BRPI0607501A2 - reator catalìtico compacto, e, planta para o processamento de gás natural de modo a obter hidrocarbonetos de cadeia mais longa - Google Patents

Abstract

REATOR CATALìTICO COMPACTO, E, PLANTA PARA O PROCESSAMENTO DE GáS NATURAL DE MODO A OBTER HIDROCARBONETOS DE CADEIA MAIS LONGA. Reator catalítico compacto define uma pluralidade de primeiros e segundos canais de fluxo dispostos alternadamente no reator destinados a transportar primeiros e segundos fluidos, respectivamente, em que pelo menos os primeiros fluidos sofrem uma reação química. Cada primeiro canal de fluxo, contém uma estrutura catalítica permeável a gás, removível, (20) incorporando um substrato de metal, a estrutura catalítica definindo trajetos de fluxo através da mesma, com o material catalítico sobre pelo menos algumas superficies de cada tal trajeto. A estrutura catalítica também incorpora uma pluralidade de lingúetas resilientes em projeção (22) que sustentam a estrutura catalítica (20) afastada de pelo menos uma parede adjacente do canal (17).

Description

"REATOR CATALÍTICO COMPACTO, E, PLANTA PARA OPROCESSAMENTO DE GÁS NATURAL DE MODO A OBTERHIDROCARBONETOS DE CADEIA MAIS LONGA"

Esta invenção refere-se a um reator catalítico apropriado para usoem um processo químico, para converter gás natural em hidrocarbonetos decadeia mais longa, e a uma planta incluindo estes reatores catalíticos pararealizar o processo.

Descreve-se um processo em WO 01/51194 e WO 03/033131(Accentus plc) em que metano é reagido com vapor, para gerar monóxido decarbono e hidrogênio em um primeiro reator catalítico; a mistura de gásresultante é então usada para realizar a síntese Fischer-Tropsch em umsegundo reator catalítico. O resultado global consiste em converter metano emhidrocarbonetos de cadeia mais longa de maior peso molecular, que sãogeralmente líquidos ou ceras sob condições ambientes. Os dois estágios doprocesso, reforma vapor/metano e síntese Fischer-Tropsch, requeremcatalisadores diferentes, e reatores catalíticos são descritos para cada estágio.

Em cada caso, o catalisador pode compreender uma folha corrugada revestidacom material catalítico. Em cada caso, as folhas corrugadas são de alturasubstancialmente igual à dos canais: por exemplo, os canais podem ter 20 mmde largura e 2,5 mm de profundidade; apresentando a folha corrugações de 2,5mm de altura.

De acordo com a presente invenção, provê-se um reator catalíticocompacto definindo uma pluralidade de primeiros e segundos canais de fluxodispostos alternadamente no reator, de modo a transportar primeiros esegundos fluidos, respectivamente, em que, pelo menos, os primeiros fluidossofrem uma reação química; cada primeiro canal de fluxo contém umaestrutura catalítica removível, permeável a gás, incorporando um substrato demetal, a estrutura catalítica definindo trajetos de fluxo através da mesma; emque a estrutura catalítica incorpora uma pluralidade de tiras resilientes emprojeção que sustentam a estrutura catalítica afastadas de, pelo menos, umaparede adjacente do canal.

As tiras resilientes podem ser lingüetas em projeção, fixadas aosubstrato de metal em uma extremidade.

Preferivelmente, cada estrutura catalítica incorpora tirasresilientes se projetando em direções opostas, de modo que a estruturacatalítica é afastada voltada para fora de ambas as paredes adjacentes opostasdo canal. Onde as reações químicas devem ocorrer tanto no primeiro como nosegundo canais de fluxo, então os segundos canais de fluxo também devemconter uma estrutura catalítica removível, permeável a gás, incorporando estastiras resilientes em projeção.

O reator pode ser feito de uma liga de alumínio, aço inoxidável,ligas de alto teor de níquel, ou demais ligas de aço, dependendo datemperatura e pressão requeridas para as reações, e a natureza dos fluidos,tanto reagentes como produtos. As estruturas catalíticas não proporcionamresistência ao reator, de modo que o próprio reator deve ser suficientementeforte para resistir a quaisquer forças de pressão durante a operação. Seránotado que o reator pode ser encerrado dentro de um vaso de pressão, demodo a reduzir as forças de pressão que ele experimenta, ou de modo que asforças de pressão sejam somente compressivas.

