BRPI0704849B1 - bico distribuidor de carga bifásica para reatores de leito fixo - Google Patents
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Abstract
bico distribuidor de carga bifásica para reatores de leito fixo. a presente invenção refere-se a um bico distribuidor de carga bifásica (1 o, 20, 30, 40 e 50), para utilização em reatores de leito fixo, utilizado para aumentar a área de dispersão da mistura e uniformizar a sua vazão em toda área do leito do reator. o dispositivo se constitui das seguintes partes básicas: uma pluralidade de barras de fixação e um tronco de cone defletor. nas concretizações preferidas, os troncos de cones defletores (14, 24, 34, 44 e 54) podem ter mais de uma angulação para melhorar a distribuição e possuem uma pluralidade de orifícios (12, 22 e 46) ou rasgos (36) e uma pluralidade de direcionadores verticais (16 e 26), ou gaiola direcionadora (55), os quais permitem o direcionamento do fluxo da carga bifásica de modo a aumentar a área de dispersão da mistura e uniformizar a sua vazão, em toda área do leito do reator.
Description
BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE
LEITO FIXO
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um bico distribuidor de carga bifásica (líquido - gás) para utilização em reatores de leito fixo. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO A crescente demanda mundial de combustíveis com percentuais menores de contaminantes tem exigido maior rigor nas especificações dos combustíveis, em especial no tocante ao teor de enxofre. Acompanhando tal tendência, os produtores de derivados de petróleo têm realizado grandes investimentos para aprimorar seu parque de refino, principalmente através da implantação de novas unidades de hidrotratamento. Essas unidades são projetadas dentro de critérios bastante severos, para poder atender às novas especificações para os combustíveis. Uma das soluções adotadas com esse objetivo consiste no desenvolvimento de novos projetos de internos dos reatores, com especial ênfase à qualidade de distribuição.
Os processos de Hidrorrefino utilizam, normalmente, reatores com escoamento descendente onde a carga entra pelo topo do reator e é direcionada para o leito catalítico. Os objetivos dessas unidades são atingidos através de reações químicas que se passam nos reatores das unidades, nos quais a carga e o hidrogênio, em presença de um ou mais leitos de catalisador, em condições operacionais adequadas, reagem quimicamente transformando-se no produto desejado.
Nos processos em que a carga do reator encontra-se no estado líquido ou parcialmente vaporizada, são dois os elementos responsáveis por fornecer uma boa distribuição da corrente ao longo do leito catalítico: o distribuidor principal de carga e o prato distribuidor de líquido, no qual são instalados os distribuidores. O objetivo do prato distribuidor é promover uma distribuição radial uniforme de líquido através do leito catalítico, de forma a promover um contato maior entre os reagentes e o catalisador, utilizando-se, ao máximo, a quantidade de catalisador disponível no reator. Uma distribuição irregular de líquido no leito catalítico contribui para a formação de caminhos preferenciais e de pontos quentes, o que proporciona uma utilização ineficiente do catalisador, bem como desativação e formação de coque, o que resulta num menor rendimento do processo e menor tempo de campanha. O projeto do prato distribuidor para reatores de leito fixo tem tipicamente dois objetivos: o primeiro é a integralidade da cobertura, a qual usualmente envolve a maximização do número de pontos pelos quais o prato distribuidor dispersa o fluido sobre o leito catalítico. O segundo é a uniformidade da cobertura, a qual requer que a quantidade de fluido dispersa em cada ponto do leito seja igual. Para alcançar tal objetivo, uma das estratégias utilizadas é a utilização de distribuidores de alto desempenho que possibilitem uma melhor distribuição de líquido no leito catalítico do reator. A presente invenção fundamenta-se na melhora da qualidade da distribuição e do contato líquido-vapor, por intermédio de um projeto geométrico e dimensional de um bico distribuidor capaz de melhorar o contato líquido-vapor e dispersar o líquido que saí pela sua extremidade inferior, de modo a uniformizar o molhamento na camada superior do leito do reator. A presente invenção compreende um bico distribuidor otimizado, o qual consiste de um cone defletor, capaz de molhar a região do leito abaixo dele, sem depender da ação dos bicos vizinhos, o que melhora a qualidade de distribuição e minimiza o efeito de sombra das barras de fixação, sem restringir a área de saída em relação aos orifícios de entrada. Para garantir o molhamento na região diretamente abaixo do cone defletor, a presente invenção prevê a existência de rasgos ou furos no corpo do cone defletor podendo ainda contemplar pequenos direcionadores verticais, na extremidade da base do cone, ou gaiolas direcionadoras, os quais têm por função redistribuir o fluxo. Alem disso, os espaçamentos, as dimensões e outros detalhes minimizam a sombra de área seca deixada pelas barras de fixação.
