BRPI0917171B1 - Dispositivo e processo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido - Google Patents

Dispositivo e processo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido Download PDF

Info

Publication number
BRPI0917171B1
BRPI0917171B1 BRPI0917171-1A BRPI0917171A BRPI0917171B1 BR PI0917171 B1 BRPI0917171 B1 BR PI0917171B1 BR PI0917171 A BRPI0917171 A BR PI0917171A BR PI0917171 B1 BRPI0917171 B1 BR PI0917171B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
liquid
reactor
nozzle
circulation
fact
Prior art date
Application number
BRPI0917171-1A
Other languages
English (en)
Inventor
Becker Marc
Franke Robert
Büschken Wilfried
Börner Armin
Holz Jens
Original Assignee
Evonik Degussa Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa Gmbh filed Critical Evonik Degussa Gmbh
Publication of BRPI0917171A2 publication Critical patent/BRPI0917171A2/pt
Publication of BRPI0917171B1 publication Critical patent/BRPI0917171B1/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415Tubular reactors
    • B01J19/2425Tubular reactors in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2455Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants
    • B01J19/246Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants internally, i.e. the mixture circulating inside the vessel such that the upward stream is separated physically from the downward stream(s)
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2455Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants
    • B01J19/2465Stationary reactors without moving elements inside provoking a loop type movement of the reactants externally, i.e. the mixture leaving the vessel and subsequently re-entering it
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002Nozzle-type elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818Feeding of the fluidising gas
    • B01J8/1827Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/20Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium
    • B01J8/22Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid
    • B01J8/224Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement
    • B01J8/226Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with liquid as a fluidising medium gas being introduced into the liquid the particles being subject to a circulatory movement internally, i.e. the particles rotate within the vessel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008Controlling the process
    • B01J2208/00017Controlling the temperature
    • B01J2208/00106Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212Plates; Jackets; Cylinders
    • B01J2208/00221Plates; Jackets; Cylinders comprising baffles for guiding the flow of the heat exchange medium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material
    • B01J2208/00823Mixing elements
    • B01J2208/00831Stationary elements
    • B01J2208/00849Stationary elements outside the bed, e.g. baffles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00027Process aspects
    • B01J2219/00038Processes in parallel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00777Baffles attached to the reactor wall horizontal

