. Another subject of the invention relates to the use of a dispensing device according to the invention for carrying out exothermic reactions, such as hydrocracking, hydrotreatment, hydrodesulfurization, hydrodemetallation, hydrodenitrogenation, selective or total hydrogenation of sections 02 to 055 of selective hydrogenation of steam cracking gasolines, hydrogenation of aromatic compounds, hydrogenation of olefins in aromatic cuts, in a reactor according to the invention.
Description des figures La figure 1 est une représentation schématique d'un réacteur selon l'art antérieur comportant un dispositif de distribution d'un mélange polyphasique. Le réacteur comprend deux plateaux distributeurs : un premier plateau (P) situé en tête de réacteur et un second plateau (P') situé entre un premier lit de solides granulaires 13 et un second lit de solides granulaires 14. La figure 2 est une représentation détaillée du dispositif de distribution compris dans le réacteur illustré sur la figure 1, le dispositif comprenant un plateau de distribution (P) pourvu de canaux mélangeurs 21. La figure 3 est une représentation partielle d'un dispositif de distribution selon un premier mode de réalisation selon l'invention, dans lequel les canaux mélangeurs 21 sont en forme de caisson. La figure 4 est une coupe transversale d'une partie du dispositif de distribution tel que représenté sur la figure 3, et dans lequel les canaux mélangeurs 21 comprennent des chapeaux 24.DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a schematic representation of a reactor according to the prior art comprising a device for dispensing a multiphase mixture. The reactor comprises two distributor trays: a first plate (P) located at the reactor head and a second plate (P ') situated between a first bed of granular solids 13 and a second bed of granular solids 14. FIG. 2 is a representation Detailed description of the dispensing device included in the reactor illustrated in Figure 1, the device comprising a distribution plate (P) provided with mixing channels 21. Figure 3 is a partial representation of a dispensing device according to a first embodiment according to the invention, wherein the mixing channels 21 are box-shaped. FIG. 4 is a cross-section of a portion of the dispensing device as shown in FIG. 3, and in which the mixing channels 21 comprise hats 24.
La figure 5 est une coupe transversale d'un dispositif de distribution selon un deuxième mode de réalisation selon l'invention, dans lequel les canaux mélangeurs 21 sont en forme de cheminée, lesdites cheminées présentant des sections de passage latérales 26 disposées sur un ou plusieurs niveaux (les sections de passage latérales représentées sont représentées en pointillées car ces dernières ne sont pas comprises dans le plan de coupe transversale). Description détaillée de l'invention De manière à mieux comprendre l'invention, la description donnée ci-après à titre d'exemple d'application concerne un système de distribution utilisé dans un réacteur adapté pour les réactions d'hydrotraitement. La description des figures 1 et 2 se rapportent à un dispositif de distribution selon l'art antérieur, la description des figures 3 et 4 se rapportent à un dispositif de l'invention selon un premier mode de réalisation, et la figure 5 se rapporte à un dispositif selon un deuxième mode de réalisation selon l'invention. Bien entendu, le dispositif selon l'invention peut, sans sortir du cadre de l'invention, être utilisé dans tout réacteur ou dispositif et dans tout domaine où il est souhaitable d'obtenir une bonne distribution d'un mélange polyphasique. En se rapportant à la figure 1, le réacteur dont la partie supérieure est schématisée, comprend une enceinte (E) comportant dans sa partie supérieure ou tête de réacteur, un pré-distributeur 11. Un mélange polyphasique est introduit par la tête du réacteur en co- n courant descendant. Ce mélange distribué par le pré-distributeur 11 s'écoule de manière descendante jusqu'au plateau distributeur (P) situé au-dessus d'un premier lit de solides granulaires 13 (appelé aussi lit de solides granulaires catalytique, ou encore lit catalytique). Le mélange polyphasique traverse le plateau (P) en passant par un canal mélangeur 21, puis traverse un dispositif de dispersion 28, pouvant se présenter sous la forme d'une grille 15 de dispersion, de manière à distribuer le mélange uniformément sur le lit de solides granulaires 13 situé en aval de la grille de dispersion. Le mélange polyphasique après son passage à travers le lit de solides granulaires 13 peut, être redistribué sur un second lit de solides granulaires 14 après être passé par un second dispositif de distribution, ou alors comme cela est schématisé sur cette figure 1 passé au préalable dans une boîte de mélange 20 15 après l'introduction d'un fluide de trempe au moyen de la ligne d'injection 16. Le dispositif de distribution utilisé dans le réacteur représenté en figure 1, et tel que mieux représenté en figure 2, comprend une pluralité de canaux mélangeurs 21, se présentant sous la forme de cheminées, ayant une section de passage supérieure 22, et une section de passage inférieure (non visible sur la figure 2). Les cheminées sont surmontées en leur partie 25 supérieure de chapeaux 24 (appelés aussi ici brise-jet) destinés à briser les jets provenant soit de la canalisation d'entrée (en entrée du réacteur) soit du lit de solides granulaires supérieur, soit d'une boite de mélange, et à permettre la séparation du gaz et du liquide. Ces cheminées comportent plusieurs trous 26 permettant le passage de la phase liquide. En dessous du plateau (P), un dispositif de dispersion 28 de type brise-jet reçoit le mélange 30 polyphasique formé dans les canaux 21. Dans le cadre des réactions