ES2198397T3 - Metodo para la oxidacion catalitica en fase gaseosa para dar anhidrido del acido maleico. - Google Patents

Metodo para la oxidacion catalitica en fase gaseosa para dar anhidrido del acido maleico.

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ES2198397T3 ES01915130T ES01915130T ES2198397T3 ES 2198397 T3 ES2198397 T3 ES 2198397T3 ES 01915130 T ES01915130 T ES 01915130T ES 01915130 T ES01915130 T ES 01915130T ES 2198397 T3 ES2198397 T3 ES 2198397T3
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Abstract

Procedimiento para la preparación de anhídrido del ácido maleico mediante oxidación en fase gaseosa, catalizada de forma heterogénea, en un reactor con una alimentación (1) para la mezcla de reacción en un extremo del reactor y una evacuación (2) en el extremo opuesto del reactor, así como dispositivos (8) ordenados en el espacio interior del reactor para evacuar el calor de reacción, por los cuales fluye un agente de intercambio térmico, caracterizado porque los dispositivos (8) son placas de intercambio térmico.

Description

Método para la oxidación catalítica en fase gaseosa para dar anhídrido del ácido maleico.
La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de anhídrido del ácido maleico mediante oxidación en fase gaseosa catalizada de forma heterogénea.
El anhídrido del ácido maleico tiene una importancia técnica considerable. Así, se puede emplear tanto para la policondensación, como también para la polimerización, siendo resinas de poliéster y resinas alquídicas los productos derivados más importantes técnicamente. Además el anhídrido de ácido maleico es el material de partida para substancias químicas relevantes comercialmente, como por ejemplo anhídrido del ácido succínico, gamma-butiro lactona, 1,4-butanodiol y tetrahidrofurano.
En procedimientos industriales conocidos para la oxidación en fase gaseosa a anhídrido del ácido maleico, se reacciona una mezcla de reacción que contiene n-butano, oxígeno y otros componentes, como nitrógeno y vapor de agua, en una carga de catalizador constituida a partir de partículas individuales, a 320 hasta 480ºC, para dar una mezcla de reacción, la cual contiene, además del componente principal anhídrido del ácido maleico, vapor de agua, monóxido de carbono, dióxido de carbono, butano no reaccionado, gases inertes, por ejemplo nitrógeno, y otros componentes traza orgánicos. La entalpía de reacción liberada en lo anterior calienta la mezcla de reacción. Un calentamiento fuerte de la mezcla de reacción disminuye el rendimiento del producto de valor deseado anhídrido del ácido maleico mediante sobre-oxidación no selectiva, existiendo, con un calentamiento muy fuerte, el peligro de que la reacción se transforme a una reacción de combustión en fase gaseosa, con un aumento fuerte de la temperatura y de la presión.
Para poder limitar el aumento de temperatura, se evacua parcialmente la entalpía de reacción en los reactores empleados a través de las paredes del reactor que rodean el catalizador. Para este fin, este espacio de reacción es dividido en muchos espacios de reacción individuales, formados como tubos con un diámetro interior de 20 hasta 45 mm, dispuestos de forma paralela. A través de los tubos individuales rellenados con carga de catalizador, dispuestos de forma vertical, es conducida la mezcla de reacción, de arriba hacia abajo. En lo anterior, más del 60% de la entalpía de reacción es desprendida a un agente de intercambio térmico que fluye alrededor de los tubos. Como agente de intercambio térmico en general se emplean fundidos de sales inorgánicas, sin embargo pueden también emplearse agentes de intercambio térmico orgánicos, fundidos de metal o gases como helio. Para limitar el calentamiento del agente de intercambio térmico en el reactor a menos de 20ºC, son necesarias grandes cantidades de recirculación y de capacidades de bombeo. El reenfriamiento del fluido de intercambio térmico se lleva a cabo, en general, mediante la generación de vapor de agua en tubos a través de o alrededor de los que fluye el agente de intercambio térmico.
