DISPOSITIVO Y PROCEDIMIENTO PARA CARGAR UNA CAMARA CON UN SOLIDO DIVIDIDO.

Dispositivo de carga homogénea de partículas sólidas en un recipiente que incluye,

en su parte superior un medio de alimentación de partículas (1) y, en su base situada en el interior del recipiente para carga, un sistema de dispersión (8) solidario con un árbol central (3) arrastrado en rotación alrededor de un eje sustancialmente vertical por un medio motor (4), y un conducto de alimentación (2) que rodea al menos parcialmente al árbol central (3), siendo dicho árbol central (3) un tubo de diámetro interno suficiente para permitir realizar en la zona para carga, por medio de este tubo y durante el periodo de carga, un cierto número de operaciones conexas o complementarias a dicha operación de carga, estando este dispositivo caracterizado porque un tubo fijo (6), solidario con el conducto de alimentación (2), se coloca en el interior de dicho árbol central en rotación (3), siendo el tubo fijo (6) y dicho árbol central en rotación (3) sustancialmente coaxiales

Dispositivo y procedimiento para cargar una cámara con un sólido dividido.

La invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento de carga de un recipiente con un sólido dividido, en particular de un reactor químico con un catalizador, que permite en particular, gracias a la configuración hueca de un árbol de rotación, la introducción y/o la retirada de un dispositivo funcional en el recipiente en curso de carga.

Se describe, por ejemplo, un dispositivo y un procedimiento de carga de un recipiente con un sólido dividido en el documento WO-A-0.208.099.

La invención se refiere más en particular a la carga de reactores de lecho fijo de tipo químico o electroquímico, de petróleo o petroquímico, con partículas sólidas en estado dividido, que pueden presentarse en forma de bolas, granos, cilindros, pastillas, barritas o de cualquier otra forma, pero que en general son de dimensiones relativamente pequeñas. Las partículas pueden ser en particular cribas moleculares o granos de catalizadores sólidos, generalmente extrudidos, realizados bien en forma irregular o bien en forma de barritas mono- o multilobulares, cuyas dimensiones varían según los casos, desde unas décimas de milímetro a unos centímetros.

A esta aplicación se hará referencia más en particular en la continuación de la presente descripción, aunque el dispositivo y el procedimiento según la invención se aplican a la carga de cualquier otro tipo de partículas sólidas en un recipiente.

Se conoce un cierto número de procedimientos y de dispositivos que permiten aumentar la densidad de un lecho fijo de partículas de catalizador en un reactor químico. Estos procedimientos tienen en común la introducción de partículas para carga por la parte superior del reactor y la colisión de partículas individuales durante su caída con deflectores mecánicos fijos o móviles, lo que provoca una desviación aleatoria de las partículas. Idealmente, las partículas así desviadas de su trayectoria de caída vertical caen individual y libremente por efecto de lluvia en el conjunto de la superficie del frente de llenado en el que forman un depósito denso y homogéneo.

El solicitante, en el marco de sus esfuerzos por optimizar estos sistemas de carga de reactores, ha puesto a punto un dispositivo de llenado mejorado que, gracias a un sistema de dispersión particular con deflectores flexibles articulados en un árbol en rotación, ha permitido reducir considerablemente el impedimento estérico del sistema de deflectores y facilitar su instalación en los reactores. Este sistema de base se describe en la solicitud de patente EP-00.007.854 y las mejoras de este dispositivo de llenado se divulgan, por ejemplo, en las solicitudes EP-0.116.246 y EP-0.769.462.

A pesar de los sistemas de deflectores de buen rendimiento, el comportamiento real de las partículas de catalizador en el curso del llenado del reactor puede ser diferente del comportamiento ideal descrito anteriormente. El "frente de llenado", denominado aún "perfil de carga", es decir, la interfaz entre el lecho catalítico y la parte todavía no rellena del reactor, puede apartarse a veces sustancialmente de la horizontal. Las partículas de catalizador, en particular cuando tienen una forma anisótropa, se posicionan entonces según direcciones privilegiadas creando así caminos de paso preferentes para la carga líquida y el gas reactivo a través del lecho catalítico, lo que conlleva un funcionamiento del reactor que se hace insatisfactorio para el empresario.

