BRPI0805341B1 - reator multifásico multifuncional - Google Patents

Abstract

é 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 para promoção de reações químicas, mais especificamente, um reator que realize simultaneamente etapas de reação, decantação e extração necessárias a processos de oxidação extrativa em correntes brutas de hidrocarbonetos contaminadas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Correntes brutas e altamente contaminadas ricas em compostos polares heteroatômicos de óleos fósseis ou de processamento de combustível fóssil, precisam passar por um tratamento e processamento antes de ser comercializada em termos de produtos de interesse. O tratamento e processamento de óleos fósseis podem ser efetuados por meio de oxidação extrativa em presença de um par peróxido em solução/ácido orgânico. Pode ser aplicado em correntes de hidrocarboneto utilizadas como combustíveis para remoção de compostos sulfurados e nitrogenados e/ou compostos insaturados instáveis destas correntes, permitindo a essas correntes, por exemplo, dirigidas a um processo de hidrotratamento, no qual o catalisador utilizado podería ser desativado pelos compostos nitrogenados que lá estavam. A oxidação em presença deste par peróxido/ácido converte os compostos instáveis e contaminantes sulfurados e nitrogenados naturais das correntes de hidrocarbonetos em compostos que apresentam uma polaridade mais elevada e, por consequência, com mais afinidade a solventes polares ou a sistemas aquosos relativamente imiscíveis às correntes de hidrocarbonetos. O tratamento tem como objetivo a oxidação e remoção dos compostos sulfurados e nitrogenados e instáveis, ou até mesmo torná-los inertes, pois existe a possibilidade de transformar os compostos insaturados instáveis em alcoóis que são relativamente inertes quanto à formação de depósitos e que, se permanecerem na fase oleosa, podem até mesmo servir como melhoradores de octanagem no caso da corrente tratada ser uma nafta. Este tratamento compreende, basicamente, as etapas de reação de oxidação dos compostos sulfurados e nitrogenados e instáveis das correntes brutas de hidrocarbonetos; seguida de uma etapa de separação da fase superior do hidrocarboneto com posterior neutralização; lavagem; filtragem; secagem de modo a obter uma fase hidrocarboneto tratada; e recuperação desta fase hidrocarboneto, tornando-a adequada para ser dirigida para qualquer processo de refino.

Para as etapas acima são mobilizados os seguintes equipamentos: - um reator destinado a receber hidrocarboneto bruto e a solução oxidante e promover todas as reações necessárias; - um dispositivo de mistura (ex. tanque de mistura) no qual soluções frescas de peróxido e ácido orgânico são colocadas em contato por um determinado tempo antes de serem introduzidas no reator; - um sistema de condensação que permite que a reação de oxidação ocorra sob refluxo com descarte de uma fase gasosa não condensável; - um decantador para o qual a mistura oxidada é dirigida e onde uma fase aquosa é encaminhada para um sistema de recuperação do ácido orgânico ou é purgada como água ácida de descarte; - um vaso de decantação, no interior do qual o hidrocarboneto oxidado é neutralizado com uma solução alcalina e separado da salmoura de descarte por decantação; - um vaso lavador no qual o hidrocarboneto é lavado para retirada dos sais restantes; e - um secador onde o hidrocarboneto é seco, seguindo para outros processamentos de produção.

Em relação a todo esse procedimento acima relatado são necessários cuidados especiais para que seja promovido um contato bem íntimo entre a solução polar aquosa que contém o agente oxidante e a fase hidrocarboneto que contém os compostos a serem oxidados. O procedimento é levado a cabo com utilização de um catalisador de óxido de ferro, tal como limonita, que promove a geração no meio reacional de espécies oxidantes, tais como os radicais livres OH* e oxigênio nascente. Partículas deste catalisador ainda podem apresentar a propriedade de flotação interfacial de certa parcela das partículas auxiliando a transferência de espécies ativas entre a fase aquosa e a fase oleosa, e aumenta as taxas das reações de oxidação e/ou extração das espécies oxidadas.

Os mecanismos de formação de tais radicais também levam à geração de Oxigênio nascente livre (02 ) no meio reacional que participa das reações de oxidação uma vez que possui alto poder oxidante. O reator, desta forma tem, quase que obrigatoriamente, que dispor de dispositivos que atrasem a saída deste oxigênio livre do meio reacional líquido. Os gases liberados contendo esse oxigênio juntamente com parcela 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 acontecer elevada superfície de contato e conseqüentemente maior eficiência de oxidação extrativa.

