ES2198019T3 - Uso de un reactor de lecho fijo para reacciones cataliticas. - Google Patents
Uso de un reactor de lecho fijo para reacciones cataliticas.Info
- Publication number
- ES2198019T3 ES2198019T3 ES98102275T ES98102275T ES2198019T3 ES 2198019 T3 ES2198019 T3 ES 2198019T3 ES 98102275 T ES98102275 T ES 98102275T ES 98102275 T ES98102275 T ES 98102275T ES 2198019 T3 ES2198019 T3 ES 2198019T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- resins
- use according
- container
- hydrocarbon
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/04—Reduction, e.g. hydrogenation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
- B01J8/003—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor in a downward flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0285—Heating or cooling the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
- B01J8/067—Heating or cooling the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/00123—Fingers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
- B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00743—Feeding or discharging of solids
- B01J2208/00761—Discharging
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
SE PRESENTA UN REACTOR DE LECHO FIJO (10) PARA REACCIONES CATALITICAS QUE COMPRENDE UN VASO DE REACCION HUECO Y CERRADO (12) CON UNA ENTRADA PARA EL PRODUCTO (20) Y UNA SALIDA PARA EL PRODUCTO (22), EN DONDE AL MENOS PARTE DEL VASO (12) ESTA RODEADA POR UNA CAMISA DE REFRIGERACION (24) CON UNA ENTRADA (24, 40) PARA EL MEDIO DE REFRIGERACION Y UNA SALIDA (28) PARA EL MEDIO DE REFRIGERACION. EL REACTOR DE LECHO FIJO SE CARACTERIZA EN QUE EL ELEMENTO DE REFRIGERACION (36) SE DISPONE DENTRO DEL VASO (12) Y SE EXTIENDE BASICAMENTE EN LA DIRECCION LONGITUDINAL DEL VASO. EL REACTOR SE UTILIZA PREFERIBLEMENTE PARA EL HIDROTRATAMIENTO DE RESINAS DE HIDROCARBONOS.
Description
Uso de un reactor de lecho fijo para reacciones
catalíticas.
La presente invención se refiere al uso de un
reactor de lecho fijo para reacciones catalíticas. Los reactores de
lecho fijo catalítico se utilizan habitualmente, por ejemplo para
la hidrogenación de resinas hidrocarburo. En el caso de una reacción
química con un elevado calor de reacción exotérmico, puede dar como
resultado grandes aumentos de la temperatura en el lecho fijo
catalítico. Sin embargo, la vida útil del catalizador está
relacionada con la temperatura del lecho fijo catalítico, así como
con ciertas propiedades del producto. Además, muchas reacciones
catalíticas conducen a productos que están sujetos a efectos de
degradación o craqueo a temperaturas elevadas. Por lo tanto, en el
caso de esos campos de aplicación de reactores de lecho fijo
catalítico, debe tenerse cuidado de transportar eficazmente el
calor de reacción exotérmico fuera del lecho fijo.
Esto se consigue a menudo utilizando reactores de
lecho fijo constituidos por un recipiente con refrigeración externa
a través de la pared del reactor.
Se da un ejemplo de dicho reactor de
hidrogenación utilizado habitualmente en la Fig. 1.
El reactor de hidrogenación se designa
generalmente con el número de referencia 100, y está constituido por
un recipiente de reacción 102 que contiene un lecho fijo catalítico
104. El recipiente de reacción es habitualmente un tubo de acero con
una brida superior 106 y una brida inferior 108 que se describen
esquemáticamente en la Fig. 1. Estas bridas sirven para fijar las
tapas sellantes 110 y 112 a las bridas 106 y 108.
El recipiente 102 está dotado de un conducto de
suministro de producto 114 y un conducto de salida de producto 116,
que pueden estar cerrados mediante un medio de válvula adecuado (no
mostrado). El lecho fijo catalítico, concretamente los peletes
catalíticos, descansan sobre una rejilla 118 que está dispuesta
cerca del lado inferior del recipiente 102, concretamente adyacente
a la brida inferior 108.
Para enfriar el recipiente de reacción 102, está
rodeado por una camisa refrigerante 120 con un conducto de
suministro de aceite refrigerante 122 y un conducto de salida de
aceite refrigerante 124. Finalmente, se proporciona un medio
adecuado para compensar la expansión térmica de la camisa
refrigerante 120. Esto puede conseguirse mediante cualquier medio
adecuado conocido en la técnica, por ejemplo una sección
compensadora flexible 126.
