CH295039A - Appareil pour l'exécution de réactions s'effectuant en présence d'une matière de contact finement divisée. - Google Patents

Description

  



     Appareil pour 1'execution    de réactions s'effectuant en présence d'une matière de contact
 finement divisée.



   La présente invention se rapporte à un   appareil pomr 1'elecution    de réactions   s'effee-    tuant en présence d'une matière de contact finement divisée, cet appareil étant earaetérisé en ce qu'il comprend une chambre de réaction close con. tenant ladite matière de contact, à la partie supérieure de laquelle sont disposés des moyens d'admission pour les matières devant réagir, tandis qu'à sa partie   infé-    rieure se trouve un   dispositif pour l'évacua-    tion des produits de la réaction, dispositif fermé par un organe   d'obturationàsa    partie supérieure et s'étendant vers le haut sur une courte distance à l'intérieur de la zone de réaction,

   ainsi qu'un dispositif collecteur desdits produits constitué par un ensemble de conduits comprenant plusieurs sections   s'éten-    dant latéralement et reliés au   dispositif d'éva-    cation.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.



   Sur ce dessin :
 La   fig. I    est une coupe partielle de l'appa reil de   réation    dans ladite forme d'exécution.



   La   fig. 2    est une coupe partielle montrant un mode de réalisation préféré du dispositif d'évacuation et du dispositif collecteur.



   La   fig'.    3 est une coupe horizontale par   3-3    de la fig. 1.



   La   fig. 4    est une coupe montrant un autre mode de réalisation du dispositif d'évacuation et du dispositif collecteur.



   La fig. 5 est une vue en plan prise pardessus du dispositif représenté sur la fig. 4.



   L'appareil représenté à la fig. 1 comporte une enveloppe extérieure 11, de préférence de forme cylindrique, et qui est fermée à chaque extrémité par des calottes   12.    On dispose de préférence cette enveloppe extérieure à peu près verticalement et on peut la munir d'un ealorifugeage constitué, par exemple, par une matière isolante 13 conservant sa forme aux températures élevées. Le garnissage est disposé, de préférence, à l'intérieur de   l'enve-    loppe extérieure 11 et entoure une chambre de contact 14 délimitant une zone de contact.



  L'enveloppe 11 comporte, à sa partie supérieure, des moyens d'admission des produits entrant en réaction, tel que le manchon 15.



  Un conduit 16 d'évacuation des effluents est prévu à la partie inférieure de l'enveloppe 1. et s'étend vers le haut, de préférence presque coaxialement à la chambre de contact   1-1    et à une certaine distance dans   celle-ei.    Le conduit d'évacuation comporte de préférence un conduit cylindrique fermé à son extrémité supérieure et ouvert à son extrémité inférieure. Son élément de fermeture peut tre perforé. On munit le conduit d'évacuation 16 d'une bride 17 qui empche l'échappement des matières effluentes à l'extérieur du conduit d'évacuation 16 lorsqu'elle est fixée solidement dans ou sur le garnissage isolant. On prévoit un certain nombre de joints coulissants 20 dans la partie supérieure du conduit d'évacuation. La partie inférieure de la chambre de contact comporte un dispositif colleelecteur 18.

   Ce dispositif comporte un certain nombre de conduits perforés 25 s'étendant radialement, conduits dont les extrémités intérieures communiquent avee le conduit   1      (i    d'évacuation. Dans le collecteur de la fig. 1, les conduits perforés s'étendant radialement sont fixés au dispositif de dégagement, de manière à pouvoir coulisser, par des collets 21.



  La chambre de réaction comporte des supports, tels que les supports tabulaires 19, pour soutenir le dispositif collecteur, supports qui forment. également un dispositif de dilatation pour le dispositif collecteur, grâce   a    fait que les supports   19    supportent les conduits de manière que ceux-ci puissent coulisser. On prévoit un autre moyen de dilatation dans la liaison à glissement entre les conduits 25 et le conduit d'évacuation. Les conduits s'étendant radialement comportent des conduits auxiliaires 26 qui sont de plus en plus courts depuis l'extrémité extérieure des conduits s'étendant radialement vers leur extrémité intérieure. Les conduits du dispositif collecteur 18 sont perforés, ces conduits comportant, de préférence, des fentes 22 dans leur partie inférieure.

   La largeur de ces fentes peut avoir toute dimension raisonnable, mais elle ne dépasse ordinairement pas 9,53 mm.



