ES2257249T3 - Procedimiento para la realizacion de una reaccion multifase segun el principio de contracorriente de una fase liquida y gaseosa y dispositivo para la realizacion del procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la realización de una reacción multifase en un reactor de tubo que trabaja según el principio de contracorriente, que está previsto sin o con piezas añadidas que aumentan las superficies límites de reacción, y en el que se hacen reaccionar componentes de una fase líquida, que fluye en el reactor de tubo como película de flujo hacia abajo y componentes de una fase gaseosa continua que fluye en el reactor de tubo hacia arriba para el intercambio de materiales, caracterizado porque la fase gaseosa se pulsa por la reducción de la presión temporal repetida en el suministro de gas en el reactor de tubo y/o la elevación de la presión temporal repetida en la desviación del gas del reactor de tubo, de tal manera que se contrarresta un crecimiento del grosor de la película de flujo y un atasco de la fase líquida.

Description

Procedimiento para la realización de una reacción multifase según el principio de contracorriente de una fase líquida y gaseosa y dispositivo para la realización

La invención se refiere a un procedimiento para la realización de una reacción multifase según el principio de contracorriente de una fase líquida y gaseosa según el preámbulo de la reivindicación 1 y a un dispositivo para la realización del procedimiento.

En química, habitualmente se tiene el objetivo de realizar reacciones multifase en forma de operaciones de separación, y en particular, reacciones químicas en sistemas multifase. En este caso es decisiva la velocidad de transferencia de fase de los componentes que se han de separar o de los componentes que se han de hacer reaccionar de las fases correspondientes. De un modo conocido, la velocidad de la reacción se puede aumentar considerablemente debido al hecho de que se aumenten las superficies que están en contacto de las fases correspondientes. Este aumento se puede realizar mediante una mezcla intensiva de las fases entre sí. Adicionalmente, se conoce que las reacciones multifase, en particular con una conducción continuada del proceso en contracorriente, pueden realizarse de un modo particularmente eficiente y rápido. Tal y como se indica más adelante, sin embargo, precisamente al usar el principio de contracorriente se producen habitualmente problemas graves, de manera que también se trabaja según el principio de corriente paralela.

Un problema especial de la reacción multifase lo representan las reacciones de gas-líquido o de gas-sólido, y esto es así sobre todo cuando en un gas portador se han de hacer reaccionar componentes gaseosos sueltos con componentes sueltos en fases líquidas, emulsionados o suspendidos. Como consecuencia de las diferencias extremadamente elevadas de la densidad de masa de los gases por un lado y de los líquido o sólidos, por otro, (a presión normal se produce una relación de aprox. 1:1000 y superior), se han de poner en contacto enormes volúmenes de gas con volúmenes de líquido relativamente reducidos, que dado el caso contienen sólidos.

Adicionalmente, en las reacciones multifase de gas-líquido habitualmente no se hacen reaccionar líquidos homogéneos, sino mezclas de líquidos. El comportamiento de la corriente de este tipo de mezclas es extremadamente complicado, en particular cuando éstos están presentes como emulsiones. De esta manera, por ejemplo, los efectos de superficie pueden llevar a una disociación parcial de la emulsión. Por medio de diferentes características que reducen las velocidades de flujo como, por ejemplo, diferencias de las viscosidades de los líquidos y/o diferencias en la fuerza de adhesión de los líquidos a las superficies del reactor, se pueden ocasionar perturbaciones en la realización de las reacciones multifase gas-líquido.

La complejidad de las reacciones multifase gas-líquido y del comportamiento físico-químico de los componentes correspondientes es particularmente elevada en una fase líquida compuesta de modo heterogéneo, de manera que prácticamente no es posible un cálculo previo de su comportamiento de flujo en los reactores. Se hace referencia al hecho, por ejemplo, de que incluso en el caso de dos fases que no se puedan mezclar entre sí pueden aparecer ya dos tipos de emulsiones: fase 1 en fase 2 y fase 2 en fase 1. El comportamiento de flujo, la viscosidad, la fuerza de adhesión y otras características físico-químicas de los diferentes tipos de emulsión pueden presentar diferencias considerables, de manera que en la reacción química pueden modificar el comportamiento de flujo de la fase líquida en el reactor. Adicionalmente, por ejemplo, los efectos de superficie pueden llevar a una disociación parcial de la
emulsión.

Entre la pluralidad de posibilidades que existen para aumentar la eficiencia y la velocidad de las reacciones con o dentro de mezclas de fase, se hace referencia a la realización de las reacciones por pulverización de líquidos (soluciones, emulsiones y suspensiones) en el gas de reacción y, en particular, a la realización de las reacciones en reactores de tubo con piezas para el aumento de las superficies.

En la realización de reacciones multifase gas-líquido en reactores de tubo según el principio de contracorriente se trabaja normalmente con un líquido que fluye de modo descendente en forma de una película de líquido que cae libremente, la denominada película de caída, y gas que fluye de modo ascendente. En este caso, la fase gaseosa representa tanto en reactores no cargados como en reactores cargados en todo momento una fase continua, y se mueve a través del reactor aproximadamente en forma de una corriente de tapón. En particular, en el caso de velocidades de corriente elevadas de una o de las dos fases, y con ello, especialmente también en el caso de una diferencia muy grande en flujo volumétrico de gas y líquido, aparece en este tipo de reactores un problema principal considerable. De este modo, en la ozonización de ácidos grasos insaturados explicada más abajo, la velocidad de la corriente de gas se ha de ajustar a valores considerablemente mayores que la velocidad del líquido. Las cantidades de gas que fluyen en sentido contrario al líquido reducen la velocidad de salida del líquido por medio de las fuerzas de fricción. Debido a ello, en particular en reactores con piezas añadidas, tal y como se conoce, puede suceder que en el reactor se origine un bloqueo de la salida que se construya en el mismo para los líquidos, que impida el funcionamiento sin perturbaciones del reactor (el reactor "se ahoga"). El límite de la velocidad correspondiente del gas o del líquido con el que se produce este fenómeno de la inundación se denomina también como punto de inundación. El funcionamiento estacionario en contracorriente no es posible por encima del punto de inundación. Puesto que se ha de trabajar por debajo de las velocidades con las que se produce una inundación, en muchas reacciones, y precisamente también en la ozonización, los caudales posibles de los reactores son demasiado reducidos.

Por las razones mencionadas, habitualmente se emplea un reactor que se opera en flujo paralelo. En la conducción de la reacción en flujo paralelo, la fase gaseosa (gas portador y componentes reactivos gaseosos) y la fase líquida fluyen en la misma dirección. En el empleo estequiómetrico de los reactivos se ha de especificar generalmente, como consecuencia de la gran diferencia de densidad, un flujo volumétrico mucho mayor para el gas en comparación con el líquido, y con ello una velocidad de corriente considerablemente mayor del gas. Mediante las fuerzas de fricción en la superficie límite entre el gas y el líquido se incrementa la velocidad de corriente de la fase líquida. Esto hace posible que se puedan usar incluso aquellas piezas añadidas en el reactor que elevan la resistencia a la corriente, y con ello reducen la velocidad de flujo, y que aumentan las superficies, a través de las cuales no se produciría un flujo en contracorriente.

