ES3042838T3 - Reactor and method for the pyrolysis of hydrocarbon-containing fluids - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un reactor y a un método para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos, con el fin de producir fluidos que contienen hidrógeno. El reactor consta de una carcasa, un eje dispuesto dentro de la carcasa y un revestimiento entre la carcasa y el eje para sellar térmicamente el eje. El eje tiene una sección transversal al menos cuadrangular y al menos un electrodo para generar energía térmica está dispuesto en dos paredes laterales opuestas del eje. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Reactor y procedimiento para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos

[0005] La presente invención se refiere a un reactor al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos al menos para la producción de fluidos que contienen al menos hidrógeno, presentando el reactor una camisa de reactor y un pozo de reactor dispuesto dentro de la camisa de reactor y estando dispuesto entre la camisa de reactor y el pozo de reactor un revestimiento de reactor al menos para la estanqueización térmica del pozo de reactor frente a la camisa de reactor. Además, la invención se refiere a un procedimiento al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos al menos para la producción de fluidos que contienen al menos hidrógeno, en el que los fluidos que contienen hidrocarburos se suministran a un pozo de reactor en contracorriente a un lecho móvil, formado por partículas, del reactor.

[0007] Estado de la técnica

[0009] Se sabe básicamente que las reacciones fuertemente endotérmicas, que se conocen en la industria química, por ejemplo en el fraccionamiento de fracciones de petróleo crudo o el reformado de gas natural o nafta, requieren temperaturas comprendidas entre 500°C y 1700°C en particular para hacer posible una descomposición química suficiente. Esto se debe a la limitación termodinámica del recambio de equilibrio. También la descomposición térmica de los hidrocarburos requiere altas temperaturas, especialmente en el rango de 800 a 1600°C. Debido al equilibrio termodinámico y a la cinética de reacción, la pirólisis del metano, en particular, también requiere temperaturas tan elevadas para alcanzar índices de conversión suficientemente altos, preferiblemente superiores al 50%, en un tiempo muy breve.

[0011] En el estado de la técnica se conocen diversas soluciones que muestran el suministro de altas temperaturas para hacer posible un procedimiento de pirólisis. Así, los escritos US2.389.636 y US2.600.07, así como US5,486,216 y US6,670,058 describen el uso de un relleno sólido como portador de calor. No obstante, cabe mencionar que pueden producirse efectos superficiales en los ámbitos de la adherencia, la aglomeración y la abrasión.

[0012] Los procedimientos oxidativos como fuente de calor se describen, por ejemplo, en los documentos DE6001659T o US3,264,210. Una desventaja del uso directo de procedimientos oxidativos es, por ejemplo, la introducción de sustancias extrañas en la zona de reacción y, en consecuencia, la contaminación de los productos. También existe el riesgo de que el carbono se queme de forma no deseada o de que se queme también el flujo de reactante.

[0014] Los documentos US2,799,640 o DE1266273 divulgan respectivamente una fuente de calor eléctrica. En este caso, se considera desventajoso el calentamiento desigual de la zona de reacción, debido a la cual las inestabilidades del aporte de calor eléctrico conducen a inhomogeneidades dentro de la cámara de reacción durante la pirólisis, en particular la pirólisis de metano para la producción de hidrógeno y carbono de pirólisis (CH4 C+2H2).

[0016] Otros reactores para la pirólisis de metano son conocidos por los documentos DE102019003982A1, DE102018132661A1 y DE102019002523A1.

[0018] La pirólisis térmica de metano es una reacción altamente endotérmica que tiene lugar de forma cinética y termodinámicamente ventajosa en un rango de temperaturas de aproximadamente 1000°C y presiones de hasta 40 bar. Además de hidrógeno (H2), por la disociación térmica también se produce carbono de pirólisis (C) que a su vez representa un producto de valor adicional. El hidrógeno y el carbono de pirólisis se procesan o reutilizan ventajosamente y sirven de combustible o carburante en otros accionamientos, instalaciones o sectores industriales.

[0019] Se considera que es básicamente conocido que la pirólisis también utiliza un relleno de partículas, en particular un relleno de partículas de carbono, sobre la que se piroliza el gas que contiene carbono, como el gas metano. El aporte de calor eléctrico, en particular mediante calentamiento por resistencia, es ventajosamente adecuado para proporcionar la entalpía de reacción.

[0021] Cuando se usa un relleno de carbono, la corriente eléctrica, que se introduce en la cámara de reacción por ejemplo mediante la utilización de electrodos o pares de electrodos, fluye a través de este relleno y se disipa en energía térmica debido a la resistencia eléctrica del relleno de partículas. La resistencia eléctrica resulta de los puntos de contacto entre las partículas del relleno o las reducidas superficies de transferencia, mientras que las partículas de carbono tienen una alta conductividad eléctrica. Para un aporte de calor sustancialmente homogéneo en la zona de calentamiento de la cámara de reacción, se requiere una resistencia eléctrica homogénea por secciones al menos temporalmente a través de toda la sección transversal de la cámara de reacción. Sin embargo, como es sabido, se suelen producir rutas con distinta resistencia eléctrica, de modo que la corriente eléctrica fluye preferentemente por las zonas de menor resistencia eléctrica. Como resultado, se produce una mayor deposición de carbono pirolítico en estas zonas, de modo que la resistencia a lo largo de estas rutas de menor resistencia se reduce cada vez más. La consecuencia son inhomogeneidades que provocan puntos calientes locales, una drástica reducción local de la resistencia eléctrica, bloqueos y, finalmente, fallos en el calentamiento. Experimentos internos han demostrado que en los reactores conocidos, en particular con geometrías de reactor conocidas (en particular geometrías de cámara de reacción conocidas) y procedimientos conocidos de pirólisis, por ejemplo de metano, dentro de la cámara de reacción se produce una formación de carbono dispuesta centralmente que se extiende en dirección longitudinal vertical centralmente a lo largo de la cámara de reacción, al menos por secciones. Esta formación de carbono se compone de partículas de carbono aglomeradas. Esto deja claro que la pirólisis llevada a cabo no tuvo lugar en toda la sección transversal de la cámara de reacción, sino sólo principalmente en el centro de la cámara de reacción.

[0022] Divulgación de la invención

[0024] Las causas de la aparición de inhomogeneidades en las cámaras de reacción conocidas y en los procedimientos de pirólisis conocidos y, en consecuencia, del fallo del concepto de calentamiento de los reactores conocidos han sido investigadas internamente por la solicitante. Se comprobó que, debido a la elevada relación entre la superficie de pared de la cámara de reacción y el volumen de reacción de la cámara de reacción, se produce un fuerte perfil de temperatura radial. La mayor temperatura en el centro de la cámara de reacción conduce a mayores conversiones, es decir, a una mayor deposición de carbono en las partículas del lecho y, en consecuencia, a una mayor precipitación de carbono del gas que contiene carbono, como el gas metano. La consecuencia es una menor resistencia eléctrica en esta zona y, en consecuencia, un flujo de corriente preferente en la zona de menor resistencia eléctrica.