Entretanto, a técnica acima ainda carece de otimizações visando um melhor aproveitamento dos fenômenos físicos e químicos envolvidos nos processos reativos e extrativos. As otimizações objetivam não somente um melhor aproveitamento desses fenômenos como também a combinação deles. São otimizações quem visam basicamente: (i) melhoria da eficiência de contato das fases de contato de fases, (ii) melhor aproveitamento dos gases oxidantes gerados paralelamente aos demais radicais nas fases líquidas, (iii) melhor separação das fases dentro do reator que também contribui para evitar perdas da mistura reacional ativa para a nafta produzida sobrenadante assim como da mistura reacional ativa para a solução extrato oxidante gasta.

TÉCNICA RELACIONADA A técnica diretamente relacionada à presente invenção está contida em documentos de patente anteriores, da própria requerente. Estes documentos encontram-se brevemente comentados a seguir e mostram o desenvolvimento da tecnologia envolvida. O documento PI 0205814-6 descreve o processo para a oxidação catalítica de contaminantes sulfurados e nitrogenados bem como de compostos insaturados presentes em um meio hidrocarboneto fóssil, que efetua a oxidação em presença de, pelo menos, um peróxido, pelo menos um ácido e um óxido de ferro bruto pulverizado. O poder de oxidação deriva da combinação de peroxiácido e do radical hidroxila gerados no meio reacional devido à presença de um oxihidróxido de ferro como a argila limonita. O documento PI 0308158-3 também descreve um processo para o melhoramento de correntes brutas de hidrocarbonetos ricas em compostos polares heteroatômicos e/ou segmentos insaturados, envolvendo a extração oxidativa de compostos sulfurados, nitrogenados e compostos insaturados instáveis, como por exemplo, dienos, destas correntes, por meio de um par de uma solução de peróxido e ácido orgânico e um catalisador de óxido de ferro, sob pH ácido, pressão atmosférica e temperatura que pode ser ambiente ou um pouco mais elevada. O documento PI 0405642-6 descreve um processo de oxidação extrativa que compreende o tratamento da corrente bruta de hidrocarboneto com um par peróxido em solução/ácido orgânico, onde o percentual em peso da solução de peróxido e de ácido orgânico é de pelo menos 3%, tanto para o peróxido quanto para o ácido orgânico, sob pH ácido, pressão que pode ser atmosférica ou mais elevada e temperatura que pode ser ambiente ou mais elevada. O documento PI 0405847-0 da mesma forma que os anteriores descreve um processo para oxidação extrativa de contaminantes em correntes brutas de combustíveis ricas em compostos polares heteroatômicos e catalisada por óxidos de ferro contidos em goetita limonítica natural reduzida por uma corrente de hidrogênio. A tecnologia agora desenvolvida apresenta uma forma de otimizar os recursos disponíveis, propondo um arranjo diferenciado de equipamentos, o qual propicia melhorar a eficiência do processo e obter produtos com excelente qualidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO É objetivo da presente invenção, um reator multifásico multifuncional que apresenta a capacidade de promover a oxidação extrativa de compostos sulfurados, nitrogenados, assim como de compostos insaturados 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 também evitar perdas de rendimento. O objetivo é alcançado por meio da concepção de um reator que compreende uma coluna dividida em cinco seções que podem ser classificadas como duas seções de reação, duas seções de decantação e uma seção de gás inerte sob pressão. Estas seções encontram-se em um arranjo tal, que as condições reacionais estão em perfeito ajuste.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Figura 1 é uma representação de uma possível concretização do reator da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A descrição detalhada do reator multifásico multifuncional, objeto da presente invenção, será feita de acordo com a identificação dos componentes que o formam, com base na Figura acima descrita.

Trata a presente invenção de um reator que apresenta a capacidade de promover a oxidação extrativa de compostos sulfurados, nitrogenados, assim como de compostos insaturados instáveis, presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos, de forma que as condições reacionais estejam ajustadas para melhor aproveitamento dos fenômenos físicos e químicos e evitem perdas de rendimento do hidrocarboneto tratado. A ocorrência das reações de oxidação dentro do processo de oxidação extrativa de contaminantes depende fortemente da eficiência das etapas de processo que envolvem boa difusão de reagentes no meio reacional.