La desventaja del empleo del principio de flujo paralelo, sin embargo, es que el tiempo de espera del gas, y con ello, de los reactivos gaseosos en el reactor, como consecuencia de la elevada velocidad de la corriente, es relativamente breve. Adicionalmente, en el caso de los reactores de flujo paralelo se da una distribución de temperatura y de concentración de los reactivos inadecuada a lo largo de la longitud del reactor. En la entrada al reactor, tanto la fase líquida como la fase gaseosa tienen concentraciones elevadas respecto a los reactivos, si bien tienen en el transcurso de las dos fases concentraciones muy bajas. A partir de ello resulta, por ejemplo, en el caso de reacciones exotérmicas, un desarrollo de calor elevado y, con ello, un intercambio de materias elevado en la entrada de los componentes al reactor, y en la salida un desarrollo de calor reducido, y con ello una reacción menor. Para conseguir, a pesar de ello, una reacción completa, se conectan, por ejemplo, varios reactores de flujo paralelo en corriente cruzada, para aproximarse al principio de contracorriente.

En un proceso conducido realmente en contracorriente, por el contrario, de modo condicionado por el principio, la reacción de producto está distribuida uniformemente a lo largo de la longitud del reactor. Una reacción completa de los reactivos se puede realizar en este tipo de conducción del proceso de un modo mucho más fácil. Del mismo modo, el control del proceso también se puede realizar de una manera fundamentalmente más fácil en reacciones exotérmicas. Un ejemplo para reacciones multifase de gas-líquido conocidas desde hace mucho tiempo y realizadas a escala industrial, en el que se dan los problemas explicados anteriormente, son las ozonólisis mencionadas ya anteriormente de uniones orgánicas insaturadas con ozono en oxígeno o aire, y la disociación oxidativa posterior de los ozónidos que se producen en la ozonólisis con oxígeno o aire. La ozonólisis de más importancia industrialmente, con seguridad, se emplea en la disociación oxidativa del ácido oleico por medio de ozono y oxígeno. En este caso, se hace reaccionar ácido oleico en presencia de ácido pelargónico y agua con una mezcla de ozono/oxígeno o ozono-aire, en primer lugar, en ozónido de ácido oleico en una columna de reacción, dado el caso, con piezas añadidas correspondientes, y a continuación se disocia el ozónido originado en un segundo reactor en los ácidos carbónicos correspondientes, o se sigue oxidando.

Aunque el principio químico de la reacción es muy sencillo y se conoce desde hace mucho tiempo, su realización técnica es muy exigente como consecuencia de las razones ya conocidas. Se trata de un sistema en el que dos líquidos que no se pueden mezclar entre sí, agua y ácido orgánico, se han de hacer reaccionar como gas con diferencias muy grandes referidas al volumen de corriente de gas y de líquido. El ozónido de ácido oleico que se origina tiene fundamentalmente otras características físico-químicas (por ejemplo relativas a la fuerza de adhesión, viscosidad, solubilidad, polaridad, punto de fusión, características de emulsión) que los ácidos oleicos. Por esta razón, entre otras cosas, en la ozonólisis técnica del ácido oleico se añade un segundo ácido graso no reactivo, el ácido pelargónico. El ácido pelargónico sirve adicionalmente después de la reacción del ácido oleico al ozónido como disolvente para el ozónido. Para poder extraer el calor de reacción, se añade adicionalmente agua. La reacción se conduce de tal manera que el tono térmico de la reacción, por un lado, se absorbe por medio de la capacidad térmica de la solución de la reacción incluyendo el agua, y por otro lado, ante todo, por medio de la energía de evaporación, que se extrae de la mezcla de reacción en la evaporación de la fase líquida, y especialmente del agua hasta la saturación de vapor del gas que fluye, que en primer lugar está seco.

Estas razones llevaban a que para la ozonólisis del ácido oleico se desarrollara la disposición de reactores en corriente cruzada mencionada con varios reactores de tubo operados en flujo paralelo. En caso de que la ozonólisis se realice en un reactor que trabaja según el principio de contracorriente, entonces éste se opera con menores velocidades de corriente de las fases, y como consecuencia de ello, para la consecución de un intercambio de materias digno de mención tiene un volumen del reactor correspondientemente grande o unas medidas grandes del reactor.

Además de la posibilidad descrita de realizar una reacción de gas-líquido en contracorriente de las dos fases, también se pueden realizar reacciones de gas-líquido en reactores de soplado. En estos reactores, la fase líquida llena como la fase continua la mayor parte del volumen del reactor, por ejemplo en forma de una columna de líquido alimentada desde arriba, y la fase gaseosa discontinua burbujea desde abajo a través de la columna de líquido. En el caso de reacciones críticas multifase, que para la reacción estequiómetrica han de trabajar con cantidades de gas relativamente elevadas, esto condiciona tiempos de espera inaceptablemente prolongados del líquido en el reactor de columna de soplado. Cuando, adicionalmente, como en la ozonización comentada anteriormente de ácidos grasos insaturados, el producto de la reacción es explosivo, se excluye este tipo de reactor por razones de seguridad.

Adicionalmente, en los reactores de soplado se produce el problema de que las burbujas de gas se unen a lo largo de la longitud del reactor formando burbujas de gas cada vez mayores y, de esta manera, la conversión de reacción disminuye hacia la cabeza del reactor. Para tratar esto, del documento CH 507 734 A se conoce generar una columna de burbujas de varias etapas debido a que la columna de burbujas se interrumpe por medio de bloqueos del gas de poros finos, y de esta manera el interior del reactor contiene varias columnas de burbujas conectadas una tras otra. Una válvula de entrada de gas en el suelo del reactor se conecta y se desconecta durante el funcionamiento conjuntamente o intercambiándose con una válvula de salida del gas en la cabeza del reactor. Lo mismo sucede para las válvulas de líquido en el extremo superior e inferior del reactor. Las burbujas de gas que suben se unen bajo los bloqueos de gas para formar una almohada de gas, que es presionada a continuación por medio de golpes de presión periódicos para que pase a través de los bloqueos de gas situados por encima, debido a lo cual se vuelve a dispersar la fase gaseosa. Los golpes de presión del gas desde abajo y del líquido desde arriba, que actúan sobre el contenido de la columna, se generan, aparte de otra serie de medidas alternativas, por medio de una abertura y un cierre alternantes de las dos válvulas de control para la fase gaseosa y de las dos válvulas de control para la fase líquida.

