MXPA01008445A - Proceso de separacion gas-solido. - Google Patents

Abstract

Un aparato para la separacion de particulas solidas de una suspension de particulas solidas y gas, en donde el aparato comprende: (1) un recipiente ciclonico primario vertical que tiene un alojamiento tubular que comprende de una seccion de pared tubular proporcionada con una entrada arreglada tangencialmente para recibir la suspension, y una tapa la cual cierra el extremo superior de la seccion de pared tubular; en donde la tapa se proporciona con un orificio circular en donde el orifico sirve como un orificio de entrada de gas de un conducto de salida de gas; (ii) uno o mas separadores ciclonicos gas-solidos secundarios los cuales son conectados hidraulicamente con el conducto de salida de gas del ciclon primario.

Description

PROCESO DE SEPARACIÓN GAS-SOLIDO Campo de la invención La invención se dirige a un aparato de separación mejorado, en donde las partículas pueden ser eficientemente separadas a partir de una mezcla de partículas-gas. La invención también se dirige al uso de tal aparato en un proceso de desintegración catalítica en lecho móvil. Antecedentes de la invención El campo de la desintegración catalítica en lecho móvil (FCC) ha experimentado mejoramientos significativos en el desarrollo a causa fundamentalmente de los avances en la tecnología de los catalizadores y a la distribución del producto obtenido a partir de estos. Con la llegada de los catalizadores de alta actividad y particularmente los catalizadores de desintegración de zeolita cristalina, se han encontrado nuevas áreas de operar con la tecnología que requieren aun refinamientos adicionales en las técnicas del proceso para tomar ventaja de los catalizadores de alta actividad, selectividad y de sensibilidad en la operación. De particular interés en este campo ha sido el desarrollo de métodos y sistemas para la separación del producto hidrocarburo a partir de las partículas del catalizador, particularmente a partir de los catalizadores de REF.132366 desintegración de zeolita, cristalinos de alta actividad, bajo más condiciones de separación eficientes para reducir la sobre desintegración de los productos de conversión y para promover la recuperación de los productos deseados de una operación de FCC. Las patentes norteamericana-A-4588558, norteamericana-A-5376339, ñorteamericana-A-5055177, norteamericana-A- 946656 y EP-A-309244 todas describen los desarrollos que conciernen con la separación y recuperación rápida de partículas del catalizador retenidas de los productos hidrocarburos. La separación rápida se lleva a cabo en donde el catalizador es separado del efluente del reactor tipo tubo vertical en un primer separador ciclónico, el ciclón principal, del cual el tubo de salida del gas esta conectado en forma hidráulica con un ciclón secundario. Este ciclón que se alinea en los reactores de FCC también es referido como una separación ciclónica acoplada en forma compacta tal que los ciclones primario y secundario están contenidos en un recipiente grande. Este acoplamiento de los ciclones primario y secundario minimiza el tiempo de residencia en donde el producto hidrocarburo esta en contacto con el catalizador después de que deja el reactor tipo tubo vertical, el cual limita la desintegración retardada indeseable.

Ambos en el reactor de FCC, como se discutió anteriormente, y en el regenerador de FCC, existen tales series de los ciclones primario y secundario. La patente EP-A-309244 describe un ejemplo en donde los separadores ciclónicos acoplados son ambos usados en el reactor así como el recipiente regenerador. Típicamente más de una de estas series de los ciclones existen en paralelo. Ejemplos de otros procesos en donde los arreglos de los ciclones primario y secundario se usan, son el proceso de deshidrogenación de lecho fluidizado - éter ter-butilico metílico (MTBE) y en el proceso del acrilonitrilo. Existe un esfuerzo en proceso para mejorar la eficiencia en la separación de los aparatos de separación ciclónica . Un método conocido de mejorar la eficiencia de la separación de un aparato ciclónico primario se lleva a cabo al disminuir el área transversal del orificio ya sea de la entrada del gas o de la salida del gas y desde que se incrementa la velocidad del gas local. Aunque la eficiencia en la separación del ciclón primario muestra un mejoramiento, la eficiencia total de los separadores ciclónicos primario y secundario no es mejorada significativamente .

