BR112013015291B1 - Aparelho de contato de coluna para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311), e método - Google Patents
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Abstract
aparelho de contato de coluna para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311), e método a invenção é um aparelho de contato de coluna para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311), contendo dois ou mais estágios de corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112) no recipiente de coluna(11, 211, 311) em uma direção vertical, uma porção de espaço formada entre os estágios respectivos dos corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112) e uma porção de alinhamento de fluxo como meio de prevenção de contrafluxo fornecido na porção de espaço entre os respectivos estágios de tal modo que a porção de alinhamento de fluxo não seja colocada em contato com os corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112), a porção de alinhamento de fluxo incluindo uma pluralidade de furos com diâmetros de furo de 0,5 mm a 8 mm.
Description
APARELHO DE CONTATO DE COLUNA PARA CONTATAR GÁS COM LÍQUIDO EM
UM FLUXO ASCENDENTE EM UM RECIPIENTE DE COLUNA(11, 211, 311),
E MÉTODO
Campo da invenção
| [0001] | A presente | invenção | refere-se a um | aparelho | de | |
| contato | de coluna | e | a um | método para operar | o mesmo | para |
| contatar | gás com | líquido | (a | seguir, condensado para | gás- |
líquido) em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311).
Antecedentes da invenção [0002] Como métodos para reagir duas fases de gás e líquido (duas fases de gás-líquido) em uma coluna de reação na qual catalisador é acomodado, um método do tipo de fluxo descendente ou do tipo co-corrente para baixo (publicação de patente em aberto de fase nacional Japonesa no. 2004/522567 (pedido norte americano US2002/0076372)) no qual o gás-líquido é fluído do topo para a parte inferior e reagido e um método do tipo fluxo ascendente ou tipo co-corrente para cima (JP-A 2003-176255 (pedido norte americano US2003/0050510)) no qual o gás-líquido é fluído da parte inferior para o topo e reagido são conhecidos. Como um corpo de suporte do catalisador utilizado nesses métodos, um corpo estrutural de colmeia ou um corpo estrutural monólito configurado por uma pluralidade de canais tubulares estreitos, paralelos é utilizado uma vez que uma perda de pressão quando fluido flui é pequena.
[0003] Como um regime de fluxo do fluxo de duas fases gáslíquido fluindo através dos canais tubulares estreitos configurando o corpo estrutural de colmeia, o fluxo de Taylor no qual bolhas de gás e carga de líquido fluem alternadamente
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2/124 é conhecido. No fluxo de Taylor acima mencionado, uma vez que é um filme de líquido muito fino que separa as bolhas de gás do catalisador fixado em uma parede interna dos canais, transferência de massa entre o gás e a parede sólida é rápida.
Além disso, um fluxo de circulação interna é gerado na carga de líquido, e transferência de massa dentro da carga de líquido é promovida também. Por esses motivos, o corpo estrutural de colmeia é esperado como um corpo de suporte de catalisador para uma reação de catalisador de gás-líquidosólido.
[0004] No corpo estrutural de colmeia, uma vez que a perda de pressão é pequena, é fácil aplicar uma coluna do tipo fluxo ascendente como um reator. No fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido, uma vez que o líquido está em uma fase contínua sob uma ampla gama de taxas de fluxo do gás e líquido, a vantagem de que o fluxo nos canais tubulares estreitos na colmeia se torna facilmente fluxo Taylor é obtida. Além disso, de acordo com a regularidade da estrutura de canal, é considerado que o fluxo se torna uniforme com relação a uma superfície em seção transversal da colmeia.
[0005] Atualmente, entretanto, é sabido que bolhas de gás tendem a fluir para dentro somente de parte de canais seletivamente e o fluxo se torna instável de modo que o fluxo se torna não uniforme com relação à superfície em seção transversal da colmeia.
[0006] estado de fluxo dentro de uma coluna de reação pode ser avaliado da distribuição de tempo de residência (Kenji
Hashimoto: Reaction Engineering (Baifukan, 1993) pág. 179-197 (em japonês) (Literatura 1)). A distribuição de tempo de residência é dirigida a uma distribuição de tempo na qual o
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3/124 fluido fluindo para dentro do aparelho em certo momento reside no aparelho. A distribuição de tempo de residência pode ser obtida, por exemplo, por injetar momentaneamente um traçador em um aparelho através de uma entrada para medir resposta de concentração (alteração em concentração) do traçador em uma saída do aparelho de modo a normalizar a resposta de concentração como uma densidade de probabilidade (método de resposta de impulso).
[0007] Como uma distribuição de tempo de residência E(t), um fluxo totalmente misturado e um fluxo de tampão que são estados de fluxo de modelo totalmente opostos entre si são conhecidos. O fluxo totalmente misturado é dirigido a um modelo de estado de fluxo de um reator de tanque agitado contínuo, a saber, um fluxo no qual o fluido é momentaneamente misturado para ser uniforme no reator, enquanto o fluxo de tampão é dirigido a um modelo de estado de fluxo de um reator tubular, a saber, um fluxo no qual o fluido não é misturado na direção de fluxo no reator. Uma vez que essas assunções não podem ser estritamente prováveis, esses dois fluxos são mencionados como fluxos ideais.
[0008] fluxo efetivo toma uma distribuição de tempo de residência intermediária entre o fluxo totalmente misturado e o fluxo de tampão. Por exemplo, um fato de que a distribuição de tempo de residência na coluna de reação está próxima àquela do fluxo totalmente misturado indica que a mistura do fluido na coluna de reação é perceptível, a saber, o fluxo dentro da coluna de reação é perceptivelmente turbulento. No caso do fluxo de duas fases de gás-líquido, é mais provável que o fluxo totalmente misturado reflita um estado de fluxo instável.
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4/124 [0009] No fluxo totalmente misturado, uma vez que uma porção grande de fluido é descarregada da coluna de reação em um tempo de residência perceptivelmente curto, a reação não é suficientemente avançada dentro da coluna de reação. Por conseguinte, problemas podem ser causados com relação à atividade de reação. Ao contrário, fluido que permanece na coluna de reação por um tempo de residência perceptivelmente longo também coexiste. Nesse momento, há uma possibilidade aumentada de que a reação seja realizada em excesso, não resultando em um produto pretendido, porém produtos secundários. Isto é, isso pode causar desvantagem sobre a seletividade da reação.
[00010] Como pesquisas nas quais a distribuição de tempo de residência do líquido é examinada com relação ao fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido no aparelho que acomoda o corpo estrutural de colmeia ou o corpo estrutural de monólito, Koei Kawakami, Kimihiro, Adachi, Nirimichi Minemura,
| Koichiro Kusunoki; | Kagaku Kogaku | Ronbunshu, vol. 13 (1987) | 318 | |
| (em japonês) | (K. | Kawakami, K. | Kawasaki, F. Shiraishi, | K. |
| Kusunoki; INd. | Eng | . Chem. Res. | 28 (1989) 394 (Literatura | 2), |
| R.H. Patrick, | T . | Klindera, L. | L. Crynes, R.L. Cerro, | M.A. |
| Abraham; AiChE J. | 41 (1995) | 649 (Literatura 3) e | T.C. | |
| Thulasidas, M. | A. | Abraham, R.L. | Cerro; Chem. Eng. Sci. | 54 |
(1999) 61 (Literatura 4) são conhecidos.
[00011] Na Literatura 2, um monólito com 80 canais por polegada quadrada (80 cpsi, 12,4 por 1 cm2) que é configurado por canais tubulares estreitos com uma seção transversal quadrada de largura de 2,4 mm, é utilizado. O monólito tem uma seção transversal quadrada com cada lado de 2 cm e tem uma altura de 10 cm (o número dos canais tubulares estreitos é
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5/124
49) . Um ou três dos monólitos são acomodados em um tubo retangular com uma seção transversal quadrada de cada lado de 2,2 cm. Tubos estreitos inoxidáveis são inseridos em todos os 49 canais tubulares estreitos de modo que o gás seja uniformemente disperso. O gás é fornecido através desses tubos estreitos inoxidáveis. A distribuição de tempo de residência do líquido obtido como mencionado acima está próxima substancialmente ao fluxo totalmente misturado. A condição experimental parede que a velocidade de gás superficial é igual a ou menor do que 5,2 x 10-2 m/s e a velocidade líquida superficial é igual a ou menor do que 5,2 x 10-4 m/s. a velocidade superficial é obtida por dividir a taxa de fluxo pela área em seção transversal da coluna (ou o aparelho, reator).
[00012] Na Literatura 3, um tubo cilíndrico com um diâmetro interno de 5 cm acomoda três monólitos (400 cpsi) cada configurado por canais tubulares estreitos com uma largura de 1 mm. A altura de total dos três monólitos é 0,33 m. os canais tubulares estreitos entre os monólitos não são compatíveis entre si. A distribuição de tempo de residência do líquido na velocidade de gás superficial de 2,2 x 10-2 m/s e a velocidade de líquido superficial de 2,3 x 10-3 m/s são obtidas, e o fluxo está próximo ao fluxo totalmente misturado.
[00013] Na Literatura 4, o monólito é emulado por enfeixar os tubos estreitos (uma altura de 15,2 cm) tendo uma seção transversal quadrada com uma largura de 2 mm. A distribuição de tempo de residência do líquido na velocidade de gás superficial de 1,2 x 10-2 m/s e a velocidade de líquido superficial de 1,2 x 10-3 m/s são obtidas. Aqui, a velocidade superficial é calculada a partir da superfície em seção
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6/124 transversal do dispositivo de 5,7 cm x 2,3 cm.
[00014] Como descrito acima, com relação ao fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido no aparelho que acomoda o corpo estrutural de colmeia ou o corpo estrutural de monólito no mesmo, somente a distribuição de tempo de residência do líquido que é próxima àquela do fluxo totalmente misturado é conhecida.
[00015]
Em M.T.
Kreutzer, J.J.W. Bakker, F. Kapteijn,
J.A.
Moulijn; Ind. Eng.
Chem. Res. 44 (2005) 4898 (Literatura
5) e
A. Cybulski, J.A.
Moulijn (Eds.); Structured catalysts and reactors, segunda edição (CRC Press, 2006) pág. 426-427 (Literatura 6), análise de estabilidade do fluxo é realizada com base no modelo de perda de pressão do fluxo de Taylor nos canais tubulares estritos. De acordo com os mesmos no fluxo ascendente, fluxo se torna instável independente das condições de taxa de fluxo do gás ou líquido. Isso é compatível com o resultado das literaturas 2 a 4.
[00016]
Em A.J. Sederman, J.J.
Heras, M.D. Mantle, L.F.
Gladden; Catal. Today
128 (2007) (Literatura
7), o fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido na colmeia é confirmado de acordo com visualização por
MRI.
O monólito atualmente utilizado é configurado por canais tubulares estreitos com uma seção transversal quadrada de largura de 1,7 mm, e o diâmetro do monólito é de 42 mm, e altura do mesmo é
0,15 m, e 200 cpsi. O monólito é acomodado em um tubo circular tendo um diâmetro interno de 50 mm com uma superfície lateral vedada de modo que o fluxo não é desviado. Por exemplo, a distribuição de velocidade do líquido na superfície em seção transversal de monólito obtida na velocidade de gás superficial de x 10-4 m/s e a velocidade de líquido
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7/124 superficial de 4,1 x 10-3 m/s é distribuição perceptivelmente ampla também incluindo velocidade descendente. Esse resultado também é compatível com as literaturas 2 a 6.
[00017] Como descrito acima, o fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido na coluna acondicionada de colmeia na qual os corpos estruturais de colmeia são acomodados é instável e somente a distribuição de tempo de residência do líquido que está próxima àquela do fluxo totalmente misturado é conhecida. Portanto, na coluna acondicionada de colmeia, como pode ser visto na publicação de patente em aberto de fase nacional japonesa no. 2004-522567 (pedido norte americano US2002/0076372) e Literatura 5, muitos estudos são realizados no fluxo descendente.
[00018] Uma vez que a dispersão de líquido é importante no fluxo descendente, na publicação de patente em aberto de fase nacional japonesa no. 2004-522567 (pedido norte americano US2002/0076372), os corpos estruturais de colmeia são deslocados e empilhados um sobre o outro para dispersar o líquido. Na Literatura 5, um bocal de pulverização e um misturador estático são utilizados.
[00019] Também, com relação ao fluxo ascendente, um método para dispersar o gás-líquido por um misturador estático, por exemplo, é revelado como na patente japonesa JP-A-2003-176255 (pedido norte americano US2003/0050510). Como revelado na Literatura 2, é sabido que a distribuição de tempo de residência do líquido está próxima àquela do fluxo totalmente misturado mesmo se a dispersão de gás for aperfeiçoada. Embora a transferência de massa seja promovida pela dispersão de gáslíquido pelo misturador estático para aumentar a eficiência de reação na patente japonesa JP-A-2003-176255 (pedido norte
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8/124 americano US2003/0050510), o estado de fluxo não é necessariamente estável.
[00020] Além disso, um dos problemas de uma coluna de reação de leito fixo que é utilizada como um reator é reduzir a carga de trabalho necessária para trocar regularmente o catalisador, e reduzir custos incluindo despesas para as cargas de trabalho. Para reduzir a carga de trabalho, um método para acomodar o catalisador em um recipiente e acondicionar o recipiente na coluna de reação pode ser aplicado. A patente japonesa JP-A 2009-291695 revela uma configuração na qual catalisador de filme obtido por empilhar um filme de placa corrugado e um filme de placa plana alternadamente para ser corpo estrutural de colmeia é acomodado em um estojo cilíndrico.
[00021] Ao carregar o recipiente que acomoda o catalisador no mesmo na coluna de reação, folga está frequentemente presente entre a superfície de parede interna da coluna de reação e o recipiente de catalisador. Em alguns casos, a folga é gerada devido ao erro de precisão de dimensão após fabricação, enquanto em alguns casos, o ajuste é realizado de modo que a folga seja formada antecipadamente para facilitar que o recipiente de catalisador seja levado para dentro e para fora.
[00022] Quando a folga está presente na coluna de reação, entretanto, são causados problemas em que a folga se torna um desvio de modo que o reagente passa através da folga sem passar através da porção de catalisador. Quando substâncias de reação são duas fases do gás e líquido, na coluna de reação de fluxo ascendente na qual o gás e o líquido entram na coluna de reação a partir de uma parte inferior da mesma e são descarregados através de um topo da mesma, na maioria dos
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9/124 casos, o líquido está em uma fase contínua e o gás está em uma fase dispersa onde o gás está presente como bolhas. Em tais casos, o fluxo de desvio é em particular perceptível.
| [00023] | Para limitar ou suprimir o fluxo de desvio para as |
| folgas, | um método para utilizar materiais de vedação em |
| porções | correspondendo a uma entrada e uma saída da folga para |
| evitar | que o gás e o líquido fluam para dentro da folga é |
conhecido. Ao executar a reação durante um longo período de
| tempo, | entretanto, não é fácil manter a vedação pelos |
materiais de vedação. Embora haja um método para envolver toda a folga com os materiais de vedação, a carga de trabalho é pesada e eventualmente a carga de trabalho para trocar o catalisador é pesada também.
| [00024] | A patente norte americana US2004/0120871 revela um |
| método | para encher partículas de catalisador em uma folga |
| entre a | coluna de reação e os catalisadores de monólito com |
| relação | aos catalisadores de monólito integrais com uma |
estrutura de colmeia. Com relação ao catalisador de monólito
| aqui, o | recipiente de acomodação não é utilizado. Além do que |
o uso do recipiente de acomodação, entretanto, é destinado a
| reduzir | as cargas de trabalho para trocar os catalisadores. |
| [00025] | Embora seja considerado que o fluxo de desvio para |
| dentro | da folga seja limitado por encher a folga com as |
partículas de catalisador, o trabalho de enchimento ou o trabalho de permuta das partículas de catalisador resulta em um aumento das cargas de trabalho.
| [00026] | Além disso, é considerado que de acordo com esse |
| método, | um tamanho ou densidade de enchimento das partículas |
de catalisador para limitar apropriadamente o fluxo de desvio para dentro da folga não é claro e desse modo o controle da
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10/124 restrição é difícil. Pode ser considerado que uma vez que os enchimentos na folga são também catalisadores, um problema não é sério mesmo se o fluxo de desvio estiver presente. Um fato de que o fluxo para dentro do catalisador de monólito a ser utilizado é reduzido, entretanto, é problemático para um uso eficiente do catalisador.
[00027] Embora Chemical Engineering Handbook sexta edição (Maruzen, 1999) editado pela Society of Chemical engineers, Japão: pág. 611-612 (em japonês) (Literatura 8) não seja dirigido para controlar técnicas do fluxo de desvio para dentro da folga, revela uma coluna de bolha de sustentação no ar de loop interno. A Literatura 8 revela que uma estrutura tubular dual é formada na coluna, e por guiar o gás para dentro de um tubo interno, por exemplo, o líquido é acompanhado pelo gás de modo a causar um fluxo ascendente no tubo interno e um fluxo descendente em um tubo externo.
Sumário da invenção [00028] A presente invenção é dirigida a um aparelho de contato de coluna para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211,
311), em que dois ou mais estágios de corpos estruturais de colmeia são acomodados no recipiente de coluna(11, 211, 311), cada dos corpos estruturais de colmeia é configurado por uma canais
O pluralidade de tubulares estreitos paralelos.
| aparelho inclui | ainda uma | porção | de | espaço | tendo | um |
| comprimento igual | a ou maior | do que 5 | mm e | igual a | ou menor | do |
| que duas vezes | tão grande | quanto | um diâmetro | interno | do | |
| recipiente de coluna(11, 211 | , 311), | cuja | porção | de espaço | é |
formada entre estágios respectivos dos dois ou mais estágios dos corpos estruturais de colmeia.
Uma porção de alinhamento
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11/124 de fluxo como meio de prevenção de contrafluxo fornecida na porção de espaço entre os estágios respectivos em um estado no qual a porção de alinhamento de fluxo não colocada em contato com os corpos estruturais de colmeia, a porção de alinhamento de fluxo inclui uma pluralidade de furos com diâmetros de furo de [00029] Além disso, a presente invenção provê um método para operar o aparelho de contato de coluna como mencionado acima, cujo método inclui etapa de contatar o gás com o líquido em uma velocidade de líquido superficial de 0,0001 a
0,5 m/s uma velocidade de gás superficial de
0,05 a 10 m/s.
[00030] aparelho de
Breve descrição dos figura 1 contato desenhos é um diagrama esquemático que mostra um de coluna de acordo com a presente invenção.
[00031] figura 2 é uma vista que ilustra um formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos com aletas.
[00032] A figura é uma vista em perspectiva que mostra corpos estruturais de colmeia de acordo com um exemplo.
[00033] A figura é uma vista que ilustra um método de cálculo de uma distribuição de tempo de residência de acordo com um exemplo e um exemplo comparativo.
[00034] A figura 5 é uma vista que mostra uma distribuição de tempo de residência em um fluxo totalmente misturado.
[00035] A figura 6, em (a) a (c), são vistas em seção em uma direção vertical que mostra o aparelho de contato de coluna utilizado no exemplo e exemplo comparativo.
[00036] A figura 7 é uma vista que mostra resultados de medição das distribuições de tempo de residência nos exemplos comparativos 1, 9 e 10.
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12/124 [00037] A figura 8 é uma vista que mostra uma perda de pressão no exemplo comparativo 9.
[00038] A figura 9 é um diagrama esquemático que mostra um aparelho de contato de coluna de acordo com o aspecto (I) da presente invenção.
[00039] A figura 10 é um diagrama esquemático que mostra um diâmetro hidráulico de acordo com o aspecto (I) da presente invenção.
[00040] A figura 11 é uma vista para ilustrar diferenças de filme de líquido causadas por diferenças do formato do canal tubular estreito dos corpos estruturais de colmeia quando o aparelho de contato de coluna de acordo com o aspecto (I) da presente invenção é operado.
[00041] A figura 12 é uma vista em seção transversal em uma direção vertical mostrando o aparelho de contato de coluna utilizado nos exemplos 19 a 21 de acordo com o aspecto (I) da presente invenção.
[00042] A figura 13 é uma vista que mostra os resultados de medição das distribuições de tempo de residência no exemplo 19 e o exemplo comparativo 11 de acordo com o aspecto (I) da presente invenção.
[00043] A figura 14 é uma vista que ilustra o aspecto (I) da presente invenção, em que a figura 14(a) é uma vista em seção transversal em uma direção vertical mostrando o aparelho de contato de coluna utilizado nos exemplos 22 e 23, e a figura 14(b) é uma vista em seção transversal mostrando o corpo estrutural de colmeia utilizado no aparelho de contato de coluna da figura 14(a).
[00044] A figura 15 é uma vista que mostra resultados de medição das distribuições de tempo de residência nos exemplos
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13/124 e 23 e o exemplo comparativo 15 de acordo com o aspecto (I) da presente invenção.
[00045] A figura 16 é uma vista que mostra um aparelho de fabricação e um fluxo de fabricação para fabricar amina terciária de acordo com o aspecto (I) da presente invenção.
[00046] A figura 17 é uma vista que ilustra aspecto (II) da presente invenção, em que a figura 17(a) é uma vista em seção transversal em uma direção vertical mostrando o aparelho de contato de coluna de acordo com um exemplo da presente invenção, e a figura 17(b) é uma vista ampliada parcial da figura 17(a).
[00047] A figura 18 é uma vista que ilustra aspecto (II) da presente invenção em que a figura 18(a) é uma vista plana ilustrando um estado no qual os corpos estruturais de colmeia são acomodados em um recipiente, e a figura 18(b) é uma vista em seção transversal da figura 18(a) em uma direção axial (em uma direção de altura).
[00048] A figura 19 é uma vista que ilustra aspecto (II) da presente invenção, em que a figura 19(a) é uma vista plana que ilustra uma placa anular como meio de controle de fluxo, e a figura 19(b) é uma vista plana ampliada parcial que ilustra um estado de instalação no qual a placa anular na figura 19(a) é fornecida no aparelho de contato de coluna na figura 17.
[00049] A figura 20 é uma vista que ilustra aspecto (II) da presente invenção, em que a figura 20(a) é uma vista em seção transversal em uma direção vertical mostrando um aparelho de contato de coluna de acordo com outro exemplo da presente invenção, e a figura 20(b) é uma vista ampliada parcial da figura 20(a).
[00050] A figura 21 é uma vista em perspectiva que mostra um
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14/124 corpo tubular como meio de controle de fluxo fornecido no aparelho na figura 20.
| [00051] A | figura | 22 é | uma vista | amp | liada parcial | que mostra | |
| uma porção | do aparelho | de | contato | de coluna na | figura | 17 | |
| incluindo meio de | guia | fornecido | no | aparelho de | contato | de | |
| coluna. [00052] A | figura | 23 é | uma | vista | em | seção transversal em | uma |
direção vertical mostrando o aparelho de contato de coluna utilizado nos exemplos 25 e 26 de acordo com o aspecto (II) da presente invenção.
[00053] A figura 24 é uma vista que mostra as distribuições de tempo de residência no exemplo 25 e o exemplo comparativo de acordo com o aspecto (II) da presente invenção.
[00054] A figura 25 é uma vista que mostra as distribuições de tempo de residência no exemplo 26 e o exemplo comparativo de acordo com o aspecto (II) da presente invenção.
[00055] A figura 26 é uma vista em seção transversal em uma direção vertical que mostra o aparelho de contato de coluna utilizado nos exemplos 27 e 28 de acordo com o aspecto (II) da presente invenção.
Descrição detalhada da invenção [00056] A presente invenção provê um aparelho de contato de coluna e um método para operar o aparelho para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente (fluxo para cima) em um recipiente de coluna(11, 211, 311) no qual corpos estruturais de colmeia são acomodados de modo a estabilizar um estado de fluxo quando o gás é colocado em contato com o líquido.
[00057] No fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido na coluna acondicionada de colmeia na qual os corpos estruturais de colmeia são acomodados, uma contramistura perceptível do
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15/124 líquido é causada. A frase contramistura é um fenômeno no qual os fluidos são misturados em um fluxo em uma direção oposta àquela de um fluxo principal, e também é mencionado como uma dispersão axial. Um fluxo completamente misturado é um exemplo no qual uma contramistura perceptível está presente, enquanto um fluxo de tampão indica um estado no qual a contramistura não está presente.
[00058] A presente invenção provê um aparelho de contato de coluna e um método para operar o aparelho para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente (fluxo para cima) em um recipiente de coluna(11, 211, 311) no qual corpos estruturais de colmeia são acomodados de modo a suprimir contramistura do líquido de ser gerado quando o gás é colocado em contato com o líquido e estreitar uma largura de distribuição de uma distribuição de tempo de residência do líquido.
[00059] De acordo com a análise nas literaturas 5 e 6, o fluxo ascendente é instável. Como uma assunção da análise, é assumido que a presença de um filme de líquido pode ser ignorada. Tal assunção pode ser considerada como apropriada no caso do fluxo descendente com filme de líquido fino, entretanto, a assunção não pode ser considerada como apropriado no caso do fluxo ascendente, em que o filme de líquido é mais espesso do que aquele no fluxo descendente, uma vez que a presença do filme de líquido mais espesso não pode ser ignorado.
