BR0314233B1 - bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente, e, colunas de separação. - Google Patents

Description

"BANDEJA DE TROCA DE MATERIAL EM CORRENTE TRANSVERSAL VEDADA HIDRAULICAMENTE, E, COLUNA DE SEPARAÇÃO"

A presente invenção refere-se a uma bandeja de troca de material em seção transversal vedada hidraulicamente, que é apropriada como dispositivo interno em colunas de separação para a troca de material entre líquidos e gases, o líquido sendo transportado em calhas dispostas em distância paralela uma à outra, que são cobertas por coifas longitudinais, cujas bordas longitudinais inferiores' são imersas no líquido das calhas e apresentam fendas de saída de gás com superfícies condutoras, que conduzem a saída de gás no líquido em uma direção oblíqua, de modo a gerar a direção da corrente de líquido nas calhas, em que o lado longitudinal das coifas está disposto verticalmente à direção transversal do líquido. A este grupo de bandejas de troca de material pertencem, por exemplo, as Bandejas Thormann®, conhecidas a partir da literatura técnica.

Além disso, a presente invenção refere-se a colunas de separação, que contêm pelo menos uma tal bandeja de troca de material, 2% assim como ao uso de tais colunas de separação para processos de separação térmica.

Como resultado de reações químicas não são obtidos, em regra, materiais puros, mas sim misturas de materiais, a partir das quais os componentes alvo precisem ser removidos.

Para isto, são freqüentemente usados processos de separação, que são executados em colunas de separação. A estas colunas de separação, são freqüentemente conduzidas correntes de materiais em forma gasosa e líquida em co-corrente e em contra-corrente e em conseqüência do desequilíbrio presente entre as correntes de material, ocorre uma troca de calor e de materiais, que finalmente condiciona a separação desejada na coluna de separação. Nesta publicação, tais processos de separação são designados como processos de separação térmica.

Exemplos de processos de separação são a condensação fracionária (vide DE-A 19924532) e/ou a retificação (a fase de vapor que sobe é conduzida em contra-corrente para a fase líquida que desce; a ação de separação consiste em que a composição de vapor esteja em um equilíbrio diferente da composição líquida), a absorção (um gás e um líquido são conduzidos em co-corrente ou em contra-corrente; a ação de separação é baseada na solubilidade diferente dos componentes gasosos no líquido), a extração (tal como a absorção; a fase líquida é, no entanto, carregada com um componente, que é removido a partir do gás de extração) e a dessorção (o processo inverso ao da absorção; o gás diluído na fase líquida é removido através de redução da pressão parcial).

Em geral, as colunas de separação previamente mencionadas contêm dispositivos internos, que servem ao propósito de aumentar a superfície para a troca de calor e de materiais, que efetua a separação na coluna de separação.

Como tais dispositivos internos podem ser citados, por exemplo, compactações, recheios e/ ou bandejas de troca de materiais.

As bandejas para a troca de materiais servem ao propósito de colocar à disposição locais com fases líquidas fechadas sob a forma de camadas de líquido na coluna de separação. A superfície da corrente de gás ou de vapor que sobe, por exemplo, na fase líquida, e que se distribui dentro da fase líquida contínua é então a superfície de troca decisiva.

Muito freqüentemente, são usadas como tais bandejas de troca de material aquelas com fluxo de líquido forçado.

O fluxo de líquido forçado é alcançado pelo fato de que as bandejas de troca de material apresentam pelo menos uma saída (dreno), através do qual o líquido flui, a partir da bandeja disposta mais alto para a bandeja disposta mais baixo, independentemente do trajeto da corrente de vapor em uma coluna de bandeja (alimentação). A corrente de líquido horizontal sobre a bandeja de troca de alimentação para o dreno é selecionada de acordo com a tarefa a partir de um ponto de vista de engenharia de processo. O gás, ou respectivamente o vapor, penetra através das seções transversais abertas da placa de fundo.

Se o líquido for conduzido em corrente invertida sobre a bandeja (a alimentação e a saída da bandeja de troca de material estão dispostas sobre o mesmo lado da bandeja), trata-se, neste caso, de bandejas de fluxo invertido. No caso de bandejas de fluxo radial, o líquido corre sobre a bandeja radialmente a partir do meio (alimentação) para a saída na borda da bandeja.

No caso de bandejas de fluxo transversal, o líquido é conduzido, sendo considerada toda a área de fluxo, de modo transversal sobre a bandeja, a partir da alimentação para o dreno. Em regra, as bandejas de fluxo transversal apresentam uma configuração de fluxo único. Ou seja, a alimentação e a saída estão dispostos em lados opostos da bandeja. Elas podem, no entanto, ser também configuradas em um modo de fluxo duplo (ou de mais do que dois fluxos). Neste caso, a alimentação, por exemplo, no meio e respectivamente um dreno em cada um dos lados opostos da bandeja de troca de material.

Bandejas de fluxo transversal vedadas hidraulicamente são caracterizadas pelo fato de que, quando do desligamento da coluna, elas não podem ser esvaziadas, exceto pelo diminuto orifício de esvaziamento (a sua seção transversal é normalmente mais do que 200 vezes menor do que a seção transversal total dos pontos de entrada, que cada bandeja de corrente transversal apresenta devido a razões de praticidade.

Em outras palavras, mesmo em baixas cargas de coluna, as bandejas de fluxo transversal vedadas hidraulicamente apresentam líquido acumulado (líquido de refluxo e/ ou de alimentação) e não apresentam risco de operarem em seco. Isto se deve ao fato de que os locais de passagem de bandejas de fluxo transversal vedadas hidraulicamente não são constituídos por orifícios sem chaminés, diferentemente de bandejas de fluxo duplo, bandejas de peneira e bandejas de válvulas. Além disso, cada local de passagem desemboca em uma chaminé, que impede uma operação a seco.

Sobre a chaminé, são dispostas coifas de desvio de vapor (em sino), que estão imersas no líquido da bandeja acumulado. Freqüentemente, as coifas de desvio de vapor possuem extremidades ranhuradas ou dentadas (ou seja, elas apresentam fendas de transporte). A corrente de vapor que sobre através dos locais de passagem é condicionada a um desvio através das coifas de desvio de vapor e corre paralelamente à bandeja, ou seja, transversalmente à coluna, no líquido acumulado.

As bolhas de vapor, que deixam as coifas adjacentes, em regra dispostas distribuídas equidistantemente na bandeja, formam no líquido acumulado uma camada de espuma.

Tubulações ou segmentos de dreno, que deixam a bandeja, em regra dispostos à direta ou à esquerda de modo alternado, regulam - apoiados por reservatórios - o nível de líquido das bandejas de troca de material e conduzem o líquido à bandeja que se segue abaixo. Para a operação de vedação hidráulica, é importante que a tubulação ou segmento do dreno da bandeja superior esteja imerso no líquido acumulado da bandeja que se segue abaixo. De modo preferido, não existem reservatórios de alimentação. Os borbulhadores, reguláveis na altura, representam uma adaptação às condições de fluxo e a equalização das condições de imersão no caso de irregularidades de produção, de tal modo que todas os borbulhadores possuam um fluxo de gás uniforme.

Dependendo da configuração e da disposição dos borbulhadores diferencia-se, por exemplo, as bandejas de corrente transversal vedadas hidraulicamente configuradas em um modo de fluxo único em bandejas de borbulhamento redondas (pontos de passagem, chaminé e borbulhadores são redondos), bandejas em túnel (pontos de passagem, chaminé, e borbulhadores são retangulares, os borbulhadores são dispostos em série, pelo que a extremidade retangular mais longa está disposta paralelamente à direção da corrente transversal do líquido) e bandejas de Thormann (pontos de passagem, chaminé e borbulhadores são retangulares, os borbulhadores são dispostos em série, pelo que a extremidade retangular mais longa está disposta em ângulo reto à direção de corrente transversal do líquido).

As bandejas de Thormann são descritas, por exemplo, na DE- A 19924532, na brochura "Montz, Ihr Partner in der Verfahrenstechnik", de Julius Montz GmbH, Apparate für die chemische Industrie, D-40705 Hilden, 2002, páginas 58 e 59, e em Technische Fortschrittsberichte, Volume 61, Grundlagen der Dimensionierung von Kolonnenbõden, Verlag Theodor Steinkopf, Dresden, 1967, páginas 66 a 73. Entre duas coifas dispostas em sucessão na direção da corrente transversal de uma bandeja de Thormann, encontra-se respectivamente uma calha, na qual o líquido flui. E uma característica das bandejas de Thormann, que o líquido corra em direção de corrente transversal, respectivamente em calhas em sucessão em contra- corrente. Este fluxo forçado é efetuado através do vapor, que deixa as ranhuras curvas, denteadas, que apresentam superfícies condutoras.

As figuras Ia e Ib mostram uma vista em planta de uma bandeja de Thormann. A figura 2 apresenta um corte transversal através de coifas de Thormann e chaminés de vapor. A figura 3 apresenta uma corrente de líquido dirigida sobre uma bandeja de Thormann, que é efetuada através da disposição das coifas de modo conjunto com as ranhuras de vapor especiais. O uso das bandejas de Thormann é especialmente vantajoso quando de grandes cargas de vapor. A baixa perda de pressão favorece o uso de bandejas de Thormann em vácuo. É ainda favorável nas bandejas de Thormann que, além disso, quando de cargas de líquido comparativamente baixas, elas possam ser ainda operadas de modo estável. E contudo desvantajoso nas bandejas de Thormann, que a eficácia e a estabilidade de sua operação, em especial quando de altas cargas de líquido, não sejam totalmente satisfatórias. Altas cargas de líquido ocorrem, de modo especial, naquelas colunas de separação, que são destinadas a grandes capacidades. Estas são, de modo geral, colunas de separação com grandes diâmetros. Grandes diâmetros são neste caso, de modo especial, diâmetros de > 4 m, por exemplo de 4 m a 8 m ou até de 10 m.