El solicitante llega actualmente a garantizar a sus clientes pendientes del frente de llenado que no sobrepasan el 10%, aunque sigue buscando reducir este valor para asegurar un funcionamiento óptimo de los reactores llenos con el dispositivo de carga densa.

En consecuencia, es deseable poder verificar en el curso de la carga, de forma continua o en ciertos intervalos, la horizontalidad del frente de llenado con el fin de modificar, en caso necesario, los parámetros de funcionamiento del dispositivo de carga para corregir una posible deriva de la pendiente de este frente de llenado.

Una solución consiste actualmente en detener la carga con el fin de permitir la verificación, por medios adaptados, de la horizontalidad del frente de llenado en relación con criterios de calidad de la sociedad responsable de la carga así como de los empresarios. Si esta verificación permite corregir los parámetros de funcionamiento del dispositivo de llenado, en particular la velocidad de rotación del sistema de dispersión de partículas, la interrupción de la operación de carga que implica supone una penalización para el empresario ya que aumenta el tiempo de inmovilización del reactor. Además, esta solución es relativamente compleja, ya que obliga al desmontaje del dispositivo de llenado para la instalación de un sistema de medida adaptado.

Se han propuesto otras soluciones en la técnica, por ejemplo la solicitud de patente japonesa JP-7-2.42.337 que divulga un procedimiento y un dispositivo de seguimiento del llenado de un recipiente (reactor) por un catalizador granular. El dispositivo descrito en esta solicitud comprende un medio de llenado, situado en el centro de la parte superior del recipiente, derramando una lluvia de granos de catalizador, así como un dispositivo emisor de un rayo láser que barre la superficie del frente de llenado y un medio que detecta el rayo láser emitido por el dispositivo emisor y reflejado por la superficie del frente de carga. Los dispositivos emisor y detector se fijan en la pared del recipiente, a la altura del medio de llenado. El sistema descrito en esta solicitud presenta el inconveniente de ser bastante difícil y largo de instalar en el recipiente que se llenará, aumentando así de manera indeseable el periodo de inactividad del reactor. Además, este sistema que incluye un medio de medida telemétrico a la altura del medio de llenado no puede funcionar con el dispositivo de carga densa descrito en el documento EP-0.769.462, ya que la presencia de deflectores en rotación entre el frente de llenado y el sistema de medida telemétrica perturbaría las medidas telemétricas por láser.

El solicitante ha puesto a punto recientemente un sistema que, funcionando esencialmente según el mismo principio que el sistema de carga densa (Densicat®) divulgado en el documento EP-0.769.462, con la misma facilidad de implementación y de funcionamiento, permite, entre otras posibilidades, la introducción de un dispositivo de medida del avance y de la calidad de llenado y, en particular, de la pendiente del frente de llenado. Según la presente invención, la introducción de un instrumento de medida es posible gracias a la sustitución del árbol de rotación macizo del estado de la técnica por un árbol hueco que tiene las dimensiones internas apropiadas, es decir, dimensiones que permiten bien el paso de un medio de suspensión de dicho instrumento, o bien el paso de dicho instrumento en sí mismo después de la instalación del dispositivo de carga en el reactor, o que permite igualmente efectuar una operación precisa en la zona para carga, o incluso la combinación de estos últimos.

La presente invención tiene por objeto, en consecuencia, un dispositivo de carga homogénea de partículas sólidas según la reivindicación 1.

La presente invención tiene por objeto además un procedimiento para la carga de partículas sólidas en un recipiente, de arriba abajo en toda la sección de dicho recipiente, por medio de un dispositivo semejante.

La invención tiene por objeto finalmente el uso de un dispositivo semejante para la carga de reactores de petróleo, químicos o petroquímicos.

En el dispositivo de carga de la presente invención, las partículas de catalizador que provienen del medio de alimentación descienden, bajo el efecto de la gravedad, en el conducto de alimentación, entre la pared interna de dicho conducto de alimentación y la pared externa del árbol central en rotación. El conducto de alimentación incluye en su base al menos un orificio de evacuación, situado encima del sistema de dispersión, por el que las partículas caen en el sistema de dispersión arrastrado en rotación por el árbol central.

