WO2002011877A1 - Novel method for homogeneous loading of solid particles in a chamber - Google Patents

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WO2002011877A1
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loading
particles
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solid particles
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Frédéric JARDIN
Ulysse Pinon
Thierry Patureaux
Emmanuelle Petitjean
Marc Lebouteiller
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Totalfinaelf France
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/002Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor with a moving instrument
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • B01J8/0025Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor by an ascending fluid

Definitions

  • the present invention relates to a new method for uniformly loading solid particles into an enclosure.
  • This process relates more particularly to the filling of reactors of the chemical or electrochemical, petroleum or petrochemical type, with solid particles in the divided state, which can be in the form of balls, grains, cylinders, pellets, sticks, or other forms, but of relatively small dimensions.
  • These particles may in particular be molecular sieves or grains of solid catalysts, generally extruded, produced either in irregular form, in the form of beads, or also in the form of mono- or multilobes, the dimensions of which vary, depending on the case, from a few tenths of a millimeter to a few centimeters.
  • the loading methods commonly adopted today consist in loading the fixed bed of the reactor using a flexible hose, also called “sleeve” or “sock”, from the English translation “sock loading” , or even using buckets filled with catalyst, the content of which is successively poured into the reactor through the orifice of the upper part of the enclosure to be loaded (called “manhole” or “filling orifice”) .
  • These methods lead to occasional loading in the reactor, generally favoring the creation of slopes and embankments on the surface of the bed being loaded.
  • the differences in grain orientation and the segregation of the heaviest by rolling along these slopes or embankments naturally lead to heterogeneities, detrimental to the subsequent proper functioning of the reactor.
  • the Applicant has for its part patented a process and a device for the uniform distribution of a solid in divided form in an enclosure, which are the subject, in particular, of EP-A-007,854 and EP-A-116,246, as well as EP-A-769 462.
  • the Applicant has established that it is possible to obtain this result by distributing the particles in the enclosure to be loaded above a liquid contained in this enclosure and compatible with these particles, the bed of particles thus forming within this liquid.
  • the Applicant has in fact found that, during dense loads of the conventional type, that is to say in an enclosure containing only a gaseous phase, the increase in the loading density is probably linked to the rate of fall. free of the grains, and therefore their impact energy when they arrive on the bed being formed, associated with a preferential orientation of these grains in the catalytic bed. It therefore appears that the fact of interposing a liquid, in order to decrease this rate of fall, makes it possible to resolve in a simple manner, both the problem of the homogeneous distribution of the grains and that of the increase in density.
  • the present invention therefore relates to a process for the homogeneous loading of solid particles into an enclosure, characterized in that said enclosure is filled at least in part with a liquid, and in that the flow of particles introduced into the enclosure is divided, then distributed homogeneously in a gaseous phase above the surface of this liquid, within which the particles descend by gravity, to deposit themselves forming a fixed bed.
  • a first advantage of the process which is the subject of the invention is therefore to obtain good homogeneity of the bed formed, without increasing the loading density.
  • limiting the rate of fall of the grains in the liquid makes it possible to limit their impact energy, thereby promoting the creation of sufficiently large spaces between the grains and, in the case of catalyst grains, better contact. and a more free passage of the reaction liquid between these grains, without the creation of preferential paths, thereby reducing the pressure drop of the reactor accordingly.
  • a second advantage of the invention is the possibility of loading grains, in particular catalysts, having a more fragile mechanical strength, for example extrudates in the form of cylinders whose length is several times greater than the diameter, for example a length greater than 5 millimeters or more, for a diameter of the order of a millimeter.
  • extrudates have a tendency to break, when the dense charged grains in a gaseous atmosphere collide, upon their impact upon their arrival on the catalytic bed.
  • the liquid phase used in the process according to the invention limits this impact energy on the bed, which is the cause of broken grains, while also reducing the attrition phenomena between them, thereby reducing the amount of catalyst fines or dust formed during the loading of the catalyst.
  • a third advantage of the process of the invention is linked to the reduction in the gas volume in the reactor, due to the presence of the liquid in more or less quantity.
  • This reduction can be a favorable element for the implementation of the loading process, in the case where the particles, in particular of catalyst, have a chemical reactivate with the loading gas, for example the oxygen of the air. It can also be an important economic factor, due to the lower quantity of gas to be introduced into the reactor, when it is a rare or inert gas, such as for example argon or nitrogen.
  • liquids and their mixtures can be used in the implementation of the process which is the subject of the invention, provided that the grains of catalyst arriving at the upper level of the liquid can freely pass through this liquid to the surface of the bed. catalytic.
  • a liquid or a mixture of liquids that are physically and chemically compatible with each other, as well as with the nature of the particles to be charged, including their constitution and the physico-chemical characteristics, such as for example the density and the viscosity. , vary depending on the parameters and precautions to be taken when loading.
  • the liquid used can be the reaction liquid, a hydrocarbon such as an oil, water, or any other type of aqueous product.
  • a very rapidly evaporating liquid, for example an alcohol, can also be used so as to be evaporated at the end of the loading.
  • the distance required for a solid particle, such as a grain of catalyst used for loading reactors, to reach its limit speed in a liquid is of the order of a few centimeters, and it is therefore not necessary to have a large amount of liquid above the surface of the catalytic bed.
  • the height of the liquid in the reactor evolving as a function of the quantity of catalyst loaded this height must be constantly maintained greater than that of the bed, throughout the duration of the loading, in order to limit the rate of fall of the grains, as proposed by the present invention.
  • Those skilled in the art will calculate the quantity of liquid directly necessary for loading, or will use known means to adjust this height as a function of the quantities of catalyst loaded.
  • the height of the liquid above the surface of the catalytic bed of particles will preferably be greater than 10 cm.
  • the loading process which is the subject of the invention allows the use of different types of gas in chemical reactors, the nature of which can vary depending on the reactivity of the catalysts with these gases.
  • ambient air is generally used for loading reactors, for example hydrotreatment reactors in the petroleum industry, this air possibly being able to be dried or dehydrated to adapt it to the particular conditions necessary for the loading of certain types of catalysts.
  • Neutral or inert gases such as argon or nitrogen, can be used for the loading of specific catalysts intended for particular processes, such as for example catalysts for isomerization of light gasolines in an oil refinery.
  • All the dense loading modes implemented in a conventional manner that is to say the grain distribution device allows a homogeneous distribution of these along the entire cross section of the reactor or of the enclosure to be loaded, above the surface of a liquid, may be used in accordance with the invention.
  • devices capable of creating a uniform rain in the minimal gas space available at the end of loading above the liquid should be used.
  • the rotary devices will be implemented at the level of the manhole or the filling orifice of the rotary devices arranged under a hopper for supplying grains of catalyst, which can be deployed under the effect of the speed of rotation in the part the highest of the reactor, over at least half of its cross section.
  • the device described in EP-A-769 462 or its equivalents will be used.
  • this device comprises a movable axis, on which flexible deflector elements, each having the shape of a vertical strap at rest, are arranged on several levels and articulated so as to be able to be lifted under the effect of centrifugal force .
  • These flexible deflectors made for example of a rubbery material and driven by a low speed of rotation, generally less than 200 revolutions per minute and preferably less than 150 revolutions per minute, make it possible to limit the breaking of the grains of catalyst which s 'collide during their fall on the deflectors, as well as attrition phenomena, leading to the creation of catalyst fines.