Description

(54) Título: DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A REAÇÃO CONTÍNUA DE UM LÍQUIDO COM PELO MENOS UM OUTRO FLUIDO (51) lnt.CI.: B01J 19/24 (30) Prioridade Unionista: 28/08/2008 DE 10 2008 041 652.5 (73) Titular(es): EVONIK DEGUSSA GMBH (72) Inventor(es): MARC BECKER; ROBERT FRANKE; WILFRIED BÜSCHKEN; ARMIN BÕRNER; JENS HOLZ
1/10
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO E PROCESSO PARA A REAÇÃO CONTÍNUA DE UM LÍQUIDO COM PELO MENOS UM OUTRO FLUIDO.
A presente invenção refere-se a um dispositivo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido.
Um líquido é um meio fluido, substancialmente incompressível. Um gás é um meio fluido, compressível. Um fluido pode ser um líquido ou um gás. Um sólido, opcionalmente em forma de pó, fluidificado por meio de um gás ou um líquido, também é um fluido no sentido da invenção.
No contexto da presente invenção, por líquido alimentado é entendido um material ou mistura de materiais, que está presente no aparelho no estado de agregado líquido, sob condições de reação, e apresenta pelo menos um reagente. Por gás é entendido um gás puro ou uma mistura de gases, que apresenta pelo menos um reagente e, opcionalmente, um gás inerte. Um exemplo de um gás, que apresenta dois reagentes, é o gás de síntese, que consiste em hidrogênio e monóxido de carbono, que é usado, por exemplo, em hidroformilações.
Em um reator de voltas de jato (inglês: jet loop reator) no sentido da invenção, trata-se de um dispositivo para a reação contínua de um líquido e pelo menos um outro fluido, no qual o líquido entra sob pressão por um bocal em uma câmara de reação, passa pela mesma ao longo de uma direção de corrente principal, é desviado na extremidade da câmara de reação situada em frente ao bocal, corre de volta, no sentido contrário à direção da corrente principal e é novamente acelerado na direção da corrente principal, de modo que dentro da câmara de reator ajusta-se uma circulação (volta) de líquido interna. O segundo fluido é arrastado pela corrente de líquido e reage no caminho ao longo da volta. O líquido serve, portanto, como meio de jato motriz. Para introdução da energia cinética no líquido na câmara de reação, está associada uma circulação de líquido externa, na qual uma parte do líquido é conduzida no circuito fora da câmara de reação. Dentro da circulação de líquido externa está prevista uma bomba, que imprime à corrente de líquido a energia cinética necessária para o estabelecimento da corrente de circulação dentro do reator. O bocal é alimentado de modo correspondente
2/10 pela circulação externa. Reatores de circulação de jato conhecidos estão representados nas figuras 1a e 1b.
Uma boa introdução à técnica dos reatores de circulação de jato é oferecida por: P. Ze-hner, M. Krause: Bubble Columns, Ullmanris Enmcyclopedia of Industtrial Chemistry, Electronci RElease, 7a. edição, capítulo 4, Wiley-VCH, Weinheim [2005];
Para a realização eficiente de reações de fases múltiplas em sistemas de gás/líquido ou também gás/líquido/líquido, é da maior importância uma mistura intensiva das fases envolvidas para evitar limitações do transporte de material. Tecnicamente, isso é realizado por uma série dos mais diversos conceitos de reator, começando em caldeiras de agitação, por colunas de bolhas e colunas de corpos de enchimento até reatores de tubos com misturadores estáticos [K. Schugerl; Neue Bioreaktores for aerobe Prazesse; Chem.-Ing.-Tech. 52 (12), 1980, 951-965]. A desvantagem desses sistemas reside em seus coeficientes de transição de material volumétrico, em parte, comparativamente baixo (kLa).
Para aperfeiçoamento da transmissão de material, especialmente na catálise de fases múltiplas, foram desenvolvidos diversos conceitos de reator, cuja característica comum são correntes de circulação altas [E.H. Stitt; Alternative multiphase reactors for fine Chemicals - A world beyond stirred tanks? Chem. Eng. J. 90, 2002, 47-60], Os mesmos geram as superfícies de troca de material necessárias, através de dispositivos de mistura correspondentes, tais como bocais ou anteparos. Reatores especiais na base de bocais de materiais múltiplos já foram examinados detalhadamente [N. Rãbiger; Hydrodynamik und Stoffaustausch in strahlangetrienen Schlaufenreatores; Praxoswissen Verfahresnstechnik: Thermische Verfahrentechnik, Verlag TUV Rheinland GnbH, Colônia,m 1988] e, tal como descrito no documento DE 198 36 807, usados com sucesso em uma instalação de teste para a hidroformilação. O reator distingue-se por altos rendimentos de volume-tempo e velocidades de transmissão de material entre fase gasosa e fase líquida. Além disso, é dispensado o compressor de circulação, normalmente necessário para a recondução de gás, uma vez que gás não reagido
3/10 é redisperso novamente no líquido através do bocal no reator. O teor de gás no reator pode ser selecionado livremente através do nível de enchimento e da posição relativa da aspiração de gás do bocal, desse modo, não é necessária uma regulação do nível de enchimento. As grandes correntes de circulação que ocorrem dentro do reator possibilitam, além disso, um modo de operação praticamente livre de gradiente.
