ES2241576T3 - Superficie giratoria de reactor de revolucion con mecanismos de cizallamiento. - Google Patents

Superficie giratoria de reactor de revolucion con mecanismos de cizallamiento.

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ES2241576T3 ES00903841T ES00903841T ES2241576T3 ES 2241576 T3 ES2241576 T3 ES 2241576T3 ES 00903841 T ES00903841 T ES 00903841T ES 00903841 T ES00903841 T ES 00903841T ES 2241576 T3 ES2241576 T3 ES 2241576T3
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Abstract

Un aparato reactor que incluye un elemento de soporte (3) adaptado para ser giratorio alrededor de un eje (6), teniendo el elemento de soporte (3) una superficie (5) con una periferia y medios de alimentación (4) asociados con ella para suministrar al menos un reactante (15) a la superficie (5) de manera que, tras rotación de la superficie (5), el reactante (15) fluye libremente, únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie (5), a través de la superficie (5) como una película delgada (17) y es proyectado desde la periferia de la misma, caracterizado porque la superficie (5) es sustancialmente plana y porque además se provee un miembro de cizallamiento (20) formado como superficie basal periférica de una bóveda o cubierta o miembro cilíndrico o tubular, estando dispuesto el miembro de cizallamiento muy próximo, pero no montado sobre la superficie (5) para, durante el uso, entrar en contacto con la película delgada (17) sólo donde pasa entre la superficie basal periférica y la superficie (5) y no en otros lugares sobre la superficie (5), y para impartir una fuerza de cizallamiento al reactante (15) sobre la superficie (5) cuando se hace girar el elemento de soporte (3).

Description

Superficie giratoria de reactor de revolución con mecanismos de cizallamiento.
La presente invención se refiere a una superficie giratoria de reactor de revolución provisto de diversos mecanismos de cizallamiento.
La invención hace uso de superficies giratorias de tecnología de revolución (en lo sucesivo, RSORT) (conocida comúnmente como tecnología de disco rotativo).
El concepto de disco rotativo es un intento de aplicar procedimientos de intensificación de procedimientos dentro de los campos de transferencia de calor y masa. La tecnología funciona mediante el uso de campos de alta gravedad creados por giro de una superficie de disco que hace que el fluido introducido en el eje de la superficie de disco fluya radialmente hacia afuera bajo la influencia de aceleración centrífuga en forma de películas delgadas frecuentemente onduladas. Se ha mostrado que tales películas delgadas mejoran significativamente las tasas de transferencia de calor y masa y la mezcla. La tecnología fue desarrollada para operaciones típicas de transferencia de calor y masa tales como intercambio de calor, calentamiento, enfriamiento y mezcla, mezcla en fundido y similares, por ejemplo como se describe en el documento de R. J. J. Jachuck y C. Ramshaw, "Process Intensification: Heat transfer characteristics of tailored rotating surfaces", Heat Recovery Systems & CHP, Vol. 14, Nº 5, páginas 475 a 491, 1994.
Más recientemente, la tecnología ha sido adaptada para uso como una superficie de reacción para sistemas que son de transferencia de calor y masa limitada, por ejemplo para la reacción de sustratos que son altamente viscosos durante al menos una etapa de la reacción y que causan problemas para lograr una buena mezcla y rendimiento de productos.
Boodhoo, Jachuck y Ramshaw desvelan en "Process Intensification: Spinning Disc Polymeriser for the Manufacture of Polystyrene" el uso de un aparato de disco rotativo en el que el monómero e iniciador se hacen reaccionar por medios convencionales para proporcionar un prepolímero que después se pasa a través de la superficie de un disco rotativo a temperatura elevada que proporciona un producto de conversión en forma de estireno polimerizado.
El documento EP0499363 (Tioxide Group Services Limited) describe otro uso para tecnología de disco rotativo en degradación fotocatalítica de materiales orgánicos como hidrocarburos. Se pasó una solución de ácido salicílico y catalizador de dióxido de titanio a través de la superficie de un disco giratorio y fue irradiada con luz ultravioleta.
Estas publicaciones desvelan por lo tanto el uso de tecnología de disco rotativo para calentamiento y transferencia de masa en sistemas inertes y reactantes.
El documento US5.624.999 desvela un procedimiento en el que se forma un polímero funcionalizado mezclando reactantes en diferentes fases en una zona de reacción definida entre superficies adyacentes entre las que existe movimiento relativo. El aparato desvelado en este documento es un mezclador de cizallamiento, y no es un reactor de tipo RSORT en el que tiene lugar mezcla de alta intensidad en una película delgada ondulada. Es más, como las superficies adyacentes en el reactor del documento US5.624.999 son sustancialmente coextensivas por todo el reactor, no es posible generar una película delgada ondulada como se requiere en aplicaciones RSORT.
El documento GB9903474.6 (Universidad de Newcastle), respecto del cual la presente solicitud reivindica prioridad y cuya descripción se incorpora por la presente solicitud por referencia, desvela el uso de RSORT en la conversión de un sustrato en fase fluida por contacto heterogéneo dinámico con un agente. En esta solicitud se describe cómo se ha descubierto sorprendentemente que la tecnología de disco rotativo puede adaptarse además para aplicar procedimientos de intensificación de procesos no sólo dentro de los campos de transferencia de calor y masa, sino también dentro del campo del contacto heterogéneo. Además, se describe cómo se ha descubierto sorprendentemente que la calidad del producto obtenido es de calidad superior a la obtenida por procesamiento convencional, teniendo, por ejemplo, una pureza superior o, en polímeros, una distribución molecular más estrecha.
Además de esto, puede usarse tecnología de disco rotativo para obtener productos que no se pueden obtener fácilmente por otra tecnología.
Según un primer aspecto de la presente invención, se provee un aparato reactor que incluye un elemento de soporte adaptado para ser giratorio alrededor de un eje, teniendo el elemento de soporte una superficie con una periferia y medios de alimentación asociados con ella para suministrar al menos un reactante a la superficie de manera que, al girar la superficie, el reactante fluye libremente, únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie, a través de la superficie como una película delgada y es proyectado desde la periferia de la misma, caracterizado porque la superficie es sustancialmente plana y porque además se provee un miembro de cizallamiento formado como superficie basal periférica de una bóveda o cubierta o miembro cilíndrico o tubular, estando dispuesto el miembro de cizallamiento muy próximo, pero no montado sobre la superficie para, durante el uso, entrar en contacto con la película delgada sólo donde pasa entre la superficie basal periférica y la superficie y no en otros lugares sobre la superficie, y para impartir una fuerza de cizallamiento al reactante sobre la superficie cuando se hace girar el elemento de soporte.