La invención se basa en el objetivo de crear, partiendo de las características del preámbulo de la reivindicación 1, un procedimiento que haga posible una realización mejorada de las reacciones multifase según el principio de contracorriente, incluso en el caso de combinaciones de fase críticas. Adicionalmente se ha de crear un dispositivo para la realización del procedimiento. Este objetivo se alcanza por medio del objeto de las reivindicaciones independientes 1 u 11. Variantes ventajosas están definidas en las reivindicaciones dependientes.

La invención se refiere, en contraposición a los procedimientos que trabajan por lotes, a un procedimiento para la realización de una reacción multifase en un reactor de tubo operado de modo continuado que trabaja según el principio de la contracorriente. Esto no significa que el suministro de una o de las dos fases no pueda ser modulado también, y en caso de que sea necesario, pueda ser interrumpido brevemente.

De este modo, los inventores constataron sorprendentemente que podían operar el reactor de tubo que trabaja de modo continuo en contracorriente con una fase líquida que fluía hacia abajo como una película de flujo continuando perfectamente con presiones de fase gaseosa elevadas, y como consecuencia también tanto con velocidades de flujo de la fase gaseosa como con velocidades de flujo de la fase líquida elevadas hasta tal punto, que en un reactor con piezas añadidas, sin la pulsación conforme a la invención de la fase gaseosa ya después de pocos minutos se habría producido un atasco de la fase gaseosa. Ya sólo por medio de una reducción temporal repetida de la presión en la alimentación de gas fue posible contrarrestar de manera satisfactoria un atasco de la fase líquida y un crecimiento del grosor de la película de flujo. Esto se puede provocar alternativamente, o también adicionalmente, por medio de un incremento de la presión en la desviación del gas que sale del reactor de tubo. A pesar de las velocidades elevadas de la fase de gas continuada y pulsante y de la fase líquida suministrable de modo continuo, se puede conseguir de esta manera en el reactor con y también sin piezas añadidas una reacción estable del reactor con un resultado de reacción y con caudales excelentes, como sólo se pueden conseguir, en otro caso, con reactores de flujo paralelo, por ejemplo, con una sección transversal mucho mayor y con tiempos de reacción más prolongados. De modo manifiesto, por medio de la pulsación conforme a la invención de la fase gaseosa continua se puede aumentar el punto de
inundación.

En un reactor sin piezas añadidas que ocasionen puntos de atasco, por medio de la misma medida se puede hacer frente a un crecimiento repetido de la película de flujo de la fase líquida sobre la pared del tubo en la región para la reacción de valores no aceptables e incluso críticos (con los que, en el caso extremo, se llega a una rotura de la película de flujo en el tubo del reactor). En este caso se produce adicionalmente la ventaja de que por medio del crecimiento y el decrecimiento repetido del grosor de la película de flujo aparece un aumento de la superficie de la película de flujo, y con ello de la superficie de reacción a lo largo de la longitud del tubo. La superficie de la película de flujo adopta un perfil en forma ondulada, desplazándose en sí misma la fase líquida en la película de flujo de modo ventajoso, y poniéndose así en contacto diferentes regiones de la fase líquida en el perfil de la película con la fase de gas. Por medio de la elevación renovada en todo momento de la presión de la fase de gas se evita por lo demás también una reducción de la película de flujo a valores demasiado reducidos.

Por medio del descenso temporal de la presión en la fase gaseosa desde abajo (o aumento de la presión desde arriba), se evita temporalmente el movimiento de contracorriente de la fase gaseosa, de manera que la fase gaseosa llega al menos a una situación de reposo. Sin embargo, según la invención, preferentemente incluso se invierte la dirección de la corriente de la fase gaseosa. Debido a ello, de un modo sorprendente, no se perturba el funcionamiento continuo y estable del reactor sino que, por el contrario, se impulsa de modo demostrable la conversión de reacción. Una razón para ello puede ser que la fase gaseosa, por medio de su movimiento de elevación a lo largo de tiempos de contacto prolongados y superficies de intercambio de fase aumentadas puede reaccionar con la fase líquida. Este efecto positivo del incremento de la conversión de reacción, por el contrario, no se puede conseguir por medio de que el suministro de gas únicamente se conecte y se desconecte mediante una válvula.

Adicionalmente, se podría conseguir un incremento adicional de la conversión de reacción debido al hecho de que la presión de la fase gaseosa no sólo se redujera temporalmente de manera repetida, sino que se aumentara y se redujera periódicamente de tal manera que en el reactor de tubo apareciera una oscilación de gas por medio de la presión de gas pulsada de esta manera. Por medio de la oscilación de gas generada con un movimiento temporal de la fase de gas en sentido contrario a la dirección de contracorriente deseada de por sí, tal y como se ha indicado anteriormente, se impulsa la conversión de reacción.

La fase líquida se mezcla adicionalmente de modo ventajoso asimismo por las turbulencias generadas por medio de la elevación del gas repetida, dado el caso, periódica. Esto lleva a un incremento del potencial de intercambio de materias por volumen de reacción. Adicionalmente, ya incluso en el caso de estructuras de malla fina, se vuelven a liberar las regiones a las que se ha añadido el líquido por medio de la oscilación del gas. Debido a ello se pueden emplear en el reactor de contracorriente, según la invención, estructuras de malla fina comprimidas densamente.

Una ventaja especial reside en el hecho de que se puede trabajar con una velocidad de flujo de gas muy elevada, lo cual representa una ventaja decisiva para reacciones químicas que requieren relaciones estequiómetricas como la ozonólisis oxidativa de dos etapas de ácidos grasos insaturados. Como consecuencia de la mejor tasa de reacción también se puede trabajar con cantidades de flujo elevadas con concentraciones de ozono muy elevadas. La adición de agua se puede aumentar considerablemente sin una limitación demasiado ajustada a través del resto de partes constituyentes de la fase líquida.

Incluso cuando las corrientes de materiales suministradas al reactor de tubo operado en contracorriente se mantienen en valores tan reducidos que no se produciría un atasco de la fase líquida por la pulsación conforme a la invención de la fase gaseosa es posible incrementar considerablemente la conversión de reacción respecto al no uso de esta característica de un modo considerable, y llegar al aprovechamiento de las ventajas mencionadas como el trabajo con una concentración de ozono elevada. En el reactor de tubo vacío, se obtienen el aumento de la superficie y el desplazamiento de la capa de la película de flujo ventajosos explicados, y con piezas añadidas, o con el reactor lleno se obtienen las ventajas ya explicadas para ello. Con ello, también aquí se pueden conseguir en comparación con la reacción en contracorriente realizada de modo clásico, un caudal de materiales claramente mayor con una geometría dada del reactor, y un aumento considerable de la superficie límite entre la fase líquida y la fase gaseosa, y con ello un incremento considerable de la penetración de la superficie límite de los componentes de reacción gaseosos. Las emulsiones dentro de la fase líquida o las emulsiones que se originan durante la reacción se pueden hacer reaccionar de un modo considerablemente más efectivo que sin oscilación de gas. Además, también en este tipo de procedimiento conforme a la invención, se evitan los volúmenes muertos referidos a la corriente de materiales en la columna de reacción, que en otro caso representarían un problema considerable, que son ventajosos especialmente en el caso de suspensiones. Adicionalmente se contrarresta de modo satisfactorio una descomposición de las emulsiones.