[0026] Por lo tanto, El objetivo de la presente invención es eliminar, al menos parcialmente, las desventajas descritas anteriormente de los reactores y procedimientos de pirólisis conocidos. En particular, es el objetivo de la presente invención proporcionar un reactor y un procedimiento al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos que hagan posible de una manera sencilla y económica un calentamiento sustancialmente homogéneo del pozo de reactor a través de la sección transversal del pozo de reactor (cámara de reacción) y, en consecuencia, la generación y el mantenimiento de un campo eléctrico homogéneo por secciones al menos temporalmente, con una resistencia correspondiente homogénea al menos por secciones al menos temporalmente.

[0028] El problema mencionado anteriormente se consigue mediante un reactor al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos con las características de la reivindicación 1 y mediante un procedimiento al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos con las características según la reivindicación 6. Más características y detalles de la invención resultan de las reivindicaciones, la descripción y los dibujos. Las características y detalles que se describen en relación con el reactor según la invención evidentemente también son aplicables en relación con el procedimiento según la invención y viceversa respectivamente, de modo que la divulgación siempre se refiere o puede referirse a los aspectos individuales de la invención recíprocamente. El procedimiento según la invención se lleva a cabo en el reactor según la invención.

[0030] El reactor según la invención, al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos, al menos para la producción de fluidos que contienen al menos hidrógeno, presenta una camisa de reactor y un pozo de reactor dispuesto dentro de la camisa de reactor. Entre la camisa de reactor y el pozo de reactor está dispuesto un revestimiento de reactor, al menos para la estanqueización térmica del pozo de reactor frente a la camisa de reactor. Según la invención, el pozo de reactor tiene una geometría que es al menos cuadrangular, en particular rectangular, en sección transversal, estando dispuesto en dos paredes laterales opuestas del pozo de reactor respectivamente al menos un electrodo para generar energía térmica. Además, es concebible que el revestimiento de reactor sirva también para el aislamiento eléctrico, de modo que la energía eléctrica generada por los electrodos no se transfiera al entorno exterior del reactor. A efectos de la invención, por fluidos se entienden también gases o líquidos. Los fluidos que contienen hidrocarburos pueden ser, por tanto, metano (gas metano), gas natural o gas azul, por ejemplo. A efectos de la invención, por el término "fluidos que contienen hidrocarburos" se entiende por consiguiente cualquier fluido (gas/líquido) que contenga hidrocarburo que por medio de un procedimiento de pirólisis puede disociarse en carbonos e hidrógenos. La camisa de reactor del reactor tiene ventajosamente una geometría anular/circular en sección transversal. Esto es ventajoso en particular para soportar altas presiones. Sin embargo, también sería concebible que la camisa de reactor, en comparación con el pozo de reactor que también puede denominarse cámara de reacción, también tenga una geometría que sea al menos cuadrangular en sección transversal y esté adaptada de forma especialmente ventajosa a la geometría del pozo de reactor. El pozo de reactor también puede tener ventajosamente una geometría rectangular, en particular cuadrada, en sección transversal. El pozo de reactor tiene en sección transversal una geometría con cuatro o más de cuatro esquinas.

[0032] De manera particularmente ventajosa, al menos dos paredes opuestas, en particular paredes interiores del pozo de reactor, están configuradas de forma opuesta entre sí paralelamente, visto en sección transversal del pozo de reactor. Dentro del pozo de reactor En estas paredes paralelas y opuestas están dispuestos ventajosamente los electrodos para generar un campo eléctrico homogéneo por secciones al menos temporalmente, en particular un campo eléctrico sustancialmente homogéneo, dentro del pozo de reactor. Ventajosamente, los electrodos también están dispuestos de forma opuesta entre sí, es decir, a la misma altura, vistos en la dirección longitudinal del pozo de reactor. De manera especialmente ventajosa, los electrodos estén dispuestos en el lado interior de las paredes laterales del pozo de reactor. Mediante la disposición de los electrodos se proporciona ventajosamente un calentamiento eléctrico, resistivo directo de las partículas del lecho móvil, en particular el relleno de partículas. La geometría cuadrangular, en particular rectangular, en particular cuadrada del pozo de reactor y la disposición correspondientemente descrita de los electrodos permiten la generación de un campo de potencial eléctrico homogéneo, al menos por secciones, entre los electrodos opuestos. Además, de esta manera se evita la formación de un resbalamiento de los flujos de material y la consiguiente reducción de rendimiento.

[0033] Es concebible que las partículas del lecho móvil tengan un tamaño de 0,5 mm a 20 mm, preferiblemente de 1 mm a 10 mm. El procedimiento de pirólisis del fluido que contiene carbono tiene lugar ventajosamente a presiones de 1 bar a 50 bar, preferentemente de 5 bar a 30 bar. Durante ello, se generan temperaturas de 800°C a 1600°C, preferentemente de 1000°C a 1400°C.

[0035] Según una forma realización, los electrodos opuestos entre sí están dispuestos al menos por secciones en el centro del pozo de reactor, visto en la dirección longitudinal vertical del reactor. Esto significa que al menos una sección de cada reactor está en contacto con una línea central (imaginaria) (punto central del reactor en dirección longitudinal/visto en sección longitudinal) del reactor, o se extiende hasta ésta, mientras que la sección restante del respectivo electrodo está dispuesta en una zona del pozo de reactor que existe por debajo o por encima de esta línea central imaginaria. Más concretamente, sería concebible que los respectivos electrodos estén dispuestos en una sección del pozo de reactor orientada hacia la cabeza del reactor o en una zona del pozo de reactor orientada hacia el sumidero del reactor (fondo del reactor) del reactor. Alternativamente, sin embargo, también es concebible que los respectivos electrodos estén dispuestos exactamente en el centro del pozo de reactor (visto en dirección longitudinal/sección longitudinal). Alternativamente, es concebible que ninguno de los electrodos de un par de electrodos esté dispuesto al menos por secciones en el centro del pozo de reactor en la pared del pozo de reactor o en la pared lateral del pozo de reactor, visto en la dirección longitudinal vertical del reactor. Más bien, los electrodos se encuentran exclusivamente en una zona del pozo del reactor situada por debajo o por encima de esta línea central imaginaria en la pared del pozo de reactor.