TÉCNICA RELACIONADA
Existem diversos tipos de bicos distribuidores de líquido e gás já patenteados, embora muitos destes distribuidores sejam modificações ou variações de conceitos há muito conhecidos.
Um dos dispositivos mais simples compreende algo pouco mais que um prato com furos, enquanto outros possuem várias formas de chaminés, orifícios, diques, furos ou ainda com formatos mais complicados para promover o fluxo desejado de vapor e líquido. O documento de patente norte-americana US 5,158,714 descreve um dispositivo do tipo borbulhador, para distribuição de fluidos, o qual tem como característica principal a existência de um dispersor na sua parte inferior de modo a conferir maior mistura entre as duas fases. O dispositivo apresentado pela patente norte-americana US 5,158,714 possui baixa capacidade de dispersão da mistura e portanto tem uma área de atuação restrita. O documento de patente norte-americana US 5,462,719 apresenta um método e um dispositivo para mistura e distribuição de fluidos em reatores com múltiplos leitos e com escoamento descendente. O dispositivo apresentado pelo documento de patente norte-americana US 5,462,719 compreende bicos distribuidores que possuem uma tampa, uma abertura no topo da face lateral, para passagem de vapor e furos nas laterais, em três níveis diferentes, para passagem de líquido. Tal dispositivo também possui baixa capacidade de dispersão da mistura e, portanto tem uma área de atuação restrita. O documento de patente norte-americana US 5,484,578 apresenta um sistema de distribuição de fluidos bifásicos em reatores com escoamento descendente o qual consiste de um prato distribuidor com vários bicos distribuidores. Tais bicos distribuidores possuem furos laterais em dois níveis diferentes com uma distância pré-determinada do fundo do prato distribuidor, com objetivo de manter um determinado nível de líquido acima da bandeja. Tais bicos distribuidores também têm um fluxo de saída concentrado e, portanto, uma área de atuação restrita. O documento de patente norte-americana US 6,613,219 B2 apresenta um sistema de distribuição de fluidos bifásicos em reatores com escoamento descendente. Tal dispositivo consiste em um bico distribuidor, caraterízado por possuir aberturas laterais, uma abertura no topo e um sistema de dispersão na sua parte inferior o qual consiste em uma placa defletora perfurada, responsável por aumentar a área de atuação do bico distribuidor. O documento de patente norte-americana WO 2005/068039 A1 apresenta um sistema de distribuição de fluidos bifásicos em reatores com escoamento descendente. Tal sistema de distribuição consiste em um prato distribuidor com diversos bicos distribuidores, caracterizados por possuírem duas câmaras de secção retangular, uma de fluxo ascendente e outra de fluxo descendente de modo a garantir a mistura dos dois fluidos. Tais bicos distribuidores têm um fluxo de saída concentrado e, portanto, uma área de atuação restrita. O dispositivo, objeto da presente invenção, compreende um bico distribuidor de carga bifásica, para utilização em reatores de leito fixo, o qual apresenta um sistema de deflexão na sua saída de modo a aumentar a área de dispersão da mistura e uniformizar a sua vazão em toda área do leito do reator. O bico distribuidor agora proposto tem a vantagem de possuir construção simples e utilizar materiais conhecidos no estado da técnica.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Refere-se a presente invenção a um bico distribuidor de carga bifásica, para utilização em reatores de leito fixo, utilizado para aumentar a área de dispersão da mistura e uniformizar a sua vazão em toda área do leito do reator. O bico distribuidor proposto nesta invenção constitui-se das seguintes partes básicas, cada uma delas com diversas alternativas de construção: a) um cone ou tronco de cone defletor, que pode ser maciço ou oco, com ângulo variando entre 60 e 170 graus; b) barras ou pernas de fixação do cone na chaminé, verticais ou inclinadas em direção da parede interna ou externa da chaminé, a partir da seção superior, inferior ou da lateral do cone; c) dispositivos redirecionares de fluxo, para garantir molhamento na região diretamente abaixo do cone.