Según un segundo aspecto de la presente invención, se provee un aparato reactor que incluye un elemento de soporte adaptado para ser giratorio alrededor de un eje, teniendo el elemento de soporte una superficie con una periferia y medios de alimentación asociados con ella para suministrar al menos un reactante a la superficie de manera que, al girar la superficie, el reactante fluye libremente, únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie, a través de la superficie como una película delgada y es proyectado desde la periferia de la misma, caracterizado porque la superficie está formada como superficie interior de un elemento de soporte en forma de cono y porque además se provee un miembro de cizallamiento que está dispuesto muy próximo, pero no montado sobre la superficie para, durante el uso, entrar en contacto con la película delgada sólo donde pasa entre el miembro de cizallamiento y la superficie y no en otros lugares sobre la superficie, y para impartir una fuerza de cizallamiento al reactante sobre la superficie cuando se hace girar el elemento de soporte.
Según un tercer aspecto de la presente invención, se provee un procedimiento de mezcla o reacción de al menos un reactante que usa un aparato reactor que incluye un elemento de soporte que gira alrededor de un eje, teniendo el elemento de soporte una superficie con una periferia y medios de alimentación asociados con ella para suministrar el reactante a la superficie, incluyendo además el aparato reactor un miembro de cizallamiento que está dispuesto muy próximo a, pero no montado en la superficie; caracterizado porque el miembro de cizallamiento está dispuesto muy próximo sólo a ciertas partes predeterminadas de la superficie pero no a otras partes de la superficie, y porque el reactante fluye libremente a través de las otras partes de la superficie, únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie, como película delgada ondulada, y es proyectado desde la periferia de la misma, y porque el miembro de cizallamiento entra en contacto con la película delgada mientras pasa por las ciertas partes predeterminadas de la superficie e imparte una fuerza de cizallamiento a la película delgada.
Debe entenderse que el término "reactante" no está limitado a sustancias que se pretende que experimenten reacción química sobre la primera superficie del elemento de soporte, sino que también incluye sustancias que se pretende que experimenten procesos físicos u otros como mezcla o calentamiento. Igualmente, se pretende que el término "producto" denote la sustancia o sustancias que son recogidas de la primera superficie del elemento de soporte, ya sea que estas hayan experimentado procesamiento químico o físico o ambos. Además, aunque se prevé que la mayoría de los reactantes y productos estarán en la fase líquida, el aparato puede usarse con cualquier reactante y producto en fase líquida adecuado, incluyendo combinaciones de reactantes y productos líquidos, sólidos y gaseosos. Por ejemplo, sustancias en fase sólida en forma sustancialmente particulada que fluye libremente pueden tener propiedades macroscópicas de flujo fluido.
Un aparato RSORT (conocido comúnmente como reactor de disco rotativo) incluye generalmente dentro de una cámara de conversión una superficie giratoria o un montaje de una pluralidad de estas que se hace girar alrededor de un eje para efectuar transferencia de uno o más reactantes desde el eje preferentemente a través de la superficie giratoria.
Un aparato RSORT como el definido anteriormente en este documento que comprende una superficie giratoria como la definida anteriormente en este documento tiene varias características constructivas ventajosas según la presente invención.
Cuando el elemento de soporte de la presente invención se hace girar a una velocidad apropiada, el reactante aplicado a la superficie tenderá a extenderse sobre la superficie para formar una película. A medida que el elemento de soporte sigue girando, el producto será proyectado desde una periferia de la superficie y el reactante migrará desde el punto de aplicación hacia la periferia. El reactante puede experimentar diversos procesos químicos y físicos a medida que migra a través de la superficie, como se describe, por ejemplo, en el documento GB9903474.6. El reactante es aplicado generalmente por el medio de alimentación al menos a una parte central de la superficie, y opcionalmente a otras partes de la misma.
El miembro de cizallamiento puede adoptar varias formas diferentes. La consideración importante es que el miembro de cizallamiento debe estar lo suficientemente cerca de la superficie giratoria para aplicar una fuerza de cizallamiento a la película de reactante o producto situado sobre la misma. En una realización, la superficie giratoria es generalmente plana, y preferentemente en forma de disco (aunque también son utilizables otras formas, como polígonos u otras formas regulares e irregulares). El miembro de cizallamiento puede comprender una bóveda o cubierta de cualquier tamaño o forma apropiados, teniendo la bóveda o cubierta una superficie basal periférica que entra en contacto con la película de reactante o producto sobre la superficie giratoria durante el funcionamiento del reactor. La bóveda o cubierta puede estar fija en relación con la superficie giratoria o puede girar también con o contra la superficie giratoria o moverse de otro modo, siempre que exista movimiento relativo entre la superficie giratoria y la superficie basal durante el funcionamiento. En lugar de una bóveda o cubierta, puede proveerse un miembro cilíndrico o tubular (generalmente de sección transversal circular aunque también pueden ser de uso poligonales y otras secciones transversales regulares e irregulares) que tiene una superficie basal periférica como la anterior. El miembro cilíndrico o tubular puede ser de sección transversal constante a lo largo de su longitud, o puede converger, divergir o cambiar de otro modo su sección transversal a lo largo de su longitud, y puede ser fijo respecto a la superficie giratoria o puede girar con o contra la superficie giratoria o moverse de otro modo, como se describió anteriormente.
En realizaciones donde el miembro de cizallamiento es giratorio, el miembro de cizallamiento puede girar alrededor del mismo eje de rotación que la superficie giratoria, o puede girar alrededor de un eje descentrado pero generalmente paralelo para tener un movimiento orbital respecto a la superficie giratoria. El miembro de cizallamiento puede girar en una dirección opuesta de la superficie giratoria, o puede girar en la misma dirección pero a una velocidad de giro diferente. Donde el miembro de cizallamiento gira alrededor de un eje descentrado, entonces puede hacerse girar en la misma dirección y a la misma velocidad que la superficie giratoria proporcionando aún la fuerza de cizallamiento requerida mediante el movimiento orbital resultante.
Ventajosamente, el miembro de cizallamiento puede moverse más cerca o más lejos de la superficie giratoria para permitir que se varíe la fuerza de cizallamiento aplicada.