La camisa refrigerante está instalada para
eliminar el calor de reacción exotérmico generado, por ejemplo, por
la reacción de hidrogenación de una resina hidrocarburo durante la
presente combinación de presión en el intervalo de hasta
aproximadamente 25 MPa (250 bar) y temperaturas de hasta
aproximadamente 275ºC.
Un parámetro de control importante para la
calidad y el rendimiento de la resina hidrocarburo hidrogenada es
mantener la actividad del catalizador de hidrogenación
suficientemente alta, y consiguientemente mantener las temperaturas
de hidrogenación por debajo de un cierto nivel para evitar el
craqueo de la resina y las consiguientes pérdidas de rendimiento.
Como se ha discutido anteriormente, la vida útil de un catalizador
está relacionada con la temperatura de las condiciones de reacción,
aumentando las temperaturas elevadas el envejecimiento del
catalizador.
Se encuentran dos problemas por un aumento del
envejecimiento del catalizador: en primer lugar, los costes de
producción aumentan debido a la vida reducida del catalizador. En
segundo lugar, cuando se reduce la actividad de un catalizador, la
temperatura de reacción debe aumentar para que aparezca la
conversión química deseada. Sin embargo, el aumento de temperatura
aumenta también las reacciones secundarias indeseadas, por ejemplo
el craqueo de la resina.
El documento
EP-A-0725087 describe un proceso de
hidrotratamiento de resinas hidrocarburo en presencia de hidrógeno y
un catalizador seleccionado de al menos uno del grupo constituido
por los metales de los Grupos IB, IIB, VIB y VIII, y los óxidos de
los mismos.
Es un objeto subyacente de la invención
proporcionar un reactor de lecho fijo catalítico para reacciones
exotérmicas, en el que el reactor de lecho fijo catalítico tiene un
volumen de catalizador aumentado, permitiendo así que las reacciones
tengan un tiempo de residencia mayor en el reactor a una
temperatura menor para obtener la conversión deseada.
Se ha encontrado que la distancia entre dos
superficies refrigerantes en particular determina la temperatura
máxima de un lecho fijo catalítico en funcionamiento. La provisión
de una camisa refrigerante que rodea al menos parte del recipiente y
de un elemento refrigerante, que está dispuesto dentro del
recipiente y se extiende sustancialmente en la dirección
longitudinal del recipiente, sirve para controlar eficazmente la
temperatura ``núcleo'' reduciendo esta distancia. Este reactor de
lecho fijo mejorado puede utilizarse de muchas maneras diferentes.
Por ejemplo, las características de refrigeración más eficaces
pueden utilizarse para elegir una combinación optimizada de área
transversal del lecho fijo catalítico y velocidad superficial de un
producto en el lecho fijo, o pueden utilizarse para aumentar la vida
útil del catalizador.
Por tanto, la presente invención se refiere al
uso de un reactor de lecho fijo que comprende:
- -
- un recipiente de reacción cerrado hueco con una entrada de producto y una salida de producto, en el que
- -
- al menos parte del recipiente está rodeado por una camisa refrigerante con una entrada para un medio refrigerante y una salida para el medio refrigerante; en la que el elemento refrigerante está dispuesto dentro del recipiente y se extiende sustancialmente en la dirección longitudinal del recipiente,
para hidrotratar resinas
hidrocarburo.
Se indican realizaciones adicionales de la
invención en el conjunto de reivindicaciones adjuntas.
Según una realización preferida, el recipiente de
reacción tiene una porción cilíndrica, y la camisa refrigerante que
rodea el recipiente tiene una forma de sección transversal anular.
La forma cilíndrica del recipiente de reacción es la forma óptima
con respecto a sus características de refrigeración, porque la
distancia entre los elementos de refrigeración dentro del recipiente
y las paredes externas del recipiente de reacción es constante,
limitando o reduciendo consiguientemente las desviaciones de
temperatura dentro del lecho fijo catalítico.