  • the device can be implemented in a fixed manner at the level of the manhole, or lowered into the reactor to then accompany the rise of the catalytic bed during loading.
  • the distribution member of which is made of a rigid material, as described in EP 0 470 142 or FR-A-2 721 900.
  • Different types of solid particles can be loaded with the process which is the subject of the invention, such as balls, grains, cylinders, pellets, sticks, mono or multilobe shapes, or any other shape, the different dimensions of which range from a few tenths of a millimeter to a few centimeters. They can be grains of catalysts, molecular sieves, contact masses for the needs of the chemical, petroleum or petrochemical industries.
  • Other types of solid particles having the dimensions indicated above and requiring homogeneous loading in an enclosure, can of course be used.
  • the process according to the invention allows the loading of particles having reactivity with the gaseous fluid, due to their very short residence time in the latter, the particles very quickly being found in the liquid medium, which can be chosen chemically. compatible with the nature of the particles.
  • Liquid impregnations can also be carried out on these grains of catalysts, prior to their loading into the reactor, this liquid possibly being of the same nature as that contained in the reactor, or simply chemically and physically compatible with it. Arrangements known to those skilled in the art, such as for example liquid flows in the form of jets, are then necessary upstream of the distribution, to break up the grain aggregates and entrain them in the distribution device by rain effect.
  • the accompanying drawings illustrate in a nonlimiting manner a form of implementation of the method according to the invention, and the results of comparative examples, which will be described below. In these drawings:
  • FIG. 1 is a schematic view of an enclosure being loaded by the method according to the invention
  • FIG. 1 is a schematic view of an enclosure before loading
  • FIG. 1 represents an enclosure 1, for example a chemical reactor, the diameter and the height of which can reach several meters, in which the catalytic bed 6, the mass of which is supported in the reactor 1 by inert balls 7, is in progress loading.
  • a liquid 2 for example water.
  • the gas phase can consist of different gases, in particular air.
  • the catalyst grains are introduced continuously into the upper part of the reactor, for example by means of a feed hopper 3, then fall onto a distribution device making it possible then to obtain a homogeneous distribution of these grains in the reactor 1.
  • the device shown and used in a preferred manner known commercially as "Densicat", is described in detail in EP-A-0 769 462.
  • This device consists of flexible rubber deflectors, secured at several levels to a movable axis, whose rotation speed is variable, to adjust the quality of the load.
  • the deflectors deviate as much from the movable axis as the rotation speed of the latter increases, this speed possibly reaching more than a hundred revolutions per minute.
  • the grains of catalysts, after their fall on these rotating deflectors are distributed in the manner of a rain in the gas phase over the entire cross section of the reactor, above the surface of the liquid 5.
  • the rate of fall of the grains passing through the liquid 2 is then slowed down, thus making it possible to reduce the impact energy of the grains, when the latter meet the surface of the catalytic bed 6. Thanks to this reduction in energy, the grains can settle more gently and homogeneously on the catalytic bed, without agglomerating, and thus create regular spaces between them, thereby reducing the density of the charge.
  • the liquid phase introduced into the reactor before loading can have any height, but this must preferably be greater than ten centimeters, corresponding to the minimum level 8 indicated in FIG. 2.
  • the liquid reaches its upper level 9, indicated in FIG. 3.
  • the device consisting of deflectors described above makes it possible, by its small size, to be operational even if the maximum level of the liquid 9 is very close to l 'high end of the reactor.
  • FIG. 4 we can see the appearance of the surface of the catalytic bed, after loading with a feed sleeve, which makes it possible to disperse the grains of catalyst on the surface as quickly as possible and by human means. bed.
  • the spaces between the grains are distributed randomly and the grains are not packed, offering the reaction liquid significant and numerous preferential paths, which lead to an incomplete chemical reaction.
  • the loading is not homogeneous and not dense.
  • FIG. 5 on the contrary, the grains of catalyst are very agglomerated and occupy the maximum space available, the voids between the particles thus being very small.
  • the dense loading carried out for this test made it possible to load the reactor in a homogeneous and dense manner, that is to say having a maximum of grains of catalyst in the reaction liquid, but freeing very little space for free circulation liquid, which induces high pressure drops inside the reactor.
  • Example 1 Three series of tests were carried out in the laboratory with the same catalyst, on a transparent column, the dimensions of which are as follows:
  • the catalyst used for the tests consists mainly of alumina and is in the form of dry extrudates, the average dimensions of which are as follows:
  • Test 1 The catalyst is loaded in the conventional way, that is to say in the gaseous phase (air), using a sleeve made up of a flexible fabric pipe 10 cm in diameter.
  • Trial 2 The catalyst is loaded in the conventional way, that is to say in the gaseous phase (air), using a sleeve made up of a flexible fabric pipe 10 cm in diameter.
  • the same batch of catalyst is loaded into the air with the distribution device by rain effect of the Densicat type (dense loading), that is to say comprising flexible rubber deflectors, secured at several levels to an axis driven by a rotational movement at variable speed.
  • Densicat type that is to say comprising flexible rubber deflectors, secured at several levels to an axis driven by a rotational movement at variable speed.
  • Test 3 Before loading, a volume of water whose height is 100 mm was added to the column.
  • a dense type charge is therefore obtained with the method according to the invention, in which the presence of the liquid makes it possible to significantly reduce the increase in density of the catalytic mass inherent in this type of charge.
  • FIGS. 4, 5 and 6 are representations of photographs of the surface of the catalytic bed obtained in each of the above loading tests, shows that the loading method according to the invention, while reducing the density of the catalytic mass at a value close to that obtained with the sleeve, also allows a substantially homogeneous distribution of the grains to be obtained, as only the dense type loads in the air can currently do, which, in return, cause an increase loading density.
  • the process according to the invention therefore provides a solution to the problem posed by obtaining a uniform loading usually resulting from a dense type of loading mode, but the density of the loaded mass of which is here substantially identical to that recorded. with a type load on the sleeve.

Landscapes

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Abstract

The invention concerns a method whereby the chamber (1) is filled at least partly with a liquid (2), and the flux of particles (3) introduced into the chamber (1) is divided, then homogeneously distributed in a gas phase (4) above the surface (5) of the liquid, wherein the particles descend by gravity, to be deposited while forming a fixed bed.

Description

Nouveau procédé de chargement homogène de particules solides dans une enceinte.New homogeneous loading process for solid particles in an enclosure.
La présente invention concerne un nouveau procédé de chargement homogène de particules solides dans une enceinte. Ce procédé concerne plus particulièrement le remplissage de réacteurs de type chimique ou électrochimique, pétrolier ou pétrochimique, avec des particules solides à l'état divisé, qui peuvent se présenter sous forme de billes, de grains, de cylindres, de pastilles, de bâtonnets, ou d'autres formes, mais de dimensions relativement faibles.The present invention relates to a new method for uniformly loading solid particles into an enclosure. This process relates more particularly to the filling of reactors of the chemical or electrochemical, petroleum or petrochemical type, with solid particles in the divided state, which can be in the form of balls, grains, cylinders, pellets, sticks, or other forms, but of relatively small dimensions.