Em um reator de circulação de jato individual, a relação de altura/diâmetro, nesse caso, só pode ser variada em um âmbito estreito de 3 a 10, para garantir volumes de reação suficientes a alturas de construção do reator aceitáveis. O comportamento de mistura e a transição de material são influenciados negativamente a uma construção compacta, o que só pode ser compensado limitadamente pela disposição de vários bocais e tubos condutores em um reator [Y. Gane et al. : Studies on configuration of jet loop reactors with low height-diameter ratio; Chem. Reac. Eng. Tech. 15 (3), 1999, 268-274], Além disso, a dissipação térmica fica crescentemente pior, devido à reação pequena de superfície-volume. Isso pode tornar necessário o uso de tubos de field dentro do reator, para ampliação da superfície de troca de calor, tal como está descrito, por exemplo, no documento DE 198 54 937, com o que, além de prejudicar a corrente de circulação interna, deve ser esperada uma complexidade construtiva mais alta.
Reatores com um grau de delgadeza (relação da altura (H) do reator para o diâmetro (D) do reator) H/D >10 possibilitam teores de gás comparativamente mais altos, mas não são apropriados para um scale-up, devido aos volumes pequenos. Devido à altura do reator resultante, na ampliação do reator para volumes de reação relevantes, resultam, crescentemente, altas perdas de pressão internas e, com isso, uma dissipação de energia superproprocionalmente alta, que leva a uma considerável piora da capacidade do reator. Devido ao diâmetro menor, porém, pode ser realizada aqui uma capacidade de troca de calor suficiente, sem peças de montagem interna adicionais.
Devido às desvantagens descritas acima dos reatores técnicos cone-hecidos, a invenção tem por base a tarefa de por à disposição um rea4/10 tor ou uma disposição de reatores para uma reação de fluido/líquido contínua, com um perfil de rendimento apropriado.
A tarefa é solucionada pelo objetivo da reivindicação 1.
A invenção baseia-se no conhecimento de que na reação contínua de um líquido com um outro fluido, por uma ligação paralela de reatores de voltas de jato, que apresentam uma circulação externa comum, as vantagens de um reator de voltas de jato também podem ser utilizadas para altas capacidades de produção.
Por conseguinte, o objetivo da presente invenção é um dispositivo para a reação contínua de um líquido com um outro fluido, que apresenta pelo menos dois reatores de voltas de jato, ligados paralelamente um ao outro, e uma circulação de líquido externa comum.
Um outro objetivo da invenção é um processo para a reação contínua de um líquido com um outro fluido, sendo que pelo menos um reagente gasoso é reagido com pelo menos um reagente líquido, que é realizado no dispositivo de acordo com a invenção.
O dispositivo de acordo com a invenção apresenta a vantagem de que as vantagens de um reator de voltas de jato, tais como transporte de material intensivo, alta dissipação térmica ou alimentação de calor, modo de operação praticamente livre de gradiente, podem ser utilizadas para altas capacidades de produção.
Como o dispositivo apresenta apenas uma bomba para conservação da circulação externa, o emprego de capital e os custos operacionais são menores do que em uma instalação, que consiste em pelo menos dois reatores de voltas de jato, com, em cada caso, uma circulação externa própria. Portanto, é preferida uma modalidade, na qual exatamente uma bomba está disposta na circulação de líquido externa.
Uma modalidade particularmente preferida da invenção distingue-se pelo fato de que a cada bocal está disposta uma saída para o líquido, que o bocal e a saída, no que se refere à circulação de líquido interna, estão dispostos diametralmente no reator, e que a circulação de líquido externa conecta o bocal com a saída. Esse aprimoramento forma um perfil de cor5/10 rente excepcional.
Graças à circulação de líquido externa, é vantajosamente possível prever na circulação de líquido externa um trocador de calor, para troca de calor entre o líquido conduzido na circulação de líquido externa e um meio de transferência de calor. Trocadores de calor internos são então dispensáveis, o que aperfeiçoa a corrente dentro do reator. A introdução ou a dissipação térmica de reação ocorrem, então, de modo particularmente eficiente.
O dispositivo de acordo com a invenção serve para reação de um líquido (como meio motriz) com pelo menos um outro fluido. Mas, além do meio motriz, também podem ser reagidos dois ou mais fluidos. Desse modo, podem ser realizadas as seguintes reações de duas fases:
líquido/líquido;
líquido/gasoso.
Reações de três fases podem ser realizadas do seguinte modo:
líquido/líquido/líquido;
líquido/líquido/gasoso;
líquido/gasoso/gasoso.
O dispositivo de acordo com a invenção e o processo de acordo com a invenção realizado com o mesmo é descritos abaixo exemplificadamente. Para esse fim, mostram:
Figura 1a: reator de voltas de jato, bocal em cima (estado da técnica)
Figura 1b: reator de voltas de jato, bocal embaixo (estado da técnica)
Figura 2 ligação de acordo com a invenção de reatores de voltas de jato
Figura 3a: modalidade paralelizada de reatores de voltas de jato como feixe, bocal em cima
Figura 3b: modalidade paralelizada de reatores de voltas de jato como feixe, bocal embaixo
Figura 4a: instalação de teste, exemplo 1
6/10
Figura 4b: instalação de teste, exemplo 2
O dispositivo de acordo com a invenção para realização de reações, nas quais um líquido é reagido com um outro líquido continuamente e em corrente contínua, consiste, substancialmente em dois ou mais reatores de voltas de jato, ligados paralelamente um ao outro, que apresentam uma circulação de líquido externa comum.
Na figura 1a está representado um reator de voltas de jato convencional, no qual o bocal de jato se encontra na parte superior do reator e os reagentes são introduzidos na parte superior do reator. O reator consiste em um tubo de pressão, no qual estão instalados um bocal 1, um tubo condutor 2 e uma placa de choque 3. O reator tem uma camisa de aquecimento ou de refrigeração 4. Além disso, na câmara de gás superior do reator pode estar instalada uma válvula para a retirada de gás de escapamento, para descarga de frações de gás inerte (não inscrita na figura 1a).
O tubo condutor está disposto, de preferência, concentricamente ao bocal de jato e corpo de pressão. O bocal de jato pode ser, nesse caso, um bocal de um material ou de materiais múltiplos, em uma outra modalidade, o mesmo pode, além disso, ser dotado separadamente de um tubo de troca de impulso e/ou difusor. O bocal imerge em operação totalmente ou parcialmente no meio de reação líquido, sendo que a profundidade de imersão pode perfazer até vários diâmetros do tubo condutor. O tubo condutor tem um diâmetro de um décimo até a metade do diâmetro do reator e estende-se, substancialmente, sobre o comprimento do reator, sendo que o mesmo visto para baixo, está limitado com uma distância apropriada pela placa de choque e a extremidade superior está situada, em operação, abaixo da superfície do líquido. O reator está caracterizado pelo fato de que, devido à alta corrente de circulação interna, só uma parte pequena do líquido é novamente alimentada através da circulação externa do bocal.
No dispositivo de acordo com a invenção, os reatores de voltas de jato utilizados apresentam altos graus de delgadeza (relação da altura (H) do reator para o diâmetro (D) do reator). O grau de delgadeza situa-se no âmbito de 5 a 15, de preferência, no âmbito de 8 a 12, de modo particular7/10 mente preferido, no âmbito de 10 a 12.
Devido ao alto grau de delgadeza pode ser dispensada a montagem de trocadores de calor internos, uma vez que calor suficiente pode ser introduzido e descarregado, tanto através da área de superfície externa como também através do trocador de calor da circulação externa.
Em uma outra modalidade mostrada na figura 1b, o bocal 1 pode estar disposto no fundo do reator. O tubo condutor 2 está disposto, nesse caso, de preferência, concentricamente ao bocal de jato e corpo de pressão, sendo que a realização do bocal de jato pode dar-se como bocal de um material ou de materiais múltiplos. A alimentação do gás dá-se sob pressão. Em uma modalidade preferida, a aspiração do gás ocorre automaticamente pela operação de ejetor do bocal. O tubo condutor 2 tem um diâmetro de um décimo até oito décimos, de preferência, de quatro décimos até sete décimos do diâmetro do reator e estende-se, substancialmente, sobre todo o comprimento do reator, sendo que a extremidade superior situa-se, em operação, abaixo da superfície do líquido. O reator apresenta uma corrente de circulação interna comparativamente mais alta, sendo que só uma parte pequena do líquido é novamente alimentada através da circulação externa do bocal.
O dispositivo de acordo com a invenção consiste em pelo menos dois reatores. O número dos reatores está situado, de preferência, no âmbito de 2 a 20, de modo particularmente preferido, no âmbito de 2 a 14.
Os reatores podem ser diferentes ou, de preferência, iguais.
A figura 2 mostra um exemplo de um dispositivo de acordo com a invenção, que consiste em três reatores, ligados paralelamente um ao outro, bomba de circulação e trocador de calor na circulação de líquido externa, comum, na qual os reagentes são alimentados na câmara de reação superior. Tubulações para retirada de gás de descarga das partes superiores dos reatores não estão inscritos. Nessa representação existe uma circulação de refrigeração ou de aquecimento.
Mas, cada trocador de calor também pode ser operado separadamente.
Os reatores individuais podem estar reunidos para um feixe, tal
8/10 como mostra a figura 3. Um reator de feixe consiste em pelo menos dois reatores individuais. Um feixe apresenta, de preferência, 3 a 14 reatores individuais. No reator de feixe os reatores parciais individuais apresentam, de preferência, dimensões iguais.
