MXPA99001826A - Separador centrifugo - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un separador centrífugo caracterizado porque comprende una estructura o alojamiento vertical abierto en su extremo inferior, provista de una cubierta en su extremo superior, que tiene una abertura central, un conducto de entrada para la introducción tangencial de una mezcla de gas y partículas catalizadoras desde la salida de un reactor de tubo vertical de una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado, un conducto de descarga de partículas que comunica con el extremo inferior abierto de la estructura vertical, y un conducto de salida de gas que tiene una sección vertical la cual se extiende a través de la abertura centralde la cubierta, cuyo separador centrífugo además comprende una tubería de extremo abierto arreglada en la abertura central a modo de definir un conducto anular de entrada de gas entre la superficie externa de al menos una parte de la sección vertical del conducto de salida de gas y la superficie interna del tubo de extremo abierto, y medios que imparten torbellino arreglados en el conducto anular de entrada de gas.

Description

SEPARADOR CENTRIFUGO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un separador centrifugo que es aplicado como una etapa de separación en un recipiente de reactor de una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado que contiene una tubería vertical de un reactor.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado incluye un recipiente de reactor, un tubo vertical del reactor, que tiene una salida superior que está en comunicación fluida con un sistema separador acomodado en el recipiente del reactor y un recipiente regenerador. Durante el funcionamiento normal, las partículas catalizadoras regeneradas y la alimentación hidrocarbonosa se suplen al extremo de entrada del tubo vertical del reactor en el cual se lleva a cabo la desintegración catalítica de la alimentación para formar una mezcla de producto gaseoso y partículas de catalizador. La mezcla deja el tubo vertical del reactor a una temperatura elevada de entre 500 y 540 °C o superior. La REF. : 29538 mezcla de producto gaseoso y partículas catalizadoras se pasa hacia el sistema separador en donde el producto gaseoso es separado de las partículas de catalizador. El producto gaseoso es retirado del extremo superior del recipiente del reactor y las partículas de catalizador son descargadas a la parte inferior del recipiente del reactor donde son depuradas. Las partículas de catalizador depuradas son pasadas al recipiente regenerador en donde el coque depositado en las partículas durante la desintegración es quemado a altas temperaturas para obtener los productos de combustión y el catalizador regenerado. Los productos de combustión son retirados del extremo superior del recipiente del regenerador y el catalizador regenerado es utilizado nuevamente. Dicha planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado es descrita en la publicación de la solicitud de patente europea No. 488 549. El sistema separador conocido comprende un separador centrifugo y un separador centrifugo auxiliar para proporcionar una separación de dos etapas. El separador centrifugo comprende una estructura o alojamiento vertical abierto en su extremo inferior y provisto de una cubierta en su extremo superior, que tiene una abertura central, un conducto de entrada para el ingreso tangencial de una mezcla de gas y partículas catalizadoras desde la salida del reactor de tubo vertical, un conducto para la salida de las partículas, que se comunica con el extremo inferior abierto de la estructura vertical y un conducto de salida de gas que tiene una sección vertical la cual se extiende a través de la abertura central en la cubierta y que tiene un diámetro externo que es menor que el diámetro de la abertura central. La abertura central y la superficie externa del conducto de salida de gas definen un punto de entrada anular. El separador centrífugo está acomodado en la parte superior del recipiente del reactor, de modo que durante la operación normal el gas depurador presente en el recipiente del reactor puede ser conducido hacia el separador centrífugo a través del punto de entrada anular por la diferencia de presión entre el interior del recipiente del reactor y el interior del separador centrífugo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Un objetivo de la presente invención es mejorar la eficacia del separador centrífugo conocido, en particular en el nivel en el separador, en el cual la eficiencia de separación es baja. Con este fin, el separador centrífugo de acuerdo con la presente invención comprende una estructura vertical abierta en su extremo inferior provista de una cubierta en su extremo superior que tiene una abertura central, un conducto de entrada para el ingreso tangencial de una mezcla de gas y partículas catalizadoras desde la salida de un reactor de tubo vertical de una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado, un conducto de descarga de partículas que comunica con el extremo inferior abierto de la estructura vertical y un conducto de salida de gas que tiene una sección vertical la cual se extiende a través de la abertura central en la cubierta, el separador centrífugo además comprende una tubería de extremo abierto acomodada en la abertura central a modo de definir un conducto anular para gas, entre la superficie externa de al menos parte de la sección vertical del conducto de salida de gas y la superficie interna de la tubería de extremo abierta, y medios que imparten torbellino acomodados en el conducto anular de entrada de gas . La US-A-5362379 describe un separador centrifugo que comprende una estructura o alojamiento vertical provisto de un conducto de entrada para la introducción tangencial de una mezcla de gas y de partículas sólidas desde la salida de un reactor de tubo vertical de una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado. El separador centrífugo comprende una tubería de extremo abierto colocada en la abertura central de la cubierta a fin de definir un conducto anular para entrada de gas entre la superficie exterior de al menos parte de la sección vertical de un conducto de salida de gas y la superficie interior de la tubería de extremo abierto. De acuerdo a esta publicación el gas de depuración se dirige lejos de la región de gas rico en sólidos que se encuentra dentro del separador. Como resultado, los sólidos presentes en el gas de depuración no serán separados efectivamente de la corriente gaseosa que se encuentra en el separador centrífugo como sucede en el separador centrífugo de conformidad con la invención. La DE-A-4136935 describe un separador centrífugo que comprende una estructura o alojamiento vertical provisto de un conducto de entrada para la introducción tangencial de una mezcla de gas y partículas sólidas. El separador centrífugo está provisto además de medios para alterar los patrones de presión y flujo en la cercanía de la abertura del tubo de salida de gas, cuando el separador centrífugo está funcionando. Estos medios son, por ejemplo, un flujo de gas dirigido hacia abajo, en un espacio anular alrededor del tubo vertical para salida del gas. Este espacio anular puede estar provisto de medios para impartir torbellino.

