BRPI0805341A2 - reator multifásico multifuncional - Google Patents
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Abstract
relatado na presente invenção um reator multifásico multifuncional que apresenta a capacidade de promover a oxidação extrativa de compostos sulfurados, nitrogenados, assim como die compostos insaturados instáveis, presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos, de forma que as condições reacionais estejam ajustadas e evitem perdas de rendimento do hidrocarboneto tratado nas etapas de extração e<sym>ou adsorção. O objetivo é alcançado por meio da concepçãc de um reator que compreende uma coluna dividida em cinco seções que podem ser classificadas como duas seções de reação (1, 2), duas seções de decantação (3, 4) e uma seção de gás inerte (5) sob pressão.
Description
REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção encontra-se no campo dos equipamentos parapromoção de reações químicas, mais especificamente, um reator querealize simultaneamente etapas de reação, decantação e extraçãonecessárias a processos de oxidação extrativa em correntes brutas dehidrocarbonetos contaminadas.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Correntes brutas e altamente contaminadas ricas em compostospolares heteroatômicos de óleos fósseis ou de processamento decombustível fóssil, precisam passar por um tratamento e processamentoantes de ser comercializada em termos de produtos de interesse.
O tratamento e processamento de óleos fósseis podem serefetuados por meio de oxidação extrativa em presença de um par peróxidoem solução/ácido orgânico. Pode ser aplicado em correntes dehidrocarboneto utilizadas como combustíveis para remoção de compostossulfurados e nitrogenados e/ou compostos insaturados instáveis destascorrentes, permitindo a essas correntes, por exemplo, dirigidas a umprocesso de hidrotratamento, no qual o catalisador utilizado poderia serdesativado pelos compostos nitrogenados que lá estavam.
A oxidação em presença deste par peróxido/ácido converte oscompostos instáveis e contaminantes sulfurados e nitrogenados naturaisdas correntes de hidrocarbonetos em compostos que apresentam umapolaridade mais elevada e, por conseqüência, com mais afinidade asolventes polares ou a sistemas aquosos relativamente imiscíveis àscorrentes de hidrocarbonetos. O tratamento tem como objetivo a oxidaçãoe remoção dos compostos sulfurados e nitrogenados e instáveis, ou atémesmo torná-los inertes, pois existe a possibilidade de transformar oscompostos insaturados instáveis em alcoóis que são relativamente inertesquanto à formação de depósitos e que, se permanecerem na fase oleosa,podem até mesmo servir como melhoradores de octanagem no caso dacorrente tratada ser uma nafta. Este tratamento compreende,basicamente, as etapas de reação de oxidação dos compostos suifuradose nitrogenados e instáveis das correntes brutas de hidrocarbonetos;seguida de uma etapa de separação da fase superior do hidrocarbonetocom posterior neutralização; lavagem; filtragem; secagem de modo a obteruma fase hidrocarboneto tratada; e recuperação desta fasehidrocarboneto, tornando-a adequada para ser dirigida para qualquerprocesso de refino.
Para as etapas acima são mobilizados os seguintes equipamentos:
- um reator destinado a receber hidrocarboneto bruto e a solução oxidantee promover todas as reações necessárias;
- um dispositivo de mistura (ex. tanque de mistura) no qual soluçõesfrescas de peróxido e ácido orgânico são colocadas em contato por umdeterminado tempo antes de serem introduzidas no reator;
- um sistema de condensação que permite que a reação de oxidaçãoocorra sob refluxo com descarte de uma fase gasosa não condensável;
- um decantador para o qual a mistura oxidada é dirigida e onde uma faseaquosa é encaminhada para um sistema de recuperação do ácidoorgânico ou é purgada como água ácida de descarte;
- um vaso de decantação, no interior do qual o hidrocarboneto oxidado éneutralizado com uma solução alcalina e separado da salmoura dedescarte por decantação;
- um vaso lavador no qual o hidrocarboneto é lavado para retirada dos saisrestantes; e
- um secador onde o hidrocarboneto é seco, seguindo para outrosprocessamentos de produção.
Em relação a todo esse procedimento acima relatado sãonecessários cuidados especiais para que seja promovido um contato bemíntimo entre a solução polar aquosa que contém o agente oxidante e afase hidrocarboneto que contém os compostos a serem oxidados.