O objetivo da presente invenção consiste, portanto, em colocar à disposição bandejas de troca de material em corrente transversal que, por um lado, apresentem as vantagens de bandejas de Thormann, por outro lado, contudo, apresentem desvantagens em um âmbito reduzido, ou mesmo que não as apresentem.

De modo particular, as bandejas de troca de material em corrente transversal aperfeiçoadas devem ser apropriadas de modo a substituir as bandejas de corrente transversal vedadas hidraulicamente recomendadas para o problema de separação da DE-A 19924532 na publicação acima mencionada.

Uma bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente (1), que é apropriada como dispositivo interno em colunas de separação para a troca de material entre líquidos e gases, e possui calhas (6) dispostas em distância paralela uma à outra que conduzem o líquido e aberturas de passagem de gás (7) dispostas entre as calhas, que são recobertas por coifas longitudinais (4),cujas ambas extremidades inferiores (4a) estão imersas no líquido das calhas (6) e fendas de transporte de gás (5) com superfícies condutoras (5a), que dirigem a saída do gás no líquido em uma direção oblíqua, de modo a produzir a direção do líquido nas calhas, em que o lado mais longo da coifa está disposto em ângulo reto à direção da corrente transversal do líquido, que é caracterizado pelo fato de que, respectivamente, em pelo menos duas calhas em direção de corrente transversal, disppstas em série (6) as superfícies condutoras (5a) das coifas (4) estejam direcionadas de tal modo que o liqüido nestas calhas possa fluir na mesma direção (as referências numéricas referem-se à figura 4 a 11), e o líquido restante seja conduzido sobre a totalidade das calhas em forma de meandro.

Uma seqüência de canais tendo a mesma direção de corrente transversal com direção de fluxo igual ao líquido, que não é interrompida por nenhuma calha com direção de corrente oposta, deve ser designada nesta publicação como área de bandeja (13).

De acordo com a invenção, uma região de bandeja compreende necessariamente pelo menos duas calhas. De modo geral, uma região de bandeja não compreende mais do que seis calhas. Freqüentemente, uma região de bandeja compreende também três ou quatro, muitas vezes cinco calhas.

De acordo com a invenção, é ainda vantajoso quando sobre o lado superior de pelo menos algumas coifas da bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente (17) estão fixadas placas condutoras, que se projetam acima das coifas. Neste caso, é vantajoso quando os elementos condutores (placas condutoras) são dispostos sobre aquelas coifas, que separam regiões de bandeja de direção de fluxo opostas, umas das outras. De modo geral, a superfície dos elementos condutores forma um ângulo reto com a cobertura da cbifa.

De modo geral, no caso de bandejas de troca de material em corrente transversal vedadas hidraulicamente, as calhas são interrompidas através dos canais transversais (9), que estão dispostas em ângulo reto em relação às calhas.

É vantajoso de acordo com a invenção, quando os canais transversais apresentam estreitamentos em locais, onde duas regiões da bandeja com direção de fluxo opostas apresentam-se limítrofes. Em caso extremo, o estreitamento pode ser unido de modo a formar uma barreira.

No caso mais simples, estes estreitamentos podem ser formados através de aberturas de passagem de gás d ou coifas dispostas próximo uma à outra, no lado terminal. No caso extremo precedentemente mencionado, esta variante compreenderia duas aberturas de passagem de gás e coifas, unidas para formar uma única (longitudinal) abertura de passagem de gás e coifa, no lado terminal.

A largura B entre as extremidades longitudinais inferiores de uma coifa é ajustada à carga de gás contemplada.

Em regra, B é de 2 cm a 20 cm ou até 30 cm, freqüentemente de 4 cm a 8 cm.

As laterais longitudinais das aberturas de passagem de gás e/ou coifas possuem, em regra, de 5 cm a 200 cm, freqüentemente de 10 cm a 100 cm.

É alcançada uma alimentação de líquido melhorada para as calhas inferiores, quando o lado superior das coifas apresenta um achatamento em direção à extremidade de pelo menos uma extremidade da coifa.

Através do ajuste do ângulo α (> 0 e < 90°) entre a superfície condutora e o lado longitudinal da coifa podem ser impedidas as taxas de fluxo gasoso muito altas e, como um resultado disto, as correntes de líquido muito altas. Quanto menor estes ângulo (isto é, quanto maior o ajuste das fendas de saída de gás) maior a corrente de líquido.

Algumas modalidades especiais da invenção estão representadas nas Figuras 4 a 12 e serão descritas em maior detalhe abaixo:

Figura 4 apresenta uma vista em planta da corrente de líquido dirigida a uma bandeja de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção.

Figura 5 apresenta uma vista em perspectiva de uma parte de uma bandeja de troca de material de acordo com a invenção.

Figura 6 apresenta uma vista èm perspectiva de uma parte de uma bandeja de acordo com a invenção.

Figura 7 apresenta uma vista em perspectiva de uma coifa de uma bandeja de troca de material de acordo com a invenção.

Figura 8 apresenta um seção transversal vertical através de uma coifa e da bandeja.

Figura 9 apresenta uma seção longitudinal vertical na região de duas extremidades de coifa com achatamento, que formam entre si uma passagem de líqpido.

Figura 10 apresenta uma vista lateral da superfície condutora de uma coifa ajustável, cujo ângulo de ajuste pode ser adaptado à tarefa.

Figura 11 apresenta uma seção transversal através da coifa com uma superfície condutora de uma coifa, cujo ângulo de ajuste pode ser adaptado à tarefa.

Figura 12 apresenta uma modalidade de execução em forma de cascata da bandeja de troca de material de acordo com a invenção.

A bandeja 1 ilustrada nas figuras 4 a 8 apresenta uma lâmina de bandeja, que apresenta uma multiplicidade de aberturas de passagem de gás 7 paralelas, longitudinais, em forma de fenda, sob a forma de chaminés de vapor. As chaminés de vapor estão dispostas perpendicularmente à linha de conexão da superfície, de alimentação 2 ao dreno de saída 3 e as suas paredes laterais 10 formam calhas 6, através das quais o líquido é conduzido. Sobre as chaminés de vapor são colocadas coifas 4, que apresentam fendas de entrada de gás especialmente conformadas 5 em suas paredes laterais 4a, que se projetam ao interior das calhas 6 e como isto, ao interior do líquido. Uma extremidade de cada fenda de saída de gás 5 forma uma superfície condutora oblíqua 5 a, através da qual o gás é soprado no líquido de forma dirigida, de modo a produzir uma corrente dirigida do líquido na calha 6. As superfícies condutoras 5a são adaptáveis à tarefa através de seus ajustes de ângulo. Para velocidades de gás mais altas, o ângulo α é aumentado e, deste modo, a corrente de líquido nas calhas 6 é diminuída. De modo adicional, é possível proceder a um ajuste em relação ao número de fendas. Através dos canais de fluxo 6 formados pelas coifas ranhuradas, é conduzido o líquido a partir da superfície de alimentação 2 para o dreno de saída 3. A extremidade de transbordamento 8 no dreno de saída e a altura da chaminé de vapor proporcionam um estado de líquido que alcança a acima da fenda 5 sobre a bandeja. Os gases ou vapores aumentam de baixo para cima através da chaminé de vapor 7 na coifa 4 e passam através das fendas 5 ao interior do líquido, pelo que é transferido a esta um pulso de corrente.

De acordo com a invenção, uma pluralidade de coifas dispostas em sucessão, uma atrás da outra, apresentam a mesma direção de corrente. Através desta mesma direção, as superfícies condutoras 5a nas fendas de saída de gás 5 em uma pluralidade linhas de coifas dispostas em série e a alteração das distâncias 9 entre as coifas que se encontram em uma linha 4, é possível ajustar a condução de líquido da bandeja de troca de material de acordo com a invenção, de um modo ideal, a grossos diâmetros de coluna. De modo adicional, é possível aumentar a largura da coifa inferior B quando de uma carga de gás mais alta.

Através da montagem de elementos condutores verticais, usualmente planos, sobre a coifa 4, é reduzido o transbordamento da coifa com líquido. De modo usual, o grau de eficácia aumentado da bandeja de troca de material de acordo com a invenção é atribuído ao fato de que ela possui as seguintes propriedades:

estreita distribuição de tempo de residência; retromisturação mínima;

boa aproximação a uma corrente em forma de êmbolo.

No caso de altas velocidades, que ocorrem quando de cargas de gás extremas nas fendas 5 é possível, quando necessário, que estas sejam contidas através da alteração da geometria da coifa e através do uso de elementos contra o arraste sobre as coifas (por exemplo, a colocação de compactações estruturadas ou de leitos de compactações aleatórias entre as bandejas).

De modo a aperfeiçoar a alimentação de líquido para as calhas dispostas atrás das regiões de passagem 9 entre as extremidades de topo de duas coifas 4, é possível que os lados superiores das coifas 4 seja aplainados em suas extremidades, ou respectivamente em seus lados de topo, em forma mais oblíqua, para os achatamentos 16 que se estendem às suas extremidades. Em uma modalidade de execução da bandeja de troca de material de acordo com a invenção, as aberturas de passagem de gás encontram-se dispostas em direção transversal, não em um plano, porém em planos sucessivos, em forma escalonada um sobre o outro (modalidade em cascata de acordo com a Figura 12), em que na passagem de um plano para o plano subseqüente encontra-se, de modo adequado, um reservatório de transbordamento (18)e o plano superior está disposto na alimentação e o plano inferior no dreno.