O reator também deve ser suprido com coletores para osuprimento de fluidos aos canais de fluxo e, preferivelmente, cada primeirocoletor compreende uma câmara fixada ao exterior do reator e secomunicando com uma pluralidade de primeiros canais de fluxo, e cadasegundo coletor compreende uma câmara fixada ao exterior do reator e secomunicando com uma pluralidade de segundos canais de fluxo, de modoque, após a remoção de um coletor, as camadas de catalisadorcorrespondentes, nos canais de fluxo, são removíveis. Isto assegura que oscatalisadores podem ser facilmente substituídos quando se tornam gastos.

A estrutura catalítica preferivelmente incorpora um revestimentocerâmico para transportar o material catalítico. Preferivelmente, o substrato demetal para a estrutura catalítica é uma liga de aço que forma um revestimentode superfície aderente de oxido de alumínio quando aquecida, por exemplo,um aço ferrítico contendo alumínio, como ferro com 15% cromo, 4%alumínio e 0,3% ítrio (por exemplo Fecralloy™). Quando este metal éaquecido em ar, ele forma um revestimento de oxido aderente de alumina, queprotege a liga contra posterior oxidação e contra corrosão. Quando orevestimento cerâmico é de alumina, ele parece ligar ao revestimento de oxidosobre a superfície. O substrato pode ser uma malha de arame ou uma folha defeltro, mas o substrato preferido é uma folha de metal fina, por exemplo, deespessura menor que 100 um, e o substrato pode ser corrugado, pregueado oude outra forma conformado para definir uma pluralidade de trajetos de fluxo.

Em uma forma de realização preferida, o substrato da estruturacatalítica é uma folha corrugada em encastelações (corrugações retangulares),e lingüetas resilientes se projetam acima e abaixo das encastelações, sendointegrantes com a folha e formadas por perfuração externa da folha encastelada. Outras formas de corrugações também são possíveis.

Em outra forma de realização, o substrato é novamente umafolha, sendo a folha cortada por ranhuras paralelas, e tiras de folha entre asranhuras sendo deformadas em uma curva se projetando acima ou abaixo daspartes adjacentes do substrato. Isto é aplicável mesmo quando a parte dosubstrato é plana.

O substrato de metal da estrutura catalítica dentro dos canais defluxo melhora a transferência de calor dentro da estrutura catalítica, evitandopontos quentes ou pontos frios, melhora a área de superfície do catalisador, eproporciona resistência mecânica. As tiras em projeção asseguram que aestrutura catalítica não se torne obstruída no canal, por exemplo, devido auma expansão térmica diferencial, e elas também permitem diferenças nasdimensões da estrutura catalítica e o canal que podem surgir devido àstolerâncias de fabricação.Elas também permitem que todas as superfícies daestrutura catalítica sejam efetivamente contatadas pelos reagentes escoando,pois é criado um espaço entre as paredes do canal e a estrutura catalítica. Ostrajetos de fluxo definidos pela estrutura catalítica podem ter qualquer formade seção transversal apropriada, mas devem tipicamente ser retangulares; e,devido aos espaços entre as tiras em projeção, trajetos de fluxo adjacentes, aolongo do exterior da estrutura catalítica, se comunicam. Preferivelmente,todas as superfícies formando a estrutura catalítica incorporam materialcatalítico.

Onde a profundidade do canal não é maior que cerca de 3 mm,então a estrutura catalítica pode, por exemplo, ser uma folha conformadaúnica. Alternativamente, e particularmente onde a profundidade do canal émaior que cerca de 2 mm, a estrutura catalítica pode compreender umapluralidade destas folhas corrugadas separadas por folhas substancialmenteplanas; as folhas corrugadas e as folhas planas podem ser ligadas umas nasoutras, por exemplo, por lingüetas em projeção similares, localizadas nasfendas ou, alternativamente, podem ser inseridas como itens separados. Paraassegurar o requerido bom contato térmico, por exemplo, com um reatorFischer-Tropsch, os canais tem preferivelmente uma profundidade menor que20 mm e, mais preferivelmente, menor que 10 mm de profundidade e, paraum reator de reforma vapor/metano, os canais têm preferivelmente umaprofundidade menos que 5 mm. Mas, os canais tem preferivelmente pelomenos 1 mm de profundidade, ou pode se tornar difícil inserir as estruturascatalíticas, e as tolerâncias de engenharia se tornam mais críticas. De mododesejável, a temperatura dentro dos canais é mantida uniforme através dalargura do canal, em cerca de 2-4°C, e isto é mais difícil de obter quantomaior for o canal.

