Una vasija activadora de catalizador para acondicionar térmicamente un catalizador,

comprendiendo: A. una vasija interna para contener una carga de catalizador; B. una vasija externa generalmente rodeando dicha vasija interna; C. un tiro definido por el espacio entre dichas vasijas interna y externa; D. una placa de rejilla normalmente en general horizontal dispuesta en dicha vasija interna, dicha placa de rejilla teniendo un superficie principal superior y una superficie principal inferior; E. una formación de depresiones generalmente cónicas en dicha superficie principal superior que se solapan en al menos un 17%; F. agujeros perforando dicha placa de rejilla, dichos agujeros extendiéndose desde al menos algunas de dichas depresiones generalmente cónicas a través de dichas superficie inferior; y G. un recorrido de fluido extendiéndose hacia arriba a través de dichos agujeros y adaptado para pasar un fluido por dicha placa de rejilla para fluidificar un material particulado dispuest sobre dicha placa de rejilla en dicha vasija interna

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere generalmente a un activador de catalizador para calentar el catalizador y acondicionarlo con un gas. La invención se refiere más particularmente a un activador de catalizador para 5 acondicionar catalizadores de polimerización de olefina.

Muchas composiciones catalizadoras sólidas, tales como las empleadas en operaciones de conversión de hidrocarburo, por ejemplo, polimerización, craqueado, deshidrogenado, hidrogenado, y similares, son activadas al someter el catalizador bruto a temperaturas elevadas durante un intervalo de tiempo, mientras se pasa sobre el catalizador una corriente de fluido acondicionador que es inerte, no oxidante, no reductor, oxidante, reductor, seco, o 10 similar, dependiendo dea naturaleza particular del catalizador y su uso deseado. Uno de los objetivos comunes de tal tratamiento es la eliminación de humedad del catalizador, ya que el agua es un veneno para el catalizador en muchas aplicaciones.

Los procesos de activación del catalizador comprenden el secar un fluido activador tal como aire y pasarlo a través de una capa de catalizador a un ritmo constante, mientras se aplica calor, hasta que el catalizador alcanza la 15 temperatura deseada, en cuyo punto el catalizador es mantenido a la temperatura de activación durante el apropiado período de tiempo. Sin embargo, dichas composiciones solidas de catalizador son a menudo relativamente impormeables, por coniguiente requiriendo una capa plana suporficial con el fin obtener el flujo requerido de fluido activador. La capa por consiguiente se vuelve grande y costosa.

Para paliar las deficiencias encontradas en catalizadores de particulas solidos, incluyendo la continua 20 eliminación de impurezas y venenos de catalizadores de las zonas de activación y control de temperatura de la capa, han sido desarrollados procesos de activación fluida. En estos procesos, el catalizador es fluidificado con una corriente de fluido activador a elevadas temperaturas.

Un tipo de activador de catalizador de lecho fluidificado tiene una placa de rejilla a través de la cual gas fluidificado circula hacia arriba para hacer levitar materia en particulas, formando la capa fluidificada. La superficie 25 superior de la placa de rejilla es mecanizada con una disposición de depresiones generalmente cónicas que se solapan esencialmente de manera completa de tal modo que la superficie superior de la placa de rejilla no tiene superficies planas sobre las cuales las particulas del catalizador pueden acumularse y escapar al efecto acondicionador del gas fluidificado.

En un conocido activador de catalizador la placa de rejilla (Ver Figura 1) es nominalmente 1.13 pulgadas 30 (28.58 mm) de grueso (dimensión a, Figura 1), tiene un diámetro interior de 42 pulgadas (1.07 m), y las depresiones generalmente cónicas son predominantemente depresiones cónicas de 90 grados (ángulo b, Figura 1) que tienen una profundidad nominal de una pulgada (25.4mm)(dimensiones a-c), un diámetro nominal d en la superficie superior mayor de 2.078 pulgadas (52.78 mm), separados en cada dirección por 1.781 pulgadas (45.2 mm) de centro a centro, de este modo solapándose alrededor de 16.7%. 35

El trazado nominal de una depresión cónica de 90 grados de la placa de rejilla de 42 pulgadas (1.07 m) es mostrada en la figura 1. Esta conocida placa de rejilla tiene 418 depresiones cónicas de 90 grados, y alrededor de la periferia externa, donde hay menos espacio disponible para perforar depresiones, la placa de rejilla tiene dieciocho depresiones cónicas de 70.5 grados y 12 depresiones cónicas de 60 grados, para un total de 448 depresiones cónicas de las tres medidas proporcionadas. La profundidad de cada tipo de depresión cónica es la misma. El 40 vértice de cada depresión cónica fue perforado a través de la superficie inferior de la placa de rejilla perforando un agujero de diámetro 0.078 pulgadas (1.98 mm) (dimension e), de profundidad 0.125 inch (3.175 mm) (dimension c).