O procedimento é levado a cabo com utilização de um catalisadorde oxido de ferro, tal como limonita, que promove a geração no meioreacional de espécies oxidantes, tais como os radicais livres OH* eoxigênio nascente. Partículas deste catalisador ainda podem apresentar apropriedade de flotação interfacial de certa parcela das partículasauxiliando a transferência de espécies ativas entre a fase aquosa e a faseoleosa, e aumenta as taxas das reações de oxidação e/ou extração dasespécies oxidadas.
Os mecanismos de formação de tais radicais também levam àgeração de Oxigênio nascente livre (O2 ) no meio reacional que participadas reações de oxidação uma vez que possui alto poder oxidante. Oreator, desta forma tem, quase que obrigatoriamente, que dispor dedispositivos que atrasem a saída deste oxigênio livre do meio reacionallíquido. Os gases liberados contendo esse oxigênio juntamente comparcela de finos de catalisador que flota na interface óleo/solução aquosa,forma uma região semelhante a uma espuma contendo as quatro fases(óleo, gás, liquido aquoso e partículas sólidas) onde se acredita acontecerelevada superfície de contato e conseqüentemente maior eficiência deoxidação extrativa.
Entretanto, a técnica acima ainda carece de otimizações visando ummelhor aproveitamento dos fenômenos físicos e químicos envolvidos nosprocessos reativos e extrativos. As otimizações objetivam não somente ummelhor aproveitamento desses fenômenos como também a combinaçãodeles. São otimizações quem visam basicamente:
(i) melhoria da eficiência de contato das fases de contato de fases,
(ii) melhor aproveitamento dos gases oxidantes geradosparalelamente aos demais radicais nas fases líquidas,
(iii) melhor separação das fases dentro do reator que também contribuipara evitar perdas da mistura reacional ativa para a nafta produzidasobrenadante assim como da mistura reacional ativa para a soluçãoextrato oxidante gasta.
TÉCNICA RELACIONADA
A técnica diretamente relacionada à presente invenção está contidaem documentos de patente anteriores, da própria requerente. Estesdocumentos encontram-se brevemente comentados a seguir e mostram odesenvolvimento da tecnologia envolvida.
O documento Pl 0205814-6 descreve o processo para a oxidaçãocatalítica de contaminantes sulfurados e nitrogenados bem como decompostos insaturados presentes em um meio hidrocarboneto fóssil, queefetua a oxidação em presença de, pelo menos, um peróxido, pelo menosum ácido e um óxido de ferro bruto pulverizado. O poder de oxidaçãoderiva da combinação de peroxiácido e do radical hidroxila gerados nomeio reacional devido à presença de um oxihidróxido de ferro como aargila limonita.
O documento Pl 0308158-3 também descreve um processo para omelhoramento de correntes brutas de hidrocarbonetos ricas em compostospolares heteroatômicos e/ou segmentos insaturados, envolvendo aextração oxidativa de compostos sulfurados, nitrogenados e compostosinsaturados instáveis, como por exemplo, dienos, destas correntes, pormeio de um par de uma solução de peróxido e ácido orgânico e umcatalisador de óxido de ferro, sob pH ácido, pressão atmosférica etemperatura que pode ser ambiente ou um pouco mais elevada.
O documento Pl 0405642-6 descreve um processo de oxidaçãoextrativa que compreende o tratamento da corrente bruta dehidrocarboneto com um par peróxido em solução/ácido orgânico, onde opercentual em peso da solução de peróxido e de ácido orgânico é de pelomenos 3%, tanto para o peróxido quanto para o ácido orgânico, sob pHácido, pressão que pode ser atmosférica ou mais elevada e temperaturaque pode ser ambiente ou mais elevada.O documento Pl 0405847-0 da mesma forma que os anterioresdescreve um processo para oxidação extrativa de contaminantes emcorrentes brutas de combustíveis ricas em compostos polaresheteroatômicos e catalisada por óxidos de ferro contidos em goetitalimonítica natural reduzida por uma corrente de hidrogênio.