O reator pode compreender uma pilha de placas. Por exemplo,primeiros e segundos canais de fluxo podem ser definidos por sulcos emplacas respectivas, as placas sendo empilhadas e, então, unidas juntas.Alternativamente, os canais de fluxo podem ser definidos por folhas de metalfinas que são encasteladas e empilhadas alternadamente com folhas planas; asbordas dos canais de fluxo podem ser definidas por tiras de vedação. A pilhade placas formando o reator é unida em conjunto, por exemplo, por ligaçãopor difusão, solda forte, ou prensagem isostática a quente.

Aqui, uma planta para o processamento de gás natural de modo aobter hidrocarbonetos de cadeia mais longa pode incorporar um reator dereforma vapor/metano da invenção, para reagir metano com vapor de modo aformar gás de síntese, e um reator Fischer-Tropsch da invenção para gerarhidrocarbonetos de cadeia mais longa.

A invenção será agora ainda e mais particularmente descrita, atítulo de exemplo apenas, e com referência aos desenhos anexos, em que:

A figura 1 mostra uma vista em seção de parte de um reatorcatalítico compacto;

A figura 2 mostra um suporte de catalisador para uso no reator dafigura 1;

A figura 3 mostra uma vista em seção do suporte do catalisadorda figura 2, na linha 3-3 da figura 2;

A figura 4 mostra uma vista em planta de um suporte decatalisador alternativo para uso no reator da figura 1;

A figura 5 mostra uma vista lateral na direção da seta B da figura4, após inserção do suporte de catalisador em um canal de fluxo;A figura 6 mostra uma vista lateral de um suporte de catalisadoralternativo; e

A figura 7 mostra uma vista em planta de outro suporte decatalisador alternador para uso no reator d figura 1.

A invenção é aplicável em uma ampla faixa de diferentes reaçõesquímicas, particularmente as envolvendo reagentes gasosos e requerendo umcatalisador. Por exemplo, ela seria aplicável em um processo químico paraconverter gás natural (primariamente metano) em hidrocarbonetos de cadeiamais longa. Isto pode ser obtido por um processo em dois estágios, e cadaestágio pode usar um reator da invenção. O primeiro estágio é reforma avapor, em que vapor é misturado com gás natural e aquecido em umatemperatura elevada (de modo a alcançar, digamos, 800 °C) de modo queocorre a reforma.

H20 + CH4 -> CO + 3 H2

Esta reação é endotérmica, podendo ser catalisada por umcatalisador de ródio ou platina/ródio em um canal de fluxo. O calor requeridopara causar esta reação pode ser suprido por combustão de um gás inflamávelcomo metano ou hidrogênio, que é exotérmico e pode ser catalisado por umcatalisador de platina/paládio em um segundo canal de fluxo de gás adjacente.

A mistura de gás produzida pela reforma vapor/metano é entãousada para realizar uma síntese Fischer-Tropsch visando gerar umhidrocarboneto de cadeia mais longa, isto é:

n CO + 2n H2 -» (CH2)n + n H20

que é uma reação exotérmica, ocorrendo em uma temperatura elevada,tipicamente entre 190°C e 280°C, e uma pressão elevada, tipicamente entre1,5 MPa e 2,5 MPa (valores absolutos), na presença de um catalisador comoferro, cobalto ou magnetita fundida. O catalisador preferido para a sínteseFischer-Tropsch compreende um revestimento de gama-alumina de área desuperfície específica 140-230 m2/g, com cerca de 10-40% cobalto (em pesocomparado com a alumina), e com um promotor como rutênio, platina ougadolínio que é menor do que 10% do peso do cobalto, e um promotor debasicidade, como oxido de lantânio.

A corrente de monóxido de carbono de pressão elevada ehidrogênio produzida pela reforma vapor/metano é resfriada e comprimida napressão elevada, digamos 2,0 MPa, e é então alimentada para um reatorFischer-Tropsch catalítico, que pode ser um reator da invenção; a mistura dereagente flui através de um conjunto de canais, enquanto um líquidorefrigerante flui através do outro conjunto.