Uno de los objetivos de la presente invención es por lo tanto proporcionar un aparato, en donde las partículas pueden ser eficientemente separadas de la mezcla gas partículas, la cual tiene una eficiencia de separación total mejorada. La invención también se dirige a una separación combinada y un proceso de extracción, en donde una mezcla del catalizador de desintegración catalítica de lecho móvil se separa de un catalizador que contiene un efluente del hidrocarburo gaseoso de una zona del reactor (FCC) de desintegración catalítica de lecho móvil y en donde cualquier hidrocarburo se extrae de las partículas del catalizador separadas en una zona del lecho fluidizado a la cual un medio de extracción gaseoso se suministra. Tal como una separación FCC combinada/ proceso de extracción se describe en la patente O-A-9742275. Esta publicación describe la separación de las partículas del catalizador a partir de una corriente gaseosa que sale del reactor tipo tubo vertical de un proceso (FCC) de desintegración catalítica de lecho móvil. La separación se realiza al hacer uso de un aparato ciclónico primario ubicado en un recipiente del reactor, en donde la corriente de gas - sólidos del ciclón primario entra en forma tangencial dentro de un alojamiento del ciclón tubular vertical. Los sólidos se descargan hacia abajo a una zona de extracción ubicada en el extremo inferior del recipiente del reactor. Una corriente gaseosa parcialmente limpia y parte del gas de extracción se descarga hacia arriba a través de un conducto de salida de gas vertical, tal conducto de salida del gasse proyecta del alojamiento tubular ciclónico desde arriba. Los sólidos que continúan presentes en el gas parcialmente limpio obtenidos son subsecuentemente separados en un ciclón secundario. El extremo abierto inferior del alojamiento del ciclón primario tubular se proyecta hacia abajo dentro de una zona de lecho fluidizado presente en la parte inferior del recipiente del reactor mencionado al principio. El gas de extracción se suministra a la zona del lecho fluidizado principal. Debido a que el alojamiento tubular del separador ciclónico primario es más pequeño que el recipiente del reactor solo en una parte del gas de extracción que entra al alojamiento del ciclón primario tubular desde abajo. La patente norteamericana-A-4692311 describe un proceso combinado para el catalizador FCC de extracción y separación en donde todo el gas de extracción se descarga a través de la salida del gas del separador ciclónico primario. Esto se lleva acabo usando un ciclón que tiene un alojamiento tubular y una zona única de extracción ubicada en la porción inferior de dicho alojamiento tubular. De esta manera todo el gas de extracción tendrá que dejar el ciclón primario vía su salida del gas. Aunque este proceso puede parecer prometedor con respecto a la simplicidad del trabajo del diseño, no se han realizado ejemplos de trabajo a gran escala hasta ahora. Esto es debido a que la eficiencia en la separación es pobre cuando un gran flujo del gas de extracción tiene que pasar a través del alojamiento tubular del ciclón. Un aparato similar como el que se describe en la patente norteamericana-A-4692311 se describe en la patente norteamericana-A-5112576. Los separadores ciclónicos que tienen un alojamiento tubular vertical y un conducto de salida del gas tienen un orificio de entrada de gas ubicada alrededor del nivel de una cubierta del ciclón elevada como se describe en Chemie Ingenieur Technik (70) 6 1 98, páginas 705-708. Un siguiente objetivo de la invención es el de proporcionar un proceso mejorado para la separación combinada y la extracción de una mezcla de un catalizador de desintegración catalítica de lecho móvil, en donde la eficiencia en la separación del catalizador es más alta.

Estos objetivos y otros objetivos, que son aparentes cuando se lee la descripción, se llevan acabo con los siguientes aparatos. Breve descripción de la invención Los aparatos para la separación de las partículas sólidas a partir de una suspensión de partículas sólidas y un gas, en donde el aparato comprende: (i) Un recipiente del ciclón primario vertical que tiene un alojamiento tubular que comprende una sección de pared tubular provista con una entrada dispuesta en forma tangencial para recibir las partículas y el vapor, y tal sección de pared tubular se abre en su extremo inferior y cierra en su extremo superior por medio de una tapa provista con un orificio, en donde el orificio se conecta en forma hidráulica a un conducto de salida del gas, tal conducto tiene un orificio de entrada del gas ubicado al mismo nivel que en el orificio en la tapa; (ii) uno o más medios de separación gas - sólidos secundarios los cuales están conectados de manera fluida con el conducto de salida del gas del ciclón primario. Los solicitantes han encontrado que los medios de separación ciclónicos primarios y secundarios de los aparatos de la invención alcanzan una mucho mejor eficiencia en la separación que la establecida por los dispositivos de separación de la técnica que comprenden los separadores ciclónicos primario y secundario. Con los separadores ciclónicos convencionales aquí se tiene la intención de que tengan un diseño en donde el conducto de salida del gas significativamente hace sobresalir el alojamiento del ciclón desde arriba. Con una saliente o proyección significativa del alojamiento del ciclón desde arriba especialmente se indica que la proyección iguale entre 0.4 y 1.2 veces la altura del orificio de entrada de alimentación dispuesto en forma tangencial. Un ciclón convencional típico se ejemplifica en la Figura 17-6 del manual del ingeniero químico de Perry, McGraw Hill, 7a edición, 1997. La invención también se dirige a un proceso de desintegración catalítica fluidizada haciendo el uso de dichos aparatos. Además en una aplicación de FCC específica en donde la extracción y la separación primaria se combinan en un recipiente tubular o una combinación de una buena separación y una eficiencia en la extracción se puede llevar a cabo. Tal aparato requiere menos medios adicionales para descargar el gas de extracción y/o se puede usar con un gas de extracción más alto cargando mientras que la eficiencia en la separación queda dentro del rango deseado. Esto no fue posible con los aparatos de la técnica anterior descritos anteriormente. Con respecto a la eficiencia descrita de los separadores ciclónicos descritos en el artículo citado anteriormente en el Chemie Ingenieur Technik es sorprendente que la combinación de un medio de separación ciclónica primario y un medio de separación ciclónica secundario de los aparatos reivindicados muestran una alta eficiencia en la separación cuando una suspensión que contiene un alto contenido de sólidos se alimenta al ciclón primario. Esto es especialmente sorprendente en vista del hecho de que no siempre es obvio cual medición influenciara positivamente la eficiencia en la separación total de una alineación de la separación ciclónica acoplada. Por ejemplo cuando se mejora la eficiencia en la separación del ciclón primario por medio de una medida técnica conocida. Los solicitantes han encontrado ahora que esta eficiencia total se puede mejorar significativamente cuando los aparatos de acuerdo a la invención se usan. En un ejemplo el contenido de la partícula se reduce diez veces en la corriente del gas que sale de los medios de separación secundarios. La invención puede ser descrita con mayor detalle más abajo, incluyendo algunas modalidades preferidas.

