ES2213709T3

ES2213709T3 - Procedimiento y dispositivo para llevar a cabo reacciones en un reactor con espacios de reaccion en forma de ranura.

Info

Publication number: ES2213709T3
Application number: ES01958045T
Authority: ES
Inventors: Rudiger Schutte; Torsten Balduf; Catrin Becker; Ina Hemme; Birgit Bertsch-Frank; Werner Wildner; Jurgen Rollmann; Georg Markowz
Original assignee: Uhde GmbH; Degussa GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG; Evonik Operations GmbH
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2004-09-01
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: IL154362A0; NZ524911A; DE60102391D1; CA2420622C; JP2004507346A; SK287336B6; EP1313554A1; PL360086A1; HUP0300858A3; SK2232003A3; MX232741B; ATE261770T1; EA200300225A1; US7332139B2; BR0113545B1; CA2420622A1; NO20030907D0; EG23059A; AU7979801A; PT1313554E

Abstract

Un procedimiento para llevar a cabo reacciones entre al menos dos reactivos fluidos (R1, R2) con el uso de un reactor en el que se han dispuesto elementos de pared (1), espacios de reacción (3) con forma de ranura, así como cavidades (5) para la conducción a su través de un portador de calor fluido, caracterizado por que a) los espacios de reacción (3) tienen forma de ranura y están formados entre superficies laterales (2) de, en cada caso, dos elementos de pared (1) substancialmente del mismo tamaño y substancialmente con forma de paralelepípedo recto, fabricados de placas sólidas, y por que los elementos de pared (1) se han dispuesto de forma intercambiable en un bloque (24) que está comprendido en un paralelepípedo recto virtual, b) los reactivos (R1, R2) se introducen en los espacios de reacción con forma de ranura (3) desde zonas de borde situadas en el mismo lado o cara del bloque (24), y son conducidos a través de los espacios de reacción (3) como una mezcla de reacción, en direcciones similares según flujos paralelos, y por que c) el portador de calor fluido es conducido a través de las cavidades tubulares (5) que se extienden en el interior de los elementos de pared (1), y en el cual la anchura de ranura (¿s¿) de los espacios de reacción (3) tiene unas dimensiones entre 0, 05 y 5 mm, de tal manera que, en el caso de mezclas de reacción explosivas, la anchura de ranura ¿s¿ de los espacios de reacción se escoge tan pequeña como sea necesario para evitar la propagación de las llamas.

Description

Procedimiento y dispositivo para llevar a cabo reacciones en un reactor con espacios de reacción en forma de ranura.

La invención se refiere a un procedimiento para llevar a cabo reacciones entre al menos dos reactantes fluidos utilizando un reactor en el cual se han dispuesto elementos de pared, espacios de reacción con forma de ranura, y cavidades destinadas a conducir un portador de calor fluido a su través.

Antecedentes de la invención

En virtud del documento DE 3342749 A1 se conoce un reactor del tipo de placas para la síntesis química a alta presión, en el cual las placas adoptan la forma de paralelepípedos rectos y planos que están rodeados por paredes de hoja metálica, cada uno de los cuales forma una cámara llena de un catalizador, y cuyas dos paredes mayores son impermeables al gas. El flujo de los gases de reacción a través del catalizador granular se produce, bien horizontalmente o bien verticalmente, a través de dos caras estrechas, abiertas o perforadas, del paralelepípedo recto, las cuales están situadas opuestamente entre sí. Con vistas al calentamiento o al enfriamiento (dependiendo de la reacción, ya sea exotérmica o endotérmica), se han dispuesto canales de refrigeración en las cámaras para la circulación de un portador de calor líquido. Estos canales de refrigeración pueden estar formados por estructuras de hoja metálica que adoptan la forma de piezas transversales o crucetas, hoja metálica corrugada o elementos similares, y que están unidas firmemente a las paredes lisas, por ejemplo, por soldadura. La totalidad de las cámaras está adaptada, en cuanto a su línea o perfil global, a la forma de un reactor cilíndrico, de tal manera que las cámaras tienen, en parte, tamaños variables y los gases de reacción circulan por perfusión sucesivamente a través de ellas, lo que se lleva a cabo, por ejemplo, también en grupos. El diseño estructural es enormemente elaborado, y la salida de producción, que ya es pequeña de por sí, puede incrementarse de forma óptima mediante el alargamiento axial y/o mediante una conexión en paralelo de varios reactores.

Por el documento EP 0691701 A1 se conoce un generador de apilamiento con forma modificable en el cual, con el fin de llevar a cabo reacciones endotérmicas, unas cámaras de forma modificable y provistas de un medio de recuperación del calor, conectado aguas abajo, se intercalan, en cada caso, entre dos cámaras de combustión. En este caso, las direcciones de flujo de los gases en las cámaras de forma modificable y en las cámaras de combustión son opuestas, y se han dispuesto paredes semipermeables por delante de las cámaras de recuperación del calor que, en cada caso, se han conectado aguas abajo. El medio de recuperación del calor consiste, de manera ejemplar, en esferas de óxido de aluminio. Con vistas a mejorar el intercambio de calor, se han dispuesto, entre las cámaras individuales, láminas horizontales conductoras del calor, las cuales están dotadas de aberturas para el paso de combustible en la región de calentamiento. Entre cada uno de tales grupos de tres, se ha dispuesto, a su vez, una cámara para la distribución de combustible. El dispositivo tiene una estructura extraordinariamente complicada y no se ha previsto ni es adecuado para procesos exotérmicos, ya que el dispositivo carece de canales de refrigeración, y ello iría en contra del sentido y propósito de la solución conocida. El diseño estructural, que no resulta adecuado para un funcionamiento a alta presión, sirve al propósito de acortar la longitud total gracias a la omisión de zonas especiales para el calentamiento.

Se conoce, en virtud del documento DE 4444364 C2, un reactor vertical de lecho fijo y que presenta una sección transversal de caja o cavidad rectangular, que está destinado a reacciones exotérmicas entre gases y en el cual el lecho fijo, consistente en catalizadores, está subdividido por medio de particiones verticales con el propósito de formar canales de flujo independientes y un intercambiador de calor del tipo de placa. Por debajo y por encima de los canales de flujo se han situado, en cada caso, espacios intermedios carentes de catalizador, en una disposición alterna. Los gases emergen por el extremo superior del lecho fijo desde algunos de los canales de flujo, y son conducidos de nuevo a través de canales de rebosamiento lateral situados por debajo del lecho fijo, desde donde son suministrados, a través de los otros canales de flujo respectivos, a una boquilla o tobera de salida del gas. El dispositivo no se ha previsto ni es adecuado para procesos endotérmicos, ya que el dispositivo carece de medios para efectuar un aporte de calor. Además, como consecuencia de la sección transversal rectangular de la caja o cavidad, el diseño estructural no resulta adecuado para el funcionamiento a alta presión.