[00060] que segue pode ser entendido a partir de uma correlação entre a razão de fluxo de volume do gás (que pode ser obtido por dividir a velocidade de gás superficial por uma soma da velocidade gás superficial e a velocidade de líquido superficial) e a retenção de gás em um canal tubular estreito
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16/124 único. Os inventores conduziram análise de estabilidade com base da correlação, e primeiramente descobriram que especialmente quando o canal tubular estreito é mais estreito, na taxa de fluxo efetiva, o fluxo é estável de acordo com contribuição de perda de fricção pelo filme de líquido. Além disso, quando a descoberta acima é examinada por utilizar os corpos estruturais de colmeia com larguras diferentes dos canais tubulares estreitos, através de experimentos, verificou-se pela primeira vez que o fluxo ascendente na coluna acondicionada de colmeia que acomoda os corpos estruturais de colmeia é estabilizada quando o canal tubular estreito é mais estreito. Na presente invenção, um aparelho de contato de coluna com um diâmetro hidráulico do formato em seção transversal na direção de largura do canal tubular estreito igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm é concluído. A presente invenção inclui o aparelho de contato de coluna em que o diâmetro hidráulico do formato em seção transversal do canal tubular estreito em uma direção de largura é igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm como um aspecto preferido (I).
[00061] De acordo com o aparelho de contato de coluna da presente invenção, quando o gás é colocado em contato com o líquido no fluxo ascendente no recipiente de coluna(11, 211, 311) em que os corpos estruturais de colmeia são acomodados, a largura da distribuição de tempo de residência do líquido pode ser estreitada. Por esse motivo, no recipiente de coluna(11, 211, 311), a presença do líquido com um tempo de residência curto e a presença do líquido com um tempo de residência longo podem ser reduzidas, a eficiência de contato entre o gás e o líquido é aumentada. Quando os corpos estruturais de colmeia
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17/124 são utilizados como um aparelho de reação, a eficiência da reação é aumentada.
[00062] Quando os canais tubulares estreitos na presente invenção incluem diâmetro hidráulico do formato em seção transversal na direção de largura igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm e quando o gás é colocado em contato com o líquido no fluxo ascendente no recipiente de coluna(11, 211, 311) em que os corpos estruturais de colmeia são acomodados, o estado de fluxo pode ser estabilizado. Por esse motivo, uma vez que gás-líquido pode ser quase uniformemente fluído para uma pluralidade de canais tubulares estreitos que os corpos estruturais de colmeia têm, a eficiência de contato entre o gás e o líquido é aumentada. Quando os corpos estruturais de colmeia são utilizados como um aparelho de reação, a eficiência da reação é aumentada.
[00063] aspecto (II) da presente invenção é dirigido a um aparelho de contato de coluna para contatar o gás e o líquido fornecidos de uma parte inferior do aparelho entre si no fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311) e então retirar o gás e o líquido através de um topo do aparelho, cujo aparelho compreende:
[00064] Um recipiente que acomoda o corpo estrutural de
| colmeia | no mesmo no | recipiente de | coluna(11, | 211, 311); | ||
| [00065] | Uma folga | sendo contínua | de uma parte inferior | até | um | |
| topo do | recipiente | de coluna(11, | 211, 311) | em uma direção | de | |
| altura | entre o recipiente de | coluna(11, | 211, 311) | e | o |
recipiente de acomodação para o corpo estrutural de colmeia; e [00066] Meio de controle de fluxo que pode controlar uma perda de pressão (PL1) do gás e líquido passando através da folga em uma posição de altura desejada da folga para ser
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18/124 igual a ou maior do que uma perda de pressão (PL2) do gás e líquido passando através do corpo estrutural de colmeia.
[00067] O aspecto (II) da presente invenção provê um aparelho de contato de coluna e um método para operar o mesmo que pode convergir o fluxo de gás-líquido nos corpos estruturais de colmeia por evitar que o fluxo seja desviado através da folga presente entre o recipiente de coluna(11, 211, 311) e o recipiente de acomodação para os corpos estruturais de colmeia (fluxo de desvio) de modo a aumentar a eficiência de contato entre o gás e o líquido nos corpos estruturais de colmeia.
[00068] De acordo com o aspecto (II) da presente invenção, quando o gás é colocado em contato com o líquido no fluxo ascendente, o fluxo de desvio do gás-líquido para a folga formada entre o recipiente de coluna(11, 211, 311) e o recipiente que acomoda os corpos estruturais de colmeia é limitado.
[00069] Por conseguinte, por convergir o fluxo do gás-líquido nos corpos estruturais de colmeia, eficiência de contato entre o gás e o líquido nos canais tubulares estreitos dos corpos estruturais de colmeia é aumentada. Quando os corpos estruturais de colmeia são utilizados como um corpo de suporte de catalisador, a saber, um aparelho de reação, o catalisador pode ser eficientemente utilizado para aumentar a eficiência de reação.
Aparelho de contato de coluna [00070] Um aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção será descrito com referência à figura 1. A figura 1 é uma vista em seção transversal vertical que mostra um aparelho de contato de coluna 10 de acordo com um exemplo da presente invenção. O aparelho de contato de coluna de
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19/124 acordo com a presente invenção não é limitado ao mostrado na figura 1.
[00071] O aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção pretende contatar gás com líquido em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[00072] O recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 utilizado no aparelho de contato de coluna 10 tem um tamanho e um formato de acordo com objetos e é fornecido com o gás e o líquido de uma porção inferior do mesmo em que o gás e o líquido são retirados de uma porção superior do mesmo e o gás e o líquido são colocados em contato entre si no fluxo ascendente.
[00073] Corpos estruturais de colmeia 12 (12a-12h) configurados por uma pluralidade de canais tubulares estreitos paralelos são acomodados no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[00074] O corpo estrutural de colmeia 12 pretende contatar o gás com o líquido no mesmo.
[00075] Na figura 1, um total de oito estágios dos corpos estruturais de colmeia 12 é acomodado. O número dos estágios acomodados dos corpos estruturais de colmeia 12 pode ser dois ou mais e selecionado de acordo com o uso pretendido do aparelho de contato de coluna 10. O fato de que os dois ou mais estágios são acomodados é dirigido ao fato de que os estágios são acomodados no estado onde uma lacuna é formada entre os estágios. Na presente invenção, um único estágio é ocasionalmente mencionado como um leito acondicionado de colmeia”.
[00076] Para obter uma vantagem de regulação de contramistura de acordo com a presente invenção eficazmente, é preferível que o número dos estágios possa ser igual a ou maior do que
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20/124 quatro mais preferivelmente, igual a ou maior do que 10, e ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 20.
| [00077] Um estágio do corpo estrutural de colmeia 12 pode | ser | |
| configurado por um único do corpo estrutural | de colmeia, | ou |
| uma combinação de uma pluralidade de corpos | estruturais | de |
| colmeia. | ||
| [00078] formato e a configuração do corpo | estrutural | de |
| colmeia 12 utilizados no aparelho de contato | de coluna 10 | de |
acordo com a presente invenção são bem conhecidos.
[00079] Com relação ao corpo estrutural de colmeia 12, um formato em seção transversal de cada dos canais tubulares estreitos na direção de largura pode ser de qualquer formato. Por exemplo, um formato circular, um formato oval, um formato poligonal (um formato triangular, um formato retangular, um formato hexagonal, etc.), um formato substancialmente poligonal e similar são utilizados. Aqui, a frase um formato substancialmente poligonal” é dirigido a um formato poligonal em que uma ou mais partes de canto são redondas ou um ou mais lados incluem linhas curvas.
[00080] Além disso, para os formatos em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura, formatos nos quais qualquer número de alertas incluindo qualquer tamanho é fixado em quaisquer posições como mostrado na figura 2 podem ser adotados.
[00081] Como o corpo estrutural de colmeia 12, um no qual um filme de placa plana e um filme de placa corrugada são alternadamente empilhados na direção de espessura e o formato em seção transversal de cada dos canais tubulares estreitos na direção de largura é um formato substancialmente triangular pode ser utilizado (a seguir, mencionado como um corpo
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21/124 estrutural de colmeia compósito do filme de placa plana e o filme de placa corrugada). A frase um formato substancialmente triangular” é dirigido a um formato triangular em que uma ou mais partes de canto são redondas ou um ou mais lados incluem linhas curvas.
[00082] Como um formato externo e uma estrutura do corpo estrutural de colmeia compósito do filme de placa plana e o filme de placa corrugada, um mostrado na figura 3 pode ser usado.
[00083] Um corpo estrutural de colmeia compósito 50 do filme de placa plana e filme de placa corrugada como mostrado na figura 3 é configurado por empilhar alternadamente um filme de placa plana 51 e um filme de placa corrugada 52 no qual uma pluralidade de canais tubulares estreitos paralelos 53 com formatos substancialmente triangulares (em cada dos formatos, um canto é redondo e dois lados incluem linhas curvas) são formados.
[00084] Quando o corpo estrutural de colmeia 12 é utilizado como um catalisador estruturado, o corpo estrutural de colmeia 12 é utilizado como um corpo de suporte de catalisador. O catalisador é fixo em uma superfície do corpo estrutural de colmeia 12. Aqui, a superfície do corpo estrutural de colmeia é dirigida a uma superfície em contato com gás ou líquido, a saber, superfícies de parede interna da pluralidade de canais tubulares estreitos que o corpo estrutural de colmeia tem e uma superfície externa do corpo estrutural de colmeia.
[00085] Tal corpo estrutural de colmeia 12 com a superfície na qual o catalisador é fixo é publicamente conhecido. Por exemplo, aqueles revelados na publicação de patente em aberto de fase nacional japonesa no. 2004-522567 (pedido norte
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22/124 americano US2002/0076372) ou JP-A-2003-176255 (pedido norte americano US2003/0050510) podem ser utilizados.
[00086] corpo estrutural de colmeia compósito descrito acima do filme de placa plana e o filme de placa corrugada no qual o catalisador é fixo pode ser obtido por fixar o catalisador no corpo estrutural de colmeia 50 como mostrado na figura 3. O corpo estrutural de colmeia 50 no qual o catalisador é fixo como mostrado na figura 3 pode ser obtido aplicando métodos de fabricação iguais aqueles mostrados na figura 3 do pedido japonês JP-A 2009-262145 e figura 6 do pedido japonês JP-A 2008-110341.
[00087] Ao acomodar o corpo estrutural de colmeia 12 no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11, um método para acomodar o corpo estrutural de colmeia 12 processado para incluir um tamanho e um formato que pode ser acomodado no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 pode ser aplicado. De acordo com as necessidades, um método para acomodar um suporte (acomodar recipiente para o corpo estrutural de colmeia) acomodando o corpo estrutural de colmeia 12 no mesmo pode ser aplicado no qual o suporte inclui um tamanho e um formato que podem ser acomodados no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[00088] Na figura 1, o corpo estrutural de colmeia 12 (ou o suporte que acomoda o mesmo) é sustentado e fixo por um membro, não mostrado no desenho, através do qual o gás-líquido pode fluir e forma porções de espaço 13a-13g. O membro é meio de suporte fixo em ou afixado ao recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 de modo que o elemento possa ser fixado a e removido do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11. Como o membro, um anel, uma grade, uma rede no formato de disco, uma placa perfurada, um corpo de armação de formato cilíndrico, um corpo
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23/124 de armação formado por uma estrutura de armação pode ser utilizado.
[00089] Como mostrado na figura 1, no aparelho de contato de coluna 10 da presente invenção, porções de alinhar fluxo 14a14g como meio de prevenção de contrafluxo são colocadas nas porções de espaço correspondentes
13a-13g entre os corpos estruturais de colmeia 12a-12h.
Também, uma porção de alinhamento de fluxo 17 pode ser fornecida sob o corpo estrutural de colmeia 12a. A porção de alinhamento de fluxo 17 pode ser fornecida e também pode não ser fornecida. Se fornecida, a porção de alinhamento de fluxo 17 é preferível uma vez que dispersão do gás acima da porção de alinhamento de fluxo 17 é aperfeiçoada quando o gás-líquido é fluído para dentro do aparelho de contato de coluna 10. A porção de alinhamento de fluxo pode ser fornecida em um lado superior do corpo estrutural de colmeia 12h, onde a porção de alinhamento de fluxo não é mostrada no desenho. Nesse caso, a porção de alinhamento de fluxo é preferível uma vez que contramistura de um espaço no lado superior do corpo estrutural de colmeia 12h pode ser restrito.
[00090] As porções de alinhamento de fluxo 14a-14g não são particularmente limitadas desde que a perda de pressão com relação ao fluxo do gás-líquido seja pequena. As porções de alinhamento de fluxo que têm uma pluralidade de canais de perfuração (furos) através dos quais o gás e o líquido juntos podem fluir e podem limitar os movimentos do gás-líquido na direção horizontal entre os canais próximos (furos) são preferíveis.
[00091] As porções de alinhamento de fluxo tendo uma pluralidade de canais de perfuração (furos) operam de tal modo
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24/124 que quando bolhas de gás passam através dos canais (furos) das porções de alinhamento de fluxo a partir da parte inferior para o topo, as bolhas de gás funcionam como tampões para os canais (furos) para limitar o contrafluxo do líquido através dos canais (furos) das porções de alinhamento de fluxo a partir do topo para a parte inferior. Especificamente, uma placa perfurada como um metal de perfuração, uma placa de colmeia espessa (uma placa espessa de uma estrutura de colmeia) na qual canais na direção vertical são seccionadas por paredes finas para serem moldadas triangularmente, retangularmente, hexagonalmente ou similar, que nas quais duas malhas são cheias de partículas esféricas ou cilíndricas regulares entre as mesmas são preferíveis para as porções de alinhamento de fluxo.
Uma placa perfurada com canais circulares uniforme, que podem ser facilmente processados particularmente preferível.
Para realizar as operações acima descritas, preferível que diâmetros de furo das porções de alinhamento de fluxo 14a-14g sejam iguais a ou menores do que os maiores diâmetros das bolhas de gás no aparelho de contato de coluna
10, preferivelmente igual a ou menor do que 8 mm, mais preferivelmente igual a ou menor do que mm, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que mm. Além disso, a partir de um ponto de vista de suprimir a perda de pressão quando o gás-líquido passa através das porções de alinhamento de fluxo e um ponto de vista de evitar uma porção estagnada do fluxo no aparelho de contato de coluna 10 de ser gerada, os diâmetros do furo das porções de alinhamento de fluxo 14a-14g são preferivelmente iguais a ou maiores do que 0,5 mm, mais preferivelmente iguais a ou maiores do que 0,8 mm, e ainda
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25/124 mais preferivelmente iguais a ou maiores do que 1 mm. Para evitar o contrafluxo do líquido nas porções de alinhamento de fluxo, válvulas podem ser fixadas aos furos. Nesse caso, quando o gás-líquido flui a partir da parte inferior para o topo, as válvulas são abertas para passar o gás-líquido
| através | das | mesmas, enquanto no | caso | do contrafluxo, as |
| válvulas | são | fechadas. | ||
| [00093] | A | partir de um ponto | de | vista de utilizar |
eficientemente o espaço no aparelho de contato de coluna 10, a espessura das porções de alinhamento de fluxo 14a-14b é suficientemente pequena em comparação com a altura do corpo estrutural de colmeia. É preferível que a espessura seja igual a ou menor do que 25% da altura de um corpo estrutural de colmeia.
[00094] Como as porções de alinhamento de fluxo 14a-14g, a placa perfurada com a faixa de diâmetro de furo acima descrita e a placa de colmeia espessa podem ser utilizadas. A placa perfurada e a placa de colmeia espessa têm efeito de restrição de contramistura igual ao das porções de alinhamento de fluxo devido ao fato de ter similarmente os canais uniformes (furos). Uma vez que a maior parte da placa de colmeia espessa inclui uma razão de abertura grande, ao utilizar a placa de colmeia espessa como as porções de alinhamento de fluxo, a espessura da placa de colmeia espessa é maior do que aquela da placa perfurada a partir de um ponto de vista de resistência.
[00095] Ao utilizar a placa perfurada como as porções de alinhamento de fluxo, uma vez que a razão de abertura com relação à área da placa perfurada é associada aos diâmetros de furo da placa perfurada, a partir de um ponto de vista de obter o efeito de restrição de contramistura, a razão de
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26/124 abertura é preferivelmente igual a ou menor do que 7 0%, mais preferivelmente igual a ou menor do que 60%, ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que 50%, e mesmo mais preferivelmente igual a ou menor do que
45%.
Além disso, a partir de um ponto de vista de suprimir a perda de pressão quando o gás-líquido passa através da placa perfurada e um ponto de vista de evitar que uma porção estagnada do fluxo no aparelho de contato de coluna 10 seja gerada, a razão de
| abertura com | relação | à | área | da | placa perfurada é | |||
| preferivelmente | igual | a | ou maior | do | que | 1%, 1%, | mais | |
| preferivelmente | igual a | ou | maior | do | que | 10%, | ainda | mais |
| preferivelmente | igual a | ou | maior | do | que | 20% e | ainda | mais |
| preferivelmente | igual a ou maior do | que | 31%. | |||||
| [00096] Ao ut | ilizar a | placa perfurada como as | porções de |
alinhamento de fluxo, uma distância (passo) (comprimento de uma linha conectando pontos centrais dos furos adjacentes) entre os furos adjacentes é associada à razão de abertura. Isto é, a razão de abertura é determinada por uma razão entre o passo e os diâmetros de furo. Por exemplo, assumindo certo diâmetro de furo, o passo é grande quando a razão de abertura é pequena, enquanto o passo é diminuído quando a razão de abertura aumenta. A razão entre os diâmetros de passo e furo, a saber, os diâmetros de passo/furo podem estar na faixa de 1,1 a 15, preferivelmente na faixa de 1,2 a 8, e mais preferivelmente na faixa de 1,25 a 4.
[00097] Ao utilizar a placa perfurada como as porções de alinhamento de fluxo, o furo pode ser de qualquer formato, por exemplo, um formato circular, um formato oval, um formato poligonal e um formato de fenda. A partir de um ponto de vista de limitar a contramistura do líquido por obstruir os furos
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27/124 com as bolhas de gás quando as bolhas de gás passam através dos furos, é preferível que os formatos dos furos sejam circulares. O formato da placa perfurada pode ser em um formato de prato a partir de um ponto de vista de resistência. A partir de um ponto de vista de utilizar eficientemente o espaço no aparelho de contato de coluna 10, é preferível que o formato possa ser de uma placa plana.
[00098]
Ao utilizar a placa perfurada como as porções de alinhamento de fluxo, os furos podem estar em qualquer disposição.
Por exemplo, os furos podem estar em uma disposição de triângulo regular na qual linhas que conectam pontos centrais dos furos formam um triângulo equilátero, ou em uma disposição quadrada. Além disso, os furos podem estar em uma disposição aleatória. A partir de um ponto de vista de distribuição uniforme do gás, uma densidade de número dos furos pode ser alterada em uma porção central e uma porção circunferencial para a placa perfurada. A partir de um ponto de vista de suprimir a perda de pressão por aumentar a razão de abertura, é vantajoso para os furos circulares estarem na disposição de triângulo equilátero. A partir de um ponto de vista de dispersão uniforme do gás ou a razão de abertura, furos podem ser formados com diâmetros arbitrários dos mesmos.
[00099] Ao utilizar a placa perfurada como as porções de alinhamento de fluxo, a espessura da placa perfurada é preferivelmente igual a ou maior do que 0,5 mm, mais preferivelmente igual a ou maior do que 1 mm a partir de um ponto de vista de resistência. A espessura é preferivelmente igual a ou menor do que 20 mm, mais preferivelmente igual a ou menor do que 10 mm, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que 5 mm a partir de um ponto de vista de capacidade
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28/124 de trabalho e suprimindo um aumento em massa.
[000100] Em um caso de utilizar as placas de colmeia espessas como as porções de alinhamento de fluxo, algumas incluem quase 100% de razão de abertura. Um fator importante para restringir a contramistura do líquido é o diâmetro de furo das porções de alinhamento de fluxo. Por conseguinte, a razão de abertura pode ser maior. A placa de colmeia espessa inclui uma variedade de métodos de fabricação e produtos e desse modo grau de liberdade dos furos e tamanho de passo é alto. Por conseguinte, a placa incluindo uma razão de abertura pequena pode ser utilizada. Nesse caso, a partir de um ponto de vista de suprimir a perda de pressão quando o gás-líquido passa através da placa de colmeia espessa e um ponto de vista de evitar que a parte estagnada do fluxo seja gerada no aparelho de contato de coluna 10, a razão de abertura da placa de colmeia espessa é preferivelmente igual a ou maior do que 1%, mais preferivelmente igual a ou maior do que 10%, ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 20% e ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 31%.
[000101] No caso de utilizar a placa de colmeia espessa como as porções de alinhamento de fluxo, a resistência é mantida pela espessura da placa de colmeia espessa. A espessura da placa de colmeia espessa é preferivelmente igual a ou maior do que 5 mm, mais preferivelmente igual a ou maior do que 10 mm, e ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 20 mm a partir de um ponto de vista de resistência. A espessura é preferivelmente igual a ou menor do que 25% da altura de um corpo estrutural de colmeia a partir de um ponto de vista de utilizar eficientemente o espaço no aparelho de contato de coluna 10.
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29/124 [000102] As porções de alinhamento de fluxo 14a - 14g são fornecidas nas porções de espaço 13a-13g e não estão em contato com quaisquer dos corpos estruturais de colmeia que são adjacentes às porções de alinhamento de fluxo 14a-14g nos mesmos ou embaixo dos mesmos. Quando as porções de alinhamento de fluxo 14a-14g contatam qualquer um dos corpos estruturais de colmeia 12a-12h adjacentes às porções de alinhamento de fluxo 14a-14g nos mesmo ou embaixo dos mesmos, não é preferível uma vez que o efeito de restrição de contramistura é reduzido. A frase não em contato com” aqui não exclui um exemplo no qual as porções de alinhamento de fluxo são suportadas e fixas pelos corpos estruturais de colmeia para serem retidas nas porções de espaço. As porções de alinhamento de fluxo 14a-14g nas porções de espaço 13a-13g são preferivelmente instaladas em uma posição intermediária entre os dois corpos estruturais de colmeia adjacentes na direção vertical.
[000103] Os comprimentos (distâncias entre os respectivos estágios, s” mostrados na figura 1) das porções de espaço 13a-13g são dirigidos aos comprimentos (comprimentos obtidos por subtrair a espessura das porções de alinhamento de fluxo a partir dos mesmos) das porções de espaço definidas após as porções de alinhamento de fluxo 14a-14g serem fornecidas. Os comprimentos podem estar compreendidos em uma faixa na qual as porções de alinhamento de fluxo 14a-14g podem ser fornecidas e as porções de alinhamento de fluxo 14a-14g não estão em contato com os corpos estruturais de colmeia adjacentes 12a12h verticalmente.
[000104] Os comprimentos das porções de espaço 13a-13g podem ser iguais ou diferentes entre si. A partir de um ponto de
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30/124 vista de obter o efeito de restrição de contramistura, os comprimentos são preferivelmente iguais a ou maiores do que 5 mm, mais preferivelmente iguais a ou maiores do que 10 mm, e ainda mais preferivelmente iguais a ou maiores do que 20 mm.
[000105] O limite superior dos comprimentos das porções de espaço é determinado em consideração do tamanho do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 e tamanho e número de estágios dos corpos estruturais de colmeia a serem acomodados. É preferível que o limite superior seja determinado em consideração do estado de fluxo nas porções de espaço. Isto é, fluxo de circulação do líquido pode ser gerado nas porções de espaço. É considerado que o fluxo de circulação não é preferível para a restrição da contramistura pelas porções de alinhamento de fluxo. Uma vez que um fluxo maior do fluxo de circulação tem um tamanho substancialmente igual àquele de um diâmetro de coluna, a partir de um ponto de vista de limitar o fluxo de circulação maior, é desejável que o limite superior dos comprimentos das porções de espaço seja determinado em consideração de uma relação entre os comprimentos e um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11. Em consideração de fornecer as porções de alinhamento de fluxo nas porções de espaço, o limite superior dos comprimentos das porções de espaço é preferivelmente igual a ou menor do que duas vezes tão grande quanto o diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11, mais preferivelmente igual a ou menor do que o diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que metade do diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000106] Isto é, é preferível que os comprimentos das porções
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31/124 de espaço sejam iguais a ou maiores do que 5 mm, iguais a ou maiores do que 10 mm ou iguais a ou maiores do que 20 mm. É preferível que os comprimentos das porções de espaço sejam iguais a ou menores do que duas vezes tão grandes quanto o diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311), iguais a ou menores do que o diâmetro interno, ou iguais a ou menores do que metade tão grande quanto o diâmetro interno. É uma condição de que o limite superior dos comprimentos é maior do que o limite inferior. Por conseguinte, é preferível que o diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) seja igual a ou maior do que 50 mm. É preferível que o limite inferior dos comprimentos das porções de espaço com base no diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) seja igual a ou maior do que 10 mm ou igual a ou maior do que 20 mm.
[000107] Na figura 1, sete das porções de alinhamento de fluxo 14a-14g são fornecidos em todas (sete posições) das porções de espaço 13a-013g. Para resolver os problemas da presente invenção, uma a sete das porções de alinhamento podem ser fornecidas em qualquer uma a sete posições das porções de espaço 13a-13g. Além disso, duas ou mais porções de alinhamento de fluxo podem ser fornecidas em uma das porções de espaço. Uma pluralidade das porções de alinhamento de fluxo pode ser sucessivamente (adjacentemente) fornecida ou fornecida separada entre si. Também, ao instalar duas ou mais porções de alinhamento de fluxo em uma das porções de espaço, o mesmo tipo das porções de alinhamento de fluxo pode ser utilizado ou tipos diferentes das porções de alinhamento de fluxo podem ser utilizadas.