Para una alta selectividad de la reacción, es necesaria una limitación de los gradientes de temperatura axiales y radiales en el tubo de reacción a menos de 30ºC. En lo anterior, para el gradiente de temperatura axial no puede considerarse el tramo de precalentamiento interno en el tubo de reacción, en el cual la mezcla de reacción es calentada hasta la temperatura de reacción, y el cual también puede ser situado en un intercambiador térmico colocado aguas arriba, con respecto al reactor en sí. El gradiente de temperatura radial aceptable como máximo establece el diámetro máximo de tubo, mientras que la velocidad de gas mínima necesaria para una transferencia de calor convectiva suficiente en el tubo rellenado con carga de catalizador, junto con la velocidad de reacción específica, determina la longitud mínima del tubo. Para satisfacer estos requerimientos, en los procedimientos industriales, con una producción de aproximadamente 30.000 t/a de anhídrido maleico, los reactores contienen entre 12.000 y 40.000 tubos de reacción conectados de forma paralela. La longitud de tubo mínima y la velocidad del gas mínima conducen, a su vez, a una pérdida de presión de flujo a través del reactor de más de 0,4 bares. Para evitar un flujo irregular a través de los tubos de reacción, y correspondientes pérdidas de selectividad y el peligro de un cambio a una reacción de combustión homogénea en fase gaseosa mediante sobrecalentamiento local, la pérdida de presión en cada uno de los numerosos tubos de reacción es compensada habitualmente de forma costosa. Por lo tanto la carga de los reactores con el catalizador y su retirada son muy costosas en tiempo y dinero.
Tales reactores tienen así por una parte la desventaja de que son necesarios muchos tubos de reacción individuales, lo cual conduce a una forma de construcción muy costosa y a altos costes. Además, es desventajoso que sea necesaria una circulación intermedia con un agente de intercambio térmico, por lo que a su vez son necesarias altas capacidades de bombeo, y se producen costes adicionales debido a la refrigeración del agente de intercambio térmico. Además, se presenta una pérdida de exergía. Otra desventaja es que la alta pérdida de presión en los tubos de reacción individuales y la compensación para ello necesaria, conduce a un manejo muy costoso del catalizador.
La publicación DE-C-197 54 185 describe, por ejemplo, un reactor con un recipiente reactor en forma de cilindro, estando dispuestas, en el recipiente reactor, placas de intercambio térmico, formadas como placas térmicas con orientación vertical sobre el fondo perforado del reactor, una al lado de otra, con una distancia predeterminada entre sí. A través de las placas fluye un medio refrigerante, el cual es alimentado a las placas de intercambio térmico en la región del techo del recipiente, a través de dispositivos adecuados, y es evacuado de las placas de intercambio térmico en la región del fondo del recipiente, a través de dispositivos adecuados. Entre las placas de intercambio térmico es conducido, en contracorriente con respecto al medio refrigerante, un medio de reacción en forma gaseosa, con alimentación en la región del fondo del recipiente y evacuación en la región del techo del recipiente. La publicación no proporciona ninguna pista sobre si un reactor de este tipo puede ser empleado para la oxidación a anhídrido del ácido maleico en fase gaseosa catalizada de forma heterogénea.
La publicación DE-A-197 19375 describe un procedimiento para la preparación de óxido de etileno mediante oxidación en fase gaseosa catalítica de etileno con oxígeno en un reactor, estando dispuesto el catalizador en zonas de reacción, entre placas de intercambio térmico, y la mezcla de reacción en forma gaseosa fluye a través del mismo. En la oxidación en fase gaseosa catalítica a óxido de etileno, se desarrolla una cantidad relativamente reducida de calor por unidad de volumen del catalizador.
El objetivo de la presente invención era proporcionar un procedimiento para la preparación de anhídrido del ácido maleico, el cual presentara una rentabilidad superior, especialmente con respecto al coste del agente de intercambio térmico, también a conversiones muy altas, así como en instalaciones con alta capacidad.
Para la solución de este problema se propone llevar a cabo la oxidación a anhídrido del ácido maleico en fase gaseosa catalizada de forma heterogénea, en un espacio de reacción entre placas de intercambio térmico, y así con una carga de catalizador bidimensional, que se extiende sobre la sección transversal del reactor. De forma sorprendente, se encontró así un aumento inesperado de la selectividad de la formación de anhídrido del ácido maleico.
Así, la invención se refiere a un procedimiento para la preparación de anhídrido del ácido maleico mediante oxidación en fase gaseosa catalizada de forma heterogénea en un reactor, con la alimentación para la mezcla de reacción en un extremo del reactor y la evacuación de la mezcla de productos en el extremo opuesto del reactor, así como con dispositivos dispuestos en el espacio interior del reactor para la evacuación del calor de reacción, a través de los cuales fluye un agente de intercambio térmico, caracterizado porque los dispositivos son placas de intercambio térmico.