Desta forma, a necessidade de haver a promoção de um contato íntimo entre a solução polar aquosa que contém o agente oxidante que compreende peróxido de hidrogênio e ácido carboxílico, ambos em equilíbrio com perácido carboxílico derivado desta mistura, e, a fase hidrocarboneto bruta e contaminada pelos compostos a serem oxidados durante o tratamento. A mistura reacional inclui um catalisador de óxido de ferro tal como limonita, que é uma ocorrência natural laterítica concentrada em goetita, que pode ser utilizado não somente como catalisador, mas também para aumentar a transferência de massa entre as fases imiscíveis.

Este catalisador, além de promover a geração no meio reacional de espécies oxidantes radicais livres, por exemplo, OH*, OOH*, 02'*, complementa a reação de oxidação via perácido. Este catalisador também apresenta a propriedade de flotação interfacial de certa parcela de partículas que auxilia a transferência de espécies ativas entre as fases aquosa e oleosa e, desta forma, aumenta as taxas de reações de oxidação e/ou extração das espécies oxidadas.

Os mecanismos de formação dos radicais livres promovem também a formação de Oxigênio nascente livre (02*) no meio reacional. Este Oxigênio nascente livre (02*) participa das reações de oxidação no instante em que é gerado, tem a propriedade de ser altamente oxidante (“oxigênio singlete”) e é interessante que ele permaneça o mais possível interagindo com o meio reacional, de modo a aproveitar ao máximo a atividade do poder oxidante.

Dependendo do ponto inicial de ebulição da carga de hidrocarbonetos, este Oxigênio nascente livre (02*), junto com uma parcela da carga de hidrocarbonetos vaporizada, promove adicionalmente a elevação do leito de catalisador que, por consequência, forma e estabiliza uma interface oleoso-aquosa que apresenta quatro fases em convivência: hidrocarboneto líquido, solução oxidante aquosa, partículas de catalisador e bolhas de gás que contém vapor de hidrocarboneto e oxigênio ativo. A convivência destas quatro fases se apresenta como um sistema disperso similar a uma espuma, a qual acentua mais ainda a transferência de espécies ativas através de fases. O ajuste das condições reacionais é de fundamental importância para que o sistema acima mencionado ocorra. A presente invenção vem, por suas características e construtividade promover os ajustes necessários para que as reações e fenômenos envolvidos aconteçam e forneçam um produto final de excelente qualidade. O reator multifásico multifuncional pode ser acompanhado em suas partes constituintes com o auxílio da Figura 1. Nesta figura, pode ser observado que o reator em forma de coluna compreende: - uma primeira seção de reação (1) no interior da qual a carga contendo substâncias contaminantes naturais heteroatômicas e/ou instáveis, admitida pelo bocal de entrada (B1), entra em contato com as substâncias oxidantes presentes em uma solução aquosa, com partículas do catalisador em uma dada distribuição granulométrica e concentração e forma um sistema de quatro fases dispersas por meio de um sistema de agitação cisalhante (A); - uma segunda seção de reação (2) no interior da qual o volume é ocupado pelo sistema de quatro fases, transformado em uma região, estável nas condições de reação, semelhante a uma espuma por efeito de elevação que a fase gasosa promove nas partículas do catalisador, as quais se dispõem caracteristicamente na interface entre as fases aquosa e hidrocarboneto, localizada imediatamente acima da primeira seção de reação (1) e, em seu topo recebe uma solução aquosa oxidante admitida e distribuída por meio de um bocal de solução (B2) e um dispositivo distribuidor (D); - uma primeira seção de decantação (3) localizada imediatamente acima da segunda seção de reação (2), separa-se desta última por meio de uma primeira placa perfurada (P1), e é destinada a receber a fase hidrocarboneto tratada que tem menor densidade que o meio reacional e permitir que esta fase tratada se separe por decantação da solução aquosa oxidante remanescente da segunda seção de reação (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 imediatamente abaixo da primeira seção de reação (1), separa-se desta última por meio de uma segunda placa perfurada (P2); segunda seção de decantação (4) que tem a função de recolher a fase aquosa contendo as substâncias oxidadas que decantam da primeira seção de reação sob a forma de ácido orgânico, a qual é retirada desta segunda seção de decantação por meio de um bocal de exaustão (B4) e é conduzida para regeneração do ácido para posterior reciclagem; - uma seção de gás inerte pressurizado (5), localizada imediatamente acima da primeira seção de decantação (3), tem a finalidade de evitar a concentração de oxigênio gasoso não reagido na fase gasosa por razões de segurança e de manter o gás gerado pela reação de oxidação o maior tempo possível dentro do meio reacional de forma a atrasar a saída de gases oxidantes ainda ativos, e é uma seção sob pressurização controlada por meio da injeção contínua de um gás inerte pelo bocal de gás (B5), depende do volume ocupado pela primeira seção de decantação (3) e, os gases gerados são retirados pelo bocal de saída de gás (B6) e dirigidos para um sistema de condensação e posterior alívio; - um sistema de troca térmica (6) é instalado externamente ao reator na região compreendida pela segunda seção de reação (2), pela primeira seção de reação (1) e pela segunda seção de decantação (4) e serve tanto para aquecer estas seções como para resfriá-las quando necessário. A agitação vigorosa promovida pelo agitador (A) no interior da primeira câmara de reação (1) é necessária para que as substâncias oxidantes entrem em contato íntimo com a carga. Em relação à granulometria e concentração adequadas, as partículas de catalisador devem ser menores que 250 pm, mais preferencialmente, menores que 150 pm, em concentrações abaixo de 40 g/L de carga, mais preferencialmente, abaixo de 4 g/L de carga. Nestas condições a concentração de partículas finas é suficiente para que seja possível a suspensão e a flotação interfacial sem haver degradação substancial em termos de componente oxidante, no caso o peróxido. A agitação promovida no interior da primeira seção de reação (1) é mecânica e do tipo cisalhante para que seja evitada uma dispersão axial, ou seja, uma dispersão ao longo do eixo do agitador (A) e, assim, impedir uma 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 oxidante gasta. A segunda placa perfurada (P2) instalada na interface destas duas últimas 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 que aconteça um gradiente decrescente de turbulência ao longo das seções imediatamente superiores, quais sejam, a segunda seção de reação (2) e a primeira seção de decantação (3).