La invención será descrita ahora a modo de ejemplo, con mayor detalle, con referencia al dibujo acompañante, el cual muestra esquemáticamente una sección longitudinal parcial del separador centrífugo de la presente invención. El separador centrífugo 1 de la presente invención comprende una estructura vertical 2 que tiene una abertura de descarga 3 en su extremo inferior 4, y que está provisto de una cubierta 5 en su extremo superior 6. La cubierta 5 tiene una abertura central 8. El separador centrífugo 1 además comprende un conducto de entrada 10, que se extiende entre la abertura de salida superior 12 del reactor de tubería vertical 15 y la abertura de entrada 14 del separador centrífugo 1, para entrada tangencial de una mezcla de gas y partículas catalizadoras en el separador centrífugo 1. También comprende un conducto de descarga de partículas 16, que se comunica con la abertura de descarga 3 en el extremo inferior 4 de la estructura vertical 2 y un conducto de salida de gas 18. El conducto de salida de gas 18 tiene una sección vertical recta 20, la cual se extiende a través de la abertura central 8 en la cubierta 5. El separador centrífugo además comprende una tubería de extremo abierto 23, fijada en la abertura central 8, donde un conducto anular de entrada de gas 25 es definido entre la superficie externa de la parte inferior de la sección vertical 20 del conducto de salida de gas 18 y la superficie interna de la tubería de extremo abierta 23. En el conducto anular de entrada de gas 25 están acomodados los medios que imparten torbellino, en la forma de paletas para torbellino 30. El separador centrífugo 1 de la presente invención está arreglado en la parte superior 23 del recipiente del reactor. Dado que dicho recipiente del reactor es bien conocido, no se argumentará en detalle y sólo se muestra su techo 35. Dado que una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado es bien conocida no se enseñan las otras partes de dicha planta. Durante la operación normal, una mezcla de producto gaseoso y partículas catalizadoras deja el tubo vertical del reactor 15 a través de la abertura 12. La mezcla es llevada hacia el conducto de entradas 10, el cual se abre hacia la estructura 2, de modo que la mezcla entra tangencialmente hacia el extremo superior 6 de la estructura 2 del separador centrífugo 1. Como resultado, hay una mezcla de torbellino dentro de la estructura 2 y el producto gaseoso es retirado de la estructura 2 a través del conducto de salida de gas 18. Las partículas catalizadoras caen al extremo inferior 4 de la estructura 2, y son descargadas mediante el conducto de descarga de partículas 16. Las partículas catalizadoras descargadas son recogidas en la parte inferior (no mostrada) del recipiente del reactor donde el producto adherido a las partículas es depurado por medio de un gas depurador suministrado en la parte inferior del recipiente del reactor. Como resultado, una mezcla gaseosa de vapor depurado y producto depurado pasa hacia arriba, hacia la zona de fase diluida en la parte superior del recipiente del reactor bajo el techo 35. Esta mezcla gaseosa también contiene pequeñas cantidades de partículas catalizadoras arrastradas, y estas partículas catalizadoras tienen que ser retiradas de la mezcla gaseosa. Con este fin, la mezcla gaseosa es llevada hacia el extremo superior 6 de la estructura 2, a través del conducto anular de entrada de gas 25. El medio que imparte torbellino en forma de paletas para torbellino 30 impartirá un movimiento de torbellino sobre la mezcla gaseosa, y de esta manera se realiza la separación inicial de partículas catalizadoras arrastradas, cuya separación continúa a medida que la mezcla desciende de la estructura ¿- . El medio que imparte torbellino 30 está adecuadamente acomodado, de modo que la dirección de rotación que puede impartir es la misma que la dirección de rotación de la mezcla de producto gaseoso y partículas catalizadoras del tubo vertical del reactor 15, de manera que el último torbellino es amplificado a modo de mejorar la eficiencia global del separador centrífugo 1. La relación del diámetro externo de la sección vertical 20 al diámetro de la abertura central 8 está en un rango adecuado de 0.3 hasta 0.7. El extremo inferior 37 del conducto de salida de gas 18 está ubicado debajo del borde inferior 39 de la abertura de entrada 14. Sin embargo, el conducto de extremo abierto 23 no se extiende tanto en el separador centrífugo 1; éste sólo se extiende a una parte de la altura de la abertura de entrada 14. La distancia entre el extremo inferior 40 del conducto de extremo abierto 23 y el borde superior 41 de la abertura de entrada 14 está entre el 10 % y 60 Qo de la altura de la abertura de entrada 14. Esto se hace para llevar al máximo el efecto que tiene la rotación impartida mediante el medio de impartir torbeilino 30 sobre la abertura donde sale el fluido 14. Para ajusfar diferencias en la expansión térmica entre la estructura 2 y el conducto de salida de gas 18, el medio que imparte torbellino 30 se fija a la superficie interna del tubo de extremo abierto 23 o a la superficie externa de la sección vertical 20 del conducto de salida de gas 18, más no se fija a a bas superficies. El número de paletas de torbellino 30 es adecuado entre 2 y 8, más adecuado entre 3 y 6. El conducto de salida de gas 18 puede ser conectado directamente a la cámara de pleno (no mostrada) que está provista de una salida de gas (no mostrada) la cual se extiende a través del techo 35, en cuyo caso el sistema separador incluye una sola etapa de separación. En una modalidad alternativa, el conducto de salida de gas 18 puede ser conectado a un separador centrífugo auxiliar (no mostrado) , donde la salida de gas se abre hacia la cámara de pleno, en cuyo caso el sistema de separador incluye dos etapas de separación. El extremo superior del tubo vertical del reactor 15 puede ser acomodado en el recipiente del reactor (como se muestra en la figura) o puede ser ubicado fuera del recipiente del reactor, de modo que el conducto de entrada tiene que extenderse a través de la pared lateral del recipiente del reactor. 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. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Un separador centrífugo caracterizado porque comprende una estructura o alojamiento vertical abierto en su extremo inferior, provista de una cubierta en su extremo superior, que tiene una abertura central, un conducto de entrada para la introducción tangencial de una mezcla de gas y partículas catalizadoras desde de la salida de un reactor de tubo vertical de una planta de desintegración catalítica de lecho fluidizado, un conducto de descarga de partículas que comunica con el extremo inferior abierto de la estructura vertical, y un conducto de salida de gas que tiene una sección vertical la cual se extiende a través de la abertura central de la cubierta, cuyo separador centrífugo además comprende una tubería de extremo abierto arreglada en la abertura central a modo de definir un conducto anular de entrada de gas entre la superficie externa de al menos una parte de la sección vertical del conducto de salida de gas y la superficie interna del tubo de extremo abierto, y medios que imparten torbellino arreglados en el conducto anular de entrada de gas.