  Ces conduits sont au moins partiellement fermés à leurs extrémités pour empcher la pénétration de produit inerte ou de contact. La partie inférieure de la chambre de réaction qui entoure et couvre l'orifice de sortie et le collecteur est remplie avec un agrégat finement divisé 23 qui peut tre constitué par un produit sensiblement indifférent et qui est susceptible de résister aux changements de température qui se produisent dans la ehambre. La température régnant dans celle-ci peut tre comprise entre 260 et 1094  C. Le produit inerte est dimensionné de manière que son diamètre soit supérieur à la largeur des perforations des conduits du dispositif   collec-    teur. On remplit le reste de la chambre de réaction avec une matière de contact   24    finement divisée.



   Pendant le fonctionnement de l'appareil de la fig. 1, on envoie les matières devant réagir dans la chambre de réaction par le manchon d'admission 15, matières qui descendent en traversant la matière de contact finement divisée se trouvant dans la chambre et avec laquelle elles sont en contact. La matière de contact est maintenue dans la partie supérieure de la chambre de réaction par le lit de matière inerte finement divisée   occu-    pant le fond de la chambre.

   Les matières réagissantes circulent à travers la matière de contact et les produits de la réaction traversent la matière inerte pour aller au fond de la chambre de réaction d'où, par les perforations du dispositif collecteur, ils pénètrent dans le dispositif de dégagement et   deseen-    dent par le conduit d'évacuation dans un ré  servoir.    Lorsqu'on obture le conduit d'évacuation à son extrémité supérieure par un élément de fermeture perforé, les produits de la réaction qui descendent par le centre de la chambre passent directement par l'élément de fermeture perforé pour se rendre dans le conduit d'évacuation.

   On recueille de manière très efficace les effluents sur toute l'étendue de la section transversale de la chambre de réaction au moyen des conduits   auxiliaires, s'éten-    dant radialement, du dispositif collecteur, et au moyen de l'élément obturateur perforé du conduit d'évacuation. Cette disposition assure, en outre, à toutes les portions des matières   réagissantes    des temps de contact sensiblement identiques. Lorsqu'on opère à des températures élevées, les conduits perforés du collecteur   18    et le conduit d'évacuation 16 peuvent se dilater ou bien, une fois dilatés, peuvent se contracter lors du refroidissement.



  En vue d'éviter que les conduits perforés du collecteur 18 ne subissent une torsion ou ne se détachent du conduit d'évacuation 16, on prévoit des moyens de dilatation permettant à ces conduits de se dilater ou de se contracter à volonté, sans cesser de communiquer avec le conduit d'évacuation. A cet effet, les conduits   25,    comme représenté sur la   fig. 1, peuvent    tre fixés de manière à pouvoir coulisser, à leurs extrémités intérieures, dans le conduit d'évacuation 16 et peuvent tre supportés, près de leurs extrémités extérieures, par les supports 19. Ces supports permettant aux conduits   25    s'étendant radialement de se   dé-    placer librement d'avant en arrière dans une direction linéaire, pendant la dilatation et la contraction.



   Le conduit d'évacuation 16 représenté sur   la fig. 2 comporte    un conduit cylindrique 31 muni d'un organe d'obturation   32    perforé à sa partie supérieure. Il eomporte également des   clispositifs    de fixation, par exemple plusieurs joints coulissants 33 prévus près de son extrémité supérieure, ainsi qu'un collet de fixation   34    disposé sur sa circonférence à proximité relative des joints coulissants. On prévoit des conduits perforés   35    comportant des conduits auxiliaires 36 qui peuvent   s'éten-    dre en direction sensiblement horizontale et à peu près perpendiculairement à   partir    des conduits perforés.

   Ces conduits auxiliaires sont fermés au moins partiellement à leur extrémité extérieure, pour   empcher    la matière inerte et le catalyseur finement divisés d'y pénétrer et ils communiquent, à leur extrémité intérieure, avec les conduits perforés   35.    La longueur des conduits auxiliaires peut diminuer (comme représenté sur la fig. 3) à partir de l'extrémité extérieure des conduits 35 en direction des extrémités intérieures. On fixe rigidement des supports 37 aux conduits 35, en des points rapprochés de leurs extrémités extérieures. Ces supports peuvent tre fixés dans la chambre de réaction, de toute manière habituelle. Les extrémités intérieures des conduits 35 sont insérées dans un certain nombre de joints coulissants 33 et s'étendent radialement à partir du conduit d'évacuation.

   De préférence, on pratique des perforations 38 dans la partie inférieure des conduits 35 et 36.



