MXPA03003803A - Separador ciclonico vertical. - Google Patents

Abstract

Se describe un recipiente ciclónico vertical (1) que tiene un alojamiento tubular (2) que comprende una sección de pared tubular (3) proporcionada con una entrada ubicada tangencialmente (3) para recibir una suspensión de gas y sólidos y una cubierta elevada (5) que cierra el extremo superior de la sección de pared tubular en donde un conducto de salida de gas (6) sobresale de manera significativa desde arriba y a lo largo del eje (7) en el alojamiento tubular hasta la posición horizontal del centro de la entrada ubicada tangencialmen

Description

SE PARADOR CICLÓNICO VERTICAL DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un separador ciclónico mejorado. La invención también se refiere al uso de tal separador ciclónico en un proceso de termofraccionación catalítica fluida. Tal separador se describe en WO-A-0050538. De acuerdo a esta publicación un separador ciclónico se describe con una eficiencia de separación mejorada en comparación a los separadores ciclónicos convencionales según lo ejemplificado en US-A-3636682, US-A-4380105, GB-A-668848 y en la figura 17-36 del manual Perry' s Chemical Engineers, McGra Hill, 7*. ed., 1997. La presente invención tiene como objetivo proporcionar un separador que tiene incluso una mayor eficiencia de separación mejorada tal como los separadores ciclónicos descritos en la publicación WO-A-0050538 referida anteriormente . Este objetivo se logra con el separador ciclónico siguiente. Un recipiente ciclónico vertical tiene un alojamiento tubular que se comprende de una sección de pared tubular proporcionada con una entrada ubicada de manera tangencial para recibir una suspensión de gas y sólidos y una cubierta elevada que cierra el extremo superior de la sección REF: 146528 de pared tubular, en donde un conducto de salida de gas sobresale desde arriba y a lo largo del eje en el alojamiento tubular hasta la posición horizontal del centro de la entrada ubicada tangencialmente, en donde la cubierta está ubicada a una distancia vertical (di) arriba del centro de la abertura de entrada ubicada tangencialmente y en donde la relación de esta distancia (di) y el diámetro del alojamiento tubular (d2) está entre 0.5 y 2 y en donde el conducto de salida de gas sobresale al menos la distancia (d3) de acuerdo a lo medido desde la cubierta en el alojamiento tubular y en donde la relación de esta distancia (d3) y la distancia (di) entre la cubierta elevada y el centro de la abertura de entrada ubicada tangencialmente está entre 0.1 y 0.6. Los solicitantes han encontrado que el separador ciclónico de la invención logra una eficiencia de separación mejorada en comparación al separador ciclónico del estado de la técnica, especialmente cuando la alimentación contiene niveles relativamente altos de sólidos. La invención será descrita más detalladamente a continuación, incluyendo algunas modalidades preferidas. La cubierta del ciclón está elevada con respecto a la entrada ubicada tangencialmente para recibir una suspensión de sólidos y gas. Con el término * elevada" aqui se entiende que la distancia entre la cubierta y el centro de la entrada ubicada tangencialmente es mayor que la aplicada generalmente. Los ciclones comunes según lo ilustrado en la técnica anterior tienen una cubierta que se coloca justo arriba de la entrada ubicada tangencialmente. La cubierta elevada se ubica preferiblemente a una distancia vertical (di) sobre el centro de la abertura de entrada ubicada tangencialmente y en donde la relación de esta distancia (di) y el diámetro del alojamiento tubular (d2) está entre 0.2 y 3 y más preferiblemente entre 0.5 y 2, y aún más preferiblemente entre 0.5 y 1.5. El conducto de salida de gas sobresale de manera significativa desde arriba del alojamiento tubular del ciclón. Con el término ¾ sobresale de manera significativa" se entiende que la distancia de la saliente (d3) según como fue medida desde la cubierta elevada en el alojamiento tubular es al menos 0.4 veces mayor que el diámetro (d4) del conducto de salida de gas. Preferiblemente 0.5 mayor que el diámetro (d4) del conducto de salida de gas. Más preferiblemente la relación de la distancia (d3) y la distancia (di) entre la cubierta elevada y el centro de la abertura de entrada ubicada tangencialmente está entre 0.1 y 0.6, más preferiblemente entre 0.4 y 0.6. La figura 1 ilustra un ciclón de acuerdo a la presente invención. La figura 1 muestra un recipiente ciclónico vertical (1) que tiene un alojamiento tubular (2) que se comprende de una sección de pared tubular (3) proporcionada con una entrada ubicada tangencialmente (4) para recibir una suspensión de gas y sólidos, y una cubierta elevada (5) que cierra el extremo superior de la sección de pared tubular (3), en donde un conducto de salida de gas (6) sobresale de manera significativa desde arriba y a lo largo del eje (7) en el alo amiento tubular (2) hasta la posición horizontal (8) del centro (9) de la entrada ubicada tangencialmente (4). El ciclón vertical ilustrado (1) de acuerdo a la presente invención también se proporciona con un miembro de inmersión o introducción opcional (10) en el extremo inferior de la sección de pared tubular (3), donde el miembro de inmersión (10) (mostrado en parte) está conectado fluidamente a la sección de pared tubular por medio de una sección de pared frustocónica (11). La figura también ilustra las distancias di, d2, d3 y d4 según lo utilizado anteriormente . El ciclón de acuerdo a la invención se puede utilizar ventajosamente como un ciclón primario en combinación con un ciclón secundario en donde el conducto de salida de gas del ciclón primario está conectado fluidamente a una entrada ubicada tangencialmente de un ciclón secundario. El ciclón secundario puede ser uno que se encuentre en el estado de la técnica, como por ejemplo el descrito en las figuras 17-36 del manual de Perry' s Chemical Engineer, McGraw Hill, 7*. ed., 1997.