Ces particules peuvent être en particulier des tamis moléculaires ou des grains de catalyseurs solides, généralement extrudés, réalisés soit sous forme irrégulière, sous forme de billes, soit encore sous forme de mono- ou multilobes, dont les dimensions varient, selon les cas, de quelques dixièmes de millimètres à quelques centimètres.These particles may in particular be molecular sieves or grains of solid catalysts, generally extruded, produced either in irregular form, in the form of beads, or also in the form of mono- or multilobes, the dimensions of which vary, depending on the case, from a few tenths of a millimeter to a few centimeters.
C'est à cette application que l'on se référera plus particulièrement dans la suite de la présente description, mais le procédé conforme à l'invention s'applique naturellement au chargement de tout autre type de particules dans une enceinte. II est connu qu'un réacteur à lit fixe a un meilleur rendement réactionnel, quand sa masse catalytique est chargée de la façon la plus homogène possible. Cette homogénéité, qui, pour des raisons de simplicité et d'efficacité, doit être obtenue pendant la phase de chargement du catalyseur, permet d'assurer un contact uniforme et constant entre les différents grains de catalyseur et le milieu réactionnel liquide, sans création de passages préférentiels pour celui-ci.It is to this application that reference will be made more particularly in the remainder of this description, but the method according to the invention naturally applies to the loading of any other type of particles into an enclosure. It is known that a fixed bed reactor has a better reaction yield, when its catalytic mass is charged in the most homogeneous way possible. This homogeneity, which, for reasons of simplicity and efficiency, must be obtained during the catalyst loading phase, ensures uniform and constant contact between the different catalyst grains and the liquid reaction medium, without creating preferential passages for this one.
Les méthodes de chargement couramment adoptées aujourd'hui consistent à charger le lit fixe du réacteur à l'aide d'un tuyau souple, encore appelé « manche » ou « chaussette », à partir de la traduction de l'anglais « sock loading », voire à l'aide de seaux remplis de catalyseur, dont le contenu est successivement versé dans le réacteur par l'orifice de la partie supérieure de l'enceinte à charger (appelé « trou d'homme » ou « orifice de remplissage »). Ces méthodes conduisent à des chargements effectués de façon ponctuelle dans le réacteur, favorisant généralement la création de pentes et de talus sur la surface du lit en cours de chargement. Les différences d'orientation des grains et la ségrégation des plus lourds par roulement le long de ces pentes ou talus conduisent naturellement à des hétérogénéités, nuisibles au bon fonctionnement ultérieur du réacteur. En effet, des chemins préférentiels, empruntés par la phase réactionnelle liquide, apparaissent alors dans le lit catalytique, du fait de la présence aléatoire d'espaces importants entre les grains de catalyseur ainsi chargés. En conséquence, le contact du liquide avec les différents grains de catalyseur, de même que la durée de ce contact, diminuent et conduisent à une réaction chimique incomplète, pouvant conduire à une désactivation apparente de l'ensemble de la masse catalytique.The loading methods commonly adopted today consist in loading the fixed bed of the reactor using a flexible hose, also called "sleeve" or "sock", from the English translation "sock loading" , or even using buckets filled with catalyst, the content of which is successively poured into the reactor through the orifice of the upper part of the enclosure to be loaded (called "manhole" or "filling orifice") . These methods lead to occasional loading in the reactor, generally favoring the creation of slopes and embankments on the surface of the bed being loaded. The differences in grain orientation and the segregation of the heaviest by rolling along these slopes or embankments naturally lead to heterogeneities, detrimental to the subsequent proper functioning of the reactor. In fact, preferential paths, taken by the liquid reaction phase, then appear in the catalytic bed, due to the random presence of large spaces between the grains of catalyst thus charged. Consequently, the contact of the liquid with the various grains of catalyst, as well as the duration of this contact, decrease and lead to an incomplete chemical reaction, which can lead to an apparent deactivation of the whole of the catalytic mass.
On sait également depuis longtemps que, pour remédier à cet inconvénient et augmenter par conséquent l'homogénéité d'un lit catalytique à charger, on peut procéder à un chargement non plus ponctuel, mais réparti sur l'ensemble de la section de l'enceinte à charger, à la manière d'une pluie. Cette distribution des particules solides par effet de pluie est généralement réalisée à l'aide de dispositifs placés au-dessous d'un organe d'alimentation en grains de catalyseur, et constitués, par exemple, par un cône rotatif, pour une distribution de particules par effet centrifuge, comme décrit dans US-A-3 804 273, ou par des éléments statiques, sur lesquels tombent les grains de catalyseur et en direction desquels de l'air est parfois soufflé latéralement, comme exposé dans US-A-4 051 019. D'autres types d'équipements ont été également proposés en vue d'obtenir une répartition globalement homogène au-dessus de toute la surface du lit à charger, par exemple dans FR-A-2 319 427 et, plus récemment, dans DE-Al-198 35 699.It has also been known for a long time that, to remedy this drawback and consequently increase the homogeneity of a catalytic bed to be loaded, it is possible to carry out a loading no longer punctually, but distributed over the entire section of the enclosure. to load, like a rain. This distribution of solid particles by rain effect is generally carried out using devices placed below a member for supplying catalyst grains, and constituted, for example, by a rotary cone, for a distribution of particles. by centrifugal effect, as described in US-A-3,804,273, or by static elements, onto which fall the catalyst grains and in the direction of which air is sometimes blown laterally, as explained in US-A-4,051 019. Other types of equipment have also been proposed with a view to obtaining a generally homogeneous distribution over the entire surface of the bed to be loaded, for example in FR-A-2 319 427 and, more recently, in DE-Al-198 35 699.
La Demanderesse a pour sa part breveté un procédé et un dispositif pour la distribution uniforme d'un solide sous forme divisée dans une enceinte, qui font l'objet, notamment, de EP-A-007 854 et EP-A- 116 246, ainsi que de EP-A-769 462.The Applicant has for its part patented a process and a device for the uniform distribution of a solid in divided form in an enclosure, which are the subject, in particular, of EP-A-007,854 and EP-A-116,246, as well as EP-A-769 462.
Malheureusement, si tous ces procédés de chargement, que l'on regroupe sous l'appellation de « chargements denses » (de l'anglais « dense loadings »), tendent vers une augmentation de l'homogénéité de la masse catalytique, ils favorisent aussi dans des proportions appréciables un gain de la densité du chargement lui-même. Ce gain de densité peut être supérieur à 10%, voire 20 %, quand un mode de chargement dense est utilisé en lieu et place de la méthode dite à la manche.Unfortunately, if all these loading processes, which we group under the name of “dense loadings” (from the English “dense loadings”), tend towards an increase in the homogeneity of the catalytic mass, they also favor in appreciable proportions a gain in the density of the load itself. This gain in density can be greater than 10%, or even 20%, when a mode of dense loading is used instead of the so-called sleeve method.
Il en résulte donc nécessairement que les espaces entre grains de catalyseur, dans lesquels le fluide réactionnel du réacteur doit circuler, sont plus petits, ce qui augmente la différence de pressions entre l'entrée et la sortie de la charge à traiter dans le réacteur, différence appelée ΔP ou encore perte de charge du réacteur.It therefore necessarily follows that the spaces between grains of catalyst, in which the reaction fluid of the reactor must circulate, are smaller, which increases the pressure difference between the inlet and the outlet of the charge to be treated in the reactor, difference called ΔP or pressure drop in the reactor.