A tecnologia agora desenvolvida apresenta uma forma de otimizaros recursos disponíveis, propondo um arranjo diferenciado deequipamentos, o qual propicia melhorar a eficiência do processo e obterprodutos com excelente qualidade.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
É objetivo da presente invenção, um reator multifásico multifuncionalque apresenta a capacidade de promover a oxidação extrativa decompostos sulfurados, nitrogenados, assim como de compostosinsaturados instáveis, presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos,de forma a otimizar simultaneamente os fenômenos físico-químicos,essenciais para os processos reativos e extrativos combinados e tambémevitar perdas de rendimento.
O objetivo é alcançado por meio da concepção de um reator quecompreende uma coluna dividida em cinco seções que podem serclassificadas como duas seções de reação, duas seções de decantação euma seção de gás inerte sob pressão. Estas seções encontram-se em umarranjo tal, que as condições reacionais estão em perfeito ajuste.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
A Figura 1 é uma representação de uma possível concretizaçãodo reator da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A descrição detalhada do reator multifásico multifuncional, objeto dapresente invenção, será feita de acordo com a identificação doscomponentes que o formam, com base na Figura acima descrita.
Trata a presente invenção de um reator que apresenta a capacidadede promover a oxidação extrativa de compostos sulfurados, nitrogenados,assim como de compostos insaturados instáveis, presentes em correntesbrutas de hidrocarbonetos, de forma que as condições reacionais estejamajustadas para melhor aproveitamento dos fenômenos físicos e químicos eevitem perdas de rendimento do hidrocarboneto tratado.
A ocorrência das reações de oxidação dentro do processo deoxidação extrativa de contaminantes depende fortemente da eficiência dasetapas de processo que envolvem boa difusão de reagentes no meioreacional.
Desta forma, a necessidade de haver a promoção de um contatoíntimo entre a solução polar aquosa que contém o agente oxidante quecompreende peróxido de hidrogênio e ácido carboxílico, ambos emequilíbrio com perácido carboxílico derivado desta mistura, e, a fasehidrocarboneto bruta e contaminada pelos compostos a serem oxidadosdurante o tratamento.
A mistura reacional inclui um catalisador de óxido de ferro tal comolimonita, que é uma ocorrência natural laterítica concentrada em goetita,que pode ser utilizado não somente como catalisador, mas também paraaumentar a transferência de massa entre as fases imiscíveis.
Este catalisador, além de promover a geração no meio reacional deespécies oxidantes radicais livres, por exemplo, OH*, OOH*, O2"*,complementa a reação de oxidação via perácido. Este catalisador tambémapresenta a propriedade de flotação interfacial de certa parcela departículas que auxilia a transferência de espécies ativas entre as fasesaquosa e oleosa e, desta forma, aumenta as taxas de reações de oxidaçãoe/ou extração das espécies oxidadas.
Os mecanismos de formação dos radicais livres promovem tambéma formação de Oxigênio nascente livre (O2*) no meio reacional. EsteOxigênio nascente livre (O2"*) participa das reações de oxidação noinstante em que é gerado, tem a propriedade de ser altamente oxidante("oxigênio singlete") e é interessante que ele permaneça o mais possívelinteragindo com o meio reacional, de modo a aproveitar ao máximo aatividade do poder oxidante.
Dependendo do ponto inicial de ebulição da carga dehidrocarbonetos, este Oxigênio nascente livre (O2"*), junto com umaparcela da carga de hidrocarbonetos vaporizada, promove adicionalmentea elevação do leito de catalisador que, por conseqüência, forma eestabiliza uma interface oleoso-aquosa que apresenta quatro fases emconvivência: hidrocarboneto líquido, solução oxidante aquosa, partículasde catalisador e bolhas de gás que contém vapor de hidrocarboneto eoxigênio ativo.
A convivência destas quatro fases se apresenta como um sistemadisperso similar a uma espuma, a qual acentua mais ainda a transferênciade espécies ativas através de fases.
O ajuste das condições reacionais é de fundamental importânciapara que o sistema acima mencionado ocorra.
A presente invenção vem, por suas características e construtividadepromover os ajustes necessários para que as reações e fenômenosenvolvidos aconteçam e forneçam um produto final de excelentequalidade.