d'hydrotraitement, les réacteurs utilisés comprenant un dispositif tel que décrit précédemment comportent généralement entre 10 et 500 cheminées par m2, de préférence entre 20 et 150 cheminées par m2, dont la hauteur est généralement comprise entre 100 et 350 mm. La distance comprise entre le plateau (P) et le lit de solides granulaires catalytique située en-dessous 35 dudit plateau (P) est généralement compris entre 200 et 500 mm, par exemple 400 mm (la distance est fixée à 400 mm dans la description ci-après). Par conséquent, l'encombrement dans l'enceinte réactionnelle compris entre la partie d'extrémité supérieure des canaux 21 (i.e. le haut des cheminées) et le lit de solides granulaires catalytiques est compris entre 400 et 650 mm.FIG. 5 is a cross-section of a dispensing device according to a second embodiment according to the invention, in which the mixing channels 21 are in the form of a chimney, said chimneys having lateral passage sections 26 arranged on one or more levels (the lateral passage sections shown are dotted as these are not included in the cross-sectional plane). DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In order to better understand the invention, the description given below as an example of application relates to a distribution system used in a reactor adapted for hydrotreatment reactions. The description of FIGS. 1 and 2 relate to a distribution device according to the prior art, the description of FIGS. 3 and 4 relate to a device of the invention according to a first embodiment, and FIG. a device according to a second embodiment according to the invention. Of course, the device according to the invention can, without departing from the scope of the invention, be used in any reactor or device and in any field where it is desirable to obtain a good distribution of a multiphase mixture. Referring to FIG. 1, the reactor, the upper part of which is schematized, comprises an enclosure (E) comprising, in its upper part or reactor head, a pre-distributor 11. A multiphase mixture is introduced through the reactor head. ascent current. This mixture distributed by the pre-distributor 11 flows downwardly to the distributor plate (P) situated above a first bed of granular solids 13 (also known as catalytic granular solids bed or catalytic bed) . The multiphase mixture passes through the tray (P) through a mixing channel 21 and then passes through a dispersion device 28, which may be in the form of a dispersion grid, so as to distribute the mixture uniformly over the bed of granular solids 13 located downstream of the dispersion grid. The multiphase mixture after its passage through the bed of granular solids 13 can be redistributed on a second bed of granular solids 14 after having passed through a second distribution device, or as is schematized in this FIG. a mixing box 20 after the introduction of a quenching fluid by means of the injection line 16. The dispensing device used in the reactor shown in Figure 1, and as best shown in Figure 2, comprises a plurality of mixing channels 21, in the form of chimneys, having an upper passage section 22, and a lower passage section (not visible in Figure 2). The chimneys are surmounted in their upper portion of caps 24 (also referred to here as jet breakers) intended to break the jets coming either from the inlet pipe (at the inlet of the reactor) or from the upper granular solids bed, or from a mixing box, and to allow the separation of gas and liquid. These chimneys comprise several holes 26 allowing the passage of the liquid phase. Below the plate (P), a jet-type dispersing device 28 receives the multiphase mixture formed in the channels 21. In the context of the hydrotreatment reactions, the reactors used comprising a device as described above generally comprise between 10 and 500 chimneys per m2, preferably between 20 and 150 chimneys per m2, the height of which is generally between 100 and 350 mm. The distance between the plate (P) and the catalytic granular solids bed below said plate (P) is generally between 200 and 500 mm, for example 400 mm (the distance is fixed at 400 mm in the description below). Therefore, the bulk in the reaction chamber between the upper end portion of the channels 21 (i.e. the top of the stacks) and the bed of catalytic granular solids is between 400 and 650 mm.
La demanderesse a mis au point un nouveau distributeur de mélange polyphasique plus compact que celui décrit précédemment, et présentant un bon mélange des phases dans les canaux mélangeurs, et une bonne distribution du liquide sur les lits de solides granulaires typiquement situés sous de tels dispositifs. Les figures 3 et 4 représentent partiellement le dispositif de distribution d'un mélange polyphasique selon un premier mode de réalisation selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le canal mélangeur 21 se présente sous la forme d'un caisson. Plus particulièrement, le dispositif comprend un plateau (P), situé au-dessus d'un lit de solides granulaires (non représentés sur les figures 3 et 4). Le plateau (P) comprend au moins une zone creuse 30 dans laquelle est positionné au moins un canal mélangeur 21 se présentant sous la forme d'un caisson. Alternativement, la zone creuses 30 du plateau (P) peut comprendre plusieurs canaux mélangeurs 21 sous forme de caissons (non représentés ici). Selon l'invention, chaque zone creuse 30 comprend des parois latérales 31 sensiblement verticales, une partie d'extrémité supérieure ouverte 32, et une partie d'extrémité inférieure 33, de forme sensiblement rectangulaire. La partie d'extrémité inférieure 33 comprend au moins une ouverture 34 (cf. figure 4), dont la taille et la forme est optimisée pour permettre la formation d'un mélange polyphasique homogène dans le