Según una realización preferida adicional de la
invención, el elemento refrigerante está constituido por dos tubos
dispuestos sustancialmente concéntricos, un tubo interno y un tubo
externo que definen un canal de flujo interno dentro del tubo
interno y un canal de flujo externo dentro del espacio de sección
transversal anular entre el tubo interno y el tubo externo; y el
tubo interno está en conexión fluida hermética por un extremo con la
salida de medio refrigerante y en comunicación fluida por el otro
extremo con el canal de flujo externo. El diseño del elemento
refrigerante en forma de dos tubos dispuestos concéntricamente tiene
la ventaja de que este elemento refrigerante es fácil de fabricar y,
además, genera efectos muy pequeños de mala distribución en el lecho
fijo. Sin embargo, pueden utilizarse también otras formas de los
elementos refrigerantes, incluyendo aletas refrigerantes, que
aumentan la eliminación de calor pero reducen los efectos de una
mala distribución, concretamente el aumento de flujo de los
componentes residuales a lo largo de las paredes de las aletas
refrigerantes. La dirección de flujo del medio refrigerante dentro
del elemento refrigerante, con el tubo interno sirviendo como
tubería de vuelta al núcleo, impulsa el medio refrigerante reciente
relativamente frío al exterior del elemento refrigerante para
maximizar la transferencia de calor.
Según una realización ventajosa adicional de la
invención, se proporciona una rejilla dentro del recipiente de
reacción, y la rejilla está dispuesta adyacente a la pared del fondo
del recipiente de reacción. La rejilla se elige para llevar las
partículas de catalizador a rellenar dentro del recipiente de
reacción del reactor de lecho fijo, y está montada sobre un eje en
el recipiente. El montaje sobre un eje de la rejilla ayuda a
simplificar la extracción del catalizador agotado, porque cuando el
catalizador agotado se descarga del recipiente de reacción en un
tambor para eliminación como desecho peligroso, la rejilla bascula
alejándose de la tobera de descarga del recipiente de reacción sin
bloquear el puerto de salida ni caer en el tambor de desecho. Esto
acelera el cambio de lecho fijo catalítico y minimiza la exposición
del operador al catalizador agotado.
Según una realización preferida adicional de la
invención, la rejilla está colocada sustancialmente al nivel del
extremo inferior de la camisa refrigerante. En la práctica, los
reactores de lecho fijo catalítico de funcionamiento continuo a
menudo muestran un perfil de temperaturas en la dirección
longitudinal. Las temperaturas en el reactor están correlacionadas
con la distancia desde una superficie refrigerante, apareciendo las
mayores temperaturas a la mayor distancia desde cualquier superficie
refrigerante. También resulta ventajoso disponer la rejilla de
soporte de las partículas de catalizador al nivel del extremo
inferior de la camisa refrigerante, para mantener la generación de
calor dentro del área con eliminación del calor a través de la
pared, y para hacer un uso óptimo de la camisa refrigerante que
rodea el recipiente. La rejilla tiene un espaciado que es
suficientemente pequeño para retener las partículas de
catalizador.
Según una realización preferida adicional de la
invención, el elemento refrigerante está fijado por la parte
superior del mismo y está suspendido libremente en el recipiente.
Esto evita que actúen fuerzas de tensión sobre este tubo.
El elemento refrigerante, que está suspendido
libremente en el recipiente, puede estar soportado por separadores.
Aunque esta medida no es necesaria la mayoría de las veces, puede
ser de ayuda para evitar que el tubo interno se desplace a un lado y
sea sometido a fuerzas de tensión cuando se rellenan con partículas
de catalizador los recipientes de reacción.
Como se utiliza en la presente memoria,
``hidrotratamiento'' significa poner en contacto una resina
hidrocarburo coloreada con hidrógeno en presencia de un catalizador
para reducir su color sin cambiar las demás características físicas
deseables, tales como el punto de reblandecimiento, el punto de
niebla, el peso molecular y la estabilidad térmica. La reacción es
una reacción de hidrogenación selectiva, puesto que los cuerpos
coloreados presentes en la resina se hidrogenan, mientras que el
contenido de dobles enlace carbono-carbono en la
resina permanece sustancialmente sin cambios. Los dobles enlaces
carbono-carbono incluyen tanto dobles enlaces
etilénicos como aromáticos.