O reator multifásico multifuncional pode ser acompanhado em suaspartes constituintes com o auxílio da Figura 1. Nesta figura, pode serobservado que o reator em forma de coluna compreende:
- uma primeira seção de reação (1) no interior da qual a cargacontendo substâncias contaminantes naturais heteroatômicas e/ouinstáveis, admitida pelo bocal de entrada (B1), entra em contato comas substâncias oxidantes presentes em uma solução aquosa, compartículas do catalisador em uma dada distribuição granulométrica econcentração e forma um sistema de quatro fases dispersas por meiode um sistema de agitação cisalhante (A);uma segunda seção de reação (2) no interior da qual o volume éocupado pelo sistema de quatro fases, transformado em uma região,estável nas condições de reação, semelhante a uma espuma porefeito de elevação que a fase gasosa promove nas partículas docatalisador, as quais se dispõem caracteristicamente na interfaceentre as fases aquosa e hidrocarboneto, localizada imediatamenteacima da primeira seção de reação (1) e, em seu topo recebe umasolução aquosa oxidante admitida e distribuída por meio de um bocalde solução (B2) e um dispositivo distribuidor (D);uma primeira seção de decantação (3) localizada imediatamenteacima da segunda seção de reação (2), separa-se desta última pormeio de uma primeira placa perfurada (P1), e é destinada a receber afase hidrocarboneto tratada que tem menor densidade que o meioreacional e permitir que esta fase tratada se separe por decantaçãoda solução aquosa oxidante remanescente da segunda seção dereação (2) e seja retirada do reator por meio de um bocal de produto(B3) com destino a unidades de neutralização e remoção de umidade(não mostradas ou referenciadas);
uma segunda seção de decantação (4), localizada imediatamenteabaixo da primeira seção de reação (1), separa-se desta última pormeio de uma segunda placa perfurada (P2); segunda seção dedecantação (4) que tem a função de recolher a fase aquosa contendoas substâncias oxidadas que decantam da primeira seção de reaçãosob a forma de ácido orgânico, a qual é retirada desta segunda seçãode decantação por meio de um bocal de exaustão (B4) e é conduzidapara regeneração do ácido para posterior reciclagem;
uma seção de gás inerte pressurizado (5), localizada imediatamenteacima da primeira seção de decantação (3), tem a finalidade de evitara concentração de oxigênio gasoso não reagido na fase gasosa porrazões de segurança e de manter o gás gerado pela reação deoxidação ο maior tempo possível dentro do meio reacional de forma aatrasar a saída de gases oxidantes ainda ativos, e é uma seção sobpressurização controlada por meio da injeção contínua de um gásinerte pelo bocal de gás (B5), depende do volume ocupado pelaprimeira seção de decantação (3) e, os gases gerados são retiradospelo bocal de saída de gás (B6) e dirigidos para um sistema decondensação e posterior alívio;
- um sistema de troca térmica (6) é instalado externamente ao reatorna região compreendida pela segunda seção de reação (2), pelaprimeira seção de reação (1) e pela segunda seção de decantação(4) e serve tanto para aquecer estas seções como para resfriá-lasquando necessário.
A agitação vigorosa promovida pelo agitador (A) no interior daprimeira câmara de reação (1) é necessária para que as substânciasoxidantes entrem em contato íntimo com a carga. Em relação àgranulometria e concentração adequadas, as partículas de catalisadordevem ser menores que 250 pm, mais preferencialmente, menores que150 μm, em concentrações abaixo de 40 g/L de carga, maispreferencialmente, abaixo de 4 g/L de carga. Nestas condições aconcentração de partículas finas é suficiente para que seja possível asuspensão e a flotação interfacial sem haver degradação substancial emtermos de componente oxidante, no caso o peróxido.
A agitação promovida no interior da primeira seção de reação (1) émecânica e do tipo cisalhante para que seja evitada uma dispersão axial,ou seja, uma dispersão ao longo do eixo do agitador (A) e, assim, impediruma propagação da turbulência não desejada nas seções vizinhas.