O dispositivo de acordo com a invenção pode compreender um ou mais reator(es) de feixe ou pelo menos dois reatores individuais ou uma combinação de um ou mais reator(es) de feixe, com um ou mais reatores individuais.
Tal como já mencionado acima, o dispositivo de acordo com a invenção os bocais nos reatores podem estar dispostos de modo diferente:
a) em todos os reatores, o bocal encontra-se na parte superior do reator (figura 3a)
b) em todos os reatores, o bocal encontra-se na parte inferior do reator (figura 3b)
c) nos reatores está instalado pelo menos um bocal na parte inferior de um reator e pelo menos um bocal, na parte superior de um reator (não representado como figura).
Em todas as modalidades, a saída do bocal para o jato motriz situa-se abaixo do nível de líquido.
O dispositivo de acordo com a invenção pode ser usado, entre outras coisas, para a reação de um líquido com um gás, sendo que tanto o gás como também o líquido apresentam pelo menos um reagente.
Opcionalmente, também pode ser usado um líquido, que contém um catalisador em forma homogeneamente dissolvida ou suspensa, sob o pressuposto que o tamanho de grão médio do mesmo é menor do que 200μιτι, de modo particularmente preferido, menor do que 100 pm.
Os produtos de reação são descarregados com a fase de gás ou líquido, de preferência, com a fase de líquido.
No aparelho de acordo com a invenção podem ser realizadas reações no âmbito de pressão de 0,2 a 40 MPa e no âmbito de temperatura de 0 a 350°C. A reação ocorre, nesse caso, de preferência, em um catalisador dissolvido homogeneamente na fase líquida.
9/10
No dispositivo de acordo com a invenção podem ser realizadas, por exemplo, oxidações, epoxidações de olefinas, hidroformilações, hidroaminações, hidroaminometilações, hidrocianizações, hidrocarboxialquilação, aminações, amonoxidação, oximações e hidrogenações.
De preferência, no dispositivo de acordo com a invenção são realizadas reações, nas quais o catalisador é alimentado com a matéria-prima líquida e está dissolvido homogeneamente na fase líquida de produto/reagente, tal como, por exemplo, a produção de aldeídos e/ou álcoois por hidroformilação de compostos com ligações duplas olefínicas, na presença de ligantes, que contêm carbonilas de cobalto ou ródio, com ou sem adição de fósforo.
Os exemplos abaixo devem explicar o processo de acordo com a invenção, sob uso do aparelho de acordo com a invenção, sem limitar a invenção aos mesmos.
Exemplo 1 (Exemplo comparativo: Reator de voltas de jato H/D=6)
Em um reator de voltas de jato de acordo com a figura 4a, com um volume de 10 L, uma relação de altura para diâmetro (grau de delgadeza) H/D=6 e bocal em cima, metil 2-(hidroximetil)acrilato em THF, com uma concentração de 0,1 mol/L e o precursor de catalisador [Rh(COD)]BF4, em uma relação molar de substrato (S) para catalisador © S/C=250 e o ligante ()-2,3-bis[(2R,5R)-2,5-dimetilfosfolano]-N-metilmaleimida(1,5ciclooctadieno)ródio(l)tetrafluorborato, C25H39BF4NO2P2Rh, (CatASium®MN(S), Evonik Degussa GmbH) foram misturados e levados à reação a uma pressão de hidrogênio de 5 MPa e um tempo de permanência de 90 min, a 25°C. Foi obtido o produto (metil-2-hidroximetilpropionato), com um excesso de enantiômero de 95%, a uma conversão completa. A reação mostrou-se sensível em relação a pressão parcial de hidrogênio, sendo que pressões mais baixas levam a uma formação aumentada de produtos secundários, na forma de oligomerização do substrato e de-hidroxilação do produto.
Exemplo 2 (de acordo com a invenção)
10/10
No dispositivo de acordo com a invenção de acordo com a figura 4b, com dois reatores de voltas de jato dispostos paralelamente, com um grau de delgadeza de 10, com, em cada caso, 5 L de volume de reação, a reação foi realizada de acordo com as condições de reação indicadas no exemplo 1. A conversão completa pode ser obtida no dispositivo de acordo com a invenção já depois de 75 min, sendo que foi obtido um excesso de enantiômero de 95%. A pressão de hidrogênio pode ser reduzida a 4 MPa, sem que fosse observada uma formação significativa de produtos secundários.
Os exemplos mostram que na realização de acordo com a invenção da reação em um dispositivo com dois reatores de voltas de jato, ligados paralelamente, com, em cada caso, um grau de delgadeza de 10, e possível um aumento nítido da velocidade da reação, a, simultaneamente, uma pressão parcial de hidrogênio reduzida, em comparação com um reator individual, com um grau de delgadeza de 6.
LISTAGEM DE REFERÊNCIA bocal de jato tubo condutor placa de choque camisa dupla meio de jato motriz de distribuidor de líquido câmara de gás para alimentação de gás fresco câmara da camisa para desvios para portadores de calor meio de jato motriz de coletor de líquido
A alimentação de meio de jato motriz
B descarga de meio de jato motriz
C meio de transferência de calor de ligação de processo
D meio de transferência de calor de ligação de processo
E alimentação de gás fresco
1/2