Formas de realización preferidas de la invención están definidas en la subsiguiente descripción, figuras y reivindicaciones dependientes.
Como compuestos de partida se pueden emplear, en principio, todos los eductos conocidos para la preparación de anhídrido de ácido maleico, especialmente n-butano, n-buteno o mezclas de los mismos, así como benceno o butadieno. Se prefiere especialmente la preparación a partir de n-butano. De forma conveniente, la oxidación en fase gaseosa catalítica se lleva a cabo con oxígeno molecular o un gas que lo contiene, por ejemplo aire, siendo especialmente preferido el aire. Además, la mezcla de reacción puede contener otros componentes, como por ejemplo nitrógeno, vapor de agua u otros gases diluyentes inertes, como por ejemplo dióxido de carbono, monóxido de carbono, iso-butano y/o metano.
De forma preferida, la oxidación en fase gaseosa se lleva a cabo a temperaturas en el intervalo de 320ºC hasta 480ºC, especialmente 380ºC hasta 450ºC, y, en caso dado, presión elevada, de forma preferida a una presión de 1 hasta 6 bares absolutos.
Pueden emplearse todos los catalizadores heterogéneos que son conocidos en el estado de la técnica como catalizadores heterogéneos. De forma preferida, como catalizadores heterogéneos se emplean catalizadores oxídicos de varios componentes, en base a los óxidos de vanadio y fósforo (los llamados catalizadores V-P-O), por ejemplo (VO)_{2}P_{2}O_{7}. A estos catalizadores se les puede añadir promotores, por ejemplo zinc, circonio, bismuto, antimonio, estaño, níquel, cobalto, hierro, cromo, manganeso y/o molibdeno. Con el empleo de benceno como compuesto de partida, pueden también emplearse catalizadores en base a óxidos de vanadio y de molibdeno. La forma del catalizador no está sometida a ninguna restricción especial. Puede emplearse cualquier forma geométrica sólida, que comprenda las partículas individuales y contenga poros. Las partículas de catalizador pueden ser, por ejemplo, de forma cilíndrica, cúbica, cónica, prismática, piramidal o trilobal. De forma preferida, el catalizador está constituido por partículas individuales con un diámetro hidráulico de 3 hasta 8 mm. El catalizador puede estar presente también en la forma de un catalizador soportado, tal y como está descrito, por ejemplo, en la publicación DE-OS-2 351 151, en la cual el material catalíticamente activo está aplicado sobre un soporte inerte. También existe la posibilidad de emplear simultáneamente catalizadores de diferente actividad y/o diferente forma, pudiendo añadirse también a la mezcla de reacción, para un mejor control de las propiedades del catalizador, cantidades reducidas de una compuesto orgánico de fósforo. Las propiedades del catalizador pueden también controlarse empleándose partículas de catalizador de diferente tamaño o materiales sólidos inertes adicionales como agentes diluyentes.
Mezclas de reacción adecuadas contienen de 0,5 hasta 10% en volumen del compuesto de partida arriba indicado, de 6 hasta 30% en volumen de oxígeno y, como resto, otros componentes, por ejemplo nitrógeno, vapor de agua y/u otros gases diluyentes que actúan de forma inerte, especialmente como los que han sido definidos arriba, respectivamente referidos al 100% en volumen de mezcla de reacción.
En la oxidación en fase gaseosa catalítica de compuestos de partida con 4 átomos de carbono, no se obtiene anhídrido del ácido maleico puro, sino una mezcla de productos, la cual contiene, además de anhídrido del ácido maleico, como productos secundarios, por ejemplo ácido acético, ácido acrílico, ácido crotónico, monóxido de carbono, dióxido de carbono, compuestos de partida no reaccionados, etc. Habitualmente, la mezcla de reacción contiene, respectivamente referido a la mezcla de reacción total, de 0,2 hasta 4% en volumen de anhídrido de ácido maleico, respectivamente de 0,01 hasta 0,09% en volumen de ácido acético y/o ácido acrílico y como resto nitrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, vapor de agua y/u otros gases diluyentes que actúan de forma inerte. En la oxidación de benceno, en cantidades reducidas se presentan como productos secundarios benzoquinona, formaldehído y ácido fórmico.