   Le dispositif de la fig.   2    fonctionne   d'une    manière analogue à celui de la fig.   1,    sauf que les organes perforés de la fig.   2    qui s'étendent radialement communiquent par glissement avec l'orifice d'évacuation 16, et sont fixés rigidement aux supports, tandis que, sur la fig.   1,    les conduits sont fixés à glissement, à la fois au conduit de sortie et aux supports.



   Dans le dispositif de la fig.   4,    le conduit ; d'évacuation 16'comporte un conduit sensi  blement cylindrique 42 qui    est fermé, à son extrémité supérieure, par un organe de fermeture perforé   43.    Le conduit 42 comporte, à proximité de son extrémité supérieure, des pièces rattachées, telles qu'un certain nombre de conduits   44    se prolongeant sur une courte distance.

   Les conduits 44 sont fixés rigidement au conduit   42    à leurs extrémités intérieures et. portent à leur extrémité extérieure une bride   45.    On fixe, de manière rigide, des conduits   46    s'étendant radialement, conduits qui communiquent, à leur extrémité inté  rieure, avee    les courtes tubulures 44 et sont fixés rigidement à leur extrémité extérieure à l'intérieur de la chambre de contact.

   On fait communiquer l'extrémité intérieure des conduits supplémentaires 47 (dont la longueur va en diminuant depuis l'extrémité   extérieure    jusqu'à l'extrémité intérieure des conduits   46    s'étendant radialement) avec les conduits   46    et ils sont, au moins partiellement, obturés à leur extrémité extérieure pour y   empcher    la pénétration de matière inerte ou de contact.

   On prévoit des joints coulissants   48    entre les extrémités des conduits   46.    Des joints   d'une    forme préférée ont un diamètre intérieur légèrement plus grand que le diamètre extérieur des conduits   46.    On enlève une partie des conduits   46,    ce qui y laisse un espace vide. On ajuste les joints coulissants 48 sur les extrémités des sections de conduits   46,    de manière à remplir 1'espace vide laissé par la partie enlevée. On maintent en place les joints   48    de n'importe qu'elle manière habituelle.

   Un moyen pour maintenir en place les joints consiste à les fixer rigidement, à une de leurs extrémités, à l'une des sections du conduit   46,    tandis qu'à l'autre extrémité, ils comportent un téton intérieur 50. Une fente 51 est formée dans l'autre section des conduits 46, afin qu'elle corresponde au téton 50 du joint 48.

   En maintenant le téton dans la fente, on empche le joint   48    de tourner, Un autre moyen consiste à prévoir un téton 50 à chaque extrémité des joints   48    et de former une fente   correspon-    dante 51, dans les deux sections du conduit   46.    On peut munir également les joints   48    de conduits auxiliaires   47.    Les conduits   46    et   47    sont perforés et comportent des ouvertures annulaires   49    à leur partie inférieure.

   Un autre moyen pour fixer les extrémités des conduits 46 à la chambre de réaction consiste à fixer des organes d'assemblage 52 sur les parois de la chambre de contact en prévoyant, aux extrémités des conduits   46,    des organes d'assemblage 53 que l'on assemble au moyen d'organes de serrage tels que les boulons   54.    On peut prévoir un support supplémentaire 55 au fond de la chambre de contact, support que l'on peut également fixer aux organes 52 et 53 par des dispositifs de fixation   54,    de manière à soutenir les conduits   46    et à renforcer, en mme temps, la rigidité des organes d'assemblage 52
 Le fonctionnement du dispositif de la fig.

     4    est analogue à celui du collecteur représenté dans la partie inférieure de la chambre de réaction de la fig. 1 et est également analogue à celui du dispositif de la fig. 2. Dans le dispositif de la. fig.   4,    les produits effluents sont collectés par les conduits 46 s'étendant radialement et par les conduits auxiliaires   47    et sont dirigés vers le conduit d'évacuation 16.



  Des produits effluents pénètrent également dans le conduit de sortie 16 par l'élément de fermeture   43.    Lorsqu'il se produit des variations de température, la dilatation et la contraction des conduits s'étendant radialement sont compensées par les joints coulissants 48.



   Il est bien entendu que l'on peut réaliser d'autres moyens de dilatation pour les conduits collecteurs s'étendant radialement que ceux indiqués. Il est également évident que   l'on    peut prévoir des moyens de dilatation analogues pour les conduits auxiliaires. Les perforations pratiquées dans les conduits   s    s'étendant radialement et dans les conduits auxiliaires peuvent tre de forme annulaire, comme on le voit sur la fig.   4,    ou tre constituées par des fentes telles que celles que l'on a représentées sur les fig.   1    et 2.