[0037] Según una forma de realización, en las dos paredes laterales opuestas del pozo de reactor están dispuestos respectivamente al menos dos o más electrodos para generar energía térmica. Ventajosamente, siempre dos de los electrodos opuestos están dispuestos a la misma altura, visto en la dirección longitudinal del pozo de reactor, de modo que estos electrodos forman un par de electrodos, en particular un par de electrodos opuestos. Más concretamente, es concebible que en el reactor esté dispuesta una multiplicidad de pares de electrodos. Los electrodos pueden tener una gran variedad de diseños geométricos. Por lo tanto, es concebible que los electrodos de un par de electrodos sean cuadrangulares, en particular rectangulares o incluso cuadrados. También son concebibles los electrodos circulares, ovalados, elípticos o poligonales. También es posible utilizar electrodos en forma de rejilla, también conocidos como electrodos de rejilla. La forma geométrica y el diseño de los electrodos no se limitan a una forma definida dentro del ámbito de la invención. Sin embargo, es ventajoso que ambos electrodos de un par de electrodos tengan una forma geométrica idéntica o al menos comparable. También sería posible que dentro de un reactor, en particular en la pared lateral del pozo de reactor, se utilicen pares de electrodos que tengan una forma diferente entre sí. Esto puede ser ventajoso con respecto a los diferentes campos eléctricos resultantes y el diferente aporte de calor asociada en las diferentes zonas de altura del pozo de reactor. El uso o la disposición de varios pares de electrodos dentro del pozo de reactor hace posible ventajosamente ajustar de diferentes zonas de temperatura axiales. Por consiguiente, es ventajoso poder ajustar la temperatura a través de parámetros de campo si varía el comportamiento de resistencia del material particulado del lecho móvil.

[0039] Además, al menos uno de los electrodos por cada pared lateral del pozo de reactor está dispuesto al menos por secciones en el centro del pozo de reactor, visto en la dirección longitudinal vertical del reactor, o cada uno de los electrodos por pared lateral está dispuesto al menos por encima o por debajo del centro del pozo de reactor. Más concretamente, cuando dos o más pares de electrodos están dispuestos en el pozo de reactor, al menos un par de electrodos está situado en la zona central del pozo de reactor de tal manera que al menos una sección de cada electrodo de este par de electrodos entra en contacto con una línea central (imaginaria) del pozo de reactor (visto en la dirección longitudinal del pozo de reactor). Puede tratarse de un par de electrodos central o de uno de los pares de electrodos exteriores. O bien. los pares de electrodos están situados respectivamente por encima de esta línea central imaginaria o por debajo de esta línea central imaginaria o enmarcan esta línea central imaginaria de tal manera que al menos un par de electrodos está dispuesto por encima y al menos un par de electrodos está dispuesto por debajo de esta línea central imaginaria, en cuyo caso, ninguno de los pares de electrodos, en particular los electrodos de un par de electrodos, entra en contacto con esta línea central imaginaria.

[0041] Ventajosamente, los electrodos están dispuestos de tal manera que estos electrodos generan un campo eléctrico sustancialmente homogéneo, visto en sección transversal, en particular un campo eléctrico homogéneo al menos por secciones. Este campo eléctrico (campo potencial) se extiende ventajosamente de forma horizontal por toda la anchura y profundidad (superficie) del pozo de reactor.

[0043] Según una forma de realización, el reactor presenta una cabeza de reactor y un sumidero de reactor, que también puede denominarse fondo del reactor. La cabeza del reactor y el sumidero del reactor presentan respectivamente aberturas de suministro y aberturas de descarga cerrables al menos temporalmente, a través de las cuales pueden introducirse o evacuarse al menos fluidos, como gases o líquidos, y/o sólidos, en particular partículas, de modo que las partículas se introducen continuamente en el pozo de reactor al menos temporalmente, a través de la cabeza del reactor, para crear un lecho móvil. En lugar de un lecho móvil, también es posible utilizar un lecho fluidizado o un lecho de corrientes arremolinadas. Mediante el lecho móvil se introducen ventajosamente partículas, en particular partículas que contienen carbono, en el reactor, en particular en el pozo de reactor del reactor, y ventajosa son movidas o transportadas a través del pozo de reactor, desde la cabeza del reactor hasta el sumidero del reactor. Ventajosamente, las partículas del lecho móvil o del relleno se desplazan por fuerza de gravedad y/o gravimétricamente a través del pozo de reactor. A continuación, las partículas del lecho móvil absorben el carbono de los fluidos que contienen hidrocarburos introducidos en el pozo de reactor y lo transportan hacia fuera de éste a través del sumidero del reactor. En el caso de la pirólisis de metano, las partículas se calientan y el metano se descompone preferentemente sobre las partículas calentadas. Una parte también se descompondrá en el volumen intermedio y se evacuará de la manera indicada. Por la evacuación continua del carbono o de las partículas que contienen carbono se garantiza el mantenimiento del campo eléctrico homogéneo deseado, al menos por secciones, y, en consecuencia, que la distribución de calor sustancialmente homogénea, al menos en la zona de calentamiento del pozo de reactor. Las aberturas de suministro o las aberturas de descarga hacen posible ventajosamente la introducción o evacuación continua de las sustancias a reaccionar o de los gases ya depurados del carbono por pirólisis.

[0045] También es concebible que los electrodos estén dispuestos de tal manera que generen un campo eléctrico que esté orientado al menos por secciones ortogonalmente a la dirección de movimiento de las partículas del lecho móvil que se mueven por el pozo de reactor. Por su disposición en el pozo de reactor, es decir, por su disposición en dos paredes laterales paralelas opuestas del pozo de reactor a una altura idéntica entre sí, los electrodos generan ventajosamente un campo eléctrico que es completamente ortogonal a la dirección de movimiento del lecho móvil, en particular de las partículas del lecho móvil. Como se ha descrito anteriormente, el lecho móvil recorre el pozo de reactor de arriba abajo, es decir, desde la cabeza del reactor, a través de la cual las partículas del lecho móvil se introducen en el pozo de reactor, hasta el sumidero del reactor, que también puede denominarse fondo del reactor. A continuación, las partículas del lecho móvil se descargan del pozo de reactor a través de las aberturas de salida correspondientes. A base de la orientación ortogonal del campo eléctrico con respecto a las partículas del lecho móvil, se produce ventajosamente un calentamiento uniforme de las partículas del lecho móvil, de modo que estas partículas pueden servir consecuentemente para absorber carbono de los fluidos que contienen carbono dentro de todo el plano, visto en la dirección transversal, del pozo de reactor. De este modo se evita ventajosamente la aparición de puntos calientes locales.

[0047] Según un segundo aspecto de la invención, se reivindica un procedimiento al menos para la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos, tales como gases o líquidos, al menos para la producción de fluidos que contienen al menos hidrógeno, tales como gases o líquidos. Según la invención, los fluidos que contienen hidrocarburos se suministran a un pozo de reactor de un reactor, cuyo pozo de reactor también puede denominarse cámara de reacción, en contracorriente a un lecho móvil, compuesto por partículas, del reactor. Según la invención, al menos las partículas del lecho móvil o los fluidos que contienen hidrocarburos se calientan a una temperatura definida en el intervalo entre 800 y 1600°C, preferentemente entre 800 y 1500°C, de forma particularmente preferente entre 800 y 1400°C, mediante electrodos dispuestos en el pozo de reactor para generar energía térmica. Más concretamente, es concebible que las partículas del lecho móvil o las partículas que contienen hidrocarburos o ambas, es decir, las partículas del lecho móvil y los fluidos que contienen hidrocarburos, se calienten por medio de la energía eléctrica generada por los electrodos. Ventajosamente la pirólisis, es decir, la disociación de los carbonos e hidrógenos de los fluidos que contienen hidrocarburos, tiene lugar a una temperatura de aproximadamente 800°C y superior. Ventajosamente, los electrodos generan calor principalmente en combinación con una resistencia eléctrica, como en particular el relleno de partículas o las partículas del lecho móvil, disipando la energía eléctrica en energía térmica.

