ITBO20090446A1

ITBO20090446A1 - CATALYST DISTRIBUTION MACHINE WITHIN A REACTOR.

Info

Publication number: ITBO20090446A1
Application number: IT000446A
Authority: IT
Inventors: Rosa Guido La; Coco Lorenzo Lo; Santo Orazio Rapisarda; Giacomo Risitano; Francesco Spina
Original assignee: Balistreri Gianni Domenico Augusto
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2011-01-11

Description

Titolo: MACCHINA PER LA DISTRIBUZIONE DI CATALIZZATORE ALL'INTERNO DI UN REATTORE Title: MACHINE FOR THE DISTRIBUTION OF CATALYST INSIDE A REACTOR

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

Il presente trovato ha come oggetto una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore, con particolare riferimento a reattori di tipo elettrochimico e di tipo chimico. The present invention relates to a machine for distributing catalyst inside a reactor, with particular reference to electrochemical and chemical type reactors.

Sono noti diversi dispositivi per la distribuzione di catalizzatore in granuli all'interno di reattori di impianti petrolchimici (processo di distribuzione denominato nel settore come “Dense Loading”). Various devices are known for distributing catalyst in granules inside reactors of petrochemical plants (distribution process referred to in the sector as “Dense Loading”).

I processi di reazione, infatti, necessitano di un catalizzatore, normalmente realizzato in granuli (corpi di medie, piccole e piccolissime dimensioni costituiti da un aggregato di materiale catalizzatore per la reazione in atto), che deve essere distribuito uniformemente sull’intero volume (tutte le superfici devono essere ugualmente investite da una omogenea quantità di catalizzatore per ottimizzare la reazione) del serbatoio (reattore). Il catalizzatore può essere distribuito attraverso delle specifiche aperture presenti sul tetto del serbatoio (o, qualora siano presenti, i passi d’uomo). Il carico di un reattore può essere effettuato in due modi differenti denominati Sock Loading (processo attraverso il quale le particelle di catalizzatore sono distribuite ed indirizzate attraverso un tubo flessibile di lunghezza variabile) e Dense Loading (per mezzo di un agitatore rotante le particelle di catalizzatore sono distribuite con un elevato livello di uniformità all'interno del serbatoio). Mentre nel primo caso il catalizzatore viene caricato per gravità e a tubo pieno (per evitare la rottura del catalizzatore), nel secondo caso il carico avviene con l’ausilio di un organo rotante provvisto di opportune pale (elementi rotanti di qualsiasi forma e dimensione in funzione del tipo di installazione) la cui rotazione determina una perfetta diffusione del catalizzatore che, cadendo dall'alto sulle pale, viene colpito ed indirizzato uniformemente in tutte le direzioni (in seguito alla casualità dell'urto subito da ciascun granulo. The reaction processes, in fact, require a catalyst, normally made in granules (bodies of medium, small and very small dimensions consisting of an aggregate of catalyst material for the reaction in progress), which must be uniformly distributed over the entire volume (all the surfaces must also be invested by a homogeneous quantity of catalyst to optimize the reaction) of the tank (reactor). The catalyst can be distributed through specific openings on the roof of the tank (or, if present, the manholes). The loading of a reactor can be carried out in two different ways called Sock Loading (process through which the catalyst particles are distributed and directed through a flexible tube of variable length) and Dense Loading (by means of a rotating stirrer the catalyst particles are distributed with a high level of uniformity inside the tank). While in the first case the catalyst is loaded by gravity and when the pipe is full (to avoid breaking the catalyst), in the second case the load takes place with the aid of a rotating member equipped with suitable blades (rotating elements of any shape and size depending on the of the type of installation) whose rotation determines a perfect diffusion of the catalyst which, falling from above onto the blades, is hit and directed uniformly in all directions (following the randomness of the impact suffered by each granule.

Nel carico del catalizzatore del reattore con sistema dense loading, occorre posizionare il Dense Loader sopra il passo d'uomo del piatto distributore. Questa verrà alimentata da una manichetta collegata ad una tramoggia di capacità di posta in testa al reattore. When loading the catalyst of the reactor with dense loading system, the Dense Loader must be positioned above the manhole of the distributor plate. This will be fed by a hose connected to a capacity hopper placed at the head of the reactor.

Il tipo di funzionamento dei dispositivi per la distribuzione del catalizzatore, secondo il processo denominato “dense loading”, garantisce una ottimale distribuzione dei granuli di catalizzatore (investendo di fatto tutta la superficie interna del reattore) ma presenta anche alcuni importanti difetti. The type of functioning of the devices for the distribution of the catalyst, according to the process called “dense loading”, guarantees an optimal distribution of the catalyst granules (actually investing the entire internal surface of the reactor) but also presents some important defects.

In primo luogo gli urti dei granuli con le pale possono determinarne la rottura: granuli spezzati svolgono la loro funzione di catalizzatore in maniera minore rispetto al valore nominale tipico di un granulo intero e questo può determinare una minore velocità o un minore rendimento di reazione. In the first place, the impacts of the granules with the blades can cause them to break: broken granules perform their function of catalyst to a lesser extent than the typical nominal value of a whole granule and this can determine a lower speed or a lower reaction efficiency.

Le pale per non determinare danni ai granuli devono quindi essere realizzati in materiali idonei ad attutire l'impatto dei granuli, ed al contempo devono essere sufficientemente resistenti meccanicamente per sopportare un numero elevatissimo di urti con i granuli tipico di un servizio di funzionamento protratto nel tempo. In order not to cause damage to the granules, the blades must therefore be made of materials suitable for cushioning the impact of the granules, and at the same time they must be mechanically sufficiently resistant to withstand a very high number of impacts with the granules typical of a prolonged operating service. .

Può quindi essere necessario adottare pale in materiali costosi, oppure si dovrà accettare il danneggiamento dei granuli (una pala dura che non si danneggia in alcun modo in corrispondenza degli urti con i granuli) o il deterioramento delle pale (materiale che attutisce l'effetto dell'urto con i granuli preservandone l'integrità ma che si danneggia con l'uso protratto nel tempo). It may therefore be necessary to use blades made of expensive materials, or you will have to accept damage to the granules (a hard blade that is not damaged in any way in correspondence with the impacts with the granules) or the deterioration of the blades (material that dampens the effect of collision with the granules preserving their integrity but which is damaged with prolonged use).