Puede utilizarse una amplia variedad de resinas
hidrocarburo junto con el reactor de lecho fijo de la presente
invención, tales como resinas hidrocarburo C-5,
resinas hidrocarburo C-9, resinas hidrocarburo
mixtas C-5/C-9, resinas
hidrocarburo C-5 modificadas con compuestos
vinilaromáticos, resinas de diciclopentadieno, resinas de
diciclopentadieno modificadas con compuestos aromáticos, resinas de
terpeno, resinas terpeno-fenólicas, resinas mixtas
C-9/C-4, y resinas de
cumerona-indeno. El término ``resina'', como se
utiliza en la presente memoria, indica un polímero sintético de bajo
peso molecular preparado polimerizando monómeros insaturados
térmicamente o bien en presencia de un catalizador ácido, por
ejemplo un catalizador de Friedel-Crafts. Estos
polímeros tienen habitualmente un peso molecular medio ponderado
(M_{w}) de aproximadamente 250-100.000,
preferiblemente de aproximadamente 400-6.000, y lo
más preferiblemente de aproximadamente 400-2.000.
Las notaciones ``C-5'' y ``C-9''
indican que los monómeros a partir de los que se preparan las
resinas son predominantemente hidrocarburos de 4-6 y
8-10 átomos de carbono, respectivamente. Todas las
resinas citadas anteriormente tienen típicamente un color amarillo o
ambarino antes del tratamiento.
Los catalizadores a utilizar en el reactor de
lecho fijo son catalizadores de hidrogenación que son
suficientemente selectivos en su acción para hidrogenar sólo los
cuerpos coloreados. Los cuerpos coloreados son compuestos orgánicos
poliinsaturados altamente conjugados que pueden contener también
átomos polares, tales como oxígeno, azufre y nitrógeno, por ejemplo,
indoles y quinonas. Los dobles enlaces
carbono-carbono en la resina no se hidrogenan
sustancialmente. Por lo tanto, las propiedades de la resina que se
miden habitualmente, por ejemplo, punto de reblandecimiento, punto
de niebla, peso molecular y estabilidad térmica, están también
esencialmente no afectados. Además, los precursores de los cuerpos
coloreados no se hidrogenan sustancialmente. Los precursores de los
cuerpos coloreados se definen como materiales incoloros que se
vuelven coloreados después del envejecimiento.
Se seleccionan catalizadores con la selectividad
requerida de los metales de los Grupos IB, IIB, VIB y VIII, y de los
óxidos de los mismos. Estos metales o sus óxidos pueden utilizarse
solos o en combinación. Los metales u óxidos metálicos pueden
utilizarse directamente o pueden llevarse en un soporte adecuado,
tal como sílice, alúmina, o carbón. Se prefieren níquel, níquel/cinc
y paladio. El más preferido es níquel/óxido de cinc en un soporte de
sílice.
La presión de hidrógeno utilizada para la
reacción de hidrotratamiento se encuentra preferiblemente en el
intervalo entre 0,1 y aproximadamente 2 MPa (1 a aproximadamente 20
bar), más preferiblemente entre 0,1 y aproximadamente 1,5 MPa (1 a
aproximadamente 15 bar), y lo más preferiblemente entre 0,1 y
aproximadamente 1 MPa (1 a 10 bar). La temperatura se encuentra
preferiblemente en el intervalo entre aproximadamente 100 y 300ºC,
más preferiblemente entre aproximadamente 150 y 300ºC, y lo más
preferiblemente entre aproximadamente 200 y 300ºC. La cantidad de
catalizador utilizado se encuentra preferiblemente en el intervalo
entre aproximadamente 0,01 y 50%, basado en el peso de la resina,
más preferiblemente entre aproximadamente 0,5 y 40%, y lo más
preferiblemente entre aproximadamente 1 y 35%.
Cuando las resinas se preparan mediante
polimerización de monómeros en un disolvente, el hidrotratamiento
puede llevarse a cabo en el disolvente de polimerización original
después de neutralizar las resinas y eliminar los residuos del
catalizador de polimerización. El hidrotratamiento puede llevarse a
cabo también en una solución de disolvente aromático o alifático de
resina redisuelta, o las resinas pueden tratarse en estado fundido
(puro).
Utilizando el reactor de lecho fijo, la reacción
de hidrotratamiento puede llevarse a cabo en condiciones muy suaves
de temperatura constante, causando así sólo pocas reacciones
secundarias y una decoloración con un alto rendimiento.