Alternativamente, la superficie giratoria no es generalmente plana sino que está formada como una superficie interior de un elemento de soporte en forma de cono, bóveda o cubierta. Preferentemente, el elemento de soporte tiene una sección transversal sustancialmente circular, cuando se secciona a lo largo de un plano que es sustancialmente perpendicular al eje de rotación. El reactante se aplica por medio del medio de alimentación a una parte interior central de la superficie antes de que se extienda a través de la superficie en forma de una película delgada. En esta realización, el miembro de cizallamiento puede adoptar la forma de un tapón de manera que, cuando el tapón está montado coaxialmente y al menos parcialmente dentro del elemento de soporte, una zona circunferencial del tapón aplica una fuerza de cizallamiento a la película de reactante o producto sobre la superficie interior giratoria mientras que aún permite que el elemento de soporte gire libremente. En otras palabras, el tapón está conformado preferentemente de manera que su zona circunferencial coincide con la forma de la superficie giratoria interior pero es ligeramente menor para permitir el giro libre del elemento de soporte. En algunas realizaciones, el tapón puede ser de forma generalmente de disco, que tiene una pared circunferencial conformada para complementar preferentemente la forma de la superficie giratoria interior a lo largo del eje de rotación. Alternativamente, el tapón también puede ser en forma de cono, bóveda o cubierta, y estar dimensionado para que pueda montarse coaxialmente al menos parcialmente dentro del elemento de soporte y de manera que una superficie externa del tapón complementa la superficie giratoria interior del elemento de soporte. En todas estas realizaciones, el tapón es preferentemente móvil a lo largo del eje de rotación del elemento de soporte para ajustar su proximidad a la superficie giratoria interior y ajustar así la fuerza de cizallamiento aplicada. El tapón puede mantenerse fijo respecto al elemento de soporte, o puede girarse en la misma dirección o una opuesta, siempre que exista movimiento relativo entre el tapón y la superficie giratoria interior.
Aplicando una fuerza de cizallamiento de esta manera, puede lograrse excelente mezcla de reactantes. El reactor de la presente invención es particularmente adecuado para formar emulsiones de dos o más fluidos generalmente inmiscibles y para promover la mezcla íntima de todo tipo de fluidos.
El miembro de cizallamiento puede estar revestido o provisto de otro modo de un catalizador, típicamente un catalizador heterogéneo, cuando puede la superficie del elemento de soporte. Ejemplos de revestimientos catalíticos adecuados incluyen níquel, paladio, platino y diversas aleaciones. La aplicación de un catalizador puede ayudar a promover reacciones químicas en el reactor.
La parte del miembro de cizallamiento que está en contacto con la película de reactante sobre la superficie giratoria puede ser generalmente lisa, o puede estar provista de discontinuidades como mallas, rejillas u ondulaciones que sirven para aumentar las áreas superficiales.
El miembro de cizallamiento también puede estar provisto de medios de calentamiento o enfriamiento, como un calentador eléctrico o un intercambiador de calor conectado térmicamente al mismo.
El eje de rotación de la superficie giratoria o elemento de soporte puede ser sustancialmente vertical, en cuyo caso la gravedad tiende a tirar de los reactantes hacia abajo respecto a la superficie o elemento de soporte. Esto puede ser ventajoso con reactantes menos viscosos. Alternativamente, el eje de rotación puede ser generalmente horizontal, lo que puede lograr mezcla mejorada de reactantes siempre que estos estén retenidos de manera apropiada sobre la primera superficie del miembro de soporte.
Se puede proporcionar cualquier medio de alimentación adecuado para suministrar el al menos un reactante sobre la superficie giratoria. Por ejemplo, el medio de alimentación puede comprender un distribuidor de alimentación en forma de un "cabezal de ducha", un "collar" de salidas o una simple introducción de un único punto, preferentemente ajustable, como un medio de alimentación de tipo "manguera". Preferentemente, el medio de alimentación comprende un distribuidor de alimentación que tiene una pluralidad de salidas espaciadas uniformemente para el al menos un reactante sobre la superficie giratoria, como se ha definido anteriormente en este documento. El medio de alimentación también puede incluir medios para aplicar rayos X, UV, IR, RF, microondas u otros tipos de radiación o energía electromagnética, incluyendo campos magnéticos y eléctricos, a los reactantes a medida que son suministrados por la cubeta, o puede incluir medios para aplicar vibración, como vibración ultrasónica, o calor.
El medio de alimentación se puede proporcionar en cualquier posición adecuada respecto a la superficie giratoria que permita alimentación del reactante. Por ejemplo, el medio de alimentación puede estar alineado axialmente con la superficie giratoria para alimentación axial. Alternativamente, el medio de alimentación puede estar colocado de manera que la alimentación está espaciada del eje de la superficie giratoria. Tal posición puede conducir a más turbulencia y un efecto de mezcla aumentado.
Ventajosamente, la superficie giratoria incluye una cubeta dentro de la que se suministra el al menos un reactante mediante el medio de alimentación.
La profundidad de la cubeta en la superficie giratoria puede seleccionarse según los requisitos de reacción. Por ejemplo, para reacciones fotoquímicas en las que se ilumina el reactante con luz UV, se prefiere que la cubeta sea relativamente poco profunda, por ejemplo que tenga una profundidad del mismo orden de magnitud o dentro de un orden de magnitud que el grosor previsto de una película de reactante formada a través de la primera superficie del elemento de soporte al girar a una velocidad apropiada.
En una realización, los medios de alimentación pueden comprender una sola alimentación para cada cubeta que está situada preferentemente sobre o coaxial con el eje de rotación de la superficie giratoria. En esta realización el reactante fluye desde la salida de alimentación por dentro de la cubeta y posteriormente se extiende por fuerza centrífuga desde la cubeta sobre la superficie giratoria. En una realización preferida, el elemento giratorio como se ha definido anteriormente en este documento comprende una cubeta situada en el eje de rotación.
La cubeta, como se ha definido anteriormente en este documento, puede ser de cualquier forma adecuada, como continua o anular. Por ejemplo, puede tener una superficie cóncava continua que comprende parte de una esfera, como una superficie semiesférica, o puede tener una superficie interior unida a la superficie giratoria por al menos una pared de conexión o al menos dos, en el caso donde la cubeta es anular. La superficie interior y la pared de conexión pueden ser de cualquier forma que permita que se realice la función de una cubeta. Por ejemplo, la superficie interior puede ser paralela a la superficie giratoria, o cóncava o convexa. La pared de conexión puede comprender una sola pared circular u ovoide o una pluralidad de paredes rectas. Las paredes pueden divergir o converger hacia la superficie giratoria.
Preferentemente, se proporciona una sola pared circular que converge hacia la superficie giratoria para formar una cubeta más estrecha en la base. Esta forma genera un depósito que aumenta una distribución circunferencial del reactante o el flujo fluido de transferencia de calor. También están previstos medios alternativos para formar una cubeta más estrecha en la base. Por ejemplo, donde la cubeta es generalmente de forma anular, se puede proporcionar una pared exterior como antes, y una pared interior que tenga cualquier forma adecuada puede servir para definir un borde interior a la cubeta. La parte de la cubeta más estrecha en la base estaría provista generalmente como pared exterior para ayudar a impedir la salida incontrolada de reactante o fluido de transferencia de calor desde la cubeta hasta la primera o segunda superficie bajo la influencia de la fuerza centrífuga cuando se hace girar el elemento de soporte.