caisson. Ladite ouverture 34 peut se présenter par exemple sous la forme d'un disque ou d'une fente ou de toute autre forme connue de l'homme du métier. De préférence, la surface de ladite ouverture 34 est comprise entre 25 et 100 (3/0 en surface de la surface totale de la partie d'extrémité inférieure 33 de chaque zone creuse 30. De préférence, ladite ouverture 34 de la partie d'extrémité inférieure 33 n'est pas réalisée sur toute la longueur du caisson. Les dimensions des zones creuses 30 du plateau (P) sont telles que les canaux mélangeurs 21 peuvent être positionnés au moins en partie dans lesdites zones creuses 30, jusqu'en butée sur la partie d'extrémité inférieure 33 desdits zones creuses 30. En se rapportant à la figure 4, la hauteur « H» entre la base 25 du plateau (P) et la partie d'extrémité inférieure 33 de la zone creuse 30 du plateau est comprise entre 10 et 200 mm, de préférence entre 20 et 150 mm. Ainsi, les canaux mélangeurs 21 peuvent se prolonger au-dessus de la base 25 du plateau (P) sur une longueur « z» qui est comprise entre 0 et 340 mm, de préférence entre 0 et 200 mm, plus préférentiellement entre 10 et 340 mm, et encore plus préférentiellement entre 10 et 200 MM.The applicant has developed a new multiphase mixing distributor more compact than that described above, and having a good mixture of phases in the mixing channels, and a good distribution of the liquid on the beds of granular solids typically located under such devices. Figures 3 and 4 partially show the device for dispensing a multiphase mixture according to a first embodiment of the invention. In this embodiment, the mixing channel 21 is in the form of a box. More particularly, the device comprises a plate (P), situated above a bed of granular solids (not shown in FIGS. 3 and 4). The plate (P) comprises at least one hollow zone 30 in which is positioned at least one mixing channel 21 in the form of a box. Alternatively, the hollow zone 30 of the plate (P) may comprise several mixer channels 21 in the form of boxes (not shown here). According to the invention, each hollow zone 30 comprises substantially vertical side walls 31, an open upper end portion 32, and a lower end portion 33 of substantially rectangular shape. The lower end portion 33 comprises at least one opening 34 (see Figure 4), the size and shape is optimized to allow the formation of a homogeneous multiphase mixture in the box. Said opening 34 may be for example in the form of a disc or slot or any other form known to those skilled in the art. Preferably, the surface of said opening 34 is between 25 and 100 (3/0 in area of the total surface of the lower end portion 33 of each hollow zone 30. Preferably, said opening 34 of the portion of bottom end 33 is not formed over the entire length of the box The dimensions of the hollow zones 30 of the plate (P) are such that the mixing channels 21 can be positioned at least partly in the said hollow zones 30, as far as the stop on the lower end portion 33 of said hollow zones 30. Referring to Figure 4, the height "H" between the base 25 of the tray (P) and the lower end portion 33 of the hollow area 30 of the tray is between 10 and 200 mm, preferably between 20 and 150 mm, so that the mixing channels 21 can extend above the base 25 of the plate (P) over a length "z" which is between 0 and 340 mm, preferably between 0 and 200 mm, more preferably rentiellement between 10 and 340 mm, and more preferably between 10 and 200 MM.
Plus particulièrement, le dispositif selon l'invention comprend une pluralité de canaux mélangeurs 21 en forme de caisson, chaque zone creuse 30 comprenant au moins un canal mélangeur 21, permettant le mélange d'un fluide polyphasique. Les canaux mélangeurs 21 comprennent une section de passage supérieure 22 permettant le passage de la phase gazeuse, et une section de passage inférieure 23 permettant la communication du mélange polyphasique formé à l'intérieur des canaux mélangeurs 21 vers le lit de solides granulaires situé en-dessous des canaux mélangeurs. La section de passage supérieure 22 peut se présenter, sans être limitatif, sous une forme en biseau, sous forme d'ouverture(s) latérale(s) située(s) sur la partie supérieure des parois latérales des canaux mélangeurs 21 ou sous la forme d'une ouverture supérieure protégée par des chapeaux 24 (décrits ci-après dans la description et telle qu'illustrée en figure 3). Les canaux mélangeurs 21 comprennent des sections de passage latérales 26, pouvant se présenter sous la forme de trous de forme sensiblement circulaire, permettant majoritairement le passage de la phase liquide, et éventuellement d'une minorité de la phase gazeuse, à l'intérieur des canaux mélangeurs.More particularly, the device according to the invention comprises a plurality of box-shaped mixer channels 21, each hollow zone 30 comprising at least one mixing channel 21, allowing the mixing of a multiphase fluid. The mixing channels 21 comprise an upper passage section 22 allowing the passage of the gaseous phase, and a lower passage section 23 allowing the communication of the multiphase mixture formed inside the mixing channels 21 to the bed of granular solids located below the mixing channels. The upper passage section 22 may be present, without being limiting, in a beveled form, in the form of a lateral opening (s) located (s) on the upper part of the side walls of the mixing channels 21 or in the form of an upper opening protected by hats 24 (described hereinafter in the description and as illustrated in Figure 3). Mixing channels 21 comprise lateral passage sections 26, which may be in the form of holes of substantially circular shape, mainly allowing the passage of the liquid phase, and possibly a minority of the gas phase, inside the mixing channels.