Materiais úteis para as bandejas de troca de material em corrente transversal vedadas hidraulicamente são aços inoxidáveis (por exemplo, 1.4301, 1.4541, 1.4401, 1.4404, 1.4571, 1.4000, 1.4435, 1.4539, entre outros), Hasteloy C4, alumínio, cobre, titânio, Monel e materiais sintéticos, por exemplo, KERA, Diabon, PVC, entre outros. As bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção são especialmente apropriadas para fatores de carga de gás (velocidade de gás superficial · (raiz quadrada da densidade do gás) na faixa de 0,1 (Pa)0,5 a 3 (Pa)0'5 e para velocidades espaciais horárias de líquido na faixa de 0,001 a 10 m3/ (m2. h). Elas podem ser operadas tanto sob pressão normal, sob pressão reduzida ou sob pressão elevada.

Naturalmente, as bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção podem ser usadas em uma coluna de separação como os únicos dispositivos internos. Elas podem, no entanto,ser também usadas em combinação com outros tipos de bandejas (por exemplo, bandejas de fluxo duplo e/ou bandejas de válvula) e/ ou em combinação com diversos dispositivos internos de bandeja (por exemplo, compactações estruturadas e/ ou compactações aleatórias) no interior de uma coluna de separação. De acordo com a invenção, colunas de separação contendo bandejas de troca de material em corrente transversal são apropriadas para processos de separação térmica de qualquer tipo.

Como bandejas de fluxo duplo, estão compreendidas neste documento bandejas de peneira sem segmentos de dreno. Estas são placas tendo passagens simples (orifícios, fendas, etc.), que são freqüentemente referidas como de bandejas de gotejamento.

Através da ausência de segmentos de dreno (drenos), o gás que sobre e o líquido de refluxo que desce na coluna de separação fluem em direções opostas através dos mesmos locais de passagem da bandeja.

A seção transversal dos locais de passagem é ajustada, de modo em si conhecido, à carga da coluna. Se ela for muito pequena, o gás que sobe flui com uma velocidade tão alta através dos locais de passagem, que o líquido que desce na coluna é substancialmente arrastado junto, sem ação de separação. Se a seção transversal dos locais de passagem for muito grande, o gás que sobe e o líquido que desce se deslocam substancialmente sem troca entre si e a bandeja está exposta ao risco de ser operada em seco. Ou seja, a região de operação para a bandeja de fluxo duplo é determinada através de 2 pontos limitativos. Uma velocidade limítrofe mínima precisa existir para que seja mantida uma determinada camada de líquido sobre a bandeja, de modo a permitir a operação da bandeja.

O limite superior é definido pelo ponto de inundação quando a velocidade de acúmulo de líquido sobre as bandejas de peneira de gotejamento e as bandejas de passagem de líquido é impedida. Na região de operação normal, o líquido que sobe na coluna de separação pinga em gotas da bandeja de fluxo duplo para a bandeja de fluxo duplo, ou seja, a fase contínua entre a bandeja de peneira de gotejamento é entremeada por uma fase líquida dispersada. Algumas das gotas que alcançam a bandeja de gotejamento são parcialmente pulverizadas.

De modo geral, cada bandeja de fluxo duplo, assim como cada bandeja de troca de material de acordo com a invenção está conectada, de modo alinhado, com as paredes da coluna. Existem também variantes de execução, nas quais entre a parede da coluna e a bandeja existe um espaço intermediário. Além das aberturas de passagem principais, as bandejas de fluxo duplo apresentam ainda, em regra, aberturas, que possibilitam, por exemplo, uma fixação da bandeja sobre anéis de suporte ou similares (vide, por exemplo, DE-A 10159823).

Bandejas de fluxo duplo, que podem ser usadas para os fins deste documento estão descritas, por exemplo, em Technische Fortschrittsberichte, Vol. 61, Grundlagen der Dimensionierung von Kolonnenbõden, páginas 196 a 211, Verlage Theodor Steinkopf, Dresden (1967) e na DE-A 10230219.

Neste documento, as bandejas de válvula referem-se a bandejas de corrente transversal, que possuem que apresentam perfurações de bandeja com válvulas de prato, de lastro ou de levantamento (aba flutuante), que se adaptam ao tamanho da abertura de passagem do vapor da respectiva carga da coluna. A corrente de gás que sobe é desviada, flui paralelamente à bandeja no líquido de refluxo acumulado e forma uma camada de espuma. Tubulações de dreno equipadas com reservatórios conduzem o fluxo de bandeja para bandeja. De modo freqüente, elas são configuradas em fluxo duplo. Elas podem, no entanto, ser também configuradas com três ou mais fluxos (por exemplo, com até oito fluxos). Em regra, é adequado que a direção dos fluxos seja aumentada com o diâmetro da coluna.

As bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção são apropriadas, de modo especial, para a execução de um processo de condensação fracionária de uma mistura gasosa de produto contendo ácido acrílico de uma oxidação parcial em fase gasosa catalisada heterogeneamente de precursores C3 do ácido acrílico com oxigênio molecular em uma coluna de separação de acordo com a DE-A 19924532, que contém, de baixo para cima, primeiramente bandejas de fluxo duplo e seguindo-se a estas, bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção.

Sob o termo "precursores C3" de ácido acrílico estão resumidos aqueles compostos químicos, que são obteníveis formalmente através da redução de ácido acrílico. Precursores C3 de ácido acrílico conhecidos são, por exemplo, propano, propeno e acroleína. Mas também compostos, tais como propionaldeído ou ácido propiônico podem ser incluídos entre os precursores C3. A partir destes, a oxidação parcial em fase gasosa catalisada heterogeneamente com oxigênio molecular é, pelo menos parcialmente, uma desidrogenação oxidativa.

Quando de oxidações parciais em fase gasosa catalisadas heterogeneamente relevantes, os precursores C3 de ácido acrílico conhecidos, são diluídos em regra com gases inertes, tais como, nitrogênio, CO, CO2, hidrocarbonetos inertes e/ ou vapor d'água, são passados através de catalisadores de óxido misto de metais de transição em mistura com oxigênio molecular em temperaturas elevadas, assim como, opcionalmente sob pressão elevada e são convertidos na mistura gasosa do produto contendo ácido acrílico. De modo típico, a mistura gasosa do produto contendo ácido acrílico da oxidação parcial em fase gasosa catalisada heterogeneamente de precursores C3 do ácido acrílico com oxigênio molecular com catalisadores que se encontram em estado agregado sólido é resumida como se segue:

de 1 a 30%, em peso, de ácido acrílico,

de 0,05 a 10%, em peso, de oxigênio molecular,

de 1 a 30%, em peso, de água,

de 0 a 5%, em peso, de ácido acético,

de 0 a 3%, em peso, de ácido propiônico,

de 0 a 1%, em peso, de ácido maleico e/ ou anidrido maleico,

de 0 a 2%, em peso, de acroleína,

de 0 a 1%, em peso, de formaldeído,

de 0 a 1%, em peso, de furfural,

de 0 a 0,5%, em peso, de benzaldeído,

de 0 a 1%, em peso, de propeno, e

como quantidade residual, gases inertes, tais que, por exemplo, nitrogênio, monóxido de carbono, dióxido de carbono, metano ou propano.

A oxidação em fase gasosa em si mesma pode ser executada tal como descrito no estado da arte. A partir de propeno, a oxidação em fase gasosa pode ser executada, por exemplo, em dois estágios de oxidação sucessivos, tal como descrito na EP-A 700714 e na EP-A 700893. Naturalmente, é também possível usar as oxidações em fase gasosa citadas na DE-A 19740253, assim como na DE-A 19740252.

Em geral, a temperatura da mistura de gás de produto que deixa a oxidação em fase gasosa é de 150 a 350°C, freqüentemente de 200 a 300°C.

Em um sistema de resfriamento rápido, a mistura gasosa do produto quente é primeiramente resfriada, de modo adequado, através de resfriamento direto a uma temperatura de 100 a 180°C, antes que ela seja conduzida junto com o líquido de resfriamento rápido usado com o fim da condensação fracionária na seção mais baixa (o fundo) da coluna de separação de acordo com a invenção contendo as bandejas de troca de material de corrente transversal de acordo com a invenção. A pressão operacional que domina na coluna é, em regra, de 0,5 a 5 bar, freqüentemente de 0,5 a 3 bar e muitas vezes de 0,5 a 2 bar.

Como dispositivo de resfriamento rápido, podem ser usados todos os aparelhos conhecidos para este fim no estado da técnica (por exemplo, purificadores de pulverização, purificadores Venturi, colunas de borbulhamento ou outros aparelhos tendo superfícies pulverizadas) em que, de modo preferido, são usados purificadores Venturi ou resfriadores de pulverização. É preferivelmente usado um aparelho de co-corrente (por exemplo, um jato com placa de incidência). Para resfriar ou aquecer indiretamente o líquido de resfriamento, este é, especialmente quando da partida, conduzido através de um transferidor de calor ou de um trocador de calor. São preferidos trocadores de calor de feixe de tubos, trocadores de calor de aquecimento por placas ou resfriamento a ar. Agentes refrigerantes apropriados são o ar, em resfriadores a ar e líquidos de resfriamento, em especial a água,em outros aparelhos de resfriamento.