La forma del reactor en principio no está sometida a ninguna limitación. Pueden emplearse reactores cilíndricos habituales, sin embargo también reactores en forma de paralepípedo. Asimismo no existen limitaciones con respecto a la disposición de los reactores; los reactores pueden estar dispuestos, en principio, en cualquier posición, siendo en general preferida, para el caso especial de los reactores cilíndricos, una disposición vertical.
Según la invención, para el procedimiento de oxidación en fase gaseosa a anhídrido maleico se emplean reactores con dispositivos para la evacuación del calor de reacción, que están conformados como placas de intercambio térmico. De acuerdo con una forma de realización preferida de la invención, se evacua al menos el 60% de la entalpía de reacción liberada en el reactor, a través de las placas de intercambio térmico. Una parte de la entalpía de reacción puede también ser evacuada con el gas de reacción, o en el reactor se pone a disposición una parte de la superficie de intercambio térmico de forma convencional. En lo anterior, una parte de la superficie de intercambio térmico puede también estar rodeada del volumen de gas (refrigerador intermedio) o de material inerte (tramo de precalentamiento, refrigerador posterior).
Las placas de intercambio térmico son, de forma predominante, formaciones en forma de superficies, las cuales presentan un espacio interior provisto de conducciones de alimentación y de evacuación, con grosor reducido con respecto a la superficie. En general, son elaboradas a partir de chapas, a menudo a partir de chapas de acero. Según el caso de aplicación, especialmente según las propiedades del medio de reacción así como del agente de intercambio térmico, pueden emplearse, sin embargo, materiales especiales, especialmente resistentes a la corrosión. Los dispositivos de alimentación o evacuación, respectivamente, para el agente de intercambio térmico en general están dispuestos en extremos contrapuestos de las placas de intercambio térmico uno con respecto al otro. De forma preferida, las placas de intercambio térmico están constituidas a partir de al menos dos planchas metálicas, unidas en su contorno de forma hermética, apoyadas una contra la otra según una trama de 15 hasta 80 mm, mediante uniones en forma de punto, y expandidas mediante presión interna, por cuyo espacio interior así formado fluye el agente de intercambio térmico. Según una forma de realización especialmente preferida, las placas de intercambio térmico presentan un ancho de 0,5 hasta 2 m, una longitud máxima de 8 m y un grosor total de 5 hasta 100 mm. Según otra forma de realización preferida las placas de intercambio térmico están constituidas a partir de al menos cuatro planchas individuales de tal forma que se forman bolsas de aislamiento que rodean la bolsa central, a través de la cual fluye el agente de intercambio térmico, preferiblemente rellenada con gas.
Con respecto a la disposición de las placas de intercambio térmico en el reactor, no existe, en principio, ninguna limitación. Las placas de intercambio térmico pueden estar dispuestas, por ejemplo, en forma de espiral, de forma concéntrica o radial en el reactor. Pueden también ser enganchadas al tubo de camisado del reactor. De forma preferida, son dispuestas en paquetes paralelos al plano, curvadas para dar anillos o segmentos de anillos, y entonces son ordenadas de forma concéntrica, o son curvadas en forma de espiral, quedando, de forma preferida, un espacio intermedio entre las placas de al menos 4 y como mucho 60 mm. También existe la posibilidad de disponer paquetes de placas de forma inclinada, estando dispuesto al menos un paquete de planchas de forma que los canales de flujo formados por las placas presentan un ángulo de 0 hasta 20º con respecto al eje central del reactor. La superficie de las placas de intercambio térmico puede también ser provista con un retenedor de distancia hasta la capa de catalizador, lo cual se lleva a cabo, de forma preferida, mediante la aplicación de una malla de metal desplegada o de material inerte. Además, pueden accionarse paquetes de placas individuales con diferentes temperaturas de agente de intercambio térmico, variando la temperatura a lo largo del eje de reacción. Una compartimentación de temperatura tal, posibilita una adaptación a diferentes densidades de flujo calorífico. Además, la distancia entre placas de los paquetes de placas individuales puede aumentar en la dirección de la corriente, de forma correspondiente a la reducción de la densidad de rendimiento según aumenta el avance de la reacción, lo cual potencia y/o substituye la compartimentación de temperatura anteriormente nombrada.