[000108] Além disso, oito dos corpos estruturais de colmeia
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12a-12h podem ser apropriadamente combinados. Por exemplo, [000109] Os oito corpos estruturais de colmeia 12a-12h são separados em dois grupos, a saber, dois estágios de quatro em cada de modo que um dos estágios é formado por quatro corpos estruturais de colmeia sucessivamente fornecidos e uma das porções de alinhamento de fluxo é fornecida na porção de espaço entre os primeiro e segundo estágios (como mostrado na figura 6(a), os dois estágios são formados. Na figura 6(a), entretanto, em um estágio inferior 112a, oito dos corpos estruturais de colmeia são utilizados, em um estágio superior 112b, oito dos corpos estruturais de colmeia são utilizados.), [000110] Os oito corpos estruturais de colmeia 12a-12h são separados em quatro grupos, a saber, quatro estágios de dois em cada de modo que um dos estágios seja formado por dois corpos estruturais de colmeia sucessivamente fornecidos e uma das porções de alinhamento de fluxo é fornecida na porção de espaço entre os respectivos estágios (como mostrado na figura 6(b), os quatro estágios são formados. Na figura 6(b), entretanto, em quatro estágios 112a-112d, quatro corpos estruturais de colmeia são utilizados), [000111] Os oito corpos estruturais de colmeia 12a-12h são separados em três grupos, a saber, três estágios nos quais cada dos dois estágios é formado por três corpos estruturais de colmeia sucessivamente fornecidos e um estágio restante é formado por dois corpos estruturais de colmeia sucessivamente fornecidos e uma das porções de alinhamento de fluxo é fornecida na porção de espaço entre os estágios respectivos, [000112] Os oito corpos estruturais de colmeia 12a-12h são sucessivamente fornecidos para ser um único estágio dos corpos estruturais de colmeia como um todo no qual uma porção de
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33/124 alinhamento de fluxo é fornecida abaixo do mais baixo 12a dos corpos estruturais de colmeia (como mostrado na figura 6(c), um único estágio é formado. Na figura 6(c), entretanto, em um estágio 112a, dezesseis corpos estruturais de colmeia são utilizados).
[000113] As porções de alinhamento de fluxo 14a-14g são fixas em uma superfície de parede interna do recepte de coluna 11 diretamente ou através de meio de suporte apropriado.
[000114] No aparelho de contato de coluna 10, o gás-líquido é fornecido de uma porção inferior de coluna 15, passando através do corpo estrutural de colmeia 12, e é descarregado através de uma porção superior de coluna 16.
[000115] Em um aparelho de contato de coluna normal sem uma porção de alinhamento de fluxo, quando o gás é colocado em contato com o líquido em um fluxo ascendente, contramistura do líquido se torna perceptível no aparelho e o estado de fluxo do líquido está próximo a um fluxo totalmente misturado.
[000116] Uma vez que o aparelho de contato de coluna 10 da presente invenção inclui as porções de alinhamento de fluxo 14a-14g, entretanto, quando o líquido e o gás são colocados em contato entre si no fluxo ascendente, a contramistura do líquido é limitada a estar em um estado bem próximo a fluxo de tampão de modo a reduzir uma largura de distribuição de uma distribuição de tempo de residência do líquido.
[000117] O aparelho de contato de coluna 10 da presente invenção pode ser utilizado como um aparelho no qual o gás é vantajosamente colocado em contato com o líquido. Por exemplo, o corpo estrutural de colmeia 12 é utilizado como um catalisador estruturado de acordo com a finalidade de modo que possa ser aplicado à reação de hidrogenação, reação de
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34/124 desidrogenação, reação de oxidação, reação de decomposição, reação de alquilação, reação de acilação, reação de eterificação, reação de esterificação e similar. Especificamente, o aparelho de contato de coluna 10 pode ser utilizado como um aparelho de reação sintética para amina terciária utilizando álcool e amina primária ou secundária.
Aspecto preferido (I) [000118] Na presente invenção, um exemplo no qual os canais
| tubulares | estreitos incluem diâmetro | hidráulico | do formato | em |
| seção transversal na direção de largura igual | a ou maior | do | ||
| que 0,1 | mm e menor do que 1 mm | será descrito abaixo | em | |
| detalhe. | ||||
| Aparelho de contato de coluna | ||||
| [000119] | Um aparelho de contato de | coluna de | acordo com | a |
| presente | invenção será descrito com | referência | à figura 9. | A |
figura 9 é uma vista em seção transversal vertical que mostram um aparelho de contato de coluna 10 de acordo com um exemplo da presente invenção. O aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção não é limitado ao mostrado na figura 9.
[000120] O aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção é destinado a contatar o gás com o líquido no fluxo ascendente no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000121] O recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 utilizado no aparelho de contato de coluna 10 pode ser um com um tamanho e um formato de acordo com a finalidade que pode ser fornecida com o gás e o líquido a partir de uma porção inferior do mesmo no qual o gás e o líquido podem ser retirados de uma porção superior do mesmo e o gás e o líquido podem ser colocados em
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35/124 contato entre si no fluxo ascendente.
[000122] corpo estrutural de colmeia 12 configurado por uma pluralidade de canais tubulares estreitos, paralelos, é acomodado no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000123] corpo estrutural de colmeia 12 é destinado a contatar o gás com o líquido no mesmo e acomoda um estágio único ou dois ou mais estágios. O fato de que os dois ou mais estágios são acomodados é dirigido ao fato de que os estágios são acomodados no estado onde a lacuna é formada entre os estágios. A porção de alinhamento de fluxo como a placa perfurada pode ser fornecida na lacuna entre os estágios.
[000124] número do corpo estrutural de colmeia acomodado 12 é selecionado de acordo com o uso pretendido. Por exemplo, quando o aparelho 10 é utilizado como um aparelho de reação, o corpo estrutural de colmeia 12 pode acomodar preferivelmente dois ou mais estágios, mais preferivelmente quatro ou mais estágios, dez ou mais estágios ou vinte ou mais estágios.
[000125] Além disso, o corpo estrutural de colmeia com um estágio único pode ser configurado pelo corpo único do corpo estrutural de colmeia, ou uma combinação de uma pluralidade dos corpos estruturais de colmeia.
[000126] Embora o formato e a configuração do corpo estrutural de colmeia 12 utilizados no aparelho de contato de coluna 10 da presente invenção sejam publicamente conhecidos, a matéria que o diâmetro hidráulico dos formatos em seção transversal dos canais tubulares estritos na direção de largura é menor do que 1 mm é novo e diferente daquele da técnica publicamente conhecida. A partir do ponto de vista onde a perda de pressão quando o gás-líquido flui através dos canais tubulares estreitos é impedida de se tornar demasiadamente grande, o
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36/124 diâmetro hidráulico é preferivelmente igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm, e mais preferivelmente igual a ou maior do que 0,5 mm e menor do que 1 mm.
[000127] Aqui, diâmetro hidráulico” é publicamente conhecido e representado pela seguinte equação: dH = 4A/L (A é dirigido a uma área em seção transversal do canal e L é dirigido a um perímetro molhado). Na figura 10, equações para os diâmetros hidráulicos em alguns formatos em seção transversal são ilustradas.
[000128] Como para o corpo estrutural de colmeia 12, os formatos em seção transversal dos canais tubulares estreitos podem ser qualquer formato desde que o diâmetro hidráulico esteja compreendido na faixa acima descrita. Como mostrado na figura 2, os formatos nos quais qualquer número e qualquer tamanho de aletas são fixados em quaisquer posições podem ser utilizados. Mesmo se os formatos e as áreas em seção transversal dos canais são iguais entre si, se as aletas forem fornecidas, o perímetro molhado L é aumentado resultando na redução do diâmetro hidráulico. Isso sugere que o fluxo ascendente das duas fases do gás-líquido tende a ser estabilizado se aletas forem fixadas. Genericamente, é sabido que filme de líquido dos canais tubulares estreitos se torna espesso quando as aletas são fixadas. A partir de um ponto de vista de aumento de perda de fricção devido ao filme de líquido, é considerado que as aletas são vantajosamente eficazes em estabilizar o fluxo.
[000129] Com relação ao corpo estrutural de colmeia 12, o corpo estrutural de colmeia 12 incluindo o diâmetro hidráulico na faixa acima descrita na qual os formatos em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de
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37/124 largura são selecionados de um formato circular, um formato oval, um formato poligonal, ou um formato substancialmente poligonal é preferível a partir de um ponto de vista de facilidade de processamento. Aqui, a frase um formato substancialmente poligonal” é dirigido a um formato poligonal no qual uma ou mais partes de canto são redondas ou uma ou mais bordas incluem uma linha curva.
[000130] Com relação ao corpo estrutural de colmeia 12, o corpo estrutural na faixa acima de colmeia 12 incluindo o diâmetro hidráulico descrita na qual os formatos em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura são formatos poligonais selecionados de formatos hexagonais, formato pentagonais, formatos retangulares, formatos triangulares ou formatos poligonais substanciais é preferível.
[000131] Com relação ao corpo estrutural de colmeia 12, o corpo estrutural de colmeia 12 incluindo o diâmetro hidráulico na faixa acima descrita na qual os formatos em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura são triangulares ou substancialmente triangulares é mais preferível. O formato triangular pode ser um equilátero, um triângulo isósceles ou um triângulo reto. A frase um formato substancialmente triangular é dirigida a um formato triangular no qual uma ou mais partes de canto são redondas ou um ou mais lados incluem linhas curvas.
[000132] Como o corpo estrutural de colmeia 12, um no qual um filme de placa plana e um filme de placa corrugada são alternadamente empilhados na direção de espessura e o formato em seção transversal de cada dos canais tubulares estreitos é um formato substancialmente triangular pode ser utilizado (a
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38/124 seguir, mencionado como um corpo estrutural de colmeia compósito do filme de placa plana e filme de placa corrugada”).
[000133] Como um formato externo e uma estrutura do corpo estrutural de colmeia compósito do filme de placa plana e filme de placa corrugada, o mostrado na figura pode ser utilizado.
[000134]
Um corpo estrutural de colmeia compósito do filme de placa plana e filme de placa corrugada como mostrado na figura 3 é configurado por alternadamente empilhar um filme de placa plana 51 e um filme de placa corrugada 52 em que uma pluralidade de canais tubulares estreitos, paralelos 53 com formatos substancialmente triangulares (em cada dos formatos, um canto é redondo e dois lados incluem linhas curvas) são formados.
[000135] Quando o corpo estrutural de colmeia 12 é utilizado como um catalisador estruturado, o corpo estruturado de colmeia 12 é utilizado como um corpo de suporte de catalisador. O catalisador é fixado em uma superfície do corpo estrutural de colmeia 12. Aqui, a superfície do corpo estrutural de colmeia é dirigida a uma superfície em contato com gás ou líquido, a saber, superfícies de parede interna da pluralidade de canais tubulares estreitos que o corpo estrutural de colmeia tem e uma superfície externa do corpo estrutural de colmeia.
[000136] Tal corpo estrutural de colmeia 12 com a superfície na qual o catalisador é fixo é publicamente conhecido. Por exemplo, aqueles como revelado na publicação de patente em aberto de fase nacional japonesa no. 2004-522567 (pedido norte americano US2002/0076372) e JP-A 2003-176255 (pedido norte
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39/124 americano US2003/0050510) podem ser utilizados.
[000137] O corpo estrutural de colmeia compósito acima descrito do filme de placa plana e filme de placa corrugada no qual o catalisador é fixo pode ser obtido por fixar o catalisador no corpo estrutural de colmeia 50 como mostrado na figura 3. O corpo estrutural de colmeia 50 (ajustado de tal modo que o diâmetro hidráulico é menor do que 1 mm) no qual o catalisador é fixo como mostrado na figura 3 pode ser obtido aplicando um método de fabricação igual àqueles revelados na figura 3 do pedido japonês JP-A 2009-262145 e figura 6 do pedido japonês JP-A 2008-110341 (essas duas gazetas de publicação de patente não revelam o diâmetro hidráulico).
[000138] Ao acomodar o corpo estrutural de colmeia 12 no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11, um método para acomodar o corpo estrutural de colmeia 12 processado para incluir um tamanho e um formato que podem ser acomodados no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 pode ser aplicado. De acordo com as necessidades, um método para acomodar um suporte (acomodar recipiente para o corpo estrutural de colmeia) acomodando o corpo estrutural de colmeia 12 no mesmo pode ser aplicado no qual o suporte inclui um tamanho e um formato que pode ser acomodado no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000139] Na figura 9, o corpo estrutural de colmeia 12 (ou o suporte que acomoda o mesmo) é suportado e fixo por um elemento 13 através do qual o gás-líquido pode fluir.
[000140] O elemento 13 é meio de suporte fixo em ou ligado ao recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 de modo que o elemento 13 possa ser fixado a e removido do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11. Como o elemento, um anel, uma grade, uma rede no formato de disco, uma placa perfurada, um corpo de armação de
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40/124 formato cilíndrico, um corpo de armação formado por uma estrutura de armação pode ser utilizado.
[000141] No aparelho de contato de coluna 10, o gás-líquido é fornecido a partir da porção inferior de coluna 15, passando através do corpo estrutural de colmeia 12, e é descarregado através da porção superior de coluna 16.
[000142] Uma placa perfurada 17 pode ser fornecida sob o corpo estrutural de colmeia 12 (em um lado mais próximo à porção inferior de coluna 15) no estágio mais baixo. Quando a placa perfurada é fornecida sob o corpo estrutural de colmeia 12 no estágio mais baixo, a placa perfurada é preferível uma vez que dispersão do gás acima da placa perfurada 17 é melhorada quando o gás-líquido é fluído para dentro do aparelho de contato de coluna 10.
[000143] A seguir, no aparelho de contato de coluna 10, operações (mecanismo) que podem estabilizar o estado de fluxo quando o gás é colocado em contato com o líquido no fluxo ascendente serão descritas.
[000144] Quando o gás-líquido é fluído no fluxo ascendente através dos canais tubulares estreitos (canais tubulares estreitos 53 no corpo estrutural de colmeia 50 na figura 3) do corpo estrutural de colmeia 12, filmes de líquido são formados nas paredes dos canais tubulares estreitos (consulte a figura 11). Como descrito anteriormente, o filme de líquido no fluxo ascendente é mais espesso do que o filme de líquido no fluxo descendente de modo que fração de volume (retenção de líquido) ocupada pelo líquido nos canais tubulares estreitos é aumentada e a perda de fricção efetuando a estabilização do fluxo se torna mais perceptível.
[000145] Em um caso onde os canais tubulares estreitos são
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41/124 grandes, quando as bolhas de gás entram em alguns canais, a perda depressão dos canais é reduzida devido à diferença de densidade entre o gás e o líquido de modo que uma quantidade maior do gás e do líquido é guiada e convergida para dentro dos canais. Por conseguinte, o fluxo se torna instável. Esse é o mecanismo da instabilidade que é publicamente conhecido em relação ao fluxo ascendente.
[000146] Ao contrário, quando os canais tubulares estreitos são mais estreitos, feitos devido à perda de fricção não podem ser ignorados. A perda de fricção é inversamente proporcional ao quadrado do diâmetro de um canal em um fluxo laminar. À medida que o fluxo do gás-líquido é convergido em certos canais, a perda de fricção dos canais é aumentada de modo que se torna difícil para o gás-líquido fluir para dentro dos canais mesmo comparado com o efeito da redução da perda de pressão devido à diferença de densidade do gás-líquido. Por conseguinte, o fluxo é dirigido a outros canais de modo que o fluxo seja estabilizado. Tal efeito foi revelado pela primeira vez por examinar contribuição de retenção de líquido e perda de fricção em consideração da presença do filme de líquido. A perda de fricção é uma das perdas de pressão, a saber, uma perda de pressão devido à fricção nas superfícies da parede dos canais quando o fluido flui nos canais. Além disso, há outras perdas de pressão como uma perda de pressão devido à gravidade (associada à densidade do fluido) e uma perda de pressão devido à alteração em momentum.
[000147] À medida que o fluxo ascendente é estabilizado desse modo, o fluxo é uniformemente distribuído em qualquer dos canais tubulares estreitos sem convergir o fluxo para dentro de canais tubulares estreitos, específicos. por conseguinte, a
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42/124 dispersão do gás-líquido é automaticamente aperfeiçoada. De acordo com a estabilização do fluxo, diretamente de um ponto de vista de uma distribuição de tempo de residência do líquido, o aperfeiçoamento de atividade de reação ou seletividade pode ser esperado. Além disso, a partir de um ponto de vista da distribuição do gás-líquido, um excelente efeito sobre a reação pode ser esperado.
[000148] Adicionalmente, a estabilização do fluxo ascendente no aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção é com base na perda de fricção causada pela presença do filme de líquido. Por conseguinte, a partir de um ponto de vista da estabilização do fluxo, os formatos em seção transversal dos canais tubulares estreitos formando filmes de líquido mais espessos são desejáveis.
[000149] Como mostrado na figura 11, é sabido que os filmes de líquido são mais espessos se os formatos em seção transversal dos canais tubulares regulares forem retangulares, e adicionalmente triangulares do que são circulares. De acordo com esses fatos, é preferível que os formatos em seção transversal dos tubos estreitos incluem ângulos agudos. Além disso, uma estrutura compósita configurada pelo filme de placa plana e filme de placa corrugada (consulte a figura 3) é mais preferível a partir de um ponto de vista da estabilização do fluxo pelo filme de líquido.
[000150] O aparelho de contato de coluna 10 da presente invenção pode ser utilizado como um aparelho no qual o gás é estavelmente colocado em contato com o líquido. Por exemplo, o corpo estrutural de colmeia 12 é utilizado como um catalisador estruturado de acordo com a finalidade de modo que possa ser aplicado à reação de hidrogenação, reação de desidrogenação,
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43/124 reação de oxidação, reação de decomposição, reação de alquilação, reação de acilação, reação de eterificação, reação de esterificação e similar.
[000151] O aparelho de contato de coluna 10 da presente invenção pode ser utilizado como um aparelho de fabricação para amina terciária utilizando álcool e amina primária ou secundária.
[000152] Quando o aparelho de contato de coluna 10 é utilizado como o dispositivo para produzir a amina terciária, o corpo estrutural de colmeia no qual o catalisador é fixo pode ser produzido aplicando métodos revelados nas patentes japonesas JP-A 2009-262145 e JP-A 2008-110341.
[000153] Quando o aparelho de contato de coluna 10 é utilizado como o dispositivo para produzir a amina terciária, um material ativo configurando o catalisador para ser fixo no corpo estrutural de colmeia não é particularmente limitado e desse modo um material ativo publicamente conhecido pode ser utilizado. Genericamente, metais como um sistema de cobre
| podem ser preferivelmente | utilizados. | |||||
| [000154] | Por | exemplo, Cu | sozinho ou | um | metal configurado | por |
| dois ou | mais | componentes | incluindo | Cu | e elementos metálicos | |
| como Nb, | Cr, | Mo, Mn, Fe | , Ru, Co, | Rh, | Ni, Pd, Pt e Zn | são |
ilustrados. Os metais que contêm Cu e Ni são preferivelmente utilizados. Além disso, os materiais ativos incluindo um portador para carregar esses metais, como sílica, alumina, titânia, zeólito, sílica-alumina, zircônia, terra diatomácea, e similar também podem ser utilizados.
[000155] O catalisador estruturado pode incluir no mesmo um aglutinante para formar um filme de catalisador fino no qual o material ativo é fixo. O aglutinante não opera como o material
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44/124 ativo individualmente.
[000156] Como aglutinante, um polímero ou composto inorgânico tendo propriedades como propriedade de ligação na qual os materiais ativos são ligados entre si ou a uma superfície do corpo de suporte bem como resistência a calor e resistência química que são livres de efeitos colaterais a um sistema de reação, é utilizado.
[000157] Por exemplo, resinas celulósicas como carboxi metil celulose e hidroxi etil celulose, resinas à base de flúor como politetrafluoroetileno e fluoreto de polivinilideno, compostos de polímero como resina de poliuretano, resina de epóxi, resina de poliéster, resina de fenol, resina de melamina, resina de silicone, álcool de polivinila, resina de poliimida e resina de amida poliimida, e sol. de composto inorgânico como sílica, alumina são utilizados.
[000158] Com relação a alcoóis como materiais para produzir a amina terciária, alcoóis alifáticos lineares ou ramificados, saturados ou insaturados contendo 6 a 36 átomos de carbono são preferíveis, por exemplo, álcool de hexila, álcool de octila, álcool de decila, álcool de laurila, álcool de miristila, álcool de palmitila, álcool de estearila, álcool de beenila, álcool de oleíla, misturas dos mesmos, álcool Ziegler obtido por processo de Ziegler, álcool oxo obtido pelo processo oxo, e álcool Guerbet são utilizados.
[000159] Como a amina primária ou secundária para produzir a amina terciária, uma amina alifática primária ou secundária é preferível, por exemplo, metil amina, dimetil amina, etil amina, dietil amina, dodecil amina, e di-dodecil amina.
[000160] A mina terciária obtida é aquela na qual um átomo de hidrogênio ligado a um átomo de nitrogênio da amina primária
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45/124 ou secundária é substituído por grupo de alquila e/ou alquenila derivado de um álcool. por exemplo, a amina terciária correspondente obtida a partir do álcool de dodecila e dimetil amina é N-dodecil-N,N-dimetil amina, que é discriminado a partir das aminas terciárias ou N,N-didodecilN-metil amina e N,N,N-tri-dodecil amina como produtos secundários obtidos por reagir metil amina gerada por desproporcionar dimetil amina com amônia.
Aspecto preferido (II)
Aparelho de contato de coluna [000161] Com referência às figuras 17-19, um aparelho de contato de coluna de acordo com o aspecto (II) da presente invenção será descrito.
[000162] O aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção é destinado a contatar o gás com o líquido no fluxo ascendente no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000163] O recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 utilizado no aparelho de contato de coluna 10 como mostrado na figura 17 pode ser um com um tamanho e um formato de acordo com a necessidade, que é fornecido com o gás e o líquido de uma porção inferior do mesmo no qual o gás e o líquido são retirados de uma porção superior do mesmo e gás e líquido são colocados em contato entre si no fluxo ascendente.
[000164] Um recipiente 20 no qual o corpo estrutural de colmeia configurado por uma pluralidade de canais tubulares estreitos paralelos (células) é acomodado é fornecido no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000165] Na figura 17, o recipiente 20 é dotado de uma pluralidade de estágios. Na presente invenção, entretanto, o recipiente 20 pode ser dotado de um estágio único. Com relação
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46/124 ao número de estágios, a partir de um ponto de vistade substituir operações (por exemplo, um caso onde uma partedos recipientes, por exemplo, somente o recipiente 20é substituído), é mais preferível que o corpo estruturalde colmeia seja dotado de uma pluralidade de estágios separados do que fornecer um estágio único. Além disso, o número de estágios pode ser selecionado de acordo com o uso pretendido do aparelho de contato de coluna 10. Quando o aparelho de contato de coluna 10 é utilizado como um aparelho de reação, por exemplo, o número de estágios é preferivelmente igual a ou maior do que dois, mais preferivelmente igual a ou maior do que quatro, igual a ou maior do que dez ou igual a ou maior do que vinte.
[000166] O recipiente 20 é sustentado e fixo por um elemento (não mostrado) através do qual o gás-líquido pode passar.
[000167] Um elemento 21 (por exemplo, uma rede, uma grade, e uma placa perfurada) através do qual o gás-líquido pode passar é fixo em uma parte inferior do recipiente 20 acomodando o corpo estrutural de colmeia. Um corpo estrutural de colmeia 22 é acomodado dentro do recipiente 20. O elemento 21 pode ser também fornecido em uma porção superior do recipiente 20 de modo que o corpo estrutural de colmeia é assegurado ser fixo no recipiente 20.
[000168] O corpo estrutural de colmeia 22 é destinado a contatar o gás com o líquido no mesmo.
[000169] O recipiente 20 do estágio único no qual o corpo estrutural de colmeia 22 é acomodado pode ser um recipiente único no qual o corpo estrutural de colmeia é acomodado. A partir de um ponto de vista de trocar facilmente o corpo estrutural de colmeia no recipiente 20, entretanto, é
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47/124 preferível que o recipiente 20 possa ser uma combinação de aproximadamente 2 a 8 recipientes.
[000170] Por exemplo, como mostrado nas figuras 18(a) e 18(b), o recipiente no qual recipientes 20a-20d acomodando no mesmo corpos estruturais de colmeia 22a-22d são formados juntos em um formato de coluna como um todo pode ser utilizado.
[000171] Como mostrado nas figuras 17(a) e 17(b), uma folga contínua 19 a partir de uma parte inferior até um topo do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 em uma direção de altura do mesmo é formada entre o recipiente de coluna(11, 211,311) e o recipiente 20 configurando uma pluralidade de estágios.
[000172] O aparelho 10 da presente invenção inclui meiode controle de fluxo (meio de controle de perda de pressão)30 (consulta a figura 17) que pode controlar a perda de pressão (PL1) do gás e líquido que passam através da folga 19 em uma posição de altura desejada da folga 19 para ser igual aou maior do que a perda de pressão (PL2) do gás e líquido que passam através do corpo estrutural de colmeia 22 acomodado no recipiente 20.
