Conception d’internes de réacteurs catalytiques

Distributeur d’entrée

Dans un réacteur axial, un distributeur d’entrée est nécessaire pour uniformiser la distribution du fluide. Le distributeur d’entrée peut être fixé dans la tubulure d’admission ou être placé entre les deux brides pour pouvoir être retiré facilement. En fonction du type de réacteur, du sens d’écoulement et de la dynamique des fluides entrants, le distributeur peut être conçu de différentes manières afin d’atteindre les performances optimales : en fil profilé en V, en tôle perforée ou en tôle emboutie. 

Grille support

La grille support est un dispositif de rétention du catalyseur dans les réacteurs à écoulement axial. Elle doit être conçue pour résister aux charges verticales des procédés, prenant en compte l’encrassement du lit catalytique et les à-coups d’exploitation. La grille support se décline en plusieurs modèles pour fournir la résistance la mieux adaptée aux contraintes mécaniques : fils profilés en V, seuls ou supportés par des renforts et/ou par des poutres selon les contraintes liées aux procédés. 

Panier de sortie

Le panier de sortie est un équipement qui retient le catalyseur tout en permettant l’écoulement des fluides vers la tubulure de sortie du réacteur. Plusieurs conceptions sont envisageables selon les spécifications du procédé et la dynamique des fluides : panier cylindrique, conique ou hémisphérique. 

Plateau distributeur

Le plateau distributeur est le dispositif qui assure la distribution de liquide dans un réacteur à écoulement descendant, comprenant des phases liquides et gazeuses. Il joue un rôle fondamental dans la performance du catalyseur. En effet, l’uniformité de la distribution du liquide constitue la condition indispensable au fonctionnement optimal du catalyseur et permet d’obtenir des produits de qualité homogène. 

Plateau mélangeur

Dans les réacteurs à lits multiples, le procédé nécessite souvent une phase de refroidissement entre les lits. Ceci est obtenu par l’injection de liquide à une température différente. Ce liquide est ensuite collecté et mélangé avec le flux principal avant d’être redistribué au-dessus du lit suivant. Différentes conceptions peuvent être proposées selon les spécifications du procédé. 

Scallops

Les scallops sont des éléments indépendants fabriqués à partir de fils profilés en V ou de tôles perforées. Elles sont placées verticalement contre la paroi du réacteur de sorte que la surface filtrante se trouve orientée vers le centre du réacteur. Ce sont des équipements qui peuvent remplacer un panier extérieur. Plusieurs formes de scallops sont possibles et définies suivant le cahier des charges du procédé et la dynamique des fluides. 

Panier SCS ®

Le panier SCS® augmente les performances des procédés. Il réduit les coûts d’exploitation et de maintenance dans les raffineries de pétrole et les sites pétrochimiques. Le panier SCS® contient le catalyseur dans les réacteurs à écoulement radial. Il a été développé pour son excellente résistance mécanique et son installation aisée dans les réacteurs catalytiques.  

Le panier SCS® remplace un panier extérieur classique ou les scallops pour améliorer les performances des réacteurs catalytiques et leur durée de vie. Il se présente sous la forme d’un ensemble d’éléments longitudinaux creux, installés sur un anneau support et délimitant un volume contenant le lit catalytique.  

Centerpipe

Le centerpipe est un équipement cylindrique creux placé dans le centre du réacteur radial qui collecte ou distribue les gaz. Il constitue l’élément central du procédé à écoulement radial. Sa conception doit être parfaitement maîtrisée à la fois mécaniquement et hydrauliquement. HMDS Process s’est fait une spécialisation dans la conception des centerpipes pour les réacteurs catalytiques à écoulement radial en incorporant les résultats mécaniques de calcul par éléments finis. Ceux-ci sont établis en évaluant les transferts de charges entre les différentes parties et en intégrant le retour d’expérience sur les défaillances d’unités opérationnelles fabriquées précédemment. Le centerpipe, en fil profilé en V, est contrôlé durant toutes les étapes de sa fabrication selon un plan qualité strict concernant le respect des surfaces ouvertes, la vérification par calibrage de la taille des ouvertures et les contrôles dimensionnels de l’ensemble.