De forma preferida, se pueden emplear también placas de intercambio térmico que están dispuestas en forma de cuña, esto es, cuyo espacio interior a través del cual fluye el agente de intercambio térmico disminuye, preferiblemente, de forma continua en la dirección de la corriente de la mezcla de reacción. Tales placas de intercambio térmico en forma de cuña pueden, por ejemplo, ser preparadas disponiendo dos planchas una sobre la otra y siendo soldadas con distancias cada vez mayores. Las placas son aprisionadas a continuación en un dispositivo de insuflado y son insufladas a una distancia predeterminada. Mediante placas de intercambio térmico dispuestas en forma de cuña la adaptación al perfil de temperatura de reacción puede ser optimizada. Según otra realización preferida, las placas de intercambio térmico pueden soldarse completamente o parcialmente de forma longitudinal. Para ello se disponen dos planchas una sobre la otra, se sueldan mediante soldadura por ruedecillas a lo largo de costuras longitudinales, y son insufladas mediante un dispositivo de insulfado adecuado.
De acuerdo con otra variante de realización, en el espacio interior del reactor, y rellenando esencialmente al mismo completamente, se han introducido chapas lisas, rectangulares, dispuestas de forma paralela unas con respecto a otras, estando doblados en cada chapa, respectivamente, dos lados opuestos, ortogonalmente en la misma dirección, y estando doblados en la chapa respectivamente subsiguiente los dos otros lados opuestos, en la misma dirección y con la misma distancia, ortogonalmente, fluyendo a través de los espacios respectivamente adyacentes la mezcla de reacción o el agente de intercambio térmico, respectivamente, en corriente transversal.
Según otra realización, las placas de intercambio térmico están dispuestas en dirección longitudinal del reactor, de forma paralela unas con respecto a las otras.
Según otra variante, los paquetes de placas están desplazados de tal forma, que la orientación del eje transversal de las placas entre al menos dos paquetes de placas subsiguientes se desvía entre 0 y 90º.
Con respecto al agente de intercambio térmico que se puede emplear en el procedimiento según la invención, básicamente no existe ninguna limitación. Pueden emplearse tanto agentes de intercambio térmico líquidos inorgánicos como orgánicos, los cuales, a la temperatura de reacción de la oxidación en fase gaseosa catalítica, permanecen en el estado de agregación líquido, o evaporan parcial o completamente. Por ejemplo, es especialmente adecuada una fusión de sal. Además, pueden también emplearse agentes de intercambio térmico en forma gaseosa, de forma preferida helio. Es especialmente preferido emplear un agente de intercambio térmico, el cual a la temperatura de reacción evapora total o al menos parcialmente a la temperatura de reacción de la oxidación en fase gaseosa catalítica. Para ello es especialmente preferida el agua. Mediante el aprovechamiento del enfriamiento por evaporación, se consigue así una evacuación del calor eficiente, alcanzándose para la evacuación de la misma cantidad de calor, con respecto al empleo de un agente de intercambio térmico que no cambia su estado de agregación, un ahorro esencial de la cantidad requerida. Según una forma de realización preferida, al agente de intercambio térmico se le añaden substancias de alto punto de ebullición, preferiblemente alcoholes polivalentes, con el fin de elevar el punto de ebullición, o se emplean éstas en forma pura.
El enfriamiento por evaporación puede tener lugar tanto con el flujo en el mismo sentido o en el sentido contrario. En el accionamiento con flujo en el mismo sentido, con flujo desde abajo, existe además la posibilidad de regular el estado del líquido en ebullición de tal forma, que en el final del reactor tiene lugar una evacuación de calor menor, y que por el nivel de temperatura ahí entonces mayor, aumenta el rendimiento total. En el enfriamiento por evaporación, en el lado del medio de refrigeración se ajusta, de forma correspondiente a la temperatura, una presión de vapor definida (con agua, valores en el intervalo de aproximadamente 20 hasta 160 bar), de forma que es necesario un diseño correspondientemente resistente a la presión del lado del medio de refrigeración del aparato.
Según otra forma de realización preferida de la invención, a través de las placas de intercambio térmico fluye una mezcla de vapor y de líquido del agente de intercambio térmico, en forma de burbujas, gotas y/o aerosol. En lo anterior, puede inyectarse, de forma dirigida, tanta cantidad de agente de intercambio térmico, que la transmisión térmica tenga lugar esencialmente a través de la fase gaseosa, y que así empeore de forma dirigida.
Según la invención, la mezcla de reacción es alimentada en un extremo del reactor al espacio interior del reactor entre las placas de intercambio térmico, y es evacuada en el extremo opuesto del reactor. La mezcla de reacción fluye así a través del reactor por el espacio intermedio entre las placas de intercambio térmico. Así, tiene lugar una mezcla transversal continua de la mezcla de reacción, con la consecuencia de una alta homogeneidad de la misma.