Como líquido de resfriamento rápido, pode ser usado, por exemplo, líquido de fundo a partir da condensação fracionária de acordo com a invenção ou uma mistura de líquido de fundo e condensado obtido quando da dissociação de uma quantidade parcial do líquido de fundo e misturado com o inibidor de polimerização. Ou seja, quando necessário, é possível dissociar os oligômeros de ácido acrílico, que foram formados através de adição de Michael de modo reversível, e que estão presentes em uma porção do líquido de fundo continuamente removido a partir da coluna de separação de acordo com a invenção, através da ação de temperaturas mais elevadas (130 a 250°C e eventualmente mediante a adição de catalisadores de clivagem básicos ou ácidos sob pressão reduzida (por exemplo, 100 mbar ou 200 mbar a 500 mbar) para fornecer o ácido acrílico. O ácido acrílico, que é liberado sob forma vaporosa é condensado,de modo vantajoso, misturado com um inibidor de polimerização (por exemplo, fenotiazina em ácido acrílico removido em forma pura), combinado com o líquido de fundo remanescente removido, e é usado como o líquido de resfriamento rápido. A temperatura do líquido de resfriamento rápido, após deixar o trocador de calor mencionado, é, em regra, de 100 a 150°C. O ponto de introdução para a mistura da mistura gasosa do produto rapidamente resfriado a partir da oxidação catalítica em fase gasosa e o líquido de resfriamento rápido usado na coluna de separação de acordo com a invenção encontra-se no espaço de fundo desta coluna que, de modo vantajoso, contém um separador de gotícuias centrífugo integrado, e que é separado através de uma primeira bandeja de chaminé a partir das bandejas de fluxo duplo inferiores.

A bandeja de chaminé funciona simultaneamente como bandeja coletora, a partir da qual o condensado é removido em um modo contínuo e é conduzida ao espaço de fundo e/ ou ao espaço de resfriamento rápido. Acima da primeira bandeja de chaminé é montada uma primeira série de bandejas de fluxo duplo, em regra eqüidistantes na coluna de separação, que são completadas por uma segunda bandeja de chaminé (bandeja coletora). A partir desta segunda bandeja coletora, o ácido acrílico é removido, em um modo contínuo, em uma saída lateral, como uma fração de ponto de ebulição médio, que apresenta, normalmente, uma pureza de > 95 %, em peso. De modo vantajoso, este ácido acrílico bruto é alimentado a estágios de purificação adicionais destilativos e/ ou cristalizadores posteriores e pelo menos uma parte do líquido de fundo e ou licor mãe obtido quando desta destilação (retificação) e/ou cristalização é reciclado abaixo da segunda, mas acima da primeira bandeja coletora na coluna de separação de acordo com a invenção. De acordo com a invenção,o ácido acrílico bruto removido como fração de ponto de ebulição médio para o propósito de purificação adicional é alimentado a um estágio de cristalização. Quanto ao processo de cristalização a ser usado não existem restrições. A cristalização pode ser executada de um modo contínuo ou descontínuo, em um estágio único ou em vários estágios até os graus de pureza desejados. Quando requerido, é adicionada água ao ácido acrílico bruto a ser purificado por cristalização (em regra, esta está contida, em relação à quantidade de ácido acrílico contida, em até 10 %, em peso, na maioria das vezes em até 5%, em peso, de água).

É surpreendente que um ácido acrílico de grau de esterificação (pureza > 98% em peso) pode já ser obtido através de um único estágio de cristalização. De modo adequado, este estágio de cristalização é executado sob a forma de cristalização em suspensão, tal como é descrito na coluna 10 da DE-A 19924532. Os cristais de ácido acrílico resultantes a partir da cristalização em suspensão possuem uma aparência cúbica a paralelepípedo. A razão de comprimento (L) para a espessura (D) está, neste caso, usualmente na faixa de L:D = 1:1 a L: D = 6:1, de modo preferido na faixa de 1:1 a 4:1, e de modo especialmente preferido na faixa de 1,5:1 a 3,5:1. A espessura D dos cristais está usualmente na faixa de 20 a 600 μιη, de modo freqüente na faixa 50 a 300 μm. O comprimento L dos cristais está usualmente na faixa de 50 a 1500 μm, de modo freqüente de 200 a 800 μπι. Se o cristalizado da suspensão for separado a partir do licor mãe restante por meio de uma coluna de fiisão- lavagem (por exemplo, aquela de acordo com a DE-A 10223058, é até mesmo possível obter o ácido acrílico de grau superabsorvente (pureza > 99,7 %, em peso), ou seja, o ácido acrílico, que é apropriado para a preparação de poliacrilatos que superabsorvem água. Neste caso, de modo adequado, a quantidade total do licor mãe removido é reciclado ao interior da coluna de separação de acordo com a invenção.

No entanto, a cristalização pode ser também executada como uma cristalização de filme cadente fracionária, tal como recomendado pela EP-A 616998. Esta pode compreender, por exemplo, dois estágios de purificação (os cristalizadores de filme cadente apropriados para isto podem conter, por exemplo, de 1000 a 1400 tubos de cristalização com um comprimento de 10 a 15m e um diâmetro externo de 50 a 100 mm). O licor mãe removido no segundo estágio de purificação é reciclado, de modo adequado, ao primeiro estágio de purificação. O licor mãe removido no primeiro estágio de purificação é, de modo vantajoso, totalmente reciclado à coluna de separação de acordo com a invenção. O produto puro do primeiro estágio de purificação pode ser alimentado em sua totalidade ou apenas parcialmente ao segundo estágio de purificação. Se ocorrer apenas uma alimentação parcial, a quantidade residual restante é, em regra, misturada com o produto puro do segundo estágio de purificação para fornecer então o produto final pronto para o uso.

De acordo com a invenção, uma quantidade parcial do ácido acrílico bruto removido da segunda bandeja coletora é alimentado, de modo apropriado, à bandeja de fluxo duplo, que se encontra abaixo desta bandeja coletora. A esta bandeja é também alimentado, em regra, licor mãe. Antes da alimentação, o licor mãe é, em regra, aquecido a uma temperatura, que correspondente a cerca da temperatura de retirada do ácido acrílico.

Acima da segunda bandeja coletora, segue-se primeiramente uma segunda série de bandejas de fluxo duplo, adequadamente eqüidistantes, que estão encimadas, de modo apropriado, pelas bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção, dispostas de modo igualmente eqüidistante. A bandeja de fluxo duplo superior é freqüentemente configurada como uma bandeja de distribuição. Ou seja, ela apresenta, por exemplo, calhas de transbordamento, com transbordamento serrilhado.

As bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção são completadas com uma terceira bandeja de chaminé (bandeja coletora).

Acima da terceira bandeja coletora encontram-se bandejas de válvula, e modo preferido de fluxo duplo. O princípio das bandejas de válvula, assim como das bandejas de válvula que podem ser utilizadas de acordo com a invenção, encontram-se, por exemplo, in Technische Fortschrittsberichte, Volume 61, Grundlagen der Dimensionierung von Kolonnenbõden, p. 96 a 138. Elas são caracterizadas essencialmente pelo fato de que elas fornecem uma passagem apropriada para uma carga particular para o vapor que flui através de uma ampla faixa de cargas. Ou seja, nas aberturas da bandeja encontram-se gaiolas com aberturas que são fechadas através de peso. De acordo com a invenção, são especialmente preferidas as válvulas do Fabricante Stahl, DE, Viernheim. Na zona da bandeja é válvula é substancialmente condensada água, e também componentes menos voláteis do que a água. O condensado resultante é referido como água ácida.

A partir da terceira bandeja coletora, é continuamente retirada água ácida. Uma parte da água removida é reciclada à bandeja de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção superior na coluna. Uma outra parte da água ácida removida é resinada através de troca de calor indireta e, de modo adequado, pulverizada, e igualmente reciclada à coluna de separação de acordo com a invenção. Uma quantidade parcial é, neste caso, reciclada à bandeja de válvula superior (com uma temperatura de 12 a 22, de modo preferido de 12 a 17°C) e a outra quantidade parcial é reciclada a uma bandeja disposta de modo intermediário entre a terceira bandeja coletora e a bandeja de válvula superior na coluna de separação de acordo com a invenção (com uma temperatura de 18 a 32, de modo preferido de 18 a 25°C).

Uma parte do resfriamento é efetuada de tal modo que a água ácida seja alimentada através do evaporador de propileno, de modo a converter propileno para a oxidação em fase gasosa heterogeneamente catalisada, que foi armazenado sob forma líquida, ao interior da fase gasosa.

Os componentes mais voláteis que a água são removidos no topo da coluna de separação de acordo com a invenção e, normalmente, pelo menos parcialmente reciclados como gás de diluição à oxidação em fase gasosa. De modo a evitar a condensação no compressor de gás de circulação, o gás de descarga é primeiramente superaquecido através de troca de calor indireta. A parte do gás de descarga não reciclada é normalmente alimentada para a combustão.

Com o propósito de inibir a polimerização, é alimentada à bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a invenção uma solução de p-metoxifenol = MEHQ no produto bruto e opcionalmente, de modo adicional, uma solução de fenotiazina no produto bruto. Esta solução é também usada para a estabilização do produto bruto.

Em adição, é ainda alimentada uma solução de fenotiazina (= PTZ) no produto puro, aproximadamente no meio da seção de coluna com a bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a invenção.