[A medida que los reactores han aumentado en tamaño o número en una ubicación de planta determinada, la cantidad de catalizador necesaria ha aumentado, y ha surgido una necesidad de incrementar la cantidad de catalizador activado en un tiempo determinado. 45

Un enfoque a este problema es proporcionar más de un activador de catalizador. Este enfoque tiene el problema de requerir más equipamiento, personal operativo y otros recursos, incluyendo las vasijas, sensores, tuberías, instalación cableado eléctrico, y capacidad informática, que un activador de catalizador.

Otro enfoque de este problema es operar un activador de catalizador del mismo diámetro que antes, pero con una capa de catalizador fluidizado más profunda. Un problema creado por este enfoque es que un lecho 50 fluidizado más profundo permite menos aire de activación y más efluente de activación procedente de la capa fluidizada para contactar cada particula del catalizador, lo que puede reducir la calidad del catalizador actvado resultante.

Otro enfoque más, incrementar el diámetro del activador, ha sido rechazado anteriormente por al menos dos razones. 55

Primero, incrementar el diámetro de la vasija interna reduce su área superficial expuesta a los gases de

salida, como una proporción del volumen interior. A medida/Mientras/cuando el diámetro incrementa, el área superficial de pared de la vasija interna aumenta proporcionalmente al aumento en diámetro, mientras el volumen de la vasija interna (suponiendo que la profundidad de la vasija se mantiene constante) aumenta proporcionalmente al cuadrado del incremento en diámetro. También, el calor debe ser además transferido para alcanzar el centro de una vasija de mayor diámetro. Esos efectos reducen la cantidad de calor transferido por volumen unitario, por tiempo 5 unitario, y por particula del catalizador en la vasija interna.

Segundo, incrementando el diámetro de la placa de rejilla que establece un lecho fluidizado, y el tamaño de la carga de catalizador que se exige soportar a la placa de rejilla, aumenta el peso de la placa de rejilla, el diámetro que la placa de rejilla debe extenderse, y el peso del catalizador que la placa de rejilla debe soportar. Simplemente ampliando progresivamente las dimensiones de la placa de rejilla requeriria que la placa de rejilla fuese los bastante 10 gruesa para soportar ambos su propio peso y el de una carga más grande de catalizador sobre una extensión mayor. Las depresiones hechas dentro de la superficie de la placa de rejilla para eliminar zonas planas agravan más este problema, ya que un cantidad considerable de metal es eliminada para formar las depresiones, así disminuyendo de manera efectiva el grosor de la placa de rejilla.

Por consiguiente, simplemente escalar hacia arriba el activador de catalizador no es una solución 15 satisfactoria al problema de procesar más catalizador por lote.

US 3 829 983 describe una placa de rejilla teniendo una configuración cónica invertida, un eje, una abertura alineada axialmente a través de la misma, una superficie inferior y una superficie superior, formándose en la superficie superior una pluralidad de depresiones con cada una de las depresiones teniendo una abertura que penetra la superficie inferior de la placa de rejilla. 20

US 2 990 260 revela un aparato de catalizador comprendiendo una rejilla que tiene elementos cónicos divergiendo hacia arriba colocados de tal modo que describen un modelo definido uniformemente de cavidades sobre la parte de arriba de la rejilla.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Un aspecto de la invención es una vasija activadora de catalizador para acondiciona térmivamente un 25 catalizador como se define en la Reivindicación 1 añadida. La vasija activadora incluye vasijas interna y externa, una placa de rejilla perforada, normalmente en general horizontal dentro de la vasijainterna, y un recorrido de fluido extendiendose a través de la placa de rejilla dentro de la vasija.