[000173] A partir de um ponto de vista de limitar um fluxo de desvio para a folga 19, como descrito acima, a perda de pressão (PL1) e a perda de pressão (PL2) atendem uma relação de PL1 > PL2 na qual uma razão de PL2/PL2 é preferivelmente igual a ou maior do que duas vezes, mais preferivelmente igual a ou maior do que quatro vezes e ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que dez vezes. Além disso, para evitar que materiais de reação e produtos gerados permaneçam na folga 19, a razão é preferivelmente igual a ou menor do que 10.000 vezes, mais preferivelmente igual a ou menor do que 1.000 vezes, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que
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100 vezes.
[000174] O meio de controle de fluxo não é particularmente limitado desde que controle a perda de pressão com relação ao fluxo do gás-líquido. O meio de controle de fluxo no qual um furo de perfuração é formado ou um furo de perfuração pode ser formado é preferível, por exemplo, o meio de controle de fluxo no qual um elemento de placa incluindo um furo, uma fenda, e um recorte (porção rebaixada) é utilizado ou o meio de controle de fluxo no qual uma vedação regular como partículas cilíndricas enche um espaço entre duas malhas. A partir de uma visão de facilidade de processamento, o meio de controle de fluxo no qual o elemento de placa incluindo o furo, a fenda, e o recorte (porção rebaixada) é utilizado é preferível.
[000175] Como o meio de controle de fluxo, uma placa anular plana 30 como mostrado na figura 19(a) pode ser utilizada, por exemplo.
[00017 6] A placa anular 30 como o meio de controle de fluxo inclui uma porção de corpo anular 31 e dois elementos de reforço 32 unidos através de um lado interno da porção de corpo anular 31.
[000177] Quatro porções rebaixadas 33a-33d que são rebaixadas em uma direção de uma porção central da porção de corpo anular 31 são formadas em uma borda periférica externa 31a da porção de corpo anular 31.
[000178] Um diâmetro externo da placa anular 30 (porção de corpo anular 31) corresponde a um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 e um diâmetro interno da porção de corpo anular 31 é menor do que um diâmetro externo do recipiente de acomodação 20 para o corpo estrutural de colmeia.
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49/124 [000179] Como mostrado nas figuras 17(a) e 17(b), a placa anular 30 é fixa para ser fornecida de tal modo que a borda periférica externa 31a da porção de corpo anular 31 esteja em contato com uma superfície de parede interna 11a do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11.
[000180] Como mostrado na figura 19(b), um furo formado pela porção rebaixada 33a e superfície de parede interna 11a corresponde a um furo de perfuração 35. O comprimento do furo de perfuração 35 corresponde à espessura da placa anular 30 (porção de corpo anular 31).
[000181] Quando a placa anular 30 mostrada na figura 19 é utilizada, uma soma total de quatro furos de perfuração 35 é formada pelas porções rebaixadas 33a-33d e a superfície de parede interna 11a.
[000182] A maior parte da folga 19 é fechada pela porção de corpo anular 31 em uma posição na qual a placa anular 30 é fornecida. Por conseguinte, as porções acima e abaixo da placa anular 30 na direção axial (direção de altura) são perfuradas entre si somente através do furo de perfuração e a perda de pressão com relação ao gás-líquido que passa através do furo de perfuração 35 é controlada para atender pelo menos
PL1 > PL2 .
[000183] Embora a placa anular 30 como mostrado na figura 19 seja utilizada como o meio de controle de fluxo, a placa anular 30 como mostrado na figura 19 não incluindo as porções rebaixadas 33a-33d, porém incluindo um ou dois ou mais (por exemplo, quatro) furos na porção de corpo anular 31 como os furos de perfuração substituindo s porções rebaixadas
33a-33d pode ser utilizada.
[000184]
A seguir, com referência às figuras 20 e
21, um aparelho de contato de coluna de acordo com outro exemplo da
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50/124 presente invenção será descrito.
[000185] Com relação a um aparelho de contato de coluna 100 como mostrado na figura 20, uma estrutura básica do mesmo é
| igual | ao | aparelho de | contato de coluna 10 | como | mostrado | na | ||
| figura | 17 | . Entretanto, | o | aparelho de contato | de | coluna | 100 | é |
| diferente | do aparelho | de | contato de coluna 10 | em | que um | corpo |
tubular baixo 130 é utilizado substituindo a placa anular 30 como mostrado na figura 19 como o meio de controle de fluxo. Elementos aos quais as mesmas referências numerais como a figura 17 são atribuídos são iguais à figura 17.
[000186] Como mostrado na figura 20, no aparelho de contato de coluna 100, um flange 140 é formado entre o recipiente 20 no estágio superior e uma saída 16 em um estado no qual uma borda periférica interna do flange 140 é localizado dentro do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 e uma borda periférica externa se projeta para fora do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 para formar um flange 140.
[000187] O corpo tubular 130 (consulte a figura 21) como o meio de controle de fluxo é fornecido entre o recipiente 20 no estágio superior e o flange 140.
[000188] O corpo tubular 130 inclui uma porção de corpo tubular 131 e um ou dois ou mais furos (furos de perfuração) 132 formados na porção de corpo tubular 131.
[000189] O corpo tubular 130 é fornecido em um estado no qual uma porção periférica superior 131a da porção de corpo tubular 131 é colocada em contato com o flange 140 e uma porção de borda periférica inferior 131b da porção de corpo tubular 131 é colocado em contato com o recipiente 20 no estágio superior. Por conseguinte, uma extremidade superior da folga 19 é fechada.
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51/124 [000190] Diâmetros interno e externo do elemento tubular 130 correspondem aos diâmetros interno e externo do recipiente 20.
[000191] Uma vez que a extremidade superior da folga 19 é fechada, o gás-líquido que flui através da folga 19 passa através somente do furo de perfuração 132 do corpo tubular 130. O furo de perfuração 132 executa uma função igual àquela do furo de perfuração 35 como mostrado na figura 19(b), a perda de pressão em relação ao gás-líquido que passa através do mesmo é controlada para atender pelo menos PL1 > PL2.
[000192] Na figura 20(a), uma parede tubular do recipiente 20 no estágio superior pode ser alongada para cima (em uma direção da saída 16) até estar em um estado igual aquele no qual a parede tubular é colocada em contato com o corpo tubular 130 e um ou dois ou mais furos (furos de perfuração) são formados em uma porção alongada da parede tubular do mesmo modo que na figura 21 para substituir o corpo tubular 130 em
| uso. | |||||||||
| [000193] | Além | disso, | se | uma | extremidade superior | da parede | |||
| tubular | do | recipiente | 20 | no | estágio | superior é colocado | em | ||
| contato | com | o | flange | 140, | um | ou dois | ou mais furos | (furos | de |
perfuração) podem ser diretamente formados na parede tubular do recipiente sem alongar a parede tubular do recipiente 20 no estágio superior para cima. Nesse caso, o recipiente 20 no estágio superior também serve como o meio de controle de fluxo de modo que o meio de controle de fluxo seja colocado em uma posição da mesma altura que o corpo estrutural de colmeia no estágio superior.
[000194] O meio de controle de fluxo (por exemplo, a placa anular 30, o corpo tubular 130, e o recipiente 20 no qual os furos são formados) pode ser fornecido em uma posição de
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52/124 altura desejada no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11, por exemplo, em uma entrada, saída ou uma posição intermediária da folga 19. Como mostrado na figura 17(a), se o meio de controle de fluxo é fornecido no lado superior do recipiente 20 no estágio superior, pode ser facilmente fixado e removido e desse modo é preferível de um ponto de vista de capacidade de trabalho.
[000195] Além disso, no aparelho 10 (figura 17) ou o aparelho 100 (figura 20) de acordo com a presente invenção, meio de guia (um elemento para evitar que bolha de gás flua para dentro) 40 para guiar bolhas de gás para o recipiente de acomodação 20 para o corpo estrutural de colmeia pode ser fornecido entre um orifício de fornecimento 15 para o gás e o líquido localizado em uma parte inferior do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 e a folga 19 formada pelo recipiente de acomodação 20 para o corpo estrutural de colmeia no estágio inferior.
[000196] O meio de guiar 40 é um meio para guiar o gás (bolhas de gás) fornecido através do orifício de fornecimento 15 para o corpo estrutural de colmeia no estágio inferior (a saber, meio para evitar que o gás flua para dentro da folga
19).
formato ou a estrutura do meio de guia 40 não é particularmente limitado desde que o meio de guia possa guiar as bolhas de gás (a saber, evitar que as bolhas de gás fluam para dentro da folga). Por exemplo, o meio de guia 40 com uma estrutura como mostrado na figura 22 pode ser utilizado.
[000197] O meio de guia 40 é configurado por uma porção de placa plana anular 41 e uma porção tubular 42 que se projeta a partir de uma borda periférica interna da porção de placa
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53/124 plana anular 41 para um lado. O meio de guia 40 pode incluir uma segunda porção tubular que se projeta a partir de uma borda periférica externa da porção de placa plana anular 41 para uma direção oposta à porção tubular 42.
[000198] Um diâmetro externo da porção de placa plana anular 41 corresponde ao diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 e a borda periférica externa da porção de placa plana anular 41 é fixa de tal modo que esteja em contato com a superfície de parede interna 11a do recipiente de coluna(11, 211, 311). O diâmetro externo da porção de placa plana anular 41 pode ser ajustado para ser levemente maior do que o diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 de modo que a porção de placa plana anular 41 pode ser pressionada contra a superfície de parede interna 11a do recipiente de coluna(11, 211, 311).
[000199] Em um exemplo como mostrado na figura 22, uma superfície circunferencial do recipiente de acomodação 20 no estágio inferior é alongado para baixo para ser uma porção de parede tubular 20a. o meio de guia 40 é fornecido de tal modo que seja combinado com a porção de parede tubular 20a.
[000200] No meio de guia 40, a porção de placa plana anular 41 está voltada diretamente para uma entrada de folga 19a em um intervalo w1 e a porção tubular 42 e a porção de parede tubular 20a está voltada diretamente entre si em um intervalo w2 em um estado sobrepondo entre si em uma faixa do comprimento w3.
[000201] Os intervalos w1 e w2 e o comprimento w3 não são necessariamente do mesmo tamanho. O comprimento w3 é necessário ser longo o bastante para evitar o influxo das bolhas de gás, e quanto mais longo, melhor. Genericamente, a densidade das bolhas de gás é notavelmente menor do que a densidade do
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54/124 líquido e é menos provável que as bolhas de gás movam para baixo no líquido mesmo em um fluxo turbulento. Por conseguinte, o comprimento w3 pode ser igual a ou maior do que o tamanho das bolhas de gás.
[000202] O comprimento w3 é preferivelmente igual a ou maior do que 5 mm, mais preferivelmente igual a ou maior do que 10 mm, e ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 20 mm. o limite superior do comprimento w3 é determinado pelo tamanho do recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 e tamanho do recipiente de acomodação 20 para o corpo estrutural de colmeia, e o número de estágios do recipiente de acomodação 20.
[000203] A partir de um ponto de vista de evitar que as bolhas de gás fluam em intervalos w1 e w2, é preferível que os intervalos w1 e w2 sejam tão pequenos quanto possível. Não é necessário que o intervalo w1 seja igual ao intervalo w2. Os intervalos w1 e w2 são preferivelmente iguais a ou menores do que 50 mm, mais preferivelmente iguais a ou menores do que 30 mm, e ainda mais preferivelmente iguais a ou menores do que 10 mm.
[000204] As bolhas de gás contidas no gás-líquido fornecido a partir de uma direção de seta na figura 22 são guiados em direção ao corpo estrutural de colmeia 22 acomodado no recipiente 20 por operações do meio de guia 40 (a porção de placa plana anular 41 e a porção tubular 42) e impedidos de mover em direção à entrada de folga 19a.
[000205] No aparelho 10 (figura 17) ou aparelho 100 (figura 20) de acordo com a presente invenção, as porções de espaço podem ser fornecidas entre a pluralidade de estágios dos recipientes de acomodação 20 para fornecer placas de
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55/124 alinhamento de fluxo 14 como o meio de prevenção de contrafluxo nas porções de espaço. As placas de alinhamento de fluxo 14 têm uma pluralidade de furos nas mesmas com cada diâmetro de furo de 0,5 mm a 8 mm.
[000206] Em um caso onde as placas de alinhamento de fluxo 14 tendo uma pluralidade de furos são fornecidas, quando as bolhas de gás passam através dos furos a partir da parte inferior para o topo, as bolhas de gás funcionam como tampões para os furos para limitar o contrafluxo do líquido através dos furos a partir do topo para a parte inferior.
[000207] Com relação à placa de alinhamento de fluxo, placas perfuradas como metais de perfuração da faixa descrita acima do diâmetro de furo ou placas de colmeia espessas (placas estruturais de colmeia espessas) podem ser utilizadas.
[000208] Ao utilizar as placas perfuradas como as placas de alinhamento de fluxo, uma vez que a razão de abertura com relação à área da placa perfurada é associada aos diâmetros de furo da placa perfurada, a partir de um ponto de vista de obter o efeito de restrição de contramistura, a razão de abertura é preferivelmente igual a ou menor do que 70%, mais preferivelmente igual a ou menor do que 60%, ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que 50%, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que
45%.
Além disso, a partir de um ponto de vista de suprimir a perda de pressão quando o gás-líquido passa através da placa perfurada e um ponto de vista de evitar que uma porção estagnada do fluxo seja gerada no aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20), a razão de abertura com relação à área da placa perfurada é preferivelmente igual a ou maior do que 1%, mais
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56/124 preferivelmente igual a ou maior do que 10%, ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 20% e mesmo mais preferivelmente igual a ou maior do que 31%.
[000209] Em um caso de utilizar as placas de colmeia espessas como as placas de alinhamento de fluxo, algumas incluem quase 100% de razão de abertura. Um fator importante para limitar a contramistura do líquido é o diâmetro de furo das placas de alinhamento de fluxo. Por conseguinte, a razão de abertura pode ser maior. A placa de colmeia espessa inclui uma variedade de métodos de fabricação e produtos. Por conseguinte, a placa incluindo uma razão de abertura pequena pode ser utilizada. Nesse caso, a partir de um ponto de vista de suprimir a perda de pressão quando o gás-líquido passa através da placa de colmeia espessa e um ponto de vista de evitar que a parte estagnada do fluxo seja gerada no aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20), a razão de abertura da placa de colmeia espessa é preferivelmente igual a ou maior do que 1%, mais preferivelmente igual a ou maior do que 10%, ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 20% e ainda mais preferivelmente igual a ou maior do que 31%.
[000210] As placas de alinhamento de fluxo são fornecidas de tal modo que não contatem com quaisquer dos corpos estruturais de colmeia adjacentes às placas de alinhamento de fluxo sobre os mesmos ou embaixo dos mesmos. Quando as placas de alinhamento de fluxo contatam os corpos estruturais de colmeia adjacentes às placas de alinhamento de fluxo sobre os mesmos ou embaixo dos mesmos, não é preferível uma vez que o efeito de restrição de contramistura pela placa de alinhamento de fluxo é reduzido. A frase não em contato com” aqui não exclui
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57/124 um exemplo no qual as partes de alinhamento de fluxo são suportadas e fixas pelos corpos estruturais de colmeia para serem retidos nas porções de espaço.
[000211] Os formatos ou as estruturas dos corpos estruturais de colmeia 22 utilizados no aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20) não são particularmente limitados e desse modo os publicamente conhecidos podem ser utilizados. Por exemplo, como o corpo estrutural de colmeia 22, um no qual um filme de placa plana e um filme de placa corrugada são alternadamente empilhados na direção de espessura e o formato em seção transversal de cada dos canais tubulares estreitos na direção de largura é um formato substancialmente triangular pode ser utilizado. A frase um formato substancialmente triangular” é dirigida a um formato triangular no qual uma ou mais partes de canto são redondas ou um ou mais lados incluem linhas curvas. Com relação ao formato externo e a estrutura de tal corpo estrutural de colmeia, um mostrado na figura 3 pode ser utilizado.
[000212] O corpo estrutural de colmeia 50 como mostrado na figura 3 é configurado por empilhar alternadamente o filme de placa plana 51 e o filme de placa corrugado 52 no qual uma pluralidade de canais tubulares estreitos paralelos 53 com formatos substancialmente triangulares (em cada dos formatos, um canto é redondo e dois lados incluem linhas curvas) são formados.
[000213] Quando o corpo estrutural de colmeia 22 é utilizado como um catalisador estruturado, o corpo estrutural de colmeia 50 como mostrado na figura 3 é utilizado como um corpo de suporte de catalisador. O catalisador é fixo em uma superfície
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58/124 do corpo estrutural de colmeia 50. Aqui, a superfície do corpo estrutural de colmeia é dirigida a uma superfície em contato com o gás ou o líquido, a saber, superfícies de parede interna da pluralidade de canais tubulares estreitas que o corpo estrutural de colmeia tem uma superfície externa do corpo estrutural de colmeia.
[000214] A seguir, no aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) de acordo com a presente invenção, uma operação (mecanismo) para aumentar eficiência de contato do gás-líquido no corpo estrutural de colmeia 22 após contatar o gás com o líquido no fluxo ascendente pela placa anular 30 como o meio de controle de fluxo fornecido na folga 19 será descrita agora.
[000215] No aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção, a perda de pressão (PL1) do gás e o líquido que passa através da folga 19 é controlada para ser igual a ou maior do que a perda de pressão (PL2) do gás e líquido que passam através do corpo estrutural de colmeia 22 (PL1 > PL2) pela placa anular 30 como o meio de controle de fluxo fornecido na folga 19. Por conseguinte, o gás e o líquido fluem para o corpo estrutural de colmeia 22 mais facilmente do que para a folga 19 de modo que um fluxo de desvio para a folga 19 é limitado e o fluxo do gás-líquido é convergido no corpo estrutural de colmeia 22. Por conseguinte, a eficiência de contato do gás-líquido no corpo estrutural de colmeia 22 é aumentado. Certa quantidade do gás e líquido, entretanto, flui através da folga 19.
[000216] Além disso, no aparelho de contato de coluna 100 (figura 20) de acordo com a presente invenção, a mesma vantagem pode ser obtida pelo corpo tubular 130 como o meio de
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59/124 controle de fluxo.
[000217] O controle da perda de pressão pode ser confirmado pelos cálculos bem como experimentos.
[000218] Quando o gás-líquido flui através do corpo estrutural de colmeia 22, a perda de pressão depende grandemente da perda de fricção nos canais tubulares estreitos. Pode ser calculado de acordo com uma fórmula que é publicamente conhecida como equação de Fanning (Chemical Engineering Handbook, sexta edição, editado pela Society of Chemical Engineers, Japão, (Maruzen, 1999) pág. 286 (em japonês)). Genericamente, a folga 19 inclui uma área em seção transversal maior do que os canais tubulares estreitos do corpo estrutural de colmeia, de modo que a perda de fricção da folga pode ser ignorada. Por conseguinte, a perda de pressão dominante quando o gás-líquido flui através da folga 19 é uma perda de local quando o gáslíquido passa através do meio de controle de fluxo 30. Por exemplo, quando o meio de controle de fluxo inclui os furos de perfuração (especificamente, a placa anular 30 incluindo os furos de perfuração 35 ou o corpo tubular 130 incluindo furos de perfuração 132, por exemplo), a perda de pressão pode ser calculada utilizando fórmulas conhecidas para calcular a perda de pressão quando o gás-líquido passa através dos furos ou orifícios (K.S. Knaebel, Chemical Engineering 88 (1981) 116).
[000219] A perda de fricção é uma das perdas de pressão, a saber, uma perda de pressão devido à fricção em superfícies de parede dos canais quando o fluido flui nos canais. A perda local também é mencionada como uma perda de forma e é uma perda de pressão causada por alterações nos formatos dos canais. Outra perda de pressão é causada por gravidade (associada à densidade do fluido), que é mencionada como uma
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60/124 perda de altura estática.
[000220] Essas fórmulas alvejam um fluxo de fase única no qual somente o gás ou somente o líquido flui. A perda de pressão quando somente o gás flui no aparelho ou a perda de pressão quando somente o líquido flui no aparelho pode ser calculada individualmente e avaliada respectivamente para projetar o meio de controle de fluxo.
[000221] Em qualquer dos casos quando somente o gás flui e quando somente o líquido flui, se a perda de pressão na folga for maior do que a perda de pressão no corpo estrutural de colmeia, a mesma relação de magnitude das perdas de pressão pode ser vista quando o gás e o líquido fluem simultaneamente.
[000222] Ao calcular a perda de pressão do fluxo de duas fases de gás-líquido, um método para estimar a perda de pressão do fluxo de duas fases de gás-líquido com base nas perdas de pressão quando cada fase do gás e líquido flui como uma única fase é proposta, que é conhecido como o método de LockhartMartinelli. Uma fórmula de correlação aproximada de Chisholm, por exemplo, pode ser utilizada para calcular a perda de fricção. Um método de cálculo conhecido como uma fórmula de Murdock, por exemplo, pode ser utilizado para a perda local do orifício (JSME Data Book, Hydraulic Losses in Pipes and Ducts (The Japan Society of Mechanical Engineers, 1979) pág. 189 (em japonês)).
[000223] Além disso, no aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20) de acordo com a presente invenção, uma operação (mecanismo) para aumentar a eficiência de contato entre o gás e o líquido no corpo estrutural de colmeia 22 quando o gás é colocado em contato com o líquido no fluxo ascendente em um caso no qual o
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61/124 meio de guia 40 é fornecido como meio para guiar o gás fornecido (bolhas de gás) para o corpo estrutural de colmeia no estágio inferior (a saber, meio para evitar que as bolhas de gás fluam para dentro da folga 19) será descrita.
[000224] Quando o gás é colocado em contato com o líquido no fluxo ascendente, em um caso no qual o líquido está em uma fase contínua, enquanto o gás está em uma fase dispersa presente como as bolhas de gás, o meio de guia 40 é fornecido no lado da entrada 19a da folga 19 além da perda de pressão pela placa anular 30 ou o corpo tubular 130 como o meio de controle de fluxo de modo que um fluxo de desvio para a folga 19 possa ser adicionalmente vantajosamente controlado.
[000225] De acordo com as operações do meio de guia 40, as bolhas de gás são guiadas para o corpo estrutural de colmeia 22 de modo que a perda de altura estática no corpo estrutural de colmeia 22 seja reduzida. Por conseguinte, o líquido também é guiado para o corpo estrutural de colmeia 22. Uma vez que a folga 19 não é vedada, a folga 19 é cheia de líquido. Se as bolhas de gás não fluírem para dentro da folga 19, o fluxo de líquido através da folga 19 se torna descendente. Isto é, fluxo em circulação interna do líquido é gerada no aparelho 10 (figura 17) ou o aparelho 100 (figura 20), enquanto quase todo o gás flui para o corpo estrutural de colmeia de modo que a eficiência de contato entre o gás e o líquido no corpo estrutural de colmeia 22 possa ser aperfeiçoada.
[000226] O aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20) de acordo com a presente invenção pode ser utilizado como um aparelho no qual o gás é estavelmente colocado em contato com o líquido. Por exemplo, o corpo estrutural de colmeia 12 é utilizado como um
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62/124 catalisador estruturado de acordo com a necessidade de modo que pode ser aplicado à reação de hidrogenação, reação de desidrogenação, reação de oxidação, reação de decomposição, reação de alquilação, reação de acilação, reação de eterificação, reação de esterificação, e similar. Especificamente, o aparelho de contato de coluna pode ser utilizado como um aparelho de reação sintética para amina terciária utilizando álcool e amina primária ou secundária.
Método para operar o aparelho de contato de coluna [000227] A seguir, um método preferido (método para contatar o gás com o líquido ou método para reagir o gás-líquido) para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção será descrito com base no aparelho de contato de coluna 10 como mostrado na figura 1.
[000228] Ao operar o aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção, o gás-líquido é fornecido a partir da porção inferior de coluna 15, passando através do corpo estrutural de colmeia 12, e é descarregado através da porção superior de coluna 16 para formar o fluxo ascendente.
[000229] É genericamente considerado que turbulência do fluxo é perceptível no fluxo ascendente das duas fases de gáslíquido quando uma velocidade de gás superficial é grande. Na presente invenção, entretanto, o gás pode ser colocado em contato com o líquido apropriadamente mesmo se a velocidade de gás superficial for igual a ou maior do que 0,05 m/s. a velocidade de gás superficial pode ser igual a ou maior do que 0,1 m/s, e também pode ser igual a ou maior do que 0,3 m/s. o limite superior da velocidade de gás superficial é determinado por uma pressão original (pressão de linha) do gás, a velocidade de gás superficial pode ser preferivelmente igual a
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63/124 ou menor do que 10 m/s, mais preferivelmente igual a ou menor do que 1 m/s, e mesmo mais preferivelmente igual a ou menor do que 0,5 m/s.
[000230] O aparelho de contato de coluna é operado para contatar o gás com o líquido de modo que a velocidade de líquido superficial é preferivelmente 0,0001 m/s a 0,5 ms, mais preferivelmente 0,0005 m/s a 0,1 m/s, e mesmo mais preferivelmente 0,001 m/s a 0,05 m/s. aqui, a velocidade superficial é obtida por dividir a taxa de fluxo do líquido ou gás pela área em seção transversal da coluna.