Em princípio, a formação de água ácida pode ser também praticada fora da coluna de separação de acordo com a invenção. Neste caso, água será substancialmente condensada, de modo vantajoso, a partir da corrente gasosa de baixo ponto de ebulição removida a partir do topo da coluna, através de resfriamento direto, em uma região contendo dispositivos internos ou isenta de dispositivos internos, por meio de um segundo líquido de resfriamento rápido. O condensado obtido deste modo é novamente água ácida. Uma parte da água ácida é reciclada ao topo da coluna, de modo vantajoso, para o aumento da capacidade de separação nesta. Uma outra porção da água ácida será apropriadamente descarregada e descartada (por exemplo, queimada) e a parte restante da água ácida será resfriada indiretamente, usualmente em um trocador de calor externo, e usada como o segundo líquido de resfriamento rápido. Componentes da corrente de baixo ponto de ebulição, que são mais voláteis do que a água, irão novamente formar gás de descarga, que é normalmente reciclado, pelo menos parcialmente, como gás de circulação à oxidação em fase gasosa.

De modo preferido, as bandejas de fluxo duplo no processo de acordo com a invenção se estendem na coluna de separação de acordo com a invenção aproximadamente até à seção transversal na coluna de separação, a partir da qual o conteúdo de ácido acrílico do líquido de reciclo em direção ao topo da coluna é de < 20 %, em peso, em relação ao peso do líquido de refluxo.

O número de bandejas de fluxo duplo para o processo de separação de acordo com a invenção é, em regra, de 25 a 45. A sua razão de orifício é, de modo vantajoso, de 15 a 25%. Como locais de passagem, as bandejas de fluxo duplo a serem usadas de acordo com a invenção apresentam, de modo preferido, orifícios circulares com um diâmetro de círculo unitário. O último é, de modo apropriado, de 10 a 20 mm. Quando necessário, é possível estreitar ou alargar os diâmetros de orifício, de cima para baixo, na coluna de separação de acordo com a invenção e/ ou reduzir ou aumentar o número de orifícios (por exemplo, o diâmetro do orifício pode ser, unitariamente, de 14 mm e a razão de abertura de cima para baixo pode ser de 17,4% a 18,3%). No entanto, de acordo com a invenção, o número de orifícios pode ser também constante em todas as bandejas de fluxo duplo. Além disso, são também preferidas as bandejas de fluxo duplo com orifícios circulares em relação aos individuais, dispostos uniformemente em um passo rigorosamente triangular (vide, DE-A 10230219).

Além disso, as rebarbas de estampagem das aberturas de passagem puncionadas nas bandejas de fluxo duplo a serem usadas de acordo com a invenção na coluna de separação de acordo com a invenção apresentam-se voltadas para baixo (sendo deste modo evitada a formação indesejada de polímero).

De acordo com a invenção, é vantajoso quando o número de bandejas de fluxo duplo usadas para o processo de acordo com a invenção corresponde a cerca de 10 a 15 estágios de separação teóricos.

O número de bandejas de troca de material em corrente transversal vedadas hidraulicamente vedadas de acordo com a invenção, que se seguem às bandejas de fluxo duplo na coluna de separação de acordo com a invenção é, em regra, de 30 a 50. A sua razão de abertura é, de acordo com a invenção, de modo adequado, de 5 a 25%, de modo preferido de 10 a 20% (a razão de abertura fornece, de modo geral, a proporção percentual da seção transversal da passagem na seção transversal total; no caso das bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção ela está, de modo geral, apropriadamente, dentro da faixa antes mencionada).

De acordo com a invenção, são preferivelmente usadas bandejas de troca de material em corrente transversal de acordo com a invenção de fluxo único.

Em regra, o número de bandejas de corrente transversal vedadas hidraulicamente de acordo com o processo de acordo com a invenção deve ser tal, de modo a corresponder a cerca de 10 a 30, freqüentemente a cerca de 25 estágios de separação teóricos.

Tanto as bandejas de corrente transversal vedadas hidraulicamente de acordo com a invenção, como também aquelas bandejas de válvula, que devem ser usadas para o processo de acordo com a invenção apresentam pelo menos um dreno de descarga. Elas podem ser ambas tanto de fluxo único, como também de fluxo múltiplo, por exemplo, podem ser configuradas em fluxo duplo. Neste caso, as configurações em fluxo único podem apresentar mais do que um dreno de descarga. Em regra, as caixas de alimentação da bandeja de válvula são também vedadas hidraulicamente. De outro modo, as bandejas de corrente transversal vedadas hidraulicamente de acordo com a invenção, observadas a partir da orientação das fendas de transporte, podem apresentar a mesma configuração e disposição de passagens, chaminés e de coifas que as bandejas de Thormann conhecidas.

A inibição da polimerização sistema de resfriamento para a mistura gasosa do produto da oxidação em fase gasosa é tanto efetuada através de inibidores de polimerização contidos no líquidos de fundo usados para o resfriamento, como também através dos inibidores de polimerização contidos no condensado de clivagem usado conjuntamente para o resfriamento.

Como já mencionado, é geralmente adequado que a clivagem seja efetuada mediante a adição de um sal inorgânico, cuja adição a uma solução aquosa de um ácido de Brõnsted forte torna o pH da solução aquosa alcalino, tal como recomendado, por exemplo,na DE-C 2407236. Com base na quantidade de líquido de fundo a ser submetida à clivagem, a quantidade a ser adicionada de catalisador de clivagem é, em regra, de 0,1 a 5%, em peso. Exemplos de catalisadores de clivagem adequados de acordo com a invenção são KOH, K2CO3, KHCO3, NaOH, Na2CO3, NaHCO3, LiOH, Li2CO3 e CaCO3. Ou seja, catalisadores de clivagem apropriados são, de modo especial, os sais alcalinos e alcalino-terrosos de ácidos de Brõnsted orgânicos ou inorgânicos fracos, tais como, por exemplo, ácido fosfórico, ácido bórico, ácido carbônico, ácido fórmico ou ácido acético. Em outras palavras, são deste modo apropriados como catalisadores de clivagem, sobretudo, fosfatos, boratos, carbonatos, hidrogenocarbonatos, formatos e acetatos alcalinos e/ ou alcalino-terrosos.

De modo preferido, os catalisadores de clivagem são selecionados de tal modo que eles sejam solúveis sob as condições de clivagem no líquido de fundo. De acordo com a US-A 4293347, a presença de ftalatos de dialquila também possui um efeito vantajoso sobre a clivagem relevante. De modo geral, uma clivagem integrada é executada sob uma pressão de < 1 bar e em uma temperatura de 130 a 250°C.

De modo vantajoso, a pressão para a clivagem é de 25 a 600, de modo preferido de 100 a 300 mbar. A temperatura de clivagem é, de modo vantajoso, de 140 a 230°C, de modo preferido de 160 a 200°C. Se a clivagem for executada de modo contínuo (o processo de acordo com a invenção é executado preferivelmente de modo contínuo), então o tempo de permanência no reator de clivagem é de 0,5 a 4 horas. De modo mais simples, a clivagem de acordo com a invenção é executada, de modo integrado, em um evaporador de circulação- descompressão forçada. Como descrito na US-A 5733075, assim como na DE-A 4101879, é possível executar a clivagem dos oligômeros de ácido acrílico, em princípio, sem a adição de ácidos especiais ou de catalisadores de dissociação básicos. Como tais, podem ser citados, por exemplo, ácido dodecilbenzenossulfônico, ácido p-toluenossulfônico, ácido sulfurico, os catalisadores ácidos sólidos da JP-A 3-1789949, ou os sais inorgânicos já mencionados. Em regra, o reator de clivagem é operado na presença de fluxo de ar durante a clivagem.

O resíduo pouco volátil, que permanece no reator de clivagem, é, de modo geral, no processo de acordo com a invenção, alimentado para o seu descarte, por exemplo, a sua combustão. Quando necessário, o resíduo de clivagem pode ser mantido em estado líquido através da adição de um solvente orgânico, por exemplo, de metanol.

A temperatura no fundo da coluna de acordo com a invenção é, de modo típico, de 90 a 150°C, enquanto que a temperatura na bandeja de corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a invenção superior é tipicamente de 40 a 95°C, freqüentemente de 60 a 90°C. A temperatura de retirada do ácido acrílico bruto é, usualmente, de 80 a 110°C.

O uso conjunto de bandejas de troca de material de acordo com a invenção condiciona uma ação de separação melhorada, que é apresentada através de um conteúdo de ácido acrílico diminuído na água ácida. Além disso, elas permitem uma operação estável da coluna de separação de acordo com a invenção, o que é denotado por uma menor variação de queda de pressão por bandeja.

Deste modo, é possível a obtenção de purezas de ácido acrílico bruto removido através da saída lateral de > 96,6 %, em peso. Em regra, estão presentes os seguintes conteúdos de componentes secundários no ácido acrílico bruto:

< 0,9%, em peso, de ácido acético,

< 1,13%,em peso, de água,

< 0,025%, em peso, de ácido fórmico,

< 0,0015%, em peso, de formaldeído,

< 0,01%, em peso, de acroleína,

< 0,075%), em peso, de ácido propiônico,

< 0,42%, em peso, de furfurais,

< 0,025%), em peso, de acrilato de alila,

< 0,0001%,em peso, de formato de alila,

< 0.5%), em peso, de benzaldeído,

< 0,17%, em peso, de anidrido maleico,

< 0,5%, em peso, de ácido diacrílico,

< 0,025%, em peso, de fenotiazina, e

< 0,014%, em peso, de MEHQ.

Outros componentes além destes não podem ser, em regra, detectáveis. O processo de acordo com a invenção não necessita, de modo geral, nenhum aporte de energia. Pelo contrário, a mistura gasosa do produto contribui com um conteúdo de energia suficiente.