   De mme, on peut pratiquer ces perforations dans toutes les parties des conduits s'étendant radialement et de leurs conduits auxiliaires, quoique les quantités de catalyseur entraînées dans le système collecteur sont plus faibles lorsqu'on pratique les perforations dans les parties inférieures seulement de ces conduits. On peut de mme modifier les moyens de fixation des joints coulissants   48    sur les conduits 46 s'étendant radialement.

   On peut envisager également la fixation de bagues ou de colliers sur la surface extérieure des conduits, à   proxi-    mité de. l'endroit où l'on en enlevé une partie, ces bagues ou colliers empchant les joints coulissants   48    de glisser trop loin sur une seetion d'un conduit et de laisser échapper ainsi l'autre section de   celui-ei.    Il est également évident qu'en inclinant légèrement les conduits s'étendant radialement et les conduits auxiliaires, on obtient un meilleur écoulement des liquides qui les traversent. On peut donner aux conduits auxiliaires une position verticale aussi bien qu'une position horizontale, ou n'importe quelle position angulaire inter  médiaire.   



   Le système collecteur, lorsqu'il est logé à l'intérieur de la chambre de contact, subdivise sensiblement la section transversale de la chambre en des espaces relativement restreints. De cette manière, les produits liquides ou sous forme de vapeur contenus dans ces espaces restreints, choisissent le trajet de moindre résistance et passent dans et à travers les conduits perforés et dans le conduit d'évacuation. On maintient une couche de produit de contact suffisamment épaisse pour assurer la conversion nécessaire au-dessus de la partie supérieure de la couche d'agrégat inerte recouvrant le système collecteur.

   On peut régénérer le produit de contact en faisant passer un mélange préalablement chauffé d'un gaz régénérateur contenant de   l'oxygène    et de vapeur à travers la chambre de contact pendant un temps suffisant pour oxyder, par exemple, les dépôts charbonneux qui   s'y    trouvent.



   L'appareil selon l'invention est utilisable notamment pour le cracking catalytique de gaz oil brut en utilisant de la bauxite comme catalyseur de contact.

Claims (1)

1. REVENDICATION : Appareil pour l'exécution de réactions s'effectuant en présence d'une matière de contact finement divisée, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de réaction close contenant ladite matière de contact, à la partie supérieure de laquelle sont disposés des moyens d'admission pour les matières devant réagir, tandis qu'à sa partie inférieure se trouve un dispositif pour l'évacuation des produits de Sa réaction, dispositif fermé par un organe d'obturation à sa partie supérieure et s'étendant vers le haut sur une courte distance à l'intérieur de la zone de réaction, ainsi qu'un dispositif collecteur desdits produits constitué par un ensemble de conduits eomprenant plusieurs sections s'étendant latéralement et reliés au dispositif d'évacuation.

   SOUS-REVENDICATIONS : 1. Appareil suivant la revendication, earactérisé en ce que le dispositif collecteur susdit comprend plusieurs conduits perforés s'étendant radialement, lesquels conduits communiquent, par une de leurs extrémités, avee le dispositif d'évacuation, sont obturés, au moins partiellement, à leur extrémité éloi- gnée et sont munis de moyens de supports et de dilatation.

   2. Appareil suivant la revendication, ea raetérisé en ce que le dispositif d'évacuation est fermé à sa partie supérieure par un organe d'obturation perforé.

   3. Appareil suivant la revendication, ca raetérisé en ce que le dispositif collecteur susdit comprend plusieurs conduits, la pre mière section de chacun de ces conduits étant rigidement fixée au dispositif d'évacuation avec lequel elle communique et à partir du- quel elle s'étend radialement, tandis qu'une seconde section est fixée rigidement par son extrémité éloignée à des moyens de support tout en étant alignée axialement sur la pre mière section des conduits, des organes cou lissants s'étendant à partir de l'extrémité intérieure des secondes sections des conduits et entourant les extrémités extérieures des pre mières sections,

   de manière à supporter à cou- lissement les extrémités intérieures des secondes sections des conduits en alignement axial avec les premières sections.

   4. Appareil suivant la revendication, ca- raetérisé en ce que le dispositif collecteur susdit comprend plusieurs conduits s'étendant radialement a. partir du dispositif d'évacuation et des conduits auxiliaires partant de ceux-ci, les conduits s'étendant radialement etles conduits auxiliaires étant perforés à leurs parties inférieures et les conduits s'éten- dant radialement étant fixés à glissement dans la paroi du dispositif d'évacuation, tandis que leurs parties extrmes sont fixées à glissement sur des moyens de support.