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A invenção será agora apresentada mais detalhadamente, em conjunto com os desenhos abaixo relacionados, os quais, meramente a título de exemplo, acompanham o presente relatório do qual são partes integrantes, e nos quais: A Figura 1 retrata um desenho esquemático de um reator de leito fixo. A Figura 2 retrata uma vista inferior e um corte transversal de uma primeira concretização para bico distribuidor de carga bifásica. A Figura 3 retrata uma vista inferior e um corte transversal de uma segunda concretização para bico distribuidor de carga bifásica. A Figura 4 retrata uma vista inferior e um corte transversal de uma terceira concretização para bico distribuidor de carga bifásica. A Figura 5 retrata uma vista inferior e um corte transversal de uma quarta concretização para bico distribuidor de carga bifásica. A Figura 6 retrata uma vista inferior e um corte transversal de uma quinta concretização para bico distribuidor de carga bifásica.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A Figura 1 apresenta um esquema simplificado de um reator de leito fixo (1) no qual são empregados distribuidores (3). A carga bifásica entra no reator de leito fixo (1) através de um distribuidor principal de carga (2), passa por um prato distribuidor (4), o qua! possui uma pluralidade de distribuidores (3). A carga passa através dos distribuidores (3) os quais têm a função de distribuir a citada carga bifásica, de forma homogênea, na superfície do leito catalítico (5). Cabe esclarecer que a Figura 1 tem por objetivo mostrar a aplicação de bicos distribuidores (3) e não é parte da presente invenção.
Um distribuidor (3) pode consistir de uma chaminé e de um bico distribuidor, podendo ainda, em versões mais simples consistir apenas de uma chaminé. A utilização de um bico distribuidor na extremidade inferior da chaminé tem por função tornar mais homogênea a distribuição da carga no leito catalítico. Cabe ressaltar que a chaminé não faz parte do objeto da presente invenção e é representada nas Figuras de 2 a 6 para facilitar o entendimento do funcionamento dos bicos distribuidores. O bico distribuidor proposto nesta invenção constitui-se das seguintes partes básicas, cada uma delas possibilitando diversas alternativas de construção: - um cone ou tronco de cone defletor, que pode ser maciço ou oco, dependendo da configuração e do processo de fabricação, com ângulo variando entre 45 e 170 graus; O tronco de cone possui diâmetro da face superior variando entre 0 e 15 mm e da face inferior variando entre 15 e 60 mm. Alternativamente, o cone ou tronco de cone pode ter mais de uma angulação para melhorar a distribuição e reduzir a área de sombra (seca) de projeção das pernas. - barras ou pernas de fixação do cone na chaminé, verticais ou inclinadas em direção da parede interna ou externa da chaminé, a partir da seção superior, inferior ou da lateral do cone; - dispositivos redirecionares de fluxo, para garantir molhamento na região diretamente abaixo do cone.
Esses dispositivos podem ser constituídos por canaletas, por furos ou rasgos no cone defletor, por prolongamentos verticais do próprio cone (sob a forma de ‘dentes’) ou por associação destes dispositivos com as pernas, para ajudar no re-direcionamento de parte do fluxo de líquido. A Figura 2 apresenta uma primeira concretização para um tipo de bico distribuidor de carga bifásica (10), o qual compreende uma pluralidade barras de fixação (13) e um tronco de cone defletor (14). Na Figura 2 é representada uma chaminé (11) a qual possui a forma de uma casca cilíndrica com uma abertura (17) na sua extremidade superior e uma pluralidade de orifícios (12) ao longo do seu corpo. O tronco de cone defletor (14) possui ângulo de 120 graus e seis orifícios do cone (15), igualmente distribuídos, e uma pluralidade de direcionadores verticais (16) locados ao final do cone e alinhados com os centros dos furos. O tronco de cone defletor (14) é preso à extremidade inferior da chaminé (11) por uma pluralidade de barras de fixação (13).