Qualora sia necessario modificare le caratteristiche di dispersione/distribuzione dei granuli di catalizzatore nel serbatoio (ad esempio perché si modificano alcuni parametri della reazione da avviare nel reattore) può accadere che sia necessario sostituire le palette rotanti perché una semplice variazione della velocità di rotazione è insufficiente a determinare il cambiamento richiesto. Tale operazione è costosa e complessa. If it is necessary to modify the dispersion / distribution characteristics of the catalyst granules in the tank (for example because some parameters of the reaction to be started in the reactor are modified) it may happen that it is necessary to replace the rotating blades because a simple variation of the rotation speed is insufficient to bring about the required change. This operation is expensive and complex.

Compito principale del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore che garantisca una uniformità di distribuzione del catalizzatore analoga a quella ottenibile con il procedimento “dense loading” e che non danneggi i granuli di catalizzatore durante il processo di distribuzione degli stessi. The main aim of the present invention is to solve the above problems by proposing a machine for distributing catalyst inside a reactor which guarantees a uniform distribution of the catalyst similar to that obtainable with the "dense loading" process and which does not damage the catalyst granules during their distribution process.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di proporre una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore di elevata durata e poco soggetta ad usura. Within the scope of this aim, an object of the invention is to propose a machine for distributing catalyst inside a reactor with a long life and not very subject to wear.

Un altro scopo del trovato è quello di proporre una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore in cui la regolazione dell'intensità della dispersione dei granuli di catalizzatore è facilmente regolabile senza dover modificare alcun componente. Another object of the invention is to propose a machine for distributing catalyst inside a reactor in which the regulation of the intensity of the dispersion of the catalyst granules is easily adjustable without having to modify any component.

Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore di costi contenuti relativamente semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione. A further object of the present invention is to provide a machine for distributing catalyst inside a reactor with low costs, which is relatively simple in practice and safe to apply.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore, del tipo idoneo ad essere associato ad un erogatore di catalizzatore sotto forma di granuli posto al di sopra del reattore stesso e del tipo comprendente un organo per la distribuzione del catalizzatore in maniera uniforme all'interno del reattore caratterizzata dal fatto che detto organo comprende almeno un corpo tubolare girevolmente vincolato alla sommità del vano interno al reattore, al di sotto dell'erogatore di catalizzatore, e connesso ad almeno una conduttura per la fornitura di gas compresso, detto almeno un corpo tubolare comprendendo almeno un ugello di emissione del gas compresso afferente dalla detta almeno una conduttura, la direzione di emissione del gas compresso dall'almeno un ugello determinando una rotazione dell'intero almeno un corpo tubolare secondo un principio di funzionamento analogo a quello del mulinello idraulico e della turbina a reazione, durante la rotazione il getto d'aria investendo i granuli di catalizzatore, in caduta dall'erogatore, distribuendoli in maniera casuale sulle superfici del vano interno al reattore. This task and these purposes are achieved by a machine for distributing catalyst inside a reactor, of the type suitable for being associated with a catalyst dispenser in the form of granules placed above the reactor itself and of the type comprising an organ for the distribution of the catalyst in a uniform manner inside the reactor characterized in that said member comprises at least one tubular body rotatably constrained to the top of the compartment inside the reactor, below the catalyst dispenser, and connected to at least one duct for the supply of compressed gas, said at least one tubular body comprising at least one emission nozzle of the compressed gas afferent from said at least one duct, the emission direction of the compressed gas from the at least one nozzle causing a rotation of the entire at least one tubular body according to an operating principle similar to that of the hydraulic reel and turbine a reaction, during the rotation the air jet hitting the catalyst granules, falling from the dispenser, distributing them randomly on the surfaces of the compartment inside the reactor.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, della macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the machine for distributing the catalyst inside a reactor according to the invention, illustrated by way of non-limiting example, in the accompanying drawings, in which:

la fig.1 rappresenta, in vista prospettica dal basso, una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato; Fig. 1 represents, in a perspective view from below, a machine for distributing catalyst inside a reactor according to the invention;

la fig.2 rappresenta, in vista prospettica dall'alto, una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato; Fig. 2 is a top perspective view of a machine for distributing catalyst inside a reactor according to the invention;

la fig.3 rappresenta, in sezione secondo un piano assiale trasversale, una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato; Fig. 3 represents, in section according to a transverse axial plane, a machine for distributing catalyst inside a reactor according to the invention;

la fig.4 rappresenta, in vista prospettica parzialmente sezionata, una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato; Fig. 4 is a partially sectioned perspective view of a machine for distributing catalyst inside a reactor according to the invention;

la fig.5 rappresenta, in sezione secondo un piano ortogonale all'asse di rotazione, una girante di una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato; Fig. 5 shows, in section according to a plane orthogonal to the axis of rotation, an impeller of a machine for distributing catalyst inside a reactor according to the invention;

la fig.6 rappresenta, in vista prospettica, una girante di una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore secondo il trovato. Figure 6 is a perspective view of an impeller of a machine for distributing catalyst inside a reactor according to the invention.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 una macchina per la distribuzione di catalizzatore all'interno di un reattore. With particular reference to these figures, the reference numeral 1 generally designates a machine for distributing catalyst inside a reactor.

La macchina 1 è del tipo idoneo ad essere associato ad un erogatore di catalizzatore sotto forma di granuli: generalmente questo tipo di erogatore è posto al di sopra del reattore stesso. The machine 1 is of the type suitable for being associated with a catalyst dispenser in the form of granules: generally this type of dispenser is placed above the reactor itself.

I processi di reazione, infatti, necessitano di un catalizzatore, normalmente in granuli, che deve essere distribuito uniformemente sull’intera superficie del serbatoio (reattore). Il catalizzatore può essere distribuito attraverso le aperture sul tetto o i passi d’uomo. The reaction processes, in fact, require a catalyst, usually in granules, which must be uniformly distributed over the entire surface of the tank (reactor). The catalyst can be distributed through openings on the roof or manholes.