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Dispositivo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido, caracterizado pelo fato de que o dispositivo apresenta pelo menos dois reatores de voltas de jato ligados paralelamente um ao outro e uma circulação de líquido externa comum.
  2. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele apresenta um ou mais reator(es) de feixe de voltas de jato.
  3. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por pelo menos um reator de voltas e pelo menos um reator de feixe de voltas de jato.
  4. 4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que em todos os reatores estão instalados bocais (1) na parte superior do reator.
  5. 5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que em todos os reatores estão instalados bocais (1) na parte inferior do reator.
  6. 6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que nos reatores está instalado pelo menos um bocal (1) na parte inferior de um reator e pelo menos um bocal (1) na parte superior de um reator.
  7. 7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a cada bocal (1) está associada uma saída para o líquido, que bocal (1) e saída estão dispostos diametralmente no reator com relação à circulação de líquido interna e que a circulação de líquido externa conecta o bocal com a saída.
  8. 8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que na circulação de líquido externa está disposta exatamente uma bomba.
  9. 9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que sob dispensa da montagem de um trocador de calor interno do reator, um trocador de calor na circulação de líquido externa está previsto para troca de calor entre o líquido conduzido na circu2/2 lação de líquido externa e um meio de transferência de calor.
  10. 10. Processo para reação de um líquido com pelo menos um segundo fluido, caracterizado pelo fato de que a realização é realizada em um dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8.
    5 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que no dispositivo são realizadas oxidações, epoxidações de olefinas, hidroformilações, hidroaminações, hidroaminometilações, hidrocianizações, hidrocarboxialquilação, aminações, amonoxidação, oximações e hidrogenações.
    10 12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compostos com ligações duplas olefínicas são reagidos por hidroformilação com gás de síntese para aldeídos e/ou álcoois.
    1/7
    Alimentação de gás
    Líquido da circulação
    Líquido para a circulação
BRPI0917171-1A 2008-08-28 2009-07-09 Dispositivo e processo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido BRPI0917171B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008041652A DE102008041652A1 (de) 2008-08-28 2008-08-28 Vorrichtung und Verfahren für die kontinuierliche Umsetzung einer Flüssigkeit mit einem Gas
DE102008041652.5 2008-08-28
PCT/EP2009/058711 WO2010023018A1 (de) 2008-08-28 2009-07-09 Parallelisierte strahlschlaufenreaktoren