[0049] Según la invención, el procedimiento se lleva a cabo en un reactor según el primer aspecto de la invención, es decir, del tipo antes mencionado. Por consiguiente, las características mencionadas con respecto al primer aspecto de la invención, es decir, con respecto al reactor según la invención, se aplican aquí en su totalidad.

[0051] Es concebible que las partículas del lecho móvil se desplacen gravimétricamente, en particular impulsadas por la fuerza de gravedad, desde una cabeza del reactor a un sumidero del reactor hacia abajo en la dirección longitudinal vertical del reactor. Como resultado, las partículas del lecho móvil se suministran al pozo de reactor a través de una o varias aberturas de suministro dentro de la cabeza del reactor y se desplazan a través del pozo de reactor hacia el sumidero del reactor. El sumidero del reactor presenta ventajosamente al menos una o varias aberturas de descarga a través de las cuales las partículas, que ahora están ventajosamente cargadas de carbono, se retiran del pozo de reactor.

[0053] Ventajosamente, los electrodos, que están dispuestos en el pozo de reactor, en particular en una pared lateral o pared interior del pozo de reactor, generan un campo eléctrico que está orientado al menos por secciones, ventajosamente completamente, ortogonalmente a la dirección de movimiento de las partículas del lecho móvil que se desplazan a través del pozo de reactor. Como resultado, el campo eléctrico se extiende sustancialmente en sentido horizontal, visto en la dirección de la sección transversal. Mientras que las partículas se desplazan sustancialmente de forma vertical a través del pozo de reactor visto en la dirección longitudinal o en la dirección de la sección longitudinal. Esto hace posible ventajosamente un calentamiento sustancialmente completo de al menos las partículas del lecho móvil, al menos dentro de la zona de calentamiento del pozo de reactor, y evita o al menos contrarresta la aparición de puntos calientes locales dentro del pozo de reactor.

[0055] Según una forma de realización, dentro del pozo de reactor se forman una primera zona de integración del calor, una zona de reacción, una zona de calentamiento y una segunda zona de integración del calor. Las zonas individuales se forman sucesivamente desde el sumidero del reactor (también llamado fondo del reactor) del reactor hasta la cabeza del reactor, visto en la dirección longitudinal vertical del reactor, y se solapan al menos parcialmente por secciones. Más concretamente, hay zonas que se solapan y/o zonas situadas unas a continuación de otras sin solaparse. La zona de calentamiento se forma principalmente en la zona del pozo de reactor en la que están dispuestos los electrodos. Es concebible que la zona de calentamiento y la zona de reacción se solapen, al menos por secciones. A la inversa, esto significa que una reacción, es decir, una disociación, en particular la disociación del carbono de los fluidos que contienen hidrocarburos ya tiene lugar, al menos parcialmente, fuera de la zona de calentamiento, en particular en la zona de reacción. Las zonas individuales se explican con más detalle a continuación, en la descripción de las figuras.

[0057] Ventajosamente, la pirólisis tiene lugar al menos en la zona de reacción o en la zona de calentamiento. Más concretamente, es concebible que la pirólisis, es decir, la descomposición de los fluidos que contienen hidrocarburos, en particular los gases, y en consecuencia la separación de los carbonos de los fluidos que contienen hidrocarburos, tenga lugar en la zona de reacción o en la zona de calentamiento o en ambas zonas. Ventajosamente, la pirólisis tiene lugar en un área de solapamiento de ambas zonas, como se ha descrito anteriormente.

[0059] Además, es concebible que, en la primera zona de integración de calor, los fluidos que contienen hidrocarburos ya sean al menos precalentados por las partículas del lecho móvil que fluyen hacia los fluidos que contienen hidrocarburos y que ya han pasado por la zona de calentamiento. Más concretamente, los fluidos que contienen carbono son suministrados, en particular por soplado, al pozo de reactor a través del sumidero del reactor (también llamado fondo del reactor), en particular a través de al menos una abertura de suministro. Por consiguiente, los fluidos que contienen hidrocarburos se mueven desde el sumidero del reactor a través del pozo de reactor hasta la cabeza del reactor en una dirección ascendente sustancialmente vertical. A este flujo de fluidos que contienen hidrocarburos se opone un flujo de partículas procedentes del lecho móvil que, partiendo de la cabeza del reactor, se desplaza sustancialmente en vertical hacia abajo a través del pozo de reactor hasta el sumidero del reactor. En el recorrido de las partículas del lecho móvil por el pozo de reactor, las partículas han atravesado al menos la zona de calentamiento antes de llegar a la primera zona de integración del calor y han absorbido calor o energía térmica dentro de esta zona de calentamiento. Si las partículas del lecho móvil se encuentran ahora con el fluido que contiene hidrocarburos en la primera zona de integración del calor, las partículas del lecho móvil desprenden calor (energía térmica) al fluido que contiene hidrocarburos. Por consiguiente, en la primera zona de integración del calor, el fluido que contiene hidrocarburos ya se precalienta antes de llegar a la zona de calentamiento. Es concebible que el fluido que contiene hidrocarburos se precaliente a una temperatura entre 600 y 800°C en la primera zona de integración térmica. Si durante el flujo a través de la primera zona de integración del calor se alcanza una temperatura de al menos 800°C, a partir de esta temperatura se forma la zona de reacción, en la que los carbones se disocian de los fluidos que contienen hidrocarburos y se depositan sobre las partículas del lecho móvil. Por lo tanto, es posible que la pirólisis del fluido que contiene hidrocarburos comience ya en una zona de reacción, que se forma a causa de la energía térmica transportada por las partículas del lecho móvil. También es concebible que los fluidos que contienen hidrocarburos, que se introducen en el pozo de reactor, se precalienten antes de entrar y, en consecuencia, fluyan precalentados hacia dentro del pozo de reactor. Es concebible precalentar los fluidos que contienen hidrocarburos a una temperatura máxima de 600°C, por ejemplo, preferiblemente a una temperatura inferior a 800°C. Como resultado, la formación de una zona de reacción puede acelerarse después de que los fluidos precalentados que contienen hidrocarburos se hayan introducido en el pozo de reactor. En particular, los fluidos que contienen hidrocarburos precalentados pueden calentarse más rápidamente hasta una temperatura de al menos 800°C en la primera zona de integración térmica que los fluidos que contienen hidrocarburos no precalentados. Gracias a la formación más rápida de la zona de reacción al alcanzar la temperatura de pirólisis de 800°C, la pirólisis (en comparación con la pirólisis con fluidos que contienen hidrocarburos no precalentados) también puede tener lugar más rápidamente, de modo que todo el procedimiento de pirólisis puede llevarse a cabo de forma más eficiente desde el punto de vista energético. Sin embargo, al precalentar o precalentar los fluidos que contienen hidrocarburos fuera del reactor o, al menos, fuera del pozo de reactor (cámara de reacción), hay que tener cuidado de que no se alcance o incluso se supere la temperatura (temperatura de pirólisis) de 800°C para hacer posible que la pirólisis se produzca dentro del pozo de reactor.