La oscilación de la fase gaseosa aplicada según la invención también se puede aplicar por lo demás, de modo ventajoso, en reactores operados en flujo paralelo y en reactores de flujo paralelo conectados en corriente cruzada. Ésta puede conseguir ventajas especiales en este caso en la conversión de suspensiones que tienden a la sedimentación, como por ejemplo en el caso de la hidrogenación catalítica con níquel de Ranay como catalizador e hidrógeno como gas.

Según la invención es posible que la corriente de materiales de la fase líquida en el reactor de contracorriente integrada a lo largo del periodo de la reacción referida a la cantidad que fluye se corresponda con la característica de una reacción conducida en flujo paralelo, aunque presente referida a los fenómenos de transferencia de fase y al transcurso de la reacción química la característica de una reacción conducida en contracorriente.

Preferentemente, según la invención se evitan atascos de la fase líquida. En cualquier caso se modifica la presión de la fase gaseosa de modo pulsante, tal y como se indica en la reivindicación 1, al menos siempre que se produzca un atasco de la fase líquida o un crecimiento inaceptable del grosor de la película de flujo. La variación de presión temporal se ajusta entonces de tal manera que la fase líquida atascada se escapa por medio de una reducción de presión relativa resultante por debajo del punto de atasco, o el grosor de la película de flujo se reduce por medio de una reducción resultante de la velocidad de la fase gaseosa a un valor deseado. En caso de que se desee, de esta manera, el reactor puede presentar a corto plazo incluso puntos de atasco locales sin que su funcionamiento se haga discontinuo. Con otras palabras, según la invención se puede hacer frente al fenómeno conocido de la inundación en reactores de cuerpos de llenado de gas-líquido con fase gaseosa continua y película líquida de caída. El comportamiento de la corriente de las dos fases se puede ver aproximadamente como una corriente de tapón.

Las oscilaciones periódicas del gas guiado a contracorriente inducen también en la fase líquida y respecto al gas mismo una mezcla fundamentalmente mayor que en la conducción del mismo proceso a contracorriente sin oscilación periódica. La introducción de una oscilación periódica también se usa ya hasta el momento, ciertamente, en percoladores de contracorriente de líquido-líquido. Sin embargo, a diferencia de las reacciones multifase de gas-líquido, en este caso las dos fases oscilan forzosamente de modo síncrono, y las relaciones de corriente no son comparables en principio.

En comparación con las disposiciones de corriente cruzada con al menos dos reactores de flujo paralelo conectados en corriente cruzada, el sólo un reactor de tubo a contracorriente conforme a la invención se puede recortar, a pesar de lo cual trae consigo una mejor reacción. En comparación con los reactores de tubo a contracorriente operados convencionalmente, el reactor conforme a la invención, con el mismo caudal y con el mismo intercambio de masas se puede conformar más estrecho.

Para realizar la reacción de gas-líquido conducida en contracorriente conforme a la invención se emplean preferentemente reactores de tubo cilíndricos, ya que en su geometría se puede emplear y optimizar de un modo sencillo el principio de la invención. El principio de la invención se puede emplear tanto en reactores de tubo sin las piezas añadidas que incrementan la resistencia a la corriente (reactores de tubos de película delgada / tubo liso), como en reactores de tubo con piezas añadidas que incrementan las superficies límite de reacción, y con ello también la resistencia a la corriente, y de esta manera amortiguan las oscilaciones de gas conforme a la invención. En este caso puede haber tanto columnas cargadas de modo unitario como, preferentemente, diferentes resistencias a la corriente superpuestas de modo variable, y zonas que inducen diferentes corrientes de las fases en las piezas añadidas. En particular, en el caso de estas últimas, se ocasionan las ventajas del principio de contracorriente conforme a la invención.

Todas las características conocidas para el experto, como la actividad catalítica o la polaridad de las superficies, la electrostática, los fenómenos de transporte, los efectos electrónicos, los efectos magnéticos, los efectos de campo de las superficies usadas que se emplean en las piezas añadidas para el aumento de las superficies, se pueden usar en el procedimiento conforme a la invención. Estas piezas añadidas pueden ser, por ejemplo, macizas o pueden estar aplicadas como recubrimientos resistentes al desgaste.

La amplitud y la frecuencia de las modificaciones repetidas de presión de la amplitud, así como de las oscilaciones de presión inducidas pueden ser adaptadas por el experto a su geometría del reactor correspondiente y a las características de los materiales (en particular a las viscosidades) de su sistema. Para la característica de la oscilación se consideran patrones de oscilación simétricos o asimétricos, sinusoidales, triangulares, de diente de sierra, rectangulares, en escalera, combinados y/o superpuestos, con varias frecuencias y características, oscilaciones superpuestas, por ejemplo para la generación de una ruptura adecuada de la película de líquido. Adicionalmente, se puede generar una modulación de amplitud de la oscilación de presión prefijada con una frecuencia mayor respecto a la frecuencia de la oscilación de presión.

Las medidas que se han de adoptar en el dispositivo conforme a la invención para la realización del procedimiento conforme a la invención se pueden realizar, en comparación con los reactores de contracorriente convencionales, con un coste técnico adicional reducido. En principio, es suficiente con un único dispositivo de modificación de la presión en forma de un émbolo o de una membrana en la región del suministro de fases de gas en el extremo inferior del reactor, con el que se consiguen las reducciones temporales de la presión. Se ha mostrado como algo ventajoso, en contraposición a esto, el hecho de ocasionar la reducción de presión en la región inferior del reactor o el aumento de presión en la región superior del reactor con ayuda de una columna de líquido oscilante controlada por
presión.

También podrían estar previstos dispositivos adicionales de modificación de la presión del gas a lo largo del reactor de tubo, que se emplearan de modo conforme a la invención. También se puede dar salida a una columna de fase líquida atascada con la ayuda de un derivador con válvula, ocasionando con la abertura de la válvula una compensación de presión de la fase gaseosa por encima y por debajo del punto de bloqueo, y saliendo rápidamente el líquido. Finalmente es posible, alternativamente, incrementar la presión temporalmente desde arriba, para contrarrestar atascos de líquido y crecimientos del grosor de la película.

A continuación, el principio del procedimiento conforme a la invención se explica a modo de ejemplo en el ejemplo de la reacción de ácidos grasos nativos insaturados a ozónidos. Este caso representa las reacciones a contracorriente de gas-líquido en las que un gas portador contiene un reactivo gaseoso, y se ha de hacer reaccionar con un reactivo disuelto en líquido en presencia de un segundo líquido empleado como coadyuvante que no se puede mezclar.