Exemplo e Exemplo Comparativo:

1. Exemplo Comparativo (é descrito o estado estacionário) A partir de uma oxidação em fase gasosa catalisada heterogeneamente de propileno, foi obtida uma mistura gasosa do produto, que apresenta uma temperatura de 270°C, com a seguinte composição:

10,2874%, em peso, de ácido acrílico,

0,2137%, em peso, de ácido acético,

3,8823%, em peso, de água,

0,0230%, em peso, de ácido fórmico,

0,0866%, em peso, de formaldeído,

0,1590%, em peso, de acroleína,

0,0024%), em peso, de ácido propiônico,

0,0030%), em peso, de furfural,

0,0013%, em peso, de acrilato de alila,

0,0003%, em peso, de formato de alila,

0,0022%), em peso, de formaldeído,

0,1182%, em peso, de anidrido maleico,

0,0098%, em peso, de ácido benzóico,

1,9668%, em peso, de CO2,

0,6426%, em peso, de CO,

0,6021%), em peso, de propano,

0,3199%, em peso, de propileno,

3,3350%), em peso, de O2, e

78,3442%, em peso, de N2.

Não foram detectados outros componentes.

A mistura gasosa do produto (190363 kg/h) foi resfriada em um resfriador de pulverização operado em co-corrente através de resfriamento a uma temperatura de 136,4°C.

O líquido usado para o resfriamento direto (líquido de resfriamento rápido) era uma mistura de líquido de fundo, que foi removida a partir de uma coluna de separação como descrito a seguir, e do condensado de clivagem inibido por polimerização (obtidos através da clivagem de uma quantidade parcial do líquido de resfriamento rápido, condensação da fase gasosa resultante e adição do produto puro inibido por polimerização).

A composição do líquido de resfriamento rápido era a seguinte:

16,0276%, em peso, de ácido acrílico,

0,0861%, em peso, de ácido acético,

0,3278%), em peso, de água,

0,0045%, em peso, de ácido fórmico,

0,0004%, em peso, de formaldeído,

0,0070%, em peso, de acroleína,

0,0095%, em peso, de ácido propiônico,

0,2356%, em peso, de furfurais,

0,0004%, em peso, de acrilato de alila,

0,7910%, em peso, de benzaldeído,

4,8366%, em peso, de anidrido maleico,

4,9676%), em peso, de ácido benzóico,

25,7217%, em peso, de ácido diacrílico,

32,9952%), em peso, de ácido poliacrílico, (produto de adição de Michael), 1,3116%>,em peso, de fenotiazina,

0,9970%, em peso, de MEHQ, e

11,6806%), em peso, de outros componentes de alto ponto de ebulição.

O condensado de clivagem inibido por polimerização (588 kg/h) apresentou a seguinte composição:

72,0817%),em peso, de ácido acrílico,

0,1114%), em peso, de ácido acético,

0,4236%, em peso, de água,

0,005 8%, em peso, de ácido fórmico, 0,0006%, em peso, de formaldeído,

0,0090%, em peso, de acroleína,

0,0122%, em peso, de ácido propiônico,

0,3000%, em peso, de furfural,

0,0006%, em peso, de acrilato de alila,

1,0000%, em peso, de benzaldeído,

6,0000%, em peso, de anidrido maleico,

5,2295%, em peso, de ácido benzóico,

13,6970%, em peso, de ácido diacrílico,

0,0287%, em peso, de fenotiazina, e

1,1000%, em peso, de MEHQ.

Uma porção (2049 kg/h) do líquido de resfriamento rápido foi removida, de modo contínuo, e alimentada à clivagem. Esta foi executada sob uma pressão de 300 mbar e em uma temperatura de 181,4°C. O gás de clivagem deixou o aparelho de clivagem através de um separador de gotículas centrífugo com uma temperatura de 175°C.

O resíduo da clivagem foi alimentado à combustão mantido em estado líquido através da adição de metanol.

O restante do líquido de resfriamento rápido (595399 kg/h) foi alimentado a um trocador de calor de feixe de tubos e a seguir usado, com uma temperatura de 130,7°C, para o resfriamento direto da mistura gasosa do produto.

A mistura resultante do resfriamento direto da mistura gasosa do produto resinado e do líquido de resfriamento rápido foi alimentada ao fundo da coluna de separação (para a condensação fracionária). A altura da coluna de separação era de 54,3 m.

O diâmetro da coluna de separação na região das bandejas de Thormann foi de 6,5 m e de outro modo de 6,0 m.

Um separador de gotículas centrífugo foi integrado à zona de fundo da coluna, o que impediu com que as gotículas do líquido de resfriamento rápido fossem arrastadas para cima a partir da região de fundo.

A região de fundo foi completada em uma altura de coluna(como todas as alturas, calculada a partir do fundo da coluna) de 7,80 m por meio de uma primeira bandeja coletora (bandeja coletora; bandeja de chaminé com cerca de 16 chaminés cobertas uniformemente distribuídas; diâmetro de chaminé: 600 mm; altura da chaminé: 1 m).

A bandeja coletora foi configurada com parede dupla com um gradiente de 2o para dentro e com uma taça de remoção central e um bocal de retirada (DN -200). A seção transversal de gás livre foi de aproximadamente cerca de 30%.

55740 kg/h do líquido de refluxo foram removidos a partir da primeira bandeja coletora e alimentados à região de fundo. A composição deste líquido de refluxo foi a seguinte: 82,0869%, em peso, de ácido acrílico,

0,3204%, em peso, de ácido acético, 1,0184%, em peso, de água, 0,0123%, em peso, de ácido fórmico, 0,0015%, em peso, de formaldeído, 0,0131 %, em peso, de acroleína,

0,0556%, em peso, de ácido propiônico, 1,2451%, em peso, de furfurais, 0,0022%), em peso, de acrilato de alila, 0,0001%, em peso, de formato de alila, 2,8634%, em peso, de benzaldeído,

8,7895%, em peso, de anidrido maleico, 0,6606%, em peso, de ácido benzóico, 2,6725%, em peso, de ácido diacrílico, 0,0477%, em peso, de fenotiazina, e 0,2289%, em peso, de MEHQ.

A temperatura foi de 102,7°C. A pressão foi de 1,48 bar. 2,0 m acima da primeira bandeja coleta encontra-se a primeira das próximas 15 bandejas de fluxo duplo. Estas bandejas de fluxo duplo (diâmetro de orifício unitário 14 mm, número de orifícios unitários 33678, razão de aberturas unitárias 18%) foram colocadas equidistantemente com uma distância de bandeja de 380 mm. As aberturas de passagem eram compostas por aberturas circuladas de diâmetro unitário de 14 mm, em que as rebarbas de puncionamento na coluna de separação estavam voltadas para baixo. A razão de abertura foi de cerca de 20%> A disposição do ponto médio do círculo de passagem seguiu um passo rigorosamente triangular. A próxima distância entre dois pontos médios circulares foi de 30 mm.

A décima quinta bandeja de fluxo duplo foi configurada como uma bandeja de distribuição. Para este fim, ela continha dois tubos de inserção (DN -150) com 30 orifícios de perfurados (diâmetro: 15 mm) por cada tubo de inserção.

A primeira série de bandejas de fluxo duplo foi completada com uma segunda bandeja coletora (bandeja coletora; bandeja de chaminé com cerca de 16 chaminés cobertas distribuídas uniformemente; alturas de chaminés de cerca de 1,70 m, taças de remoção centrais de -30%, que foi montada 1,50 m acima da última bandeja de fluxo duplo.

A partir desta segunda bandeja coleta foi removido continuamente ácido acrílico bruto, com a composição que se segue:

96,6109%, em peso, de ácido acrílico,

0,9%, em peso, de ácido acético,

1,1219%, em peso, de água,

0,0250%, em peso, de ácido fórmico,

0,0015%, em peso, de formaldeído,

0,0098%, em peso, de acroleína, 0,0748%, em peso, de ácido propiônico,

0,4141%, em peso, de furfurais,

0,0025%, em peso, de acrilatos de alila,

0,0001%, em peso, de formato de alila,

0,144P/o, em peso, de benzaldeído,

0,1667%), em peso, de anidrido maleico,

0,4935%), em peso, de ácido diacrílico,

0,0216%, em peso, de fenotiazina, e

0,0134%, em peso, de MEHQ.

89638 kg/h de ácido acrílico bruto removido com uma

temperatura de 99,5°C foram reciclados à décima quinta bandeja de fluxo duplo (calculado a partir de baixo).

33152 kg/h do ácido acrílico bruto removido com uma temperatura de 99,5°C foram alimentados a uma cristalização de filme cadente com dois estágios de purificação de acordo com a EP- A 616 998. Depois disso, a sua temperatura foi resfriada a 29°C através de troca de calor indireta.

O produto puro do primeiro estágio de purificação foi alimentado, em sua totalidade, ao segundo estágio de purificação (26940 kg/ 20 h). A sua composição foi a que se segue:

98,9773%, em peso, de ácido acrílico,

0,4552%, em peso, de ácido acético,

0,2696%, em peso, de água,

0,0127%), em peso, de ácido fórmico,

0,0003%, em peso, de formaldeído,

0,0019%), em peso, de acroleína,

0,0425%, em peso, de ácido propiônico,

0,0802%, em peso, de furfural,

0,0005%), em peso, de acrilato de alila, 0,0279%, em peso, de benzaldeído,

0,0323%, em peso, de anidrido maleico,

0,0955%, em peso, de ácido diacrílico, e

0,0042%, em peso, de fenotiazina.