El separador ciclónico se utiliza para separar partículas sólidas de una suspensión de partículas y gas. El ciclón de acuerdo a la invención puede encontrar uso en cualquier proceso en el cual las partículas sólidas son separadas de una suspensión de tales partículas sólidas y un gas. Los ejemplos de tal proceso son el proceso de deshidrogenación de lecho fluidizado MTBE, el proceso de acrilonitrilo y el proceso de craqueo catalítico fluido (FCC, por sus siglas en inglés) . Los ejemplos de un proceso de craqueo catalítico fluido se describen en Catalytic Cracking of Heavy Petroleum Fractions, Daniel DeCroocq, Institut Francais du Petrole, 1984 (ISBN 2-7108-455-7), páginas 100-114. El aparato se utiliza preferiblemente en un proceso de FCC en donde una suspensión de sólidos de gas si se alimenta al ciclón primario tiene un contenido de sólidos de entre 1 y 15 kg/m3. El ciclón de acuerdo a la presente invención se utiliza preferiblemente como el ciclón primario en las modalidades preferidas según lo descrito en la publicación WO-A-0050538 y especialmente los ilustrados en las figuras 1-5 de tal publicación. La invención también se refiere a un recipiente reactor para el craqueo catalítico fluido en donde el extremo inferior de un tubo vertical del reactor está en comunicación fluida con la entrada ubicada tangencialmente de un ciclón de acuerdo a la presente invención, el recipiente adicionalmentc comprende en su extremo inferior una zona de separación proporcionada con medios para suministrar un medio de separación a un lecho fluidizado denso de partículas catalíticas separadas, medios para descargar partículas catalíticas separadas del recipiente y medios para descargar el hidrocarburo y los vapores del medio de separación del recipiente . La invención será ilustrada con el ejemplo siguiente .

Ej emplo Se alimentó a un separador ciclónico que tiene el diseño de acuerdo a la figura 1, una suspensión de gas-sólidos que tiene una carga de polvos de 8 kg de sólidos/kg de gas. El tamaño de partícula promedio de los sólidos fue de 50 micrones. La velocidad de entrada de la suspensión fue de 20 m/s. El diámetro (d2) del alojamiento tubular fue de 0.300 m y la distancia (di) entre el centro de la entrada y la cubierta elevada fue de 0.290 m, de tal modo que la relación dl/d2 fue de 0.97. El conducto de salida de gas tuvo un diámetro interno (d4) de 0.108 m. Las dimensiones restantes de la parte tubular del ciclón, el miembro de inmersión y la parte de conexión son de un tamaño convencional. La saliente (d3) de la salida del gas fue variada y la fracción de los sólidos que no fueron separados en el ciclón (es decir la fracción de sólidos en exceso) fue medida en los distintos valores para d3. Los resultados se presentan en la Tabla siguiente.

TABLA 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 convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un recipiente ciclónico vertical que tiene un alojamiento tubular que comprende una sección de pared tubular proporcionada con una entrada ubicada tangencialmente para recibir una suspensión de gas y sólidos y una cubierta que cierra el extremo superior de la sección de pared tubular, caracterizado porque un conducto de salida de gas sobresale desde arriba y a lo largo del eje en el alojamiento tubular hasta la posición horizontal del centro de la entrada ubicada tangencialmente, en donde la cubierta está ubicada a una distancia vertical (di) arriba del centro de la abertura de entrada ubicada tangencialmente y en donde la relación de esta distancia (di) y el diámetro del alojamiento tubular (d2) está entre 0.5 y 2 y en donde el conducto de salida de gas sobresale al menos la distancia (d3) de acuerdo a lo medido desde la cubierta en el alojamiento tubular y en donde la relación de esta distancia (d3) y la distancia (di) entre la cubierta elevada y el centro de la abertura de entrada ubicada tangencialmente está entre 0.1 y 0.6. 2. El ciclón vertical de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación de la distancia (di) y el diámetro del alo amiento tubular (d2) está entre 0.5 y 1.5.
3. 3. El ciclón vertical de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque el conducto de salida de gas sobresale al menos la distancia (d3) de acuerdo a lo medido desde la cubierta elevada en el alojamiento tubular y en donde la relación de esta distancia (d3) y el diámetro (d4) del conducto de salida de gas es al menos de 0.4.
4. 4. El ciclón vertical de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque un miembro de inmersión está presente en el extremo inferior de la sección de pared tubular del ciclón primario, donde el miembro de inmersión se conecta de manera fluida a la sección de pared tubular por medio de una sección de pared frustocónica .
5. 5. Un aparato de separación que comprende un separador ciclónico de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4 como ciclón primario, caracterizado porque el conducto de salida de gas se conecta de manera fluida a una entrada ubicada tangencialmente de un ciclón secundario para recibir una suspensión de gas y sólidos.
6. 6. Un recipiente reactor para el craqueo catalítico fluido, caracterizado porque el extremo inferior de un tubo vertical del reactor está en comunicación fluida con la entrada ubicada tangencialmente de un ciclón de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4 o con la entrada ubicada tangencialmente del ciclón primario del aparato separador de conformidad con la reivindicación 5, el recipiente adicionalmente comprende en su extremo inferior en una zona de separación proporcionada con medios para suministrar un medio de separación a un lecho fluidizado denso de partículas catalíticas separadas, medios para descargar las partículas catalíticas separadas del recipiente y medios para descargar el hidrocarburo y los vapores del medio de separación del recipiente.
7. 7. El uso de un ciclón de conformidad con las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque es para separar partículas sólidas de una suspensión de partículas y gas.
8. 8. El uso de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque el contenido de sólidos de la suspensión está entre 1 y 15 kg/mJ.