Sin embargo, también se puede emplear con la misma ventaja en otras reacciones químicas, y en particular para las fases mezcladas críticas especificadas. Como reacciones multifase se consideran también las operaciones de separación, como la retirada del amoníaco o SO_{2} del gas de combustión como fase gaseosa con agua o con un ácido como fase líquida.

Los ácidos grasos insaturados (por ejemplo ácido oleico, ácido erúcico, etc.) se pueden hacer reaccionar con ozono para formar los ozónidos correspondientes. El ozono se genera en esta reacción en generadores Siemens a partir de oxígeno o aire, y se hace reaccionar como mezcla gaseosa con los ácidos grasos insaturados. En este caso, la concentración del ozono, dependiendo de la conducción del proceso, va desde un porcentaje pequeño hasta 15%.

Los ácidos grasos insaturados líquidos (por ejemplo, ácido oleico) o sólidos (por ejemplo, ácido erúcico) que se hacen reaccionar se disuelven en un disolvente (por ejemplo, ácido pelargónico) que no interviene en la reacción, y se mezclan con agua como medio que absorbe y extrae el calor de la reacción. Esta fase líquida fluye a contracorriente contra la mezcla gaseosa formada por ozono y oxígeno o aire en el reactor de tubo. La relación entre el ozono y el ácido graso insaturado se elige en este caso de tal manera que tanto puede tener lugar una reacción estequiométrica entre el ozono y enlace doble del ácido graso, como se puede compensar forzosamente la tasa de descomposición del ozono dependiente de la temperatura, aire, tiempo de espera y otros parámetros físico-químicos (por ejemplo actividad catalítica o polaridad de las superficies libres, etc.) ("exceso de O_{3}").

La cantidad de agua suministrada, la temperatura del agua suministrada así como el flujo volumétrico del gas suministrado a contracorriente y su temperatura se seleccionan de tal manera que la temperatura del reactor permanece constante en el intervalo de temperaturas deseado. El agua absorbe, por un lado, como consecuencia de su capacidad calorífica, una parte del calor y, por otro lado, evacua por medio del gas que fluye a contracorriente, que a la entrada en la columna está frío y seco en primer lugar, la energía necesaria para la evaporación del agua para la saturación de vapor de agua del gas.

Desde hace mucho tiempo, se hace uso en la técnica de producción de la característica usada en esta reacción del coadyuvante agua para poder regular la temperatura del reactor y de la reacción de manera controlada termodinámicamente. Sin embargo, en la realización de una reacción a contracorriente, hasta el momento se ponen límites ajustados a los parámetros que se pueden modificar. A medida que aumenta la velocidad de la corriente del gas que fluye a contracorriente (aire u oxígeno con ozono), como también por medio de una carga más densa de las columnas del reactor para una mejora del intercambio de fase entre el gas y la fase líquida, se reduce muy pronto la velocidad de la corriente de la fase líquida, de tal manera que ésta se atasca en el tubo de reacción, o invierte su dirección de flujo.

Si se deja pulsada la mezcla de ozono-oxígeno según la invención a contracorriente, entonces también se frena la fase líquida por medio del gas que fluye en dirección contraria y se reduce en el flujo. Sin embargo, con la misma cantidad de gas vista a lo largo del tiempo (transporte en peso de gas por unidad de tiempo), este efecto de reducción del flujo es claramente menor que en la corriente de gas uniforme.

Las modificaciones de presión repetidas temporal o periódicamente en la fase gaseosa y con ello las modificaciones de la velocidad de la corriente del gas inducen en la fase líquida un aumento y una disminución del grosor de la película de flujo en el tubo del reactor. Sin invertir la dirección de flujo, el incremento del grosor de la película de flujo inducido por medio de la contracorriente del gas se limita a un valor máximo que resulta de la afluencia de líquido en el reactor. La velocidad a la que se puede reducir la película de flujo establecida depende fundamentalmente tanto de la fricción interna de la fase líquida (viscosidad) como de la fuerza de fricción entre el gas y la fase líquida. Con una velocidad cambiante de la contracorriente de gas que fluye en dirección contraria, los procesos que se desarrollan se pueden dividir en dos fases temporales: En una de las fases temporales, con una velocidad de contracorriente elevada del gas como consecuencia de la resistencia de fricción con la superficie de la fase líquida, correspondiente a la afluencia de la fase líquida, se establece lentamente un grosor de la película que se incrementa más y más. Éste puede ser entonces reducido en la otra fase temporal con una velocidad de contracorriente reducida del gas rápidamente en la dirección de flujo de la fase líquida. En este caso permanece como resultado la fuerza de transporte que actúa en la dirección del flujo de la fase líquida.

A continuación se explica la invención a partir de los dibujos con más detalle. Se muestra:

Figura 1 una representación esquemática de una instalación de laboratorio para la prueba del procedimiento conforme a la invención, y

Figura 2 una instalación mayor con un dispositivo de modificación de la presión modificado, mostrando la Figura 2a una sección con una tobera dispuesta de manera oblicua para el suministro de ozono,

Figura 3 un ejemplo de realización para el aparato para la generación de modificaciones de presión de la Figura 1 ó 2, y

Figura 4 otro ejemplo de realización para el aparato para la generación de modificaciones de presión de la Figura 1 ó 2.

Reacción de ácidos grasos nativos insaturados a ozónidos

Para la reacción de ácidos grasos nativos insaturados a ozónidos se ha construido una instalación de laboratorio formada por los siguientes elementos.

Una columna de reactor 1 (tipo I) de una longitud de 1,20 m y con un diámetro interior de sólo 0,040 m de piezas de vidrio de la empresa Büchi AG/ Suiza, está llena de cuerpos de llenado F comerciales de la empresa Vereinigte Füllkörper Fabriken, que están divididos por medio de una placa de teflón de 2 mm con cinco taladros de 5 mm.

En la cabeza de la columna están dispuestas dos toberas no especificadas con más detalle para la alimentación de líquidos (E, P, W) y para la evacuación de gas (O_{2}). Por debajo del paquete se encuentra una pieza en "T" 2 hecha de vidrio, en la está dispuesta lateralmente una entrada de gas que va a la fuente de gas (O_{3}/O_{2}) a través de una válvula de retención R. Hacia abajo está montada en esta pieza en "T" 2 una válvula no representada para la salida controlada del líquido.

La alimentación de líquido se realiza a través de una bomba de dosificación no representada de la empresa ProMinent/Heidelberg, que evacua el líquido de un depósito de almacenamiento del que se puede regular la temperatura, que obtiene éste de modo homogenizado u homogéneo bajo una agitación continua.

El suministro de gas está formado por un generador Siemens, que igualmente no está representado, para la generación de Ozono de la empresa Ozonia/Fischer Technology GmbH, que en este caso se ha operado con oxígeno puro. Con un paso de gas de 400 l/h y una potencia ajustada del generador de 500 Watios se genera una mezcla de ozono/oxígeno de aprox. 11% en volumen de Ozono. En este caso se genera una mezcla gaseosa con aprox. 54 g de ozono cada hora. La mezcla de ozono/oxígeno se introduce a través de una válvula de retención desde abajo en la columna del reactor F. Entre la válvula de retención R y el reactor está conectado por medio de la ramificación en "T" 2 un aparato para la generación de modificaciones de presión en la corriente de gas 3 (GERDA). En el caso más sencillo se puede realizar éste como depósito de dilatación, cuyo volumen se puede variar mecánicamente. En el ejemplo de realización, después de los primeros experimentos con un depósito de este tipo, se ha montado un émbolo.