2. El separador centrífugo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación del diámetro exterior de la sección vertical del conducto de salida del gas, respecto al diámetro de la abertura central que se encuentra en la cubierta, se encuentra en el intervalo desde 0.3 hasta 0.7.

3. El separador centrífugo de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el extremo inferior del conducto de salida de gas está ubicado por debajo del borde inferior del conducto de entrada, para la introducción tangencial de una mezcla de gas y de partículas del catalizador.

4. El separador centrífugo de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, caracterizado porque la tubería de extremo abierto se extiende hasta parte de la altura del conducto de entrada, para la entrada tangencial de una mezcla de gas y partículas del catalizador.

5. El separador centrífugo de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la distancia entre' el extremo inferior del tubo de extremo abierto y el borde superior del conducto de entrada, para la entrada tangencial de una mezcla de gas y de partículas del catalizador, se encuentra entre 10 % y 60 % de la altura del conducto de entrada.

6. El separador centrífugo de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, caracterizado porque los medios para impartir torbellino están, ya sea fijados a la superficie interior de la tubería de extremo abierto, o a la superficie exterior de la sección vertical del conducto de salida del gas, pero no están fijados a ambas superficies.

7. El separador centrífugo de conformidad con cualesquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 6, caracterizado porque los medios para impartir torbellino son entre 2 y 8 paletas para torbellino.

8. El proceso para separar partículas de catalizador de un producto gaseoso que abandona un reactor de estructura vertical para desintegración catalítica en lecho fluidizado, en un separador centrífugo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 7, caracterizado porque el separador centrífugo está colocado en la parte superior de un recipiente de reactor y el producto gaseoso se alimenta al separador centrífugo a través del conducto de entrada, para la entrada tangencial del producto gaseoso, lo cual da por resultado que un producto gaseoso se retire del separador centrífugo a través del conducto de salida de gas y que las partículas del catalizador se retiren del separador centrífugo a través del conducto para la descarga de partículas, después de lo cual las partículas del catalizador descargadas se reúnen en la parte inferior del recipiente del reactor en donde el producto adherido a las partículas se lava o depura mediante un gas de depuración suministrado a la parte inferior del recipiente del reactor, dando por resultado una mezcla gaseosa de vapor depurador, del producto depurado y de las partículas del catalizador las cuales pasan hacia arriba y hacia la zona de la fase diluida en la parte superior del recipiente del reactor, en donde la mezcla gaseosa se conduce hacia el separador centrífugo a través del conducto anular para la entrada del gas .