Alternativement, les sections de passage latérales 26 peuvent prendre la forme de fentes, par exemple de forme rectangulaire, trapézoïdale, ou toute autre forme. Les sections de passage latérales 26 des canaux mélangeurs 21 sont réparties sur un ou plusieurs niveaux, de préférence sur au moins deux ou trois niveaux. On respecte de préférence une hauteur minimale « h » (figure 4) entre la partie d'extrémité inférieure 33 de la zone creuse 30 du plateau (P) et les sections de passage latérales 26 des canaux mélangeurs 21. La hauteur « h» est de préférence comprise entre 10 et 80 mm. Afin de garantir un bon écoulement de la phase liquide à travers les sections de passage latérales 26, la paroi 31 de la zone creuse 30 du plateau P est située à une distance « e» du canal mélangeur 21 (cf. figure 4), la distance « e» étant choisie de préférence entre 10 et 150 mm, et encore plus préférentiellement entre 20 et 100 mm. Les canaux mélangeurs 21 peuvent comprendre également en leur partie supérieure des chapeaux 24 (brise-jet) destinés à briser les jets provenant soit de la canalisation d'entrée soit du lit de solides granulaires supérieur. Les chapeaux 24 permettent en outre de séparer la phase gazeuse et la phase liquide. Avantageusement, les chapeaux 24 ont une forme sensiblement identique à la section des canaux mélangeurs 21, i.e. de forme rectangulaire, étant entendu que la surface desdits chapeaux 24 est supérieure à la surface de ladite section des canaux mélangeurs 21. Les canaux mélangeurs 21 sont situés au moins en partie dans chacune des zones creuses 30 du plateau (P), la section de passage inférieure 23 de chaque canal mélangeur 21 venant en butée sur la partie d'extrémité inférieure 33 des zones creuses 30 du plateau (P).Alternatively, the lateral passage sections 26 may take the form of slots, for example rectangular, trapezoidal, or any other shape. The lateral passage sections 26 of the mixing channels 21 are distributed on one or more levels, preferably on at least two or three levels. A minimum height "h" (FIG. 4) is preferably respected between the lower end portion 33 of the hollow zone 30 of the plate (P) and the lateral passage sections 26 of the mixing channels 21. The height "h" is preferably between 10 and 80 mm. In order to ensure a good flow of the liquid phase through the lateral passage sections 26, the wall 31 of the hollow zone 30 of the plate P is located at a distance "e" from the mixing channel 21 (see FIG. distance "e" being preferably chosen between 10 and 150 mm, and even more preferably between 20 and 100 mm. The mixing channels 21 may also comprise in their upper part hats 24 (jetbreakers) intended to break the jets coming either from the inlet pipe or the upper granular solids bed. The caps 24 further allow the gas phase and the liquid phase to be separated. Advantageously, the caps 24 have a shape substantially identical to the section of the mixing channels 21, ie of rectangular shape, it being understood that the surface of said caps 24 is greater than the surface of said section of the mixing channels 21. The mixing channels 21 are located at least in part in each of the hollow areas 30 of the plate (P), the lower passage section 23 of each mixing channel 21 abuts on the lower end portion 33 of the hollow zones 30 of the plate (P).
Selon le premier mode de réalisation selon l'invention, le dispositif comprend au moins un système dispersif 28 comportant une base 36 et des parois latérales 37. Les parois latérales peuvent être sensiblement verticales, ou bien peuvent être orientées selon un angle alpha compris entre -900 et + 900, les valeurs -900 et +9° étant exclues, de préférence entre -200 et +20° par rapport à la base 36 du système dispersif 28. Le système dispersif 28 s'étend au moins en partie autour de la partie d'extrémité inférieure 33 de la zone creuse du plateau (P), délimitant ainsi un canal distributeur 29 entre le système dispersif et la partie d'extrémité inférieure 33, et au moins une ouverture 35 permettant l'écoulement du mélange polyphasique vers le lit de solides granulaires situés en-dessous du dispositif de distribution.According to the first embodiment according to the invention, the device comprises at least one dispersive system 28 comprising a base 36 and side walls 37. The side walls may be substantially vertical, or may be oriented at an angle alpha between - 900 and + 900, the -900 and + 9 ° values being excluded, preferably between -200 and + 20 ° with respect to the base 36 of the dispersive system 28. The dispersive system 28 extends at least in part around the lower end portion 33 of the hollow area of the tray (P), thereby defining a dispensing channel 29 between the dispersive system and the lower end portion 33, and at least one opening 35 allowing the flow of the multiphase mixture to the bed of granular solids located below the dispensing device.
En se reportant à la figure 4, la base 36 du système dispersif 28 est située à une distance « dl » de la partie d'extrémité inférieure 33 du plateau (P). Les parois latérales 37 du système dispersif 28 sont situées à une distance « d2 » des parois latérales 31 de la zone creuse 30 du plateau (P) leurs faisant face. Les distances « dl » et « d2 » sont choisies de manière à créer une perte de charge suffisante pour permettre de conserver une bonne dispersion du mélange polyphasique formé dans les canaux mélangeurs 21. La distance « dl » est de préférence comprise entre 10 et 100 mm, plus préférentiellement entre 10 et 50 mm. La distance « d2» est de préférence comprise entre 10 et 100 mm, plus préférentiellement entre 10 et 50 mm. L'extrémité supérieure 38 des parois latérales 37 du système dispersif 28 est située à une distance « d3 » de la base 25 du plateau (P) (cf. figure 4) afin de créer une ouverture 35 suffisante pour permettre l'écoulement du mélange formé dans le canal mélangeur 21 vers le lit de solides granulaires, et est de préférence comprise entre 10 et 100 mm, et encore plus préférentiellement entre 10 et 50 mm. La base 36 du système dispersif 28 est située à une distance « D » du lit de solides granulaires situé en-dessous du plateau (P) (non représentés sur les figures). La distance « D» est choisie pour conserver le mélange formé à l'intérieur du canal mélangeur 21 et sortant dudit canal mélangeur 21 par la section de passage inférieure 23, puis par l'ouverture 35 jusqu'à sa distribution dans le lit de solides granulaires. Dans le cadre de la présente invention, la distance « D » est comprise entre 10 et 200 mm, de préférence entre 10 et 150 mm. Alternativement, la base 36 et/ou les parois latérales 37 du système dispersif 28 peuvent comprendre des perforations créant une porosité permettant le passage au moins en partie du mélange polyphasique à l'extérieur du canal distributeur 29 sans passer par l'ouverture 35. Selon une mise en oeuvre particulière, la base 36 et/ou les parois latérales 37 du système dispersif 28 sont caractérisé par le fait que la surface de vide rapportée à la surface totale (porosité) varie dans un rapport d'environ 1 à environ 50 %, de préférence d'environ 1 à environ 30 °A.Referring to FIG. 4, the base 36 of the dispersive system 28 is located at a distance "d1" from the lower end portion 33 of the tray (P). The side walls 37 of the dispersive system 28 are located at a distance "d2" from the side walls 31 of the hollow zone 30 of the plate (P) facing them. The distances "d1" and "d2" are chosen so as to create a pressure drop sufficient to maintain a good dispersion of the multiphase mixture formed in the mixing channels 21. The distance "d1" is preferably between 10 and 100 mm, more preferably between 10 and 50 mm. The distance "d2" is preferably between 10 and 100 mm, more preferably between 10 and 50 mm. The upper end 38 of the side walls 37 of the dispersive system 28 is located at a distance "d3" from the base 25 of the plate (P) (see FIG. 4) to create an opening 35 sufficient to allow the flow of the mixture formed in the mixing channel 21 to the bed of granular solids, and is preferably between 10 and 100 mm, and even more preferably between 10 and 50 mm. The base 36 of the dispersive system 28 is located at a distance "D" from the bed of granular solids located below the plate (P) (not shown in the figures). The distance "D" is chosen to keep the mixture formed inside the mixing channel 21 and leaving said mixing channel 21 by the lower passage section 23, then through the opening 35 until it is dispensed into the bed of solids granular. In the context of the present invention, the distance "D" is between 10 and 200 mm, preferably between 10 and 150 mm. Alternatively, the base 36 and / or the side walls 37 of the dispersive system 28 may comprise perforations creating a porosity allowing the passage of at least part of the multiphase mixture outside the distribution channel 29 without passing through the opening 35. a particular embodiment, the base 36 and / or the side walls 37 of the dispersive system 28 are characterized in that the total area of the void surface (porosity) varies in a ratio of about 1 to about 50% preferably from about 1 to about 30 ° A.