Ventajosamente, se puede proporcionar una matriz en la cubeta para ayudar al reactante o al fluido de transferencia de calor presente en la cubeta a girar con el elemento de soporte, ayudando de ese modo a lograr flujo sustancialmente uniforme desde la cubeta a través de la primera o segunda superficie. La matriz puede ser en forma de un tapón de malla fibrosa, como lana metálica o de plástico, o puede adoptar la forma de una pluralidad de salientes que está fijada a una superficie interior de la cubeta. Para el lector experto pueden resultar evidentes otros medios de matriz. En algunas realizaciones, la matriz está fabricada de un material que es inerte con respecto a, al menos, un reactante o al producto y que no está afectado significativamente por temperatura ni otras condiciones variables del procedimiento. Alternativamente, la matriz puede estar hecha de un material que no interactúa con el al menos un reactante o el producto, como un catalizador heterogéneo (por ejemplo, níquel, paladio o platino o cualquier metal o aleación o compuesto adecuado de los mismos). Donde la matriz está hecha de un material eléctricamente conductor, puede ser posible suministrar una corriente eléctrica a través de la misma y proveer así medio de calentamiento para calentar el al menos un reactante dentro de la cubeta.
En una realización más, puede proporcionarse una pluralidad de alimentaciones adaptadas selectivamente para suministrar uno o más reactantes a una pluralidad de cubetas formadas en la primera superficie. Por ejemplo, donde el elemento de soporte es generalmente en forma de disco y tiene un eje de rotación sustancialmente central, puede proporcionarse una primera cubeta central centrada sobre el eje de rotación y medios de alimentación para suministrar al menos un reactante a la primera cubeta, y al menos una cubeta más, preferentemente centrado también sobre el eje de rotación y que tiene una configuración anular, estando provisto el al menos una cubeta más de medios de alimentación para suministrar un segundo reactante, que puede ser el mismo que el primer reactante o diferente, al menos una cubeta más. Resultará evidente para el lector experto que se puede proporcionar una pluralidad de cubetas de manera similar en elementos de soporte con formas distintas de las generalmente de disco.
Mediante la provisión de una pluralidad de cubetas y alimentaciones, puede realizarse una secuencia de reacciones a través de la primera superficie del elemento de soporte. Por ejemplo, pueden suministrarse dos reactantes a la primera cubeta en el que tendrá lugar alguna mezcla o reacción. A medida que gira el elemento de soporte, los reactantes se extenderán desde la primera cubeta hasta la primera superficie del elemento de soporte, donde tiene lugar nueva reacción y mezcla, y de ahí a una segunda cubeta anular concéntrica con la primera cubeta. Puede suministrarse después un tercer reactante a la segunda cubeta, y tendrá lugar nueva mezcla y reacción a medida que el tercer reactante y los dos reactantes iniciales y cualquier producto asociado se extienden desde la segunda cubeta sobre la primera superficie del elemento de soporte para nueva mezcla y reacción. Como la dirección de desplazamiento de los reactantes y productos es hacia el exterior del eje de rotación, puede llevarse a cabo una serie controlada de reacciones a través de la primera superficie del miembro de soporte.
Se puede proporcionar cualquier medio de recogida adecuado para recogida de del producto a medida que abandona la superficie giratoria por su periferia. Por ejemplo, se puede proporcionar un receptáculo en forma de cuenco o cubeta que rodea al menos parcialmente el elemento giratorio u otra parte fija del aparato. El medio de recogida puede comprender adicionalmente un deflector colocado alrededor de la periferia de la superficie giratoria para desviar el producto al medio de recogida. El deflector está colocado preferentemente en un ángulo agudo respecto a la superficie giratoria.
Los componentes del medio de recogida, como el cuenco o la cubeta o el deflector, pueden estar revestidos o provistos de otro modo de un catalizador homogéneo apropiado para que los reactantes reaccionen sobre el elemento de soporte, o incluso pueden estar compuestos enteramente de un material que hace catalizador heterogéneo. Además, los componentes del medio de recogida pueden calentarse o enfriarse a una temperatura predeterminada para permitir el control sobre parámetros de reacción, por ejemplo, sirviendo para detener la reacción entre reactantes a medida que estos abandonan la primera superficie en forma de producto. También se pueden proporcionar medios de alimentación para suministrar un reactante al producto que abandona la primera superficie. Por ejemplo, se pueden proporcionar medios de alimentación para suministrar un medio de enfriamiento rápido al producto en e medio de recogida para detener reacciones químicas u otras entre reactantes cuando estos han abandonado la primera superficie.
El medio de recogida puede comprender además medios de salida de cualquier forma adecuada. Por ejemplo, puede haber una sola cubeta de recogida que corre alrededor de la periferia del disco o un cuenco de recogida que rodea parcialmente el elemento giratorio.
También se pueden proporcionar medios de salida en el medio de recogida y estos pueden adoptar la forma de aberturas de cualquier forma y tamaño situadas en cualquier posición adecuada del medio de recogida para permitir la salida del producto. En una realización preferida, los medios de salida están situados para permitir la salida vertical del sustrato en uso.
Alternativamente, el medio de recogida puede comprender una pared exterior provista en la periferia del elemento de soporte para impedir que el producto sea proyectado desde la primera superficie, y al menos un tubo de Pitot que se extiende dentro del producto que está contenido en la periferia del elemento de soporte por la pared exterior. La pared exterior puede converger generalmente hacia el eje de rotación del miembro de soporte para retener mejor el producto mientras el elemento de soporte está experimentando rotación, aunque también pueden ser útiles otras configuraciones de paredes, como generalmente paralelas a o divergentes del eje de rotación.
Realizaciones de la presente invención pueden incluir múltiples elementos de soporte, que pueden compartir un eje de rotación común y que pueden estar montados sobre un solo eje giratorio, o que pueden estar provistos de ejes giratorios individuales. El medio de recogida asociado con cualquier elemento de soporte dado puede estar conectado al medio de alimentación asociado con cualquier otro elemento de soporte dado para enlazar varios elementos de soporte enserie o en paralelo. De esta manera, puede llevarse a cabo una reacción a través de varios elementos de soporte en serie o en paralelo. El medio de recogida de un primer miembro de soporte puede estar conectado directamente al medio de alimentación de un segundo miembro de soporte, o puede estar conectado por medio de una unidad de procesamiento como una bomba, extrusora, calentador o intercambiador de calor o cualquier otro dispositivo apropiado. Esto es especialmente al tratar con productos viscosos, como los que se obtienen en reacciones de polimerización, ya que el producto viscoso de un primer elemento de soporte puede procesarse para adquirir características físicas más favorables antes de usarse como alimentación de reactante para un segundo elemento de soporte.