[000231] Além disso, ao operar o aparelho de contato de coluna 10 de acordo com apresente invenção, a partir de um ponto de vista de melhorar a eficiência de contato entre o gás e o líquido, o gás é colocado em contato com o líquido de modo que retenção de gás possa ser preferivelmente 0,05 a 0,8,mais preferivelmente 0,1 a 0,7, e mesmo mais preferivelmente 0,2 a 0,6. Aqui, a retenção de gás é dirigida a uma fração de volume ocupada pelo sistema de duas fases de gás-líquido. A retenção de gás também é mencionada como uma fração de espaço vazio. Ocasionalmente, a retenção de gás é definida como uma quantidade local para um espaço pequeno retirado de uma região arbitrária. Aqui, a retenção de gás é definida como a fração de volume do gás no aparelho inteiro.
[000232] Além disso, ao operar o aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção, a partir de um ponto de vista de aumentar um efeito de limitar o contrafluxo pelas porções de alinhamento de fluxo 14a-14g e um ponto de vista de aperfeiçoar a dispersão das bolhas de gás no aparelho de contato de coluna 10, um diâmetro médio das bolhas de gás no fluxo de duas fases de gás-líquido pode ser preferivelmente
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0,1 a 30 mm, e mais preferivelmente 0,5 a 20 mm. um ajuste do diâmetro das bolhas de gás pode ser realizado por ajustar a tensão de superfície do líquido, por exemplo.
[000233] No método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção, o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção é utilizado em uma faixa acima mencionada da velocidade superficial de modo que uma largura de distribuição da distribuição de tempo de residência do líquido pode ser estreitada para aperfeiçoar a eficiência de contato entre o gás e o líquido. Em particular, o método é caracterizado pelo fato de que a velocidade de gás superficial pode ser maior. Além disso, a retenção de gás e o diâmetro das bolhas de gás no fluxo de duas fases de gáslíquido são ajustados de modo a aperfeiçoar adicionalmente a eficiência de contato entre o gás e o líquido.
[000234] Em um caso no qual o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção não é utilizado, mesmo se o método de operação de acordo com a presente invenção é aplicado, a largura de distribuição da distribuição de tempo de residência do líquido não pode ser estreitada.
[000235] Na presente invenção, um exemplo no qual os canais tubulares estreitos incluem diâmetro hidráulico do formato em seção transversal na direção de largura igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm será descrito abaixo em detalhe.
[000236] Método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com o aspecto (I) [000237] A seguir, um método preferido (método para contatar o gás com o líquido ou método para reagir o gás-líquido) para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com a
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65/124 presente invenção será descrito com base no aparelho de contato de coluna 10 como mostrado na figura 9.
[000238] Ao operar o aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção, o gás-líquido é fornecido a partir da porção inferior de coluna 15, passando através do corpo estrutural de colmeia 12, e é descarregado através da porção superior de coluna 16 para formar o fluxo ascendente.
[000239] É genericamente considerado que a turbulência do fluxo é perceptível no fluxo ascendente das duas fases de gáslíquido quando uma velocidade de gás superficial é grande. Na presente invenção, entretanto, o gás pode ser colocado em contato com o líquido apropriadamente mesmo se a velocidade de gás superficial for igual a ou maior do que 0,05 m/s. a velocidade de gás superficial pode ser igual a ou maior do que 0,1 m/s, e também pode ser igual a ou maior do que 0,3 m/s. o limite superior da velocidade de gás superficial é determinado por uma pressão original (pressão de linha) do gás, a velocidade de gás superficial pode ser preferivelmente igual a ou menor do que 10 m/s, mais preferivelmente igual a ou menor do que 1 m/s, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que 0,5 m/s.
[000240] O aparelho de contato de coluna é operado para contatar o gás com o líquido de modo que a velocidade de líquido superficial seja preferivelmente 0,0001 m/s a 0,5 m/s, mais preferivelmente 0,0005 m/s a 0,1 m/s, e ainda mais preferivelmente 0,001 m/s a 0,05 m/s.
[000241] Além disso, ao operar o aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção, a partir de um ponto de vista de melhorar a eficiência de contato entre o gás e o líquido, o gás é colocado em contato com o líquido de modo que
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66/124 a retenção de gás possa ser preferivelmente 0,05 a 0,8, mais preferivelmente 0,1 a 0,7, e ainda mais preferivelmente 0,2 a 0,6.
[000242] Além disso, ao operar o aparelho de contato de coluna 10 de acordo com a presente invenção, a partir de um ponto de vista de melhorar a dispersão das bolhas de gás no aparelho de contato de coluna 10, um diâmetro médio das bolhas de gás no fluxo de duas fases de gás-líquido pode ser preferivelmente 0,1 a 30 mm, e mais preferivelmente 0,5 a 20 mm. o ajuste do diâmetro das bolhas de gás pode ser realizado por ajustar a tensão superficial do líquido, por exemplo.
[000243] No método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção, na faixa acima mencionada da velocidade superficial, é vantajoso que o estado de fluxo do fluxo de duas fases de gás-líquido seja estabilizado por utilizar o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção e aperfeiçoamento é obtido na eficiência de contato entre o gás e o líquido. Em particular, o método é caracterizado pelo fato de que a velocidade de gás superficial pode ser maior. Adicionalmente, a retenção de gás e o diâmetro das bolhas de gás no fluxo de duas fases de gás-líquido são
| ajustados de modo a | aperfeiçoar | adicionalmente a eficiência | de | |||
| contato | entre o gás | e o | líquido. | |||
| [000244 | ] Em um caso | no | qual o aparelho | de contato de coluna | de | |
| acordo | com a presente | invenção | não é | utilizado, mesmo se | o | |
| método | de operação | de | ! acordo | com | a presente invenção | é |
aplicado, o efeito de que o estado de fluxo do fluxo de duas fases de gás-líquido é estabilizado não pode ser obtido.
[000245] Método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com o aspecto (II)
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67/124 [000246] A seguir, um método preferido (método para contatar o gás com o líquido ou método para reagir o gás-líquido) para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção será descrito com base no aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) como mostrado na figura 17 ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20).
[000247] Ao operar o aparelho de contato de coluna 10 (figura 17) ou o aparelho de contato de coluna 100 (figura 20) de acordo com a presente invenção, o gás-líquido é fornecido a partir de uma entrada 15, passando através do corpo estrutural de colmeia 22, e é descarregado através de uma saída 16 para formar o fluxo ascendente.
[000248] É genericamente considerado que o fluxo de desvio para a folga 19 é perceptível no fluxo ascendente das duas fases de gás-líquido quando a velocidade de gás superficial é elevada. Na presente invenção, entretanto, o gás pode ser colocado em contato com o líquido apropriadamente no corpo estrutural de colmeia, mesmo se a velocidade de gás superficial for igual a ou maior do que 0,05 m/s, uma vez que o fluxo de desvio para a folga 19 pode ser limitado pela função da placa anular 30 ou o corpo tubular 130 como o meio de controle de fluxo. A velocidade de gás superficial pode ser igual a ou maior do que 0,1 m/s, e também pode ser igual a ou maior do que 0,3 m/s. o limite superior da velocidade de gás superficial é determinado pela pressão original (pressão de linha) do gás, a velocidade de gás superficial pode ser preferivelmente igual a ou menor do que 10 m/s, mais preferivelmente igual a ou menor do que 1 m/s, e ainda mais preferivelmente igual a ou menor do que 0,5 m/s.
[000249] O aparelho de contato de coluna é operado para
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68/124 contatar o gás com o líquido de modo que a velocidade de líquido superficial é preferivelmente 0,0001 m/s a 0,5 m/s, mais preferivelmente 0,0005 m/s a 0,1 m/s, e ainda mais preferivelmente 0,001 m/s a 0,5 m/s.
[000250] No método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção, o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção é utilizado na faixa acima mencionada da velocidade superficial de modo que a vantagem de limitar o fluxo de desvio para a folga 19 possa ser aperfeiçoado. Em particular, o método é caracterizado pelo fato de que a velocidade de gás superficial pode ser maior. Em um caso no qual o aparelho de contato de coluna de acordo com a presente invenção não é utilizado, mesmo se o método de operação de acordo com a presente invenção for aplicado, o efeito de limitar o fluxo de desvio não pode ser obtido.
A presente invenção inclui as seguintes modalidades: [000251] Item 1. Aparelho de contato de coluna para contatar gás com líquido em um fluxo ascendente em um recipiente de coluna(11, 211, 311), incluindo:
[000252] Dois ou mais estágios de corpos estruturais de colmeia, verticalmente fornecidos no recipiente de coluna(11, 211, 311), cada dos corpos estruturais de colmeia tendo uma pluralidade de canais tubulares estreitos paralelos;
[000253] Uma porção de espaço tendo um comprimento igual a ou mais longo do que 5 mm e igual a ou menor do que duas vezes tão grande quanto um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311), formado entre os estágios respectivos dos dois ou mais estágios dos corpos estruturais de colmeia; e [000254] Uma porção de alinhamento de fluxo fornecida como meio de prevenção de contrafluxo em cada porção de espaço
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69/124 entre os estágios respectivos de tal modo que a porção de alinhamento de fluxo não seja colocada em contato com os corpos estruturais de colmeia, a porção de alinhamento de fluxo tendo uma pluralidade de furos com diâmetros de furo de 0,5 mm a 8 mm.
[000255] Item 2. Aparelho de contato de coluna, de acordo com o item 1, em que quatro ou mais estágios dos corpos estruturais de colmeia são acomodados no recipiente de coluna(11, 211, 311) na direção vertical.
[000256] Item 3. Aparelho de contato de coluna, de acordo com o item 1 ou 2, em que o comprimento da porção de espaço é igual a ou maior do que 10 mm e igual a ou menor do que um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311).
[000257] Item 4. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-3, em que o comprimento da porção de espaço é igual a ou maior do que 20 mm e igual a ou menor do que ½ de um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311).
| [000258] | Item 5. Aparelho | de | contato | de | coluna, de acordo | com |
| qualquer | um dos itens 1- | 4, | em que | o | diâmetro interno | do |
| recipiente de coluna(11, 2 | 11, | 311) é | igual a ou maior do | que | ||
| 50 mm. | ||||||
| [000259] | Item 6. Aparelho | de | contato | de | coluna, de acordo | com |
| qualquer | um dos itens 1-5, | em | que a | porção de alinhamento | de |
fluxo, na porção de espaço, é localizada em uma posição intermediária dos corpos estruturais de colmeia adjacentes à porção de alinhamento de fluxo nos mesmos e embaixo dos mesmos.
[000260] Item 7. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-6, em que a porção de alinhamento de
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70/124 fluxo inclui uma pluralidade de furos com diâmetros de furo de 0,8 a 6 mm, e preferivelmente 1 a 5 mm.
[000261] Item 8. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-7, em que a porção de alinhamento de fluxo é configurada por uma placa perfurada com uma razão de abertura de 1-70%.
[000262] Item 9. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-8, em que a porção de alinhamento de fluxo é configurada por uma placa perfurada com uma razão de abertura de 10-60%, preferivelmente 20-50%, e mais preferivelmente 31-45%.
[000263] Item 10. Aparelho de contato de coluna, de acordo com o item 8 ou 9, em que a porção de alinhamento de fluxo é configurada por uma placa perfurada com uma espessura de 0,5 20 mm, preferivelmente 0,5 - 10 mm, e mais preferivelmente 1-5 mm.
[000264] Item 11. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-7, em que a porção de alinhamento de fluxo é formada por uma placa estrutural de colmeia com uma espessura igual a ou maior do que 5 mm e igual a ou menor do que 25% de uma altura do corpo estrutural de colmeia.
[000265] Item 12. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-7 e 11, em que a porção de alinhamento de fluxo é formada por uma placa estrutural de colmeia com uma espessura igual a ou maior do que 10 mm e igual a ou menor do que 25% de uma altura do corpo estrutural de colmeia, e preferivelmente igual a ou maior do que 20 mm e igual a ou menor do que 25% da altura do corpo estrutural de colmeia.
[000266] Item 13. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-12, em que, no aparelho de contato de
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71/124 coluna, a porção de alinhamento de fluxo como meio de prevenção de contrafluxo é fornecida abaixo do corpo estrutural de colmeia no estágio inferior em um estado no qual a porção de alinhamento de fluxo não é colocada em contato com o corpo estrutural de colmeia.
[000267] Item 14. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-13, em que um diâmetro hidráulico de um formato em seção transversal do canal tubular estreito na direção de largura é igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm.
[000268] Item 15. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-14, em que um diâmetro hidráulico de um formato em seção transversal do canal tubular estreito na direção de largura é igual a ou maior do que 0,5 mm e menor do que 1 mm.
[000269] Item 16. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-15, em que o formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura é selecionado de formatos circulares, formatos ovais, formatos poligonais e formatos substancialmente poligonais.
[000270] Item 17. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-15, em que o formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura é poligonal ou substancialmente poligonal, selecionado de formatos hexagonais, formatos pentagonais, formatos quadrados e formatos triangulares.
[000271] Item 18. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-15, em que o formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura é um formato triangular ou um formato substancialmente
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72/124 triangular .
[000272] Item 19. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-18, em que o corpo estrutural de colmeia é configurado por empilhar alternadamente um filme de placa plana e um filme de placa corrugada na direção de espessura, e o formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos na direção de largura é um formato substancialmente triangular.
[000273] Item 20. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-19 para contatar gás e líquido fornecido a partir da parte inferior do aparelho entre si no fluxo ascendente no recipiente de coluna(11, 211, 311) e então retirar o gás e o líquido através de um topo do aparelho, contendo ainda:
[000274] Um recipiente que acomoda o corpo estrutural de colmeia no mesmo no recipiente de coluna(11, 211, 311);
[000275] Uma folga sendo contínua a partir de uma parte inferior para um topo do recipiente de coluna(11, 211, 311) na direção de altura entre o recipiente de coluna(11, 211, 311) e o recipiente de acomodação para o corpo estrutural de colmeia; e [000276] Meio de controle de fluxo fornecido em uma posição de altura desejada da folga para controlar de tal modo que uma perda de pressão (PL1) do gás e líquido que passam através da folga seja igual a ou maior do que uma perda de pressão (PL2) do gás e líquido que passam através do corpo estrutural de colmeia.
[000277] Item 21. Aparelho de contato de coluna, de acordo com o item 20, em que o meio de controle de fluxo atende uma relação PL1/PL2 > 2.
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| [000278] | Item | 22 | . Aparelho | de | contato | de | coluna, de | acordo | com |
| o item | 21, em | que o meio | de | controle | de fluxo | atende | uma | ||
| relação | PL1/PL2 | > | 4. | ||||||
| [000279] | Item | 23 | . Aparelho | de | contato | de | coluna, de | acordo | com |
| qualquer | um dos | itens 20-22, | em que | o | meio de controle | de |
fluxo atende uma relação PL1/PL2 < 10000, preferivelmente PL1/PL2< 1000, e mais preferivelmente PL1/PL2 < 100.
[000280] Item 24. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 20-23, contendo ainda meio de guia entre um orifício de fornecimento o para o gás e o líquido e uma folga formada pelo recipiente de coluna(11, 211, 311) e um recipiente para acomodar um corpo estrutural de colmeia do estágio inferior no mesmo, o orifício de fornecimento sendo fornecido na parte inferior do recipiente de coluna(11, 211, 311), em que o meio de guia guia bolhas de gás fornecidas a partir do orifício de fornecimento para o corpo estrutural de colmeia no estágio inferior.
[000281] Item 25. Aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 24, em que o meio de guia é configurado com uma porção de placa plana anular e uma porção tubular que se projeta a partir de uma borda periférica interna da porção de placa plana anular para um lado; o meio de guia inclui uma porção de parede tubular configurada por uma parede periférica do recipiente de acomodação estendida para baixo, uma lacuna w1 entre a porção de placa plana anular e uma entrada da folga e uma lacuna w2 entre uma porção tubular e uma porção de parede tubular são respectivamente iguais a ou menores do que 50 mm,
| preferivelmente | iguais a | ou | menores | do | que | 30 mm, e mais |
| preferivelmente | iguais a | ou | menores | do | que | 10 mm; e um |
| comprimento w3 | de porções | da | porção | tubular | e a porção de |
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74/124 parede tubular sobrepostas entre si na lacuna w2 é igual a ou maior do que 5 mm, preferivelmente igual a ou maior do que 10 mm, e mais preferivelmente igual a ou maior do que 20 mm.
[000282] Item 26. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 20-25, em que o meio de controle de fluxo inclui um furo de perfuração ou pode ter um furo de perfuração formado no mesmo, e um ou dois ou mais furos de perfuração são fornecidos.
[000283] Item 27. Aparelho de contato de coluna, de acordo com
| qualquer | um | dos itens | 20-26, | em | que | ||
| O | meio de controle | de | fluxo é formado | por | uma placa | ||
| anular, | |||||||
| O | meio de | controle | de fluxo inclui | um | furo de |
perfuração ou pode ter um furo de perfuração formado no mesmo, e
Um ou dois ou mais furos de perfuração são fornecidos.
[000284] Item 28. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 20-26, em que
Um lado superior da folga é fechado, o meio de controle de fluxo é formado por um elemento tubular,
O elemento tubular inclui um furo de perfuração, e
Um ou dois ou mais furos de perfuração são fornecidos.
[000285] Item 29. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 20-26, em que
Um lado superior da folga é fechado,
O meio de controle de fluxo é um recipiente de acomodação para acomodar o corpo estrutural de colmeia, em que um furo de perfuração é formado, e
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Um ou dois ou mais furos de perfuração são fornecidos.
[000286] Item 30. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 20-29, em que o meio de controle de fluxo é fornecido em um lado superior do corpo estrutural de colmeia acondicionado no estágio superior em um lado interno do recipiente de coluna(11, 211, 311) ou em uma posição da mesma altura que o corpo estrutural de colmeia no estágio superior.
[000287] Item 31. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 20-30, em que o recipiente que acomoda o corpo estrutural de colmeia em um dos estágios é configurado por uma combinação de uma pluralidade dos recipientes.
[000288] Item 32. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um dos itens 1-31, em que o corpo estrutural de colmeia é dotado de uma superfície na qual um catalisador é imobilizado.
[000289] Item 33. Método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com qualquer um dos itens 1-32, contendo uma etapa de contatar o gás com o líquido em uma velocidade de líquido superficial de 0,0001 a 0,5 m/s e uma velocidade de gás superficial de 0,05 a 10 m/s.
[000290] Item 34. Método para operar o aparelho de contato de coluna, de acordo com o item 33, contendo uma etapa de contatar o gás com o líquido na velocidade de líquido superficial de 0,0005 a 0,1 m/s, preferivelmente 0,001 a 0,05 m/s e a velocidade de gás superficial de 0,05 a 1 m/s, preferivelmente 0,1 a 0,5 m/s.
[000291] Item 35. Método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com o item 33 ou 34, em que o gás e o líquido
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76/124 são colocados em contato entre si de modo que uma retenção de gás esteja compreendida em uma faixa de 0,05 - 0,8.
[000292] Item 36. Método para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com qualquer um dos itens
33-35, em que o gás e o líquido são colocados em contato entre si de modo que uma retenção de gás esteja compreendida em uma faixa de 0,1 - 0,7, preferivelmente
0,2 - 0,6.
Exemplos
Os seguintes exemplos ilustram exemplos da presente invenção.
Os exemplos são revelados para fins ilustrativos da presente invenção, e não pretendem limitar o escopo da presente invenção. A presente invenção é adicionalmente ilustrada com base nos exemplos a seguir.
Avaliação pela distribuição de tempo de residência [000294] Traçador é instantaneamente (em aproximadamente um segundo) injetado por uma seringa em uma porção intermediária de uma tubulação antes de misturar o gás com o líquido. Como o traçador, 1 mL de solução aquosa de NaCl com 20% de massa é utilizado para obter uma distribuição de tempo de residência do líquido.
[000295] O gás-líquido (contendo o traçador) é fornecido para um aparelho de contato de coluna em um fluxo ascendente e recebido por um copo de modo que o gás e o líquido descarregados do aparelho de contato de coluna são separados entre si. a seguir, condutividade elétrica do líquido medida. A condutividade elétrica medida é convertida em concentração utilizando uma curva de calibragem (linha de correlação) entre a concentração e a [000296] A resposta de concentração condutividade elétrica.
é obtida durante o tempo
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77/124 medido de quando o traçador é injetado até que quando o traçador é totalmente descarregado do aparelho. O tempo medido é igual a ou maior do que pelo menos quatro vezes tão longo quanto um tempo calculado por dividir um volume (incluindo um volume da tubulação a partir de uma entrada de traçador até o aparelho e um volume da tubulação a partir do aparelho até o corpo para medir a condutividade elétrica) do aparelho pela taxa de fluxo do líquido. Deve ser observado que o comprimento da tubulação a partir de uma posição de injeção de traçador até o aparelho de contato de coluna e o comprimento da tubulação a partir do aparelho até o copo (uma posição de medição de condutividade elétrica) são formados tão curtos quanto possível para reduzir o efeito de um estado de fluxo diferente aquele do aparelho para a medição.
[000297] Quando a resposta de concentração do traçador como mostrado na figura 4(a) é normalizada de modo que o integral é igual a um, a distribuição de tempo de residência E(t) representada por um tempo efetivo t pode ser obtida como mostrado na figura 4(b). a seguir, o E(t) é multiplicado por um tempo de residência médio τ para ser não dimensional, para obter uma distribuição de tempo de residência E(θ) representado por um tempo não dimensional θ como mostrado na figura 4 (c) . Deve ser observado que a figura 5 é uma vista que mostra uma distribuição de tempo de residência em um fluxo totalmente misturado.
Avaliação por número N de tanques [000298] A distribuição de tempo de residência, a saber, o estado de fluxo é avaliado utilizando um modelo de tanques em série conhecido como um modelo que expressa a distribuição de
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78/124 tempo de residência. O modelo de tanques em série é dirigido a um modelo no qual o aparelho é hipoteticamente dividido em tanques totalmente agitados cada tendo volumes iguais e o estado de fluxo é representado pelo número N dos tanques e a distribuição de tempo de residência é expressa por uma equação (I) (Literatura 1).
[000299] Deve ser observado que o tanque totalmente agitado é um dispositivo no qual o fluxo totalmente misturado é assumido como um estado de fluxo interno. Um fato de que o número N dos tanques = 1 corresponde ao fluxo totalmente misturado. Quando o número N dos tanques é maior do que um, o fluxo é mais próximo a um fluxo de tampão.
[000300] Genericamente, um fato de que a distribuição de tempo de residência está próxima ao fluxo totalmente misturado (quando o número N dos tanques está próximo a um) mostra que a mistura do fluido dentro do aparelho é perceptível como mencionado acima. Isto é, o fato mostra que o fluxo é muito turbulento e o fluxo é instável, e adicionalmente, a largura da distribuição de tempo de residência é ampla. O fato de que o número N dos tanques é maior do que um é dirigido a um fato que o fluxo é alinhado e a largura da distribuição de tempo de residência é estreita. O número N dos tanques pode ser obtido por uma equação (II) a partir de uma variância σ· da 2 distribuição de tempo de residência E(t) ou uma variancia σθ podem ser obtidas por uma equação (IV).
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Equação 1 £(0) = exp(- Νθ)
(I) (Π)
ΓΟΟ r = Jo tE^dt (III) σιΖ=ζ^-τΫΕν>Λ, o-ff2 ή2E(&)d& (IV)
Exemplos 1-5 e exemplos comparativos 1-3 [000301] Aparelhos de contato de coluna 100A a 100C foram utilizados como mostrado nas figuras 6 (a) a 6(c) (observe que os elementos com numerais de referência iguais aqueles mostrados na figura 1 foram dirigidos aos mesmos elementos). O aparelho com dois dos estágios acondicionados como mostrado na tabela 1 correspondeu ao aparelho 100A como mostrado na figura 6(a) , o aparelho com quatro dos estágios acondicionados correspondeu ao aparelho 100B como mostrado na figura 6 (b), e o aparelho com o estágio acondicionado único correspondeu ao aparelho 100C como mostrado na figura 6(c).
[000302] A coluna (recipiente de coluna(ll, 211, 311) 11) que foi formada de uma resina acrílica com um diâmetro interno de 85 mm e uma altura de 830 mm de modo que o estado de fluxo pode ser visto foi utilizado.
[000303] corpo estrutural de colmeia foi empilhado de forma
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80/124 ascendente a partir de uma posição de 115 mm a partir de uma superfície inferior da coluna.
[000304] Como o corpo estrutural de colmeia, uma colmeia micro de alumínio (largura de canal tubular estreito de 1,5 mm) tendo canais tubulares estreitos hexagonais moldados como uma colmeia fabricado por Shin Nippon Feather Core Co., Ltd. Foi utilizado. O corpo estrutural de colmeia foi cortado em um formato cilíndrico com um diâmetro de 84 mm e uma altura de 26 mm. um total de dezesseis dos corpos estruturais de colmeia foi utilizado. Quando os corpos estruturais de colmeia foram empilhados, os canais tubulares estreitos não foram alinhados para serem compatíveis entre si.
[000305] A placa de alinhamento de fluxo tinha 1 mm em espessura e 84 mm em diâmetro, e era uma placa perfurada com diâmetros de furo e passos como mostrado na tabela 1. Uma disposição dos furos na placa perfurada correspondeu a uma disposição de modo que um formato de linhas conectando pontos centrais dos furos correspondeu a um triângulo equilátero.
[000306] Na figura 6(b) (exemplos 2 a 5), porções de espaço 113a a 113c foram respectivamente formadas entre os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112a no primeiro estágio e os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112b no segundo estágio, entre os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112b no segundo estágio e os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112c no terceiro estágio, e entre os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112c no terceiro estágio e os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112d no quarto estágio.