Se conoce, en virtud del documento EP 0754492 A2, un reactor del tipo de placas destinado a reacciones de medios fluidos, que está construido con la forma de un mezclador estático con intercambio de calor. Para este propósito, se han apilado un gran número de placas unas sobre otras, de tal manera que la más inferior de ellas está cerrada en dirección hacia fuera y la más superior está provista simplemente de ánimas u orificios dispuestos según la dirección hacia fuera y destinados a la toma y la descarga de los medios que se han de hacer reaccionar o que ya han sido hechos reaccionar, así como de un medio portador del calor. Las respectivas segundas placas poseen, además, desde abajo y desde arriba, rebajes que están abiertos por uno de los lados para el redireccionamiento de los reactivos a través del apilamiento a la manera de meandros. En las placas situadas entre medias, se han dispuesto cámaras de mezcla con forma de X o con forma de hoja de trébol, así como cámaras de reacción que están unidas entre sí según la dirección del apilamiento. El canal o paso del intercambiador de calor es también guiado a través del apilamiento de placas en una configuración de meandros o laberíntica. Las placas están formadas de un material con una buena conductividad térmica, preferiblemente metales y aleaciones, presentan un espesor comprendido entre 0,25 y 25 mm y pueden fabricarse por micro-mecanizado, ataque químico superficial, estampación, procedimientos litográficos, etc. Se encuentran unidas firme y apretadamente entre sí por sus superficies exteriores a las aberturas, es decir, por su periferia, por ejemplo, por abrazamiento, pernos, remaches, soldadura, unión por adhesivo, etc., y forman, en consecuencia, un estratificado. Los complicados caminos de flujo dan lugar a elevadas resistencias al flujo del fluido, y no son susceptibles de ser llenados con catalizadores. Como consecuencia del mecanizado que se requiere, el procedimiento de fabricación resulta extremadamente elaborado, debido a que todas las superficies de contacto tienen que someterse a un rectificado fino.

En virtud del documento DE 19754185 C1, se conoce un reactor para la conversión catalítica de medios de reacción fluidos, en el cual un lecho fijo, que consiste en un material catalítico que está soportado sobre una placa de criba, se encuentra subdividido por medio de láminas térmicas verticales, cada una de las cuales consiste en dos láminas metálicas que se han deformado reiteradamente hasta conferirles la forma de un cojín y que se han soldado entre sí, de tal modo que incluyen un espacio destinado a conducir un medio de enfriamiento o de calentamiento a su través, por puntos que están distribuidos en una configuración de rejilla. Los medios de reacción y el medio portador de calor son conducidos en contracorriente a través de las columnas de lecho fijo, entre las láminas térmicas, por una parte, y a través de las cavidades existentes en las láminas térmicas, por otra parte. El recipiente o vasija del reactor se ha construido con la forma de un cilindro vertical, y las láminas térmicas se han adaptado en su forma al cilindro, es decir, que tienen tamaños variables. También en este caso, la salida producida puede incrementarse de la mejor manera posible mediante el alargamiento axial y/o mediante la unión en paralelo de varios reactores.

Se conoce, gracias al documento DE 198 16296 A1, del mismo Solicitante, la práctica de generar una solución acuosa de peróxido de hidrógeno a partir de agua, hidrógeno y oxígeno, en un reactor que puede contener tanto un empaquetamiento de lecho fijo consistente en catalizadores en partículas, como unos portadores monolíticos planos que están dotados de canales, adoptan la forma de intercambiadores de calor y están provistos de revestimientos de material catalizador. Como catalizadores, se especifican elementos de los grupos octavo y/o primero de la tabla periódica, tales como el Ru (rutenio), el Rh (rodio), el Pd (paladio), el Ir (iridio), el Pt (platino) y el Au (oro), de los que el Pd y el Pt son especialmente preferidos. Como materiales portadores, se especifican el carbono activado, los óxidos insolubles en agua, los óxidos mezclados, los sulfatos, fosfatos y silicatos de metales alcalinotérreos, de Al (aluminio), de Si (silicio), de Sn (estaño) y de metales pertenecientes a los grupos tercero a sexto. Se mencionan como preferidos los óxidos de silicio, de aluminio, de estaño, de titanio, de zirconio, de niobio y de tántalo, así como el sulfato de bario. Se mencionan, como materiales para los portadores monolíticos, paredes metálicas o cerámicas que desempeñan la función de intercambiadores de calor análogos a los intercambiadores de calor del tipo de placas. El reactor experimental especificado tenía un diámetro interior de 18 mm y una longitud de 400 mm. Las temperaturas se encontraban comprendidas en el intervalo entre 0 y 90ºC, preferiblemente entre 20 y 70ºC, y las presiones estaban comprendidas entre la presión atmosférica y aproximadamente 10 MPa, preferiblemente entre aproximadamente 0,5 y 5 MPa. También con respecto a este estado de la técnica, la salida de producción puede incrementarse de manera óptima por medio del alargamiento axial y/o por medio de la conexión en paralelo de varios reactores.

Un reactor conforme al documento DE 19544985 C1, así como al documento DE 19753720 A1, comprende unos intercambiadores de calor con forma de placas en los cuales el portador de calor fluido es conducido a través de la ranura formada entre dos placas. No se hace alusión a la función de los espacios de reacción en forma de ranura a lo ancho.

Un dispositivo de acuerdo con el documento DE 19741645 A1 comprende un micro-reactor, o reactor en miniatura, que está provisto de canales o pasos de reacción y de enfriamiento y en el que la profundidad a de los canales de reacción es menor que 1.000 \mum y el espesor de pared más pequeño b entre los canales de reacción y los canales de enfriamiento es menor que 1.000 \mum. Este documento no proporciona indicación alguna de la forma de utilizar los espacios de reacción diferentes de dichos canales. En el documento DE 19748481 se divulga un micro-reactor que comprende un gran número de acanaladuras paralelas que hacen las veces de espacios de reacción. La fabricación de un reactor para la producción a gran escala es cara.

Se conocen, además, los denominados micro-reactores, en los cuales las dimensiones de los canales de flujo se encuentran comprendidas en la zona de unos pocos cientos de micras (como norma, son menores que 100 \mum). Esto da lugar a unos elevados valores o parámetros de transporte (parámetros de transferencia de calor y de transferencia de masa). Los canales delgados actúan como barreras contra el paso de las llamas, de tal forma que las explosiones no pueden propagarse. En el caso de los reactivos tóxicos, un pequeño volumen de almacenamiento (volumen de contención) conduce, además, a que los reactores sean intrínsecamente seguros. Sin embargo, no es posible el llenado de los canales con catalizadores por razón de sus pequeñas dimensiones. Una desventaja adicional fundamental es el laborioso procedimiento de producción. Con el fin de evitar la obstrucción de los canales delgados, es necesario disponer, por encima y por debajo de éstos, una protección adecuada del filtro, que actúe aguas arriba del reactor. Únicamente es posible obtener un volumen de producción elevado con el uso de conexiones en paralelo de muchos de tales reactores. Además, los reactores sólo pueden hacerse funcionar a presiones más elevadas cuando el medio de enfriamiento se encuentra al mismo nivel de presión.

Descripción general de la invención

El objeto que subyace en la invención consiste en establecer un procedimiento y un dispositivo mediante los cuales sea posible llevar a cabo, de forma opcional, procesos exotérmicos y endotérmicos por medio de los cuales reaccionen entre sí varios reactivos fluidos, ya sea en presencia o en ausencia de catalizadores, y en virtud de los cuales la zona de reacción del reactor se construya con un diseño modular, de tal manera que sea posible adaptar la salida de producción a los requisitos dados.

