Brevet FR3074067A1 (20190531)

REVENDICATIONS1. Réacteur échangeur à plaques (1), destiné à la mise en oeuvre de réactions catalytiques endothermiques ou exothermiques, comportant : - un corps de réacteur (2), formé par l'empilement d'une pluralité de plaques (10, 11, 12, 13), - un circuit réactif comprenant au moins deux canaux réactifs (3) comprenant un catalyseur, - un circuit de fluide caloporteur pour refroidir les canaux réactifs (3), comprenant une pluralité de canaux de refroidissement (4), caractérisé en ce qu'il comporte en outre un système de distribution étagée de réactifs comprenant : - au moins une rainure de communication fluidique (5), formée sur un isthme (6) séparant deux canaux réactifs (3) adjacents, permettant la mise en communication fluidique des deux canaux réactifs (3) adjacents, - au moins une portion d'espacement (8a, 8b) séparant longitudinalement au moins un premier groupe (4a) de canaux de refroidissement (4) et un deuxième groupe (4b) de canaux de refroidissement (4), ladite au moins une rainure de communication fluidique (5) et ladite au moins une portion d'espacement (8a, 8b) étant superposées entre elles, - au moins un conduit de distribution de réactifs (7), formé depuis la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2) jusqu'à au moins ladite au moins une rainure de communication fluidique (5), au travers de ladite au moins une portion d'espacement (8a, 8b), et s'étendant sensiblement perpendiculairement aux canaux réactifs (3) et aux canaux de refroidissement (4), ledit au moins un conduit de distribution de réactifs (7) débouchant sur la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2) pour l'alimentation au moins partielle en réactifs du réacteur échangeur (1) et sur au moins ladite au moins une rainure de communication fluidique (5) pour la distribution au moins partielle en réactifs. 25\n<CLM>\1\tRéacteur échangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier point d'injection (11) de réactifs formé au niveau de l'entrée (E) des canaux réactifs (3) et au moins un deuxième point d'injection (12,\n<CLM>\1\tde réactifs formé au niveau dudit au moins un conduit de distribution de réactifs (7).\n<CLM>\1\tRéacteur échangeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la plus grande dimension longitudinale (L8' L8b) de ladite au moins une portion d'espacement (8a, 8b) est supérieure ou égale à la plus grande dimension longitudinale (L5) de ladite au moins une rainure de communication fluidique (5).\n<CLM>\1\tRéacteur échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une portion d'espacement (8a, 8b) s'étend d'un bord à l'autre du réacteur échangeur (1). 15\n<CLM>\1\tRéacteur échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'alimentation en réactifs (23) dudit au moins un conduit de distribution de réactifs (7), notamment sous la forme d'une clarinette (23). 20\n<CLM>\1\tRéacteur échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins : - une première rangée (R1) d'au moins deux canaux réactifs (3) et une deuxième rangée (R2) d'au moins deux canaux réactifs (3), superposées entre elles de sorte à former au moins deux colonnes (C1, C2) d'au moins deux canaux réactifs (3), 25 - une première rainure de communication fluidique (5) et une deuxième rainure de communication fluidique (5), distantes l'une de l'autre, formées sur un isthme (6) séparant deux canaux réactifs (3) adjacents pour chaque rangée (R1, R2) d'au moins deux canaux réactifs (3), - un premier groupe (4a), un deuxième groupe (4b) et un troisième 30 groupe (4c) de canaux de refroidissement (4), les premier (4a) et deuxième (4b) groupes 5 10 26 étant séparés longitudinalement par une première portion d'espacement (8a) et les deuxième (4b) et troisième (4c) groupes étant séparés longitudinalement par une deuxième portion d'espacement (8b), la première rainure de communication fluidique (5) et la première portion d'espacement (8a) étant superposées entre elles, et la deuxième 5 rainure de communication fluidique (5) et la deuxième portion d'espacement (8b) étant superposées entre elles, - un premier conduit de distribution de réactifs (7), formé depuis la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2) jusqu'à la première rainure de communication fluidique (5) de chaque rangée (R1, R2) d'au moins deux canaux réactifs 10 (3), au travers de la première portion d'espacement (8a), et s'étendant sensiblement perpendiculairement aux canaux réactifs (3) et aux canaux de refroidissement (4), et un deuxième conduit de distribution de réactifs (7), formé depuis la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2) jusqu'à la deuxième rainure de communication fluidique (5) de chaque rangée (R1, R2) d'au moins deux canaux réactifs (3), au travers de la deuxième 15 portion d'espacement (8b), et s'étendant sensiblement perpendiculairement aux canaux réactifs (3) et aux canaux de refroidissement (4).