Os produtos de reação da síntese Fischer-Tropsch,predominantemente água e hidrocarbonetos como parafinas, são resfriadospara condensar os líquidos por passagem através de um trocador térmico e umseparador de ciclone, seguido por uma câmara de separação, em que as trêsfases, água, hidrocarbonetos e gases residuais, separam, e o produtohidrocarboneto é estabilizado em pressão atmosférica. Os hidrocarbonetosque permanecem na fase gás e gás hidrogênio em excesso (os gases residuaisFischer-Tropsch) são coletados e divididos. Uma proporção pode ser passadaatravés de uma válvula de redução de pressão de modo a fornecer ocombustível para o processo de combustão catalítica no reformador (comodescrito acima). Os gases residuais restantes podem ser alimentados para umaturbina a gás, disposta para gerar eletricidade. As necessidades de energiaelétrica da planta principal se destinam aos compressores usados para elevar apressão até a requerida para a reação Fischer-Tropsch; eletricidade tambémpode ser usada para operar uma unidade de destilação a vácuo de modo afornecer água de processo para a geração de vapor.

Com referência agora à figura 1, mostra-se um bloco de reator 10apropriado para uso como um reator de reforma a vapor, com os componentesseparados para melhor compreensão. O bloco do reator 10 consiste de umapilha de placas, retangulares em vista em planta, sendo cada placa de aço emalta temperatura resistente à corrosão, como Inconel 800HT ou Haynes HR-120. As placas planas 12 de espessura de 1 mm são dispostas altemadamentecom placas encasteladas 14, 15, em que as encastelações são tais que definemcanais de passagem direta 16, 17, de um lado da placa para o outro. As placasencasteladas 14 e 15 são dispostas na pilha altemadamente, de modo que oscanais 16, 17 são orientados em direções ortogonais em placas encasteladasalternadas 14, 15. A espessura das placas encasteladas 14 e 15 (tipicamente nafaixa entre 0,2 e 3,5 mm) é, em cada caso, de 0,75 mm. A altura dasencastelações (tipicamente na faixa de 2-10 mm) é de 3 mm neste exemplo, etiras de borda sólida 18 da mesma espessura são providas ao longo dos lados.Nas placas encasteladas 15, que definem os canais de combustão 17, ocomprimento de onda das encastelações é tal que ligamentos sucessivos estãoafastados em 25 mm, enquanto nas placas encasteladas 14, que definem oscanais de reforma 16, os ligamentos sucessivos estão afastados em 15 mm.

Um bloco de reator, similar ao da figura 1, deve também serapropriado para uso como um reator Fischer-Tropsch, neste caso definindocanais para um fluido refrigerante, alternando-se com canais para a sínteseFischer-Tropsch. Os canais para o fluido refrigerante, por exemplo, podem ter2 mm de altura (tipicamente na faixa de 1 a 4 mm) e canais para a sínteseFischer-Tropsch podem ter 5 mm de altura (tipicamente na faixa de 3 a 10mm). Neste caso, o reator não opera em tal temperatura elevada, de modo queos componentes estruturais podem ser de liga de alumínio, por exemplo tipo3003 (alumínio com cerca de 1,2% de manganês e 0,1% cobre).

Em ambos os casos, a pilha é montada como descrito acima, eunida junto, por exemplo, por solda forte ou prensagem isostática a quente.Os suportes de catalisador 20 (somente dois mostrados) são então inseridosnos canais em que as reações devem ocorrer, sustentando catalisadoresapropriados. Os coletores apropriados podem ser então fixados no exterior dapilha. Cada suporte de catalisador 20 incorpora um substrato de folha demetal que auxilia na dissipação de calor uniforme através da superfície docatalisador de modo a reduzir ou eliminar o desenvolvimento de pontosquentes e, também, proporciona uma integridade estrutural ao catalisador. Noentanto, foi agora notado que, em muitos casos, a condução de calor docatalisador para as paredes do canal não é crítica; no caso das reações dereforma e combustão, isto é devido ao fato de que a transferência de calorentre o suporte do catalisador 20 e as paredes do canal ocorre primariamenteatravés de convecção e radiação; e, no caso de reação Fischer-Tropsch, ogrosso da transferência de calor ocorre através de convecção entre o suportede catalisador 20 e as paredes do canal.