Una mezcla líquida formada por ácido erúcico (E), ácido pelargónico (P) y agua (W) con la siguiente composición:

Ácido erúcico (94%)	C_{22}H_{42}O_{2}	12,5% en peso
Ácido pelargónico,	C_{9}H_{18}O_{2}	12,5% en peso
Agua,	H_{2}O	75,0% en peso

se deposita bajo una agitación constante en un depósito mezclador no representado.

Alternativamente también se ha trabajado con la composición formada por ácido oleico (92%), C_{18}H_{34}O_{2}, 10% en peso, ácido pelargónico, C_{9}H_{18}O_{2}, 10% en peso y agua 80% en peso.

La mezcla de líquidos se proporciona por medio de la bomba de dosificación desde arriba en la columna cargada del reactor (del tipo I). A contracorriente se alimenta por debajo del paquete, tal y como está representado, una mezcla de ozono/oxígeno. En este caso, el ozono reacciona con el ácido erúcico disuelto en el ácido pelargónico emitiendo calor para transformarse en un ozónido de ácido erúcico. El ozono reacciona con agua y el ácido pelargónico no lo hace, o sólo en una medida mínima. Sin embargo, una parte del ozono se descompone dependiendo de la temperatura (aprox. 5 a 20%) entre la generación y la salida del reactor.

La corriente de materiales del ácido erúcico disuelto y del ozono y las sustancias correspondientes que la acompañan (ácido pelargónico, agua, oxígeno) se ajustan de tal manera que puede tener lugar una reacción estequiométrica de ácido erúcico y ozono para formar ozónido de ácido erúcico. La proporción del ozono que se descompone se inserta en exceso, y con ello compensa la proporción de ozono que no está disponible para la reacción.

Al comenzar el funcionamiento, el aparato 3 permanece desconectado. Con un caudal de 2600 g/h de mezcla líquida (E, P, W), y un flujo volumétrico de 4001/h de mezcla gaseosa (ozono/oxígeno) a contracorriente, se establece después de poco tiempo (aprox. 5 minutos) después de que haya comenzado la reacción de adición de ozono, en la inserción de teflón T un bloqueo de salida de la mezcla líquida suministrada. Su nivel sube cada vez más, y lleva a un estado crítico en el que no es posible el funcionamiento de este reactor. El reactor se llena de líquido que no puede salir, ya que se suministra más líquido desde arriba que el que puede salir a través del disco de teflón. Este problema de desagüe limita el caudal para este tamaño de reactor y este tipo de construcción en un funcionamiento convencional. Más tarde, tan pronto como se ha establecido como consecuencia de las elevadas corrientes de materiales un bloqueo de salida líquido de este tipo, y se anuncia la posibilidad de que se produzca un estado crítico, se conecta el aparato 3. El reactor permite ahora un paso de producto mayor. Por medio de modificaciones pulsadas de la presión, y con ello modificaciones de la velocidad de la corriente del gas se reduce el bloqueo de salida líquido, y de esta manera se hace posible un funcionamiento de este reactor con las adiciones elevadas de materiales mencionadas. El intercambio de materias para formar ozónido ha sido completo en este caso (>99%).

Incluso bajando la bomba de dosificación de líquido a una potencia menor de menos de 1000 g/h y realizando una reducción correspondiente de la corriente de gas a menos de 200 l/h no se ha podido conseguir un funcionamiento continuo del reactor. De nuevo, se formaba un bloqueo de líquido. Una muestra de la solución de la reacción en la salida mostraba, adicionalmente, que no se había producido una reacción completa. Sólo realizando una bajada drástica a valores todavía menores (300 g/h de líquido y 50 l/h de gas) tanto para el gas como para el líquido, se hizo posible un funcionamiento durante más tiempo sin efecto de atasco, si bien con un intercambio de materias correspondientemente reducido, y también con una reacción más incompleta.

Además del reactor 1 tipo I, también se ha probado un reactor 1’ (tipo II) dibujado esquemáticamente en la región derecha de la Figura 1, en el que dos discos de teflón T más gruesos estaban dispuestos entre los cuerpos de llenado. Finalmente, el tubo del reactor también fue intercambiado por medio de otro algo más largo, y fue equipado con hasta cinco discos en "T", y entre estos discos fue rellenado con diferentes columnas de cuerpos de llenado - y concretamente de modo alternado con paquetes de cuerpos de llenado de malla muy fina en forma de arrollamientos de tela metálica y rellenos gruesos de cuerpos de llenado individuales distribuidos estadísticamente, que se sujetaban por medio de los discos en "T".

La presión y la velocidad de la fase gaseosa de los diferentes reactores llenados se redujeron de diferentes maneras sólo de modo temporal y repetidamente con mayores corrientes de material, del mismo modo que se incrementaron y se redujeron periódicamente, de manera que se ajustó una oscilación apreciable en el tubo de reacción transparente. De este modo, el reactor pudo ser operado de manera satisfactoria de modo continuo con las elevadas corrientes de material mencionadas, cuando al menos al introducir un atasco de la fase líquida la presión del gas siempre se redujo temporalmente de tal manera que la columna de la fase líquida de una altura máxima de pocos cm había salido.

Este tipo de funcionamiento se puede automatizar haciendo que se registre un atasco de la fase líquida, y haciendo que se compense por medio de la reducción temporal de la presión antes de que el reactor se vuelva a llevar a la presión de gas elevada. En el tubo de reacción representado relleno completamente con piezas añadidas, se produce un atasco en diferentes instantes en diferentes puntos del tubo del reactor, y de esta manera, por medio de la extensión de la modificación de presión se puede eliminar a lo largo de la columna en una posición, y en otra se puede evitar. En el caso de corrientes de material elevadas, la frecuencia de la conformación de atascos es ya tan alta que las modificaciones de la presión son necesarias en cualquier caso en turnos de pocos segundos, de manera que incluso con una modificación de presión no periódica en sentido estricto, se produce un pulsado de la fase gaseosa. Se ha trabajado con corrientes de materiales elevadas con un periodo de entre 0,5 y 5 s.

Los discos en "T" o "T" entre los diferentes paquetes en la columna tienen, con 5 mm de diámetro, orificios tan grandes que éstos no interrumpen la fase gaseosa continua. Con los discos se podría contrarrestar una conformación del canal de la fase líquida en los diferentes paquetes por medio de la redistribución de la corriente de líquido. Adicionalmente a los paquetes y a las acumulaciones, los discos T, T representan ciertamente puntos de atasco adicionales para el líquido. Sin embargo, según la invención, se pueden evitar o se puede hacer frente a los atascos de líquido en los discos.