Avantageusement, le canal distributeur 29 peut comprendre des moyens d'obstruction partielle du mélange polyphasique, permettant de créer une perte de charge supplémentaire augmentant l'efficacité du mélange gaz-liquide, ou permettant une augmentation de la répartition des fluides et donc un meilleure distribution du mélange gaz-liquide au-dessus du lit de solides granulaires catalytique. La figure 5 représente le dispositif de distribution d'un mélange polyphasique selon un second mode de réalisation selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, les canaux de mélangeurs 21 ont une section circulaire et forment des tubes creux sensiblement cylindriques se présentant sous la forme de cheminées 21. Ainsi, les zones creuses 30 comprennent toutes une paroi latérale tubulaire cylindrique 31 présentant un axe de révolution sensiblement vertical ; une partie d'extrémité supérieure ouverte 32, et une partie d'extrémité inférieure 33 comprenant au moins une ouverture 34. Les zones creuses 30 du plateau (P) ont un diamètre tel que les cheminées 21 peuvent être insérées au moins en partie dans lesdites zones creuses 30, jusqu'en butée sur la partie d'extrémité inférieure 33.Advantageously, the distributor channel 29 may comprise partial obstruction means of the multiphase mixture, making it possible to create an additional pressure drop increasing the efficiency of the gas-liquid mixture, or allowing an increase in the distribution of the fluids and therefore a better distribution. of the gas-liquid mixture above the catalytic granular solids bed. FIG. 5 represents the device for dispensing a multiphase mixture according to a second embodiment according to the invention. In this embodiment, the mixer channels 21 have a circular section and form substantially cylindrical hollow tubes in the form of chimneys 21. Thus, the hollow zones 30 all comprise a cylindrical tubular side wall 31 having an axis of revolution substantially vertical; an open upper end portion 32, and a lower end portion 33 comprising at least one opening 34. The hollow areas 30 of the tray (P) have a diameter such that the chimneys 21 can be inserted at least partly into said hollow areas 30, as far as the abutment on the lower end portion 33.
Les caractéristiques dimensionnelles du dispositif selon le deuxième mode de réalisation de l'invention sont identiques à celles du premier mode de réalisation, i.e. que la hauteur « H » entre la base 25 du plateau (P) et la partie d'extrémité inférieure 33 de la zone creuse 30 dudit plateau est comprise entre 10 et 200 mm, de préférence entre 20 et 50 mm. Plus particulièrement, le dispositif selon le deuxième mode de réalisation de l'invention comprend une pluralité de cheminées 21, permettant le mélange d'un fluide polyphasique, liquide et gazeux. Les cheminées 21 comprennent une section de passage supérieure 22 permettant le passage de la phase gazeuse, et une section de passage inférieure 23 permettant la communication du mélange polyphasique formé à l'intérieur des cheminées vers le lit de solide granulaire situé en-dessous des canaux mélangeurs. La section de passage supérieure 22 peut se présenter, sans être limitatif, sous une forme en biseau, sous forme d'ouverture(s) latérale(s) située(s) sur la partie supérieure des parois latérales des canaux mélangeurs 21 ou sous la forme d'une ouverture supérieure protégée par des chapeaux 24 (décrits ci-après dans la description et telle qu'illustrée en figure 5). Les cheminées 21 comprennent des sections de passage latérales 26, se présentant sous la forme de trous, permettant majoritairement le passage de la phase liquide, et éventuellement d'une minorité de la phase gazeuse, à l'intérieur des cheminées. Alternativement, les sections de passage latérales 26 peuvent prendre la forme de fentes. Les sections de passage latérales 26 peuvent être réparties sur un ou plusieurs niveaux sur les cheminées 21, de préférence sur au moins deux ou trois niveaux. On respecte de préférence une hauteur minimale « h » entre la partie d'extrémité inférieure 33 de la zone creuse 30 du plateau (P) et les sections de passage latérales 26 des cheminées 21. La hauteur « h » est de préférence comprise entre 10 et 80 mm. Les cheminées 21 peuvent comprendre également en leur partie supérieure des chapeaux 24 (brise-jet) destinés à briser les jets provenant soit de la canalisation d'entrée soit du lit de solides granulaires supérieur. Les chapeaux 24 permettent en outre de séparer la phase gazeuse et la phase liquide. Avantageusement, les chapeaux 24 ont une forme sensiblement identique à la section des canaux mélangeurs 21, i.e en forme de disque, étant entendu que le diamètre des chapeaux 24 est supérieure au diamètre des canaux mélangeurs 21. Les cheminées 21 sont situées au moins en partie dans chacune des zones creuses 30 du plateau (P), la section de passage inférieure 23 de chaque cheminée 21 venant en butée sur la partie d'extrémité inférieure 33 des zones creuses 30 du plateau (P). Afin de garantir un bon écoulement de la phase liquide à travers les sections de passage latérales 26, la paroi tubulaire cylindrique 31 de la zone creuse 30 du plateau P est située à une distance « e » de la cheminée 21, la distance « e» étant choisie de préférence entre 10 et 150 mm, et encore plus préférentiellement entre 20 et 100 mm.The dimensional characteristics of the device according to the second embodiment of the invention are identical to those of the first embodiment, ie that the height "H" between the base 25 of the plate (P) and the lower end portion 33 of the hollow zone 30 of said plate is between 10 and 200 mm, preferably between 20 and 50 mm. More particularly, the device according to the second embodiment of the invention comprises a plurality of chimneys 21, allowing the