A agitação no interior da primeira seção de reação (1), no entanto,não pode perturbar o regime do interior da segunda seção de decantação(4) onde ocorre a decantação da fase aquosa contendo a solução oxidantegasta. A segunda placa perfurada (P2) instalada na interface destas duasúltimas seções evita a referida perturbação.
Ainda em termos de agitação, a agitação promovida pelo agitador(A) no interior da primeira seção de reação (1) deve ser feita de forma queaconteça um gradiente decrescente de turbulência ao longo das seçõesimediatamente superiores, quais sejam, a segunda seção de reação (2) ea primeira seção de decantação (3).
Este gradiente decrescente de turbulência classifica-se em:
- máximo na primeira seção de reação (1) para maximizar o contatoentre a carga e a solução oxidante;
- moderado na segunda seção de reação (2) de forma a permitir apermanência da região semelhante a uma espuma formada para queos fenômenos interfaciais promovidos pela presença do catalisador edo oxigênio livre ocorra e propicie um contato íntimo entre asespécies ativas; e
- preferencialmente isento de turbulência na primeira seção dedecantação (3), ligeiramente separado pela primeira placa perfurada(P1), onde o hidrocarboneto tratado se separa da solução aquosa.
A carga admitida na primeira seção de reação pelo bocal de entrada(B1) compreende predominantemente de uma corrente de hidrocarbonetoscontendo o catalisador pulverizado em suspensão.
A solução oxidante fresca admitida pelo bocal de solução (B2) notopo da segunda seção de reação (2) compreende uma mistura deperóxido de hidrogênio e um ácido orgânico e, ao ser distribuída pelodispositivo distribuidor (D), desce de maneira uniforme sobre o leito deinterface semelhante a uma espuma que contém as quatro fases quepreenche o volume da segunda seção de reação (2), onde começa aentrar em contato com o catalisador e com a corrente de hidrocarbonetose, a seguir, continua a escoar para a primeira seção de reação (1) onde asespécies oxidantes são consumidas por oxidação de espécies reativas dacorrente de hidrocarbonetos, com geração de gases oxidantes, calor evapores de hidrocarbonetos responsáveis pela estabilidade da interfaceespumosa.
Na seção de gás inerte (5), o gás inerte injetado por meio do bocalde gás (B5) pode ser Nitrogênio e a injeção é feita sob vazão e pressãocontroladas e continuamente renovada de maneira a não perturbar oregime laminar da superfície líquida, e de forma que a atmosfera gasosaacima da superfície líquida do interior da primeira seção de decantação (3)não tenha características explosivas evitando o contato entre vapores dehidrocarboneto e oxigênio gasoso remanescente.
O bocal de gás (B6) pelo qual a corrente gasosa final é retirada,possui uma válvula de regulagem (não mostrada ou referenciada) paraque a pressão interna no topo da seção de gás inerte (5) seja maior ou,pelo menos igual a 0,02 atm manométricas.
O sistema de troca térmica (6) pode ser instalado interno ou externoao reator e pode ser escolhido entre:
- um primeiro tipo camisa com fluido circulante;
- um segundo tipo com características adicionais de troca térmica emrelação ao primeiro tipo;
- um terceiro tipo com características alternativas de troca térmica emrelação ao primeiro tipo.
A operação de aquecimento ocorre durante a operação normal doreator, onde este sistema de troca térmica (6) aquece a mistura reacionalde maneira a mantê-la numa temperatura que não provoque a paralisaçãodas reações de geração de radicais livres e de oxidação de compostosinsaturados. Essas reações são exotérmicas, mas o calor gerado pode serinsuficiente para a atividade reacional, já que há perda de calor para omeio e consumo deste calor gerado, adicionalmente por fenômenosendotérmicos que ocorrem no processo de oxidação extrativa.
Cabe ressaltar a título de ilustração, que os fenômenos supracitadostêm a função de:- suprir calor a determinadas reações endotérmicas que ocorremsimultaneamente como, por exemplo, oxidação de sulfóxidos asulfonas via perácido;
- promover a afinidade dos finos do catalisador pela fase oleosa,importante para a flotação interfacial destes finos;
- aumentar a solubilidade das substâncias oxidadas na fase aquosaextratora;
- usar esse calor em casos onde a carga é hidrocarboneto leve, comopor exemplo, nafta, para evaporar uma parcela da corrente dehidrocarboneto e gerar bolhas de vapor que contribuem para aestabilização da região semelhante a uma espuma.