Los rasgos anteriormente citados de la presente
invención resultarán más fácilmente evidentes y podrán entenderse
mediante referencia a la siguiente descripción de una realización
ilustrada del reactor de lecho fijo catalítico, tomada junto con los
dibujos adjuntos, en los que
- la Fig. 1
- ilustra un diseño de reactor en la técnica anterior; y
- la Fig. 2
- ilustra una realización del diseño del reactor de la invención con un elemento refrigerante dispuesto dentro del recipiente.
La Fig. 2 describe un reactor de lecho fijo a
utilizar en la práctica de la presente invención que es un
recipiente de reacción 12 hueco generalmente tubular con una porción
cilíndrica 12a y porciones frustocónicas 12b en el lado superior y
el lado inferior del recipiente 12. El lado superior y el lado
inferior del recipiente 12 pueden estar cerrados herméticamente por
las tapas de cobertura 14 y 16, que están fijadas a las bridas 18 y
20 conectadas integralmente a las porciones frustocónicas 12b del
recipiente de reacción 12. Las bridas 18 están preferiblemente
soldadas a las porciones frustocónicas del recipiente de reacción.
Aunque están contemplados también otros materiales, el uso de metal,
especialmente acero, para la fabricación del recipiente de reacción
es preferido debido a las características de alta conducción térmica
del acero. Además, muchas reacciones químicas se llevan a cabo a
presiones elevadas, tales como la reacción de hidrogenación de una
resina hidrocarburo a una presión en el intervalo de hasta
aproximadamente 25 MPa (250 bar), preferiblemente a presiones en el
intervalo de hasta aproximadamente 15 MPa (150 bar) a
aproximadamente 25 MPa (250 bar), y un recipiente de reacción
fabricado con metal proporciona por tanto una alta estabilidad al
reactor.
El recipiente de reacción 12 está dotado en su
interior de un conducto de entrada 20 y un conducto de salida 22
para las sustancias químicas a procesar. El conducto de entrada 20 y
el conducto de salida 22 pueden dotarse de medios de válvula
adecuados (no mostrados). Un parte de la pared exterior del
recipiente de reacción 12 está rodeada por una camisa refrigerante
24 que está dotada de un conducto de entrada 26 y un conducto de
salida 28 para el medio refrigerante, preferiblemente aceite
refrigerante. En el presente caso, la camisa refrigerante rodea
también parte de la sección frustocónica 12b del recipiente cerca
del extremo inferior del reactor de lecho fijo.
Para evitar las fuerzas inducidas por la
expansión térmica sobre la camisa térmica, se proporciona un medio
compensador utilizado habitualmente, por ejemplo en forma de una
sección flexible 30, que compensa la expansión de la camisa térmica
24.
Un lecho fijo de partículas de catalizador 32
dentro del recipiente 12 reposa sobre una rejilla 34 que está
dispuesta al nivel dentro de esa porción del reactor que está
rodeado por la camisa refrigerante 24.
Como puede observarse en la Fig. 2, se dispone un
elemento refrigerante adicional 36 en el interior del recipiente 24.
En estado de funcionamiento, el elemento refrigerante adicional 36
va en la dirección longitudinal del recipiente 12, y está rodeado
por el lecho fijo catalítico 32. Para evitar que las fuerzas de
expansión térmica actúen sobre el elemento refrigerante adicional
36, este elemento está unido sólo a la parte superior del reactor.
Esta unión puede llevarse a cabo de cualquier manera adecuada
contemplada por los expertos en la técnica.
El elemento refrigerante adicional 36 está
constituido por dos tubos dispuestos concéntricamente; un tubo
interno y un tubo externo. El tubo interno está conectado a una
salida 38 para el medio refrigerante, de modo que el medio
refrigerante dentro del elemento refrigerante adicional 36 deja el
elemento refrigerante adicional a través del tubo interno. Entre el
tubo interno y el tubo externo se forma un canal de flujo con una
sección transversal anular que está en comunicación fluida con el
conducto de entrada 26 para el medio refrigerante. En la parte
inferior del elemento refrigerante 36, el canal de flujo externo
entre el tubo interno y el tubo externo y el canal de flujo dentro
del tubo interno están en comunicación fluida. El medio refrigerante
reciente, relativamente frío, se impulsa por tanto hacia el exterior
del tubo y fluye en dirección descendente antes de volver a través
del tubo interno a la salida del reactor.
El elemento refrigerante adicional puede
conectarse a un circuito refrigerante individual. Sin embargo,
resulta ventajoso conectar la salida 38 del elemento refrigerante
adicional 36 a la entrada 40 de la camisa refrigerante 24.