La vasija interna puede incluir una carga de catalizador. La vasija externa generalmente rodea la vasija interna. El espacio entre las vasijas interna y externa define un tiro. 30

La placa de rejilla perforada dentro de la vasija interna tiene una superficie superior y una superficie inferior. La superficie superior tiene un patrón de depresiones generalmente cónicas que se solapan en al menos un 17%. La placa de rejilla esta perforada por agujeros extendiéndose desde las depresiones generalmente cónicas... [Seguir leyendo]

1. Una vasija activadora de catalizador para acondicionar térmicamente un catalizador, comprendiendo:

A. una vasija interna para contener una carga de catalizador;

B. una vasija externa generalmente rodeando dicha vasija interna;

C. un tiro definido por el espacio entre dichas vasijas interna y externa; 5

D. una placa de rejilla normalmente en general horizontal dispuesta en dicha vasija interna, dicha placa de rejilla teniendo un superficie principal superior y una superficie principal inferior;

E. una formación de depresiones generalmente cónicas en dicha superficie principal superior que se solapan en al menos un 17%;

F. agujeros perforando dicha placa de rejilla, dichos agujeros extendiéndose desde al menos algunas de 10 dichas depresiones generalmente cónicas a través de dichas superficie inferior;

y

G. un recorrido de fluido extendiéndose hacia arriba a través de dichos agujeros y adaptado para pasar un fluido por dicha placa de rejilla para fluidificar un material particulado dispuest sobre dicha placa de rejilla en dicha vasija interna. 15

2. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dichas depresiones generalmente cónicas tienen vértices y al menos algunas de dichas depresiones generalmente cónicas y agujeros son generalmente con forma de embudo.

3. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 2, donde al menos algunos de dichos agujeros estan definidas por las cinturas de perforaciones que tienen primeras porciones generalmente cilindricas perforando dicha 20 superficie principal inferior e intersectando segundas partes generalmente cilindricas de menor diámetro perforando los vértices de dichas depresiones generalmente cónicas.

4. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 3, donde dichas segundas partes generalmente cilindricas tienen diámetros de menos de 0.078 pulgadas (1.98 mm), preferiblemente alrededor de 0.0625 pulgadas (1.5 mm).

5. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dicha superficie principal superior tiene un 25 margen externo y un centro cóncavo normalmente dispuesto por debajo del nivel de dicho margen externo.

6. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 5, donde dicha superficie mayor superior tiene generalmente forma de cono, dicho margern externo definiendo la base y dicho centro definiendo el vértice del cono.

7.La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 6, además comprendiendo un agujero de drenaje localizado sustancialmente en dicho vértice para pasar material particulado tratado hacia abajo a través de dicha 30 placa.

8.La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dicha superficie principal superiror de la placa de rejilla tiene un diámetro nominal de al menos 50 pulgadas (1.27 m), preferiblemente al menos 58 pulgadas (1.47 m), más preferentemente al menos de 120 pulgadas (3.048 m).

9.La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dicha superficie principal superior de la placa de 35 rejilla tiene al menos 1000, preferentemente al menos 1100, más preferentemente al menos 1300, aún más preferentemente al menos 6000 depresiones generalmente cónicas solapadas.

10.La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dicha superficie principal superior de la placa de rejilla tiene una media de al menos 0.40 depresiones generalmente cónicas solapadas por pulgada cuadrada (0.062 cm2), preferentemente una media de al menos un 0.45 depresiones generalmente cónicas solapadas por pulgada 40 cuadrada (0.070 por cm2) de dicha superficie principal superior.

11. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde una multiplicidad de dichas depresiones generalmente cónicas solapadas complentamente solapan al menoos otras 6 depresiones contiguas generalmente cónicas.

12. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde una multiplicidad de dichas depresiones 45 generalmente cónicas solapadas, solapan otras depresiones contiguas generalmente cónicas.

13. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dicha placa de rejilla esta hecha de aleación forjada de aluminio, cromo y niquel, tiene un grosor norminal de 1 5/8 pulgadas (41.3 mm), dicha superficie principal superior tiene un diámetro de al menos 58 pulgadas (1.47 m), y dicha placa de rejilla aguantará una carga catalitica

de al menos 1500 lb (680 kg).

14. La vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1, donde dicha vasija interna tiene un diámetro interior de al menos 50 pulgadas (1.27 m).

15. Un lecho de fluidización comprendiendo la vasija activadora de catalizador de la Reivindicación 1.

16. Una vasija activadora de catalizador como la reivindicada en Reivindicación 1 o Reivindicación 14, donde la 5 proporción de la profundidad de las depresiones al espesor nominal de la placa de rejilla es 80% o menos.