De acuerdo con la invención, el objeto, según se ha formulado, se logra, en el caso del proceso especificado al comienzo, en la medida en que

a) se han formado espacios de reacción con forma de ranura entre las superficies laterales de, en cada caso, dos elementos de pared substancialmente con forma de paralelepípedos rectos y substancialmente de igual tamaño, fabricados a partir de placas sólidas, y en virtud del hecho de que los elementos de pared están dispuestos de forma intercambiable en un bloque situado dentro de un paralelepípedo virtual recto,

b) los reactivos se introducen en los espacios de reacción con forma de ranura desde regiones de borde situadas en el mismo lado que el bloque, y son conducidos a través de los espacios de reacción como mezcla de reacción según direcciones similares, en flujos paralelos, y gracias al hecho de que

c) el portador de calor fluido es conducido a través de las cavidades que se extienden en el interior de los elementos de pared.

En las ilustraciones se muestran:

en la Figura 1: una representación en perspectiva despiezada de un grupo o conjunto consistente en dos elementos de pared;

en la Figura 2: una representación esquemática en perspectiva de una disposición en serie de un gran número de elementos de pared de acuerdo con la Figura 1;

en la Figura 3: un corte vertical tomado a través de una disposición en serie de acuerdo con la Figura 2, por encima de la parte inferior o fondo del reactor resistente a la presión,

en la Figura 4: un detalle de lo englobado en el círculo A, a una escala mayor, y con el añadido de verse en perspectiva;

en la Figura 5: una vista lateral parcialmente seccionada en vertical, tomada a través del objeto de la Figura 3, una vez girado un ángulo de 90º;

en la Figura 6: el objeto de la Figura 2, complementado esquemáticamente por un espacio de distribución y un espacio de recogida para el (los) residuo(s) de proceso y el producto;

en la Figura 7: un corte vertical tomado a través de una placa y un cuerpo de distribución que están provistos de canales de flujo para los reactivos y/o para el portador de calor;

en la Figura 8: un corte parcial vertical tomado a través de una primera realización proporcionada a modo de ejemplo, de un reactor provisto de una vasija de presión;

en la Figura 9: una vista en planta inferior de la tapa de la vasija de presión de acuerdo con la Figura 8;

en la Figura 10: un corte vertical parcial, tomado a través de una segunda realización proporcionada a modo de ejemplo, de un reactor provisto de una vasija de presión.

Gracias a la invención, se consigue plenamente el objeto, tal y como se ha formulado; en particular, es posible llevar a cabo, de forma opcional, procesos exotérmicos y endotérmicos mediante los cuales reaccionan unos con otros varios reactivos fluidos (gases y/o líquidos), en presencia o ausencia de catalizadores, y en virtud de los cuales la zona de reacción del reactor se construye con un diseño modular, de tal manera que es posible adaptar la salida de producción a las necesidades existentes. Al reducir la anchura de los espacios de reacción, por ejemplo, de 5 mm a 0,05 mm, la relación entre la superficie y el volumen de los espacios de reacción se incrementa. Como consecuencia de ello, los problemas que surgen de la transferencia de calor limitada en el seno de los gases se ven reducidos, de manera que pueden llevarse a cabo reacciones altamente exotérmicas o endotérmica de forma segura.

Sin embargo, se presentan aún ventajas adicionales:

\blacklozenge combinación de la tecnología de micro-reacción, o reacción a escala reducida, con las ventajas de una fabricación sencilla de acuerdo con las técnicas de trabajo clásicas,

\blacklozenge un fácil intercambio de los elementos de pared individuales (la expresión "substancialmente con el mismo anchura y substancialmente con la forma de paralelepípedos rectos" significa que son tolerables pequeñas desviaciones causadas por razones de contingencia),

\blacklozenge un espesor prácticamente arbitrario de los elementos de pared, sin que se vea perjudicada su función,

\blacklozenge un ensanchamiento del área superficial específica por medio de perfilado / corrugación o mateado,

\blacklozenge revestimiento total o parcial directo o inmediato de las superficies laterales con material catalizador variable, mediante impregnación, rociado, impresión o procedimientos similares con espesores variables,

\blacklozenge llenado de los espacios de reacción con partículas catalizadoras de tamaños variables,

\blacklozenge posibilidades de reacciones de gas /gas, reacciones de gas / líquido y reacciones de líquido / líquido,

\blacklozenge impresión de configuraciones de flujo y de canales de flujo, por ejemplo, para el drenaje y para permitir que los productos de reacción líquidos fluyan al exterior, por simple separación,

\blacklozenge posibilidad de alterar las anchuras de las ranuras,

\blacklozenge mezcla de los reactivos únicamente en los espacios de reacción, con un buen control de la reacción,

\blacklozenge evitación de flujos de retroceso hacia el exterior de los espacios de reacción,

\blacklozenge buena capacidad de control, por razón de los elevados coeficientes de transferencia térmica y las grandes superficies, esto es, la rápida respuesta a los cambios en la carga y/o en los valores de temperatura deseados, así como un perfil de temperaturas uniforme, gracias a lo cual se consiguen vidas útiles más prolongadas del catalizador, al evitarse los "puntos calientes",

\blacklozenge una seguridad intrínseca cuando se produce la reacción de mezclas de reacción que, de otro modo, serían explosivas.

\blacklozenge volumen muerto ("volumen de contención") pequeño,

\blacklozenge posibilidad de trabajar a presiones elevadas, con pérdidas de presión pequeñas en los espacios de reacción,

\blacklozenge capacidad de inmersión en disolventes líquidos y capacidad de funcionamiento con un sumidero o cubeta que puede ser controlado por lo que respecta a su temperatura (calentado / enfriado) desde el exterior y que permite una finalización suave de la reacción por "extinción o apagado" y/o por lavado,

\blacklozenge posibilidad de adición de inhibidores con el fin de evitar reacciones secundarias, capacidad de reducción del volumen de gas / líquido por medio de materiales de relleno y/o elementos de desplazamiento incluidos en la vasija de presión, al otro de la salida del producto, en el sumidero,

\blacklozenge reducción del número de conexiones y una capacidad de obturación más sencilla por lo que respecta a las fugas (de importancia en el caso de componentes tóxicos),

\blacklozenge bajas resistencias a la difusión, grandes resultados de espacio-tiempo, en particular, producción más elevada que en el caso de los micro-reactores conocidos, paso más sencillo a una escala mayor, de la escala de laboratorio a la escala de producción, mediante multiplicación ("factorización o escalado creciente"),

\blacklozenge un diseño estructural sencillo y compacto, así como una reducción de los costes de inversión y de los costes de funcionamiento (mantenimiento, consumo de energía),

\blacklozenge posibilidad de construcción de plantas o instalaciones pequeñas.