Cabe ressaltar que o ângulo do tronco de cone defletor (14), o número de orifícios do cone (15), o número de direcionadores verticais (16) e o número de barras de fixação (13) não podem ser considerados como limitantes da invenção. A mistura bifásica entra, sob pressão, no reator de feito fixo (1) e penetra na chaminé (11) pela abertura (17) e pelos orifícios (12), sendo que, preferencialmente, a fase gasosa penetra pela abertura (17) e a fase líquida penetra pelos orifícios (12). Após penetrar na chaminé (11) a mistura bifásica desce na direção CD. Ao atingir o tronco de cone defletor (14) a mistura bifásica é desviada na direção da geratriz do tronco de cone defletor (14) e parte da mistura passa através dos orifícios do cone (15). O cone defletor possui uma pluralidade de direcionadores verticais (16), na direção dos orifícios do cone (15), com a função de contribuir no direcionamento de parte do fluxo de carga bifásica, que passa pelos orifícios do cone (15), para a região inferior ao tronco de cone defletor (14). A Figura 3 apresenta uma segunda concretização para outro tipo de bico distribuidor de carga bifásica (20), o qual compreende uma pluralidade de barras de fixação (23) e um tronco de cone defletor (24) possuindo mais de uma angulação. Na Figura 3 é representada uma chaminé (21) a qual possui igualmente a forma de uma casca cilíndrica, com uma abertura (27) na sua extremidade superior e uma pluralidade de orifícios (22) ao longo do seu corpo. O tronco de cone defletor (24) é preso à extremidade inferior da chaminé (21) por uma pluralidade de barras de fixação (23). O tronco de cone defletor (24) possui troncos de cone com ângulos de 120 graus e 80 graus, uma pluralidade de orifícios do cone (25) igualmente distribuídos, localizados no tronco de cone de 80 graus, e uma pluralidade de direcionadores verticais (26), locados ao final do último tronco de cone e alinhados com os centros dos orifícios do cone (25).
Também nesta configuração cabe ressaltar que os ângulos do tronco de cone defletor (24), o número de orifícios do cone (25), o número de direcionadores verticais (26) e o número de barras de fixação (23) não podem ser considerados como limitantes da invenção. A mistura bifásica entra, sob pressão, no reator de leito fixo (1) e penetra na chaminé (21) pela abertura (27) e pelos orifícios (22) sendo que preferencialmente a fase gasosa penetra pela abertura (27) e a fase líquida penetra pelos orifícios (22). Após penetrar na chaminé (21) a mistura bifásica desce na direção CD. Ao atingir o tronco de cone defletor (24) a mistura bifásica é desviada na direção da geratriz do tronco de cone defletor (24) e parte da mistura passa através dos orifícios do cone (25). O cone defletor possui uma pluralidade de direcionadores verticais (26), na direção dos orifícios do cone (25), com a função de contribuir no direcionamento de parte do fluxo de carga bifásica, que passa pelos orifícios do cone (25), para a região inferior ao tronco de cone defletor (24). Os direcionadores verticais (26) e a partes inferiores das barras de fixação (23) estão representadas nesta concretização com seções retangulares. No entanto elas podem ser construídas com outras formas de seções tais como trapezoidal ou semicírculo ou em calha A Figura 4 apresenta uma terceira concretização para outro tipo de bico distribuidor de carga bifásica (30). Este dispositivo compreende uma pluralidade de barras de fixação (33), uma seção de aceleração (35) do fluxo bifásico e um tronco de cone defletor (34). Na Figura 4 é representada uma chaminé (31) a qual possui a forma de uma casca cilíndrica com uma abertura (37) na sua extremidade superior e uma pluralidade de orifícios (32) ao longo do seu corpo. O tronco de cone defletor (34) compreende um tronco de cone com ângulo de 120 graus possuindo em sua superfície uma pluralidade de rasgos (36), igualmente distribuídos. O tronco de cone defletor (34) é preso à seção de aceleração (35) por uma pluralidade de barras de fixação (33). As barras de fixação (33) são fixadas à seção de aceleração (35) a qual consiste em uma redução do diâmetro da extremidade de saída da chaminé (31), em ângulo ou abrupta, a qual tem por função aumentar a velocidade do fluxo bifásico, melhorando sua distribuição. A seção de aceleração (35) é fixada à extremidade inferior da chaminé (31).