La macchina 1 comprende un organo per la distribuzione del catalizzatore, in maniera uniforme, all'interno del reattore. The machine 1 comprises a member for distributing the catalyst, in a uniform manner, inside the reactor.

L'organo comprende, a sua volta, almeno un corpo tubolare 2 girevolmente vincolato alla sommità del vano interno al reattore, al di sotto dell'erogatore di catalizzatore. The member comprises, in turn, at least one tubular body 2 rotatably constrained to the top of the compartment inside the reactor, below the catalyst dispenser.

Il corpo tubolare 2 è connesso ad almeno una conduttura 3 per la fornitura di gas compresso: si potrà trattare si semplice aria compressa o di opportuni gas o miscele di gas. The tubular body 2 is connected to at least one conduit 3 for the supply of compressed gas: it can be simply compressed air or suitable gases or gas mixtures.

In determinati reattori, infatti è necessario immettere solamente gas specificamente indicati per non inquinare la reazione. In fact, in certain reactors it is necessary to introduce only gases specifically indicated in order not to pollute the reaction.

Ad esempio si segnala l'opportunità di fornire azoto ad elevata pressione: questo gas infatti è completamente inerte nei confronti della maggior parte delle reazioni di interesse industriale. For example, we point out the opportunity to supply nitrogen at high pressure: this gas is in fact completely inert towards most of the reactions of industrial interest.

Il corpo tubolare 2 comprende a sua volta almeno un ugello 4 di emissione del gas compresso afferente dall'almeno una conduttura 3. La direzione di emissione del gas compresso da ogni singolo ugello 4 determina una rotazione dell'intero corpo tubolare 2 (in particolare della porzione del corpo tubolare 2 solidale all'ugello 4). The tubular body 2 in turn comprises at least one nozzle 4 for the emission of the compressed gas afferent from the at least one duct 3. The direction of emission of the compressed gas from each individual nozzle 4 causes a rotation of the entire tubular body 2 (in particular of the portion of the tubular body 2 integral with the nozzle 4).

La rotazione è impressa secondo un principio di funzionamento analogo a quello del mulinello idraulico e della turbina a reazione: il gas compresso fuoriesce ad elevata velocità dall'ugello 4, per il principio di azione-reazione, ciò determina una accelerazione dell'ugello 4 in direzione opposta rispetto a quella di emissione del gas, con conseguente messa in moto (in particolare in rotazione) della porzione di corpo scatolare 2 solidale all'ugello 4 di emissione. The rotation is impressed according to an operating principle similar to that of the hydraulic reel and the reaction turbine: the compressed gas exits at high speed from the nozzle 4, due to the action-reaction principle, this determines an acceleration of the nozzle 4 in opposite direction to that of emission of the gas, with consequent setting in motion (in particular in rotation) of the portion of the box-like body 2 integral with the emission nozzle 4.

L'emissione di aria da parte degli ugelli 4 (le versioni di maggiore interesse pratico ed applicativo presenteranno una pluralità di ugelli per l'omogeneizzazione dell'effetto prodotto dagli stessi) durante la rotazione è tale per cui il getto d'aria investe i granuli di catalizzatore, in caduta dall'erogatore, distribuendoli in maniera casuale sulle superfici del vano interno al reattore. The emission of air by the nozzles 4 (the versions of greater practical and applicative interest will have a plurality of nozzles for the homogenization of the effect produced by them) during rotation is such that the air jet hits the granules of catalyst, falling from the dispenser, distributing them randomly on the surfaces of the compartment inside the reactor.

Il granulo in caduta non subisce alcuno scontro con parti in movimento ma è semplicemente deviato (rispetto alla direzione di caduta essenzialmente verticale) dal getto d'aria che lo investe. La combinazione del moto di caduta verticale con quello sostanzialmente orizzontale radiale imposto dal getto d'aria, impone ad ogni granulo una legge di moto di tipo sostanzialmente parabolico. The falling granule does not undergo any collision with moving parts but is simply deflected (with respect to the essentially vertical direction of fall) by the jet of air that hits it. The combination of the vertical fall motion with the substantially horizontal radial motion imposed by the jet of air imposes a substantially parabolic law of motion on each granule.

La quantità di moto di un corpo (di massa m e velocità v) vale Q =m v. In modo analogo si può parlare della quantità di moto posseduta dalle particelle di una corrente fluida di massa m che si muove con velocità v. Se si verifica una variazione d’intensità o di direzione della velocità della corrente, vi sarà un mutamento nella quantità di moto delle particelle di fluido. The momentum of a body (of mass m and velocity v) is Q = m v. In a similar way we can speak of the momentum possessed by the particles of a fluid current of mass m moving with velocity v. If there is a change in intensity or direction of the speed of the current, there will be a change in the momentum of the fluid particles.

Per produrre tale mutamento è necessaria, in accordo con la seconda legge di Newton, una forza F uguale alla variazione To produce this change, according to Newton's second law, a force F equal to the change is necessary

Q v Q v

nel tempo della quantità di moto: = m =<m a>=<F>in the time of the momentum: = m = <m a> = <F>

t t t t

Le forze risultano dal contatto tra il fluido ed il contorno solido delle superfici che delimitano la corrente, rappresentato dalla luce di uscita degli ugelli 4. Per reazione il fluido eserciterà una forza uguale ed opposta sul contorno solido del volume in cui si verifica il cambio di velocità che dà luogo alla variazione della quantità di moto. The forces result from the contact between the fluid and the solid contour of the surfaces that delimit the current, represented by the outlet port of the nozzles 4. By reaction, the fluid will exert an equal and opposite force on the solid contour of the volume in which the change of velocity that gives rise to the variation of the momentum.