Por ejemplo, donde el medio de recogida comprende una pared exterior sobre la primera superficie del elemento de soporte como se describió anteriormente, pueden montarse coaxialmente varios elementos de soporte sobre un solo eje giratorio para formar una pila de elementos de soporte. Se lleva una alimentación de reactante a la cubeta de un primer elemento de soporte, y un colector en forma de tubo de Pitot tiene su punta situada cerca de la primera superficie del primer elemento de soporte en las proximidades de la pared para tomar producto de esta zona. Un extremo del tubo de Pitot alejado de la punta se lleva a la cubeta de un segundo elemento de soporte para permitir que el producto del primer elemento de soporte sirva de reactante para el segundo elemento de soporte, permitiendo de ese modo que tengan lugar varias reacciones en serie. Alternativamente, varias alimentaciones paralelas pueden suministrar simultáneamente el mismo al menos un reactante a las cubetas de varios elementos de soporte y varios colectores de tubos de Pitot paralelos pueden reunir producto de una zona periférica de cada elemento de soporte, permitiendo así que tenga lugar una reacción a través de varios elementos de soporte en paralelo.
También está previsto que el producto recogido de la periferia de un elemento de soporte pueda reutilizarse como alimentación para ese elemento de soporte. Esto es útil para procedimientos que requieren un tiempo de contacto prolongado para los reactantes. El producto puede reciclarse total o sólo parcialmente, dependiendo de los requisitos.
La referencia hecha en este documento a una superficie giratoria es a cualquier superficie o montaje continuo o discreto, plano o tridimensional, que gira aproximada o verdaderamente alrededor de un eje, y preferentemente es referencia a una superficie giratoria de revolución aproximada o verdadera. Una superficie giratoria de revolución aproximada puede comprender un eje asimétrico y/o desviación en el cuerpo superficial y/o circunferencia que crea una superficie de revolución axial o radialmente ondulante. Una superficie discreta puede ser en forma de malla, rejilla, superficie ondulada y similar.
La referencia hecha en este documento a una película que fluye sustancialmente radialmente hacia afuera como la definida anteriormente en este documento es a cualquier película fluida que pueda crearse por contacto dinámico del reactante en fase fluida y la superficie giratoria como se ha definido anteriormente en este documento, adecuadamente el reactante en fase fluida está en contacto con la superficie giratoria en uno cualquiera o más posición de la superficie y se hace fluir hacia afuera por la acción de fuerza centrífuga. Una película puede ser un anillo continuo o puede ser un arco no continuo en cualquier posición radial. El sustrato puede proveer una pluralidad de películas en contacto dinámico con una superficie giratoria como se ha definido anteriormente en este documento.
Por ejemplo, los procedimientos que requieren tiempo de contacto prolongado pueden llevarse a cabo de manera continua con el uso de una recirculación de fluido que sale en la periferia de la superficie giratoria hacia el eje de la superficie giratoria que permite pasos secuenciales de fluido a través de la superficie. En funcionamiento de régimen permanente, puede extraerse como producto una cantidad de fluido que sale de la superficie y puede devolverse por recirculación una cantidad para conversión adicional con una cantidad de alimentación de reactante nuevo.
El procedimiento de la invención como se ha definido anteriormente en este documento puede hacerse funcionar en una sola o en múltiples etapas. Un procedimiento de múltiples etapas puede comprender una primera etapa de procedimiento previo con más etapas de procedimiento posterior o enriquecimiento, y puede llevarse a cabo de manera discontinua con el uso de una sola superficie giratoria como se describió anteriormente en este documento o puede llevarse a cabo de manera continua con múltiples superficies giratorias en serie.
Pueden añadirse segundos o más reactantes al reactante de alimentación a medida que pasa de un montaje giratorio al siguiente o añadirse directamente al montaje giratorio en cualquier lugar entre el eje de rotación o la salida del montaje. En ciertos casos puede lograrse un procedimiento de etapas múltiples por adición de reactante entre el eje de rotación y la salida de un solo montaje giratorio para lograr más de una etapa de procedimiento en una sola pasada. También es posible tener diferentes zonas de la superficie giratoria a diferentes temperaturas y condiciones y tener diferentes geometrías de superficie as apropiadas a las necesidades del procedimiento.
Resultará evidente que el procedimiento de la invención puede controlarse tanto por selección de una superficie giratoria específica para el elemento de soporte y seleccionando variables de procedimiento como temperatura, velocidad de rotación, ritmo de alimentación de reactante, tiempo de conversión y similares. Por consiguiente, el procedimiento de la invención provee flexibilidad aumentada en el control de procedimiento que incluye tanto control convencional por medio de condiciones de funcionamiento, como control adicional por medio de tipo de superficie giratoria.
El aparato puede comprender además cualquier sistema de control adecuado. Tal sistema de control puede regular la temperatura o tiempo de contacto de reactantes por medio de velocidad de rotación, ritmo de alimentación de sustrato y otros parámetros de procedimiento para obtener un resultado óptimo.
El aparato, como se ha definido anteriormente en este documento, puede comprender medios para optimizar condiciones del procedimiento. Por ejemplo, pueden proveerse medios para impartir un movimiento adicional a la superficie giratoria, y de este modo al reactante. Tal movimiento podría ser en cualquier plano o pluralidad de planos deseados y preferentemente comprende vibración. Puede proveerse cualquier medio de vibración adecuado, como montaje flexible de la superficie o montaje descentrado, induciendo ambos vibración pasiva, o medios de vibración activa, como un elemento mecánico en contacto con el elemento giratorio y que vibra en una dirección paralela al eje del elemento giratorio. Preferentemente se proporciona un medio de vibración pasiva en forma de montaje descentrado del elemento de giratorio sobre su eje de rotación. Pude proveerse alternativamente vibración por un emisor ultrasónico en contacto con el elemento giratorio para vibración en cualquier plano o pluralidad de planos deseados.
La superficie giratoria puede tener cualquier forma y formación superficial para optimizar condiciones del procedimiento. Por ejemplo, la superficie giratoria puede ser generalmente plana o curvada, festoneada, ondulada o doblada. La superficie giratoria puede formar un cono o ser de forma generalmente troncocónica.
En una realización preferida, la superficie giratoria es generalmente plana y por lo general preferentemente circular. La periferia de la superficie giratoria puede formar un óvalo, rectángulo u otra forma.
En otra realización preferida, la superficie giratoria se proporciona como la superficie interior de un cono. El aparato puede comprender al menos un cono y al menos otra superficie giratoria o al menos un par de conos enfrentados colocados para permitir un procedimiento de dos etapas con uno o más reactantes suministrados a cada cono. Preferentemente, el producto sale por un cono menor (u otra superficie de rotación) en una pulverización sobre la superficie de un cono mayor (u otra superficie de rotación) por el que está rodeado al menos parcialmente y por la superficie del cual se suministra un reactante más por medios de alimentación, como se ha definido anteriormente en este documento, para permitir la mezcla del producto y el reactante sobre la superficie giratoria mayor. Preferentemente, se proporcionan medios de manera que los dos conos giran en sentido contrario. Tal disposición aumenta la mezcla y el contacto íntimo de los reactantes y reduce el tiempo de contacto físico requerido. Alternativamente, se proporcionan medios de manera que los conos giran en el mismo sentido o uno es fijo.