mixing of a multiphase fluid, liquid and gaseous. The chimneys 21 comprise an upper passage section 22 allowing the passage of the gaseous phase, and a lower passage section 23 allowing the communication of the multiphase mixture formed inside the chimneys to the granular solid bed located below the channels. mixers. The upper passage section 22 may be present, without being limiting, in a beveled form, in the form of a lateral opening (s) located (s) on the upper part of the side walls of the mixing channels 21 or in the form of an upper opening protected by hats 24 (described hereinafter in the description and as illustrated in Figure 5). The chimneys 21 comprise lateral passage sections 26, in the form of holes, allowing mainly the passage of the liquid phase, and possibly a minority of the gas phase, inside the chimneys. Alternatively, the lateral passage sections 26 may take the form of slots. The lateral passage sections 26 may be distributed on one or more levels on the chimneys 21, preferably on at least two or three levels. A minimum height "h" is preferably respected between the lower end portion 33 of the hollow zone 30 of the plate (P) and the lateral passage sections 26 of the chimneys 21. The height "h" is preferably between 10 and 80 mm. The chimneys 21 may also include in their upper part hats 24 (jetbreaker) intended to break the jets from either the inlet pipe or the upper granular solids bed. The caps 24 further allow the gas phase and the liquid phase to be separated. Advantageously, the caps 24 have a shape substantially identical to the section of the mixing channels 21, ie disc-shaped, it being understood that the diameter of the caps 24 is greater than the diameter of the mixing channels 21. The chimneys 21 are located at least in part in each of the hollow zones 30 of the plate (P), the lower passage section 23 of each chimney 21 abuts on the lower end portion 33 of the hollow zones 30 of the plate (P). In order to ensure a good flow of the liquid phase through the lateral passage sections 26, the cylindrical tubular wall 31 of the hollow zone 30 of the plate P is situated at a distance "e" from the chimney 21, the distance "e" being preferably chosen between 10 and 150 mm, and even more preferably between 20 and 100 mm.
Selon l'invention, le système dispersif 28 du dispositif comprend une base 36 et une paroi latérale tubulaire cylindrique 37 d'axe de révolution sensiblement vertical. Le système dispersif 28 s'étend concentriquement au moins en partie autour de la partie d'extrémité inférieure 33 de la zone creuse du plateau (P), délimitant ainsi un canal distributeur circonférentiel 29 entre le système dispersif et la partie d'extrémité inférieure 33, et une ouverture annulaire 35 permettant l'écoulement du mélange polyphasique vers le lit de solides granulaires situés en-dessous du dispositif de distribution de l'invention. La base 36 du système dispersif 28 est située à une distance « dl » de la partie d'extrémité inférieure 33 du plateau (P). La distance « dl » est choisie de manière à permettre l'écoulement du mélange formé dans les cheminées 21 de l'ouverture 34 du plateau (P) par lequel le mélange formé entre dans le canal distributeur circonférentiel 29, jusqu'à l'ouverture annulaire 35. La paroi latérale tubulaire cylindrique 37 du système dispersif 28 est située à une distance « d2 » de la paroi latérale tubulaire cylindrique 31 de la zone creuse 30 du plateau (P). La distance « d2 » est choisie de manière à permettre l'écoulement du mélange formé dans la cheminée 21 de l'ouverture 34 vers l'ouverture annulaire 35, et est de préférence comprise entre 10 et 100 mm, et encore plus préférentiellement entre 10 et 50 mm. L'extrémité supérieure 38 de la paroi latérale tubulaire cylindrique 37 du système dispersif 28 est située à une distance « d3» de la base 25 plateau (P) afin de créer une ouverture annulaire 35 suffisante pour permettre l'écoulement du mélange formé dans la cheminée 21 vers le lit de solides granulaires, et est de préférence comprise entre 10 et 100 mm, et encore plus préférentiellement entre 10 et 50 mm.According to the invention, the dispersive system 28 of the device comprises a base 36 and a cylindrical tubular side wall 37 of substantially vertical axis of revolution. The dispersive system 28 concentrically extends at least partially around the lower end portion 33 of the hollow area of the tray (P), thereby defining a circumferential dispensing channel 29 between the dispersive system and the lower end portion 33 and an annular opening 35 allowing the flow of the multiphase mixture to the bed of granular solids located below the dispensing device of the invention. The base 36 of the dispersive system 28 is located at a distance "d1" from the lower end portion 33 of the tray (P). The distance "dl" is chosen so as to allow the flow of the mixture formed in the chimneys 21 of the opening 34 of the plate (P) through which the mixture formed enters the circumferential dispensing channel 29 until the opening The cylindrical tubular side wall 37 of the dispersive system 28 is located at a distance "d2" from the cylindrical tubular side wall 31 of the hollow zone 30 of the plate (P). The distance "d2" is chosen so as to allow the mixture formed in the stack 21 of the opening 34 to flow towards the annular opening 35, and is preferably between 10 and 100 mm, and even more preferably between 10 and 100 mm. and 50 mm. The upper end 38 of the cylindrical tubular sidewall 37 of the dispersive system 28 is located at a distance "d3" from the base plate (P) to create an annular opening 35 sufficient to allow the flow of the mixture formed in the chimney 21 to the bed of granular solids, and is preferably between 10 and 100 mm, and even more preferably between 10 and 50 mm.