Por compresión y relajación de un recipiente a presión no representado se han generado adicionalmente en la columna del reactor elevaciones y reducciones temporales o periódicas de la presión, y con ello oscilaciones de presión. Por medio de estas elevaciones de presión empleadas preferentemente de modo periódico se ha podido mejorar la reacción todavía más. Esta medida también ha traído consigo un éxito considerable referido a la composición del material cuando las corrientes de material han sido reducidas a los valores reducidos mencionados, y también sin oscilación de presión prácticamente no se ha producido ningún atasco de líquido. Sin embargo, por regla general, uno no se limitará voluntariamente en el nivel de las corrientes de material, ya que precisamente por medio de la invención se pueden aumentar considerablemente, y naturalmente representan la base para un incremento considerable del intercambio de masas para una misma geometría del reactor, presuponiendo que se consigue hacer reaccionar también las corrientes de materiales elevadas, lo cual se facilita igualmente por medio de la invención, tal y como se puede comprobar.

La amplitud de la elevación del gas generada aparece, por lo demás, que no es algo crítico, toda vez que las piezas añadidas actúan sobre ambas bases con un efecto amortiguador alto. La elevación, naturalmente, no puede ser tan alta que la fase líquida se presione demasiado hacia arriba. Puesto que esto, evidentemente, depende de un gran número de factores, y no de la amplitud de la oscilación de presión prefijada, en este caso no se puede indicar ningún valor límite válido general. Sin embargo, parece lógico limitar las elevaciones de presión inducidas realmente en la columna del reactor a aproximadamente un tercio de su longitud, o mejor, del volumen del reactor.

A partir de los experimentos con la instalación de laboratorio de la Figura 1 se ha construido una instalación mayor según la Figura 2 con 2,20 m de longitud y un diámetro interior del reactor de 100 mm. A pesar de la considerable longitud y de la carga completa del reactor con cuerpos de llenado, se ha podido observar una propagación de la reducción de presión temporal de la fase gaseosa en la alimentación del gas en todo el tubo. Esto es todavía más sorprendente en tanto que, como también sucede en el reactor de la Figura 1, la corriente de gas se realiza en el paso, y la mezcla gaseosa se suelta en la cabeza del reactor a una desviación de gas residual, saliendo libremente del reactor a la desviación de gas residual.

El reactor de la Figura 2 contiene cuatro arrollamientos de tela metálica de una longitud de 300 mm indicados en el dibujo por medio de un rayado perpendicular como cuerpos de llenado, sobre los que están dispuestos discos de teflón no representados en el dibujo con de treinta a cuarenta taladros de 6 mm. Entre los arrollamientos de tela metálica están dispuestos cuerpos de llenado comerciales "Interpak" 10 de las "Vereinigten-Füllkörper-Werke" a una altura de 200 mm. El gas residual se suministra seco a un separador de condensado (DN70 de la empresa BÜCHI), y a continuación a un destructor del ozono residual COD 10 de la empresa WEDECO, Herford. La fase líquida que sale del reactor se separa en un separador de fases en ozónido y agua. Un generador de ozono (SOM7 de la empresa WEDECO, Herford) suministra ozono a la región inferior del reactor, realizándose el suministro a través de una tobera 5 dispuesta de modo oblicuo, que desemboca en la región del reactor que ya ha sido cargada con cuerpos de llenado. Por medio de esta construcción se incrementa la seguridad, ya que la salida de la fase líquida está separada del suministro de ozono.

El reactor está rodeado de una camisa de agua 4 de la que se puede regular la temperatura, con la que se ajusta una temperatura de aproximadamente 35ºC para favorecer la reacción.

El aparato 3 para la generación de las modificaciones de presión está formado en este ejemplo de realización de un tubo comunicante según la Figura 3, en el que se genera una pulsación de presión por medio de la oscilación de una columna de líquido. El recipiente de vidrio en forma de tubo en "U" de este aparato 3 está llenado parcialmente con agua, y se comunica en el extremo superior del lado más largo con la tubería de ozono. En los dos lados está previsto, respectivamente, un sensor S1, S2 para el registro del nivel de líquido correspondiente a la posición del sensor. Por medio del sensor S1 se conecta una válvula 3/2 de electroimán M para el aire comprimido, que se suministra por medio de una válvula V2. La válvula V2 se puede regular, y hace posible un ajuste de la velocidad de la corriente de aire comprimido para el movimiento de la columna de agua de S1 a S2. Entre la válvula magnética M y la cámara de aire en el lado derecho corto del tubo en "U" está prevista una válvula V1 que sirve como válvula de bloqueo y de seguridad. En la posición mostrada en la figura 3 se suministra a la cámara de gas en el lado derecho del tubo en "U" a través de las válvulas V2, M y V1 aire comprimido. En caso de que el nivel de agua alcance el sensor S2, entonces se desconecta el suministro de aire comprimido, y la cámara de gas en el lado derecho del tubo en "U" se abre hacia el entorno. La columna oscila a continuación de vuelta a la posición de salida, y ocasiona en la región inferior del reactor una caída de presión correspondiente en la fase gaseosa suministrada en otro caso con un caudal que permanece constante. Tan pronto como reacciona el sensor S1, se vuelve a realizar el establecimiento de
presión.

En un ejemplo de realización se ha movido un volumen diferencial de 0,8 a 0,9 como volumen de elevación para la generación de la pulsación de gas en la fase gaseosa en el reactor. Se han generado 40 elevaciones por minuto (correspondientes a una frecuencia de elevación de aproximadamente 0,67 Hz), en las que el periodo de establecimiento de la presión tenía un valor de aproximadamente 1s, y el periodo de tiempo de aspiración comparativamente más corto tenía un valor de aproximadamente 0,4 s. Con ello, por cada elevación se ha movido aproximadamente un 6% del volumen interior libre del reactor como volumen de elevación en la columna de líquido oscilante. Debido a ello se pudo asegurar en el reactor especial, con su carga densa y la mezcla de reacción de la fase líquida, así como con un intervalo relativamente amplio de caudales en la fase gaseosa y líquida como parámetros, un funcionamiento estable sin atascos en el reactor. Con un caudal de 3 m^{3}/h en la fase gaseosa se pudo incrementar el caudal de la fase líquida a 50 l/h, con 4,5 m^{3}/h a 20 l/h. En caso de que, por el contrario, se trabajó sin el aparato 3, entonces ya con 5 l/h de fase líquida y 1 m^{3}/h de fase gaseosa se produjeron atascos en la película líquida, y con 101/h de fase líquida y 1 m^{3}/h de fase gaseosa se llenó el reactor en un breve periodo de tiempo.