Il s'avère néanmoins que, dans certains cas et pour certains procédés, il est nécessaire pour l'industriel de bénéficier seulement de l'amélioration de l'homogénéité du lit catalytique ainsi obtenue, sans subir la contrainte de l'augmentation de la perte de charge du réacteur.However, it turns out that, in certain cases and for certain processes, it is necessary for the industrialist to benefit only from the improvement in the homogeneity of the catalytic bed thus obtained, without undergoing the constraint of the increase in the loss reactor charge.
En poursuivant ses travaux dans ce domaine, la Demanderesse a établi qu'il est possible d'obtenir ce résultat en distribuant les particules dans l'enceinte à charger au-dessus d'un liquide contenu dans cette enceinte et compatible avec ces particules, le lit de particules se formant ainsi au sein même de ce liquide.By continuing its work in this area, the Applicant has established that it is possible to obtain this result by distributing the particles in the enclosure to be loaded above a liquid contained in this enclosure and compatible with these particles, the bed of particles thus forming within this liquid.
La Demanderesse a en effet constaté que, lors des chargements denses de type classique, c'est-à-dire dans une enceinte ne contenant qu'une phase gazeuse, l'augmentation de la densité de chargement est vraisemblablement liée à la vitesse de chute libre des grains, et donc à leur énergie d'impact lors de leur arrivée sur le lit en cours de constitution, associées à une orientation préférentielle de ces grains dans le lit catalytique. Il apparaît donc que le fait d'interposer un liquide, pour diminuer cette vitesse de chute, permet de résoudre de façon simple, tant le problême de la répartition homogène des grains que celui de l'augmentation de la densité.The Applicant has in fact found that, during dense loads of the conventional type, that is to say in an enclosure containing only a gaseous phase, the increase in the loading density is probably linked to the rate of fall. free of the grains, and therefore their impact energy when they arrive on the bed being formed, associated with a preferential orientation of these grains in the catalytic bed. It therefore appears that the fact of interposing a liquid, in order to decrease this rate of fall, makes it possible to resolve in a simple manner, both the problem of the homogeneous distribution of the grains and that of the increase in density.
La présente invention a donc pour objet un procédé de chargement homogène de particules solides dans une enceinte, caractérisé en ce que ladite enceinte est emplie au moins en partie d'un liquide, et en ce que le flux des particules introduites dans l'enceinte est divisé, puis réparti de façon homogène dans une phase gazeuse au-dessus de la surface de ce liquide, au sein duquel les particules descendent par gravité, pour se déposer en formant un lit fixe.The present invention therefore relates to a process for the homogeneous loading of solid particles into an enclosure, characterized in that said enclosure is filled at least in part with a liquid, and in that the flow of particles introduced into the enclosure is divided, then distributed homogeneously in a gaseous phase above the surface of this liquid, within which the particles descend by gravity, to deposit themselves forming a fixed bed.
Un premier avantage du procédé objet de l'invention est donc d'obtenir une bonne homogénéité du lit formé, sans augmenter la densité du chargement. En effet, la limitation de la vitesse de chute des grains dans le liquide permet de limiter leur énergie d'impact, en favorisant ainsi la création d'espaces suffisamment importants entre les grains et, dans le cas de grains de catalyseur, un meilleur contact et un passage plus libre du liquide réactionnel entre ces grains, sans création de chemins préférentiels, diminuant ainsi d'autant la perte de charge du réacteur.A first advantage of the process which is the subject of the invention is therefore to obtain good homogeneity of the bed formed, without increasing the loading density. In fact, limiting the rate of fall of the grains in the liquid makes it possible to limit their impact energy, thereby promoting the creation of sufficiently large spaces between the grains and, in the case of catalyst grains, better contact. and a more free passage of the reaction liquid between these grains, without the creation of preferential paths, thereby reducing the pressure drop of the reactor accordingly.
Un second avantage de l'invention est la possibilité de charger des grains, notamment de catalyseurs, ayant une tenue mécanique plus fragile, par exemple des extrudés sous forme de cylindres dont la longueur est plusieurs fois supérieure au diamètre, par exemple une longueur supérieure à 5 millimètres ou plus, pour un diamètre de l'ordre d'un millimètre. Ces extrudés ont en effet tendance à se briser, quand les grains chargés denses sous atmosphère gazeuse s'entrechoquent, lors de leur impact à leur arrivée sur le lit catalytique. La phase liquide utilisée dans le procédé conforme à l'invention limite en effet cette énergie d'impact sur le lit, qui est la cause des brisures des grains, tout en diminuant également les phénomènes d'attrition entre ces derniers, en réduisant ainsi la quantité de fines ou poussières de catalyseur, formées lors du chargement du catalyseur.A second advantage of the invention is the possibility of loading grains, in particular catalysts, having a more fragile mechanical strength, for example extrudates in the form of cylinders whose length is several times greater than the diameter, for example a length greater than 5 millimeters or more, for a diameter of the order of a millimeter. These extrudates have a tendency to break, when the dense charged grains in a gaseous atmosphere collide, upon their impact upon their arrival on the catalytic bed. The liquid phase used in the process according to the invention limits this impact energy on the bed, which is the cause of broken grains, while also reducing the attrition phenomena between them, thereby reducing the amount of catalyst fines or dust formed during the loading of the catalyst.
Un troisième avantage du procédé de l'invention est lié à la diminution du volume gazeux dans le réacteur, du fait de la présence du liquide en quantité plus ou moins importante. Cette diminution peut être un élément favorable pour la mise en œuvre du procédé de chargement, dans le cas où les particules, notamment de catalyseur, présentent une réactivé chimique avec le gaz de chargement, par exemple l'oxygène de l'air. Elle peut également être un facteur économique important, du fait de la moindre quantité de gaz à introduire dans le réacteur, quand il s'agit d'un gaz rare ou inerte, comme par exemple l'argon ou l'azote.A third advantage of the process of the invention is linked to the reduction in the gas volume in the reactor, due to the presence of the liquid in more or less quantity. This reduction can be a favorable element for the implementation of the loading process, in the case where the particles, in particular of catalyst, have a chemical reactivate with the loading gas, for example the oxygen of the air. It can also be an important economic factor, due to the lower quantity of gas to be introduced into the reactor, when it is a rare or inert gas, such as for example argon or nitrogen.
Tous les types de liquides ainsi que leurs mélanges peuvent être utilisés dans la mise en œuvre du procédé objet de l'invention, à condition que les grains de catalyseur arrivant au niveau supérieur du liquide puissent traverser librement ce liquide jusqu'à la surface du lit catalytique. L'Homme du Métier choisira donc un liquide ou un mélange de liquides compatibles physiquement et chimiquement entre eux, ainsi qu'avec la nature des particules à charger, dont la constitution et les caractéristiques physico-chimiques, comme par exemple la densité et la viscosité, varient en fonction des paramètres et précautions à apporter au chargement. Dans le cas d'un réacteur chimique et de particules de catalyseur, le liquide utilisé peut être le liquide réactionnel, un hydrocarbure tel qu'une huile, de l'eau, ou tout autre type de produit aqueux. Un liquide s'évaporant très rapidement, par exemple un alcool, peut également être utilisé de façon à être évaporé à la fin du chargement.All types of liquids and their mixtures can be used in the implementation of the process which is the subject of the invention, provided that the grains of catalyst arriving at the upper level of the liquid can freely pass through this liquid to the surface of the bed. catalytic. Those skilled in the art will therefore choose a liquid or a mixture of liquids that are physically and chemically compatible with each other, as well as with the nature of the particles to be charged, including their constitution and the physico-chemical characteristics, such as for example the density and the viscosity. , vary depending on the parameters and precautions to be taken when loading. In the case of a chemical reactor and catalyst particles, the liquid used can be the reaction liquid, a hydrocarbon such as an oil, water, or any other type of aqueous product. A very rapidly evaporating liquid, for example an alcohol, can also be used so as to be evaporated at the end of the loading.