Este gradiente decrescente de turbulência classifica-se em: - máximo na primeira seção de reação (1) para maximizar o contato entre a carga e a solução oxidante; - moderado na segunda seção de reação (2) de forma a permitir a permanência da região semelhante a uma espuma formada para que os fenômenos interfaciais promovidos pela presença do catalisador e do oxigênio livre ocorra e propicie um contato íntimo entre as espécies ativas; e - preferencialmente isento de turbulência na primeira seção de decantação (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 hidrocarbonetos contendo o catalisador pulverizado em suspensão. A solução oxidante fresca admitida pelo bocal de solução (B2) no topo da segunda seção de reação (2) compreende uma mistura de peróxido de hidrogênio e um ácido orgânico e, ao ser distribuída pelo dispositivo distribuidor (D), desce de maneira uniforme sobre o leito de interface semelhante a uma espuma que contém as quatro fases que preenche o volume da segunda seção de reação (2), onde começa a entrar em contato com o catalisador e com a corrente de hidrocarbonetos e, a seguir, continua a escoar para a primeira seção de reação (1) onde as espécies oxidantes são consumidas por oxidação de espécies reativas da corrente de hidrocarbonetos, com geração de gases oxidantes, calor e vapores de hidrocarbonetos responsáveis pela estabilidade da interface espumosa.

Na seção de gás inerte (5), o gás inerte injetado por meio do bocal de gás (B5) pode ser Nitrogênio e a injeção é feita sob vazão e pressão controladas e continuamente renovada de maneira a não perturbar o regime laminar da superfície líquida, e de forma que a atmosfera gasosa acima da superfície líquida do interior da primeira seção de decantação (3) não tenha características explosivas evitando o contato entre vapores de hidrocarboneto 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) para que 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 externo ao reator e pode ser escolhido entre: - um primeiro tipo camisa com fluido circulante; - um segundo tipo com características adicionais de troca térmica em relação ao primeiro tipo; - um terceiro tipo com características alternativas de troca térmica em relação ao primeiro tipo. A operação de aquecimento ocorre durante a operação normal do reator, onde este sistema de troca térmica (6) aquece a mistura reacional de maneira a mantê-la numa temperatura que não provoque a paralisação das reações de geração de radicais livres e de oxidação de compostos insaturados. Essas reações são exotérmicas, mas o calor gerado pode ser insuficiente para a atividade reacional, já que há perda de calor para o meio e consumo deste calor gerado, adicionalmente por fenômenos endotérmicos que ocorrem no processo de oxidação extrativa.