El motor que arrastra en rotación el árbol central tubular del dispositivo de la invención es preferentemente excéntrico con respecto a este árbol y puede ser alimentado por un gas comprimido cualquiera, por ejemplo por aire o nitrógeno. La transmisión del movimiento rotatorio del medio motor hacia el árbol tubular puede hacerse por cualquier medio conocido apropiado, por ejemplo...

1. Dispositivo de carga homogénea de partículas sólidas en un recipiente que incluye, en su parte superior un medio de alimentación de partículas (1) y, en su base situada en el interior del recipiente para carga, un sistema de dispersión (8) solidario con un árbol central (3) arrastrado en rotación alrededor de un eje sustancialmente vertical por un medio motor (4), y un conducto de alimentación (2) que rodea al menos parcialmente al árbol central (3), siendo dicho árbol central (3) un tubo de diámetro interno suficiente para permitir realizar en la zona para carga, por medio de este tubo y durante el periodo de carga, un cierto número de operaciones conexas o complementarias a dicha operación de carga, estando este dispositivo caracterizado porque un tubo fijo (6), solidario con el conducto de alimentación (2), se coloca en el interior de dicho árbol central en rotación (3), siendo el tubo fijo (6) y dicho árbol central en rotación (3) sustancialmente coaxiales.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas que provienen del medio de alimentación (1) circulan en el conducto de alimentación, de arriba abajo, entre la pared interna de dicho conducto de alimentación (2) y la pared externa de dicho árbol central en rotación (3), incluyendo dicho conducto de alimentación en su base (5) al menos un orificio de evacuación de las partículas (7), situado encima del sistema de dispersión (8).

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el medio motor (4) es excéntrico con respecto al árbol central en rotación (3).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el medio motor (4) es alimentado por un gas comprimido, preferentemente aire o nitrógeno.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tubo que forma el árbol central (3) tiene un diámetro interno superior a 2 cm, preferentemente superior a 10 cm.

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además al menos un deflector central (11), fijo en el extremo inferior del tubo fijo (6) y situado debajo del sistema de dispersión (8), concebido de manera que permite la distribución de partículas en una cantidad controlada en la zona situada inmediatamente debajo de la luz del árbol central en rotación (3).

7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además un embudo de alimentación (10) del deflector central (11), solidario con el árbol central en rotación (3), que atraviesa el sistema de dispersión (8) y que desemboca encima del deflector central (11), teniendo la parte inferior de dicho embudo de alimentación (10) un diámetro suficiente para permitir el libre flujo de las partículas sólidas hacia el deflector central (11).

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además un sistema de aspiración de polvos por el árbol central en rotación (3) y/o por el tubo fijo (6).

9. Dispositivo según la reivindicación 8, caracterizado porque las paredes del árbol central en rotación (3) y del tubo fijo (6) incluyen para este efecto una o varias luces de aspiración (13), situadas preferentemente en la zona del sistema de dispersión (8).

10. Dispositivo según las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además un dispositivo funcional (9) suspendido, debajo del extremo inferior del árbol central en rotación (3), del tubo fijo (6) o del deflector central (11), con ayuda de un medio de suspensión (20) que pasa por la luz del árbol central en rotación (3) o del tubo fijo (6), y controlado por un medio de mando externo, sirviendo dicho dispositivo funcional (9) para realizar operaciones conexas o complementarias a la operación de carga.

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el dispositivo funcional (9) es un dispositivo de telemetría en particular de láser, de ultrasonidos o de sónar, un dispositivo de iluminación, un aparato fotográfico o una cámara, en particular digital, un captador, un dispositivo de análisis o de control, un dispositivo de muestreo, un dispositivo de aspiración, un dispositivo de introducción de una cantidad controlada de otro sólido en forma dividida, un dispositivo de distribución de un sólido dividido, o una combinación de los mismos.

12. Procedimiento para la carga de partículas sólidas en un recipiente, de arriba abajo en toda la sección de dicho recipiente, por medio de un dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque

14. Procedimiento según las reivindicaciones 12 y 13, caracterizado porque:

15. Uso del dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11 para la carga de reactores de petróleo, químicos o petroquímicos.