La distance nécessaire pour qu'une particule solide, telle qu'un grain de catalyseur utilisé pour le chargement de réacteurs, atteigne sa vitesse limite dans un liquide est de l'ordre de quelques centimètres, et il n'est donc pas nécessaire de disposer d'une importante quantité de liquide au-dessus de la surface du lit catalytique. Toutefois, la hauteur du liquide dans le réacteur évoluant en fonction de la quantité de catalyseur chargé, cette hauteur devra être constamment maintenue supérieure à celle du lit, pendant toute la durée du chargement, pour permettre de limiter la vitesse de chute des grains, comme proposé par la présente invention. L'homme du métier calculera la quantité de liquide directement nécessaire au chargement, ou utilisera des moyens connus pour ajuster cette hauteur en fonction des quantités de catalyseur chargées. La hauteur du liquide au-dessus de la surface du lit catalytique de particules sera de préférence supérieure à 10 cm.The distance required for a solid particle, such as a grain of catalyst used for loading reactors, to reach its limit speed in a liquid is of the order of a few centimeters, and it is therefore not necessary to have a large amount of liquid above the surface of the catalytic bed. However, the height of the liquid in the reactor evolving as a function of the quantity of catalyst loaded, this height must be constantly maintained greater than that of the bed, throughout the duration of the loading, in order to limit the rate of fall of the grains, as proposed by the present invention. Those skilled in the art will calculate the quantity of liquid directly necessary for loading, or will use known means to adjust this height as a function of the quantities of catalyst loaded. The height of the liquid above the surface of the catalytic bed of particles will preferably be greater than 10 cm.
Le procédé de chargement objet de l'invention permet l'utilisation de différents types de gaz dans les réacteurs chimiques, dont la nature peut varier en fonction de la réactivité des catalyseurs avec ces gaz. En particulier, l'air ambiant est généralement utilisé pour le chargement des réacteurs, par exemple des réacteurs d' hydrotraitement dans l'industrie pétrolière, cet air pouvant éventuellement être desséché ou déshydraté pour l'adapter à des conditions particulières nécessaires au chargement de certains types de catalyseurs.The loading process which is the subject of the invention allows the use of different types of gas in chemical reactors, the nature of which can vary depending on the reactivity of the catalysts with these gases. In particular, ambient air is generally used for loading reactors, for example hydrotreatment reactors in the petroleum industry, this air possibly being able to be dried or dehydrated to adapt it to the particular conditions necessary for the loading of certain types of catalysts.
Des gaz neutres ou inertes, comme par exemple l'argon ou l'azote, peuvent être utilisés pour le chargement de catalyseurs spécifiques destinés à des procédés particuliers, comme par exemple les catalyseurs d'isomérisation des essences légères dans une raffinerie de pétrole.Neutral or inert gases, such as argon or nitrogen, can be used for the loading of specific catalysts intended for particular processes, such as for example catalysts for isomerization of light gasolines in an oil refinery.
Tous les modes de chargements denses mis en œuvre de façon classique, c'est-à-dire dont le dispositif de répartition des grains permet une distribution homogène de ceux-ci suivant toute la section transversale du réacteur ou de l'enceinte à charger, au-dessus de la surface d'un liquide, sont susceptibles d'être utilisés conformément à l'invention. En particulier, quand le réacteur doit être chargé jusqu'à sa partie supérieure, il convient d'utiliser des dispositifs susceptibles de créer une pluie homogène dans l'espace gazeux minime disponible en fin de chargement au-dessus du liquide. Avantageusement, seront mis en œuvre au niveau du trou d'homme ou de l'orifice de remplissage des dispositifs rotatifs disposés sous une trémie d'alimentation en grains de catalyseur, pouvant se déployer sous l'effet de la vitesse de rotation dans la partie la plus haute du réacteur, sur au moins la moitié de la section transversale de celui-ci.All the dense loading modes implemented in a conventional manner, that is to say the grain distribution device allows a homogeneous distribution of these along the entire cross section of the reactor or of the enclosure to be loaded, above the surface of a liquid, may be used in accordance with the invention. In particular, when the reactor is to be loaded to its upper part, devices capable of creating a uniform rain in the minimal gas space available at the end of loading above the liquid should be used. Advantageously, will be implemented at the level of the manhole or the filling orifice of the rotary devices arranged under a hopper for supplying grains of catalyst, which can be deployed under the effect of the speed of rotation in the part the highest of the reactor, over at least half of its cross section.
De préférence, on utilisera le dispositif décrit dans EP-A-769 462 ou ses équivalents. En effet, ce dispositif comprend un axe mobile, sur lequel des éléments déflecteurs souples, ayant chacun la forme d'une lanière verticale au repos, sont disposés à plusieurs niveaux et articulés de façon à pouvoir se soulever sous l'effet de la force centrifuge. Ces déflecteurs souples, constitués par exemple d'une matière caoutchouteuse et animés d'une faible vitesse de rotation, généralement inférieure à 200 tours par minute et de préférence inférieure à 150 tours par minute, permettent de limiter les brisures des grains de catalyseur qui s'entrechoquent lors de leur chute sur les déflecteurs, ainsi que les phénomènes d'attrition, conduisant à la création de fines de catalyseur. Pour certaines utilisations, le dispositif peut être mis en œuvre d'une manière fixe au niveau du trou d'homme, ou descendu dans le réacteur pour accompagner ensuite la montée du lit catalytique pendant le chargement. Bien entendu, peuvent également être utilisés d'autres dispositifs de répartition des grains tels que décrits ci-dessus, dont l'organe de répartition est constitué d'une matière rigide, comme décrit dans EP 0 470 142 ou FR-A-2 721 900. Différents types de particules solides peuvent être chargées avec le procédé objet de l'invention, comme des billes, des grains, des cylindres, des pastilles, des bâtonnets, des formes mono ou multilobes, ou toute autre forme, dont les différentes dimensions vont de quelques dixièmes de millimètres à quelques centimètres. Il peut s'agir de grains de catalyseurs, de tamis moléculaires, de masses de contact pour les besoins des industries chimique, pétrolière ou pétrochimique. D'autres types de particules solides, présentant les dimensions ci-dessus indiquées et nécessitant un chargement homogène dans une enceinte, peuvent bien entendu être utilisées.Preferably, the device described in EP-A-769 462 or its equivalents will be used. Indeed, this device comprises a movable axis, on which flexible deflector elements, each having the shape of a vertical strap at rest, are arranged on several levels and articulated so as to be able to be lifted under the effect of centrifugal force . These flexible deflectors, made for example of a rubbery material and driven by a low speed of rotation, generally less than 200 revolutions per minute and preferably less than 150 revolutions per minute, make it possible to limit the breaking of the grains of catalyst which s 'collide during their fall on the deflectors, as well as attrition phenomena, leading to the creation of catalyst fines. For certain uses, the device can be implemented in a fixed manner at the level of the manhole, or lowered into the reactor to then accompany the rise of the catalytic bed during loading. Of course, other grain distribution devices as described above can also be used, the distribution member of which is made of a rigid material, as described in EP 0 470 142 or FR-A-2 721 900. Different types of solid particles can be loaded with the process which is the subject of the invention, such as balls, grains, cylinders, pellets, sticks, mono or multilobe shapes, or any other shape, the different dimensions of which range from a few tenths of a millimeter to a few centimeters. They can be grains of catalysts, molecular sieves, contact masses for the needs of the chemical, petroleum or petrochemical industries. Other types of solid particles, having the dimensions indicated above and requiring homogeneous loading in an enclosure, can of course be used.