Cabe ressaltar que, também nesta concretização, o ângulo do tronco de cone defletor (34) o número de rasgos (36), o número de barras de fixação (33) e a percentagem de redução da área de passagem da seção de aceleração (35) não podem ser considerados como limitantes. A mistura bifásica entra, sob pressão, no reator de leito fixo (1) e penetra na chaminé (31) pela abertura (37) e pelos orifícios (32) sendo que preferencialmente a fase gasosa penetra pela abertura (37) e a fase líquida penetra pelos orifícios (32). Após penetrar na chaminé (31) a mistura bifásica desce na direção CD, sendo acelerada ao passar pela seção de aceleração (35). Ao atingir o tronco de cone defletor (34) a mistura bifásica é desviada na direção da geratriz do tronco de cone defletor (44) e parte passa através dos rasgos (36) para a região abaixo do tronco de cone defletor. A Figura 5 apresenta uma quarta concretização para outro tipo de bico distribuidor de carga bifásica (40). Este dispositivo compreende uma pluralidade de barras de fixação e direcionamento (43), uma seção de aceleração (45) do fluxo bifásico e um tronco de cone defletor (44). Na Figura 5 é representada uma chaminé (41) a qual possui a forma de uma casca cilíndrica com uma abertura (47) na sua extremidade superior e uma pluralidade de orifícios (42) ao longo do seu corpo. O tronco de cone defletor (44) consiste em um tronco de cone maciço, com ângulo de 90 graus, com três orifícios do cone (46), igualmente distribuídos. O tronco de cone defletor (44) é preso à seção de aceleração (45) por uma pluralidade de barras de fixação e direcionamento (43). As barras de fixação e direcionamento (43) são fixadas à seção de aceleração (45) a qual consiste em uma redução do diâmetro da extremidade de saída da chaminé (41), em ângulo ou abrupta, e tem por função aumentar a velocidade do fluxo bifásico, melhorando sua distribuição. A seção de aceleração (45) é fixada à extremidade inferior da chaminé (41).
Cabe ressaltar que, também nesta concretização, o ângulo do tronco de cone defletor (44), orifícios do cone (46), o número de barras de fixação e direcionamento (43) e a percentagem de redução da área de passagem da seção de aceleração (45) não podem ser considerados como limitantes. A mistura bifásica entra, sob pressão, no reator de leito fixo (1) e penetra na chaminé (41) pela abertura (47) e pelos orifícios (42) sendo que preferencialmente a fase gasosa penetra pela abertura (47) e a fase líquida penetra pelos orifícios (42). Após penetrar na chaminé (41) a mistura bifásica desce na direção CD. Ao atingir o tronco de cone defletor (44) a mistura bifásica é desviada na direção da geratriz do tronco de cone defletor (44) e parte passa através dos orifícios do cone (46). A parcela do fluxo que passa pelos orifícios do cone (46) é desviada pela extremidade inferior das barras de fixação e direcionamento (43) e segue na direção CD A Figura 6 apresenta uma quinta concretização para outro tipo de bico distribuidor de carga bifásica (50). Este dispositivo compreende uma pluralidade de barras de fixação do cone (53), um tronco de cone defletor (54), uma gaiola direcionadora (55) e uma pluralidade de barras de fixação da gaiola (56). Na Figura 6 é representada uma chaminé (51) a qual possui a forma de uma casca cilíndrica com uma abertura (57) na sua extremidade superior e uma pluralidade de orifícios (52) ao longo do seu corpo. O tronco de cone defletor (54) consiste em um tronco de cone maciço, com ângulo de 90 graus, o qual é preso internamente à chaminé (51) por uma pluralidade de barras de fixação do cone (53). A gaiola direcionadora (55) é fixada diretamente à parte externa da chaminé (51) por uma pluralidade de barras de fixação da gaiola (56). A gaiola direcionadora (55) compreende um aro superior (57), um aro inferior (58) e uma pluralidade de pequenas calhas (59).