Se si considera un singolo ugello 4 liberamente girevole rispetto alla porzione del corpo tubolare 2 di fissaggio, ci si trova nel caso di variazione di direzione della velocità, da v1a v2, oltre che ad una aumento dell’intensità dovuto al restringimento della sezione del tubo arrivando a v3. If we consider a single nozzle 4 freely rotating with respect to the portion of the tubular body 2 for fixing, we find ourselves in the case of a change in the direction of the speed, from v1 to v2, as well as an increase in intensity due to the narrowing of the pipe section arriving at v3.

Per il principio di azione e reazione suddetto nasce una forza F che genera una coppia: C =F r che conferirà il moto rotatorio alla girante. Nel caso in esame l’effetto della rotazione non è l’unico che si vuole ottenere (non si vuole ottenere solo energia cinetica), per tale motivo la direzione di emissione del flusso di gas compresso dell'ugello 4 non è tale da rendere il vettore velocità in uscita completamente tangenziale. Questo risulterà scomponibile in una componente tangenziale appunto, responsabile della rotazione, ed Due to the aforementioned principle of action and reaction, a force F is created which generates a torque: C = F r which will give the rotational motion to the impeller. In the case in question, the effect of rotation is not the only one to be obtained (one does not want to obtain only kinetic energy), for this reason the direction of emission of the compressed gas flow of the nozzle 4 is not such as to make the fully tangential output velocity vector. This will be decomposable into a tangential component, responsible for the rotation, and

Q v Q v

in una la componente radiale: F<r>in one the radial component: F <r>

r= = m 3<r>r = = m 3 <r>

t t t t

Questa sarà responsabile della spinta che riceveranno i granelli di catalizzatore affinché vengano dispersi all’interno del reattore. La macchina 1, contrariamente ad altre attualmente esistenti, permette la distribuzione di catalizzatore senza contatto con questo da parte di organi rotanti della macchina (palette); ciò minimizza, quindi, la probabilità che i suoi granuli si spezzino e riducano, di conseguenza, l’efficacia del catalizzatore. This will be responsible for the thrust that the catalyst grains will receive so that they are dispersed inside the reactor. The machine 1, unlike other currently existing ones, allows the distribution of catalyst without contact with it by the rotating members of the machine (vanes); this therefore minimizes the probability that its granules break and consequently reduces the effectiveness of the catalyst.

Secondo una particolare soluzione realizzativa di sicuro interesse pratico ed applicativo, l'almeno un corpo tubolare 2 è conformato sostanzialmente a “T” rovesciata, il ramo centrale della “T” essendo girevolmente vincolato alla sommità del vano interno al reattore, i due rami trasversali comprendendo rispettivi ugelli 4 di estremità per l'emissione del gas compresso proveniente dalla conduttura 3. In tal caso le direzioni di emissione degli ugelli saranno contro inclinate per favorire la rotazione del corpo tubolare 2 come reazione dell'emissione di gas compresso. According to a particular embodiment of certain practical and applicative interest, the at least one tubular body 2 is substantially shaped like an inverted "T", the central branch of the "T" being rotatably constrained to the top of the compartment inside the reactor, the two transverse branches comprising respective end nozzles 4 for the emission of the compressed gas coming from the duct 3. In this case the emission directions of the nozzles will be counter-inclined to favor the rotation of the tubular body 2 as a reaction of the emission of compressed gas.

Più in generale, l'almeno un corpo tubolare 2 comprende un cannotto 5 avente una prima estremità girevolmente vincolata alla sommità del vano interno al reattore e provvisto, alla seconda estremità di almeno tre manicotti 6 disposti secondo direzioni sostanzialmente radiali. More generally, the at least one tubular body 2 comprises a sleeve 5 having a first end rotatably constrained to the top of the compartment inside the reactor and provided, at the second end, with at least three sleeves 6 arranged in substantially radial directions.

I manicotti radiali 6 comprendendo rispettivi ugelli 4 di estremità per l'emissione del gas compresso proveniente dalla conduttura 3. Le direzioni di emissione degli ugelli 4 sono contro inclinate per favorire la rotazione del corpo tubolare 2 (in particolare del cannotto 5) come reazione dell'emissione di gas compresso. The radial sleeves 6 comprising respective end nozzles 4 for the emission of the compressed gas coming from the duct 3. The emission directions of the nozzles 4 are counter-inclined to favor the rotation of the tubular body 2 (in particular of the sleeve 5) as a reaction of the 'emission of compressed gas.

In questo modo l'insieme cannotto 5 e manicotti sostanzialmente radiali 6 forma una vera e propria girante pneumatica: una stessa macchina può essere provvista di una molteplicità di giranti pneumatiche reciprocamente indipendenti. In this way the sleeve 5 and substantially radial sleeves 6 together form a real pneumatic impeller: the same machine can be provided with a plurality of mutually independent pneumatic impellers.

La porzione del corpo tubolare 2 provvista dell'almeno un ugello 4 può comprendere mezzi di regolazione della sua lunghezza. The portion of the tubular body 2 provided with the at least one nozzle 4 can comprise means for adjusting its length.

In particolare si possono considerare manicotti 6 di lunghezza variabile (ad esempio telescopici) e di forma modificabile (per mezzo di opportuni snodi) con lo scopo di tarare perfettamente l'interazione tra i flussi d'aria emessi dagli ugelli 4 ed il moto dei granuli di catalizzatore in caduta dall'erogatore. In particular, sleeves 6 of variable length (for example telescopic) and modifiable shape (by means of suitable joints) can be considered with the aim of perfectly calibrating the interaction between the air flows emitted by the nozzles 4 and the motion of the granules. of catalyst falling from the dispenser.

Al fine di ottimizzare il funzionamento e garantire deviazioni di entità anche importante, ciascuno degli ugelli 4 è conformato come un “tubo venturi”: si tratta cioè di un condotto convergentedivergente, per massimizzare la velocità di emissione del gas compresso. Il gas, infatti, nel fluire subisce una forte variazione di pressione che determina una conseguente variazione della velocità in corrispondenza dell'ugello 4: la velocità, al momento dell'emissione, sarà massima. In order to optimize operation and ensure deviations of even significant magnitude, each of the nozzles 4 is shaped like a “venturi tube”: that is, it is a converging divergent duct, to maximize the emission speed of the compressed gas. In fact, when the gas flows it undergoes a strong pressure variation which determines a consequent variation of the speed at the nozzle 4: the speed, at the moment of emission, will be maximum.