[0061] Ventajosamente, las partículas del lecho móvil que entran en el pozo de reactor ya están al menos precalentadas en la segunda zona de integración de calor por un fluido calentado que contiene hidrógeno que fluye hacia las partículas del lecho móvil y que resulta de los fluidos que contienen hidrocarburos, que ya ha recorrido la zona de calentamiento y liberado carbono. La segunda zona de integración del calor es, por tanto, una zona que se encuentra antes de la zona de calentamiento, visto desde la cabeza del reactor en dirección al sumidero del reactor. Los fluidos que contienen hidrocarburos, que desprenden carbonos al menos en la zona de reacción y ventajosamente también en la zona de calentamiento, fluyen entonces a través de la segunda zona de integración de calor como fluidos que contienen hidrógeno, que introducen el correspondiente calor (energía térmica) de la zona de reacción y finalmente también de la zona de calentamiento en la segunda zona de integración de calor. Esta energía térmica se transfiere entonces a las partículas del lecho móvil, que ventajosamente se introducen en el pozo de reactor de forma sin haber sido precalentadas. Por consiguiente, las partículas del lecho móvil de la primera zona de integración del calor ya están precalentadas por la energía térmica de los fluidos que contienen hidrógeno antes de llegar a la zona de calentamiento.

[0063] En una forma de realización, las partículas cargadas de carbono del lecho móvil se descargan del pozo de reactor a través del sumidero del reactor. Es concebible que las partículas del lecho móvil sean suministradas a procedimientos posteriores mediante los cuales se depuren las partículas, es decir, se depuren las partículas de carbono, o mediante los cuales las partículas cargadas de carbono se suministren a otros procedimientos químicos para su posterior procesamiento. Al menos algunas de las partículas del lecho móvil aumentan de tamaño como resultado de la reacción.

[0064] Las partículas crecidas, especialmente las partículas grandes, se descargan principalmente del procedimiento, mientras que las partículas inalteradas, especialmente las partículas pequeñas casi inalteradas, se recirculan. También es concebible que al menos algunas de las partículas crecidas (grandes) se rompan y/o muelan, en particular se trituren, y que estas partículas trituradas se vuelvan a suministrar al procedimiento.

[0066] El procedimiento descrito presenta todas las ventajas ya descritas para un reactor según el primer aspecto de la invención.

[0068] Se entiende que las características mencionadas anteriormente y las que se explicarán a continuación pueden utilizarse no sólo en la combinación indicada respectivamente, sino también en otras combinaciones o por sí solas, sin abandonar el alcance de la presente invención.

[0070] Formas de realización del reactor según la invención y del procedimiento según la invención se explican con más detalle a continuación con la ayuda de dibujos. Muestra respectivamente de forma esquemática:

[0072] La figura 1 en una representación en sección, un alzado lateral de una forma realización del reactor según la invención,

[0074] la figura 2 en una representación en sección, una vista en planta desde arriba de la forma de realización del reactor según la invención, mostrada en la figura 1,

[0076] la figura 3 en una representación en sección, una vista de una disposición de electrodos de una forma de realización del reactor según la invención,

[0078] la figura 4 en una representación en sección, una vista de otra disposición de electrodos de una forma de realización del reactor según la invención,

[0080] la figura 5 en una representación en sección, una vista de otra disposición de electrodos de una forma de realización del reactor según la invención,

[0082] la figura 6 una vista en planta desde arriba de diferentes geometrías de electrodos, y

[0084] la figura 7 un perfil de temperatura a modo de ejemplo de una forma de realización del reactor según la invención para representar el procedimiento según la invención.

[0086] Elementos con la misma función y el mismo modo de acción están provistos de los mismos signos de referencia en las figuras 1 a 7.