O licor mãe do segundo estágio de purificação foi totalmente reciclado ao primeiro estágio de purificação. O licor mãe do primeiro estágio de purificação foi introduzido em um tanque e, a partir deste, com uma temperatura de 90°C, reciclado em uma quantidade de 12678 kg/ h à décima quinta bandeja de fluxo duplo (contada a partir de baixo). A composição deste licor mãe reciclado era a que se segue:

91,6109%, em peso,de ácido acrílico,

2,0442%, em peso, de ácido acético,

2,8648%, em peso, de água,

0,0569%, em peso, de ácido fórmico,

0,0038%, em peso, de formaldeído,

0,0252%, em peso, de acroleína,

0,1616%, em peso, de ácido propiônico,

1,0668%, em peso, de furfural,

0,0064%, em peso, de acrilato de alila,

0,3713%, em peso, de benzaldeído,

0,4295%, em peso, de anidrido maleico,

1,2712%), em peso, de ácido diacrílico,

0,0556%), em peso, de fenotiazina, e

0,0350%, em peso, de MEHQ.

20475 kg/h de produto puro foram retirados a partir do segundo estágio de purificação, que apresentou a seguinte composição:

99,709%, em peso, de ácido acrílico,

0,1915%, em peso, de ácido acético,

0,0428%, em peso, de água, 0,0053%, em peso, de ácido fórmico,

0,0002%, em peso, de acroleína,

0,0210%, em peso, de ácido propiônico,

0,0100%, em peso, de furfural,

0,0001%, em peso, de acrilato de alila,

0,0035%, em peso, de benzaldeído,

0,0040%, em peso, de anidrido maleico,

0.0119%, em peso, de ácido diacrílico, e

0,0005%, em peso, de fenotiazina.

1991 kg/h deste ácido acrílico puro foram misturados com

PTZ, de tal modo que resultou uma solução, que continha 1,5%, em peso, de

PTZ dissolvido (solução de inibidor 1).

38 kg/h deste ácido acrílico puro foram misturados com MEHQ, de tal modo que resultou uma solução, que continha 30%, em peso, de MEHQ (solução de inibidor 2).

10kg/h da solução de inibidor 1 foram usados para estabilizar o condensado da clivagem. 243 kg/ h da solução de inibidor 1 foram usados para estabilizar 18496 kg/ h de ácido acrílico puro.

De modo detalhado, a cristalização de filme cadente foi executada como se segue (vide Figura 13). A corrente de ácido acrílico resfríada alimentada à cristalização de filme cadente foi primeiramente passada sobre um filme Fl (com o propósito de remoção do polímero; filtro de cesta tendo uma largura de malha de cerca de 250 μm) e então alimentada a um tanque de armazenamento Bl (a totalidade do equipamento de cristalização foi produzida em aço inoxidável; o tanque de armazenamento foi equipado com um dispositivo de aquecimento; volumes típicos do tanque de armazenamento Bl estão na faixa de 250 a 600 m3; de modo usual, o tanque de armazenamento Bl não é agitado).

A partir deste, o ácido acrílico bruto foi passado, por meio da bomba PI, como a corrente 2, ao interior do reservatório de armazenamento B2 da planta de cristalização em camadas. Como no caso da cristalização em camadas se trata de um processo em batelada, o primeiro estágio de purificação do reservatório de armazenamento B2 foi carregado com ácido acrílico bruto como material de partida (Corrente 3). Após a cristalização parcial deste ácido de alimentação, o ácido residual líquido restante e o ácido exsudativo, que ocorre quando da exsudação (vide a descrição da seqüência de estágios a seguir) foram deixados escorrer ao interior do recipiente B3 como a corrente 9. O ácido acrílico enriquecido em impurezas, coletado no recipiente B3, foi alimentado continuamente por meio da bomba P3 como a corrente 10 ao interior do tanque B6 e deste, reconduzido como a corrente 11 à décima quinta bandeja de fluxo duplo (contada a partir de baixo) da coluna de separação. A camada de cristal deixada após o término da exsudação do estágio de purificação Rl foi fundida no cristalizador (primariamente através de aporte de calor indireto) e colocada à disposição imediatamente no mesmo aparelho de cristalização do segundo estágio de purificação R2 (corrente 4). O líquido residual que permaneceu após a cristalização parcial e a exsudação no estágio de purificação R2 foi deixado escorrer como a corrente 7 ao interior do recipiente B4 e, por meio da bomba 2, transferido como a corrente 8 ao recipiente de armazenamento B2. O cristalizado do estágio de purificação R2, que restou após a exsudação, foi fundido de modo igual ao caso do estágio de purificação 1 e, depois disso, deixado escorrer como a corrente 5 ao interior do recipiente coletor B5 (uma corrente parcial foi usada para a preparação da solução de inibidor 2).

O produto puro do segundo estágio de purificação R2 foi usado no recipiente S para a preparação da solução de inibidor 1, mediante a adição do estabilizador 6 (PTZ) (em vez de e/ ou junto com o ácido acrílico puro, a corrente lateral S3 e/ ou os cristais fundidos do estágio Rl (ou seja, S2) poderia ser usado para a preparação da solução de inibidor e/ou 2). A solução de inibidor 1 foi adicionada como a corrente S4 ao produto puro fundido do estágio de purificação no recipiente B5, de modo a ajustar a concentração de estabilizador desejada no ácido acrílico puro. Como a corrente 5, foi adicionada a solução de inibidor 1, entre outros, com o propósito de estabilização da coluna de separação. Os estágios de purificação foram usados na seqüência R1-R2, R1-R2, R1-R2... em um modo repetido.

Ambos os estágios de purificação Rl e R2 foram praticados em dois cristalizadores de filme cadente do Fabricante Sulzer Chemtec AG, que foram operados em paralelo. Cada cristalizador continha 1278 tubulações de filme cadente com um comprimento de 12 m e um diâmetro externo de 70 mm. O diâmetro interno foi de 67 mm. Nas tubulações, o ácido a ser cristalizado introduzido através de uma bomba de circulação, fluiu como um filme cadente sobre a superfície interna. Através da superfície externa da tubulação, foi igualmente possível alimentar um meio de transferência de calor de calor (CTM), fornecido através de uma bomba de circulação, sob a forma de um filme cadente. Como CTM, foi usada uma mistura de água/glicol, cujo ponto de congelamento estava abaixo de < - 25°C (em alternativa, poderia ser também usada uma mistura de água/ metanol, cujo ponto de congelamento estivesse <-25°C). A quantidade de transporte máxima dos dois catalisadores foi de cerca de 1201 de ácido/ batelada a ser purificada.

Os tanques B2 e B5 pertencentes à planta de cristalização eram recipientes não- agitados, aquecidos por traço (com tubulações de aquecimento por traço enroladas, através da quais uma mistura de água /glicol aquecível, apropriada, foi enviada) com volumes entre 40 e 150 m.

Os dois cristalizadores foram conectados a um sistema de aquecimento/ resfriamento, com o qual a temperatura do meio de transferência de calor, que corre sobre a superfície externa da tubulação de cristalização, pode ser variada, de acordo com a necessidade. O sistema de aquecimento/ resfriamento consistiu substancialmente uma planta de refrigeração por compressão para o fornecimento de energia de resfriamento e de aquecimento e de recipientes de armazenamento para estabilizar os meios de transferência de calor em diferentes temperaturas.

Os estágios de purificação individuais Rl ou R2 foram configurados como se segue. Após o enchimento do cristalizador com o ácido a ser purificado e mediante circulação do ácido, foi iniciado um programa de resfriamento com o meio de transferência de calor. Mediante redução da temperatura, as superfícies internas da tubulação de cristalização foram congeladas com uma camada de cristal de espessura desejada. Quando foi alcançada a massa desejada de ácido congelado, foram interrompidos o resfriamento e a circulação do ácido e o ácido líquido residual restante foi escorrido. A seguir, mediante o aumento da temperatura do meio de transferência de calor em um assim denominado estágio de exsudação, a temperatura da camada de cristal foi aumentada. Neste caso, ocorreu uma fusão parcial das camadas de cristal, principalmente na região de cristalizado impuro (que apresenta um ponto de fusão reduzido através de impurezas). O líquido de exsudação presente foi igualmente drenado a partir do cristalizador. Depois disso, a camada de cristal que restou após o término do processo de exsudação foi fundida mediante aumento da temperatura do CTM acima do ponto de fusão do ácido puro. Após ser fornecido um conteúdo de líquido suficiente, a bomba de circulação de ácido foi novamente acionada. Após a completa fusão das camadas de cristal, a fusão obtida foi drenada como um líquido purificado.

As condições operacionais apropriadas para os estágio de purificação são fornecidas, de modo típico, pela tabela que se segue, em que os valores entre parênteses indicam a faixa usada. Tabela

<table>table see original document page 39</column></row><table>

As bombas usadas eram bombas centrífugas. De resto, o procedimento foi como na EP-A 616998.

10,50 m acima da segunda bandeja coletora foi disposta a primeira de 21 bandejas de fluxo duplo adicionais do tipo já descrito (diâmetro de orifício unitário novamente de 14 mm, mas número de orifícios unitários de 32020 e razão de abertura unitária de 17,4 %), que foram dispostos novamente de modo eqüidistante com uma distância de bandeja de 380 mm. A última destas 21 bandejas de fluxo duplo foi configurada com canais de transbordamento com transbordamento serrilhado como uma bandeja de distribuição.

800 mm acima da última bandeja de fluxo duplo, a coluna de separação começou a se expandir de um modo cônico. 1500 mm acima da última bandeja de fluxo duplo, esta expansão terminou em um diâmetro de coluna de 6,50.