Cabe ressaltar a título de ilustração, que os fenômenos supracitados têm a função de: - suprir calor a determinadas reações endotérmicas que ocorrem simultaneamente como, por exemplo, oxidação de sulfóxidos a sulfonas 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 aquosa extratora; - usar esse calor em casos onde a carga é hidrocarboneto leve, como por exemplo, nafta, para evaporar uma parcela da corrente de hidrocarboneto e gerar bolhas de vapor que contribuem para a estabilização da região semelhante a uma espuma.

As bolhas de vapor contêm, adicionalmente, substâncias heteroatômicas e/ou instáveis que podem sofrer oxidação em fase vapor por algum oxigênio “singlete“ que se dilui nesta fase vapor, se essas bolhas 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 de fluido refrigerante por seu interior de forma a controlar a temperatura do meio reacional arrefecendo o sistema em casos de disparo de temperatura principalmente devido a uma degradação não desejada de peróxido de hidrogênio no meio reacional.

Embora a presente invenção tenha sido descrita em sua forma de realização preferida, o conceito principal que norteia a presente invenção, um reator que apresenta a capacidade de promover a oxidação extrativa de compostos sulfurados, nitrogenados, assim como de compostos insaturados instáveis, presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos, de forma que os fenômenos físicos e químicos sejam mais bem aproveitados e se evite perdas de rendimento no hidrocarboneto tratado e de potencial oxidante, se mantém preservado quanto ao seu caráter inovador, onde aqueles usualmente versados na técnica poderão vislumbrar e praticar variações, modificações, alterações, adaptações e equivalentes, cabíveis e compatíveis ao meio de trabalho em questão, sem, contudo se afastar da abrangência do espírito e escopo da presente invenção, que estão representados pelas reivindicações que se seguem.

REIVINDICAÇÕES

Claims (12)

1 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, caracterizado por apresentar a capacidade de promover a oxidação extrativa de compostos sulfurados, nitrogenados, assim como de compostos insaturados instáveis, presentes em correntes brutas de hidrocarbonetos, de forma que as condições reacionais estejam ajustadas e evitem perdas de rendimento do hidrocarboneto e compreender: - uma primeira seção de reação (1) no interior da qual a carga contendo substâncias contaminantes naturais heteroatômicas e/ou instáveis, admitida pelo bocal de entrada (B1), entra em contato com as substâncias oxidantes presentes em uma solução aquosa, com partículas do catalisador em uma dada distribuição granulométrica e concentração e forma um sistema de quatro fases dispersas por meio de um sistema de agitação cisalhante (A); - uma segunda seção de reação (2) no interior da qual o volume é ocupado pelo sistema de quatro fases, transformado em uma região, estável nas condições de reação, semelhante a uma espuma por efeito de elevação que a fase gasosa promove nas partículas do catalisador, as quais se dispõem característica mente na interface entre as fases aquosa e hidrocarboneto, localizada imediatamente acima da primeira seção de reação (1) e, em seu topo recebe uma solução aquosa oxidante admitida e distribuída por meio de um bocal de solução (B2) e um dispositivo distribuidor (D); - uma primeira seção de decantação (3) localizada imediatamente acima da segunda seção de reação (2), separa-se desta última por meio de uma primeira placa perfurada (P1), e é destinada a receber a fase hidrocarboneto tratada que tem menor densidade que o meio reacional e permitir que esta fase tratada se separe por decantação da solução aquosa oxidante remanescente da segunda seção de reação (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 imediatamente abaixo da primeira seção de reação (1), separa-se desta última por meio de uma segunda placa perfurada (P2); segunda seção de decantação (4) que tem a função de recolher a fase aquosa contendo as substâncias oxidadas que decantam da primeira seção de reação sob a forma de ácido orgânico, a qual é retirada desta segunda seção de decantação por meio de um bocal de exaustão (B4) e é conduzida para regeneração do ácido para posterior reciclagem; - uma seção de gás inerte pressurizado (5), localizada imediatamente acima da primeira seção de decantação (3), tem a finalidade de evitar a concentração de oxigênio gasoso não reagido na fase gasosa por razões de segurança e de manter o gás gerado pela reação de oxidação o maior tempo possível dentro do meio reacional de forma a atrasar a saída de gases oxidantes ainda ativos, e é uma seção sob pressurização controlada por meio da injeção contínua de um gás inerte pelo bocal de gás (B5), depende do volume ocupado pela primeira seção de decantação (3) e, os gases gerados são retirados pelo bocal de saída de gás (B6) e dirigidos para um sistema de condensação e posterior alívio; - um sistema de troca térmica (6) é instalado externamente ao reator na região compreendida pela segunda seção de reação (2), pela primeira seção de reação (1) e pela segunda seção de decantação (4) e serve tanto para aquecer estas seções como para resfriá-las quando necessário.

