A New Concept of Scallop Screens for Reactors of Refining

F. Pradel, Y. Meimon, A. Blanchon, S. Lorgeou, H. Naderi
2001 Oil & Gas Science and Technology  
Nouveau concept de caisson pour les réacteurs de raffinage -Dans un réacteur de reformage catalytique à lit mobile, le catalyseur est contenu dans l'annulaire constitué de deux paniers concentriques en grille Johnson. Une innovation introduite par Johnson réside dans le remplacement du panier externe par une succession de caissons d'un nouveau type de scallop, appelée OptiMiser TM , placés côte à côte. Le panier extérieur du réacteur devient ainsi modulaire facilitant la construction du
more » ... truction du réacteur ainsi que sa maintenance, tout en sauvegardant l'efficacité du procédé pour le débit et la perte de charge du gaz. L'étude technique de cette innovation a été confiée par Johnson à l'IFP. Dans un premier temps, grâce à la théorie de l'homogénéisation, un modèle de plaque anisotrope élastique a été développé pour remplacer une grille Johnson, constituée de fils soudés à des raidisseurs. Ce modèle a été inséré dans un code de calcul de structure par la méthode des éléments finis (ABAQUS TM ). Le modèle a été validé grâce à une série d'essais de traction, cisaillement et de flexion en quatre points réalisés sur des éprouvettes de grille Johnson. Dans une dernière étape, des essais de compression et de flexion en quatre points ont été réalisés sur des prototypes de caisson. Ces essais de structure ont été calculés par éléments finis en utilisant le modèle de plaque équivalente développé pour la grille Johnson. À l'issue de cette démarche, on a pu considérer que le modèle de grille a été suffisamment validé pour être utilisé dans l'étude de réacteurs réels en condition de fonctionnement. Mots-clés : réacteur à lit mobile, reformage catalytique, grille Johnson, homogénéisation, essais mécaniques, validation de modèle, modèle élastique de plaque anisotrope. Abstract -A New Concept of Scallop Screens for Reactors of Refining -In a moving bed reactor for catalytic reforming, the catalyst is enclosed inside an annulus constituted by two concentric baskets made of Johnson grid. An innovation introduced by Johnson consists in the replacement of the outer basket by a succession of panels of a new type of scallop, called OptiMiser TM , set side by side. So, the outer basket of the reactor becomes modular, facilitating the building of the reactor as well as its maintenance, while protecting the efficiency of the process for the gas flow and the pressure drop. Johnson entrusted the technical study of this innovation to IFP. At first, thanks to the theory of the homogenization, a model of elastic anisotropic plate was developed to replace Johnson grids, assembly of wires welded to stiffener bars, named rods. This model was inserted into a finite element method (FEM) code designed for structure calculations (ABAQUS TM ). The model was first validated thanks to a series of tensile, shear and bending tests performed on grid samples. In a
doi:10.2516/ogst:2001047 fatcat:d23nbwmbgfd7zktif2ndex542i