Alternativement, la base 36 et/ou les parois latérales 37 du système dispersif 28 peuvent comprendre des perforations créant une porosité permettant le passage au moins en partie du mélange polyphasique à l'extérieur du canal distributeur 29 sans passer par l'ouverture 35. Selon une mise en oeuvre particulière, la base 36 et/ou les parois latérales 37 du système dispersif 28 sont caractérisé par le fait que la surface de vide rapportée à la surface totale (porosité) varie dans un rapport d'environ 1 à environ 50 %, de préférence d'environ 1 à environ 30 `Vo. Avantageusement, le canal distributeur 29 peut comprendre des moyens d'obstruction partielle du mélange polyphasique, permettant de créer une perte de charge supplémentaire augmentant l'efficacité du mélange gaz-liquide, ou permettant une augmentation de la répartition des fluides et donc un meilleure distribution du mélange gaz-liquide au-dessus du lit de solides granulaires catalytique. Le dispositif selon l'invention n'est aucunement limité à la description de ces deux modes de réalisation. En effet, le dispositif selon l'invention peut comprendre également un plateau (P) comportant des zones creuses 30 comprenant quatre parois sensiblement verticales dans lesquels on place au moins un canal mélangeur 21 se présentant sous la forme d'une cheminée. Le dispositif selon l'invention peut être mise en oeuvre dans des réactions exothermiques, et notamment dans les réactions d'hydrocraquage, d'hydrotraitement, d'hydrodésulfuration, d'hydrodéazotation, d'hydrodémétallation, d'hydrogénation sélectives ou totales des coupes 02 à 05, d'hydrogénation sélective des essences de vapocraquage, d'hydrogénation des composés aromatiques, d'hydrogénation des oléfines dans les coupes aromatiques, d'hydrogénation d'huiles végétales. Le dispositif selon l'invention peut également, sans sortir du cadre de l'invention, être utilisé dans toute autre type de réaction, et notamment les réactions athermiques ou endothermiques Dans les exemples suivants, on compare le dispositif de distribution selon l'invention (Dispositif B) avec un dispositif de distribution non conforme à l'invention (Dispositif A). Les comparaisons entre ces deux dispositifs se basent sur leur compacité dans un réacteur catalytique. Ces exemples sont présentés ici à titre d'illustration et ne limitent en aucune manière la portée de l'invention. Dispositif A (non conforme à l'invention) : on place dans un réacteur un plateau (P) comprenant plusieurs canaux mélangeurs 21 en forme de cheminées de 250 mm de hauteur et de 50 mm de diamètre. Les canaux mélangeurs comprennent une série de trous 26 répartis sur trois niveaux, situés respectivement à 50, 100 et 150 mm de hauteur par rapport à la section de passage inférieure 23 desdits canaux 21. Les canaux mélangeurs comprennent également une section de passage supérieure 22 en forme de biseau pour laisser passer la phase gazeuse. Le système dispersif 28 est situé en-dessous du plateau (P) à une distance de 150 mm. La distance comprise entre la base 25 du plateau (P) et le lit de solides granulaires catalytiques est de 400 mm (le système dispersif 28 est inclus dans cette distance). L'encombrement considéré entre la partie d'extrémité supérieure des canaux mélangeurs 21 (i.e. le haut des cheminées) et le lit de solides granulaires catalytiques est donc de 250 + 400 = 650 mm.Alternatively, the base 36 and / or the side walls 37 of the dispersive system 28 may comprise perforations creating a porosity allowing the passage of at least part of the multiphase mixture outside the distribution channel 29 without passing through the opening 35. a particular embodiment, the base 36 and / or the side walls 37 of the dispersive system 28 are characterized in that the total area of the void surface (porosity) varies in a ratio of about 1 to about 50% preferably from about 1 to about 30%. Advantageously, the distributor channel 29 may comprise partial obstruction means of the multiphase mixture, making it possible to create an additional pressure drop increasing the efficiency of the gas-liquid mixture, or allowing an increase in the distribution of the fluids and therefore a better distribution. of the gas-liquid mixture above the catalytic granular solids bed. The device according to the invention is in no way limited to the description of these two embodiments. Indeed, the device according to the invention may also comprise a plate (P) having hollow zones 30 comprising four substantially vertical walls in which is placed at least one mixing channel 21 in the form of a chimney. The device according to the invention can be used in exothermic reactions, and in particular in the hydrocracking, hydrotreating, hydrodesulfurization, hydrodenitrogenation, hydrodemetallation, selective or total hydrogenation reactions of the O 2 cuts. at 05, selective hydrogenation of steam cracking gasolines, hydrogenation of aromatic compounds, hydrogenation of olefins in aromatic cuts, hydrogenation of vegetable oils. The device according to the invention can also, without departing from the scope of the invention, be used in any other type of reaction, and in particular the athermal or endothermic reactions. In the following examples, the distribution device according to the invention is compared ( Device B) with a dispensing device not according to the invention (Device A). The comparisons between these two devices are based on their compactness in a catalytic reactor. These examples are presented here by way of illustration and in no way limit the scope of the invention. Device A (not in accordance with the invention): a plate (P) comprising a plurality of mixer channels 21 in the form of chimneys 250 mm high and 50 mm in diameter is placed in a reactor. The mixing channels comprise a series of holes 26 distributed over three levels, located respectively at 50, 100 and 150 mm high relative to the lower passage section 23 of said channels 21. The mixing channels also comprise an upper passage section 22 in bevel shape to pass the gas phase. The dispersive system 28 is located below the tray (P) at a distance of 150 mm. The distance between the base of the tray (P) and the bed of catalytic granular solids is 400 mm (the dispersive system 28 is included in this distance). The overall size considered between the upper end portion of the mixing channels 21 (i.e. the top of the chimneys) and the bed of granular catalytic solids is therefore 250 + 400 = 650 mm.