[000307] As porções de espaço 113a a 113c foram respectivamente dotadas de placas de alinhamento de fluxo 114a a 114c. uma placa de alinhamento de fluxo 117 foi também
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81/124 fornecida sob os (quatro) corpos estruturais de colmeia 112a. [000308] Nos exemplos e exemplos comparativos como mostrado na tabela 1, os aparelhos de contato de coluna 100A a 100C respectivamente acomodaram os corpos estruturais de colmeia com o número dos estágios acondicionados, o número dos corpos estruturais de colmeia instalados no estágio único, e os comprimentos das porções de espaço entre os respectivos estágios como respectivamente mostrado na tabela 1. O comprimento da porção de espaço corresponde a um comprimento do qual a espessura da placa de alinhamento de fluxo foi subtraída.
[000309] No exemplo 1 (figura 6(a)), uma placa de alinhamento de fluxo 114a foi fornecida na porção de espaço 113a entre os estágios e uma placa de alinhamento de fluxo 117 foi também fornecida sob os corpos estruturais de colmeia no estágio inferior de modo que um total de duas das placas de alinhamento de fluxo foi utilizado. Nos exemplos 2 a 5 (figura 6(b)), placas de alinhamento de fluxo 114a a 114c cada foram fornecidas nas porções de espaço 113a a 113c entre os estágios e uma placa de alinhamento de fluxo 117 foi também fornecida sob os corpos estruturais de colmeia 112a no estágio inferior de modo que um total de quatro das placas de alinhamento de fluxo foi utilizado.
[000310] Uma vez que o estágio único foi fornecido no exemplo comparativo 1 (figura 6(c)), a porção de espaço 113 e a placa de alinhamento de fluxo 114 não estavam presentes, enquanto somente a placa de alinhamento de fluxo 117 foi fornecida. Nos exemplos comparativos 2 e 3, na figura 6(b), as placas de alinhamento de fluxo não foram fornecidas nas porções de espaço 113a a 113c e a placa de alinhamento de fluxo 117 não
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82/124 foi fornecida também.
[000311] Um método para contatar o gás com o líquido utilizando o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 6 e tabela 1 foi realizado como a seguir.
[000312] Ar foi utilizado como o gás e água de permuta de íon foi utilizado como o líquido em uma temperatura ambiente. o gás e o líquido foram fornecidos a partir de tubulações independentes através de fluxímetros de modo que a taxa de fluxo do gás e a taxa de fluxo do líquido foram mantidas para serem constantes.
[000313] As tubulações do gás e líquido foram unidas antecipadamente antes de entrarem na coluna de modo que o gás e o líquido foram fluídos através de um tubo reto com um diâmetro de 10 mm e um comprimento de 30 mm para ser submetido à dispersão de gás. o tubo reto foi conectado a um tubo de dispersão com uma seção transversal gradualmente aumentando para ser truncado cônico. Uma saída do tubo de dispersão correspondeu a um diâmetro interno da coluna a ser conectada a um lado inferior da coluna.
[000314] O gás e o líquido foram em uma velocidade superficial mostrada na tabela 1, fluídos para dentro da coluna a partir da parte inferior e descarregados através do topo. A velocidade superficial estava de acordo com uma definição geral e calculada por dividir a taxa de fluxo pela área em seção transversal da coluna. A razão de abertura do corpo estrutural de colmeia (largura do canal tubular estreito era 1,5 mm) utilizada aqui era aproximadamente 98%, sendo grande. Por conseguinte, mesmo se a velocidade superficial fosse calculada com uma área de abertura do corpo estrutural de colmeia como uma referência, a velocidade superficial variou 2% no máximo.
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Tabela 1
| Exemplo | Exemplo compara- tivo | Exemplo | Exemplo compara- tivo | Exemplo compara- tivo | |||||
| 1 | 2 | 1 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 | ||
| Largura de canais tubulares estreitos em uma colmeia (mm) | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |
| aparelho de contato de coluna | Número de estágios acondicionados | 2 | 4 | 1 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Número de corpos estruturais de colmeia acondicionados por um estágio | 8 | 4 | 16 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Comprimento de porção de espaço (mm) | 78 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | ||
| φ Diâmetro de furo <D o (mm) n ±j | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |||
| m § Passo (mm) o g | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |||
| a c Número de placas •H entre estágios | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
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| Número de placas na parte inferior | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | ||
| condições de operação | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,059 | 0,059 | 0,059 | 0,117 | 0,470 | 0,117 | 0,059 | 0,117 | |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0, 012 | 0,023 | 0,012 | 0,012 | ||
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 1,8 | 2,4 | 1,3 | 2,3 | 1, 9 | 1,8 | 1,5 | 0, 92 |
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85/124 [000315] Os exemplos 1 e 2 e o exemplo comparativo 1 são exemplos nos quais o número dos estágios nos quais os corpos estruturais de colmeia foram acondicionados foram alterados.
[000316] No exemplo 1, o número de estágios dos corpos estruturais de colmeia acondicionados era dois, e lacunas com uma altura de 3 9 mm cada foram fornecidas acima e abaixo de uma placa de alinhamento de fluxo (uma placa perfurada; diâmetro de furo de 3 mm, passo de 5 mm, e razão de abertura de 33%) com uma espessura de 1 mm de modo que o comprimento das porções de espaço era 78 mm (não incluindo a espessura da placa de alinhamento de fluxo).
[000317] No exemplo 2, o número de estágios dos corpos estruturais de colmeia acondicionados era quatro, e lacunas com uma altura de 13 mm cada foram fornecidas sobre e abaixo
| de uma | placa de alinhamento de | fluxo | (uma | placa | perfurada; | |||
| diâmetro | de | furo de 3 mm, | passo | de | 5 mm, e | razão | de abertura | |
| de 33%) | com | uma espessura | de 1 | mm | de | modo | que o | comprimento |
| das porções | de espaço era | de 26 | mm | (não incluindo | a espessura | |||
| da placa | de | alinhamento de | fluxo) | • | ||||
| [000318] | No | exemplo comparativo | 1, | o | número de e | stágios dos |
corpos estruturais de colmeia era um, e somente uma placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) 117 mostrada na figura 6(c) foi fornecida.
[000319] Um valor do número N dos tanques calculado a partir da distribuição de tempo de residência era 1,3 no exemplo comparativo 1 do estágio único dos corpos estruturais de colmeia, que era próximo a um valor 1 no fluxo totalmente misturado. Por conseguinte, foi reconhecido que o fluxo era próximo ao fluxo totalmente misturado como publicamente conhecido, e desse modo a vantagem de alinhamento de fluxo não
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86/124 podia ser confirmada.
[000320] Ao contrário, no exemplo 1 dos dois estágios dos corpos estruturais de colmeia acondicionados e o exemplo 2 dos quatro estágios dos corpos estruturais de colmeia, os valores dos números N dos tanques eram 1.8, 2.4, respectivamente. Por conseguinte, era óbvio que os fluxos eram mais próximos ao fluxo de tampão e desse modo a vantagem de alinhamento de fluxo podia ser confirmada. No exemplo 2 no qual o número dos estágios era especialmente grande, a vantagem de alinhamento de fluxo era perceptível.
[000321] Os exemplos 3 a 5 mostram exemplos com configurações iguais àquelas do exemplo 2 no qual a velocidade superficial do gás ou líquido foi alterada.
[000322] Os exemplos comparativos 2 e 3 mostram exemplos incluindo configurações quase iguais aquelas do exemplo 2 a partir do qual todas as placas de alinhamento de fluxo (placas perfuradas) foram removidas.
[000323] Nos exemplos 3 e 4, a velocidade de gás superficial era maior do que aquela no exemplo 2. Genericamente, foi reconhecido que como a velocidade de gás superficial foi aumentada, turbulência do fluxo era perceptível. Nos exemplos 3 e 4, entretanto, o valor de N não era muito diferente daquele do exemplo 2 para ser suficientemente maior do que um. Por conseguinte, foi reconhecido que por formar um multiestágio, o fluxo poderia ser estavelmente alinhado.
[000324] No exemplo 5, a velocidade de líquido superficial era maior do que aquela no exemplo 3. Nesse momento, o efeito de alinhamento de fluxo por formar o multi-estágio também foi mantido.
[000325] Ao contrário, quando a placa de alinhamento de fluxo
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87/124 (placa perfurada) não foi utilizada, embora a vantagem de alinhamento de fluxo pudesse ser reconhecida no exemplo comparativo 2 a partir do valor de N, o efeito de alinhamento de fluxo foi reduzido em comparação com aquele do exemplo 2 sob as mesmas condições de velocidade superficial. No exemplo comparativo 3 no qual a velocidade de gás superficial foi aumentada, o valor de N era significativamente próximo a um, e desse modo o resultado de alinhamento de fluxo não podia ser confirmado.
Exemplos 6 a 13 e exemplos comparativos 4 e 5 [000326] Nos exemplos 6 a 13 e exemplos comparativos 4 e 5, como nos exemplos 1 a 5, o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 6 e tabela 2 foi utilizado. Os resultados foram mostrados na tabela 2. Aqui, os exemplos 2 e 4 foram também mostrados para referência.
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Tabela 2
| Exemplo | Exemplo comparativo | Exemplo | Exemplo comparativo | ||||||||||
| 2 | 6 | 7 | 8 | 9 | 4 | 4 | 10 | 11 | 12 | 13 | 5 | ||
| aparelho de contato de coluna | Largura de canais tubulares estreitos em uma colmeia (mm) | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Número de estágios acondicionados | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Número de corpos estruturais de colmeia acondicionados por um estágio | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Comprimento de porção de espaço (mm) | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | |
| placa de alinhamento de fluxo | Diâmetro de furo (mm) | 3 | 1 | 1 | 2 | 5 | 10 | 3 | 1 | 1 | 2 | 5 | 10 |
| Passo (mm) | 5 | 5 | 2 | 3 | 6 | 11 | 5 | 5 | 2 | 3 | 6 | 11 | |
| Aperture ratio OS) | 33 | 4 | 23 | 40 | 63 | 75 | 33 | 4 | 23 | 40 | 63 | 75 | |
| Número de placas entre estágios | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Número de placas na parte inferior | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
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| condições de operação | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,059 | 0,059 | 0,059 | 0,059 | 0,059 | 0,059 | 0,470 | 0,470 | 0,470 | 0,470 | 0,470 | 0,470 |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | |
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 2,4 | 2,6 | 2,3 | 2,6 | 2,3 2,4 | 1,9 | 1,5 | 2,5 | 2,2 | 1,5 | 1,2 |
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90/124 [000327] Nos exemplos 6 a 9 e exemplo comparativo 4, placas de alinhamento de fluxo (placas perfuradas) que eram diferentes daquelas no exemplo 2 foram utilizadas para comparar uma vantagem obtida a partir das mesmas com aquela do exemplo 2.
[000328] Em comparação do valor do número N dos tanques no exemplo 2 com aquele nos exemplos 6-9 e o exemplo comparativo 4, um efeito perceptível poderia não ser reconhecido por uma diferença do diâmetro de furo e passo (razão de abertura).
[000329] A seguir, por aumentar a velocidade de gás superficial, os exemplos 10 a 13 e o exemplo comparativo 5 foram comparados com o exemplo 4. De acordo com o valor do número N dos tanques, foi reconhecido que o efeito de alinhamento de fluxo poderia ser mantido nos exemplos 10 a 13 como no exemplo 4. Os exemplos 10 e 13, entretanto, mostram N = 1,5 que era um valor bem menor, e o efeito de alinhamento de fluxo era um pouco reduzido. No exemplo comparativo 5, o valor de N era menor para estar próximo a um, e o efeito de alinhamento de fluxo não podia ser confirmado.
[000330] Foi considerado que quando a razão de abertura da placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) era pequena, uma porção estagnada do fluxo foi gerada dentro da coluna para degradar o estado de fluxo. Foi considerado quando o diâmetro do furo da placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) era grande, o efeito pela placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) de evitar a contramistura de ser causado foi reduzido, e desse modo condições no mesmo eram similares àquela no exemplo comparativo 2 ou 3 no qual a placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) não foi utilizado. Observa-se que um diâmetro de bolha de ar nesses experimentos era aproximadamente entre 3 mm e 12 mm.
Exemplos 14 e 15 e exemplos comparativos 6 e 7 [000331] Nos exemplos 14 e 15 e os exemplos comparativos 6 e 7,
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91/124 como nos exemplos 1 a 5, o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 6 e tabela 3 foi utilizado. os resultados são mostrados na tabela 3. Aqui, os exemplos 2 e 4 são também mostrados para referência.
Tabela 3
| Exemplo | Exemplo comparativo | Exemplo | Exemplo comparativo | ||||
| 2 | 14 | 6 | 4 | 15 | 7 | ||
| aparelho de contato de coluna | Largura de canais tubulares estreitos em uma colmeia (mm) | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Número de estágios acondicionados | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Número de corpos estruturais de colmeia acondicionados por um estágio | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
| Comprimento de porção de espaço (mm) | 26 | 52 | 4 | 26 | 52 | 4 | |
| placa de alinhamento de fluxo | Diâmetro de furo (mm) | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| Passo (mm) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| Número de placas entre estágios | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| Número de placas na parte inferior | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
| V c o H >- Ό 0 « í O L υ | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,059 | 0,059 | 0,059 | 0,470 | 0,470 | 0,470 |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | |
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 2,4 | 3,4 | 2,0 | 1, 9 | 1,5 | 1,3 |
[000332] Nos exemplos 14 e 15 e exemplos comparativos 6 e 7, a
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92/124 largura das porções de espaço 113a a 113c (não incluindo uma espessura da placa de alinhamento de fluxo) como mostrado na figura 6 (b) foi alterada para ser comparada com os exemplos 2 e 4 .
[000333] Nos exemplos 14 e 15, lacunas com uma altura de 26 mm cada foram fornecidas sobre e abaixo de uma placa de alinhamento de fluxo (uma placa perfurada) com uma espessura de 1 mm de modo que o comprimento das porções de espaço era 52 mm (não incluindo a espessura da placa de alinhamento de fluxo) . Nos exemplos comparativos 6 e 7, lacunas com uma altura de 2 mm cada foram fornecidas sobre e abaixo de uma placa de alinhamento de fluxo (uma placa perfurada) com uma espessura de 1 mm de modo que o comprimento das porções de espaço era 4 mm (não incluindo a espessura da placa de alinhamento de fluxo).
[000334] A partir dos resultados obtidos nos exemplos 14 e 15, foi confirmado que o valor do número N dos tanques foi alterado pela velocidade de gás superficial. Em quaisquer dos exemplos 14 e 15, entretanto, a vantagem de alinhamento de fluxo pode ser confirmada. Em particular, o valor de N no exemplo 14 era maior do que aquele no exemplo 2. Em um caso de uma velocidade de gás superficial entre aqueles nos exemplos 14 e 15, o valor de N é aproximadamente um valor entre os mesmos.
[000335] No exemplo comparativo 6, o efeito de alinhamento de fluxo foi reconhecido a partir do valor de N., entretanto, comparado com o exemplo 2 com a condição de velocidade de gás superficial, o valor de N no exemplo comparativo 6 foi menor do que aquela no exemplo 2 e pode ser confirmado que a vantagem de alinhamento de fluxo foi reduzida. No exemplo
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93/124 comparativo 7, o valor de N estava próximo a um e a vantagem de alinhamento de fluxo não foi confirmada. Foi reconhecido que quando o comprimento da porção de espaço era pequeno, especialmente em um caso onde a velocidade de gás superficial era grande, a vantagem de alinhamento de fluxo era reduzida. Observa-se que um diâmetro de bolha de ar nesses experimentos era aproximadamente entre 3 mm e 12 mm. para obter efeito de alinhamento de fluxo suficiente, foi considerado que é necessário que o comprimento da porção de espaço seja maior do que o diâmetro de bolha de ar.
Exemplos 16 a 18 e exemplo comparativo 8 [000336] Nos exemplos 16 a 18 e exemplo comparativo 8, como nos exemplos 1 a 5, o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 6 e tabela 4 foi utilizado. Os resultados são mostrados na tabela 4. Aqui, o exemplo 3 também é mostrado para referência.
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Tabela 4
| Exemplo | Exemplo | Exemplo | ||||||||||
| comparativo | ||||||||||||
| 3 | 16 | 17 | 18 | 8 | ||||||||
| Largura de | canais | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 0, 9 | 0, 9 | ||||||
| tubulares estreitos | ||||||||||||
| em uma colmeia | (mm) | |||||||||||
| Número de estágios | 4 | 4 | 4 | 4 | 1 | |||||||
| c 1----------1 0 | acondicionados | |||||||||||
| Número de | corpos | 4 | 3 | 4 | 4 | 16 | ||||||
| estruturais | de | |||||||||||
| contato de c | colmeia | |||||||||||
| acondicionados | por um | |||||||||||
| estágio | ||||||||||||
| Comprimento de | porção | 26 | 65 | 26 | 26 | - | ||||||
| (D | de espaço (mm) | |||||||||||
| aparelho | alinhamento | Diâmetro | de furo | 3 | entre estágios: as | 1 | entre | estágios: | 3 | - | ||
| (mm) | placas | seguintes | placa | de colmeia espessa | ||||||||
| diâmetro | de furo | 2, | tendo | diâmetro de | furo | |||||||
| Passo (mm) | 5 | passo 3 | diâmetro | de | 0, 9 | 5 | — | |||||
| placa de de_fluxo____ | furo 3, | passo 5 | parte | inferior: | ||||||||
| parte inferior: | diâmetro de furo | 1, | ||||||||||
| diâmetro passo 5 | de furo | 3, | passo | 2 |
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| Número de placas entre estágios | 1 | 2 | 1 | 1 | |||
| Número de placas na parte inferior | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | ||
| condição de | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,117 | 0,117 | 0,117 | 0,117 | 0,117 | |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0,012 | ||
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 2, 3 | 2,7 | 2, 8 | 4,7 | 3, 0 |
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96/124 [000337] Os exemplos 16 e 17 mostram exemplos nos quais as placas de alinhamento de fluxo foram alteradas. No exemplo 16, duas placas perfuradas com diâmetro de furo e passo diferentes foram utilizadas como as placas de alinhamento de fluxo 114a a 114c nas porções de espaço 113a a 113c como mostrado na figura 6(b). a configuração da porção de espaço era como a seguir.
[000338] A partir de um topo, 26 mm, 13 mm e 26 mm de lacunas foram fornecidas nessa ordem. Como uma placa de alinhamento de fluxo superior, uma placa perfurada com um diâmetro de furo de 2 mm e um passo de 3 mm (uma razão de abertura de 40%, uma espessura de 1 mm) foi fixa entre os espaços de 26 mm e 13 mm. como uma placa de alinhamento de fluxo inferior, uma placa perfurada com um diâmetro de furo de 3 mm e um passo de 5 mm (uma razão de abertura de 33%, uma espessura de 1 mm) foi fixa entre os espaços de 13 mm e 26 mm. o comprimento da porção de espaço era 65 mm (não incluindo as espessuras das duas placas de alinhamento de fluxo). Isto é, as placas de alinhamento de fluxo 114a a 114c foram respectivamente configuradas pelas duas placas perfuradas acima descritas. Como a placa de alinhamento de fluxo 117, uma única placa perfurada com um diâmetro de furo de 3 mm e um passo de 5 mm (uma razão de abertura de 33% e uma espessura de 1 mm) foi utilizada.
[000339] No exemplo 17, placas de colmeia espessas (um diâmetro de 84 mm, uma espessura de 26 mm, e uma razão de abertura de 96%) com 0,9 mm de largura de um canal tubular estreito foram utilizadas como as placas de alinhamento de fluxo 114a a 114c das porções de espaço 113a a 113c como mostrado na figura 6(b) (colmeia micro de alumínio fabricado por Shin Nippon Feather Core Co., Ltd.). lacunas de 13 mm foram fornecidas sobre e abaixo da placa de colmeia espessa, e
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97/124 o comprimento das porções de espaço foi ajustado para ser 26 mm (não incluindo a espessura da placa de alinhamento de fluxo). Quando a espessura da placa de alinhamento de fluxo foi incluída nas porções de espaço, o comprimento das porções de espaço era 52 mm. Como a placa de alinhamento de fluxo 117, uma placa perfurada única com um diâmetro de furo de 1 mm e um passo de 2 mm (uma razão de abertura de 23% e uma espessura de 1 mm) foi utilizada.
[000340] Nos exemplos 16 e 17 em comparação com o exemplo 3 com as mesmas condições de velocidade superficial, o valor do número N dos tanques foi levemente maior e uma vantagem de alinhamento de fluxo mais elevada pode ser confirmada. Em uma das porções de espaço, tipos diferentes de duas das placas de alinhamento de fluxo podiam ser utilizadas como no exemplo 16. Genericamente, o mesmo tipo ou tipos diferentes de uma pluralidade das placas de alinhamento de fluxo podem ser combinados para serem utilizados. De acordo com o exemplo 17, foi reconhecido que, embora a razão de abertura da placa de alinhamento de fluxo fosse grande, uma restrição de contramistura suficiente foi obtida se o diâmetro do furo fosse pequeno.
[000341] O exemplo 18 e o exemplo comparativo 8 mostram exemplos nos quais um corpo estrutural de colmeia (um diâmetro de 84 mm, uma espessura de 26 mm) com 0,9 mm de uma largura de um canal tubular estreito foi utilizado como um corpo estrutural de colmeia acomodado no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11. Como o corpo estrutural de colmeia, uma colmeia micro de alumínio tendo canal tubular estreito hexagonal moldado como uma colmeia fabricado por Shin Nippon Feather Core Co., Ltd., foi utilizado.
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98/124 [000342] O exemplo 18 era igual ao exemplo 3 exceto que os corpos estruturais de colmeia acomodados no recipiente de coluna(11, 211, 311) 11 eram diferentes daqueles no exemplo 3.
[000343] O exemplo comparativo 8 inclui uma configuração quase igual àquela do exemplo comparativo 1. O exemplo comparativo 8 diferente do exemplo comparativo 1 em que nenhuma placa de alinhamento de fluxo foi utilizada.
[000344] De acordo como exemplo comparativo 8, foi confirmado que quando o corpo estrutural de colmeia com menos do que 1 mm da largura do tubo estreito foi utilizado, a vantagem de alinhamento de fluxo foi confirmada mesmo em um caso do estágio único dos corpos estruturais de colmeia. Em comparação com o exemplo 18, os corpos estruturais de colmeia foram secionados em quatro estágios e as placas de alinhamento de fluxo foram utilizadas nas porções de espaço de modo que foi confirmado que a vantagem de alinhamento de fluxo foi aperfeiçoada.
Exemplos comparativos 9 e 10 [000345] Nos exemplos comparativo 9 e 10, como nos exemplos 1 a 5, o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 6 e tabela 5 foi utilizado. Os resultados são mostrados na tabela 5. Aqui, o exemplo comparativo 1 também é mostrado para referência.
Tabela 5
| Exemplo comparativo | ||||
| 1 | 9 | 10 | ||
| Aparelho de | Largura de canais tubulares estreitos em uma colmeia (mm) | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Número de estágios acondicionados | 1 | 1 | 1 |
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| Número de corpos estruturais de colmeia acondicionados por um estágio | 16 | 16 | 20 | |
| Comprimento de porção de espaço (mm) | — | — | — | |
| | Diâmetro de furo (mm) φ | 3 | 1 | — | |
| p Passo (mm) c Φ Ξ | 5 | 20 | — | |
| Número de placas entre estágios (ü φ | — | — | — | |
| ro Número de placas na parte inferior φ D | 1 | 2 | 0 | |
| <35 σ | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,059 | 0,059 | 0,059 |
| Condição | Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0,012 | 0,012 |
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 1,3 | 1,3 | 1,1 |
[000346]
Nos e 10, exemplos comparativos 9 os efeitos da dispersão de gás foram confirmados.
[000347]
Os números dos estágios dos corpos estruturais de colmeia eram de um (figura 6(c)) nos exemplos comparativos
1, e 10.
[000348]
No exemplo comparativo placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) 117 como mostrado na figura 6(c) foi fornecida. A placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) era de 3 mm de diâmetro de furo e mm de passo (uma razão de abertura de
33% e uma espessura de mm) .
[000349]
No exemplo comparativo
9, duas das placas de alinhamento de fluxo (placa perfurada)
117 colocadas com um espaço entre as mesmas como mostrado na figura 6(c) foram fornecidas.
As duas placas de alinhamento de fluxo (placa perfurada) eram de
1mm de diâmetro de furo e 20 mm de passo (uma razão de abertura de 0,23% e uma espessura de 1 mm), e a
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100/124 lacuna entre as duas placas de alinhamento de fluxo era de 26 mm. no exemplo comparativo 10, a placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) não foi utilizada.
[000350] Nos exemplos comparativos 1 e 9, o gás foi disperso na frente dos corpos estruturais de colmeia pela placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada). Ao contrário, uma vez que a placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) não foi utilizada no exemplo comparativo 10, o exemplo comparativo 10 difere dos exemplos comparativos 1 e 9 em que operações de dispersão de gás não foram realizadas como nos exemplos comparativos 1 e 9.
[000351] Em quaisquer dos exemplos comparativos 1, 9 e 10, o número N dos tanques era próximo a 1, e desse modo o fluxo estava próximo ao fluxo totalmente misturado.
[000352] Nas figuras 7(a) e 7(b), as distribuições de tempo de residência dos exemplos comparativos 1, 9 e 10 são mostradas. A figura 7(b) mostra logaritmicamente um eixo geométrico vertical da figura 7(a). a linha cheia mostra a distribuição de tempo de residência no fluxo totalmente misturado.