E' prevista una soluzione realizzativa di indubbio interesse pratico ed applicativo secondo la quale sono presenti almeno due corpi tubolari 2 aventi gli ugelli 4 orientati in maniera opposta, con conseguente emissione di gas compresso secondo direzioni sostanzialmente opposte, a determinare una contro rotazione dei corpi tubolari 2 contigui. In questo modo i corpi tubolari 2 sovrapposti e contigui ruoteranno in verso opposto determinando una doppia deviazione (dovuta ai due flussi di gas compresso emessi dagli ugelli 4 del primo corpo 2 e dagli ugelli 4 del secondo corpo 2) dei granuli di catalizzatore durante la loro caduta. Questa soluzione determina una maggiore dispersione ed una maggiore omogeneità della stessa. Tra l'altro, qualora gli ugelli 4 di un primo corpo 2 abbiano forma differente rispetto a quelli del secondo corpo 2 i flussi di gas compresso potranno anche essere differenti: un primo flusso molto veloce e concentrato ed un secondo flusso più ampio e lento. Combinando le caratteristiche dei flussi di diversi corpi 2 (giranti) si verificherà una ottimale distribuzione dei granuli di catalizzatore. An embodiment solution of undoubted practical and applicative interest is envisaged according to which there are at least two tubular bodies 2 having the nozzles 4 oriented in the opposite way, with consequent emission of compressed gas in substantially opposite directions, to cause a counter rotation of the tubular bodies 2 contiguous. In this way the overlapping and contiguous tubular bodies 2 will rotate in the opposite direction causing a double deviation (due to the two flows of compressed gas emitted by the nozzles 4 of the first body 2 and by the nozzles 4 of the second body 2) of the catalyst granules during their fall. This solution determines a greater dispersion and a greater homogeneity of the same. Among other things, if the nozzles 4 of a first body 2 have a different shape than those of the second body 2, the compressed gas flows may also be different: a first very fast and concentrated flow and a second wider and slower flow. By combining the flow characteristics of different bodies 2 (impellers), an optimal distribution of the catalyst granules will occur.

La conduttura 3 può inoltre comprendere bocche ausiliarie di emissione del gas compresso dirette verso le pareti interne del reattore per l'appiattimento dello strato di catalizzatore depositato su ciascuna parete: la sinergia tra queste bocche ausiliarie e le deviazioni prodotte dagli ugelli 4 determinerà una distribuzione regolare ed uniforme del catalizzatore sulle pareti interne del reattore. The duct 3 can also comprise auxiliary compressed gas emission outlets directed towards the internal walls of the reactor for flattening the catalyst layer deposited on each wall: the synergy between these auxiliary outlets and the deviations produced by the nozzles 4 will determine a regular distribution. and uniform of the catalyst on the internal walls of the reactor.

Il vano interno del reattore, positivamente comprenderà almeno un sensore per il rilievo della presenza di granuli di catalizzatore. Una unità di controllo e gestione potrà quindi essere asservita all'almeno un sensore e preposta al comando dell'erogatore di catalizzatore, per le variazioni di portata di immissione di granuli dello stesso, ed alle variazioni di pressione del gas compresso presente nella conduttura 3, per la variazione della velocità di rotazione del corpo tubolare 2 (girante). The internal compartment of the reactor will positively comprise at least one sensor for detecting the presence of catalyst granules. A control and management unit can therefore be enslaved to the at least one sensor and responsible for controlling the catalyst dispenser, for the variations in the flow rate of injection of the same granules, and for the pressure variations of the compressed gas present in the duct 3, for the variation of the rotation speed of the tubular body 2 (impeller).

Secondo una particolare soluzione realizzativa di indubbio interesse pratico, l'almeno un sensore è del tipo ad ultrasuoni ed è associato al corpo tubolare 2 per la scansione dell'intera superficie interna del vano, durante una rotazione dello stesso, in una fase di interruzione di immissione di catalizzatore da parte dell'erogatore, e per il rilievo dello spessore dello strato di catalizzatore deposto. According to a particular embodiment of undoubted practical interest, the at least one sensor is of the ultrasonic type and is associated with the tubular body 2 for scanning the entire internal surface of the compartment, during its rotation, in a phase of interruption of introduction of catalyst by the dispenser, and for measuring the thickness of the deposited catalyst layer.

Il gruppo mobile di sensori è costituito da un braccio telescopico in acciaio che porta in testa uno o più sensori in grado di misurare la distanza del pelo libero del catalizzatore. Il braccio telescopico, rotante, sarà posto sopra i corpi tubolari 2 (le giranti). In posizione di riposo, il braccio sarà ripiegato per facilitare le operazioni di trasporto e montaggio. The mobile group of sensors consists of a steel telescopic arm which carries one or more sensors capable of measuring the distance of the free surface of the catalyst on the head. The rotating telescopic arm will be placed above the tubular bodies 2 (the impellers). In rest position, the arm will be folded to facilitate transport and assembly operations.

Il gruppo mobile di sensori effettuerà le misure durante le pause di riempimento del reattore, programmate appositamente (si interrompe il flusso di catalizzatore e la rotazione dei corpi tubolari 2, le giranti) in modo da evitare che il gruppo di misura interferisca con questi. Essendo un ambiente di misura carico di polvere, i sensori più adatti sono quelli ad ultrasuoni, che misurano il ritardo dell’eco di risposta del segnale emesso. The mobile group of sensors will carry out the measurements during the reactor filling pauses, specifically programmed (the catalyst flow and the rotation of the tubular bodies 2, the impellers, are interrupted) in order to avoid that the measurement group interferes with them. Being a measurement environment full of dust, the most suitable sensors are ultrasonic ones, which measure the echo response delay of the emitted signal.