En relación con esto, resulta particularmente ventajoso, dentro del ámbito de configuraciones adicionales del procedimiento de acuerdo con la invención, si -ya sea individualmente o en combinación-:

\bullet se suministra al menos uno de los reactivos a través de los elementos de pared, y se introduce en el espacio de reacción en cuestión a través de al menos una de las superficies laterales de los elementos de pared,

\bullet se dispone un medio de distribución, desde el que se suministran los reactivos a los espacios de reacción, en al menos uno de los lados o caras del bloque,

\bullet a modo de medio de distribución, se hace uso de un cuerpo sólido provisto de grupos o conjuntos de canales, cuyas secciones transversales se escogen de tal manera que sean lo suficientemente pequeñas como para que no sea posible la propagación de las llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos que constituyan una mezcla explosiva,

\bullet como medio de distribución, se hace uso de un material de empaquetamiento con un cierto tamaño de grano y con intersticios o huecos que se escogen de tal manera que son tan pequeños que no es posible la propagación de llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos que forman una mezcla explosiva,

\bullet la anchura de ranura de los espacios de reacción se escoge, preferiblemente, entre 0,05 y 5 mm, y, de forma más preferida, entre 0,05 y 0,2 mm,

\bullet en el caso de mezclas de reactivos explosivas, la anchura de las ranuras se escoge de modo que sea tan pequeña que no es posible la propagación de las llamas,

\bullet los espacios de reacción se rellenan con un catalizador granular,

\bullet las superficies laterales de los elementos de pared situadas de cara a los espacios de reacción están recubiertas, al menos en ciertos lugares, con un material catalizador,

\bullet las superficies laterales de los elementos de pared situadas de cara a los espacios de reacción están dotadas de una estructura perfilada, o provista de un cierto perfil, con el propósito de aumentar el área superficial,

\bullet los elementos de pared se sumergen, al menos parcialmente, en un disolvente acuoso u orgánico, o en una mezcla disolvente,

\bullet como disolvente, se utiliza el agua, a la que se han añadido, opcionalmente, al menos unos inhibidores que evitan la descomposición y/o la degradación del producto de reacción, y/o si

\bullet se utiliza el proceso con el propósito de producir peróxido de hidrógeno a partir de agua (vapor), hidrógeno y aire, opcionalmente enriquecido con oxígeno, o bien oxígeno.

La invención se refiere asimismo a un dispositivo para llevar a cabo reacciones entre al menos dos reactivos fluidos utilizando un reactor en el que se han dispuesto elementos de pared, espacios de reacción con forma de ranura, así como cavidades destinadas a conducir un portador de calor fluido a su través.

Con el propósito de conseguir el mismo objeto, dicho dispositivo está caracterizado, de acuerdo con la invención, porque

a) los espacios de reacción con forma de ranura se han dispuesto entre las superficies laterales de, en cada caso, dos elementos de pared substancialmente con el mismo tamaño y substancialmente con forma de paralelepípedo recto, fabricados a partir de placas sólidas, y porque los elementos de pared están dispuestos de forma intercambiable en un bloque que está contenido en un paralelepípedo recto virtual,

b) el suministro de los reactivos al interior de los espacios de reacción con forma de ranura es susceptible de llevarse a cabo desde el mismo lado o cara del bloque, siendo la mezcla de reacción susceptible de ser guiada a través de los espacios de reacción en direcciones similares y en flujos paralelos, y porque

c) los elementos de pared tienen, cada uno de ellos, cavidades tubulares destinadas a conducir el portador de calor fluido a través del elemento de pared.

El procedimiento y el dispositivo son adecuados, de una forma ejemplar, para los siguientes procesos:

\blacklozenge hidrogenaciones y oxidaciones selectivas,

\blacklozenge producción de propenal mediante la oxidación catalítica de propeno con un gas que contiene O_{2} y que tiene una concentración de oxígeno elevada en comparación con el aire, acompañada de un incremento en la selectividad, por ejemplo, en presencia de un catalizador que contiene Mo (molibdeno), a una temperatura comprendida en el intervalo entre 350 y 500ºC, y a una presión comprendida en el intervalo entre 0,1 y 5 MPa,

\blacklozenge producción de ácido acrílico mediante la oxidación catalítica de propeno, por ejemplo, en presencia de un catalizador que contiene Mo (molibdeno) y de una sustancia promotora o inductora, a entre 250 y 350ºC, y a entre 0,1 y 0,5 MPa,

\blacklozenge producción de óxido de etileno o de óxido de propileno a partir, respectivamente, de etileno o propileno, y de peróxido de hidrógeno gaseoso, en presencia de un catalizador oxídico o de sílice, tal como el silicato de titanio, a una temperatura comprendida en el intervalo entre 60 y 200ºC, y a una presión comprendida en el intervalo entre 0,1 y 0,5 MPa.

\blacklozenge Síntesis directa de peróxido de hidrógeno a partir de H_{2} y O_{2} o de un gas con contenido de O_{2}, en presencia de un catalizador de metal noble y de agua, o vapor de agua -por ejemplo, de conformidad con el procedimiento descrito en el documento DE-A 19816296, y de acuerdo con los procedimientos descritos en documentos adicionales que se citan en el mismo. A este respecto, pueden emplearse como catalizadores elementos de los grupos octavo y/o primero de la tabla periódica, tales como el Ru (rutenio), el Rh (rodio), el Pd (paladio), el Ir (iridio), el Pt (platino) y el Au (oro), de los que el Pd y el Pt son particularmente preferidos. Los catalizadores pueden emplearse por sí mismos, por ejemplo, como catalizadores en suspensión, o en la forma de catalizadores soportados, a modo de empaquetamiento, en los espacios de reacción con forma de ranura, o bien pueden disponerse fijos a los elementos de pared, ya sea directamente, ya sea con la intermediación de materiales de soporte que forman capas. Como materiales de soporte, pueden utilizarse el carbono activado, los óxidos insolubles en agua, los óxidos mezclados, los sulfatos, fosfatos y silicatos de metales alcalinotérreos, de Al (aluminio), de Si (silicio), de Sn (estaño) y de metales pertenecientes a los grupos tercero a sexto. Se prefieren los óxidos de silicio, de aluminio, de estaño, de titanio, de zirconio, de niobio y de tántalo, así como el sulfato de bario. En el caso de la síntesis directa del peróxido de hidrógeno, las temperaturas de reacción están comprendidas, a modo de ejemplo, en el intervalo que va de 0 a 90ºC, preferiblemente de 20 a 70ºC, y las presiones se encuentran comprendidas entre la presión atmosférica y aproximadamente 10 MPa, preferiblemente entre aproximadamente 0,5 y 5 MPa.