Nesta altura, isto é, 1,50 m acima da última bandeja de fluxo duplo, foi iniciada uma disposição eqüidistante (distância de bandeja = 1500 mm) de 28 bandejas de Thormann convencionais, de fluxo único. As bandejas de Thormann foram configuradas de tal modo que, a disposição das ranhuras 20 de transporte nas coifas das bandejas de Thormann resultou em uma direção de fluxo oposto de líquido, em cada caso, em canais sucessivos na direção de fluxo transversal. A razão de abertura das bandejas de Thormann foi de 14%. A razão da superfície da chaminé para a superfície de saída ranhurada foi de 0,8. A altura da chaminé e a altura do reservatório de transbordamento foi de 40 mm. O afastamento do fundo dos borbulhadores (distância entre a extremidade da ranhura inferior e a bandeja) foi de 10 mm. A altura da ranhura foi de 15 mm. O ângulo entre ranhura angulada obliquamente e a extremidade longitudinal da coifa foi, no máximo, de 800 mm. Na região periférica da coluna, o comprimento da coifa foi reduzido para 200 mm devido a razões de adaptação à circularidade da coluna. A distância entre duas coifas que se encontram em direção transversal sobre uma linha foi de 66 mm. A superfície de descarga da caixa de descarga foi de 1,5% em relação à superfície transversal da bandeja. A largura entre as duas extremidades longitudinais da coifa foi de 64 mm.

Na altura da bandeja de Thormann superior, a coluna de 1separação começou novamente a se afunilar conicamente. 700 mm acima da bandeja de Thormann superior, este estreitamento foi completado e o diâmetro da coluna foi novamente contraído para 6,00 m.

1,70 m acima da bandeja de Thormann superior, encontra-se a terceira bandeja coletora (bandeja coletora, bandeja de chaminé com 16 chaminés aproximadamente uniformemente distribuídas, altura da chaminé = 1,50 m).

A partir da terceira bandeja coletora, foram removidos 534403 kg/ h de água ácida com uma temperatura de 58,10C e sob uma pressão de 1,24 bar.

A composição da água ácida foi a que se segue:

9,3861%, em peso, de ácido acrílico, 4,4554%, em peso, de ácido acético, 83,2650%, em peso, de água, 0,5429%), em peso, de ácido fórmico, 2,2754%, em peso, de formaldeído,

0,0374%, em peso, de acroleína,

0,0079%, em peso, de ácido propiônico,

0,0087%, em peso, de furfurais,

0,0189%, em peso, de formato de alila,

0,0002%, em peso, de benzaldeído, e

0,0001%, em peso, de MEHQ.

26618 kg/h da água ácida removida (58,10C) foram reciclados junto com 54 kg/h de solução de inibidor 2 (17,6°C) à bandeja de Thormann superior.

7249 kg/h da água ácida removida foram alimentados para a incineração.

300321 kg/h da água ácida removida foram reciclados em uma temperatura de 15°C à sexta das bandejas de válvula a serem descritas a seguir (contada a partir de baixo).

200214 kg/h da água ácida removida foram reciclados a uma temperatura de 12,7°C à bandeja de válvula superior a ser descrita a seguir.

A décima quarta bandeja de Thormann (contada a partir de baixo), foram alimentados 1742 kg/h de solução de inibidor 1, em uma temperatura de 15,1°C.

2300 mm acima da terceira bandeja de coleta foram colocadas 11 bandejas de válvula de fluxo duplo em uma disposição eqüidistante (separação de bandeja = 500 mm). A altura do reservatório de descarga foi de 35 mm. A razão de abertura foi de 18% e a soma das superfícies de descarga da caixa de descarga de duas bandejas de válvula sucessivas foi de 10% da superfície de corte transversal da coluna. Como válvulas, podem ser usadas as válvulas VY12 do Fabricante Stahl, DE, Viernheim.

A pressão no topo da coluna foi de 1,2 bar.

No topo da coluna, foram eliminados a partir da coluna de separação 164001 kg/h de gás de descarga em uma temperatura de 14°C, que tinham a seguinte composição:

0,0563%, em peso, de ácido acrílico,

0,0293%, em peso, de ácido acético,

0,8212%, em peso, de água,

0,0015%, em peso, de ácido fórmico,

0,1829%, em peso, de acroleína,

0,0004%, em peso, de furfurais,

0,0006%, em peso, de formato de alila,

2,2830%, em peso, de CO2,

0,7459%, em peso, de CO,

0,6989%, em peso, de propano,

0,3713%, em peso, de propileno,

3,8711%, em peso, de O2,

90,9375%, em peso, de N2.

Em um trocador de calor indireto, o gás de descarga foi aquecido a 38°C e a seguir 97099 kg/h deste gás de descarga foram reciclados por meio de um compressor de gás de ciclo como gás de diluição à oxidação de fase gasosa e 66902 kg/ h do gás de descarga foram alimentados à incineração.

A operação das bandejas de Thormann foi caracterizada por variações na perda de pressão da bandeja de Thormann individual de até 1 mbar por bandeja. Disto resultaram variações na queda de pressão das bandejas de fluxo duplo de até 0,5 mbar por bandeja de fluxo duplo.

A queda de pressão da primeira de sete bandejas de Thormann (contadas a partir de baixo) foi, em média, de cerca de 8 mbar por bandeja de Thormann, caindo para 5 mbar por bandeja de Thormann com o aumento da altura da coluna.

2. Exemplo (operação em estado estacionário) O procedimento foi o mesmo que no Exemplo Comparativo. As bandejas de Thormann foram configuradas de tal modo que as ranhuras de transporte das coifas das calhas de correntes dispostas em série na direção de corrente transversal fossem respectivamente dispostas em uma direção, em pares, de tal modo que as correntes de líquido em tais calhas imediatamente sucessivas não estivessem mais opostas, porém tais pares de calhas de corrente sucessivas transportassem na mesma direção, e que a direção da corrente só fosse alterada de par para par. Em adição, foram dispostas sobre cada coifa, que limitava uma troca de direção, sobre todo o comprimento da coifa (máximo 800 mm, mínimo 200 mm), placas condutoras intermediárias, com 100 mm de altura. Além disso, a distância entre duas coifas que se encontravam sobre uma linha em direção transversal, que limitavam uma troca de direção, foi reduzida e 50 mm para 25 mm.

No caso de igual composição e quantidade de mistura gasosa do produto de oxidação em fase gasosa catalisada heterogeneamente e o ácido acrílico bruto removido a partir da coluna de separação tivesse substancialmente a mesma composição, o conteúdo de ácido acrílico na água ácida foi reduzido de 9,3861%, em peso, a 7,5%, em peso, o que confirmou a melhora da ação de separação das placas de Thormann modificadas de acordo com a invenção. Ao mesmo tempo, foram reduzidas ainda as variações de queda de pressão na região das placas de Thormann modificadas de acordo com a invenção de 1 mbar para 0,3 mbar por bandeja e as variações e de queda de pressão das bandejas na região das bandejas de fluxo duplo foram de 0,5 mbar a cerca de 0,1 mbar por bandeja de fluxo duplo. Isto permitiu uma operação substancialmente mais estável da coluna de separação, o que foi manifestado em menores variações da regulação da temperatura que estava instalada na 45a bandeja a partir do fundo (quando a temperatura na 45a bandeja subiu, o refluxo de água ácida na coluna de separação foi aumentado,e quando esta temperatura caiu, menos água ácida foi reciclada à coluna de separação), e as variações na qualidade do ácido acrílico bruto retirado foram diminuídas.

O material da coluna de separação e das bandejas contidas nesta era composto de aço inoxidável do tipo 1.4571.

Claims (9)

1. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente (1), que é apropriada como um dispositivo interno em colunas de separação para a troca de material entre líquidos e gases, com calhas (6) que transportam o material dispostas em uma distância paralela uma à outra e aberturas de passagem de gás (7) dispostas entre as calhas, que são cobertas por coifas longitudinais (4), cujas ambas extremidades longitudinais (4a) estão imersas no líquido das calhas (6) e que apresentam ranhuras de saída de gás (5) com superfícies condutoras (5 a), que dirigem as saídas de gás ao interior do líquido em uma direção oblíqua, de modo a gerar a direção da corrente de líquido nas calhas, em que o lado longitudinal da coifa está disposto perpendicularmente à direção da corrente transversal do líquido, que é caracterizada pelo fato de que, em pelo menos duas calhas (6) sucessivas na direção da corrente transversal, as superfícies condutoras (5a) das coifas (4) estão direcionadas de tal modo que o líquido nestas calhas (6) flui na mesma direção e o líquido restante é conduzido através da totalidade das calhas (6) em forma de meandro.

2. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as calhas (6) são interrompidas por canais transversais (9), que estão dispostas perpendicularmente às calhas (6).

3. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que os canais transversais apresentam estreitamentos, onde duas regiões de bandeja (13) com direções de corrente opostas estão limítrofes.

4. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que os estreitamentos são formados por meio de aberturas de saída de gás (7) e/ ou coifas (4) dispostas estreitamente entre si no lado extremo.

5. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que, sobre o lado superior de pelo menos algumas coifas (4), estão fixadas placas condutoras, que se projetam a partir das mesmas.

6. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que placas condutoras estão fixadas pelo menos ao lado superior daquelas coifas (4), que separam, uma da outra, as regiões de bandeja (13) de direção de corrente oposta.

7. Bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o lado superior das coifas (4) apresenta um achatamento, em pelo menos uma extremidade da coifa (4), que se estende tanto quanto a extremidade.

8. Coluna de separação, caracterizada pelo fato de que contém pelo menos uma bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente (1) como definida na reivindicação 1.

9. Coluna de separação de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que contém como dispositivo interno separador, bandejas de fluxo duplo abaixo de. dita pelo menos uma bandeja de troca de material em corrente transversal vedada hidraulicamente (1).