La sequenza di operazioni della misura prevede, quindi: The sequence of operations of the measure therefore provides:

1. la sospensione della distribuzione di catalizzatore (per alcune decine di secondi/alcuni minuti); 1. suspension of the catalyst distribution (for a few tens of seconds / a few minutes);

2. il posizionamento del braccio al raggio minimo di misura; 2. positioning of the arm at the minimum measurement radius;

3. la rotazione del braccio e l’acquisizione dei dati relativi alla distanza misurata per diversi valori angolari; 3. the rotation of the arm and the acquisition of data relating to the distance measured for different angular values;

4. l’allungamento del braccio di un passo; 4. the elongation of the arm by one step;

5. la ripetizione delle operazioni 3 e 4 fino al raggiungimento del raggio massimo; 5. repetition of operations 3 and 4 until the maximum radius is reached;

6. l’acquisizione finale al raggio massimo. 6. the final acquisition at the maximum range.

La dimensione del passo dipende dalla distanza del letto di catalizzatore, essendo la superficie coperta dal sensore (sia in senso radiale che tangenziale, essendo la base di un cono) pari a The step size depends on the distance of the catalyst bed, being the surface covered by the sensor (both in the radial and tangential sense, being the base of a cone) equal to

2hsenα, indicando con h l’altezza ed α l’angolo di semiapertura del cono di misura. Mediante una scansione per raggi (e angoli) successivi si può coprire l’intera superficie del letto del catalizzatore. 2hsenα, indicating with h the height and α the half-opening angle of the measuring cone. By scanning by successive rays (and angles), the entire surface of the catalyst bed can be covered.

In una versione più semplice una cremagliera può sostituire il braccio telescopico ed il sensore scorrere con un carrello su essa. Un apposito sistema di motori controllati da uno specifico software guiderà la movimentazione del sensore (o del braccio) motorizzato. Un altro software permetterà la ricostruzione della mappa delle distanze misurate. In a simpler version, a rack can replace the telescopic arm and the sensor sliding with a trolley on it. A special system of motors controlled by a specific software will guide the movement of the motorized sensor (or arm). Another software will allow the reconstruction of the map of the measured distances.

I corpi tubolari 2 sono intercambiabili con altri di forma differente per la variazione della velocità di rotazione e delle caratteristiche dei flussi di gas compresso emessi dai rispettivi ugelli. The tubular bodies 2 are interchangeable with others of different shape due to the variation of the rotation speed and of the characteristics of the compressed gas flows emitted by the respective nozzles.

Il valore di pressione del gas compresso è variabile nel tempo secondo un andamento predefinito, per l'esposizione dei granuli di catalizzatore a flussi di gas compresso di intensità variabile, con conseguente variazione dell'energia cinetica trasferita agli stessi dai flussi istante per istante a determinare una diffusione uniforme su tutta la superficie interna del vano. The pressure value of the compressed gas varies over time according to a predefined trend, due to the exposure of the catalyst granules to compressed gas flows of variable intensity, with consequent variation of the kinetic energy transferred to them by the flows instant by instant to determine uniform diffusion over the entire internal surface of the compartment.

Si fa riferimento alla soluzione realizzativa che prevede una integrazione reciproca dell'erogatore di catalizzatore con la macchina 1 secondo il trovato: secondo questa soluzione realizzativa si definirà convenzionalmente macchina 1 l'insieme della stessa con l'erogatore di catalizzatore. Reference is made to the embodiment which provides for a reciprocal integration of the catalyst dispenser with the machine 1 according to the invention: according to this embodiment, machine 1 will conventionally be defined as the whole of the same with the catalyst dispenser.

Secondo questa particolare applicazione la macchina 1 è costituita da tre elementi cilindrici concentrici (vedere figura 3), uno tubo interno 7, un condotto intermedio 8 ed un bossolo esterno 9. According to this particular application, the machine 1 consists of three concentric cylindrical elements (see figure 3), an internal tube 7, an intermediate duct 8 and an external case 9.

Il tubo interno 7 ha la funzione di trasportare un fluido in pressione (aria o azoto) che servirà ad alimentare i corpi tubolari 2 (le giranti), per tale motivo nell’estremo superiore viene saldato un manicotto filettato 11 per l’applicazione di un innesto rapido cui accoppiare la conduttura 3, mentre la parte inferiore deve essere tale da connettersi al primo corpo tubolare 2 (la prima girante) tramite un cuscinetto a tenuta stagna. The internal tube 7 has the function of transporting a fluid under pressure (air or nitrogen) which will serve to feed the tubular bodies 2 (the impellers), for this reason a threaded sleeve 11 is welded in the upper end for the application of a quick coupling to which conduit 3 is coupled, while the lower part must be such as to be connected to the first tubular body 2 (the first impeller) by means of a watertight bearing.

Il condotto intermedio 8, al suo estremo superiore è solidale al raccordo conico 11 rastremantesi verso il centro che va a chiudere l’intercapedine 12 che si viene a creare rispetto al tubo interno 7, mentre in basso si applica un terminale a tromba 13 che produce una camera convergente con il tratto terminale 14 del bossolo esterno 9. Il condotto intermedio 8 può eventualmente non essere presente, in tal caso sarà necessario fare assolvere la sua funzione alla parete esterna del tubo interno 7 (gas compresso). The intermediate duct 8, at its upper end is integral with the conical fitting 11 tapering towards the center which closes the interspace 12 which is created with respect to the internal tube 7, while at the bottom a horn terminal 13 is applied which produces a chamber converging with the terminal portion 14 of the outer case 9. The intermediate duct 8 may possibly not be present, in which case it will be necessary to make the outer wall of the inner tube 7 (compressed gas) perform its function.

Il bossolo esterno 9 analogamente al condotto intermedio 8, supporta, all’estremo superiore, un imbuto 15 in modo da formare una sorta di tramoggia per il caricamento del prodotto (granuli di catalizzatore). L’estremo inferiore finisce con il tratto 14 (inclinato secondo un angolo diverso rispetto al terminale a tromba 13 in modo da creare una restrizione della camera e convogliare il prodotto in un punto ben preciso). The external case 9 similarly to the intermediate duct 8, supports, at the upper end, a funnel 15 so as to form a sort of hopper for loading the product (catalyst granules). The lower end ends with the section 14 (inclined at a different angle with respect to the horn terminal 13 in order to create a restriction of the chamber and convey the product to a precise point).