Teniendo en cuenta que los parámetros de construcción y de funcionamiento mencionados anteriormente del reactor tienen una influencia recíproca, no se pueden indicar intervalos generales válidos para el volumen de elevación óptimo y los otros parámetros. Sin embargo, el experto puede constatar con pocas pruebas con qué ritmo de elevación y con qué volumen de elevación alcanza con su reactor especial para la mezcla deseada de la reacción los caudales óptimos para la fase líquida y la fase sólida. Adicionalmente, éste observa con qué parámetros el reactor comienza a inundarse, respectivamente.

La columna de líquido oscilante con el periodo de aspiración relativamente breve y con el volumen de elevación elevado posible con un coste de aparatos reducido ha dado un buen resultado para la invención.

Fundamentalmente representa una ventaja el hecho de ajustar con una duración breve los periodos de aspiración en comparación con los periodos de establecimiento de presión que se alternan con éstos, y de este modo conseguir que la dirección de corriente de la fase gaseosa en la entrada de gas del reactor se invierta brevemente en el intervalo de aspiración, y debido a ello se favorezca el funcionamiento estable libre de bloqueos de salida. Adicionalmente se recomienda mover grandes volúmenes de aspiración. En los ejemplos de realización, éstos tenían un valor de al menos algún tanto por ciento referido al volumen interior libre del reactor. Tal y como ya se ha mencionado, por el contrario, se han de evitar, a su vez, volúmenes demasiado grandes. Para el experto ha de estar claro que el valor óptimo depende de los parámetros mencionados anteriormente, y que se ha de determinar respectivamente. Por lo demás, esta indicación de los periodos relativamente cortos de reducción de la presión en comparación con los periodos alternantes de establecimiento de la presión también se puede transmitir a la desviación de gases desde el reactor, elevándose aquí la presión de la fase gaseosa, respectivamente, en periodos más cortos que en los que se vuelve a reducir.

Otros dispositivos de modificación de la presión alternativos para la generación de los volúmenes de aspiración deseados son dispositivos con émbolos regulables electrónicamente, fuelles y/o grupos de bombas.

Una realización modificada de la columna de líquido oscilante está mostrada en la Figura 4. Ésta comprende un depósito de almacenamiento para un líquido (de nuevo, preferentemente agua), que está unido con un tubo en "U", que está unido en el lado derecho más largo con el suministro de gas del reactor. En la válvula de regulación V se ajusta una presión previa arbitraria desde una fuente de aire comprimido no representada. Por medio de esta presión se prefija la desviación de la columna de agua Delta h. En caso de que la válvula magnética M se abra en intervalos prefijados con duraciones diferentes, entonces la columna de líquido oscilará en oscilaciones de amplitud, frecuencia y forma de oscilación variable, ajustándose las pulsaciones de presión correspondientes en el suministro de gas en el reactor.

Claims (14)

1. Procedimiento para la realización de una reacción multifase en un reactor de tubo que trabaja según el principio de contracorriente, que está previsto sin o con piezas añadidas que aumentan las superficies límites de reacción, y en el que se hacen reaccionar componentes de una fase líquida, que fluye en el reactor de tubo como película de flujo hacia abajo y componentes de una fase gaseosa continua que fluye en el reactor de tubo hacia arriba para el intercambio de materiales, caracterizado porque la fase gaseosa se pulsa por la reducción de la presión temporal repetida en el suministro de gas en el reactor de tubo y/o la elevación de la presión temporal repetida en la desviación del gas del reactor de tubo, de tal manera que se contrarresta un crecimiento del grosor de la película de flujo y un atasco de la fase líquida.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los caudales de la fase líquida y gaseosa se prefijan a valores muy altos, en los que sin la pulsación de la fase gaseosa en el interior del reactor de tubo se produciría en las piezas añadidas un atasco de la fase líquida, o en los que en un reactor sin piezas añadidas que causaran puntos de atasco, el grosor de la película de flujo de la fase líquida subiría a valores que ya no serían aceptables.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la presión se modifica al menos temporalmente siempre que se produce un atasco de la fase líquida o un crecimiento no aceptable del grosor de la película de flujo, y la modificación temporal de la presión se ajusta de tal manera que la fase líquida atascada sale por medio de una reducción relativa de la presión resultante por debajo del punto de atasco, o el grosor de la película de flujo se reduce a un valor deseado por medio de una reducción resultante de la velocidad de la fase gaseosa.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la fase gaseosa se pulsa de tal manera que el movimiento hacia delante de la fase gaseosa se impide temporalmente y, con ello, preferentemente, se invierte la dirección de movimiento de la fase gaseosa de manera que la fase gaseosa se mueve temporalmente hacia abajo.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la presión de la fase gaseosa, preferentemente en el suministro de gas en el reactor de tubo, se pulsa periódicamente de tal manera que en el reactor de tubo se produce una oscilación de la presión de la fase gaseosa.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque la longitud del periodo y la amplitud de la modificación de presión periódica prefijada se prefijan opcionalmente de modo fijo o variable y, por ejemplo, de modo correspondiente a una oscilación sinusoidal, una oscilación en diente de sierra o una oscilación rectangular.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las reducciones temporales de presión se realizan en un periodo temporal más corto que los periodos de establecimiento de la presión que siguen a una reducción de presión, respectivamente.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la amplitud y la secuencia temporal de las modificaciones de presión se prefija teniendo en cuenta el intercambio de materias en el reactor de tubo, para lo cual, por ejemplo, se determina la concentración de salida de un componente de reacción de la fase de gas o el grado de la conversión de reacción conseguida.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como fase líquida se suministran mezclas de varios líquidos, sistemas líquido-líquido como emulsiones y/o sistemas de líquido-sólido como suspensiones con sustancias sólidas insolubles o aguas salinas con sustancias sólidas parcialmente solubles.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como reacción multifase se realizan la ozonificación de ácidos grasos insaturados, en particular de los ácidos oleicos, y la disociación oxidativa de ozónidos bajo el suministro de líquidos y gases conocidos de por sí.

11. Dispositivo para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por medio de un reactor de tubo con uno o varios dispositivos que se pueden operar controlados temporalmente y/o controlados por un sensor para la reducción temporal de la presión de la fase gaseosa en el suministro de gas en el reactor de tubo y/o para el incremento temporal repetido de la presión de la fase gaseosa en la desviación de gases del reactor de tubo.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque los dispositivos para la modificación de la presión ocasionan la reducción de la presión o el incremento de la presión con una columna de líquido oscilante controlada por presión.

13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el espacio interior del reactor de tubo está cargado de manera no homogénea de modo conocido con piezas añadidas, cuerpos de llenado, elementos de mezcla estáticos u otras estructuras convenientes para la reacción correspondiente para la consecución de una superficie de reacción mayor, y tiene preferentemente entre las diferentes cargas discos portadores agujereados o a modo de rejilla.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 11 a 12, caracterizado porque para el suministro de gas está prevista una tobera dispuesta en la región inferior del reactor junto al reactor de tubo, que se extiende oblicuamente hacia arriba, y que desemboca preferentemente en la región del reactor que ya está cargada.