Descripción detallada de la invención La invención esta dirigida en particular a cualquiera de las dos modalidades descritas más abajo. La primera modalidad preferida es un aparato para la separación de partículas sólidas de una suspensión de partículas sólidas y gas, en donde el aparato comprende: (i) Un recipiente ciclónico primario vertical que tiene un alojamiento tubular, que comprende una sección de pared tubular provista con una entrada arreglada en forma tangencial para recibir la suspensión, un tubo de inmersión en el extremo inferior de la sección de la pared tubular, conectado en forma hidráulica a la sección de la pared tubular por medio de una sección de pared frustocónica, y una tapa que cierra el extremo superior de la sección de la pared tubular, en donde la tapa se proporciona con un orificio circular axial tal orificio sirve como un orificio de entrada de gas de un conducto de salida de gas; (ii) uno o más separadores ciclónicos gas - sólidos secundarios los cuales son conectados hidráulicamente con el conducto de salida del gas del ciclón primario. La segunda modalidad preferida es un aparato para la separación combinada y extracción de una suspensión de partículas del catalizador y vapor en un proceso de desintegración catalítica fluidizada, en donde el aparato incluye : (i) un recipiente ciclónico primario vertical, en donde el ciclón primario se proporciona con una entrada arreglada tangencialmente para recibir la suspensión de las partículas del catalizador y vapor, en donde el ciclón primario tiene una pared lateral tubular y esta abierta en su extremo inferior y cierra en su extremo superior por medio de una tapa proporcionada con un orificio, en donde el orificio de salida es hidráulicamente conectado a un conducto de salida de gas, en donde el conducto tiene un orificio de entrada de gas localizado cerca del mismo nivel como el orificio en la tapa; (ii) una zona de extracción en donde la zona se proporciona con medios para suministrar un gas de extracción, de manera que en el arreglo en uso este presente una lecho fluidizado, localizado tal que parte o todo del gas de extracción que sale de la zona de extracción en una dirección hacia arriba entra al extremo inferior del ciclón primario; y (iii) uno o mas separadores gas - sólidos, preferiblemente los separadores ciclónicos secundarios, los cuales están conectados hidráulicamente con el conducto de salida del gas del ciclón primario.

El aparato de acuerdo a la invención y en particular la primera modalidad preferida como se describió aquí anteriormente puede encontrar uso en cualquier proceso en donde las partículas sólidas tengan que ser separadas de una suspensión de dichas partículas sólidas y un gas. Los ejemplos de tales procesos son el proceso de deshidrogenación en lecho fluidizado - MTBE, el proceso del acrilonitrilo y el proceso (FCC) de desintegración catalítica de lecho móvil anteriormente mencionados. Los ejemplos de un proceso de desintegración catalítica de lecho móvil se describen en Catalitic Ckacking of Heavy Petroleum Fractions, Daniel DeCroocq, Institut Francais du Petrole, 1984 (ISBN 2-7108-455-7), páginas 100-114. En un proceso de desintegración catalítica, una alimentación de hidrocarburo se pone en contacto con un catalizador a elevadas temperaturas por un periodo corto. Normalmente el catalizador y la alimentación del hidrocarburo fluyen paralela y comúnmente a través de un reactor tipo tubo. Estos reactores tipo tubo son también referidos como reactores tipo tubo vertical porque en muchos casos los reactivos fluyen en un movimiento hacia arriba. Aunque el termino tubo vertical se usa en esta descripción no significa que la invención se limite a modalidades que comprenden tubos verticales a través de los cuales los reactivos fluyen en una dirección hacia arriba. Los tiempos de contacto en el reactor vertical están generalmente en el rango de entre 0.5 y 5 segundos. En el tubo elevador del reactor los hidrocarburos que tienen generalmente un punto de ebullición normal arriba de 350°C se convierten en productos más ligeros, por ejemplo la gasolina que es uno de los productos principales de un proceso FCC. Los hidrocarburos y el coque se depositarán en las partículas del catalizador. Al extraer los catalizadores separados con un medio de extracción adecuado una porción principal de los hidrocarburos depositados serán separados del catalizador. La mezcla gaseosa de los hidrocarburos y el medio de extracción obtenidos en tal zona de extracción se descarga adecuadamente desde el reactor de FCC junto con el producto de FCC. El coque se separa substancialmente del catalizador extraído por medio de una combustión, parcial opcionalmente, en un recipiente regenerador. El catalizador regenerado, que tiene una temperatura elevada es regresado al fondo del reactor tipo tubo vertical. En un proceso FCC, las partículas del catalizador sólidas pueden ser separadas de los gases en ambos, el reactor así como en el regenerador, haciendo uso del aparato de acuerdo a la invención. En el catalizador del lado del reactor tiene que ser separado de los gases del producto del hidrocarburo. Es importante que una separación se pueda realizar de una manera eficiente haciendo uso de los ciclones primario y secundario acoplados del aparato de acuerdo a la invención y en particular de acuerdo a las dos modalidades preferidas como se describieron aquí anteriormente. Cualquiera de los sólidos del catalizador los cuales no son separados tendrán que ser separados adicionalmente corrientes abajo, por ejemplo al hacer uso de filtros o en un llamado separador de tercera etapa. Al mejorar los filtros más pequeños de separación pueden ser usados y/o menos finos del catalizador terminarán en las corrientes de producto FCC. En las partículas del catalizador del lado del regenerador tendrán que ser separadas del gas de combustión que sale del regenerador. La cantidad de partículas en el gas de combustión debería ser baja por razones ambientales y para proteger el equipo corrientes abajo, como por ejemplo las turbinas de expansión. Preferiblemente la primer modalidad preferida como se describió aquí anteriormente se usa en el lado del regenerador .