Se puede proporcionar una superficie giratoria de cualquier forma y formación superficial como se ha definido anteriormente en este documento con características superficiales que sirven para promover el procedimiento deseado. Por ejemplo, la superficie puede ser micro o macroperfilada, micro o macroporosa, antiadherente, por ejemplo puede tener un revestimiento antiadherente, puede ser continua o discontinua y puede comprender elementos como una malla, por ejemplo malla tejida, espuma reticulada, pellas, tela, patillas o alambres, para área superficial aumentada, efecto de fricción aumentado o reducido, flujo laminar aumentado o reducido, mezcla por corte de flujo de recirculación en dirección axial y similares.
En una realización preferida, las características de mezclado de la superficie giratoria son aumentadas por las características anteriores o similares provistas sobre o en la superficie giratoria. Estas se pueden proporcionar en cualquier disposición regular o aleatoria adecuada de rejillas, anillos concéntricos, tela de araña o diseños similares que pueda ser adecuada para una aplicación dada.
Alternativa o adicionalmente a cualquier otra característica superficial, se pueden proporcionar patillas espaciadas radialmente en forma de círculos o segmentos de círculos.
En otra realización preferida, se proporciona un revestimiento superficial poroso, que ayuda al procesamiento de ciertos reactantes. Tal revestimiento se puede proporcionar en combinación con cualquier otra de las características superficiales anteriormente mencionadas.
Las características superficiales en forma de ranuras pueden ser concéntricas o pueden ser de cualquier forma deseada espaciada radialmente. Por ejemplo, las ranuras pueden formar círculos "ondulados" o distorsionados para mezcla maximizada.
Las ranuras pueden ser de lados paralelos, o pueden tener uno o los dos lados que divergen para formar ranuras más estrechas en la base o que convergen para formar ranuras ahusadas. Preferentemente, las ranuras son más estrechas en la base para promover la mezcla.
Las ranuras pueden estar anguladas para proyectarse hacia o en dirección opuesta al eje de la superficie giratoria para aumentar o reducir el la conicidad inversa o el ahusamiento.
Se pueden proporcionar medios de transferencia de energía para la superficie giratoria o el reactante o el producto como se describió anteriormente en este documento. Por ejemplo, se pueden proporcionar medios de calentamiento para calentar el reactante, por ejemplo, como parte del medio de alimentación. Además, o alternativamente, se pueden proporcionar medios de calentamiento para calentar el elemento giratorio en forma de radiante u otros calentadores colocados sobre la cara del elemento giratorio que no comprende la superficie giratoria para conversión. Preferentemente, se proporcionan calentadores radiantes generalmente circulares espaciados radialmente.
Se puede proporcionar cualquier medio preferido de enfriamiento o de enfriamiento rápido en una posición adecuada para enfriar el sustrato que ha reaccionado. Por ejemplo, serpentines de enfriamiento o un disipador térmico pueden proveer enfriamiento por intercambio de calor, o un depósito de enfriamiento rápido pude proveer enfriamiento o terminación de reacción por mezcla íntima en el medio de recogida.
Para una mejor comprensión de la presente invención y para mostrar cómo puede llevarse a efecto, ahora se hará referencia a modo de ejemplo a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 muestra un aparato de disco rotativo en forma esquemática;
la Figura 2 muestra un disco rotativo provisto de un miembro de cizallamiento en forma de bóveda;
la Figura 3 muestra un cono rotativo con un miembro de cizallamiento de tapón;
la Figura 4 muestra un detalle de un disco rotativo que tiene una cubeta central; y
la Figura 5 muestra un detalle de un disco rotativo que tiene una cubeta anular.
La Figura 1 ilustra un aparato de disco rotativo de la presente invención. El aparato está encerrado en el recipiente (1) que tiene en su eje un eje motriz (2) que soporta un disco rotativo (3). El medio de alimentación (4) provee reactante a la superficie (5) del disco (3) alrededor de su eje (6). La rotación del disco (3) hace que el reactante fluya radialmente hacia afuera, por lo cual entra en contacto con la superficie (5) del disco rotativo (3) y forma una película (17) a través del mismo. Un miembro de cizallamiento fijo anular (18) está situado justo encima de la superficie (5) de manera que una parte basal (19) del miembro de cizallamiento (18) entra en contacto con la película (17) y aplica una fuerza de cizallamiento a la misma cuando se hace girar el disco (3). El fluido se recoge en los bordes periféricos del disco (3) por medio de la cubeta de recogida (7) y puede enfriarse rápidamente por medio de serpentines de enfriamiento (8). Una faldilla (9) impide el retroceso meniscal de fluido que contamina el mecanismo del eje motriz. Los medios de entrada (10) permiten proveer condiciones ambientales controladas, por ejemplo una atmósfera de nitrógeno. Los medios de ventilación (11) permiten la ventilación de gases atmosféricos o gases desprendidos durante el funcionamiento. Se proporcionan medios de observación por medio de ventanas (12) para observar el progreso de la conversión.
El aparato de la Figura 1 puede ponerse en marcha y hacerse funcionar como se describe más adelante en el Ejemplo 1. En el caso en que el procedimiento es una conversión exotérmica, pueden usarse serpentines de enfriamiento (8) para enfriar rápidamente el producto recogido en la cubeta (7). El disco rotativo (3) está provisto de serpentines de calentamiento (no mostrados) que pueden usarse para iniciar o mantener la conversión. El disco (3) o el recipiente del reactor (1) pueden estar provistos de una fuente de radiación, medios para aplicar un campo eléctrico o magnético y similar como se describió, en o encima de la superficie del disco (5) o en la pared del recipiente del reactor (1).
La Figura 2 muestra un disco rotativo (3) que tiene una superficie (5) y montado un eje motriz (2) que define un eje de rotación (6). Un tubo de alimentación (4) suministra reactante (15) a una cubeta central (14) (véase más adelante) desde donde el reactante (15) se derrama sobre la superficie (5) en forma de película (17). Un miembro de cizallamiento en forma de cubierta (20) que tiene una superficie basal periférica (21) está montado sobre el disco (3) de manera que, en funcionamiento, la superficie basal (21) entra en contacto con la película (17) y aplica una fuerza de cizallamiento a la misma en virtud del movimiento relativo entre la superficie basal (21) y la superficie giratoria (5). Esta fuerza de cizallamiento ayuda a promover la mezcla íntima del reactante (15). La cubierta (20) puede ser fija en relación con el disco (3), o puede estar adaptada para girar en la misma dirección u opuesta, siempre que exista movimiento relativo entre la superficie basal (21) y la superficie giratoria (5). Además, la separación entre la superficie basal (21) y la superficie giratoria (5) puede ajustarse moviendo la cubierta (20) arriba o abajo para variar la fuerza de cizallamiento aplicada a la película (17). El producto (27) es proyectado desde la superficie giratoria (5) a una parte periférica de la misma para recogida.