Consiguientemente, el sistema refrigerante tanto para la camisa
refrigerante como para el elemento refrigerante adicional puede
utilizar una sola bomba para el medio refrigerante.
La provisión de un elemento refrigerante
adicional reduce la distancia entre los elementos refrigerantes
adyacentes y, en consecuencia, reduce el aumento de temperatura
máxima en el lecho fijo catalítico. Además, el área superficial de
sección transversal del lecho fijo catalítico puede aumentarse, y el
flujo de los componentes químicos a procesar puede aumentarse en
comparación con el diseño de reactor convencional.
El tubo interno cuelga libremente en el reactor y
puede estar soportado por separadores (no mostrados) y por el
catalizador. El lecho fijo catalítico sirve por tanto para
estabilizar la posición del elemento refrigerante adicional
suspendido libremente.
El catalizador está soportado en la parte
inferior del reactor por un asiento de soporte de acero en forma de
una rejilla 34, que está dispuesta al mismo nivel que la parte
inferior de la camisa refrigerante. Ésta sirve para eliminar el
calor de reacción dentro de esta área a través de la camisa
refrigerante. Además, la rejilla de soporte está montada sobre un
eje en el recipiente de reacción. Cuando el catalizador agotado se
descarga en un tambor para eliminación como desecho peligroso, este
asiento de soporte bascula alejándose de la tobera de descarga sin
bloquear el puerto de salida ni caer en el tambor de desecho. La
rejilla de soporte montada sobre un eje puede operarse
preferiblemente desde el exterior para minimizar la exposición del
operador al catalizador agotado cuando se cambian estas partículas
de catalizador, la actividad de las cuales ha caído debido a los
efectos del envejecimiento.
Según una realización preferida de la invención,
el reactor de lecho fijo se utilizó para hidrotratar resinas
hidrocarburo según la invención de la siguiente manera. Se rellenó
con un pelete de catalizador de hidrogenación Ni/ZnO en un
catalizador SiO_{2} el reactor de lecho fijo según la invención,
se activó a 250ºC en atmósfera de hidrógeno y se eliminó el agua
desprendida mediante purga con nitrógeno. La resina hidrocarburo se
disolvió en un disolvente alifático. La alimentación de resina
contenía estireno, alfa-metilestireno,
viniltolueno, indeno e indenos sustituidos con alquilo como
componentes reactivos, y se polimerizó utilizando un catalizador
BF_{3}. La solución de resina hidrocarburo se pasó después a
través del reactor de lecho fijo conjuntamente con hidrógeno. El
hidrotratamiento se llevó a cabo a una presión de hidrógeno de 10
MPa (10 bar) a 265ºC. La resina hidrotratada tenía un color Gardner
(G) notablemente reducido, mientras que el punto de reblandecimiento
de gota y el punto de niebla permanecieron sustancialmente sin
cambios en comparación con la resina hidrocarburo no tratada.
Pueden realizarse diversas modificaciones y
variaciones de la presente invención sin apartarse del alcance de
las reivindicaciones adjuntas.
Claims (12)
1. Un uso de un reactor de lecho fijo que
comprende:
- -
- un recipiente de reacción cerrado hueco con una entrada de producto y una salida de producto, en el que
- -
- al menos parte del recipiente está rodeado por una camisa refrigerante con una entrada para un medio refrigerante y una salida para el medio refrigerante; en el que el elemento refrigerante está dispuesto dentro del recipiente y se extiende sustancialmente en la dirección longitudinal del recipiente,
para hidrotratar resinas
hidrocarburo.
2. El uso según la reivindicación 1, en el
que
- -
- el recipiente de reacción tiene una porción cilíndrica y la camisa refrigerante que rodea el recipiente tiene una forma anular.
3. El uso según la reivindicación 1 ó 2, en el
que
- -
- el elemento refrigerante está constituido por dos tubos concéntricos, un tubo interno y un tubo externo, que definen un canal de flujo interno dentro del tubo interno y un canal de flujo externo más allá del espacio anular entre el tubo interno y el tubo externo; y
- -
- el canal de flujo interno está en conexión fluida hermética por un extremo del tubo interno con una salida para el medio refrigerante, y por el otro extremo del tubo interno está en comunicación fluida con el canal de flujo externo.