Le procédé conforme à l'invention autorise le chargement de particules présentant une réactivité avec le fluide gazeux, du fait de leur temps de séjour très court dans celui-ci, les particules se retrouvant très vite dans le milieu liquide, qui peut être choisi chimiquement compatible avec la nature des particules. Des imprégnations de liquide peuvent également être réalisées sur ces grains de catalyseurs, préalablement à leur chargement dans le réacteur, ce liquide pouvant être de même nature que celui contenu dans le réacteur, ou simplement compatible chimiquement et physiquement avec celui-ci. Des aménagements connus de l'homme du métier, comme par exemple des écoulements liquides sous forme de jets, sont alors nécessaires en amont de la distribution, pour casser les agrégats de grains et entraîner ces derniers dans le dispositif de répartition par effet de pluie. Les dessins annexés illustrent d'une manière non limitative une forme de mise en œuvre du procédé conforme à l'invention, et des résultats d'exemples comparatifs, qui seront décrits ci-après. Sur ces dessins :The process according to the invention allows the loading of particles having reactivity with the gaseous fluid, due to their very short residence time in the latter, the particles very quickly being found in the liquid medium, which can be chosen chemically. compatible with the nature of the particles. Liquid impregnations can also be carried out on these grains of catalysts, prior to their loading into the reactor, this liquid possibly being of the same nature as that contained in the reactor, or simply chemically and physically compatible with it. Arrangements known to those skilled in the art, such as for example liquid flows in the form of jets, are then necessary upstream of the distribution, to break up the grain aggregates and entrain them in the distribution device by rain effect. The accompanying drawings illustrate in a nonlimiting manner a form of implementation of the method according to the invention, and the results of comparative examples, which will be described below. In these drawings:
- la figure 1 est une vue schématique d'une enceinte en cours de chargement par le procédé conforme à l'invention ;- Figure 1 is a schematic view of an enclosure being loaded by the method according to the invention;
- la figure 2 est une vue schématique d'une enceinte avant le chargement ;- Figure 2 is a schematic view of an enclosure before loading;
- la figure 3 est une vue schématique de la même enceinte après le chargement ; - les figures 4, 5 et 6 sont des représentations de photographies de la surface du lit catalytique après des chargements successifs des mêmes grains de catalyseurs, respectivement par le procédé dit à la manche sous atmosphère gazeuse, après un chargement dans les mêmes conditions que précédemment, mais en remplaçant la manche par un dispositif de chargement dense, et enfin après un chargement dans un liquide, conformément à la présente invention. La figure 1 représente une enceinte 1, par exemple un réacteur chimique, dont le diamètre et la hauteur peuvent atteindre plusieurs mètres, dans lequel le lit catalytique 6, dont la masse est supportée dans le réacteur 1 par des billes inertes 7, est en cours de chargement. Conformément à l'invention, au-dessus de ce lit est disposé un liquide 2, par exemple de l'eau. Au-dessus de ce liquide, la phase gazeuse peut être constituée de différents gaz, notamment de l'air. Les grains de catalyseur sont introduits en continu dans la partie haute du réacteur, par exemple par l'intermédiaire d'une trémie 3 d'alimentation, puis tombent sur un dispositif de répartition permettant d'obtenir ensuite une distribution homogène de ces grains dans le réacteur 1.- Figure 3 is a schematic view of the same enclosure after loading; - Figures 4, 5 and 6 are representations of photographs of the surface of the catalytic bed after successive loadings of the same grains of catalysts, respectively by the process known as handle in a gaseous atmosphere, after loading under the same conditions as above, but by replacing the sleeve with a dense loading device, and finally after loading in a liquid, in accordance with the present invention. FIG. 1 represents an enclosure 1, for example a chemical reactor, the diameter and the height of which can reach several meters, in which the catalytic bed 6, the mass of which is supported in the reactor 1 by inert balls 7, is in progress loading. According to the invention, above this bed is arranged a liquid 2, for example water. Above this liquid, the gas phase can consist of different gases, in particular air. The catalyst grains are introduced continuously into the upper part of the reactor, for example by means of a feed hopper 3, then fall onto a distribution device making it possible then to obtain a homogeneous distribution of these grains in the reactor 1.
Le dispositif représenté et utilisé d'une manière préférée, dénommé commercialement « Densicat », est décrit en détail dans EP-A- 0 769 462. Ce dispositif est constitué de déflecteurs souples en caoutchouc, solidaires à plusieurs niveaux d'un axe mobile, dont la vitesse de rotation est variable, pour ajuster la qualité du chargement. Les déflecteurs s'écartent d'autant de l'axe mobile que la vitesse de rotation de celui-ci augmente, cette vitesse pouvant atteindre plus d'une centaine de tours par minute. Les grains de catalyseurs, après leur chute sur ces déflecteurs en rotation, sont répartis à la manière d'une pluie dans la phase gazeuse sur toute la section transversale du réacteur, au-dessus de la surface du liquide 5. La vitesse de chute des grains traversant le liquide 2 est alors ralentie, permettant ainsi de diminuer l'énergie d'impact des grains, quand ces derniers rencontrent la surface du lit catalytique 6. Grâce à cette diminution d'énergie, les grains peuvent se poser plus doucement et de manière homogène sur le lit catalytique, sans s'agglomérer, et créent ainsi des espaces réguliers entre eux, diminuant d'autant la densité du chargement.The device shown and used in a preferred manner, known commercially as "Densicat", is described in detail in EP-A-0 769 462. This device consists of flexible rubber deflectors, secured at several levels to a movable axis, whose rotation speed is variable, to adjust the quality of the load. The deflectors deviate as much from the movable axis as the rotation speed of the latter increases, this speed possibly reaching more than a hundred revolutions per minute. The grains of catalysts, after their fall on these rotating deflectors, are distributed in the manner of a rain in the gas phase over the entire cross section of the reactor, above the surface of the liquid 5. The rate of fall of the grains passing through the liquid 2 is then slowed down, thus making it possible to reduce the impact energy of the grains, when the latter meet the surface of the catalytic bed 6. Thanks to this reduction in energy, the grains can settle more gently and homogeneously on the catalytic bed, without agglomerating, and thus create regular spaces between them, thereby reducing the density of the charge.
Il importe de veiller, pendant le chargement, à ce que la hauteur du liquide au-dessus du lit catalytique demeure au moins à son niveau minimum, et on l'ajustera par tout moyen connu en cas de besoin.It is important to ensure, during loading, that the height of the liquid above the catalytic bed remains at least at its minimum level, and will be adjusted by any known means if necessary.