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 ilustra una presentación parcialmente transversal en cierto modo de un aparato ciclónico acoplado en forma compacta en una configuración del reactor FCC de acuerdo a la primera modalidad preferida de la invención. La Figura 2 ilustra un recipiente del reactor FCC que comprende el aparato de acuerdo a la primera modalidad preferida de la presente invención. La Figura 3-5 ilustra un aparato de acuerdo a la segunda modalidad preferida de la invención, en donde la separación y extracción se combinan en un reactor FCC. La Figura 3 ilustra un aparato de acuerdo a la invención que tiene un tubo elevador del reactor de desintegración catalítica de lecho móvil externo y un ciclón secundario externo. La Figura 4 es una variación del aparato de la Figura 3- La Figura 5 representa un aparato en el cual la parte corriente abajo del reactor tipo tubo vertical, los ciclones primario de separación y secundario y la zona de extracción están contenidos dentro de un recipiente. Descripción Detallada de los Dibujos La Figura 1 representa una modalidad preferida del aparato de acuerdo a la invención. En la Figura se muestra un reactor tipo tubo vertical (1) de un proceso de desintegración catalítica fluidizada el cual esta conectado de manera fluida vía un conducto (2) a un ciclón primario (3). En la Figura solamente se muestra un separador ciclónico primario para razones de claridad. Tipicamente más de uno, adecuadamente dos o tres, separadores ciclónicos primarios (3) estarán en comunicación fluida con el extremo corrientes abajo de un reactor tipo tubo vertical (1). El ciclón primario (3) tiene un alojamiento tubular (4) que consiste de una sección de pared tubular (5) proporcionada con una entrada arreglada tangencialmente (6) para recibir la suspensión de las partículas del catalizador y el vapor de hidrocarburo el cual sale del reactor tipo tubo vertical (1) . La entrada puede, por ejemplo, tener una forma circular o rectangular. El extremo inferior de la sección de pared tubular (5) se conecta hidráulicamente por medio de una sección de pared frustocónica (7) a un tubo de inmersión (8). A través del tubo de inmersión (8) la mayoría de las partículas del catalizador se descargarán hacia abajo. El extremo superior de la sección de la pared tubular (5) se proporciona con una tapa (9), adecuadamente plana. La tapa (9) se proporciona con un orificio (10) circular axial en donde el orificio sirve como un orificio de entrada de gas de un conducto (11) de salida de gas. El principio del conducto de salida de gas (11) es arreglado adecuadamente perpendicular en relación a la tapa (9) y tiene el mismo eje como el eje del alojamiento tubular (4). El diámetro del orificio de entrada de gas del conducto de salida de gas (11) esta preferiblemente entre 0.3 y 0.6 veces el diámetro de la sección de la pared tubular (5) del alojamiento del ciclón (4) . Esencial para la presente invención es que el conducto de salida del gas (11) no, o significantemente no, sobresale el alojamiento del ciclón desde arriba. En una modalidad posible de la presente invención una pequeña proyección o saliente se permite. Preferiblemente tal proyección es más pequeña que 0.5 veces el diámetro del orifico de la entrada de gas o el orificio circular axial (10) en la tapa (9) del ciclón. El conducto de salida de gas (11) esta en comunicación fluida con un separador gas sólidos secundario (12) . En la Figura solamente se muestra un separador secundario por razones de claridad. En un arreglo típico mas de uno, dos adecuadamente, separadores secundarios (12) están en comunicación hidráulica con el conducto de salida de gas (11) de un ciclón primario (3) . El separador secundario (12) mostrado en la Figura es un separador ciclónico convencional típico como se describe en el manual general mencionado anteriormente que tiene una entrada de gas arreglada tangencialmente y un conducto de salida de gas (13) el cual sobresale la cubierta (14) del alojamiento del ciclón tubular (15) . A través de este conducto de salida de gas los vapores del hidrocarburo los cuales son pobres en partículas del catalizador se descargan del aparato de acuerdo a la invención. Los vapores son además procesados en un equipo de separación del producto corrientes abajo (no mostrado). El ciclón secundario (12) además es proporcionado con un tubo de inmersión (16) conectado en forma fluida a un alojamiento tubular (15) para descargar las partículas del catalizador separadas corrientes abajo. Preferiblemente el orificio de entrada de gas del conducto de salida de gas (11) del ciclón primario (3) se localiza a una distancia (dl) arriba del centro del orificio de entrada arreglada tangencialmente (6), la cual es mayor que cualquier valor típico para el establecimiento de la técnica de ciclones que tienen un conducto de salida de gas que sobresale. Más preferiblemente la proporción de esta distancia (dl) y el diámetro (d2) de alojamiento tubular (4) esta entre 0.2 y 3 y más preferiblemente entre 0.5 y 1.5. En la modalidad ilustrada el orificio de entrada de gas del conducto de salida de gas (11) es emparejado con la tapa del ciclón ( 9) . La Figura 1 sin un tubo vertical (1) ilustra un aparato de acuerdo a la invención el cual puede ser usada en otras aplicaciones de separación, por ejemplo es un regenerador FCC. Preferiblemente un regenerador FCC será proporcionado con una pluralidad de ciclones primario y secundario como el ilustrado en la parte superior del recipiente regenerador. Un conducto corto será conectado hidráulicamente en el interior del recipiente regenerador y la entrada arreglada tangencialmente (6). La Figura 2 representa una modalidad preferida del aparato de acuerdo a la invención. La Figura 2 ilustra un recipiente del reactor (FCC) de desintegración catalítica fluidizada (26) que comprende la parte superior de un reactor tipo tubo vertical (27), un ciclón primario (30) y un ciclón secundario (36). El extremo corriente abajo del reactor de tubo vertical (27) esta en comunicación hidráulica con la entrada arreglada tangencialmente (29) del ciclón primario (30) . Mas de un ciclón primario (30) puede ser conectado a una salida del tubo vertical y mas de un ciclón secundario (36) puede ser conectado a un ciclón primario ( 30) . Por razones de claridad solamente se muestra un ciclón primario (30) conectado a un ciclón secundario (36). El recipiente del reactor (26) además comprende en su extremo inferior una zona de extracción proporcionada con medios (31) para proporcionar un medio de extracción para un lecho fluidizado denso (32) de partículas del catalizador separadas. El medio de extracción puede ser cualquier gas inerte, vapor o vapores que contienen gases son usados adecuadamente como un medio de extracción. El recipiente del reactor (26) además comprende medios para descargar partículas del catalizador de extracción del recipiente vía un conducto (33) . Vía el conducto (33) el catalizador extraído, o también referido como un catalizador agotado, se transporta a una zona de regeneración (no mostrada) . En tal zona de regeneración el coque se remueve del catalizador por medio de combustión (parcial). El catalizador regenerado se transporta a la parte de la corriente arriba del reactor de tubo vertical donde se contacta con una alimentación de hidrocarburo para producir el referido anteriormente para la suspensión de las partículas del catalizador y los vapores del producto del hidrocarburo en la parte de las corrientes abajo del reactor de tubo vertical. El recipiente del reactor (26) además comprende medios para descargar el hidrocarburo y los vapores del medio de extracción del recipiente vía un conducto (34). Típicamente el(los) conducto(s) de salida de gas (35) del(los) ciclón (es) secundario (s) (36) están en conexión hidráulica con un cámara de sobrepresión (37) de la cual los vapores del producto de hidrocarburo se descargan vía un conducto (34). En una modalidad preferida un orificio (38) esta presente en el conducto de salida de gas que conecta el ciclón primario con un ciclón secundario (36) . A través de este medio de extracción abierto y los hidrocarburos, los cuales se extraen del catalizador, pueden ser descargados desde el recipiente (26) . En la Figura 3 se muestra un recipiente tubular arreglado vertical (101) que consiste del ciclón primario (102) como al parte superior y la zona de extracción (103) como la parte inferior. El ciclón primario (102) tiene una entrada arreglada tangencialmente (104) para recibir la suspensión del catalizador y el vapor. Esta entrada esta en una comunicación hidráulica con una parte corriente abajo de un reactor tipo tubo vertical FCC colocado externamente (105), que permite que el catalizador y el vapor salgan del reactor tipo tubo vertical (105) entren al ciclón primario (102). El alojamiento tubular del ciclón primario (102) tiene un orificio (106) en su extremo inferior y una tapa (107) en su extremo superior. La tapa (107) se proporciona con un orificio (108). Este orificio (108) se conecta en forma hidráulica con un conducto (109) a través del cual los vapores limpiados pueden ser descargados desde el alojamiento del ciclón. El orificio de entrada de gas (110) del conducto (109) se localiza cerca del mismo nivel como el orificio (108) en la tapa (107) . Se ha encontrado que es ventajoso que el orificio de entrada del conducto (109) se localice a alguna distancia (dl) arriba del centro del orificio de entrada arreglado tangencialmente (104). La proporción de esta distancia (dl) y el diámetro del alojamiento tubular (d2) es como se describió anteriormente. Es aún más preferido que la entrada de gas (110) del conducto (9) este formado por el orificio (108) en la tapa (107) como se muestra en la Figura 3. Esto es ventajoso porque el alojamiento del ciclón tubular incluirá menos superficie en donde el carbón depositado pueda acumularse. En el ciclón primario (102) la separación toma lugar entre la parte principal de los catalizadores y los hidrocarburos gaseosos. El catalizador cae abajo vía el extremo inferior abierto (106) del ciclón primario dentro de una zona de extracción (103). El conducto que se conecta con la entrada arreglada tangencialmente (104) y el tubo vertical (105) preferiblemente se disponen en un ángulo de 90° con respecto al tubo vertical (105). Sin embargo a fin de eliminar la acumulación de catalizador en este conducto que se conecta horizontal es ventajoso para dirigir este conducto hacia abajo tal que las mezclas de partículas - gas entren al ciclón primario en una dirección hacia abajo. Preferiblemente el ángulo entre el eje de este conducto y el eje del alojamiento tubular (101) esta entre 89 y 75°. Se ha encontrado también que es ventajoso tener un área transversal más pequeña en la entrada (104) en relación al área transversal del conducto de conexión a un punto más próximo al tubo vertical (105). Preferiblemente un estabilizador de vórtice (111) se proporciona en la interfase entre el ciclón primario (102) y la zona de extracción (103). El estabilizador de vórtice (111) es adecuadamente una placa plana circular o un disco en forma de cono. El diámetro del estabilizador de vórtice adecuadamente es mayor que el diámetro (d3) del orificio de la entrada de gas (110) del conducto de salida del gas (109). El diámetro del estabilizador de vórtice (111) puede ser lo suficiente pequeño para proporcionar un anillo entre el perímetro del estabilizador de vórtice y la pared del alojamiento tubular, mientras el anillo permite al catalizador fluir hacia abajo mientras simultáneamente pasa el gas de extracción en una dirección hacia arriba. Preferiblemente