Liquid Distribution in Trickle-Bed Reactor
Distribution du liquide en réacteur à lit ruisselant
1
CNRS-ENSIC
2
Université Paris XIII
3
Elf Antar France
The aim of this study is to develop techniques to qualify the efficiency of liquid distribution in trickle-bed reactors, using cold mockups. The experimental setup consists mainly in a 0. 3-m-ID packed-bed column with three different plates used to vary the quality of inlet liquid distribution. Liquid distribution has been qualified using several techniques: global pressure drop measurements, global RTD (Residence-Time Distribution) of the liquid, local heat transfer probes, capacitance tomography, collector at the bottom of the reactor with nine equal zones. The bed pressure drop and the overall external liquid saturation decrease when the maldistribution increases; quantitative information is however difficult to obtain this way. Global RTD of the liquid allows quantifying of the average liquid distribution in the bed. The local thermal sensors give an indication of local liquid velocity and indicate possible local maldistribution of the liquid (scale mm) even when global distribution is good. Concerning the results obtained with the collector, a maldistribution index is defined, ranging from 0 (ideal distribution) to 1 (worst possible distribution), and the influence of the different operating parameters (gas and liquid velocities, particle shape) is discussed.
Résumé
Le but de cette étude est de montrer l'emploi de techniques de mesure de la qualité de distribution du liquide dans les réacteurs à lit ruisselant à l'aide de maquettes froides. L'appareillage expérimental principal est une colonne de 0,3 m de diamètre, la distribution de liquide initiale étant modulée par l'utilisation de trois distributeurs différents. La qualité de la distribution a été étudiée en mettant en Suvre plusieurs techniques de mesure: perte de pression globale, DTS (distribution des temps de séjour) globale du liquide, coefficient de transfert de chaleur à des sondes, tomographie capacitive, et collecteur en bas de réacteur comprenant neuf zones d'aires égales. La perte de charge et la rétention de liquide décroissent à maldistribution croissante; il est cependantdifficile d'obtenir une description précise de la maldistribution uniquement à partir de ces mesures. La DTS globale permet de donner une première quantification de la maldistribution du liquide. Les sondes thermiques locales donnent une indication de la vitesse locale du liquide et font apparaître de possibles maldistributions locales du liquide (échelle du mm), même en cas de bonne distribution globale. Les résultats obtenus avec le collecteur sont représentés à l'aide d'un indice de maldistribution allant de 0 (distribution idéale) à 1 (la plus mauvaise distribution possible). On discute l'influence des conditions opératoires (vitesse de gaz et de liquide, forme des particules).
© IFP, 2000