La phase liquide introduite dans le réacteur avant le chargement peut avoir une hauteur quelconque, mais celle-ci doit être de préférence supérieure à dix centimètres, correspondant au niveau minimum 8 indiqué sur la figure 2.The liquid phase introduced into the reactor before loading can have any height, but this must preferably be greater than ten centimeters, corresponding to the minimum level 8 indicated in FIG. 2.
En fin de chargement, le liquide atteint son niveau supérieur 9, indiqué sur la figure 3. Le dispositif constitué de déflecteurs décrit précédemment permet, par son faible encombrement, d'être opérationnel même si le niveau maximum du liquide 9 est très proche de l'extrémité haute du réacteur.At the end of loading, the liquid reaches its upper level 9, indicated in FIG. 3. The device consisting of deflectors described above makes it possible, by its small size, to be operational even if the maximum level of the liquid 9 is very close to l 'high end of the reactor.
Sur la figure 4, on voit l'aspect de la surface du lit catalytique, après un chargement avec une manche d'alimentation, qui permet de disperser au mieux, de manière ponctuelle et par un moyen humain, les grains de catalyseur sur la surface du lit. Les espaces entre les grains sont répartis aléatoirement et les grains ne sont pas tassés, offrant au liquide réactionnel des chemins préférentiels importants et nombreux, qui conduisent à une réaction chimique incomplète. Le chargement est non homogène et non dense. Sur la figure 5, au contraire, les grains de catalyseur sont très agglomérés et occupent le maximum d'espace disponible, les vides entre les particules étant ainsi très faibles. Le chargement dense réalisé pour cet essai a permis de charger le réacteur d'une manière homogène et dense, c'est-à-dire présentant un maximum de grains de catalyseur au liquide réactionnel, mais libérant très peu d'espaces pour la libre circulation du liquide, ce qui induit de fortes pertes de charges à l'intérieur du réacteur.In FIG. 4, we can see the appearance of the surface of the catalytic bed, after loading with a feed sleeve, which makes it possible to disperse the grains of catalyst on the surface as quickly as possible and by human means. bed. The spaces between the grains are distributed randomly and the grains are not packed, offering the reaction liquid significant and numerous preferential paths, which lead to an incomplete chemical reaction. The loading is not homogeneous and not dense. In FIG. 5, on the contrary, the grains of catalyst are very agglomerated and occupy the maximum space available, the voids between the particles thus being very small. The dense loading carried out for this test made it possible to load the reactor in a homogeneous and dense manner, that is to say having a maximum of grains of catalyst in the reaction liquid, but freeing very little space for free circulation liquid, which induces high pressure drops inside the reactor.
Sur la figure 6, on voit l'aspect de la surface du lit catalytique après le chargement du même catalyseur que celui utilisé pour les deux chargements précédents, mais réalisé maintenant avec le procédé conforme à l'invention, c'est-à-dire dans un liquide. Les grains sont répartis de manière homogène et des espaces globalement réguliers sont répartis autour des grains. Les molécules constituant le liquide réactionnel ont donc une probabilité globalement identique de rencontrer la même quantité de grains de catalyseur, sans être déviées par la présence de chemins préférentiels. Il en résulte, un écoulement régulier et suffisant, facilité par une présence également homogène d'espaces régulièrement répartis autour des grains, permettant d'optimiser la réaction chimique souhaitée. Le chargement est homogène et non dense.In Figure 6, we see the appearance of the surface of the catalytic bed after loading the same catalyst as that used for the two previous loadings, but now carried out with the process according to the invention, that is to say in a liquid. The grains are distributed uniformly and generally regular spaces are distributed around the grains. The molecules constituting the reaction liquid therefore have a globally identical probability of encountering the same quantity of catalyst grains, without being deviated by the presence of preferential paths. This results in a regular and sufficient flow, facilitated by a presence also homogeneous spaces regularly distributed around the grains, to optimize the desired chemical reaction. The loading is homogeneous and not dense.
Les exemples qui suivent visent à illustrer l'invention, de manière non limitative.The examples which follow are intended to illustrate the invention, without limitation.
Exemple 1 Trois séries d'essais ont été réalisées en laboratoire avec le même catalyseur, sur une colonne transparente, dont les dimensions sont les suivantes :Example 1 Three series of tests were carried out in the laboratory with the same catalyst, on a transparent column, the dimensions of which are as follows:
- diamètre 440 mm,- diameter 440 mm,
- hauteur 1000 mm.- height 1000 mm.
Le catalyseur utilisé pour les essais est constitué principalement d'alumine et se présente sous forme d'extrudés secs, dont les dimensions moyennes sont les suivantes :The catalyst used for the tests consists mainly of alumina and is in the form of dry extrudates, the average dimensions of which are as follows:
- longueur : 5 mm,- length: 5 mm,
- diamètre : 3 mm. Essai 1 Le catalyseur est chargé de façon classique, c'est-à-dire en phase gazeuse (air), à l'aide d'une manche constituée d'un tuyau de tissu souple de 10 cm de diamètre. Essai 2- diameter: 3 mm. Test 1 The catalyst is loaded in the conventional way, that is to say in the gaseous phase (air), using a sleeve made up of a flexible fabric pipe 10 cm in diameter. Trial 2
Le même lot de catalyseur est chargé dans l'air avec le dispositif de répartition par effet de pluie de type Densicat (chargement dense), c'est-à-dire comprenant des déflecteurs souples en caoutchouc, solidaires à plusieurs niveaux d'un axe animé d'un mouvement de rotation à vitesse variable. Essai 3 Préalablement au chargement, on a ajouté dans la colonne un volume d'eau dont la hauteur est de 100 mm.The same batch of catalyst is loaded into the air with the distribution device by rain effect of the Densicat type (dense loading), that is to say comprising flexible rubber deflectors, secured at several levels to an axis driven by a rotational movement at variable speed. Test 3 Before loading, a volume of water whose height is 100 mm was added to the column.
Le même lot de catalyseur est chargé dans ce liquide avec un dispositif de répartition identique à celui utilisé dans l'Essai 2, c'est-à-dire favorisant un chargement dense, conformément à l'invention.The same batch of catalyst is loaded into this liquid with a distribution device identical to that used in Test 2, that is to say promoting dense loading, in accordance with the invention.
Les résultats obtenus sont rassemblés dans le Tableau 1 ci- après. Tableau 1The results obtained are collated in Table 1 below. Table 1
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On voit que la densité de la masse catalytique obtenue, avec un mode de chargement de type dense dans l'air (Essai 2), est supérieure globalement de 15 % à celle obtenue par un chargement avec une manche dans l'air (Essai 1).It can be seen that the density of the catalytic mass obtained, with a dense type of loading method in the air (Test 2), is overall 15% higher than that obtained by a loading with a sleeve in the air (Test 1 ).
Le chargement dans un liquide (Essai 3), réalisé avec le même dispositif que celui adopté pour le chargement dense (Essai 2), mais dans un liquide, conformément à l'invention, permet de réduire significativement la densité, dont la valeur se rapproche sensiblement de celle enregistrée avec un chargement à la manche.Loading in a liquid (Test 3), carried out with the same device as that adopted for dense loading (Test 2), but in a liquid, in accordance with the invention, makes it possible to significantly reduce the density, the value of which approaches appreciably of that recorded with a load on the sleeve.