\n<CLM>\1\tRéacteur échangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un conduit de distribution de réactifs 20 (7) comporte au moins un élément de répartition de débit de réactifs, notamment un élément poreux, par exemple un élément fritté.\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication d'un réacteur échangeur à plaques (1), destiné à la mise en oeuvre de réactions catalytiques endothermiques ou exothermiques et 25 comprenant un corps de réacteur (2) formé par l'empilement d'une pluralité de plaques (10, 11, 12, 13), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : (i) fabrication d'au moins une plaque de canaux réactifs (10) comprenant au moins deux canaux réactifs (3) destinés à recevoir au moins un catalyseur, ladite au moins une plaque de canaux réactifs (10) comprenant au moins une rainure de 30 communication fluidique (5), formée sur un isthme (6) séparant deux canaux réactifs (3) 27 adjacents, permettant la mise en communication fluidique des deux canaux réactifs (3) adjacents, (ii) fabrication d'au moins une plaque de canaux de refroidissement (11) comprenant une pluralité de canaux de refroidissement (4) destinés à refroidir les canaux 5 réactifs (3), ladite pluralité de canaux de refroidissement (4) comprenant au moins un premier groupe (4a) de canaux de refroidissement (4) et un deuxième groupe (4b) de canaux de refroidissement (4) séparés longitudinalement par au moins une portion d'espacement (8a, 8b), ladite au moins une rainure de communication fluidique (5) et ladite au moins une portion d'espacement (8a, 8b) étant destinées à être superposées 10 entre elles, (ix) formation, notamment par perçage, d'au moins un conduit de distribution de réactifs (7) depuis la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2) jusqu'à au moins ladite au moins une rainure de communication fluidique (5), au travers de ladite au moins une portion d'espacement (8a, 8b), et s'étendant sensiblement 15 perpendiculairement aux canaux réactifs (3) et aux canaux de refroidissement (4), ledit au moins un conduit de distribution de réactifs (7) débouchant sur la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2) pour l'alimentation au moins partielle en réactifs du réacteur échangeur (1) et sur au moins ladite au moins une rainure de communication fluidique (5) pour la distribution au moins partielle en réactifs. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : (iii) fabrication d'au moins une plaque de fermeture (13) destinée à former au moins en partie la surface extérieure (Se) du corps de réacteur (2). 25\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape suivante : (iv) empilement successif : d'une première plaque de fermeture (13) ; d'une première plaque de canaux de refroidissement (11) ; d'au moins un ensemble 28 formé de l'empilement d'une plaque de canaux réactifs (10) et d'une plaque de canaux de refroidissement (11) ; d'une deuxième plaque de fermeture (13).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte 5 les étapes successives suivantes : (v) assemblage préliminaire de l'empilement de plaques (10, 11, 12,\n<CLM>\1\tdans une enceinte de soudage diffusion et réalisation d'un cycle de soudage diffusion ou par compression isostatique à chaud (CIC) uni-axiale ou par soudage TIG ; (vi) usinage préliminaire de l'empilement de plaques (10, 11, 12,\n<CLM>\1\t10 pour exposer à l'atmosphère externe les canaux réactifs (3) et les canaux de refroidissement (4).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives suivantes : 15 (vii) assemblage final de l'empilement de plaques (10, 11, 12,\n<CLM>\1\tpar placement de celui-ci dans une enceinte de soudage diffusion et réalisation d'un cycle de soudage diffusion ou d'une compression isostatique à chaud (CIC) uni-axiale ou d'un soudage TIG ; (viii) usinage final du réacteur échangeur (1) obtenu à l'issue de l'étape 20 (vii) comprenant au moins la mise en oeuvre de l'étape (ix).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte l'étape suivante : (x) mise en place dans ledit au moins un conduit de distribution de 25 réactifs (7) d'au moins un élément de répartition de débit de réactifs, notamment un élément poreux, par exemple un élément fritté.