La concentricità dei vari elementi, cilindrici e conici, viene garantita dall’applicazione di opportuni distanziali 16. The concentricity of the various elements, cylindrical and conical, is guaranteed by the application of appropriate spacers 16.

Al bossolo esterno 9 sono applicati specifici braccetti 17, opportunamente rinforzati da mensole 18: tali braccetti 17 favoriscono l’appoggio della macchina 1 sulla cornice del passo d’uomo (in generale una qualsiasi apertura superiore) del reattore durante il suo funzionamento. Specific arms 17 are applied to the external case 9, suitably reinforced by shelves 18: these arms 17 favor the support of the machine 1 on the frame of the manhole (in general any upper opening) of the reactor during its operation.

La parte mobile della macchina 1 è costituita dai due corpi tubolari 2 (le giranti), queste saranno applicate all’estremo inferiore del tubo interno 7 (e poi via via in sequenza l'una dopo l'altra), con l'interposizione di un cuscinetto che permetta la rotazione senza perdite di carico del fluido compresso. The movable part of the machine 1 consists of the two tubular bodies 2 (the impellers), these will be applied to the lower end of the internal tube 7 (and then gradually one after the other), with the interposition of a bearing that allows rotation without pressure loss of the compressed fluid.

I corpi tubolari 2 (le giranti) sono costituiti da un cannotto 5 conformato come una camera circolare provvista di fori radiali su cui saranno installati i manicotti 5, generalmente di piccolo diametro curvi, schiacciati parzialmente ad una estremità a costituire l'ugello 4. The tubular bodies 2 (the impellers) consist of a tube 5 shaped like a circular chamber provided with radial holes on which the sleeves 5, generally of small curved diameter, will be installed, partially flattened at one end to form the nozzle 4.

Il corpo tubolare 2 preposto al collegamento ad un altro corpo 2 sarà anche provvisto di una luce inferiore per il passaggio di aria al cannotto 5 contiguo: in caso si tratti di un corpo 2 terminale, il cannotto 5 sarà chiuso inferiormente e presenterà solo i fori di collegamento per i rispettivi manicotti 6. The tubular body 2 used for connection to another body 2 will also be provided with a lower opening for the passage of air to the adjacent tube 5: in the case of a terminal body 2, the tube 5 will be closed at the bottom and will have only the holes connection for the respective sleeves 6.

La macchina 1 descritta prevede una serie di regolazioni che possono consentire la distribuzione di catalizzatore in diverse condizioni (diametro ed altezza del reattore, tipo di catalizzatore, etc…) in maniera ottimale. The machine 1 described provides for a series of adjustments which can allow the distribution of catalyst in different conditions (diameter and height of the reactor, type of catalyst, etc ...) in an optimal manner.

A. Le condutture 3 di distribuzione dell’aria compressa ai corpi tubolari 2 (le giranti) possono essere parzialmente o totalmente occlusi, variando la portata del getto su ciascuna girante. A. The compressed air distribution ducts 3 to the tubular bodies 2 (the impellers) can be partially or totally occluded, by varying the flow rate of the jet on each impeller.

B. I corpi tubolari 2 (le giranti) sono intercambiabili, quindi, l’energia cinetica impressa al granulo può essere variata utilizzando corpi tubolari 2 (giranti) con forma, posizione e numero degli ugelli 4 differente. Inoltre, mediante la parzializzazione del flusso su una delle due o entrambe, si possono utilizzare in differenti combinazioni. Ancora, quando siano alimentate entrambe, possono esserlo in fase o in controfase, modulando, in tal modo, la spinta sul catalizzatore. B. The tubular bodies 2 (the impellers) are interchangeable, therefore, the kinetic energy impressed on the granule can be varied using tubular bodies 2 (impellers) with different shape, position and number of nozzles 4. Furthermore, through the partialization of the flow on one of the two or both, they can be used in different combinations. Furthermore, when both are fed, they can be in phase or counter phase, thus modulating the thrust on the catalyst.

C. La portata di catalizzatore può essere facilmente variata regolando la luce di uscita dell'intercapedine tra il bossolo esterno 9 ed il condotto intermedio 8 (in pratica variando l'ampiezza della luce di uscita dei granuli dall'erogatore si determina una variazione della portata di granuli erogati). C. The catalyst flow rate can be easily varied by adjusting the outlet opening of the interspace between the external case 9 and the intermediate duct 8 (in practice, by varying the width of the outlet opening of the granules from the dispenser, a variation in the flow rate is determined. of dispensed granules).

D. Il montaggio della macchina 1 è possibile su reattori con qualunque diametro di apertura, sul tetto, mediante il gruppo costituito dai braccetti 17 estensibili. Tali braccetti 17 si possono aprire radialmente e permettono l’ancoraggio della macchina 1 in testa al reattore. I braccetti 17 sono ripiegabili in fase di trasporto del macchinario. D. The assembly of the machine 1 is possible on reactors with any opening diameter, on the roof, by means of the group consisting of the extensible arms 17. These arms 17 can be opened radially and allow the anchoring of the machine 1 at the head of the reactor. The arms 17 can be folded when the machinery is transported.

E. L’energia cinetica del catalizzatore, di conseguenza la spinta che riceve e, quindi, la distanza a cui viene proiettato, possono essere facilmente modulate da un sistema elettronico di controllo della pressione del gas compresso a monte della macchina 1 (ad esempio, sulla condotta di uscita del compressore). In tal modo, possono essere programmate le distanze di copertura in funzione dell’altezza del pelo libero o la copertura di aree in cui si riscontrano carenze di catalizzatore. Ancora, utilizzando funzioni della pressione di tipo sinusoidale, sarà possibile effettuare una copertura continua da un raggio minimo ad uno massimo. E. The kinetic energy of the catalyst, consequently the thrust it receives and, therefore, the distance to which it is projected, can be easily modulated by an electronic compressed gas pressure control system upstream of the machine 1 (for example, on the compressor outlet pipe). In this way, the coverage distances can be programmed according to the height of the free pile or the coverage of areas where catalyst deficiencies are found. Furthermore, by using sinusoidal pressure functions, it will be possible to carry out a continuous coverage from a minimum to a maximum radius.