Cabe ressaltar que, também nesta concretização, o ângulo do tronco de cone defletor (54), o número de barras de fixação do cone (53), o número das pequenas calhas (59) e o número de barras de fixação da gaiola (56) não podem ser considerados como limitantes. A mistura bifásica entra, sob pressão, no reator de leito fixo (1) e penetra na chaminé (51) pela abertura (57) e pelos orifícios (52) sendo que preferencialmente a fase gasosa penetra pela abertura (57) e a fase líquida penetra pelos orifícios (52). Após penetrar na chaminé (51) a mistura bifásica desce na direção CD. Ao atingir o tronco de cone defletor (54) a mistura bifásica é desviada na direção da geratriz do tronco de cone defletor (54) e parte do fluxo é desviada pela gaiola direcionadora (55) e segue na direção CD.
Os componentes que integram os bicos distribuidores de carga bifásica (10, 20, 30, 40 e 50), objeto da presente invenção, empregam materiais e meios de fixação conhecidos no estado da técnica. Assim, os componentes dos bicos distribuidores de carga bifásica (10, 20, 30, 40 e 50) podem ser construídos em aço carbono, aço inox, ou qualquer material metálico ou não metálico, com as propriedades mecânicas e físico-químicas necessárias às funções desempenhadas. Outrossim, os componentes dos bicos distribuidores de carga bifásica (10, 20, 30, 40 e 50) podem ser fixados por colagem, soldagem ou qualquer outro meio de fixação conhecido do estado da técnica. É importante observar que as formas, as dimensões e o posicionamento relativo entre os componentes dos bicos distribuidores de carga bifásica (10, 20, 30, 40 e 50) não podem ser considerados como limitantes da presente invenção e são apresentados com o intuito de mostrar a viabilidade de sua concretização.
Cabe ressaltar ainda que, embora para a fabricação e montagem dos bicos distribuidores de carga bifásica (10, 20, 30, 40 e 50) sejam empregados componentes conhecidos no estado da técnica, o arranjo agora proposto constitui um conjunto novo e inovador. A invenção foi aqui descrita em relação à sua concretização preferida, não estando, porém, a ela limitada. Assim, a presente invenção está apenas limitada ao conteúdo das reivindicações que seguem, as quais a definem em todo seu conteúdo.
Claims (12)
1. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, caracterizado por compreender os seguintes componentes: - um cone ou tronco de cone defletor (14, 24, 34, 44, 54), que pode ser maciço ou oco, dependendo da configuração e do processo de fabricação, com ângulo variável, podendo alternativamente ter mais de uma angulação para melhorar a distribuição e reduzir a área de sombra (seca) de projeção das pernas e do próprio cone ou tronco de cone defletor; - barras ou pernas de fixação (13, 23, 33, 43, 53) do cone na chaminé, ditas barras ou pernas de fixação sendo verticais ou inclinadas em direção da parede interna ou externa da chaminé, a partir da seção superior, inferior ou da lateral do cone ou tronco de cone defletor; - dispositivos redirecionares de fluxo (16, 26, 36, 43, 55), para garantir molhamento na região diretamente abaixo do cone, dispositivos estes os quais podem ser constituídos por pequenas calhas, por furos ou rasgos no cone defletor, por prolongamentos verticais do próprio cone (sob a forma de ‘dentes’) ou por associação destes dispositivos com as pernas, para ajudar no re-direcionamento de parte do fluxo de líquido.
2. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes componentes; -uma pluralidade de barras de fixação (13), as quais possuem a função de fixar um tronco de cone defletor (14) na extremidade inferior de uma chaminé (11); e - um tronco de cone defletor (14), o qual possui a função de mudar a direção de parte do fluxo de uma carga bifásica, o qual possui uma pluralidade de orifícios do cone (15), igualmente distribuídos, e uma pluralidade de direcionadores verticais (16), locados ao final do citado tronco de cone defletor (14) e alinhados com os centros dos furos, os quais têm a função de contribuir no direcionamento do fluxo da carga bifásica.