As bolhas de vapor contêm, adicionalmente, substânciasheteroatômicas e/ou instáveis que podem sofrer oxidação em fase vaporpor algum oxigênio "singlete" que se dilui nesta fase vapor, se essasbolhas forem mantidas por tempo suficiente por meio da pressurização.
A operação de resfriamento pelo sistema de troca térmica (6)acontece principalmente por razões de segurança, pela circulação defluido refrigerante por seu interior de forma a controlar a temperatura domeio reacional arrefecendo o sistema em casos de disparo de temperaturaprincipalmente devido a uma degradação não desejada de peróxido dehidrogênio no meio reacional.
Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma derealização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção,um reator que apresenta a capacidade de promover a oxidação extrativade compostos sulfurados, nitrogenados, assim como de compostosinsaturados instáveis, presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos,de forma que os fenômenos físicos e químicos sejam mais bemaproveitados e se evite perdas de rendimento no hidrocarboneto tratado ede potencial oxidante, se mantém preservado quanto ao seu caráterinovador, onde aqueles usualmente versados na técnica poderãovislumbrar e praticar variações, modificações, alterações, adaptações eequivalentes, cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão,sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo da presenteinvenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem.
Claims (12)
1. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, caracterizado porapresentar a capacidade de promover a oxidação extrativa de compostossulfurados, nitrogenados, assim como de compostos insaturados instáveis,presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos, de forma que ascondições reacionais estejam ajustadas e evitem perdas de rendimento dohidrocarboneto e compreender:- uma primeira seção de reação (1) no interior da qual a cargacontendo substâncias contaminantes naturais heteroatômicas e/ouinstáveis, admitida pelo bocal de entrada (B1), entra em contato comas substâncias oxidantes presentes em uma solução aquosa, compartículas do catalisador em uma dada distribuição granulométrica econcentração e forma um sistema de quatro fases dispersas por meiode um sistema de agitação cisalhante (A);- uma segunda seção de reação (2) no interior da qual o volume éocupado pelo sistema de quatro fases, transformado em uma região,estável nas condições de reação, semelhante a uma espuma porefeito de elevação que a fase gasosa promove nas partículas docatalisador, as quais se dispõem caracteristicamente na interfaceentre as fases aquosa e hidrocarboneto, localizada imediatamenteacima da primeira seção de reação (1) e, em seu topo recebe umasolução aquosa oxidante admitida e distribuída por meio de um bocalde solução (B2) e um dispositivo distribuidor (D);- uma primeira seção de decantação (3) localizada imediatamenteacima da segunda seção de reação (2), separa-se desta última pormeio de uma primeira placa perfurada (P1), e é destinada a receber afase hidrocarboneto tratada que tem menor densidade que o meioreacional e permitir que esta fase tratada se separe por decantaçãoda solução aquosa oxidante remanescente da segunda seção dereação (2) e seja retirada do reator por meio de um bocal de produto(Β3) com destino a unidades de neutralização e remoção de umidade(não mostradas ou referenciadas);- uma segunda seção de decantação (4), localizada imediatamenteabaixo da primeira seção de reação (1), separa-se desta última pormeio de uma segunda placa perfurada (P2); segunda seção dedecantação (4) que tem a função de recolher a fase aquosa contendoas substâncias oxidadas que decantam da primeira seção de reaçãosob a forma de ácido orgânico, a qual é retirada desta segunda seçãode decantação por meio de um bocal de exaustão (B4) e é conduzidapara regeneração do ácido para posterior reciclagem;- uma seção de gás inerte pressurizado (5), localizada imediatamenteacima da primeira seção de decantação (3), tem a finalidade de evitara concentração de oxigênio gasoso não reagido na fase gasosa porrazões de segurança e de manter o gás gerado pela reação deoxidação o maior tempo possível dentro do meio reacional de forma aatrasar a saída de gases oxidantes ainda ativos, e é uma seção sobpressurização controlada por meio da injeção contínua de um gásinerte pelo bocal de gás (B5), depende do volume ocupado pelaprimeira seção de decantação (3) e, os gases gerados são retiradospelo bocal de saída de gás (B6) e dirigidos para um sistema decondensação e posterior alívio;- um sistema de troca térmica (6) é instalado externamente ao reatorna região compreendida pela segunda seção de reação (2), pelaprimeira seção de reação (1) e pela segunda seção de decantação(4) e serve tanto para aquecer estas seções como para resfriá-lasquando necessário.
2. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a granulometria das partículas decatalisador serem menores que 250 μηι, mais preferencialmente, menoresque 150 μιτι e a concentração abaixo de 40 g/L de carga, maispreferencialmente, abaixo de 4 g/L de carga, para que seja possível asuspensão e a flotação interfacial sem haver degradação de componenteoxidante.
3. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a agitação ser mecânica, do tipocisalhante para que seja evitada uma dispersão axial e impedir umapropagação da turbulência não desejada nas seções superiores.
4.- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a agitação promovida pelo agitador (A)no interior da primeira seção de reação (1) ser feita de forma que aconteçaum gradiente decrescente de turbulência ao longo das seçõesimediatamente superiores e que classifica-se em:- máximo na primeira seção de reação (1) para maximizar o contatoentre a carga e a solução oxidante;- moderado na segunda seção de reação (2) de forma a permitir apermanência da região semelhante a uma espuma formada para queos fenômenos interfaciais promovidos pela presença do catalisador edo oxigênio livre ocorra e propicie um contato íntimo entre asespécies ativas; e- preferencialmente isento de turbulência na primeira seção dedecantação (3), separado pela primeira placa perfurada (P1), onde ohidrocarboneto tratado se separa da solução aquosa.
5. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a segunda placa perfurada (P2)instalada na interface entre a primeira seção de reação (1) e a segundaseção de decantação (4) evitar perturbação do regime desta última ondeocorre a decantação da fase aquosa contendo a solução oxidante gasta.
6. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a carga admitida na primeira seção dereação pelo bocal de entrada (B1) compreender predominantemente umacorrente de hidrocarbonetos contendo o catalisador pulverizado emsuspensão.
7. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a solução oxidante fresca admitida pelobocal de solução (B2) no topo da segunda seção de reação (2)compreender uma mistura de peróxido de hidrogênio e um ácido orgânico,ser distribuída pelo dispositivo distribuidor (D), descer de maneira uniformesobre o leito de interface semelhante a uma espuma a qual contém asquatro fases que preenche o volume da segunda seção de reação (2),entrar em contato com o catalisador e com a corrente de hidrocarbonetose escoar para a primeira seção de reação (1) onde as espécies oxidantessão consumidas por oxidação de espécies reativas da corrente dehidrocarbonetos, com geração de gases oxidantes, calor e vapores dehidrocarbonetos.
8. - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por o gás inerte injetado por meio do bocalde gás (B5) poder ser Nitrogênio e a injeção ser feita sob vazão e pressãocontroladas e continuamente renovada.
9.- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por o bocal de gás (B6) pelo qual a correntegasosa final é retirada, possuir uma válvula de regulagem para que apressão interna no topo da seção de gás inerte (5) seja maior ou, pelomenos igual a 0,02 atm manométricas.
10.- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por o sistema de troca térmica (6) poder serinstalado interno ou externo ao reator e poder ser escolhido entre:- um primeiro tipo camisa com fluido circulante;- um segundo tipo com características adicionais de troca térmica emrelação ao primeiro tipo;- um terceiro tipo com características alternativas de troca térmica emrelação ao primeiro tipo.
11.- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a operação de aquecimento ocorrerdurante a operação normal do reator, onde o sistema de troca térmica (6)aquece a mistura reacional de maneira a mantê-la numa temperatura quenão provoque a paralisação das reações de geração de radicais livres e deoxidação de compostos insaturados.
12.- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a operação de resfriamento pelo sistemade troca térmica (6) acontecer por razões de segurança, pela circulação defluido refrigerante por seu interior de forma a controlar a temperatura domeio reacional arrefecendo o sistema em casos de disparo de temperaturaprincipalmente devido a uma degradação não desejada de peróxido dehidrogênio no meio reacional.
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