A este respecto, resulta particularmente ventajoso, dentro del ámbito de las configuraciones adicionales del dispositivo de acuerdo con la invención, si -ya sea individualmente o en combinación-:

\bullet en los elementos de pared se dispone, en cada caso, al menos un canal o paso de alimentación que conduce al espacio de reacción en cuestión, a través de al menos una de las superficies laterales de los elementos de pared,

\bullet en al menos una de las caras del bloque se dispone un medio de distribución a través del cual es posible suministrar los reactivos a los espacios de reacción,

\bullet el medio de distribución es un cuerpo sólido provisto de grupos o conjuntos de canales, cuyas secciones transversales se escogen de tal manera que sean lo suficientemente pequeñas como para que no sea posible la propagación de las llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos que constituyan una mezcla explosiva,

\bullet el medio de distribución es un material de empaquetamiento con un cierto tamaño de grano y con intersticios o huecos que se escogen de tal manera que son tan pequeños que no es posible la propagación de llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos que forman una mezcla explosiva,

\bullet la anchura de ranura de los espacios de reacción tiene, preferiblemente, un tamaño de entre 0,05 y 5 mm, y, de forma más preferida, de entre 0,05 y 0,2 mm,

\bullet los espacios de reacción se rellenan con un catalizador granular,

\bullet los elementos de pared se disponen, de forma parcial o completa, dentro de una vasija,

\bullet los espacios de reacción situados en los lados estrechos de los elementos de pared que se extienden paralelamente a la dirección del flujo de los reactivos se cierran por medio de placas en las que se han practicado aberturas para el suministro y el drenaje de un portador de calor al interior de los elementos de pared y hacia fuera de los elementos de pared,

\bullet en las placas se han dispuesto aberturas adicionales para el suministro de al menos uno de los reactivos al interior de los elementos de pared, y cada uno de los elementos de pared está provisto de al menos un canal o paso de alimentación que conduce, en cada caso, a través de aberturas de descarga, a uno de los espacios de reacción,

\bullet los elementos de pared están, cada uno de ellos, provistos de un grupo de cavidades tubulares que se extienden paralelamente a las superficies laterales de los elementos de pared y están cerradas, por sus extremos, por placas que se han montado sobre los lados estrechos de los elementos de pared y en las que se han dispuesto aberturas para el portador de calor que están alineadas con las cavidades,

\bullet las placas se han dotado, por sus caras exteriores y delante de las aberturas, de canales de flujo que se extienden en ángulo recto con los elementos de pared y destinados a al menos uno de entre los reactivos y/o un portador de calor,

\bullet las placas están cubiertas, por sus caras exteriores situadas del lado opuesto al de los elementos de pared, por un cuerpo de distribución en el que se han dispuesto canales de flujo a cuyo interior conducen las aberturas practicadas en las placas,

\bullet los elementos de pared están formados por dos sub-elementos o porciones de elemento que tienen rebajes semicilíndricos o con otras formas, de tal manera que se forman cavidades tubulares al presionar uno contra otro dos sub-elementos respectivos,

\bullet los elementos de pared se han adaptado, como bloque, al interior de una vasija de presión,

\bullet la vasija de presión es susceptible de ser llenada, al menos parcialmente, con un disolvente,

\bullet la vasija de presión posee una tapa que presenta una partición o tabique y dos zócalos de conexión para el suministro de dos reactivos, y el tabique es susceptible de ser montado sobre el medio de distribución,

\bullet la anchura de la ranura de los espacios de reacción es susceptible de modificarse variando el espesor de los separadores.

A continuación, se expondrán con mayor detalle realizaciones proporcionadas a modo de ejemplo de la materia objeto de la invención, sobre la base de las Figuras 1 a 10.

En la Figura 1 se muestran -en una representación despiezada- dos elementos de pared 1 que presentan superficies laterales 2 que incluyen, entre ellas, un espacio de reacción 3 a través del cual fluyen los reactivos según la dirección de la flecha 4. En cada uno de los elementos de pared se han dispuesto cavidades 5 que tienen la forma de orificios pasantes que se extienden paralelamente a las superficies laterales 2 y terminan en las caras estrechas 6 de los elementos de pared 1. Más adelante se exponen soluciones alternativas a esto.

Los elementos de pared 1 adoptan la forma de paralelepípedos planos y rectos, cuyas superficies mayores son las superficies laterales 2. Estas superficies laterales 2 pueden -como se muestra- estar dotadas de una estructura con un cierto perfil, o perfilada, es decir, que pueden presentar, por ejemplo, una cierta rugosidad, con el fin de aumentar su área superficial efectiva. Las superficies laterales 2 pueden, además, haberse dotado total o parcialmente de depósitos superficiales consistentes en un material catalizador, si bien esto no se representa por separado aquí. Otros detalles adicionales se ponen de manifiesto de la observación de la Figura 4. De forma alternativa o además de lo anterior, es también posible disponer catalizadores en partículas en el espacio de reacción 3, cuyo tamaño se adaptará a la anchura "s" de las ranuras (Figura 4).

La Figura 2 muestra la combinación de trece de tales elementos de pared 1 de igual tamaño, al objeto de formar un bloque paralelepipédico recto 24; sin embargo, este número puede variar, de tal manera que uno de los propósitos esenciales de la invención radica, particularmente, en la posibilidad de su adaptación a volúmenes de producción y procesos variables. El transporte de masa en flujos paralelos unidireccionales o de un solo sentido -aquí, desde arriba y en dirección hacia abajo- se indica únicamente por medio de flechas.

La Figura 3 muestra un corte vertical tomado a través de una disposición en serie de acuerdo con la Figura 2, por encima de la parte inferior o fondo 7 de un reactor resistente a la presión, del que se muestra aquí la junta embridada inferior 8. El suministro de disolventes líquidos se efectúa a través del tubo 9, la extracción de los gases residuales se lleva a cabo a través del tubo 10, la extracción del producto final se realiza a través del tubo 11, y la extracción del material de sumidero se lleva a cabo a través del tubo 12, opcionalmente con vistas a su limpieza.

La Figura 4 muestra el detalle del contenido del círculo A de la Figura 3, a una escala aumentada y con el añadido de presentarse visto en perspectiva, es decir, las condiciones a ambos lados de un espacio de reacción 3. La anchura "s" de las ranuras del espacio de reacción 3 se mantiene en una magnitud predeterminada por la acción de unos separadores 13, y se escoge, de una manera ejemplar, comprendida entre 0,05 y 5 mm. Sin embargo, cabe también la posibilidad de salirse por debajo de este intervalo o de excederlo. En el caso de reacciones altamente exotérmicas o endotérmicas, especialmente las que comprenden una mezcla de gas explosiva, la anchura de la ranura se reduce hasta que se impide la propagación de cualquier llama. La anchura óptima asignada depende del medio y del tipo de reacción, y viene determinada por los experimentos. Como puede observarse en las Figuras 4 y 6, la anchura "s" de las ranuras del dispositivo de la invención es significativamente menor que el espesor de los elementos de pared. En los elementos de pared tubulares se han practicado cavidades 5 que ya se han descrito y que están destinadas a conducir un portador de calor fluido a su través. Dependiendo del control de la temperatura de la misma, puede disiparse calor, en el caso de un proceso exotérmico, o bien puede aportarse calor, en el caso de un proceso endotérmico. Como portador de calor, puede emplearse agua, aceites, gases y, opcionalmente, también el propio producto.