[0088] La figura 1 muestra esquemáticamente en una representación en sección un alzado lateral de una forma de realización de un reactor 1 según la invención. Más concretamente, se trata de una sección longitudinal a través de una forma de realización del reactor 1 según la invención. La figura 2 muestra una vista en sección de la forma de realización del reactor 1 según la invención mostrada en la figura 1. Más concretamente, la figura 2 muestra una sección transversal a través de la forma de realización del reactor 1 según la invención mostrada en la figura 1, que se extiende sustancialmente a lo largo de la línea central M mostrada en la figura 1. Por consiguiente, el reactor 1 está centrado como se muestra en la figura 2, es decir, cortado por la mitad. Por ello, las figuras 1 y 2 se describen conjuntamente a continuación. El reactor 1 tiene una camisa de reactor 2, que tiene una forma geométrica circular en sección transversal y se extiende en la dirección longitudinal L como una torre. La camisa de reactor 2 está completamente cerrada y, por consiguiente, tiene una pared de camisa de reactor 20 circular y cerrada en sección transversal. Un pozo de reactor 3 está dispuesto dentro de la camisa de reactor 2 o de la pared de camisa de reactor 20. El pozo de reactor 3 tiene una forma geométrica cuadrangular, en particular cuadrada, en sección transversal y se extiende en forma de torre en la dirección longitudinal L. Por consiguiente, el pozo de reactor 3 comprende al menos cuatro paredes laterales 30, 31, 32, 33, en particular las paredes de pozo de reactor 30, 31, 32, 33. Al menos dos de las paredes laterales 30, 31, 32, 33, en particular la primera pared lateral 30 y la tercera pared lateral 32, son paralelas entre sí. El pozo de reactor 3 es una cámara de reacción, que por consiguiente tiene un volumen de reacción 34 dentro del cual tiene lugar la reacción química, en particular la pirólisis de fluidos que contienen hidrocarburos, principalmente gases que contienen hidrocarburos. Entre el pozo de reactor 3, en particular las paredes laterales 30, 31, 32, 33 del pozo de reactor 3, y la camisa de reactor 2, en particular la pared de la camisa de reactor 20, está previsto un revestimiento de reactor 4. Este revestimiento de reactor 4 se extiende ventajosamente por completo entre el pozo de reactor 3 y la camisa de reactor 2 en la dirección circunferencial y en la dirección longitudinal L. El revestimiento de reactor 4 sirve principalmente para apantallar la energía térmica, que se introduce en el volumen de reacción 34 del pozo de reactor 3, con respecto a la camisa de reactor. Además, las figuras 1 y 2 muestran un total de seis electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 que están dispuestos en el pozo de reactor 3, más concretamente en la primera pared lateral 30 y en la tercera pared lateral 32 del pozo de reactor 3. En consecuencia, tres electrodos 10, 12 y 14 están dispuestos en la primera pared lateral 30, mientras que otros tres electrodos 11, 13 y 15 están dispuestos en la tercera pared lateral 32. Ventajosamente, los respectivos electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 se extienden a lo largo de toda la anchura de las paredes laterales 30, 32, visto en la dirección transversal. La segunda pared lateral 31 y la cuarta pared lateral 33 carecen principalmente de electrodos. Los respectivos electrodos opuestos 10, 11, 12, 13, 14, 15 forman un par de electrodos 101, 102, 103. Por tanto, los electrodos 10 y 11 forman el primer par de electrodos 101, los electrodos 12 y 13 forman el segundo par de electrodos 102 y los electrodos 14 y 15 forman el tercer par de electrodos 103. Ventajosamente, los respectivos electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 de un par de electrodos 101, 102, 103 están a la misma altura visto en la dirección longitudinal L. El signo de referencia M indica la característica de la línea central. Esta línea central (imaginaria) M define, por consiguiente, el centro del reactor 1, en particular del pozo de reactor 3, visto en la dirección longitudinal L. Los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 están dispuestos principalmente en la zona, o más exactamente en las proximidades de la línea central M. Como se muestra en particular en la figura 1, al menos el primer par de electrodos 101 formado por los electrodos 10 y 11 está en contacto con la línea central por secciones. Por el contrario, el segundo par de electrodos 102 de los electrodos 12, 13 y el tercer par de electrodos 103 de los electrodos 14, 15 están dispuestos por encima de la línea central M, es decir, desplazados en dirección a la cabeza de reactor 5 del reactor 1 , en particular en una sección del pozo de reactor 3 que se extiende entre la línea central M y la cabeza del reactor 5. Por el contrario, la sección del pozo de reactor 3 que se extiende desde la línea central M en dirección al sumidero de reactor 6 no tiene más pares de electrodos. La disposición de los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 dentro del pozo de reactor 3 con respecto a la altura del pozo de reactor 3 que se extiende en la dirección longitudinal L puede realizarse individualmente y viene determinada por la posición deseada de la zona de calentamiento y la zona de reacción resultante. Más concretamente, dependiendo de si la zona de calentamiento debe formarse en una zona superior o zona inferior del pozo de reactor 3 con respecto a la línea central M, los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 se colocan en consecuencia. Este posicionamiento variable de los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 también se muestra, por ejemplo, en las figuras 3, 4 y 5 siguientes.

[0090] Las figuras 3, 4 y 5 muestran respectivamente en una representación en sección una vista de una disposición de electrodos de una forma de realización del reactor 1 según la invención.

[0092] Como se muestra en la figura 3, los tres pares de electrodos 101, 102, 103 utilizados aquí están posicionados dentro del pozo de reactor 3 de tal manera que los electrodos del segundo par de electrodos 102 entran en contacto con la línea central (imaginaria) M al menos por secciones y, en consecuencia, están dispuestos en al menos una sección en el centro del pozo de reactor 3. Los restantes pares de electrodos 101 y 103 están dispuestos entonces a una distancia de la línea central M dentro del pozo de reactor 3. Así, los electrodos del primer par de electrodos 101 están dispuestos en una zona comprendida entre la línea central M y el sumidero de reactor 6, es decir, en una zona inferior del pozo de reactor 3 con respecto a la línea central M, mientras que los electrodos del tercer par de electrodos 103 están dispuestos en una zona comprendida entre la línea central M y la cabeza del reactor 5, es decir, en una zona superior del pozo de reactor 3 con respecto a la línea central M.

[0094] Como se muestra en la figura 4, también es concebible la disposición de sólo dos pares de electrodos 101 y 102, en cuyo caso ninguno de los pares de electrodos 101, 102, en particular ninguno de los electrodos del par respectivo de electrodos 101, 102, entra en contacto con la línea central imaginaria M, ni siquiera por secciones. Más bien, los electrodos del primer par de electrodos 101 están dispuestos en una zona entre la línea central M y el sumidero del reactor 6, es decir, en una zona inferior del pozo de reactor 3 con respecto a la línea central M, mientras que los electrodos del segundo par de electrodos 102 están dispuestos en una zona entre la línea central M y la cabeza del reactor 5, es decir, en una zona superior del pozo de reactor 3 con respecto a la línea central M.

[0096] También es concebible la realización por medio de un solo par de electrodos 101, como se muestra en la figura 5. Los respectivos electrodos de este par de electrodos 101 están en contacto con la línea central (imaginaria) M al menos por secciones y se extienden ventajosamente sobre esta línea central M a la zona superior del pozo de reactor 3, formada entre la línea central M y la cabeza del reactor 5, así como en la zona inferior del pozo de reactor 3, formada entre la línea central M y el sumidero del reactor 6. En particular, los electrodos del par de electrodos 101 están dispuestos de tal manera que una superficie mayor del respectivo electrodo del par de electrodos 101 se encuentra en la zona superior del pozo de reactor 3. Por lo tanto, los electrodos del par de electrodos 101 están dispuestos de forma ligeramente desplazada hacia arriba con respecto a la línea central M.

[0098] Son concebibles emplazamientos alternativos de los electrodos por pares de electrodos 101, 102. 103 y un número alternativo de pares de electrodos 101, 102. 103, son concebibles. Esto significa que más de tres pares de electrodos 101, 102. 103 pueden disponerse dentro de un pozo de reactor 3. Sin embargo, no sólo puede variar el número y el emplazamiento de los pares de electrodos 101, 102, 103 dentro de un pozo de reactor 3.

[0100] Como se muestra en la figura 6, los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 también pueden tener diferentes configuraciones geométricas. Por ejemplo, el uso de electrodos de rejilla 16 o electrodos circulares 17 es tan concebible como el uso de electrodos cuadrados, en particular rectangulares 18, 19. El tamaño de los electrodos 16, 17, 18, 19 también puede ser diferente. Por ejemplo, el electrodo rectangular 19 de gran superficie está dimensionado de tal manera que comprende sustancialmente el tamaño de al menos dos, en particular tres o más electrodos rectangulares 18 adicionales y, en consecuencia, también puede disponerse solo o con un electrodo 19 de diseño geométricamente idéntico para producir un par de electrodos en el pozo de reactor. El uso o la disposición de varios pares de electrodos 101, 102, 103 dentro del pozo de reactor 3 hace posible ventajosamente el ajuste de diferentes zonas axiales de temperatura. Por consiguiente, es ventajoso poder ajustar la temperatura a través de parámetros de campo si varía el comportamiento de resistencia del material particulado del lecho móvil.