el diámetro del estabilizador de vórtice (111) esta entre el 40 y el 85% del diámetro (d2) del recipiente tubular (101) . El estabilizador de vórtice (111) esta preferiblemente colocado a una distancia (d4) abajo del orifico de entrada del gas (110) del conducto de salida del gas (109), en donde (d4) esta entre 2 y 5 veces el diámetro (d2) del recipiente tubular (101). El estabilizador de vórtice (111) preferiblemente se proporciona además con un indicador del vórtice (112). Un indicador del vórtice (112) es una varilla colocada verticalmente que tiene una longitud de cerca de entre 0.25 a 1 veces el diámetro (d3) del orificio de entrada de gas del conducto de salida de gas (109) . Un estabilizador de vórtice adecuado (111) y una varilla estabilizadora de vórtice (112) son por ejemplo descritos en la patente norteamericana-A-4455220 anteriormente mencionada. La varilla indicadora del vórtice (112) puede adecuadamente ser un tubo vacío que resulta en una conexión hidráulica del espacio arriba del indicador de vórtice (111) y el espacio abajo del indicador de vórtice (111). La varilla indicadora de vórtice hueca permite que el gas que se mueve hacia arriba pase, con lo cual aumenta el efecto estabilizador en el presente vórtice en el ciclón primario (102) . En la zona de extracción (103) un lecho fluidizado (113) esta presenta en donde el catalizador se extrae desde los depósitos de hidrocarburo al suministrar el gas de extracción vía los medios de suministro del gas de extracción (114). El gas de extracción es adecuadamente vapor. La zona de extracción puede tener adecuadamente mas de un medio de suministro de gas de extracción localizado en alguna distancia arriba de otro. La zona de extracción incluye una fase densa, en donde el catalizador se mantiene en un modo de lecho fluidizado denso por medio del gas de extracción y una fase diluida localizada arriba de la fase densa. El límite entre las dos fases se forma por el nivel del lecho fluidizado (115). A través del conducto (116) el catalizador de extracción se transporta a un regenerador del catalizador (no mostrado). La zona de extracción (103) puede adecuadamente contener interiores para aumentar la eficiencia de extracción. Preferiblemente la altura del lecho de extracción, que es la distancia entre los medios de suministro de gas de extracción colocados muy abajo y el nivel del lecho fluidizado (115) es al menos 3 veces el diámetro promedio de la zona de extracción (103). La velocidad del vapor superficial en el lecho fluidizado esta preferiblemente entre 0.05 y 1 m/s, y más preferiblemente entre 0.1 y 0.7 m/s. Preferiblemente se proporciona entre 3 y 9 Kg de vapor por tonelada de catalizador que circula es suministrado a la zona de extracción (103). El conducto de salida de gas (109) esta en conexión fluida con uno o mas, preferiblemente de 2-4 ciclones de gas-sólidos secundarios (solamente un ciclón secundario se muestra en la figura 3 como (117)) vía un conducto (118) y opcionalmente uno o mas otros conductos (118'). El catalizador el cual se remueve de los vapores en el ciclón secundario será transportado a la zona de extracción (103) vía un tubo de inmersión (119) . Los vapores de hidrocarburo limpiados se descargan vía un conducto (120) para un proceso adicional. En el aparato mostrado en la Figura 3 todo el gas de extracción se descarga de la zona de extracción (103) vía el ciclón primario (102) al conducto de salida del gas (109) del ciclón primario (102) debido a que el ciclón primario (102) y la zona de extracción (103) juntos forman un recipiente tubular (101). Aunque esta es una modalidad preferida de la invención, otras modalidades también pueden ser contempladas, en donde solamente parte del gas de extracción se descarga vía este orificio (106) y en donde las ventajas, llamadas una separación mejorada de sólidos y gas, también son llevadas a cabo. Los ejemplos de tales modalidades de la invención se ilustran por las figuras 4 y 5. En la Figura 4 una modalidad se muestra en donde la parte inferior de la zona de extracción tubular (103) que sobresale un recipiente tubular largo (127) desde arriba. El extremo inferior de la zona de extracción tubular (103) esta en comunicación hidráulica con el interior del recipiente (127). En el recipiente (127) están presentes medios adicionales (124) para suministrar el vapor de extracción. En la parte superior del recipiente (127) un conducto (126) esta presente a través del cual una parte del vapor de extracción puede ser descargado. Este conducto (126) esta adecuadamente en comunicación hidráulica con la parte corrientes abajo del reactor de tipo tubo vertical (105) o con el conducto de salida de gas (109) o (118). El recipiente tubular largo proporciona, en uso, una zona de extracción secundaria (125') próxima a la zona de extracción primaria (125). El tubo de inmersión del ciclón secundario esta preferiblemente en comunicación fluida con la zona de extracción secundaria. La Figura 5 ilustra un aparato para la separación de partículas del catalizador de una corriente gaseosa en donde uno o mas ciclones primarios, ciclón (es) secundarios y la zona de extracción se localiza en un recipiente del reactor que tiene un diámetro más grande que el del ciclón primario. El recipiente del reactor además se proporciona los medios de entrada y salida para suministrar la suspensión de partículas catalíticas y vapor y medios para descargar el catalizador de extracción y los vapores esencialmente libres de las partículas del catalizador. Los medios de entrada para suministrar la suspensión de las partículas del catalizador al ciclón primario esta en conexión fluida con el extremo corriente abajo del reactor tipo tubo vertical (128) de un proceso (FCC) de desintegración catalítica de lecho móvil. Tal extremo corriente abajo de un reactor de tipo tubo