El agente de intercambio térmico y la mezcla de reacción pueden ser conducidos a través del reactor en corriente en el mismo sentido, en corriente en el sentido opuesto o en corriente cruzada. Es especialmente preferida la conducción en corriente en el mismo sentido, debido a que así se consigue una mejor adaptación al perfil de temperaturas de la reacción.
Según otra forma de realización preferida, pueden estar dispuestas una o varias zonas de reacción, con un circuito propio del agente de intercambio térmico en la dirección de la corriente de la mezcla de reacción.
El catalizador puede ser introducido en el espacio intermedio entre las placas de intercambio térmico, por ejemplo en la forma de una carga irregular. La introducción y el cambio de la carga de catalizador son así más fáciles y más uniformes, con respecto a la introducción en los tubos de reacción en los procedimientos conocidos. Se forman espacios de reacción continuos mayores, y el peligro de obstrucción de la carga de catalizador es menor. En la disposición del catalizador como una carga alrededor de las placas de intercambio térmico, es ventajoso que el gas de reacción, en el caso de desplazamientos locales, después del flujo a través del estrechamiento, puede de nuevo distribuirse en la sección transversal completa del catalizador entre dos placas de intercambio térmico, y la sección transversal de reacción completa puede contribuir al rendimiento. Otra ventaja de las placas de intercambio térmico es el vaciado fácil del catalizador, en comparación con el reactor de haces de tubos, en el caso de un cambio del catalizador.
Sin embargo, también es posible recubrir catalíticamente, adicionalmente o de forma alternativa a la carga de catalizador, las placas de intercambio térmico en los lados externos, por los que fluye la mezcla de reacción. En lo anterior, el catalizador es aplicado con un espesor de capa en el intervalo de entre 0,1 y 1,5 mm directamente sobre las placas. De forma preferida, las placas a recubrir son pretratadas mediante procedimientos mecánicos, por ejemplo limpieza por chorro de arena, perdigonado con bolas o procedimientos químicos, por ejemplo corrosión, recubrimiento previo. Debido a la forma esencialmente lisa de las placas de intercambio térmico, éstas pueden ser recubiertas más fácilmente, en comparación con los tubos de reacción.
Así, el procedimiento según la invención comprende las siguientes características y ventajas.
-
Construcción sencilla con placas de intercambio térmico intercambiables; en el empleo de planchas estandarizadas para las placas, pueden ahorrarse gastos adicionales;
-
la elevada resistencia a la presión posibilita una refrigeración efectiva, con la formación de vapor directo, no siendo necesario un circuito intermedio; de esta forma, menor caudal específico de agente de intercambio térmico, y así menor capacidad de bombeado y menor pérdida de exergía;
-
el catalizador está presente, en el sentido más amplio, como ``fase homogénea'' en el reactor (carga continua), lo cual posibilita una compensación transversal de la presión, temperatura y composición; esto conduce a la formación debilitada de ``canales de flujo calientes'', así a la inhibición de las temperaturas más altas en el reactor, de forma que no es necesaria ninguna compensación de los tubos de reacción individuales empleados en procedimientos conocidos;
-
el manejo del catalizador es claramente simplificado; un tramo previo o un lecho de protección (``guard-bed'') es posible mediante una carga sencilla del reactor más allá del paquete de placas superior.
La invención es descrita más detalladamente por medio de las figuras adjuntas, que representan formas de realización preferidas de la invención.
En las figuras las características iguales o correspondientes son provistas con los mismos números de referencia.
Fig. 1 representa una forma de realización especialmente preferida de un reactor especialmente adecuado para la realización del procedimiento, en sección longitudinal,
Fig. 1a una sección transversal a través del reactor de la fig. 1,
Fig. 1b una sección longitudinal a través de una placa de intercambio térmico del reactor de la figura 1,
Fig. 1c una disposición preferida de los puntos de soldadura de la placa de intercambio térmico de la fig. 1b,
Fig. 2 una sección longitudinal a través de un reactor especialmente adecuado para la realización del procedimiento, con conducción de la corriente en el mismo sentido de la mezcla de reacción y del agente de intercambio térmico,
Fig. 3 una sección longitudinal a través de otra forma de realización preferida de un reactor especialmente adecuado para la realización del procedimiento, con conducción de la corriente en sentido contrario de la mezcla de reacción y del agente de intercambio térmico,
Fig. 4 una sección longitudinal a través de un reactor en forma de paralepípedo, adecuado para la realización del procedimiento,
Fig. 4a un detalle aumentado del reactor representado en la fig. 4, para clarificar la construcción de las placas del reactor,
Fig. 4b una sección transversal a través del reactor representado en la fig. 4 y
Fig. 5 una sección longitudinal a través de un reactor adecuado para la realización del procedimiento, el cual como ejemplo presenta tres zonas de reacción.