En los elementos de pared 1 se han dispuesto, además, rebajes semicilíndricos 14 que se complementan unos con otros con el fin de formar un paso o canal de alimentación substancialmente cilíndrico 15 para el primer reactivo. Situados adicionalmente en los elementos de pared, se han dispuesto canales de alimentación adicionales 16 para al menos un reactivo adicional. Los canales de alimentación 16 están comunicados con el espacio de reacción respectivo 3 por medio de unas aberturas de descarga 17, de tal manera que las aberturas de descarga 17 conducen al interior de las superficies laterales 2 de los elementos de pared, por lo que los reactivos pueden mezclarse en los espacios de reacción 3. Las cavidades 5, los canales de alimentación 15 y 16, así como la(s) fila(s) de aberturas de descarga 17, son paralelos entre sí y con las superficies laterales 2 de los elementos de pared 1, y se extienden a lo largo de toda la longitud de los mismos -según se observa en la dirección horizontal.

Los canales de enfriamiento (es decir, las cavidades tubulares (5)) pueden, de un modo análogo a la formación de los canales de alimentación (15), de acuerdo con la Figura 4, estar también configurados de tal manera que cada elemento de pared (1) queda dividido, paralelamente a las superficies laterales (2), en dos sub-elementos o porciones de elemento, y se han dispuesto rebajes semicilíndricos o con otras formas en las superficies de la ranura. Al presionar una contra otra las dos porciones de elemento respectivas en correspondencia, se forman las cavidades (5), a través de las cuales puede fluir un portador de calor fluido. El término "tubular" comprende canales o tubos con forma redonda o cuadrada.

La anchura "s" de las ranuras se escoge de tal forma que no sea posible la propagación de ninguna llama en los espacios de reacción 3, en el caso de que se tengan mezclas de reacción explosivas. En casos especiales, puede también permitirse la formación local de explosiones en los espacios de reacción, en cuyo caso se han tomado únicamente precauciones estructurales para garantizar que estas explosiones no se propagan bruscamente a espacios de reacción adyacentes.

En relación con esto, es importante el hecho de que los canales de alimentación 15 y 16 se extienden en la región de borde (superior) de los elementos de pared 1 de los espacios de reacción 3, de tal manera que prácticamente la totalidad de la longitud (en vertical) de los espacios de reacción 3 queda disponible para la reacción. Otros pormenores y alternativas adicionales del suministro y la extracción de los reactivos y del portador de calor se pondrán de manifiesto aún más detalladamente sobre la base de las siguientes figuras.

La Figura 5 muestra una vista lateral en corte parcial tomado a través del objeto de la Figura 3, después de haber sido girado en torno a un eje vertical en un ángulo de 90 grados. Se suministran dos reactivos al sistema a través de los tubos de alimentación 18 y 19: en el caso de la producción de peróxido de hidrógeno, se suministra aire a través del tubo de alimentación 18 e hidrógeno a través del tubo de alimentación 19. Se explicará también con mayor detalle el transporte del portador de calor fluido a través de las cavidades 5 basándose en la Figura 5: las caras estrechas 6 de los elementos de pared 1 están cerradas por placas 20 que se han montado en ellas, en las cuales se han dispuesto canales o pasos en forma de U 21 para la comunicación de, en cada caso, dos cavidades 5. Sin embargo, esto sólo se ha representado en el lado izquierdo del bloque. El portador de calor se suministra a través de un tubo de alimentación 22, y se extrae a través de un conducto de drenaje 23.

Como elementos de pared, puede hacerse uso de unas placas suficientemente conductoras del calor, preferiblemente metálicas y con forma substancialmente de paralelepípedo recto. Los elementos de pared 1, que se han fabricado preferiblemente de metal (por ejemplo, acero inoxidable), pueden consistir en placas sólidas provistas de taladros u orificios adecuados (las cavidades 5 y los canales de alimentación 16), así como de rebajes 14. De forma alternativa, las cavidades 5 pueden combinarse opcionalmente también en grupos, en cuyo caso se disponen dispositivos de conducción, por ejemplo, rebordes o nervaduras para la guía de los portadores de calor, situados en el interior de las cavidades, que son entonces mayores. Los elementos de pared 1 pueden estar compuestos también de dos porciones de elemento con forma de placa, las cuales se unen entre sí de forma obturada o herméticamente cerrada, por ejemplo, atornillándolas una a otra. La única consideración de importancia es que soporten las, en algunos casos considerables, diferencias de presión (de hasta 10 MPa o 100 bar) que se producen entre el portador de calor y los reactivos.

La Figura 6 muestra el objeto representado en la Figura 2 de una forma esquemática y complementado, con líneas gruesas, por un espacio de distribución (superior) 48 provisto de un tubo de alimentación central 49 para el (los) residuo(s) de proceso, y de un espacio de recogida (inferior) 50 dotado de un conducto de recogida 51 para el producto. Puede suministrarse uno de los reactivos, o bien una mezcla de reactivos R1 y R2, a través del espacio de distribución 48. En el caso de una mezcla, puede prescindirse de tubos de alimentación 15 y 16 (representados en la Figura 4) si los separadores 13 se encuentran interrumpidos. En el caso de mezclas de reacción explosivas, además del procedimiento de acuerdo con la disposición de la Figura 2, es posible adoptar también un procedimiento de acuerdo con las disposiciones de las Figuras 8 a 10.

Las caras estrechas abiertas 6 de los elementos de pared 1 pueden estar cubiertas con una combinación de placa, que consiste en una placa 41 y un cuerpo de distribución 47, que se han diseñado de forma que carezcan de interrupciones en toda la anchura y altura de la totalidad de los elementos 1, y que se han representado -en una escala muy aumentada- en la Figura 7. La Figura 7 muestra un corte vertical tomado a través de la zona del borde superior de dicha combinación de placa 41/47, la cual está provista de un canal de flujo 45 para uno de los reactivos y de canales de flujo 46 para el portador de calor. Para la toma y/o la descarga de los mismos, se han dispuesto en la placa 41 unas aberturas 42 y 43 que se encuentran en comunicación con los canales de flujo 45 y 46 del cuerpo de distribución 47.

Los canales de flujo 45 y 46, que se extienden perpendicularmente al plano del dibujo, están constituidos, por ejemplo, por acanaladuras practicadas en el cuerpo de distribución 47. Las acanaladuras pueden producirse por corte con metal, por colado o por forjado. Ello da lugar a una mayor estabilidad de la forma que soporta las diferencias de presión que se requieren. Esta combinación de placa 41/47 -con sus aberturas 42 y 43 dispuestas en alineación con los canales asociados de los elementos de pared 1- se atornilla ahora, de tal manera que forma un cierre hermético por medio de una junta de estanqueidad, sobre todas las caras estrechas 6 de los elementos de pared 1 del bloque 24. Tan solo se representan unas pocas de las numerosas juntas de tornillo 52. Gracias a estos medios, se proporciona una instalación de los elementos de pared 1 en correspondencia con las flechas 53 de la Figura 6. Por medio de las líneas discontinuas 55 se indica que es posible combinar también algunos de los canales de flujo 46 para formar canal de flujo o espacio de distribución común.

La combinación de placa 41/47 puede también rediseñarse al objeto de que resulte adecuada para una provisión de elementos de pared 1 de acuerdo con la Figura 4.

A continuación, la Figura 8 muestra, sobre la base de un corte vertical parcial, una representación esquemática de un reactor completo, por ejemplo, para la producción de peróxido de hidrógeno. Un bloque paralelepipédico recto 24, consistente en varios elementos de pared 1 de acuerdo con las Figuras 1 y 2, se dispone suspendido de la parte superior, dentro de una vasija de presión 25, la cual se llena con disolvente 27, por ejemplo, agua, hasta un nivel 26. Los espacios de reacción 3 con forma de ranura se extienden paralelamente al plano del dibujo.