Com referência agora à figura 2, em que as paredes do canal sãomostradas somente por linhas interrompidas, cada suporte de catalisador 20compreende uma folha de Fecralloy de 50 um de espessura, corrugada emuma forma encastelada (com corrugações retangulares), de altura total dascorrugações de 1 mm menor do que a altura do canal. A folha é revestida comum revestimento cerâmico (não mostrado em separado nas figuras), comoalumina de espessura tipicamente na faixa de 30-80 um (para combustão oureforma a vapor), e o material catalítico ativo (como platina/ródio, no caso dereforma a vapor) é incorporado na cerâmica. As lingüetas resilientes 22 sãotambém estampadas da folha durante o processo de corrugação, e tendo, porexemplo, 0,5 mm de largura e 1,5 mm de comprimento, permanecendointegrantes com a folha em uma extremidade, e se projetando acima ou abaixodas corrugações. Elas podem ser dispostas, por exemplo, em espaçamentos de25 mm ao longo do comprimento da folha, e podem (como mostrado) serdispostas em cada corrugação, ou em qualquer taxa pelo menos uma vez acada duas ou três corrugações através da largura da folha.

Como mostrado na figura 3, as lingüetas 22 se projetando acimae abaixo do suporte do catalisador 20 têm, substancialmente, as mesmasposições ao longo do comprimento do suporte do catalisador 20 e, quando osuporte do catalisador 20 é inserido no canal, as lingüetas 22 são comprimidase empurradas para dentro da posição de inclinação. O suporte do catalisador20 é, assim, sustentado de modo resiliente pelas lingüetas 22.

Será notado que a resiliência das lingüetas 22 pode acomodarqualquer expansão térmica diferencial do bloco do reator e os suportes docatalisador 20, e que qualquer encurvamento do canal, como um resultado detensão térmica, e também permite qualquer discrepância entre a altura dosuporte do catalisador 20 e o do canal correspondente (como pode surgircomo um resultado das tolerâncias de fabricação). No entanto, as lingüetas 22requerem que os suportes do catalisador 20 sejam tanto instalados como removidos na direção da seta A na figura 3, de modo que os coletoresremovíveis possam ser colocados em ambas as extremidades de cada canal.

Será notado que as corrugações podem ter uma forma diferenteda mostrada aqui; elas podem, por exemplo, ter uma relação diferente dealtura para largura de cada corrugação da mostrada, por exemplo, corrugaçõesquadradas em vez de retangulares. Além disso, as corrugações podem ter, notodo, uma forma diferente, por exemplo, as partes verticais das corrugações,mostradas na figura 2, podem ser, ao contrário, inclinadas para formar umaforma em ziguezague com topos planos; ainda, novamente, as corrugaçõespodem, ao contrário, ser arqueadas ou sinusoidais. As lingüetas podem serafastadas de modo diferente do descrito acima e podem apresentar uma formaou tamanho diferente. Podem-se ter lingüetas em somente um lado do insertodo catalisador, em vez de lingüetas colocadas em ambas as superfíciesopostas.Será também notado que, em alguns casos, por exemplo, com umcanal que é de uma altura acima de cerca de 4 mm, é apropriado usar umconjunto de suportes de catalisador corrugados, separados por folhassubstancialmente planas que podem ser também suportes de catalisador. Porexemplo, em um canal de 6 mm, pode-se dispor dois suportes de catalisadorde folhas corrugadas, cada de 2,5 mm de altura, separados por uma folhasubstancialmente plana. Neste caso, as lingüetas precisam apenas ser providasnas superfícies dos suportes do catalisador que são adjacentes a uma parededo canal — se projetando do topo da folha corrugada de topo, e do fundo dafolha corrugada de fundo, neste exemplo. Lingüetas similares também podemser providas para o intertravamento das folhas juntas, por exemplo, lingüetasse projetando a partir da superfície inferior do suporte de catalisadorcorrugado superior e da superfície superior do suporte do catalisadorcorrugado inferior podem estar localizadas em fendas correspondentes nafolha plana; estas lingüetas podem ser inclinadas na direção oposta àadjacente às paredes do canal. E, alternativamente, as lingüetas podem serprovidas se projetando abaixo e acima da folha plana, e se localizando emfendas correspondentes nas folhas corrugadas.

Será notado que esta estrutura catalítica, porque é distanciada daparede pelas lingüetas 22, proporciona uma área de seção transversalaumentada para o fluxo de fluido, reduzindo a velocidade de gás local e aqueda de pressão através do bloco do reator.