4. El uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que
- -
- se proporciona una rejilla dentro del recipiente adyacente a la pared inferior del recipiente, siendo elegida la rejilla para llevar las partículas de catalizador a rellenar al recipiente del reactor de lecho fijo; y
- -
- la rejilla está montada sobre un eje en el recipiente.
5. El uso según la reivindicación 4, en el
que
- -
- la rejilla está dispuesta adyacente al extremo inferior de la camisa refrigerante.
6. El uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que
- -
- el elemento refrigerante está fijado por el lado superior del mismo y está suspendido libremente en el recipiente.
7. El uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que las resinas hidrocarburo se
hidrotratan en presencia de hidrógeno y un catalizador seleccionado
de al menos uno del grupo constituido por los metales de los Grupos
IB, IIB, VIB y VIII, y los óxidos de los mismos.
8. El uso según la reivindicación 7, en el que la
resina hidrocarburo es una resina hidrocarburo alifática o
aromática.
9. El uso según la reivindicación 8, en el que la
resina hidrocarburo se selecciona del grupo constituido por resinas
hidrocarburo C-5, resinas hidrocarburo
C-9, resinas hidrocarburo mixtas
C-5/C-9, resinas hidrocarburo
C-5 modificadas con compuestos vinilaromáticos,
resinas de diciclopentadieno, resinas de diciclopentadieno
modificadas con compuestos aromáticos, resinas de terpeno, resinas
terpeno-fenólicas, resinas mixtas
C-9/C-4, y resinas de
cumerona-indeno.
10. El uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador se selecciona
de al menos uno del grupo constituido por níquel/cinc, níquel,
paladio y óxidos de los mismos.
11. El uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el catalizador se utiliza
directamente o se lleva en un soporte que comprende uno o más del
grupo constituido por sílice, alúmina y carbón.
12. El uso según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la presión de hidrógeno es
de 0,1 a 2,0 MPa (1 a 20 bar).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19980102275 EP0938924B1 (en) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Use of a fixed bed reactor for catalytic reactions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2198019T3 true ES2198019T3 (es) | 2004-01-16 |
Family
ID=8231388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES98102275T Expired - Lifetime ES2198019T3 (es) | 1998-02-10 | 1998-02-10 | Uso de un reactor de lecho fijo para reacciones cataliticas. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0938924B1 (es) |
CN (1) | CN1125671C (es) |
DE (1) | DE69814336T2 (es) |
ES (1) | ES2198019T3 (es) |
PT (1) | PT938924E (es) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2269202T3 (es) * | 1999-11-02 | 2007-04-01 | Engelhard Corporation | Hidrogenacion de resinas hidrocarbonadas. |
DE10104406A1 (de) * | 2000-08-09 | 2002-08-08 | Mg Technologies Ag | Verfahren zum katalytischen Erzeugen von organischen Stoffen durch partielle Oxidation |
US6395841B1 (en) * | 2000-09-06 | 2002-05-28 | The Dow Chemical Company | Process for hydrogenating unsaturated polymers |
JP3860973B2 (ja) * | 2001-02-06 | 2006-12-20 | 新日本石油精製株式会社 | 水素化処理プラントの冷却方法および冷却装置 |
HU227094B1 (hu) * | 2004-08-23 | 2010-06-28 | Thales Nanotechnologiai Rt | Patronreaktor áramlásos üzemû laboratóriumi hidrogénezõberendezéshez |
WO2006114241A1 (en) * | 2005-04-28 | 2006-11-02 | Haldor Topsøe A/S | Loading of catalyst particles in reaction tubes |
GB201401518D0 (en) * | 2014-01-29 | 2014-03-12 | Johnson Matthey Davy Technologies Ltd | Apparatus & process |
CN104190329B (zh) * | 2014-08-29 | 2016-05-25 | 武汉工程大学 | 一种双夹套式固定床反应器 |