La Figura 3 muestra un elemento de soporte en forma de vaso (22) que tiene una superficie interna (23) con lados divergentes y montado sobre un eje motriz horizontal (24). El reactante (15) se suministra a una cubeta (14) en una zona de base del elemento de soporte (22) desde donde se derrama sobre la superficie (23) en forma de película (17) cuando se hace girar el elemento de soporte (22). Un tapón en forma de disco (25) que tiene una superficie periférica (26) complementaria a la superficie (23) está montado en el elemento de soporte (22) para entrar en contacto con la película (17) cuando se hace girar el elemento de soporte (22), aplicando así una fuerza de cizallamiento. El tapón (25) puede ser fijo o puede girar con o contra la superficie (23), siempre que exista movimiento relativo entre los dos. Moviendo el tapón de atrás adelante a lo largo del eje del eje motriz (24), puede variarse la separación entre la superficie periférica (26) y la superficie interna (23) para variar la fuerza de cizallamiento aplicada. El producto (27) es proyectado desde la superficie interior (23) hasta una parte de boca del elemento de soporte (22) para recogida.
En la Figura 4 se muestra una cubeta central situada axialmente (14) que es continua y forma un pozo situado sobre el eje de rotación (6) de la superficie giratoria (5) de un disco (3). La rotación hace que el reactante o el fluido de transferencia de calor (15) suministrado por el medio de alimentación (4) fluya hacia la pared del pozo y forme una película anular (16) dentro de la cubeta (14). La película anular (16) se derrama entonces sobre la superficie (5) del disco (3) para formar una película (17) sobre la superficie (5).
En la Figura 5, la cubeta (13) es anular y forma un canal coaxial alrededor del eje de rotación (6) del disco (3). La rotación ayudada por el perfil de la cubeta hace que el reactante o el fluido de transferencia de calor (15) fluya dentro de la cubeta (13) y hacia la pared de la misma y forme una película anular (16) dentro de la cubeta (13) antes de derramarse sobre la superficie (5) del disco (3) en forma de película (17).
Ejemplo 1 Polimerización de etileno usando un disco revestido de catalizador
Se revistió con catalizador Phillips la superficie de un aparato de disco rotativo como se describió anteriormente en este documento. El disco revestido fue montado en un aparato de disco rotativo.
El aparato de disco rotativo usado se muestra en forma esquemática en la Figura 1. Siendo los principales componentes de interés:
i) Disco superior - Un disco liso de latón de 17 mm de grosor y 500 mm de diámetro capaz de girar alrededor de un eje vertical.
ii) Distribuidor de líquido - Un tubo circular de cobre de 100 mm de diámetro, colocado concéntricamente sobre el disco, pulverizó fluido verticalmente sobre la superficie del disco desde 50 orificios espaciados uniformemente en la parte inferior. El caudal fue controlado manualmente por una válvula y monitorizado usando un rotámetro de flotador de acero inoxidable, de tamaño de métrica 18. Un caudal de fluido típico fue 31,3 cc/s.
iii) Motor - Se usó un motor de corriente continua de velocidad variable capaz de girar a 3000 rpm. La velocidad de giro se varió usando un controlador digital calibrado para velocidades de disco entre 0 y 1000 rpm. Una velocidad de giro típica fue 50 rpm.
iv) Calentadores radiantes - 3 calentadores radiantes (cada uno compuesto de dos elementos) igualmente espaciados debajo del disco proveyeron calor al disco. La temperatura se varió usando un controlador de temperatura para cada calentador. Cada temperatura de calentador pudo controlarse hasta 400ºC. Se usaron reguladores de triac para controlar la velocidad de respuesta del controlador. (Estos permanecieron en ajuste 10 durante todas las pruebas).
v) Termopares y escáner de datos - 16 termopares de tipo K incrustados en el disco superior dieron una indicación del perfil de temperatura superficial a lo largo del radio del disco. Los termopares con numeración impar del 1 al 15 inclusive fueron incrustados desde debajo del disco a 3 mm de distancia de la superficie del disco superior. Los termopares de numeración par del 2 al 16 inclusive fueron incrustados desde debajo del disco a 10 mm de distancia de la superficie del disco superior. Cada par de termopares, es decir, 1 y 2, 3 y 4, 5 y 6, etc., fueron incrustados de manera adyacente a distancias radiales de 85 mm, 95 mm, 110 mm, 128 mm, 150 mm, 175 mm, 205 mm y 245 mm respectivamente (véase Figura 3). Los termopares fueron conectados al escáner de datos que transmitió y registró los datos en el ordenador a intervalos fijos usando el paquete de software de configuración y monitorización DALITE.
vi) Termopar manual - Se usó un termopar manual de tipo K para medir la temperatura de fluido en masa sobre la parte superior del disco.
Se usó la instalación de prueba en dos disposiciones. En una disposición, se añadió alimentación constantemente y el producto calentado fue enviado a la cubeta de recogida. En una disposición alternativa se montó la instalación de prueba con una recirculación.
Se puso en marcha el aparato de disco rotativo de la Figura 1 y se ajustó la temperatura y velocidad de giro. Cuando se alcanzó el régimen permanente se suministró etileno gaseoso en el eje de la superficie giratoria del disco revestido de catalizador. Se sacó el producto en la cubeta de recogida en la periferia del disco. El análisis reveló que el producto era polietileno de alta calidad.
A partir de lo anterior son evidentes más ventajas de la invención.

Claims (33)

1. Un aparato reactor que incluye un elemento de soporte (3) adaptado para ser giratorio alrededor de un eje (6), teniendo el elemento de soporte (3) una superficie (5) con una periferia y medios de alimentación (4) asociados con ella para suministrar al menos un reactante (15) a la superficie (5) de manera que, tras rotación de la superficie (5), el reactante (15) fluye libremente, únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie (5), a través de la superficie (5) como una película delgada (17) y es proyectado desde la periferia de la misma, caracterizado porque la superficie (5) es sustancialmente plana y porque además se provee un miembro de cizallamiento (20) formado como superficie basal periférica de una bóveda o cubierta o miembro cilíndrico o tubular, estando dispuesto el miembro de cizallamiento muy próximo, pero no montado sobre la superficie (5) para, durante el uso, entrar en contacto con la película delgada (17) sólo donde pasa entre la superficie basal periférica y la superficie (5) y no en otros lugares sobre la superficie (5), y para impartir una fuerza de cizallamiento al reactante (15) sobre la superficie (5) cuando se hace girar el elemento de soporte (3).