Na forma de realização descrita acima, as lingüetas resilientes 22são mostradas como sendo conectadas às partes restantes da folha em umaextremidade, e se estendendo em uma linha geralmente reta (em um modo emcantiléver). As lingüetas resilientes podem ser alternativamente encurvadas aolongo de seu comprimento e, de fato, podem ser conectadas às partes restantesda folha em ambas as extremidades. Além disso, em uma forma de realizaçãodescrita acima, o suporte do catalisador é, ele mesmo, corrugado. Ao usarfolhas corrugadas, a porosidade (a proporção da área de seção transversal docanal que é disponível para o escoamento global dos fluidos) pode serajustada em um valor desejado, por exemplo, por mudança do comprimentode onda ou a altura das corrugações. Em uma alternativa, as folhas podem sersubstancialmente planas, e um suporte de catalisador dentro do canal pode serformado por várias destas folhas substancialmente planas afastadas por tirasou lingüetas resilientes. Em tal disposição, a porosidade pode ser ajustada pormudança da altura das tiras ou lingüetas resilientes e, assim, mudando o número de folhas que formam a pilha ou ocupam o canal. Um aspectoadicional desta estrutura é que as aberturas na folha formada pelas tirascortadas e a turbulência adicional gerada pelas tiras eretas pode ajudar apromover turbulência e mistura de fluidos entre os fluidos em lados opostosde uma folha, de modo a minimizar a estratificação de fluido e os gradientesde temperatura.

Com referência agora à figura 4, um suporte de catalisadoralternativo 30 compreende uma folha de Fecralloy 31 que é principalmenteplana, e de uma largura apropriada para se ajustar no canal de fluxo 16 ou 17correspondente. Neste caso, a folha 31 tem 8 mm de largura (para se encaixarem um canal de fluxo 16 ou 17 de largura de cerca de 8,5 mm). Em intervalosde 45 mm ao longo de seu comprimento, a folha 31 é provida com seisranhuras longitudinais paralelas definindo três tiras 32, 33 e 34, cada comuma largura de 2 mm e um comprimento de 10 mm, separadas por tirasestreitas 35 de altura de 0,5 mm; como as ranhuras são cortadas, as tiras 32,33 e 34 são esticadas e encurvadas em uma curva, ou acima ou abaixo dorestante plano da folha 31. Através da largura da folha, tiras alternadas 32, 33ou 34 se projetam acima e abaixo do restante da folha 31; neste caso, as tiras32 e 34 se projetam para cima, e a tira 33 se projeta para baixo.Preferivelmente, em tal próxima posição, ao longo do comprimento da folha31, as tiras correspondentes 32 e 34 se projetam para baixo, enquanto a tiracorrespondente 33 se projeta para cima.

Como mostrado na figura 5, que mostra uma vista lateral dosuporte de catalisador 30 em posição em um canal 17 (mostrado por umalinha interrompida), o suporte do catalisador 30 consiste de uma pilha de trêsfolhas de catalisador 31, cada com tiras em projeção 32, 33 e 34, formandopicos em intervalos de 45 mm ao longo do comprimento da folha 31. Asposições das tiras em projeção 32, 33 e 34 são diferentes em folhas adjacentes31 na pilha, de modo que as posições dos picos em uma folha 31 estão nomeio do caminho entre as posições dos picos na folha adjacente 31. Nesteexemplo, a altura global da pilha é de 5,5 mm antes da inserção no canal 17,mas o canal 17 é de altura de 5,0 mm, de modo que as tiras em projeção 32,33 e 34 ficam levemente comprimidas após a inserção.

Em uma modificação do suporte do catalisador das figuras 4 e 5,mostrada na figura 6, à qual se faz agora referência, as tiras se projetando paracima 36 em uma folha 37 se encaixam entre as tiras se projetando para baixo38 na próxima folha na pilha e, nesta situação, as folhas adjacentes 37 napilha podem ser fixadas uma na outra por inserção de pinos 39 paraintertravar estas tiras 36 e 38.