CN106311092B (zh) * | 2016-11-02 | 2020-05-19 | 中国原子能科学研究院 | 一种制备u(iv)溶液的催化装置 |
CN116272715B (zh) * | 2022-12-16 | 2025-05-27 | 宁夏计量质量检验检测研究院 | 粉煤灰基多孔高通量管式反应装置、其制备方法及应用 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2203840A (en) * | 1939-07-12 | 1940-06-11 | Universal Oil Prod Co | Apparatus for retaining contact masses in tubular elements |
DE903690C (de) * | 1941-07-19 | 1954-02-08 | Wacker Chemie Gmbh | Waermeaustauscher zur Durchfuehrung katalytischer Umsetzungen und Verfahren zu dessen Betrieb |
GB728821A (en) * | 1951-03-14 | 1955-04-27 | Ca Nat Research Council | Oxidation catalyst and its preparation |
DE1720524A1 (de) * | 1967-12-20 | 1971-07-08 | Dynamit Nobel Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Polymerisation und Copolymerisation in Emulsion von Vinyliden-,Vinyl- und/oder Acrylverbindungen |
BE777129A (fr) * | 1971-12-22 | 1972-04-17 | Combinatul Chimic Fagaras | Procede et installation pour la preparation de la diphenylamine. |
GB8627897D0 (en) * | 1986-11-21 | 1986-12-31 | Shell Int Research | Reactor |
TW272214B (es) * | 1993-03-26 | 1996-03-11 | Hercules Inc | |
EP0725087B1 (en) * | 1995-02-03 | 1999-12-15 | Hercules Incorporated | Process for hydrotreating resins to lighten colour |
-
1998
- 1998-02-10 DE DE1998614336 patent/DE69814336T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-02-10 PT PT98102275T patent/PT938924E/pt unknown
- 1998-02-10 ES ES98102275T patent/ES2198019T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-10 EP EP19980102275 patent/EP0938924B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-24 CN CN 98100796 patent/CN1125671C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1125671C (zh) | 2003-10-29 |
PT938924E (pt) | 2003-08-29 |
DE69814336T2 (de) | 2004-01-15 |
CN1225850A (zh) | 1999-08-18 |
EP0938924A1 (en) | 1999-09-01 |
EP0938924B1 (en) | 2003-05-07 |
DE69814336D1 (de) | 2003-06-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2198019T3 (es) | Uso de un reactor de lecho fijo para reacciones cataliticas. | |
KR101694359B1 (ko) | 비촉매 또는 균질 촉매 반응용 관다발 반응기 | |
KR102081172B1 (ko) | 피셔-트롭쉬 공정에서 촉매 활성화 방법, 반응기 및 탄화수소를 얻는 방법 | |
JP3224497B2 (ja) | アクロレインへのプロペンの接触気相酸化方法 | |
TWI322882B (en) | Annular distributor having guide vane to improve flow rate distribution, reactor/heat exchanger including the annular distributor and method of producing unsaturated aldehyde or unsaturated acid from olefin by catalytic gas phase oxidation in the reactor | |
ES2362155T3 (es) | Reactor y procedimiento para la obtención de sulfuro de hidrógeno. | |
JPS58173388A (ja) | 接近して結合した輸送ライン熱交換器装置 | |
EA008849B1 (ru) | Проточные реакторы для химических превращений с использованием гетерогенных катализаторов | |
CA2428761A1 (en) | Carbon monoxide conversion process and reactor | |
KR20040087326A (ko) | 포스겐을 제조하기 위한 반응기 및 방법 | |
KR20100138884A (ko) | 메탄올의 제조를 위한 반응기 | |
EA008699B1 (ru) | Способ получения олефинов | |
JP2010511492A (ja) | 高圧分離器 | |
JPS59222157A (ja) | ガス流からエチレンオキサイドを連続的に除去する方法 | |
JP2731492B2 (ja) | 三フッ化ホウ素の回収方法 | |
KR960700329A (ko) | 기화기용 순환 슬래그 탭 시스템(Circular slag tap for a gasifier) | |
KR20160133544A (ko) | 열교환기, 그 열교환기를 포함한 반응로 설비, 및 반응로의 온도를 제어하기 위한 방법 | |
AU2003230236B2 (en) | Reaction apparatus with a heat-exchanger | |
US2385189A (en) | Catalytic reactor | |
US4889182A (en) | Heat exchanger | |
US6425998B1 (en) | Process for detecting impurities in liquid metal heat exchange fluid in high hydrogen permeation environment | |
EP0050505B1 (en) | Apparatus for contacting a gas and a liquid | |
CN102639207B (zh) | 流体分离系统和方法 | |
KR20200085725A (ko) | 반경류 반응기 내의 유동을 개선하기 위한 시스템 및 방법 | |
CN116351354A (zh) | 降流式光氯化连续反应设备和方法 |