2. Un aparato reactor que incluye un elemento de soporte (22) adaptado para ser giratorio alrededor de un eje (6), teniendo el elemento de soporte (22) una superficie (23) con una periferia y medios de alimentación (4) asociados con ella para suministrar al menos un reactante (15) a la superficie (23) de manera que, tras girar la superficie (23), el reactante (15) fluye libremente, únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie (23), a través de la superficie (23) como una película delgada (17) y es proyectado desde la periferia de la misma, caracterizado porque la superficie (23) está formada como superficie interior (23) de un elemento de soporte (22) en forma de cono y porque además se provee un miembro de cizallamiento (25) que está dispuesto muy próximo, pero no montado sobre la superficie (23) para, durante el uso, entrar en contacto con la película delgada (17) sólo donde pasa entre el miembro de cizallamiento (25) y la superficie (23) y no en otros lugares sobre la superficie, y para impartir una fuerza de cizallamiento al reactante (15) sobre la superficie (23) cuando se hace girar el elemento de soporte (22).
3. Un reactor según la reivindicación 2, en el que la superficie interior (23) del elemento de soporte (22) tiene una sección transversal sustancialmente circular cuando se secciona a lo largo de un plano sustancialmente perpendicular al eje de rotación (6).
4. Un reactor según la reivindicación 2 ó 3, en el que el miembro de cizallamiento (25) comprende un tapón (25) que tiene una superficie circunferencial (26) conformada de manera que, cuando el tapón (25) está montado coaxialmente y al menos parcialmente dentro del elemento de soporte (22), la superficie circunferencial (26) entra en contacto con el reactante (15) sobre la superficie interior (23) del elemento de soporte (22) cuando el reactor está en uso mientras que permite que el elemento de soporte (22) gire libremente.
5. Un reactor según la reivindicación 4, en el que el tapón (25) es generalmente en forma de disco.
6. Un reactor según la reivindicación 4, en el que el tapón (25) es en forma de cono, bóveda o cubierta.
7. Un reactor según cualquier reivindicación precedente, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) es ajustable para variar su separación de la superficie (5, 23) del elemento de soporte (3, 22).
8. Un reactor según cualquier reivindicación precedente, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) se mantiene fijo durante la rotación del elemento de soporte (3, 22).
9. Un reactor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) está adaptado, durante el uso, para girar en una dirección opuesta al elemento de soporte (3, 22).
10. Un reactor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) está adaptado, durante el uso, para girar en la misma dirección que el elemento de soporte (3, 22) pero a una velocidad de giro diferente.
11. Un reactor según la reivindicación 9 ó 10 que dependen de la reivindicación 1, en el que el miembro de cizallamiento (20) tiene un eje de rotación que está descentrado del eje de rotación (6) del elemento de soporte (3).
12. Un reactor según cualquier reivindicación precedente, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) está revestido o provisto de otro modo de un catalizador heterogéneo.
13. Un reactor según cualquier reivindicación precedente, en el que una superficie (21, 26) del miembro de cizallamiento (20, 25) que, durante el uso, entra en contacto con el reactante (15), es sustancialmente lisa.
14. Un reactor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que una superficie (21, 26) del miembro de cizallamiento (20, 25) que, durante el uso, entra en contacto con el reactante (15), está provista de discontinuidades que aumentan su área superficial.
15. Un reactor según la reivindicación 14, en el que las discontinuidades comprenden una malla, rejilla u ondulaciones.
16. Un reactor según cualquier reivindicación precedente, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) está provisto de medios de control de temperatura.
17. Un procedimiento de mezcla o para hacer reaccionar al menos un reactante (15) que usa un aparato reactor que incluye un elemento de soporte (3, 22) que gira alrededor de un eje (6), teniendo el elemento de soporte (3, 22) una superficie (5, 23) con una periferia y medios de alimentación (4) asociados con ella para suministrar el reactante (15) a la superficie (5, 23), incluyendo además el aparato reactor un miembro de cizallamiento (20, 25) que está dispuesto muy próximo a, pero no montado en la superficie (5, 23); caracterizado porque el miembro de cizallamiento (20, 25) está dispuesto muy próximo sólo a ciertas partes predeterminadas de la superficie (5, 23) pero no a otras partes de la superficie (5, 23), y porque el reactante (15) fluye libremente a través de las otras partes de la superficie (5, 23), únicamente por medio de fuerza centrífuga generada por rotación de la superficie (5, 23), como película delgada ondulada (17), y es proyectado desde la periferia de la misma, y porque el miembro de cizallamiento (20, 25) entra en contacto con la película delgada (17) mientras pasa por las ciertas partes predeterminadas de la superficie (5, 23) e imparte una fuerza de cizallamiento a la película delgada (17).
18. Un procedimiento según la reivindicación 17, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25)
comprende una bóveda o cubierta (20) que tiene una superficie basal periférica (21) que entra en contacto con la película delgada (17).
19. Un procedimiento según la reivindicación 17, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) comprende un miembro cilíndrico o tubular que tiene una superficie basal periférica que entra en contacto con la película delgada (17).
20. Un procedimiento según la reivindicación 17, en el que la superficie (5, 23) está formada como una superficie interior (23) de un elemento de soporte (22) en forma de cono, bóveda o cubierta.
21. Un procedimiento según la reivindicación 20, en el que la superficie interior (23) del elemento de soporte (22) tiene una sección transversal sustancialmente circular, cuando se secciona a lo largo de un plano que es sustancialmente perpendicular al eje de rotación (6).
22. Un procedimiento según la reivindicación 20 ó 21, en el que el miembro de cizallamiento (25) comprende un tapón (25) que tiene una superficie circunferencial (26) conformada de manera que, cuando el tapón (25) está montado coaxialmente y al menos parcialmente dentro del elemento de soporte (22), la superficie circunferencial (26) entra en contacto con la película delgada (17) sobre la superficie interior (23) del elemento de soporte (22) mientras que permite que el elemento de soporte (22) gire libremente.
23. Un procedimiento según la reivindicación 22, en el que el tapón (25) es generalmente en forma de disco.
24. Un procedimiento según la reivindicación 22, en el que el tapón (25) es en forma de cono, bóveda o cubierta.
25. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) es ajustable para variar su separación de la superficie (5, 23) del elemento de soporte (3, 22).
26. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) se mantiene fijo durante la rotación del elemento de soporte (3, 22).
27. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) gira en una dirección opuesta al elemento de soporte (3, 22).
28. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) gira en la misma dirección que el elemento de soporte (3, 22) pero a una velocidad de giro diferente.
29. Un procedimiento según la reivindicación 27 ó 28 cuando dependa de una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) tiene un eje de rotación que está descentrado del eje de rotación (6) del elemento de soporte (3, 22).
30. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 29, en el que el miembro de cizallamiento (20, 25) está revestido o provisto de cualquier otro modo de un catalizador heterogéneo.
31. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 30, en el que una superficie (21, 26) del miembro de cizallamiento (20, 25) que entra en contacto con la película delgada (17) es sustancialmente lisa.
32. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 30, en el que una superficie (21, 26) del elemento de cizallamiento (20, 25) que entra en contacto con la película delgada (17) está provista de discontinuidades que aumentan su área superficial.
33. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 32, en el que una temperatura del miembro de cizallamiento (20, 25) está controlada por medios de control de temperatura.
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