Com referência agora à figura 7, em outra modificação dosuporte do catalisador das figuras 4 e 5, uma folha de Fecralloy 41 énovamente principalmente plana mas, neste caso, as ranhuras são todasigualmente espaçadas através da largura, de modo que toda a largura da folhadefine tiras , e as tiras 42 e 43 resultantes adjacentes são encurvadas emcurvas acima e abaixo do plano restante da folha 41, respectivamente. (Nestecaso, não se tem tiras planas estreitas entre tiras encurvadas adjacentes 42 v43). Estas ranhuras e tiras encurvadas 42 e 43 são formadas em intervalos de,digamos, 40 mm ao longo do comprimento da folha 41. Será notado que, emuma vista lateral, este suporte de catalisador deve parecer similar ao da figura 5.

As folhas do suporte do catalisador 31, 37 e 41, como mostradonas figuras 4 a 7, podem ser providas com material catalítico em um modosimilar ao descrito acima, por exemplo por deposição de um revestimentocerâmico, por exemplo de alumina, como o suporte de catalisador, eincorporando um material catalítico ativo apropriado no suporte cerâmico.Será notado que a separação entre picos ou depressões sucessivas (definidospelas tiras encurvadas 32 - 34 ou 42, 43) ao longo do comprimento da folhapode ter substancialmente qualquer valor desejado, mas tipicamente menorque 75 mm, por exemplo entre 5 e 50 mm. Isto irá, no entanto, depender daespessura da folha de suporte 31 ou 41, e assim de sua rigidez, como o engateentre os picos em uma folha e a porção de folha plana sobre a folha adjacentena pilha prove sustentação. Similarmente, as dimensões da tiras encurvadas32-34 e 42, 43, podem diferir das descritas acima. Como indicado na figura 6,uma pilha de folhas pode ser fixada junta, em alguns casos, por inserção depinos de inter-travamento, enquanto em outras situações folhas sucessivaspodem ser soldadas juntas por pontos.

Claims (10)

1. Reator catalítico compacto caracterizado pelo fato de definiruma pluralidade de primeiro e segundos canais de fluxo, dispostosalternadamente no reator, para transportar primeiros e segundos fluidos,respectivamente, em que pelo menos os primeiros fluidos sofrem uma reaçãoquímica; cada primeiro canal de fluxo contendo uma estrutura catai íticapermeável a gás, removível, incorporando um substrato de metal, a estruturacatalítica definindo trajetos de fluxo através do mesmo; em que a estruturacatalítica incorpora uma pluralidade de tiras resilientes em projeção quesustentam a estrutura catalítica afastada de, pelo menos, uma parede adjacentedo canal.

2. Reator catalítico de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que as reações químicas ocorrem tanto no primeirocomo no segundo canais de fluxo, e em que tanto o primeiro como o segundocanais de fluxo contém estruturas catalíticas permeáveis a gás, removíveis,respectivas, que incorporam um substrato de metal, e que definem trajetos defluxo através das mesmas, em que cada tal estrutura catalítica incorpora umapluralidade de tiras resilientes em projeção que sustentam a estrutura catalíticaafastada de, pelo menos, uma parede adjacente do canal.

3. Reator catalítico de acordo com a reivindicação 1 oureivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ou cada estrutura catalíticacompreende tiras resilientes se projetando em direções opostas, de modo quea estrutura catalítica é afastada de ambas as paredes adjacentes opostas docanal.

4. Reator catalítico de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o ou cada estruturacatalítica compreende uma folha de metal corrugada em encastelações, e astiras resilientes se projetam dos picos das encastelações, sendo integrantescom a folha.

5. Reator catalítico de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que as tiras resilientes são lingüetas em projeção,fixadas à folha em uma extremidade.

6. Reator catalítico de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que as tiras resilientes são curvas em projeção, cadasendo fixada à folha em ambas as extremidades.

7. Reator catalítico de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ou cada estruturacatalítica, excluindo as tiras em projeção, é de uma altura menor do que adimensão correspondente do canal em entre 0,1 mm e cerca de 1 mm.

8. Reator catalítico de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os primeirosfluidos sofrem reforma a vapor.

9. Reator catalítico de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os primeiros fluidossofrem síntese Fischer-Tropsch.

10. Planta para o processamento de gás natural de modo a obterhidrocarbonetos de cadeia mais longa, caracterizado pelo fato de compreenderum reator de reforma vapor/metano, de acordo com a reivindicação 8, parareagir metano com vapor para formar gás de síntese, e um reator Fischer-Tropsch, de acordo com a reivindicação 9, para gerar hidrocarbonetos decadeia mais longa.