En su parte superior, la vasija de presión 25 está provista de una tapa 28 que está subdividida, por medio de una partición o tabique 29, en dos cámaras 30 y 31, estando montado el tabique 29 sobre un medio distribución de modo que forma un cierre hermético con el mismo, consistiendo dicho medio de distribución en un cuerpo sólido (preferiblemente hecho de metal) provisto de dos grupos independientes de canales estrechos 39 y 40. Los canales 39 se extienden en el cuerpo sólido desde la cámara 30 hasta los extremos superiores de los espacios de reacción 3, y los canales 40 se extienden desde la cámara 31 hasta los extremos superiores de los espacios de reacción 3. En consecuencia, en estos canales 39 y 40, los reactivos no pueden mezclarse, si bien, incluso si esto hubiera de ocurrir, las llamas no serían capaces de propagarse por los canales 39 y 40. La mezcla de los reactivos se produce únicamente en los espacios de reacción 3, en los cuales, de la misma forma, no es posible la propagación de las llamas en el caso de que se trate de una mezcla de reacción que sea explosiva por sí misma. Las propiedades explosivas de la mezcla de reacción dependen del material y de la reacción, y tienen que determinarse en cada caso dado.

Un primer reactivo "R1" es suministrado a la cámara 30 a través de un zócalo de conexión 34, y se suministra un segundo reactivo "R2" a la cámara 31 a través de un zócalo de conexión adicional 35. Los gases residuales, que no se necesitan, son conducidos lejos conforme se indica con la flecha 32, el producto es aspirado conforme se indica por la flecha 33, y el sumidero o cubeta puede vaciarse a través del tubo 12. La Figura 8 muestra, además, otro zócalo de conexión 36 destinado a un tercer reactivo "R3" y/o a un disolvente tal como agua. Las placas 41, que se aplican en ambos extremos, se indican tan solo de una forma muy esquemática.

La Figura 9 muestra una vista en planta inferior de la tapa 29 de la vasija de presión 25 de acuerdo con la Figura 8. Unos orificios 28a sirven para el acoplamiento por tornillos.

La Figura 10 difiere de la Figura 8 en el hecho de que, como medio de distribución 38, se ha dispuesto, por encima del bloque 24 de los elementos de pared 1, un material de empaquetamiento que consiste en partículas conductoras del calor, por ejemplo, arena, gravilla, limaduras o virutas de metal, fibras metálicas o materiales similares, las cuales yacen sobre una placa de criba que no se ha mostrado. Los reactivos R1 y R2 se mezclan ya en este medio de distribución 38 de acuerdo con una distribución aleatoria, antes de entrar en los espacios de reacción 3. Sin embargo, el medio de distribución forma unos espacios intermedios o intersticios tan estrechos, que de la misma manera, no es posible que se produzca en ellos la propagación de llamas con consecuencias explosivas.

La posición espacial de los elementos de pared 1 es prácticamente arbitraria: de acuerdo con las figuras, éstos pueden colocarse según una disposición en serie horizontal, aunque pueden colocarse también en un apilamiento vertical. La dirección de los flujos paralelos puede adaptarse también a las necesidades prácticas: tal como se muestra, los flujos paralelos pueden ser guiados verticalmente desde la parte superior hacia abajo, si bien pueden ser guiados también en el sentido inverso, de la parte inferior hacia arriba. Los flujos paralelos pueden discurrir, asimismo, horizontalmente. Como consecuencia de ello, el bloque 24 con las placas 41 y las conexiones puede ser "girado" y adoptar diversas posiciones espaciales.

Lista de símbolos de referencia

1: elementos de pared

2: superficies laterales

3: espacios de reacción

4: flecha

5: cavidades

6: caras laterales

7: parte inferior o fondo

8: junta embridada

9: tubo

10: tubo

11: tubo

12: tubo

13: separador

14: rebajes

15: canal de alimentación

16: canales de alimentación

17: aberturas de descarga

18: tubo de alimentación

19: tubo de alimentación

20: placas

21: canales

22: tubo de alimentación

23: drenaje

24: bloque

25: vasija de presión

26: nivel

27: disolvente

28: tapa

28a: orificios

29: tabique

30: cámara

31: cámara

32: flecha

33: flecha

34: zócalo de conexión

35: zócalo de conexión

36: zócalo de conexión

37: medio de distribución

38: medio de distribución

39: canales

40: canales

41: placas

42: aberturas

43: aberturas

44: exterior

45: canales de flujo

46: canales de flujo

47: cuerpo de distribución

48: espacio de distribución

49: tubo de alimentación

50: espacio de recogida

51: drenaje

52: junta atornillada

53: flechas

54: junta de estanqueidad

55: líneas

R1: reactivo

R2: reactivo

R3: reactivo

s: anchura de ranura

A: detalle (de la Figura 3)

Claims

1. Un procedimiento para llevar a cabo reacciones entre al menos dos reactivos fluidos (R1, R2) con el uso de un reactor en el que se han dispuesto elementos de pared (1), espacios de reacción (3) con forma de ranura, así como cavidades (5) para la conducción a su través de un portador de calor fluido,

caracterizado porque

a) los espacios de reacción (3) tienen forma de ranura y están formados entre superficies laterales (2) de, en cada caso, dos elementos de pared (1) substancialmente del mismo tamaño y substancialmente con forma de paralelepípedo recto, fabricados de placas sólidas, y porque los elementos de pared (1) se han dispuesto de forma intercambiable en un bloque (24) que está comprendido en un paralelepípedo recto virtual,

b) los reactivos (R1, R2) se introducen en los espacios de reacción con forma de ranura (3) desde zonas de borde situadas en el mismo lado o cara del bloque (24), y son conducidos a través de los espacios de reacción (3) como una mezcla de reacción, en direcciones similares según flujos paralelos, y porque

c) el portador de calor fluido es conducido a través de las cavidades tubulares (5) que se extienden en el interior de los elementos de pared (1),

y en el cual la anchura de ranura ("s") de los espacios de reacción (3) tiene unas dimensiones entre 0,05 y 5 mm, de tal manera que, en el caso de mezclas de reacción explosivas, la anchura de ranura "s" de los espacios de reacción se escoge tan pequeña como sea necesario para evitar la propagación de las llamas.

2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

al menos uno de los reactivos se suministra a través de los elementos de pared (1) y se introduce en el espacio de reacción (3) en cuestión a través de al menos una de las superficies laterales (2) de los elementos de pared (1).

3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

en al menos una cara del bloque (24) se dispone un medio de distribución (37, 38) desde el que se suministran los reactivos (R1, R2) a los espacios de reacción (3).

4. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3,

caracterizado porque

como medio de distribución (37) se utiliza un cuerpo sólido provisto de grupos o conjuntos de canales (39, 40), cuyas secciones transversales se escogen de tal manera que sean lo suficientemente pequeñas como para que no sea posible la propagación de las llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos (R1, R2) que constituyan una mezcla explosiva.

5. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3,

caracterizado porque

como medio de distribución (38) se utiliza un material de empaquetamiento con un cierto tamaño de grano y con intersticios o huecos que se escogen de modo que son tan pequeños que no es posible la propagación de llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos (R1, R2) que forman una mezcla explosiva.

6. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

los espacios de reacción (3) están llenos de un catalizador granular.

7. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

las superficies laterales (2) de los elementos de pared (1) que están situadas de cara a los espacios de reacción (3) están recubiertas, al menos en ciertos lugares, por un material catalizador.

8. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

las superficies laterales (2) de los elementos de pared (1) que están situadas de cara a los espacios de reacción (3) están provistas de una estructura perfilada, o dotada de un cierto perfil, con el propósito de aumentar el área superficial.

9. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

los elementos de pared (1) están sumergidos, al menos parcialmente, en un disolvente (27).

10. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9,

caracterizado porque

se utiliza agua como disolvente (27).

11. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9,

caracterizado porque

se añade al disolvente (27) al menos un aditivo estabilizador con el fin de contrarrestar la descomposición o la degradación del producto de reacción.

12. Un procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizado por su uso en la síntesis directa de peróxido de hidrógeno a partir de hidrógeno y oxígeno o de un gas con contenido de O_{2}, en presencia de un catalizador que contiene al menos un elemento de los grupos octavo y/o primero de la tabla periódica, así como agua o vapor de agua.

13. Un procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizado por su uso para la producción de propenal a partir de propeno y de un gas con contenido de O_{2}, en presencia de un catalizador.

14. Un procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizado por su uso para la producción de ácido acrílico a partir de propeno y de un gas con contenido de O_{2}, en presencia de un catalizador o de una sustancia promotora o inductora.

15. Un procedimiento de acuerdo con al menos una de las reivindicaciones 1 a 11,

caracterizado por su uso para la producción de óxido de etileno u óxido de propileno a partir de etileno o propileno, respectivamente, y de peróxido de hidrógeno, en presencia de un catalizador oxídico o de sílice.

16. Un dispositivo para llevar a cabo reacciones entre al menos dos reactivos fluidos (R1, R2) con el uso de un reactor en el que se han dispuesto elementos de pared (1), espacios de reacción (3) y cavidades (5) para la conducción a su través de un portador de calor fluido,

caracterizado porque

a) los espacios de reacción (3) tienen forma de ranura y están dispuestos entre superficies laterales (2) de, en cada caso, dos elementos de pared (1) substancialmente del mismo tamaño y substancialmente con forma de paralelepípedo recto, fabricados de placas sólidas, y porque los elementos de pared (1) se han dispuesto de forma intercambiable en un bloque (24) que está comprendido en un paralelepípedo recto virtual,

b) el suministro de los reactivos al interior de los espacios de reacción (3) con forma de ranura es susceptible de llevarse a cabo desde la misma cara del bloque (24), pudiendo guiarse la mezcla de reacción a través de los espacios de reacción (3) en direcciones similares y según flujos paralelos, y porque

c) los elementos de pared (1) están provistos de cavidades tubulares (5) destinadas a conducir el portador de calor fluido a través del elemento de pared (1),

y en el cual la anchura de ranura ("s") de los espacios de reacción (3) tiene unas dimensiones comprendidas entre 0,05 y 5 mm, de tal manera que, en el caso de mezclas de reacción explosivas, la anchura de ranura "s" de los espacios de reacción se escoge tan pequeña como sea necesario para evitar la propagación de las llamas.

17. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

en los elementos de pared (1) se ha dispuesto, en cada caso, al menos un canal o paso de alimentación (16) para al menos uno de los reactivos, el cual conduce al interior del espacio de reacción (3) en cuestión, a través de al menos una de las superficies laterales (2) de los elementos de pared (1).

18. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

en al menos una de las caras del bloque (24) se ha dispuesto un medio de distribución (37, 38), a través del cual es posible suministrar a los espacios de reacción (3) los reactivos (R1, R2).

19. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 18,

caracterizado porque

el medio de distribución (37) es un cuerpo sólido provisto de grupos o conjuntos de canales (39, 40), cuyas secciones transversales se escogen de tal manera que sean lo suficientemente pequeñas como para que no sea posible la propagación de las llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos (R1, R2) que constituyan una mezcla explosiva.

20. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 18,

caracterizado porque

el medio de distribución (38) es un material de empaquetamiento con un cierto tamaño de grano y con intersticios o huecos que se escogen de modo que son tan pequeños que no es posible la propagación de llamas en ellos en el curso del suministro de reactivos (R1, R2) que forman una mezcla explosiva.

21. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

los espacios de reacción (3) están llenos de un catalizador granular.

22. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

23. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

24. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

los espacios de reacción están (3) están cubiertos, en las caras estrechas (6) de los elementos de pared (1) que se extienden paralelamente a la dirección del flujo de los reactivos (R1, R2), por placas (41) en las que se han dispuesto aberturas (43) para el suministro de un portador de calor al interior de los elementos de pared (1) y para el drenaje del mismo fuera de los elementos de pared (1).

25. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 24,

caracterizado porque

en las placas (41) se han dispuesto aberturas adicionales (42) para el suministro de al menos uno de los reactivos (R1, R2) al interior de los elementos de pared (1), y porque los elementos de pared (1) están provistos, cada uno de ellos, de al menos un canal o paso de alimentación (16) que conduce, a través de las aberturas de descarga (17), al interior, en cada caso, de uno de los espacios de reacción (3).

26. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 24,

caracterizado porque

los elementos de pared (1) están provistos, cada uno de ellos, de un grupo de cavidades (5) que se extienden paralelamente a las superficies laterales (2) de los elementos de pared (1) y que están cerradas, en sus extremos, por las placas (41) que se encuentran montadas sobre las caras estrechas (6) de los elementos de pared (1), y porque se han dispuesto las aberturas (43) para el portador de calor, que están alineadas con las cavidades (5).

27. Un dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 24 y 25,

caracterizado porque

las placas (41) están provistas, en sus caras exteriores (44) y delante de las aberturas (42, 43), con canales de flujo (45, 46) que se extienden en ángulo recto con los elementos de pared (1), para al menos uno de los reactivos (R1, R2) y/o el portador de calor.

28. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 27,

caracterizado porque

las placas (41) están cubiertas, en sus caras exteriores (44) dispuestas opuestamente a los elementos de pared (1), con un cuerpo de distribución (47) en el cual están ubicados los canales de flujo (45, 46) a cuyo interior conducen las aberturas (42, 43) existentes en las placas (41).

29. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

los elementos de pared (1) se alojan, como un bloque (24), en el interior de una vasija de presión (25).

30. Un dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 18 y 29,

caracterizado porque

la vasija de presión (25) posee una tapa (28) que tiene un tabique (29) y dos zócalos de conexión (34, 35) destinados al suministro de dos reactivos (R1, R2), siendo dicho tabique (29) susceptible de montarse sobre el medio de distribución (37, 38).

31. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16,

caracterizado porque

la anchura de ranura ("s") de los espacios de reacción (3) es susceptible de ser modificada mediante la variación del espesor de los separadores (13).