vertical (128) puede ser colocado dentro (como se muestra) o fuera del recipiente del reactor (130). El ciclón primario (129) se localiza en un recipiente del reactor (130), en donde la corriente de gas-sólidos del ciclón (129) entra tangencialmente dentro de un alojamiento del ciclón tubular vertical. Los sólidos se descargan a una zona de extracción primaria (131) localizada en el extremo inferior del recipiente del reactor (130). Una corriente de gas parcialmente limpia en cierto modo y parte del gas de extracción se descargan hacia arriba a través de un conducto de salida de gas vertical (132), en donde el conducto de salida de gas no sobresale la cubierta del ciclón primario (133) desde arriba. Los sólidos aún presentes en el gas parcialmente limpio obtenido se separan subsecuentemente en un segundo aparato del ciclón (134) . Como se describió al inicio mas de un ciclón primario y más de un ciclón secundario puede ser conectado hidráulicamente al reactor tipo tubo vertical. Por razones de claridad estos ciclones no se muestran. La zona de extracción primaria (131) se forma por el extremo inferior abierto del alojamiento tubular del ciclón primario (129) que se proyecta hacia abajo a un punto debajo del nivel (141) del lecho fluidizado de una zona (135) de lecho fluidizado principal presente en la parte inferior del recipiente del reactor (130). El gas de extracción se suministra a la zona del lecho fluidizado principal y primaria por medio de (137) y opcionalmente por medio de (136) . Debido a que el alojamiento tubular del ciclón primario (129) es mas pequeño que el recipiente del reactor (139) solamente una parte del gas de extracción que sale del recipiente del reactor (130) vía un conducto (132). La parte restante del gas de extracción saldrá del recipiente (130) vía una hendidura (138) presente en el conducto de salida del gas (132), el ciclón secundario (134) y la salida de gas del ciclón secundario (139). El catalizador separado en el ciclón secundario (134) se regresa a la zona de extracción principal (135) vía un tubo de inmersión (140). El ciclón primario (129) puede adicionalmente ser equipado con un estabilizador de vórtice (111) y un tubo (121) como se muestra en la Figura 3. La proporción preferida de dl y d2 se describe anteriormente. La modalidad de la Figura 5 puede ser ventajosamente obtenida por medio de una simple modificación del ciclón primario de un recipiente del reactor FCC que existe. Un ejemplo de tal recipiente del reactor FCC conocido se describe en la patente WO-A-9742275. Los ejemplos de los procesos FCC en donde el aparato de acuerdo a la invención puede ser adecuadamente usado son descritos en publicaciones de patentes mencionadas anteriormente y aquellos descritos en el Catalytic Cracking of Heavy Petroleum Fractions, Daniel DeCroocq, Institut Francais du Petrole, 1984 (ISBN 2-7108-455-7), páginas 100- 114. Preferiblemente los aparatos se usan en un proceso de FCC en donde la suspensión de gas-sólidos se alimenta al ciclón primario que tiene un contenido de sólidos de entre 0.5 y 15 y más preferiblemente entre 1 y 12 Kg/m3. La invención puede ser ilustrada por medio de los siguientes ejemplos no limitantes. Ejemplo 1 A un aparato de separación como el descrito en la Figura 1 se alimenta una suspensión gas - sólidos teniendo las propiedades como se lista en la Tabla 1. Las dimensiones del ciclón primario se seleccionan a manera que dl sea de 0.3m y d2 sea de 0.3m. Tabla 1 Experimento Comparativo A El ejemplo 1 se repite excepto que el ciclón primario es uno de los establecidos por diseño de la técnica que tiene un conducto de salida de gas que sobresale hacia abajo a través de la cubierta del alojamiento ciclónico. El fondo de la entrada del gas tangencial y el orificio del conducto de salida del gas esta en el mismo plano horizontal. La parte superior de la entrada tangencialmente y la cubierta del alojamiento ciclónico en el mismo plano horizontal. La distancia entre el centro de la entrada tangencialmente y la sección de la pared frusto cónica es la misma que la del Ejemplo 1. Además la velocidad de entrada, la composición de la suspensión y las dimensiones del ciclón secundario son las mismas. Los resultados se presentan en la Tabla 2. Tabla 2 Experimento Comparativo B El experimento A se repite excepto que el ciclón primario es el mismo que el establecido del diseño de la técnica sin embargo se mejora en la eficiencia al disminuir el ducto de entrada del ciclón primario. Todas las otras dimensiones y datos operacionales se mantienen igual. Los resultados se presentan abajo en la Tabla 3. Tabla 3 . Al comparar los resultados del Ejemplo 1 con el Experimento A y el Experimento B con A es aparente que en ambas situaciones la eficiencia en la separación es aumentada en el ciclón primario. Además la separación combinada en la eficiencia del ciclón primario y el ciclón secundario del Experimento B se reduce por medio del factor 3 como se compara con el Experimento A bajo una penalidad considerable al incrementar la caída de presión. Con el aparato de acuerdo a la invención, como se ilustra en el Ejemplo 1, la separación combinada en la eficiencia se reduce casi diez veces en un incremento mucho más bajo en la caída de presión cuando se compara con el experimento A. Ejemplo 2 El ejemplo 1 se repite excepto que el ciclón primario no tiene un tubo de inmersión en su extremo inferior. En cambio el extremo inferior del alojamiento tubular consiste de un lecho fluidizado como se ilustra en la Figura 3. El nivel del lecho fluidizado se mantiene abajo del estabilizador del vórtice. Las partículas del lecho fluidizado son las mismas como los sólidos suministrados al ciclón primario. A este aire del lecho fluidizado se suministra como un gas fluidizante. Todo el aire suministrado a la zona del lecho fluidizado se descarga del