E. Il sistema di controllo della copertura di catalizzatore, basato su un sensore ad ultrasuoni posto su braccio rotante e telescopico, permetterà di scandire per raggi successivi l’intera superficie coperta e verificarne lo spessore. Il numero di scansioni per raggio ed il numero di raggi sono funzione della copertura del sensore e dell’altezza del pelo libero. Un apposito software permetterà la guida del braccio, l’acquisizione dei dati e la loro interpretazione in mappe di profondità di copertura, agendo su parametri regolabili in base al tipo di sensore ed alla precisione desiderata. E. The catalyst coverage control system, based on an ultrasonic sensor placed on a rotating and telescopic arm, will allow you to scan the entire covered surface by successive rays and check its thickness. The number of scans per beam and the number of beams are a function of the sensor coverage and the height of the free pile. A special software will allow the arm to be guided, data acquisition and their interpretation in coverage depth maps, acting on adjustable parameters based on the type of sensor and the desired accuracy.

F. Per appianare il letto di catalizzatore, sarà anche possibile utilizzare i corpi tubolari 2 (le giranti) come semplici ugelli di aria/gas compresso per pompare aria/gas sulle pareti del reattore e/o sul letto, per uniformarne la distribuzione. F. To flatten the catalyst bed, it will also be possible to use the tubular bodies 2 (the impellers) as simple compressed air / gas nozzles to pump air / gas on the reactor walls and / or on the bed, to uniform distribution.

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti. The invention, thus conceived, is susceptible of numerous modifications and variations, all of which are within the scope of the inventive concept; moreover, all the details can be replaced by other technically equivalent elements.

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione. In the illustrated embodiments, individual characteristics, reported in relation to specific examples, may actually be interchanged with other different characteristics, existing in other embodiments.

Inoltre è da notare che tutto quello che nel corso della procedura di ottenimento del brevetto si rivelasse essere già noto, si intende non essere rivendicato ed oggetto di stralcio (disclaimer) dalle rivendicazioni. Furthermore, it should be noted that everything that in the course of the procedure for obtaining the patent turns out to be already known, is intended not to be claimed and the subject of an excerpt (disclaimer) from the claims.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica. In practice, the materials used, as well as the dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1.Machine for distributing catalyst inside a reactor, of the type suitable to be associated with a catalyst dispenser in the form of granules placed above the reactor itself and of the type comprising an organ for distributing the catalyst in a manner uniform inside the reactor characterized in that said member comprises at least one tubular body (2) rotatably constrained to the top of the compartment inside the reactor, below the catalyst dispenser, and connected to at least one duct (3) for the supply of compressed gas, said at least one tubular body (2) comprising at least one emission nozzle (4) of the compressed gas afferent from said at least one duct (3), the emission direction of the compressed gas from the at least one nozzle (4) causing a rotation of the entire at least one tubular body (2) according to an operating principle similar to that of the hydraulic reel and the reaction turbine, during the rotation action the air jet hitting the catalyst granules, falling from the dispenser, distributing them randomly on the surfaces of the compartment inside the reactor. 2. Machine, according to claim 1, characterized in that said at least one tubular body (2) is substantially shaped like an inverted "T", the central branch of the "T" being rotatably constrained to the top of the compartment inside the reactor, the two transverse branches comprising respective end nozzles (4) for the emission of the compressed gas coming from said conduit (3), the emission directions of said nozzles (4) being counter-inclined to favor the rotation of said tubular body (2) as reaction of the emission of compressed gas. 3. Machine, according to claim 1, characterized in that said at least one tubular body (2) comprises a tube (5) having a first end rotatably fixed to the top of the compartment inside the reactor and provided, at the second end, with at least two sleeves (6) arranged in substantially radial directions, the radial sleeves (6) comprising respective end nozzles (4) for the emission of the compressed gas coming from said duct (3), the emission directions of said nozzles (4) being against inclined to favor the rotation of said tubular body (2) as a reaction of the emission of compressed gas. 4. Machine, according to claim 1, characterized in that the portion of said tubular body (2) provided with the at least one nozzle (4) comprises means for adjusting its length. 5. Machine according to claim 1, characterized in that each of said nozzles (4) is shaped like a "Venturi tube", a converging-diverging duct, to maximize the emission speed of the compressed gas. 6. Machine, according to claim 1, characterized in that it comprises at least two tubular bodies (2) having the nozzles (4) oriented in an opposite way, with consequent emission of compressed gas in substantially opposite directions, to cause a counter rotation of the bodies contiguous tubulars (2). 7. Machine according to one or more of the preceding claims, characterized in that said duct (3) comprises auxiliary emission outlets directed towards the internal walls of the reactor for flattening the catalyst layer deposited on each wall. 8. Machine, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said internal compartment comprises at least one sensor for detecting the presence of catalyst granules, a control and management unit being served by the at least one sensor and responsible for controlling of said catalyst dispenser, due to the variations in its flow rate, and to the pressure variations of the compressed gas present in said duct (3), due to the variation of the rotation speed of said tubular body (1). 9. Machine, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said at least one sensor is of the ultrasonic type and is associated with said tubular body (2) for scanning the entire internal surface of the compartment, during a rotation of the itself, in a phase of interruption of the introduction of catalyst by the dispenser, and for the measurement of the thickness of the deposited catalyst layer. 10. Machine, according to one or more of the preceding claims, characterized in that said tubular bodies (2) are interchangeable with others of different shape due to the variation of the rotation speed and of the characteristics of the compressed gas flows emitted by the respective nozzles (4 ). 11. Machine according to one or more of the preceding claims, characterized in that the pressure value of said compressed gas varies over time according to a predefined trend for the exposure of the catalyst granules to compressed gas flows of variable intensity, with consequent variation of the kinetic energy transferred to them by the flows instant by instant to determine a uniform diffusion over the entire internal surface of the compartment.