[0102] La figura 7 muestra un perfil de temperatura a modo de ejemplo de una forma de realización del reactor 1 según la invención para representar el procedimiento según la invención. El perfil de temperatura de la figura 7 se explica en relación con la estructura básica del reactor 1, como se muestra, por ejemplo, en las figuras 1 y 2. La temperatura se traza a lo largo del eje x del perfil de temperatura. Como valores umbrales se indican a modo de ejemplo 800°C y 1500°C. El eje y muestra la extensión axial del pozo de reactor 3 en la dirección longitudinal L. La evolución térmica mostrada en la figura 7 tiene lugar en el volumen de reacción 34 del pozo de reactor 3 de un reactor 1 según la invención. En el pozo de reactor 3, en particular en el volumen de reacción 34 del pozo de reactor 3 se introducen fluidos 40 que contienen hidrocarburos, a través de aberturas de entrada/aberturas de suministro en el sumidero de reactor 6, no mostradas aquí, y partículas 50 del lecho móvil, a través de aberturas de entrada/aberturas de suministro en la cabeza del reactor 5 del reactor 1, no mostradas aquí. Los fluidos 40 que contienen hidrocarburos fluyen desde el sumidero del reactor 6 en dirección a la cabeza del reactor 5 a través del pozo de reactor 3. A la inversa, las partículas 50 del lecho móvil se desplazan desde la cabeza del reactor 5 en dirección al sumidero del reactor 6 a través del pozo de reactor 3. Los fluidos 40 que contienen hidrocarburos pueden estar ya precalentados antes de entrar en el pozo de reactor 3. Son adecuadas las temperaturas inferiores a 800°C, en particular de aprox. 600°C. Sin embargo, también es concebible que los fluidos 40 que contienen hidrocarburos se introduzcan en el pozo de reactor 3 sin precalentamiento. Sustancialmente al mismo tiempo, también las partículas 50 del lecho móvil se introducen en el pozo de reactor 3 y pasan a través de la segunda zona de integración de calor W2, la zona de calentamiento B, la zona de reacción R y la primera zona de integración de calor W1 en su recorrido a través del pozo de reactor 3 hasta el sumidero del reactor 6. En la segunda zona de integración de calor W2, que se forma entre la zona de calentamiento B y la cabeza de reactor 5, las partículas 50 del lecho móvil se precalientan o precalientan dentro del pozo de reactor 3. Esto se consigue mediante la transferencia de energía térmica que pasa desde los gases 41 calentados que contienen hidrógeno, que abandonan el pozo de reactor 3 procedentes de la zona de calentamiento B a través de aberturas de salida/aberturas de salida no mostradas aquí dentro de la cabeza del reactor 5, a las partículas 50 del lecho móvil. Por consiguiente, en la segunda zona de integración de calor W2 tiene lugar ventajosamente una integración de calor/energía calorífica de la fase gaseosa a la fase sólida. Los gases 41 que contienen hidrógeno son un producto de reacción originado por la pirólisis de los fluidos 40 que contienen hidrocarburos, introducidos en el pozo de reactor 3. La pirólisis tiene lugar ventajosamente en la zona de reacción R y al menos parcialmente también en la zona de calentamiento B, ventajosamente (también) en el área del solapamiento de la zona de reacción R y la zona de calentamiento B. Para desencadenar la pirólisis, es decir, la disociación térmica de los hidrocarburos en los componentes carbono e hidrógeno y, en consecuencia, la separación del carbono de los fluidos 40 que contienen hidrocarburos, se requiere una temperatura mínima de aprox. 800°C. Ventajosamente, esta temperatura mínima se alcanza ya después de pasar por una primera zona de integración térmica W1. En esta primera zona de integración de calor W1, la energía térmica se transfiere desde las partículas cargadas 51 del lecho móvil, que ya han recorrido la zona de calentamiento B en su recorrido hacia el sumidero del reactor 6, a los fluidos 40 que contienen hidrocarburos, que fluyen en dirección a la zona de calentamiento B. En la primera etapa de integración del calor W1, el calor/la energía calorífica se integra ventajosamente de la fase sólida a la fase gaseosa. Cuanto más se acercan los fluidos 40 que contienen hidrocarburos a la zona de calentamiento B, más se calientan debido a la absorción constante de energía térmica a través de las partículas cargadas 51 del lecho móvil. A los efectos de la presente invención, las partículas cargadas 51 del lecho móvil deben entenderse como partículas que ya han absorbido carbono o átomos de carbono de los fluidos 40 que contienen hidrocarburos. Los carbones se acumulan principalmente sobre y entre las partículas 50 del lecho móvil. Esta acumulación influye en el comportamiento de resistencia eléctrica del lecho móvil o del relleno del lecho móvil, que se desplaza gravimétricamente a través del pozo de reactor 3. Por la disposición a modo de ejemplo de los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15, mostrada en la figura 1, dentro de un pozo de reactor 3 al menos cuadrangular y por el campo de potencial eléctrico resultante, así como por la dirección de flujo del lecho móvil, el lecho móvil o las partículas 50 del lecho móvil empujan material particulado nuevo hacia la zona de calentamiento B y, en consecuencia, evitan una influencia negativa en el comportamiento de resistencia mencionado. A efectos de la invención, la zona de calentamiento B debe entenderse como una zona dentro de la cual los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 están colocados o dispuestos al menos por secciones, ventajosamente por completo. Más concretamente, los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 producen por su aporte de calor la zona de calentamiento B. Ventajosamente, los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15 no interfieren en el flujo de las partículas 50 del lecho móvil. Cuando se alcanza un calentamiento de los fluidos que contienen hidrocarburos a aproximadamente 800°C, comienza el proceso de pirólisis y se forma la zona de reacción R. Esto significa que los carbonos de los fluidos 40 que contienen hidrocarburos de desplazan en dirección a las partículas 50 o también de las partículas 51, al menos parcialmente ya cargadas, del lecho móvil. Por lo tanto, este proceso de reacción química también puede tener lugar antes de la zona de calentamiento B y, por lo tanto, antes de llegar a la zona formada por los electrodos 10, 11, 12, 13, 14, 15, simplemente por el calentamiento de los fluidos 40 que contienen hidrocarburos mediante la energía térmica de las partículas cargadas 51 del lecho móvil. Dentro de la zona de calentamiento B, las partículas 50 del lecho móvil y, en consecuencia, también los fluidos 40 que contienen hidrocarburos se calientan a una temperatura máxima de 1200°C a 1700°C. La pirólisis continúa dentro de esta zona de calentamiento B hasta que sustancialmente todos los carbonos de los fluidos 40 que contienen hidrocarburos se han transferido a las partículas 50 del lecho móvil. Quedan los fluidos que contienen hidrógeno 41 y las partículas cargadas o al menos parcialmente cargadas 51 del lecho móvil. En consecuencia, también es concebible que la reacción química ya se haya completado, aunque los fluidos 40 que contienen hidrocarburos aún no hayan fluido completamente a través de la zona de calentamiento B. Por lo tanto, también es concebible que la zona de reacción R no incluya adicionalmente toda la longitud de la zona de calentamiento B, sino que sólo la solape parcialmente.