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BRPI0917171A2 BRPI0917171A2 (pt) 2015-11-24
BRPI0917171B1 true BRPI0917171B1 (pt) 2018-01-16

Family

ID=41061262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0917171-1A BRPI0917171B1 (pt) 2008-08-28 2009-07-09 Dispositivo e processo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido

Country Status (16)

Country Link
US (1) US8389774B2 (pt)
EP (1) EP2318129B1 (pt)
JP (1) JP2012500719A (pt)
KR (1) KR101629045B1 (pt)
CN (1) CN102137715A (pt)
AT (1) ATE544515T1 (pt)
BR (1) BRPI0917171B1 (pt)
CA (1) CA2733326C (pt)
DE (1) DE102008041652A1 (pt)
ES (1) ES2381010T3 (pt)
MX (1) MX2011002081A (pt)
MY (1) MY159954A (pt)
PL (1) PL2318129T3 (pt)
TW (1) TWI417136B (pt)
WO (1) WO2010023018A1 (pt)
ZA (1) ZA201102183B (pt)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001225A1 (de) 2009-02-27 2010-09-02 Evonik Oxeno Gmbh Verfahren zur Anreicherung eines Homogenkatalysators aus einem Prozessstrom
DE102011082441A1 (de) 2011-09-09 2013-03-14 Evonik Oxeno Gmbh Strahlschlaufenreaktor mit Nanofiltration
DE102012202779A1 (de) 2012-02-23 2013-08-29 Evonik Oxeno Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur technischen Hydroformylierung von Isobuten und zum Auftrennen des Produktgemisches
DE102012223572A1 (de) 2012-12-18 2014-06-18 Evonik Industries Ag Steuerung der Viskosität von Reaktionslösungen in Hydroformylierungverfahren
EP2943273B1 (de) * 2013-01-11 2017-04-19 Basf Se Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen umsetzung von flüssigkeiten mit gasen
CN105008037B (zh) * 2013-01-11 2017-12-26 巴斯夫欧洲公司 用于液体与气体的连续反应的装置和方法
US9295971B2 (en) 2013-01-11 2016-03-29 Basf Se Apparatus and process for the continuous reaction of liquids with gases
US9302237B2 (en) 2013-01-11 2016-04-05 Basf Se Apparatus and process for the continuous reaction of liquids with gases
WO2014108351A1 (de) * 2013-01-11 2014-07-17 Basf Se Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen umsetzung von flüssigkeiten mit gasen
DE102013203117A1 (de) 2013-02-26 2014-08-28 Evonik Industries Ag Optimierte Trenntechnik zur Aufarbeitung von homogen katalysierten Hydroformylierungsmischungen
CN104030901B (zh) * 2013-04-11 2017-08-29 中石化上海工程有限公司 低碳烯烃氢甲酰化的方法
CN104030900B (zh) * 2013-04-11 2016-07-06 中石化上海工程有限公司 用于低碳烯烃氢甲酰化的方法
DE102013215664A1 (de) * 2013-08-08 2015-02-12 Evonik Industries Ag Apparatur zur Durchführung eines ringöffnenden Polymerisationsverfahrens
CN104513143A (zh) 2013-09-26 2015-04-15 陶氏技术投资有限责任公司 加氢甲酰化方法
DE102013221708A1 (de) 2013-10-25 2015-04-30 Evonik Industries Ag Strahlschlaufenreaktor mit Nanofiltration und Gasseparator
CN104307442A (zh) * 2014-11-05 2015-01-28 中国石油大学(北京) 多导流管阵列分布的隔断式环流反应器
TW201726242A (zh) * 2015-12-22 2017-08-01 巴斯夫歐洲公司 圓柱形反應器及其用於連續氫甲醯化反應的用途
TWI758353B (zh) 2016-11-08 2022-03-21 美商陶氏科技投資有限公司 使去活化的氫甲醯化催化劑溶液再生的方法
TW201840362A (zh) 2016-11-08 2018-11-16 美商陶氏科技投資有限公司 使去活化的氫甲醯化催化劑溶液再生的方法
TW201840363A (zh) 2016-11-08 2018-11-16 美商陶氏科技投資有限公司 處理氫甲醯化催化劑溶液之方法
TWI788364B (zh) 2017-06-23 2023-01-01 美商陶氏科技投資有限公司 氫甲醯化反應製程
FR3117890B1 (fr) * 2020-12-23 2024-01-12 Ifp Energies Now Reacteur gaz/liquide d’oligomerisation comprenant un double distributeur gaz/liquide
BR112023017950A2 (pt) 2021-03-31 2023-10-10 Dow Technology Investments Llc Processo de hidroformilação contínuo
DE102021006375A1 (de) 2021-12-28 2023-06-29 CreativeQuantum GmbH Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Methanol