Dispositif B (conforme à l'invention) : on place dans un réacteur un plateau (P) comprenant plusieurs canaux mélangeurs 21 en forme de cheminées de hauteur « z» égale à 150 mm, de hauteur « H » égale à 100 mm, et de 50 mm de diamètre. Les canaux mélangeurs comprennent une série de trous 26 répartis sur trois niveaux, situés respectivement à 50, 100 et 150 mm de hauteur par rapport à la section de passage inférieure 23 desdits canaux 21. Les canaux mélangeurs comprennent également une section de passage supérieure 22 en forme de biseau pour laisser passer la phase gazeuse. La base 36 du système dispersif 28 est située au-dessous du plateau (P), à une distance d1=10 mm par rapport à la partie d'extrémité inférieure 33 du plateau (P). La distance comprise entre la base 25 du plateau (P) et le lit de solides granulaires catalytiques est de 400 mm (le système dispersif 28 est inclus dans cette distance). L'encombrement considéré entre la partie d'extrémité supérieure des canaux mélangeurs 21 (i.e. le haut des cheminées) et le lit de solides granulaires catalytiques de 150 + 400 = 550 mm.Device B (in accordance with the invention): a tray (P) is placed in a reactor comprising a plurality of mixer channels 21 in the form of chimneys of height "z" equal to 150 mm, of height "H" equal to 100 mm, and 50 mm in diameter. The mixing channels comprise a series of holes 26 distributed over three levels, located respectively at 50, 100 and 150 mm high relative to the lower passage section 23 of said channels 21. The mixing channels also comprise an upper passage section 22 in bevel shape to pass the gas phase. The base 36 of the dispersive system 28 is located below the plate (P), at a distance d1 = 10 mm from the lower end portion 33 of the plate (P). The distance between the base of the tray (P) and the bed of catalytic granular solids is 400 mm (the dispersive system 28 is included in this distance). The size considered between the upper end portion of the mixing channels 21 (i.e. the top of the chimneys) and the bed of granular catalytic solids of 150 + 400 = 550 mm.
Par rapport au dispositif A de l'art antérieur, le gain en hauteur du dispositif B selon l'invention est de 100 mm. Ainsi, le dispositif de la présente invention est plus compact, et cela quelle que soit la forme des canaux mélangeurs 21. Ainsi, la présence d'une grille, telle que décrite dans le document US 6,613,219 B2, couvrant la totalité de la section du réacteur, sous le plateau (P) n'est plus nécessaire, ce qui a pour effet de rendre le dispositif de distribution beaucoup plus compact. Ainsi, l'espace gagné dans le réacteur permet soit de diminuer d'autant la hauteur totale de réacteur, soit d'augmenter substantiellement la quantité de solides granulaires dans le réacteur, ce qui permet d'augmenter le volume de lit de solides granulaires catalytiques, pour un volume d'enceinte réactionnelle identique que l'art antérieur, et ainsi permet d'augmenter le débit de charge en entrée du réacteur.35Compared to the device A of the prior art, the height gain of the device B according to the invention is 100 mm. Thus, the device of the present invention is more compact, and this whatever the shape of the mixing channels 21. Thus, the presence of a grid, as described in US 6,613,219 B2, covering the entire section of the reactor, under the tray (P) is no longer necessary, which has the effect of making the dispensing device much more compact. Thus, the space gained in the reactor makes it possible either to decrease the total reactor height by the same amount, or to substantially increase the quantity of granular solids in the reactor, which makes it possible to increase the bed volume of catalytic granular solids. , for a volume of identical reaction chamber that the prior art, and thus increases the flow rate of the input charge of the reactor.
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Citations (3)
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| FR2982172A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | IFP Energies Nouvelles | DISTRIBUTION TRAY OF A LIQUID GAS MIXTURE EQUIPPED WITH DISTRIBUTION ELEMENTS THAT ARE LITTLE SUSCEPTIBLE IN THE ABSENCE OF HORIZONTALITY |
-
2014
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| FR2982172A1 (en) * | 2011-11-03 | 2013-05-10 | IFP Energies Nouvelles | DISTRIBUTION TRAY OF A LIQUID GAS MIXTURE EQUIPPED WITH DISTRIBUTION ELEMENTS THAT ARE LITTLE SUSCEPTIBLE IN THE ABSENCE OF HORIZONTALITY |
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| Publication number | Publication date |
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