[000353] Quaisquer dos fluxos nos exemplos comparativos 1, 9 e 10 eram perceptivelmente próximos ao fluxo totalmente misturado. Quando os exemplos comparativos 1, 9 e 10 foram comparados entre si pela distribuição de tempo de residência, quase os mesmos estados de fluxo foram confirmados. De acordo com esse resultado, foi confirmado que mesmo se a placa de alinhamento de fluxo (placa perfurada) (a placa de alinhamento de fluxo 117 na figura 6(c)) foi fornecida no estágio inferior, quase nenhuma vantagem de alinhamento de fluxo foi obtida devido à dispersão de gás.
[000354] A seguir, no exemplo comparativo 9, uma pressão
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101/124 estática foi medida em uma posição sob a placa de alinhamento de fluxo 117. Isso pode ser considerado como uma perda de pressão causada de quando o gás e o líquido entraram na parte inferior da coluna até quando o gás e o líquido foram descarregados através do topo da coluna. Os resultados são mostrados na figura 8. Uma barra de erro indica um desvio de um valor visualmente medido por um manômetro e é uma indicação aproximada da variação do valor.
[000355] Na figura 8, como uma comparação, uma configuração igual aquela no exemplo comparativo 9 exceto que a placa de alinhamento de fluxo 117 como mostrado na figura 6 (c) foi substituída com duas das placas de alinhamento de fluxo (placas perfuradas; uma razão de abertura de 33% e uma espessura de 1 mm) com um diâmetro de furo de 3 mm e um passo de 5 mm são também mostrados. No exemplo comparativo 9 no qual duas das placas de alinhamento de fluxo (placas perfuradas) com uma razão de abertura de 0,23%, em comparação com um caso no qual duas das placas de alinhamento de fluxo (placas perfuradas) com uma razão de abertura de 33% foram utilizadas, foi confirmado que a perda de pressão era perceptivelmente aumentada quando a velocidade de gás superficial foi aumentada. Por conseguinte, foi reconhecido que as placas no exemplo comparativo 9 não eram adequadas para as placas de alinhamento de fluxo em um ponto de vista da perda de pressão.
[000356] A seguir, os exemplos 19 a 24 ilustram o aspecto (I) da presente invenção.
exemplos 19 a 21 e exemplos comparativos 11 a 14 o gás foi colocado em contato com o líquido utilizando um aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 12.
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102/124 [000357] A coluna (recipiente de coluna(11, 211, 311)) foi formada de uma resina de acrílico com um diâmetro interno de 85 mm e uma altura de 830 mm de modo que o estado de fluxo poderia ser visto.
[000358] Os corpos estruturais de colmeia foram empilhados para cima a partir de uma posição de 115 mm a partir de uma superfície inferior da coluna. Um total de vinte dos corpos estruturais de colmeia foi empilhado e acomodado (um estágio único como um todo).
[000359] Como o corpo estrutural de colmeia, uma colmeia micro de alumínio (largura de canal tubular estreita de 0,9 mm e 1,5 mm) e uma colmeia de alumínio (largura do canal tubular estreito de 3,2 mm), cada tendo canais tubulares estreitos hexagonais moldados como uma colmeia como mostrado na tabela 6 fabricados pela Shin Nippon Feather Core Co., Ltd., foram utilizados. Aqui a largura do canal tubular estreito era um comprimento mostrado por a no hexágono na figura 10.
[000360] corpo estrutural de colmeia foi corado em um formato cilíndrico com um diâmetro de 84 mm e uma altura de 26 mm. quando os corpos estruturais de colmeia foram empilhados, os canais tubulares estreitos não foram alinhados para serem compatíveis entre si.
[000361] Um método para contatar o gás com o líquido utilizado o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 12 e tabela 6 foi realizado como a seguir.
[000362] Ar foi utilizado como o gás e água de permuta de íon foi utilizada como o líquido em temperatura ambiente. O gás e o líquido foram fornecidos a partir de tubulações independentes através de fluxímetros de modo que a taxa de fluxo do gás e a taxa de fluxo do líquido foram mantidas para
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103/124 serem constantes.
[000363] As tubulações do gás e líquido foram unidas antecipadamente antes de entrar na coluna de modo que o gás e o líquido foram fluídos através de um tubo reto com um diâmetro de 10 mm e um comprimento de 30 mm para ser submetido à dispersão de gás. o tubo reto foi conectado a um tubo de dispersão com uma seção transversal gradualmente aumentado para ser truncado cônico. Uma saída do tubo de dispersão correspondeu a um dímetro interno da coluna a ser conectada a um lado inferior da coluna.
[000364] O gás e o líquido foram, em uma velocidade superficial mostrada na tabela 6, fluídos para dentro da coluna a partir da parte inferior e descarregados através do topo. A velocidade superficial estava de acordo com uma definição geral e calculada por dividir a taxa de fluxo pela área em seção transversal da coluna. Uma vez que as razoes de abertura dos três tipos dos corpos estruturais de colmeia utilizados aqui eram aproximadamente 96% a 99%, sendo grandes, mesmo se a velocidade superficial fosse calculada com a área de abertura do corpo estrutural de colmeia como uma referência, a velocidade superficial variou somente na faixa de aproximadamente 1%-4%.
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Tabela 6
| Exemplo | Exemplo comparativo | |||||||
| 19 | 20 | 21 | 11 | 12 | 13 | 14 | ||
| Φ O -P -P C O O Φ O 1-------1 í Φ í p : Qt ( c | Largura de canais tubulares estreitos de corpos estruturais de colmeia (mm) | 0, 9 | 0, 9 | 0, 9 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3,2 |
| Diâmetro hidráulico de canais tubulares estreitos de corpos estruturais de colmeia (mm) | 0, 9 | 0, 9 | 0, 9 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3,2 | |
| Número de corpos estruturais de colmeia acondicionados | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | |
| Φ T5 O c O ( •H f Ό P ( O í ω ( | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,059 | 0, 117 | 0,470 | 0, 059 | 0,117 | 0,470 | 0,117 |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0, 023 | 0,012 | 0, 012 | 0,023 | 0,012 | 0,023 | |
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 3,4 | 5, 0 | 2,7 | 1,1 | 1,0 | 1,3 | 1,3 |
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105/124 [000365] Nos exemplos 19 a 21 e exemplos comparativos 11 a 14, experimentos foram realizados com velocidades superficiais diferentes do gás e líquido com relação a três tipos dos corpos estruturais de colmeia.
[000366] Nos exemplos comparativos 11 a 14, foi reconhecido que, independente das velocidades superficiais do gás e líquido, o valor do número N dos tanques calculado a partir da distribuição de tempo de residência estava próximo a um, e o fluxo estava próximo ao fluxo totalmente misturado como era publicamente conhecido.
[000367] Ao contrário, nos exemplos 19 a 21, o valor do número N dos tanques era suficientemente maior do que um, e o fluxo era claramente diferente do fluxo totalmente misturado, enquanto era mais próximo ao fluxo de tampão.
[000368] Genericamente, se a velocidade de gás superficial era grande, foi considerado que uma turbulência do fluxo era perceptível. Quando o exemplo 21 foi comparado com o exemplo 19, embora o valor de N fosse levemente pequeno no exemplo 21 no qual a velocidade de gás superficial era grande, o valor de N era suficientemente maior do que um. Isto é, mesmo se a velocidade de gás superficial fosse grande, foi confirmado que o fluxo era estável.
[000369] Quando a velocidade de gás superficial era uma velocidade intermediária entre a velocidade de gás superficial no exemplo 19 e a velocidade de gás superficial no exemplo 21, foi considerado que o valor de N pode ser aproximadamente um valor intermediário entre o valor de N no exemplo 19 e o valor de N no exemplo 21.
[000370] De acordo com o exemplo 20, foi reconhecido que o fluxo era estabilizado sem nenhum problema mesmo quando a
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106/124 velocidade de líquido superficial era grande.
[000371] Nas figuras 13(a) e 13(b), as distribuições de tempo de residência do exemplo 19 e exemplo comparativo 11 são mostradas. A figura 13(b) mostra logaritmicamente um eixo geométrico vertical da figura 13(a). A linha cheia mostra a distribuição de tempo de residência no fluxo totalmente misturado.
[000372] De acordo com as figuras 13(a) e 13(b), foi confirmado que o fluxo no exemplo comparativo 11 estava altamente próximo ao fluxo totalmente misturado e o fluxo no exemplo 19 foi claramente diferente do fluxo totalmente misturado e era bem próximo ao fluxo de tampão.
[000373] A seguir, nos aparelhos nos exemplos 19 a 21 e exemplos comparativos 11 a 14, a solução aquosa de azul de metileno a 1% foi utilizada como um traçador para visualizar o fluxo para confirmar o estado de fluxo.
[000374] Quando injetada no lado a solução aquosa do azul de metileno foi superior dos aparelhos (colunas) nos exemplos comparativos 11 a 14, o líquido no lado inferior da coluna também era intensamente colorido.
Além disso, a cor no lado superior da coluna foi observada como sendo igual à cor no lado inferior da coluna em um curto período. Foi também confirmado que a cor do líquido na coluna era uniformemente mais fina nos lados superior como inferior com avanço de tempo. Isso mostra que os estados de fluxo nos aparelhos nos exemplos comparativos a 14 eram próximos ao fluxo totalmente misturado e contra-mistura perceptível foi causada.
[000375] Quando a solução aquosa do azul de metileno foi injetada no lado superior dos aparelhos (colunas) nos exemplos 19 a 21, a cor no lado superior da coluna era mais fina com o
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107/124 avanço de tempo. Isso mostra que a contra-mistura era pequena e o fluxo era estável nos aparelhos nos exemplos 19 a 21.
Exemplos 22 e 23 e exemplos comparativos 15 e 16 [00037 6] O gás foi colocado em contato com o líquido utilizando um aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 14(a) e tabela 7. A coluna (recipiente de coluna(11, 211, 311)) foi formada de uma resina acrílica com um diâmetro interno de 85 mm e uma altura de 830 mm de modo que o estado de fluxo pode ser visto.
[000377] O corpo estrutural de colmeia foi empilhado para cima a partir de uma posição de 115 mm de uma superfície inferior da coluna.
[000378] Os corpos estruturais de colmeia incluem canais tubulares estreitos com formato em seção transversal substancialmente triangular como mostrado na figura 14(b), e foram formados por empilhar filmes de placa corrugada e filmes de placa plana utilizando folha de cobre com uma espessura de 40 um. A altura de um único dos corpos estruturais de colmeia foi de 250 mm, uma seção transversal do mesmo era circular, onde cada dos filmes foi cortado por uma largura diferente de modo que os corpos estruturais de colmeia poderiam ser acondicionados na coluna com um diâmetro interno de 85 mm.
[000379] Dois conjuntos dos corpos estruturais de colmeia foram acomodados na coluna, e uma altura total dos corpos estruturais de colmeia foi ajustada em 500 mm. Como os corpos estruturais de colmeia superior e inferior, os corpos estruturais de colmeia empilhados diretamente por ser deslocados por um ângulo de 90° em uma direção circunferencial entre si e os corpos estruturais de colmeia acomodados em dois dos estágios de modo que uma lacuna de 26 mm foi formada e
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108/124 mantida entre os corpos estruturais de colmeia superior e inferior foram utilizados. O corpo estrutural de colmeia foi retido por uma rede de arame de aço inoxidável (diâmetro de 84 mm) com um diâmetro de arame de 0,47 mm e um tamanho de malha de 2 mm.
[000380] Os corpos estruturais de colmeia com uma altura diferente (H) e um passo (P) com relação aos canais tubulares estreitos (um formato em seção transversal era substancialmente triangular) como mostrado na tabela 7 e figura 14(b) foram utilizados.
[000381] Uma razão de abertura da colmeia com uma altura (H) de 1,0 mm e um passo (P) de 5,2 mm era aproximadamente 92% e o diâmetro hidráulico dos canais tubulares estreitos era
| aproximadamente | 0,96 mm. | Uma | razão | de | abertura da | colmeia | com |
| uma altura (H) | de 1,6 | mm | e um | passo (P) de | 7,6 | mm | era |
| aproximadamente | 95% e | o | diâmetro | hidráulico | dos | canais |
tubulares estreitos era aproximadamente 1,53 mm. Aqui, os valores da razão de abertura e diâmetro hidráulico foram calculados por aproximar uma curva do formato em seção transversal do filme de placa corrugada por uma função trigonométrica. Quando o formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos dos corpos estruturais de colmeia foi aproximado por um triângulo isósceles, o diâmetro hidráulico foi também estimado aproximadamente a partir das equações como mostrado na figura 10. O valor estimado era altamente próximo ao valor obtido por aproximar o formato pela função trigonométrica.
[000382] Um método para contatar o gás com o líquido utilizando o aparelho de contato de coluna como mostrado na figura 14(a) e tabela 7 foi realizado como nos exemplos 19 a
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109/124 e exemplos comparativos 11 a 14.
[000383] A velocidade superficial era de acordo com a definição geral e calculada por dividir a taxa de fluxo pela área em seção transversal da coluna como nos exemplos 19 a 21 e exemplos comparativos 11 a 14. Uma vez que as razões de abertura dos dois tipos dos corpos estruturais de colmeia utilizados aqui eram grandes, mesmo se a velocidade superficial fosse calculada com a área de abertura da colmeia como uma referência, a velocidade superficial variou somente na faixa de aproximadamente 5% - 9%.
Tabela 7
| Exemplo | Exemplo comparativo | ||||
| 22 | 23 | 15 | 16 | ||
| Aparelho de contato de coluna | Altura de canais tubulares estreitos (mm) (H na Fig. 14(b)) | 1,0 | 1,0 | 1,6 | 1.6 |
| Passo de canais tubulares estreitos (mm) (P na Fig.14(b)) | 5,2 | 5,2 | 7,6 | 7.6 | |
| Diâmetro hidráulico de canais tubulares estreitos (mm) (substancialmente triângulo na Fig.14(b)) | 0,96 | 0,96 | 1,53 | 1.53 | |
| Número de corpos estruturais de colmeia acondicionados | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| Lacuna entre corpos estruturais de colmeia (mm) | 0 | 26 | 0 | 26 | |
| Condição de operação | Velocidade de gás superficial (m/s) | 0,029 | 0,029 | 0,029 | 0.029 |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0,012 | 0,012 | 0,012 | 0.012 | |
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 1.8 | 3,5 | 1,1 | 1,0 |
[000384] Nos exemplos comparativos 15 e 16, o valor do número N dos tanques calculados a partir das distribuições de tempo de residência era próximo a um de modo que foi confirmado que
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110/124 o fluxo era próximo ao fluxo totalmente misturado.
[000385] Ao contrário, nos exemplos 22 e 23, os valores de N era maiores do que aqueles nos exemplos comparativos 15 e 16, e os fluxos eram mais próximos ao fluxo de tampão. Essa tendência foi especialmente perceptível no exemplo 23 no qual os corpos estruturais de colmeia foram acomodados em dois dos estágios.
[000386] Nas figuras 15(a) e 15(b), as distribuições de tempo de residência dos exemplos 22 e 23 e o exemplo comparativo 15 são mostrados. A figura 15(b) mostra logaritmicamente um eixo geométrico vertical da figura 15(a). A linha cheia mostra a distribuição de tempo de residência no fluxo totalmente misturado.
[000387] Foi confirmado que o fluxo no exemplo comparativo 15 era altamente próximo ao fluxo totalmente misturado, o fluxo no exemplo 22 era claramente diferente do fluxo totalmente misturado e era bem próximo ao fluxo de tampão, e o fluxo no exemplo 23 era mais próximo ao fluxo de tampão.
[000388] Por focar no formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos, o exemplo 22 (canais tubulares estreitos substancialmente triangulares) foi comparado com os exemplos 19 a 21 (canais tubulares estreitos hexagonais).
[000389] No exemplo 22, o diâmetro hidráulico era 0,96 mm e a área em seção transversal de um dos canais tubulares estreitos era aproximadamente 2,6 mm2.
[000390] Os corpos estruturais de colmeia nos exemplos 19 a 21 incluíram canais tubulares estreitos hexagonais com a largura de 0,9 mm. O diâmetro hidráulico era 0,9 mm e a área em seção transversal de um dos canais tubulares estreitos era aproximadamente 0,70 mm2.
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111/124 [000391] O diâmetro hidráulico dos corpos estruturais de colmeia no exemplo 22 era maior do que aqueles nos exemplos 19 a 21. Quando a área em seção transversal dos canais tubulares estreitos foi focalizada, a área no exemplo 22 era aproximadamente 3,7 vezes tão grande quanto aqueles nos exemplos 19 a 21. Apesar disso, a estabilização de fluxo foi obtida, que foi considerado como o efeito do formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos.
Exemplo 24 (fabricação de amina terciária)
Fabricação de catalisador de filme [000392] Um catalisador de filme foi preparado por fixar catalisadores em pó em um corpo de suporte de filme com resina fenólica como aglutinante.
[000393] Um frasco tendo uma capacidade de 1 L foi carregado com zeólito sintético e então uma solução aquosa na qual nitrato de cobre, nitrato de níquel e cloreto de rutênio foram dissolvidos para atender uma razão molar de átomos de metal de Cu : Ni : Ru = 4 : 1 : 0,01. A mistura foi agitada e simultaneamente aquecida.
[000394] Após a mistura ser aquecida a 90°C, solução aquosa de carbonato de sódio de 10% em massa foi gradualmente deixada
| cair para | controlar | o pH | para ser pH 9 | a pH 10. |
| [000395] | Após envelhecer por uma | hora, depósitos foram | ||
| filtrados | e lavados | com | água, e então secos por dez horas a | |
| 80°C, e | calcinados | por | três horas | a 600°C para obter um |
| catalisador em pó. | Uma | percentagem | de óxidos de metal no | |
| catalisador em pó obtido | era 50% em | massa, e uma percentagem |
do zeólito sintético era 50% em massa.
[000396] Resina fenólica (PR-9480 fabricada por Sumitomo
Bakelite Co., ltd., uma porção não volátil de 56% em massa)
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112/124 como aglutinante foi adicionada ao catalisador em pó de 100 partes por massa de modo que um teor não volátil da resina fenólica era 25 partes em massa. 4-metil -2-pentanona foi adicionado como solvente de modo que uma razão de teores sólidos (o catalisador em pó e teores não voláteis da resina fenólica) era 57% em massa.
[000397] A mistura obtida foi misturada e dispersa por um agitador de tinta (fabricado por Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd., um recipiente de plástico de 250 mL foi cheio com catalisador contendo tinta de 164,5 g e contas de vidro de 102 g com um diâmetro de 1,0 mm), por trinta minutos para obter tinta.
[000398] A tinta foi aplicada em ambas as superfícies de uma folha de cobre (40 um em espessura, 6,5 cm x 410 cm x 1 folha) como um corpo de suporte por um revestidor de barra, e então seca por um minuto a 130°C.
[000399] Metade da folha de cobre seca com a tinta foi moldada em uma placa corrugada, e o resto foi mantido como uma placa plana. A placa corrugada e a placa plana foram curadas por noventa minutos a 150°C e um catalisador de filme foi fixo nas duas superfícies da folha de cobre. O catalisador de filme obtido, exceto pela folha de cobre, tinha um peso de teor sólido de 18,75 g por 1 m2 por uma das superfícies.
Fabricação de catalisador de colmeia [000400] O catalisador estruturado de colmeia (catalisador de colmeia) foi fabricado utilizando o catalisador de filme.
[000401] O tubo cilíndrico com um diâmetro externo de 27 mm, um diâmetro interno de 24,2 mm, e uma altura de 80 mm fabricado por SUS304 com uma superfície inferior na qual uma malha formada de aço inoxidável (SUS304) com um tamanho de malha de 5 mm foi fixo foi preparado como um recipiente para o
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113/124 catalisador de colmeia.
[000402] Os catalisadores de filme de placa corrugada e placa plana curada acima mencionados foram alternadamente empilhados e enrolados em um cilindro, instalado no recipiente para ter colmeia.
[000403] Um total de cinco desses foram produzidos e suportados e acondicionados em um tubo cilíndrico (recipiente de coluna(11, 211, 311) 101) formado de SUS 304 com um diâmetro interno de 28,0 mm e uma altura de 650 mm em uma posição de 70 mm a partir de uma parte inferior do tubo cilíndrico com esses cinco em pilhados entre si para formar um reator de coluna 100 (um único estágio como um todo).
[000404] Álcool de laurila (KALCOL 2098 por Kao Corp.) de 820 g foi alimentado em um tanque de tamponamento 113.
[000405] Uma bomba 135 para circulação externa foi operada com a válvula abrir/fechar 133 aberta, e álcool de laurila foi introduzido no reator de coluna 100 através de uma tubulação (linha 125) com um diâmetro interno de 6 mm a 9 L/h, e circulação de líquido foi realizada entre o tanque de tamponamento 113 e o reator de coluna 100.
[000406] Como o fornecedor de gás 102, um filtro de metal com um diâmetro de furo de 0,025 mm foi utilizado. Gás hidrogênio em um tanque de material 116 foi fornecido de uma linha 122 com uma válvula abrir/fechar 132 aberta em uma taxa de fluxo de 50 L/h de acordo com uma conversão de volume em um estado normal e temperatura em um interior do reator de coluna 100 foi aumentada para 185°C simultaneamente. Posteriormente, o fornecimento de gás foi retido por uma hora para reduzir o catalisador para obter o catalisador de colmeia. A seguir, foi resfriado e álcool de laurila foi extraído a partir do mesmo.
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114/124 [000407] O catalisador de favor de mel fabricado era de uma altura (H) de 1,0 mm e um passo (P) de 2,5 mm para a placa corrugada. O diâmetro hidráulico dos canais tubulares estreitos era aproximadamente 0,87 mm, que foi estimado por aproximar o formato em seção transversal da placa corrugada por uma função trigonométrica.
Preparação de amina terciária
Preparação de N-dodecil-N,N-dimetil amina [000408] Com relação ao reator de coluna 100 (que acomoda o catalisador de colmeia), uma amina terciária foi preparada de acordo com um fluxo de fabricação na figura 16.
[000409] Álcool de laurila de 820 g foi alimentado em um tanque de tamponamento 113 e circulado por uma taxa de fluxo de líquido de 9 L/h. como um fornecedor de gás 102, um filtro de metal 102, um filtro de metal com diâmetro de furo de 0,025 mm foi utilizado. Hidrogênio no tanque de material 116 foi fornecido em uma taxa de fluxo de 25 L/h de acordo com uma conversão de volume em um estado normal e aquecido simultaneamente. A reação começa de acordo com um fornecimento de dimetil amina em um tanque de material 115 para executar uma reação de circulação.
[000410] Dimetil amina não reagida e umidade no tanque de tamponamento 113 foram sucessivamente descarregados da linha 127 com a válvula de abrir/fechar 134 aberta através de um conduto 126a.
[000411] Uma vez que os componentes descarregados do conduto 126a ocasionalmente continham álcool, amina terciária gerada, ou similar bem como os componentes acima descritos, foram condensados para líquido em uma coluna acondicionada 114 e retornados ao tanque de tamponamento 113 através da linha
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126b.
[000412] A temperatura de ração foi aumentada para 220°C e uma quantidade de fornecer dimetil amina foi regulada de acordo com o avanço da reação. O líquido de reação foi amostrado a partir do tanque de tamponamento 113 e analisado por um cromatografo de gás e quantidade de composições do líquido foi determinada de acordo com o método de percentagem de área de pico.
[000413] Como resultado, tempo exigido para um álcool de lauril não reagido ser 1,0 % de massa de álcool de laurila foi de quatro horas a partir do início da reação. Com relação a composições do líquido reagido nesse momento, N-dodecil-N,Ndimetil amina era 86% de massa e N,N-didodecil-N-metil amina gerado como um produto secundário era 11% de massa.
[000414] A seguir, os exemplos 25 a 28 ilustram aspecto (II) da presente invenção.
Exemplos 25 e 26 e exemplos comparativos 17 e 18 [000415] O gás foi colocado em contato com o líquido utilizando um aparelho de contato de coluna 200 como mostrado na figura 23.
[000416] A coluna (recipiente de coluna(11, 211, 311) 211) foi formada de uma resina acrílica com um diâmetro interno de 85 mm e uma altura de 830 mm de modo que o estado de fluxo pode ser visto.
[000417] Um recipiente 20 no qual os corpos estruturais de colmeia 22 são acomodados foi configurado para incluir quatro estágios cada incluindo cinco dos corpos estruturais de colmeia de modo que um total de vinte dos corpos estruturais de colmeia foi utilizado. O recipiente 20 foi fornecido de tal modo que o corpo estrutural de colmeia em um estágio inferior
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116/124 foi localizado em uma posição 142 mm a partir de uma parte inferior de um recipiente de coluna(11, 211, 311) 211. Quando o corpo estrutural de colmeia foi empilhado, os canais tubulares estreitos não foram alinhados para serem compatíveis entre si.
[000418] No aparelho 200 no exemplo, uma placa anular 30 como mostrado na figura 19(a) foi fornecida na porção superior dos corpos estruturais de colmeia no estágio superior e quatro furos de perfuração 35 foram formados como mostrado na figura 19(b). No aparelho dos exemplos comparativos, a placa anular 30 não foi utilizada.