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1503643A (fr) * 1966-09-22 1967-12-01 S I C E R Soc Ind & Commercial Réacteur continu pour liquides-gaz ou liquides-vapeurs
GB1417486A (en) * 1973-05-16 1975-12-10 Ici Ltd Liquid circulation and gas contacting device
DE2645780C2 (de) * 1976-10-09 1982-10-07 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zum Begasen einer Flüssigkeit in einem Umlaufreaktor und zum Verhindern des Entmischens von nicht abreagiertem Gas aus der Flüssigkeit
JPS54117379A (en) * 1978-03-06 1979-09-12 Tokyo Rikakikai Kk Contacting reactor
DE4314986A1 (de) * 1993-05-06 1994-11-10 Witco Gmbh Verfahren zur Herstellung von Aluminoxanen
CN1048977C (zh) * 1995-11-15 2000-02-02 中国石油化工总公司 制备低碳α-烯烃的方法
DE19836807A1 (de) 1998-08-14 2000-02-17 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Aldehyden und/oder Alkoholen oder Aminen
DE19854637A1 (de) 1998-11-26 2000-05-31 Basf Ag Reaktor zur kontinuierlichen Durchführung von Gas-Flüssig-, Flüssig-Flüssig- oder Gas-Flüssig-Fest-Reaktionen
DE19857409A1 (de) * 1998-12-12 2000-06-15 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Aminen
CN1171667C (zh) * 2002-02-01 2004-10-20 中国石油天然气股份有限公司 多级环流反应器
DE10206132A1 (de) * 2002-02-14 2003-08-21 Basf Ag Reaktorkaskade aus Haupt- und Nachreaktor
DE102004021128A1 (de) * 2004-04-29 2005-11-24 Oxeno Olefinchemie Gmbh Vorrichtung und Verfahren für die kontinuierliche Umsetzung einer Flüssigkeit mit einem Gas an einem festen Katalysator
DE102005001076A1 (de) * 2005-01-08 2006-07-20 Goldschmidt Gmbh Gleichgewichtsreaktion und Gas/Flüssigreaktion im Schlaufenreaktor
JP2006248972A (ja) * 2005-03-10 2006-09-21 Arakawa Chem Ind Co Ltd マイクロリアクターを用いた接触水素化方法
KR20100043253A (ko) * 2007-08-21 2010-04-28 바스프 에스이 유기 화합물의 산화를 위한 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20110144391A1 (en) 2011-06-16
ZA201102183B (en) 2012-06-27
KR20110073429A (ko) 2011-06-29
ATE544515T1 (de) 2012-02-15
MX2011002081A (es) 2011-05-24
CA2733326A1 (en) 2010-03-04
EP2318129A1 (de) 2011-05-11
PL2318129T3 (pl) 2012-07-31
TWI417136B (zh) 2013-12-01
KR101629045B1 (ko) 2016-06-09
US8389774B2 (en) 2013-03-05
CN102137715A (zh) 2011-07-27
EP2318129B1 (de) 2012-02-08
MY159954A (en) 2017-02-15
CA2733326C (en) 2016-05-10
BRPI0917171A2 (pt) 2015-11-24
DE102008041652A1 (de) 2010-03-04
JP2012500719A (ja) 2012-01-12
TW201023968A (en) 2010-07-01
ES2381010T3 (es) 2012-05-22
WO2010023018A1 (de) 2010-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0917171B1 (pt) Dispositivo e processo para a reação contínua de um líquido com pelo menos um outro fluido
US6838061B1 (en) Reactor for carrying out gas-liquid, liquid, liquid-liquid or gas-liquid-solid chemical reactions
RU2667519C2 (ru) Улучшенные реакторные системы, катализируемые гомогенными катализаторами
CN201482481U (zh) 自吸排气式搅拌反应器
CN108473406B (zh) 圆柱状反应器及其用于连续氢甲酰化的用途
CN109847658B (zh) 浆态床反应器及反应方法
AU2005279145A1 (en) Horizontal reactor vessel
CN110193333B (zh) 一种气液固多相管式搅拌反应器
JP7150754B2 (ja) ヒドロホルミル化反応方法
CN112206728A (zh) 一种气液和气液固多相微通道反应器和反应系统
JP2004533315A (ja) 気体/液体反応用又は気体/液体/固体反応用の反応器
CN111203171B (zh) 一种用于气液相反应的新型自压强制循环式反应器
US7659431B2 (en) Method of making dialkyl ketones
PL104156B1 (pl) Urzadzenie do ciaglego wytwarzania zwiazkow zawierajacych tlen
CN214716658U (zh) 一种气液反应装置
CN112654422A (zh) 鼓泡壳管式设备
CN215540739U (zh) 连续流反应设备和反应系统
CN215540709U (zh) 连续流反应设备和反应系统
JP2024500349A (ja) ヒドロホルミル化反応方法
CN209791502U (zh) 一种三相反应器
SU1175540A1 (ru) Реактор дл суспензионной полимеризации этилена
CN111569787A (zh) 一种列管式固定床反应器及其在烯烃环氧化反应中的应用
KR20210041936A (ko) 알돌 축합 반응용 연속교반탱크 반응기
EA040074B1 (ru) Барботажный кожухотрубный аппарат

Legal Events

Date Code Title Description
B25A Requested transfer of rights approved

Owner name: EVONIK DEGUSSA GMBH (DE)

B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]
B25D Requested change of name of applicant approved
B21F Lapse acc. art. 78, item iv - on non-payment of the annual fees in time

Free format text: REFERENTE A 15A ANUIDADE.