On obtient donc, avec le procédé conforme à l'invention, un chargement de type dense, dans lequel la présence du liquide permet de réduire significativement l'augmentation de densité de la masse catalytique inhérente à ce type de chargement.A dense type charge is therefore obtained with the method according to the invention, in which the presence of the liquid makes it possible to significantly reduce the increase in density of the catalytic mass inherent in this type of charge.
L'examen des figures 4, 5 et 6, qui sont des représentations de photographies de la surface du lit catalytique obtenue dans chacun des essais de chargement ci-dessus, montre que le procédé de chargement conforme à l'invention, tout en réduisant la densité de la masse catalytique à une valeur proche de celle obtenue avec la manche, permet en plus d'obtenir une répartition sensiblement homogène des grains, comme seuls peuvent le faire actuellement les chargements de type dense dans l'air, lesquels, en contrepartie, entraînent une augmentation significative de la densité de chargement.Examination of FIGS. 4, 5 and 6, which are representations of photographs of the surface of the catalytic bed obtained in each of the above loading tests, shows that the loading method according to the invention, while reducing the density of the catalytic mass at a value close to that obtained with the sleeve, also allows a substantially homogeneous distribution of the grains to be obtained, as only the dense type loads in the air can currently do, which, in return, cause an increase loading density.
Le procédé conforme à l'invention apporte donc une solution au problème posé par l'obtention d'un chargement homogène résultant habituellement d'un mode de chargement de type dense, mais dont la densité de la masse chargée est ici sensiblement identique à celle enregistrée avec un chargement de type à la manche.The process according to the invention therefore provides a solution to the problem posed by obtaining a uniform loading usually resulting from a dense type of loading mode, but the density of the loaded mass of which is here substantially identical to that recorded. with a type load on the sleeve.
Exemple 2Example 2
Les essais ci-dessus ont été repris, mais, dans l'Essai 3, le liquide a été remplacée par une solution aqueuse d'éthylène-glycol, présentant une viscosité 17 à 18 fois plus élevée que celle de l'eau, pour étudier l'influence de la viscosité du liquide utilisé.The above tests were repeated, but, in Test 3, the liquid was replaced by an aqueous solution of ethylene glycol, having a viscosity 17 to 18 times higher than that of water, to study the influence of the viscosity of the liquid used.
Les résultats obtenus sont rassemblés dans le Tableau 2 ci- après.The results obtained are collated in Table 2 below.
Tableau 2Table 2
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On voit qu'une viscosité plus grande du liquide n'a pas d'effet sur les résultats obtenus et que le procédé conforme à l'invention n'est pas dépendant de la viscosité du liquide utilisé pour le chargement des grains de catalyseur. It can be seen that a higher viscosity of the liquid has no effect on the results obtained and that the process according to the invention is not not dependent on the viscosity of the liquid used for loading the catalyst grains.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de chargement homogène de particules solides dans une enceinte (1), caractérisé en ce que ladite enceinte (1) est emplie au moins en partie d'un liquide (2), et en ce que le flux des particules (3) introduites dans l'enceinte (1) est divisé, puis réparti de façon homogène dans une phase gazeuse (4) au-dessus de la surface (5) du liquide, au sein duquel les particules descendent par gravité, pour se déposer en formant un lit fixe.1. A method of homogeneous loading of solid particles into an enclosure (1), characterized in that said enclosure (1) is filled at least in part with a liquid (2), and in that the flow of particles (3) introduced into the enclosure (1) is divided, then distributed homogeneously in a gaseous phase (4) above the surface (5) of the liquid, within which the particles descend by gravity, to deposit forming a fixed bed.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la phase liquide (2) est constituée d'un liquide ou d'un mélange de liquides, compatible physiquement et chimiquement avec la nature chimique des particules solides.2. Method according to claim 1, characterized in that the liquid phase (2) consists of a liquid or a mixture of liquids, physically and chemically compatible with the chemical nature of the solid particles.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que, pendant toute la durée du chargement, la hauteur du liquide (2) traversée par les particules solides, au-dessus du lit de particules en cours de constitution, est supérieure à 10 cm.3. Method according to one of claims 1 to 2, characterized in that, throughout the duration of loading, the height of the liquid (2) traversed by the solid particles, above the bed of particles being formed, is greater than 10 cm.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la phase gazeuse est constituée d'un gaz ou d'un mélange de gaz compatible physiquement et chimiquement avec la nature chimique des particules solides.4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas phase consists of a gas or a mixture of gases physically and chemically compatible with the chemical nature of the solid particles.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le flux de particules (3) introduites dans l'enceinte (1) est divisé, puis réparti de façon homogène, par un dispositif (4) permettant une distribution de ces particules à la manière d'une pluie sur toute la section transversale de l'enceinte (1).5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the flow of particles (3) introduced into the enclosure (1) is divided, then distributed homogeneously, by a device (4) allowing distribution of these particles in the manner of rain over the entire cross section of the enclosure (1).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif de distribution (4) comprend des déflecteurs souples solidaires à plusieurs niveaux d'un axe animé d'un mouvement de rotation. 6. Method according to claim 5, characterized in that the distribution device (4) comprises flexible deflectors secured to several levels of an axis animated by a rotational movement.
7. Procédé selon les revendications 5et 6, caractérisé en ce que les déflecteurs sont articulés sur l'axe mobile de façon à pouvoir se soulever sous l'effet de la force centrifuge.7. Method according to claims 5 and 6, characterized in that the deflectors are articulated on the movable axis so as to be able to lift under the effect of centrifugal force.
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la vitesse de rotation de l'axe mobile est inférieure à 200 tours par minute et de préférence à 150 tours par minute.8. Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the speed of rotation of the movable axis is less than 200 rpm and preferably 150 rpm.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que chacun des déflecteurs est constitué par une lanière souple. 9. Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that each of the deflectors is constituted by a flexible strap.
10. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'organe de répartition des particules est constitué d'une matière rigide.10. Method according to one of claims 5 to 8, characterized in that the particle distribution member consists of a rigid material.
11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la phase liquide (2) est le liquide réactionnel d'un réacteur chimique.11. Method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the liquid phase (2) is the reaction liquid of a chemical reactor.
12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la phase liquide (2) est un hydrocarbure, un produit aqueux, un alcool ou leurs dérivés. 12. Method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the liquid phase (2) is a hydrocarbon, an aqueous product, an alcohol or their derivatives.
13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la phase gazeuse est de l'air.13. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the gas phase is air.
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la phase gazeuse est un gaz neutre ou inerte.14. Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that the gas phase is a neutral or inert gas.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que le gaz neutre ou inerte est l'argon ou l'azote.15. The method of claim 14, characterized in that the neutral or inert gas is argon or nitrogen.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le gaz utilisé est desséché ou déshydraté.16. Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that the gas used is dried or dehydrated.
17. Procédé selon les revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les particules solides ont des dimensions comprises entre quelques dixièmes de millimètres et quelques centimètres.17. Method according to claims 1 to 17, characterized in that the solid particles have dimensions between a few tenths of a millimeter and a few centimeters.
18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce que les particules solides sont imprégnées d'un liquide préalablement à leur chargement.18. The method of claim 17, characterized in that the solid particles are impregnated with a liquid prior to their loading.
19. Procédé selon les revendications 1 à 18, caractérisé en ce que l'enceinte (1) est un réacteur chimique, tandis que les particules (3) sont des grains de catalyseur. 19. The method of claims 1 to 18, characterized in that the enclosure (1) is a chemical reactor, while the particles (3) are grains of catalyst.
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