El reactor representado en sección longitudinal en la fig. 1 tiene la forma de un cilindro, con la alimentación de la mezcla de reacción (1) en la región superior y evacuación de la mezcla de productos en la región inferior del reactor. La mezcla de reacción (1) es conducida a través de la carga de catalizador (5). En el espacio interior del reactor están dispuestas en dirección longitudinal del reactor placas de intercambio térmico (8), que presentan la forma en cuña. A través de las placas del reactor fluye un agente de intercambio térmico, el cual es introducido a través de una alimentación (3) y una conducción de distribución (6), y es evacuado a través de una conducción colectora (7) y una conducción de evacuación (4). La sección transversal en la fig. 1a clarifica la disposición esencialmente paralela de las placas de intercambio térmico (8).
Las fig. 1b y 1c clarifican la disposición en forma de cuña de las placas de intercambio térmico (8), así como su formación mediante planchas soldadas en puntos entre sí.
La fig. 2 muestra, como ejemplo, una sección longitudinal a través de un reactor con conducción de la corriente en el mismo sentido de la mezcla de reacción y del agente de intercambio térmico. La fig. 2 c clarifica que en las placas de intercambio térmico (8) el nivel de líquido del agente de intercambio térmico llega únicamente hasta una determinada altura, es decir, el agente de intercambio térmico por encima de esto evapora. La evacuación de calor tiene lugar así mediante enfriamiento por evaporación.
En la fig. 3 se representa, como ejemplo, una conducción a contracorriente de la mezcla de reacción y del agente de intercambio térmico.
La fig. 4 muestra una sección longitudinal a través de un reactor en forma de paralepípedo; la conformación de las placas de intercambio térmico (8) está clarificada en el detalle aumentado en la fig. 4a. La fig. 4b muestra una sección transversal a través de reactor en forma de paralepípedo representado en la fig. 4.
El reactor representado como una sección longitudinal presenta, como ejemplo, tres zonas de reacción con circuitos propios del agente de intercambio térmico.

Claims (9)

1. Procedimiento para la preparación de anhídrido del ácido maleico mediante oxidación en fase gaseosa, catalizada de forma heterogénea, en un reactor con una alimentación (1) para la mezcla de reacción en un extremo del reactor y una evacuación (2) en el extremo opuesto del reactor, así como dispositivos (8) ordenados en el espacio interior del reactor para evacuar el calor de reacción, por los cuales fluye un agente de intercambio térmico, caracterizado porque los dispositivos (8) son placas de intercambio térmico.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea un agente de intercambio térmico líquido, el cual cuando fluye a través de las placas de intercambio térmico (8) evapora al menos parcialmente.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las placas de intercambio térmico están formadas a partir de al menos dos planchas metálicas, unidas en su contorno de forma hermética, apoyadas una contra la otra según una trama de 15 hasta 80 mm, mediante uniones en forma de punto, y expandidas mediante presión interna, por cuyo espacio interior así formado fluye el agente de intercambio térmico.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque las placas de intercambio térmico están dispuestas en capas, en paquetes paralelos al plano, están curvadas para formar anillos o segmentos de anillos, y, en este caso, están ordenadas de forma concéntrica, o están curvadas en forma de espiral.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la distancia entre placas de los paquetes de placas individuales en la dirección de la corriente aumenta de forma correspondiente a la reducción de la densidad de rendimiento según aumenta el avance de la reacción.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se emplea un agente de intercambio térmico líquido inorgánico u orgánico o un agente de intercambio térmico en forma gaseosa.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las placas de intercambio térmico (8) están dispuestas de forma paralela unas con respecto a las otras.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las superficies de las placas de intercambio térmico dirigidas hacia la mezcla de reacción están recubiertas catalíticamente, totalmente o parcialmente.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mezcla de reacción contiene n-butano, oxígeno y, en caso dado, otros componentes.
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