   5. Appareil suivant la revendication, ca- raetérisé en ce que le dispositif collecteur susdit eomprend plusieurs conduits s'étendant radialement à partir du dispositif d'évacuation, ainsi que des conduits auxiliaires partant de ceux-ci, les conduits s'étendant radialement et les conduits auxiliaires étant perforés à leurs parties inférieures et les conduits s'étendant radialement étant fixés près de leurs extrémités éloignées à la chambre de réaction.

   6. Appareil suivant la revendication, ca ractérisé en ce que le dispositif collecteur susdit comprend plusieurs conduits qui sont fixés rigidement au dispositif d'évacuation avec lequel ils communiquent et à partir duquel ils s'étendent radialement et légèrement vers le haut, ces conduits étant munis de conduits auxiliaires qui en partent et qui sont au moins partiellement obturés à leurs extrémi- tés externes, les conduits s'étendant radialement et les conduits auxiliaires étant perforés et les conduits s'étendant radialement étant fixés à leurs extrémités éloignées à la chambre de réaction près de sa périphérie.

   7. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 5, caractérisé par plusieurs conduits ; s'étendant radialement à partir du, dispositif d'évacuation et reliés à celui-ci à l'aide de joints dilatables, ces conduits étant munis de conduits auxiliaires qui en partent, les conduits principaux ainsi que les conduits auxliaires étant perforés à leurs parties inférieures et obturés à leurs extrémités externes.

   8. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des organes de support disposés entre la paroi de la chambre de réaction et les conduits s'étendant radialement, ces organes portant lesdits conduits tout en leur permettant de se dilater.

   9. Appareil suivant la revendication, ca raetérisé en ce que la chambre de réaction est séparée d'une enveloppe qui l'entoure par une couche isolante.

   10. Appareil suivant la revendication, ca- raetérisé en ce que le dispositif d'évacuation comprend un conduit cylindrique s'étendant à partir du fond d'une enveloppe qui entoure la chambre de réaction sur une courte distance dans cette dernière.

   11. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 10, caractérisé en ce que le conduit cylindrique s'étend à partir du fond de 1'enveloppe sur une courte distance dans la chambre de réaction en une direction pratiquement coaxiale avec celle-ci.

   12. Appareil suivant la revendication, caractérisé en ce que le dispositif d'évacuation et le dispositif collecteur sont recouverts d'une couche d'une matière divisée.

   13. Appareil suivant la revendication, ca- raetérisé en ce qu'il comprend une enveloppe extérieure fermée munie d'un chemisage iso lant indéformable à température élevée, entourant une chambre de réaction et des moyens d'admission pour les matières devant réagir à sa partie supérieure, un dispositif d'évacuation des produits de la réaction s'étendant à partir de la base de ladite enveloppe en direction pratiquement eoaxiale par rapport à la chambre de réaction et sur une courte distance à l'intérieur de celle-ci, l'ex- trémité supérieure de ce dispositif d'évacuation étant fermée par un organe d'obturation, un lit de matière céramique divisée, dure, résistant à la chaleur,

   remplissant la partie inférieure de la chambre de réaction, tandis que le reste de ladite chambre est rempli d'une matière de contact divisée, un dispositif eollee- teur placé dans la matière céramique remplis- sant la partie inférieure de la chambre de réac- tion, dispositif qui comprend plusieurs conduit-, tubulaires fixés an dispositif d'évacuation, communiquant avec ce dernier et s'étendant radialement à partir de lui, faiblement vers le haut, lesdits conduits étant munis de conduits auxiliaires s'étendant légèrement vers le haut et en direction sensiblement perpendiculaire par rapport aux premiers conduits, ces conduits auxiliaires étant partiellement obturés à leurs extrémités externes,

   les conduits s'étendant radialement étant fixés à proxi- mité de leur extrémité éloignée a la chambre de réaction, les conduits principaux et les conduits auxiliaires étant perforés et les conduits principaux présentant des joints de dilatation à glissement entre leurs extrémités.

   14. Appareil suivant la revendication et la sous-revendication 13, caractérisé en ce que la matière inerte a un diamètre de particules d'au moins 1,25 em et que les perforations des conduits principaux et des conduits auxiliaires ont des dimensions ne dépassant pas 9,5 mm.