3. BtCO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes componentes: - uma pluralidade de barras de fixação (23), as quais possuem a função de fixar um tronco de cone defletor (24) na extremidade inferior de uma chaminé (21); e - um tronco de cone defletor (24), possuindo mais de uma angulação, o qual possui a função de mudar a direção de parte do fluxo de uma carga bifásica, o qual possui uma pluralidade de orifícios do cone (25) , igualmente distribuídos, e uma pluralidade de direcionadores verticais (26) , locados ao final do último tronco de cone e alinhados com os centros dos orifícios do cone (25), os quais têm a função de contribuir no direcionamento do fluxo da carga bifásica.
4. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes componentes: - uma seção de aceleração (35), localizada na extremidade inferior de uma chaminé (31), a qual tem a função de aumentar a velocidade do fluxo bifásico, melhorando sua distribuição; - uma pluralidade de barras de fixação (33), as quais possuem a função de fixar um tronco de cone defletor (34) à seção de aceleração (35); e - um tronco de cone defletor (34), o qual possui a função de mudar a direção de parte do fluxo de uma carga bifásica, o qual possui na sua superfície uma pluralidade de rasgos (36) igualmente distribuídos, os quais têm a função de contribuir no direcionamento do fluxo da carga bifásica.
5. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes componentes: - uma seção de aceleração (45), localizada na extremidade inferior de uma chaminé (41), a qual tem a função de aumentar a velocidade do fluxo bifásico, melhorando sua distribuição; - uma pluralidade de barras de fixação e direcionamento (43), as quais possuem as funções de fixar um tronco de cone defletor (44) à seção de aceleração (45) e de contribuir no direcionamento do fluxo da carga bifásica; e - um tronco de cone defletor (44), o qual possui a função de mudar a direção de parte do fluxo de uma carga bifásica, o qual possui uma pluralidade de orifícios do cone (46), igualmente distribuídos.
6. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender os seguintes componentes: -uma pluralidade de barras de fixação do cone (53), as quais possuem a função de fixar um tronco de cone defletor (54) à extremidade inferior interna de uma chaminé (51); -uma pluralidade de barras de fixação da gaiola (56) as quais possuem a função de fixar uma gaiola direcionadora (55) à extremidade inferior externa de uma chaminé (51); - um tronco de cone defletor (54), o qual possui a função de mudar a direção de parte do fluxo de uma carga bifásica; - uma gaiola direcionadora (55), a qual tem por função contribuir no direcionamento do fluxo da carga bifásica, a qual consiste de: - um aro superior (57), o qual tem por função suportar uma pluralidade de pequenas calhas (59); -um aro inferior (58), o qual tem por função suportar uma pluralidade de pequenas calhas (59); - uma pluralidade de pequenas calhas (59), as quais têm por função contribuir no direcionamento do fluxo da carga bifásica.
7. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado por compreender três barras de fixação (13), seis direcionadores verticais (16) e o tronco de cone defletor (14) possuir seis orifícios do cone (15).
8. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado por compreender três barras de fixação (23), seis direcionadores verticais (26) e o tronco de cone defletor (24) possuir seis orifícios do cone (25).
9. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com as reivindicações 1 e 4, caracterizado por compreender três barras de fixação (33), três suportes (35) e o tronco de cone defletor (34) possuir seis rasgos (36).
10. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com as reivindicações 1 e 5, caracterizado por compreender três barras de fixação e direcionamento (43), e o tronco de cone defletor (44) possuir três orifícios do cone (46).
11. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com as reivindicações 1 e 6, caracterizado por compreender três barras de fixação do cone (53), três barras de fixação da gaiola (56) e de uma gaiola com seis pequenas calhas (59).
12. BICO DISTRIBUIDOR DE CARGA BIFÁSICA PARA REATORES DE LEITO FIXO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar associado a uma seção de aceleração (35), localizada na extremidade inferior de uma chaminé (31), a qual tem a função de aumentar a velocidade do fluxo bifásico, melhorando sua distribuição.
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| US5403560A (en) * | 1993-05-13 | 1995-04-04 | Texaco Inc. | Fluids mixing and distributing apparatus |
| US5403561A (en) * | 1993-08-27 | 1995-04-04 | Exxon Research & Engineering Co. | Mixed phase fixed bed reactor distributor |
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