[000419] A placa anular 30 (porção de corpo anular 31) era de 84 mm de um diâmetro externo, 73 mm de um diâmetro interno, e 2 mm de uma espessura. As porções rebaixadas 33a a 33d da porção de corpo anular 31 eram de um formato no qual um semicírculo foi acoplado a um retângulo como mostrado na figura 19. O diâmetro do semicírculo era de 2 mm e o tamanho do retângulo acoplado ao semicírculo era de 2 mm x 1 mm. A área em seção transversal por cada recesso era aproximadamente 3,6 mm2. Uma borda periférica externa 31a (exceto pelas porções rebaixadas 33a a 33d) da porção de corpo anular 31 como mostrado na figura 19 foi vedada e a placa anular 30 foi fixada de modo que a borda periférica externa 31a pode encostar-se a uma superfície de parede interna do recipiente de coluna(11, 211, 311) 211.
[000420] O recipiente 20 era um cilindro formado de uma resina acrílica com um diâmetro externo de 80 mm, um diâmetro interno de 76 mm, e uma altura de 633 mm, e cada dos corpos estruturais de colmeia 22, acondicionados no recipiente 20, era de um diâmetro de 75 mm e uma altura de 26 mm. A largura
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117/124 da folga 19 era 2,5 mm.
[000421] Como o corpo estrutural de colmeia 22, um colmeia micro de alumínio (largura de canal tubular estreito de 1,5 mm) tendo canais tubulares estreitos hexagonais fabricados por Shin Nippon Feather Core Co., Ltd., foi utilizado.
[000422] Entre os estágios respectivos, como uma placa de alinhamento de fluxo 216, uma placa perfurada (um metal de perfuração; diâmetro de furo de 3 mm, passo de 5 mm, e razão de abertura de 33%) com um diâmetro de 75 mm e uma espessura de 1 mm foi fornecida e espaçados cada de 13 mm foram fornecidos sobre e abaixo da placa de modo que o comprimento das porções de espaço era de 26 mm (não incluindo a espessura da placa de alinhamento de fluxo). A mesma placa perfurada foi também fornecida sob o estágio inferior.
[000423] Um método para contatar o gás com o líquido utilizando o aparelho de contato de coluna 200 como mostrado na figura 23 foi realizado como a seguir.
[000424] Ar foi utilizado como o gás e água de permuta de íon foi utilizada como o líquido em uma temperatura ambiente. O gás e o líquido foram fluídos a partir de tubulações independentes através de fluxímetros de modo que a taxa de fluxo do gás e a taxa de fluxo do líquido foram mantidas para serem constantes.
[000425] As tubulações do gás e líquido foram unidas antecipadamente antes de entrar na coluna de modo que o gás e o líquido foram fluídos através de um tubo reto com um diâmetro de 10 mm e um comprimento de 30 mm para ser submetido à dispersão de gás. O tubo reto foi conectado a um tubo de dispersão com uma seção transversal gradualmente aumentando para ser truncada cônica. Uma saída do tubo de dispersão
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118/124 correspondeu a um diâmetro interno da coluna para ser conectada a um lado inferior da coluna.
[000426] O gás e o líquido foram, em uma velocidade superficial mostarda na tabela 8, fluídos para dentro da coluna a partir da parte inferior e descarregados através do topo.
[000427] A velocidade superficial foi calculada por dividir a taxa de fluxo pela área em seção transversal da coluna. A razão de abertura do corpo estrutural de colmeia utilizado aqui era aproximadamente 98%, sendo grande. Por conseguinte, mesmo se a velocidade superficial foi calculada com uma área de abertura da colmeia como uma referência, a velocidade superficial foi escassamente alterada.
Tabela 8
| Exemplo | Exemplo comparativo | |||
| 25 | 26 | 17 | 18 | |
| Meio de controle de fluxo (placa anular 30) | Presente | Presente | Nenhum | Nenhum |
| Número de furos de perfuração de meio de controle de fluxo | 4 | 4 | ||
| Velocidade de gás superficial (m/s) | 0, 059 | 0,235 | 0, 059 | 0,235 |
| Velocidade de líquido superficial (m/s) | 0, 012 | 0, 012 | 0, 012 | 0, 012 |
| Razão entre perdas de | 3,7 | 4,0 |
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119/124
| pressão (PL,/PL2) | ||||
| Número de tanques, N (distribuição de tempo de residência) | 2, 6 | 1, 6 | 1,0 | 0, 8 |
| [000428] | Nos | exemplos | 25 e | 26, uma placa anular | 30 | foi | |
| fornecida | em | uma extremidade | superior da | folga, | enquanto | nos | |
| exemplos | comparativos | 17 e | 18, a placa | anular | 30 | não | foi |
fornecida e a extremidade superior da folga era aberta.
[000429] A velocidade de líquido superficial era constante para ser 0,012 m/s, e no exemplo 25, a velocidade de gás superficial era 0, 059 m/s, e no exemplo 26, a velocidade de gás superficial era 0,235 m/s. por utilizar a fórmula de Chisholm e a fórmula de Murdoch, uma razão (PL1/PL2) entre uma perda de pressão (perda local) PL1 através do corpo estrutural de colmeia quando a placa anular 30 como mostrado na figura 19(a) foi fornecido pode ser obtida. Aproximadamente, no exemplo 25, a razão PL1/PL2 = 3,7 e no exemplo 26, a razão PL1/PL2 = 4,0.
[000430] As distribuições de tempo de residência do exemplo 25 e o exemplo comparativo 17 são como mostrado nas figuras 24(a) e 24(b). A figura 24(b) mostra logaritmicamente um eixo geométrico vertical da figura 24(a). Uma linha cheia mostra a distribuição de tempo de residência no fluxo totalmente misturado.
[000431] As distribuições de tempo de residência do exemplo 26 e exemplo comparativo 18 foram obtidas como as figuras 25 (a) e 25(b). A figura 25(b) logaritmicamente mostra um eixo geométrico vertical da figura 25(a). A linha cheia mostra a distribuição de tempo de residência no fluxo totalmente
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120/124 misturado .
[000432] Nos exemplos comparativos 17 e 18, o fluxo de desvio para cima na folga era forte, enquanto em um lado interno do recipiente 20 que acomoda os corpos estruturais de colmeia no mesmo, o líquido fluiu para baixo. A distribuição de tempo de residência era altamente próxima ao fluxo totalmente misturado correspondendo a tal estado de fluxo turbulento.
[000433] Ao contrário, nos exemplos 25 e 26, o fluxo para dentro da folga foi limitado e foi observado que o gás e o líquido fluíram para cima tanto no recipiente 20 que acomoda os corpos estruturais de colmeia no mesmo como a folga. Isto é, o fluxo de desvio do gás-líquido para dentro da folga foi limitado, embora estivesse presente. Nos corpos estruturais de colmeia 22 no recipiente 20, o gás foi apropriadamente colocado em contato com o líquido. Correspondendo à restrição do fluxo para dentro da folga, a distribuição de tempo de residência obtida diferiu daquela do fluxo totalmente misturado.
[000434] Quando o valor de N correspondendo ao número dos tanques no modelo de tanques em série foi calculado a partir da dispersão da distribuição de tempo de residência, nos exemplos comparativos 17 e 18, o valor foi altamente próximo ao valor N = 1 no fluxo totalmente misturado, enquanto nos exemplos 25 e 26, o valor de N era suficientemente maior do que um de modo que foi adicionalmente confirmado que o fluxo de desvio para dentro da folga foi limitado.
Exemplos 27 e 28 e exemplo comparativo 19 [000435] O gás foi colocado em contato com o líquido utilizando um aparelho de contato de coluna 300 como mostrado na figura 26. O aparelho de contato de coluna 300 como
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121/124 mostrado na figura 26 era igual ao aparelho de contato de coluna 200 como mostrado na figura 23 exceto que o meio de guia 40 e uma placa perfurada 320 foram fornecidos. Numerais de referência 315 e 316 indicam uma porção de espaço e uma placa de alinhamento de fluxo, respectivamente.
[000436] Deve ser observado que o exemplo 27 mostra um exemplo no qual dois dos quatro furos de perfuração 35 voltados opostamente entre si foram fechados para formar dois dos furos de perfuração 35.
[000437] O meio de guia (elemento de prevenção de fluxo para dentro de bolha de gás) 40 que foi configurado pro uma placa
| plana anular 41 | com | um diâmetro externo | de | 84 | mm, | um | diâmetro | ||
| interno | de | 62 | mm, | e uma espessura de | 2 | mm, | e | uma porção | |
| tubular | 42 | com | um | diâmetro externo de | 66 | mm | e | um | diâmetro |
| interno | de | 62mm | foi | fornecido como mostrado | na | figura | 22 para |
atender a configuração de w1 = 10 mm, w2 = 5 mm e w3 = 12 mm.
[000438] Além disso, uma placa perfurada 32 (metal de perfuração; diâmetro de furo de 3 mm, passo de 5 mm, e razão de abertura de 33%) com um diâmetro de 84 mm e uma espessura de 1 mm também foi fornecida em um lado de entrada de um recipiente de coluna(11, 211, 311) 311.
Tabela 9
| Exemplo 27 | Exemplo 28 | Exemplo comparativo 19 | |||
| Meio de controle de fluxo (placa anular 30) | Presente | Presente | Nenhum | ||
| Número de furos de perfuração de meio de controle de fluxo | 2 | 4 | |||
| Placa perfurada na entrada do recipiente de coluna(11, 211, 311) | Presente | Nenhum | Presente | Nenhum | Presente |
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122/124
| Velocidade de gás superficial | 0,059 m/s (20 L/min.) | O | O | O | O | O |
| 0,117 m/s (40 L/min.) | O | O | O | O | X | |
| 0,235 m/s (80 L/min.) | O | O | O | X | X | |
| 0,470 m/s (160 L/min.) | O | X | O | X | X | |
| Razão entre perda de pressão (PL1/PL2) | 5,2-7,8 | 1,3-2,0 |
(velocidade de líquido superficial de 0,012 m/s, taxa de fluxo de líquido de 4 L/min.)
O: sem fluxo de desvio
X : fluxo de desvio presente (fluxo turbulento) [000439] Nos exemplos 27 e 28 e exemplo comparativo 19, corpos estruturais de colmeia tendo canais tubulares estreitos hexagonais de largura de 0,9 mm (colmeia micro de alumínio fabricado por Shin Nippon Feather Core Co., Ltd.) foram acondicionados como nos exemplos 25 e 26. A velocidade de líquido superficial era constante para ser 0,012 m/s e um estado de fluxo foi confirmado em uma faixa de 0,059 a 0,470 m/s da velocidade de gás superficial.
[000440] Por utilizar a fórmula de Chisholm e a fórmula de Murdoch, uma razão (PL1/PL2) entre uma perda de pressão (perda local) PL1 através da folga e uma perda de pressão (perda de fricção) PL2 através do corpo estrutural de colmeia quando a
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123/124 placa anular 30 como mostrado na figura 19(a) foi fornecida podia ser obtida. No exemplo 27 para os dois furos de perfuração, PL1/PL2 era aproximadamente igual a 5,2 a 7,8. No exemplo 28 para os quatro furos de perfuração, PL1/PL2 foi aproximadamente igual a 1,3 a 2,0.
[000441] No exemplo comparativo 19 no qual uma extremidade superior da folga foi aberta, de acordo com a vantagem do meio de guia 40, o influxo das bolhas de ar para dentro da folga quando a velocidade de gás superficial era igual a 0,059 m/s não foi observada, e o fluxo de desvio do gás para dentro da folga não foi gerado. No recipiente 20 no qual os corpos estruturais de colmeia foram acomodados, o gás-líquido estava em um fluxo ascendente e o líquido na folga estava em um fluxo descendente. Isto é, no aparelho de contato de coluna 300 (recipiente de coluna(11, 211, 311) 311), o fluxo correspondeu a um fluxo de circulação interna. Isso é porque o fluxo de desvio para dentro da folga não foi gerado. Quando a velocidade de gás superficial era igual a ou maior do que 0,117 m/s, entretanto, as bolhas de ar fluíram para dentro da folga. Na folga, um fluxo de desvio forte para acima do gás e líquido foi observado.
[000442] Nos exemplos 27 e 28 nos quais a placa anular 30 foi fornecida na extremidade superior da folga, na velocidade de gás superficial de 0,059 a 0,470 m/s, as bolhas de ar que fluem para dentro da folga não foram observadas. Além disso, o líquido na folga fluiu para baixo, e o fluxo de desvio para dentro da folga não foi causado. Esse resultado mostra que, por uma combinação do meio de controle de fluxo (placa anular 30) e o meio de guia 40, o fluxo de desvio para dentro da folga foi mais vantajosamente limitado do que aqueles nos
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124/124 exemplos 25 e 26.
[000443] Observe que em um caso no qual a placa perfurada (o metal de perfuração) em uma entrada da coluna foi removida, quando a velocidade de gás superficial era 0,235 m/s ou 0,470 m/s, o gás na proximidade do meio de guia 40 estava em uma fase contínua. Nesse momento, no exemplo 28 no qual uma placa anular com quatro furos foi utilizada, as bolhas de ar fluindo para dentro da folga e o fluxo de desvio foram observados.
[000444] No exemplo 27 no qual uma placa anular com dois furos foi utilizada, quando a velocidade de gás superficial era igual a 0,470 m/s, as bolhas de ar fluindo para dentro da folga e o fluxo de desvio foram observadas como no exemplo 28. Ao contrário, quando a velocidade de gás superficial era igual a 0,235 m/s, algumas bolhas de ar fluíram para dentro da folga, porém o fluxo líquido na folga era estavelmente para baixo e um fluxo de desvio não foi gerado.
[000445] Tal diferença entre os exemplos 27 e 28 mostra que por aumentar a perda de pressão na folga com o meio de controle de fluxo, o fluxo de desvio podia ser vantajosamente limitado.
Claims (18)
- - REIVINDICAÇÕES 1 . APARELHO DE CONTATO DE COLUNA PARA CONTATAR GÁS COM LÍQUIDO EM UM FLUXO ASCENDENTE EM UM RECIPIENTE DE COLUNA, caracterizado por compreender:dois ou mais estágios de corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112), verticalmente fornecidos no recipiente de coluna(11, 211, 311), cada dos corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112) tendo uma pluralidade de canais tubulares estreitos paralelos(53);uma porção de espaço(13, 113, 215, 315) tendo um comprimento igual a ou mais longo do que 5 mm e igual a ou menor do que duas vezes tão grande quanto um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311), formado entre os estágios respectivos dos dois ou mais estágios dos corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112); e uma porção de alinhamento de fluxo(14, 114, 216, 316) fornecida como meio de prevenção de contrafluxo em cada porção de espaço(13, 113, 215, 315) entre os estágios respectivos de tal modo que a porção de alinhamento de fluxo(14, 114, 216,316) não seja colocada em contato com os corpos estruturais de colmeia(12, 22, 112), a porção de alinhamento de fluxo(14, 114, 216, 316) tendo uma pluralidade de furos com diâmetros de furo de 0,5 mm a 8 mm.
- 2. Aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o comprimento da porção de espaço(13, 113, 215, 315) ser igual a ou maior do que 10 mm e igual a ou menor do que um diâmetro interno do recipiente de coluna(11, 211, 311).
- 3. Aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a porção dePetição 870190021091, de 01/03/2019, pág. 129/1352/6 alinhamento de fluxo(14, 114, 216, 316) ser uma placa perfurada com uma razão de abertura de 1-70%.
- 4. Aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a porção de alinhamento de fluxo(14, 114, 216, 316) ser formada com uma placa estrutural de colmeia com uma espessura igual a ou maior do que 5 mm e igual a ou menor do que 2 5% de uma altura do corpo estrutural de colmeia(12, 22,112).
- 5. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por no aparelho de contato de coluna(10,100,200, 300) a porção de alinhamento de fluxo ser provida como meio de prevenção de contrafluxo(17, 117) abaixo do corpo estrutural de colmeia no estágio inferior(12a, 112a) de tal modo que a porção de alinhamento de fluxo não colocada em contato com o corpo estrutural de colmeia(12a,112a).
- 6.Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15, caracterizado por um diâmetro hidráulico ser igual a ou maior do que 0,1 mm e menor do que 1 mm em uma seção transversal na direção de largura do canal tubular estreito(53).
- 7.Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16, caracterizado por um diâmetro hidráulico ser igual a ou maior do que 0,5 mm e menor do que 1 mm em uma seção transversal na direção de largura do canal tubular estreito(53).qualquer uma formato em estreitos(53)Aparelho de contato das reivindicações 1 seção transversal de coluna, de acordo com7, dos na direção de largura caracterizado por o canais tubulares ser poligonal ouPetição 870190021091, de 01/03/2019, pág. 130/1353/6 substancialmente poligonal, selecionado do grupo que consiste em formatos hexagonais, formatos quadrados e formatos triangulares.9. Aparelho de contato de pentagonais, formatos coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações
- 8, caracterizado por o corpo estrutural de colmeia(12,22,112) ser configurado por empilhar alternadamente um filme de placa plana(51) e um filme de placa corrugada(52) na direção de espessura, e o formato em seção transversal dos canais tubulares estreitos(53) na direção de largura é um formato substancialmente triangular.
- 10 . Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer um das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser para contatar gás e líquido fornecidos a partir da parte inferior do aparelho(10,100,200, 300) entre si no fluxo ascendente no recipiente de coluna(
- 11,211, 311) então retirar o gás e o líquido através de um topo do aparelho(10,100, 200, 300), compreendendo ainda:um recipiente(20) que acomoda o corpo estrutural de colmeia(
- 12, 22, 112) no mesmo no recipiente de coluna(11, 211,311);uma folga(19) sendo contínua a partir de uma parte inferior para um topo do recipiente de coluna(11, 211, 311) na direção de altura entre o recipiente de coluna(11, 211, 311) e o recipiente(20) de acomodação para o corpo estrutural de colmeia(12, 22, 112); e meio de controle de fluxo(30) fornecido em uma posição de altura desejada da folga(19) para controlar de tal modo que uma perda de pressão (PL1) do gás e líquido que passam através da folga(19) seja igual a ou maior do que uma perda de pressão (PL2) do gás e líquido que passam através doPetição 870190021091, de 01/03/2019, pág. 131/1354/6 corpo estrutural de colmeia(12, 22, 112).
11. Aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o meio de controle de fluxo(30) atender uma relação PL2/PL2 > 2. 12. Aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracterizado por compreender ainda meio de guia(40) entre um orifício de fornecimento(15) para o gás e o líquido e uma folga formada pelo recipiente de coluna(11, 211, 311) e um recipiente para acomodar um corpo estrutural de colmeia do estágio inferior no mesmo, o orifício de fornecimento(15) sendo fornecido na parte inferior do recipiente de coluna(11, 211, 311), em que o meio de guia(40) orienta bolhas de gás fornecidas a partir do orifício de fornecimento(15) para o corpo estrutural de colmeia no estágio inferior(12a, 112a). - 13. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por o meio de controle de fluxo(30) incluir um furo de perfuração(35) ou pode ter um furo de perfuração(35) formado no mesmo, e um ou dois ou mais furos de perfuração(35) são fornecidos.
- 14. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por o meio de controle de fluxo(30) ser formado com uma placa anular incluindo um furo de perfuração(35) ou permitindo que um furo de perfuração(35) seja formado no mesmo, e um ou dois ou mais furos de perfuração(35) são fornecidos.
- 15. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por um lado superior da folga(19) ser fechado, o meio de controle dePetição 870190021091, de 01/03/2019, pág. 132/1355/6 fluxo ser formado por um elemento tubular(130), o elemento tubular(130) incluir um furo de perfuração(132), e um ou dois ou mais furos de perfuração(132) serem fornecidos.
- 16. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado por um lado superior da folga(19) ser fechado, o meio de controle de fluxo ser um recipiente(20) para acomodar o corpo estrutural de colmeia(12, 22, 112) tendo um furo de perfuração(132) e um ou dois ou mais furos de perfuração(132) são fornecidos.
- 17. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 16, caracterizado por o meio de controle de fluxo(30) ser fornecido em um lado superior do corpo estrutural de colmeia no estágio superior instalado no interior do recipiente de coluna(11, 211, 311) ou em uma posição da mesma altura que o corpo estrutural de colmeia no estágio superior.
- 18. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 17, caracterizado por o recipiente(20) que acomoda o corpo estrutural de colmeia(12, 22, 112) em um dos estágios ser configurado por uma combinação de uma pluralidade dos recipientes.
19. Aparelho de contato de coluna, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado por o corpo estrutural de colmeia(12, 22, 112) ser dotado de uma superfície na qual um catalisador é imobilizado. 20. MÉTODO, para operar o aparelho de contato de coluna de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado por compreender uma etapa de contatar o gás com o líquido em uma velocidade de líquido superficial de 0,0001 a 0,5 m/s e uma velocidade de gás superficial de 0,05 a 10 m/s.Petição 870190021091, de 01/03/2019, pág. 133/1356/6 - 21. MÉTODO, para operar o aparelho de contato de coluna, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o gás e o líquido serem colocados em contato entre si de modo que uma retenção de gás esteja compreendida em uma faixa de 0,05 a 0,8.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2506576C1 (ru) * | 2012-09-03 | 2014-02-10 | Шлюмберже Текнолоджи Б.В. | Способ определения локального изменения концентрации примеси в потоке жидкости |
| EP3151945B1 (en) * | 2014-06-04 | 2021-08-25 | Haldor Topsøe A/S | Gas treatment monolith article and use thereof |
| CH711115A2 (de) * | 2015-05-22 | 2016-11-30 | Exentis Tech Ag | Mehrstufiger Körper mit einer Vielzahl von Strömungskanälen. |
| CA3086356A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | Gis Gas Infusion Systems Inc. | High-efficiency airlift pump |
| EP3572146A1 (en) * | 2018-05-25 | 2019-11-27 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas | Reactor for heating a gas and uses thereof |
| CN108759948A (zh) * | 2018-08-31 | 2018-11-06 | 四川菲罗米特仪表有限公司 | 一种气体超声流量计的内置整流器 |
| CA3188835A1 (en) * | 2020-02-20 | 2021-08-26 | Michael Stusch | Apparatus comprising a reactor for dehydrogenating a hydrogen-enriched liquid hydrogen carrier |
Family Cites Families (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3489809A (en) * | 1968-04-17 | 1970-01-13 | Engelhard Min & Chem | Selective hydrogenation with a catalyst on a honeycomb support |
| JPS537343B2 (pt) | 1973-09-05 | 1978-03-16 | ||
| JPS5332133Y2 (pt) * | 1973-09-10 | 1978-08-09 | ||
| JPS5845280A (ja) | 1981-09-11 | 1983-03-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水素化分解反応装置 |
| DE4243424A1 (de) * | 1992-12-16 | 1994-06-23 | Auf Adlershofer Umweltschutzte | Verfahren und Vorrichtung zur Reaktionsführung in Schlaufenreaktoren mit Wabenkörpern |
| JP2869297B2 (ja) * | 1993-06-22 | 1999-03-10 | 関西化学機械製作株式会社 | 段 塔 |
| JP3739902B2 (ja) | 1996-09-20 | 2006-01-25 | 株式会社日本触媒 | 気液分散装置及び気液接触装置並びに廃水処理装置 |
| KR100298855B1 (ko) | 1996-08-07 | 2001-11-14 | 다나카 쇼소 | 기-액분산장치및기-액접촉장치및폐수처리장치 |
| DE19636064A1 (de) | 1996-09-05 | 1998-03-12 | Basf Ag | Verfahren zur Hydrierung |
| US5989411A (en) * | 1998-10-23 | 1999-11-23 | Exxon Research And Engineering Company | Staged upflow hydroprocessing with noncatalytic impurity removal from the first stage vapor effluent |
| US6569314B1 (en) * | 1998-12-07 | 2003-05-27 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Countercurrent hydroprocessing with trickle bed processing of vapor product stream |
| KR100677808B1 (ko) * | 1999-12-17 | 2007-02-05 | 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 | 폴리트리메틸렌 에테르 글리콜의 연속 제조 방법 |
| US7156977B2 (en) * | 2000-11-11 | 2007-01-02 | Haldor Topsoe A/S | Hydroprocessing process and method of retrofitting existing hydroprocessing reactors |
| ATE277685T1 (de) | 2000-12-20 | 2004-10-15 | Corning Inc | Verfahren unter verwendung eines monolithischen stapelreaktors |
| US7109378B2 (en) * | 2001-08-30 | 2006-09-19 | Air Products And Chemicals, Inc. | Monolith catalytic reactor coupled to static mixer |
| US20030050510A1 (en) | 2001-08-30 | 2003-03-13 | Welp Keith Allen | Monolith catalytic reactor coupled to static mixer |
| US20040120871A1 (en) | 2002-12-19 | 2004-06-24 | Gilbert De Angelis | Reactor construction |
| US7473405B2 (en) * | 2004-10-13 | 2009-01-06 | Chevron U.S.A. Inc. | Fluid distribution apparatus for downflow multibed poly-phase catalytic reactor |
| JP5086023B2 (ja) | 2006-10-06 | 2012-11-28 | 花王株式会社 | フィルム状触媒の製造方法 |
| JP5449823B2 (ja) | 2008-04-04 | 2014-03-19 | 花王株式会社 | フィルム状触媒の製造方法 |
| JP5311883B2 (ja) | 2008-06-04 | 2013-10-09 | 花王株式会社 | フィルム状触媒構造体の中間体 |
| JP5380239B2 (ja) * | 2009-10-09 | 2014-01-08 | 月島環境エンジニアリング株式会社 | 触媒を用いた排水処理装置および排水処理方法 |
-
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