[0103] Lista de signos de referencia

[0104] 1 Reactor

[0105] 2 Camisa de reactor

[0106] 3 Pozo de reactor

[0107] 4 Revestimiento de reactor

[0108] 5 Cabezal de reactor

[0109] 6 Sumidero de reactor

[0110] 10, 11, 12, 13, 14, 15 Electrodos

[0111] 16 Electrodo de rejilla

[0112] 17 Electrodo circular

[0113] 18 Electrodo cuadrangular/ rectangular

[0114] 19 Electrodo cuadrangular grande

[0115] 20 Pared de camisa de reactor

[0116] 30, 31, 32, 33 Paredes de pozo de reactor / paredes laterales

[0117] 34 Volumen de reacción

[0118] 40 Fluido que contiene hidrocarburos

[0119] 41 Fluido que contiene hidrógeno

[0120] 50 Partículas no ocupadas del lecho móvil

[0121] 51 Partículas ocupadas del lecho móvil

[0122] 101,102,103 Par de electrodos

[0123] B Zona de calentamiento

[0124] L Dirección longitudinal

[0125] M Línea central

[0126] R Zona de reacción

[0127] W1 Primera zona de integración de calor

[0128] W2 Segunda zona de integración de calor

[0129] x, y Ejes

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Reactor (1) al menos para la pirólisis de fluidos (40) que contienen hidrocarburos al menos para la producción de fluidos (41) que contienen al menos hidrógeno, presentando el reactor (1) una camisa de reactor (2) y un pozo de reactor (3) dispuesto dentro de la camisa de reactor (2) y estando dispuesto entre la camisa de reactor (2) y el pozo de reactor (3) un revestimiento de reactor (4) al menos para la estanqueización térmica del pozo de reactor (3) frente a la camisa de reactor (2),caracterizado porqueel pozo de reactor (3) tiene en sección transversal una geometría con cuatro o más de cuatro ángulos, estando dispuesto en dos paredes laterales (30, 31, 32, 33) opuestas entre sí del pozo de reactor(3) respectivamente al menos un electrodo (10, 11, 12, 13, 14, 15) para generar energía térmica.

2. Reactor (1) según la reivindicación 1,caracterizado porquelos electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) opuestos entre sí están dispuestos al menos por secciones en el centro del pozo de reactor (3), visto en la dirección longitudinal (L) vertical del reactor (1).

3. Reactor (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueen las dos paredes laterales (30, 31, 32, 33) opuestas entre sí del pozo de reactor (3) están dispuestos respectivamente al menos dos o más electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) para generar energía térmica, estando dispuesto al menos uno de los electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) por cada pared lateral (30, 31, 32, 33) del pozo de reactor (3) al menos por secciones en el centro del pozo de reactor (3), visto en la dirección longitudinal (L) vertical del reactor (1), o estando dispuesto cada uno de los electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) por cada pared lateral (30, 31, 32, 33) al menos por encima o por debajo del centro del pozo de reactor (3).

4. Reactor (1) según una de las reivindicaciones anteriores,caracterizado porqueel reactor (1) presenta una cabeza de reactor (5) y un sumidero de reactor (6), presentando la cabeza de reactor (5) y el sumidero de reactor (6) aberturas de suministro y aberturas de descarga que pueden cerrarse al menos temporalmente y a través de las cuales pueden introducirse o evacuarse al menos fluidos o sólidos, en particular partículas, de modo que, para producir un lecho móvil, a través de la cabeza del reactor (5) se introducen al menos temporalmente continuamente partículas (50) en el pozo de reactor (3).

5. Reactor (1) según reivindicación 4,caracterizado porquelos electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) están dispuestos de tal manera que generan un campo eléctrico que está orientado al menos por secciones, ortogonalmente a la dirección de movimiento de las partículas (50) del lecho móvil que se mueven por el pozo de reactor (3).

6. Procedimiento al menos para la pirólisis de fluidos (40) que contienen hidrocarburos al menos para la producción de fluidos (41) que contienen al menos hidrógeno, en el que los fluidos (40) que contienen hidrocarburos se suministran a un pozo de reactor (3) de un reactor (1) en contracorriente a un lecho móvil, compuesto por partículas (50), del reactor, y en el que al menos las partículas (50) del lecho móvil o los fluidos (40) que contienen hidrocarburos son calentadas a una temperatura definida en el intervalo entre 800 y 1600°C, preferentemente entre 800 y 1400°C, por medio de electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) dispuestos en el pozo de reactor, para generar energía térmica,caracterizado porqueel procedimiento se lleva a cabo en un reactor (1) según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 5.

7. Procedimiento según la reivindicación 6,caracterizado porquelas partículas (50) del lecho móvil se desplazan gravimétricamente hacia abajo desde una cabeza de reactor (5) del reactor (1) hacia un sumidero de reactor (6) del reactor (1) en la dirección longitudinal (L) vertical del reactor (1).

8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7,caracterizado porquelos electrodos (10, 11, 12, 13, 14, 15) generan un campo eléctrico que está orientado al menos por secciones ortogonalmente a la dirección de movimiento de las partículas (50) del lecho móvil que se mueven por el pozo de reactor (3).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8,caracterizado porquedentro del pozo de reactor (3) se forman una primera zona de integración de calor (W1), una zona de reacción (R), una zona de calentamiento (B) y una segunda zona de integración de calor (W2), y las zonas individuales se forman sucesivamente desde el sumidero de reactor (6) del reactor (1) hasta la cabeza de reactor (5) del reactor (1), visto en la dirección longitudinal (L) vertical del reactor (1), y se solapan al menos parcialmente por secciones.

10. Procedimiento según reivindicación 9,caracterizado porquela pirólisis tiene lugar al menos en la zona de reacción (R) o en la zona de calentamiento (B).

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 o 10,caracterizado porque, en la primera zona de integración de calor (W1), los fluidos (40) que contienen hidrocarburos ya son al menos precalentados por las partículas (51) del lecho móvil que fluyen hacia los fluidos (40) que contienen hidrocarburos y que ya han pasado por la zona de calentamiento (B).

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 11,caracterizado porque, en la segunda zona de integración de calor (W2), las partículas (50) del lecho móvil que entran en el pozo de reactor (3) ya son al menos precalentadas por un fluido (41) que contiene hidrógeno, que fluye hacia las partículas (50) del lecho móvil y que resulta de los fluidos (40) que contienen hidrocarburos y ya ha pasado por la zona de calentamiento (B) y ha liberado carbono.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 12,caracterizado porquelas partículas (51) cargadas de carbono del lecho móvil se evacúan del pozo de reactor (3) a través del sumidero de reactor (6) del reactor (1).