ciclón primario por medio del orificio de salida del gas del ciclón primario. Las distancias dl y d2 son como en el ejemplo 1. Más condiciones y resultados se presentan abajo en la Tabla 4. Experimento Comparativo C El Ejemplo 2 se repite excepto que el conducto de salida del gas sobresale hacia abajo a través de la cubierta del alojamiento ciclónico tal que el fondo de la entrada del gas tangencialmente y el orificio del conducto de salida del gas están en el mismo plano horizontal y en donde la parte superior de la entrada tangencialmente y la cubierta del alojamiento ciclónico en el mismo plano horizontal. La distancia entre el estabilizador del vórtice y la entrada del gas son como en el Ejemplo 2. El nivel del lecho fluidizado se mantiene abajo del estabilizador del vórtice como en el Ejemplo 2. Más condiciones y resultados se presentan más abajo en la Tabla 4. Tabla 4 Cuando se incrementa la velocidad del gas superficial a valores arriba de 0.3 m/s como se ilustra en el Ejemplo 2 y el Experimento Comparativo C se observa que cerca de 0.4 m/s el aparato del experimento C muestra una fuerte disminución brusca en la eficiencia en la separación. Esta fuerte disminución brusca en la eficiencia en la separación sólo se observa a una velocidad del gas superficial muy alta substancial con el aparato del Ejemplo 2.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. El aparato para la separación de partículas sólidas a partir de una suspensión de partículas sólidas y vapor, caracterizado porque el aparato comprende: (i) un recipiente del ciclón primario vertical que tiene un alojamiento tubular que comprende una sección de pared tubular provista con una entrada dispuesta tangencialmente para recibir las partículas y el vapor, y tal sección de pared tubular se abre en su extremo inferior y se cierra en su extremo superior por medio de una tapa provista con un orificio, en donde el orificio se conecta en forma fluida a un conducto de salida del gas, tal conducto tiene un orificio de entrada del gas ubicado al mismo nivel que en el orificio en la tapa; (ii) uno o más medios de separación gas-sólidos secundarios los cuales están conectados de manera fluida con el conducto de salida del gas del ciclón primario.
2. 2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el orificio de entrada del gas del conducto de salida del gas se ubica a una distancia (dl) arriba del centro del orificio de entrada dispuesto tangencialmente y en donde la proporción de esta distancia y el diámetro del alojamiento tubular (d2) esta entre 0.2 y 3.
3. 3. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque los medios del separador gas - sólido secundario es un separador ciclónico.
4. 4. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque una zona de extracción provista con medios para suministrar el gas de extracción esta presente, y esta arreglada de tal manera que en uso un lecho fluidizado esta presente, ubicada de tal manera que una parte o todo el gas de extracción que sale de la zona de extracción en una dirección hacia arriba entra en el extremo inferior del ciclón primario.
5. 5. El aparato de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque un estabilizador del vórtice se proporciona en la interfase entre el ciclón primario y la zona de extracción.
6. 6. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4-5, caracterizado por que juntos el recipiente ciclónico primario y la zona de extracción forman un recipiente tubular, en donde en uso, todo el gas de extracción se descargará de la zona de extracción por medio del ciclón primario al conducto de salida del gas del ciclón primario.
7. 7. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4-5, caracterizado por que el ciclón primario, el (los) ciclón (es) secundario (s) y la zona de extracción se ubican en un recipiente del reactor que tiene un diámetro más grande que el ciclón primario, en donde el recipiente del reactor también se proporciona con medios para proporcionar la suspensión de las partículas catalíticas y vapor y los medios para descargar el catalizador extraído y vapores esencialmente libre de partículas del catalizador.
8. 8. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que un tubo de inmersión esta presente está presente en el extremo inferior de la sección de pared tubular del ciclón primario, tal tubo de inmersión está conectado de manera fluida a la sección de pared tubular por medio de una sección frusto cónica.
9. 9. El recipiente del reactor de desintegración catalítica fluidizada que comprende un aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque un extremo corriente abajo del reactor está en una comunicación hidráulica con la entrada dispuesta tangencialmente del ciclón primario, el recipiente además comprende en su extremo inferior una zona de extracción provista con medios para suministrar un medio de extracción para un lecho fluidizado denso de partículas del catalizador separadas, medios para descargar las partículas del catalizador extraídas del recipiente y medios para descargar el hidrocarburo y los vapores del medio de extracción del recipiente.
10. 10. El recipiente de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado por que el conducto del ciclón primario esta provisto con un orificio para recibir un medio de extracción e hidrocarburos extraídos.
11. 11. El uso de un aparato de conformidad a las reivindicaciones 1-8 para separar partículas sólidas a partir de una suspensión de partículas y de gas.
12. 12. El uso de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado por que la separación es parte de un proceso de desintegración catalítica en lecho móvil.
13. 13. El uso de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque una suspensión gas - sólidos se alimenta al ciclón primario que tiene un contenido de sólidos de entre 0.5 y 15 Kg/m3.