2 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a granulometria das partículas de catalisador serem menores que 250 pm, mais preferencial mente, menores que 150 pm e a concentração abaixo de 40 g/L de carga, mais preferencialmente, abaixo de 4 g/L de carga, para que seja possível a suspensão e a flotação interfacial sem haver degradação de componente oxidante.

3 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a agitação ser mecânica, do tipo cisalhante para que seja evitada uma dispersão axial e impedir uma propagação da turbulência não desejada nas seções superiores.

4- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a agitação promovida pelo agitador (A) no interior da primeira seção de reação (1) ser feita de forma que aconteça um gradiente decrescente de turbulência ao longo das seções imediatamente superiores e que classifica-se em: - máximo na primeira seção de reação (1) para maximizar o contato entre a carga e a solução oxidante; - moderado na segunda seção de reação (2) de forma a permitir a permanência da região semelhante a uma espuma formada para que os fenômenos interfaciais promovidos pela presença do catalisador e do oxigênio livre ocorra e propicie um contato íntimo entre as espécies ativas; e - preferencialmente isento de turbulência na primeira seção de decantação (3), separado pela primeira placa perfurada (P1), onde o hidrocarboneto tratado se separa da solução aquosa.

5 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a segunda placa perfurada (P2) instalada na interface entre a primeira seção de reação (1) e a segunda seção de decantação (4) evitar perturbação do regime desta última onde ocorre a decantação da fase aquosa contendo a solução oxidante gasta.

6 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a carga admitida na primeira seção de reação pelo bocal de entrada (B1) compreender predominantemente uma corrente de hidrocarbonetos contendo o catalisador pulverizado em suspensão.

7 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução oxidante fresca admitida pelo bocal 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 uniforme sobre o leito de interface semelhante a uma espuma a qual contém as quatro fases que preenche o volume da segunda seção de reação (2), entrar em contato com o catalisador e com a corrente de hidrocarbonetos e escoar para a primeira seção de reação (1) onde as espécies oxidantes são consumidas por oxidação de espécies reativas da corrente de hidrocarbonetos, com geração de gases oxidantes, calor e vapores de hidrocarbonetos.

8 - REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gás inerte injetado por meio do bocal de gás (B5) poder ser Nitrogênio e a injeção ser feita sob vazão e pressão controladas e continuamente renovada.

9- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o bocal de gás (B6) pelo qual a corrente gasosa final é retirada, possuir uma válvula de regulagem para que a pressão interna no topo da seção de gás inerte (5) seja maior ou, pelo menos igual a 0,02 atm manométricas.

10- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de troca térmica (6) poder ser instalado 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 em relação ao primeiro tipo; - um terceiro tipo com características alternativas de troca térmica em relação ao primeiro tipo.

11- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a operação de aquecimento ocorrer durante a operação normal do reator, onde o sistema de troca térmica (6) aquece a mistura reacional de maneira a mantê-la numa temperatura que não provoque a paralisação das reações de geração de radicais livres e de oxidação de compostos insaturados.

12- REATOR MULTIFÁSICO MULTIFUNCIONAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a operação de resfriamento pelo sistema de troca térmica (6) acontecer por razões de segurança, pela circulação de fluido refrigerante por seu interior de forma a controlar a temperatura do meio reacional arrefecendo o sistema em casos de disparo de temperatura principalmente devido a uma degradação não desejada de peróxido de hidrogênio no meio reacional.