ES2324776T3 - Reactores calentados por induccion para reacciones catalizadas en fase gaseosa. - Google Patents
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Abstract
Un aparato para efectuar una reacción química catalizada, en fase gaseosa, a temperatura elevada para la preparación de HCN, que comprende: Una cámara de reacción (4) compuesta por un material no eléctricamente conductor, sustancialmente impermeable a gas, un catalizador/susceptor eléctricamente conductor y permeable a gas (1, 15, 16) colocados dentro de la cámara de reacción (4), estando la cámara de reacción (4) rodeada por una bobina de inducción (3) energizable por una fuente de potencia capaz de suministrar corriente alterna, pudiendo ser dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) se puede calentado por inducción mediante un campo magnético alterno producido por dicha bobina de inducción (3) hasta una temperatura suficiente para efectuar la reacción química, siendo el catalizador/susceptor caracterizado porque: Tiene la forma de un cilindro hueco que tiene una sección transversal sustancialmente anular, rodeando dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) un cilindro eléctricamente no conductor (5, 10) para permitir que dichos gases (6) fluyan axialmente o radialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16).
Description
Reactores calentados por inducción para
reacciones catalizadas en fase gaseosa.
La presente invención se refiere a
procedimientos catalizados a temperatura elevada, fase gaseosa para
preparar HCN, en los que se usa calentamiento por inducción como
fuente de energía y a un nuevo aparato para llevar a cabo dichos
procedimientos.
El calentamiento por inducción es un
procedimiento sin contacto para calentar de forma selectiva
materiales eléctricamente conductores aplicando un campo magnético
alternante para inducir una corriente eléctrica, conocida como
corriente eddy, en el material, conocido como susceptor, y de este
modo calentar el susceptor. El calentamiento por inducción se ha
usado en la industria metalúrgica durante muchos años para calentar
metales, por ejemplo en fusión, refinado, tratamiento con calor,
soldadura y soldeo. El calentamiento por inducción se practica con
un amplio abanico de frecuencias, desde línea de alimentación en CA
de frecuencias tan bajas como de 50 Hz hasta frecuencias de decenas
de MHz.
A una frecuencia de inducción dada, la eficacia
de calentamiento del campo de inducción aumenta cuando en un objeto
hay una vía de conducción más larga. Las piezas de trabajo sólidas,
grandes, se pueden calentar con frecuencias menores, mientras que
los objetos pequeños requieren frecuencias más elevadas. Para
calentar un objeto de tamaño dado, una frecuencia demasiado baja
proporciona un calentamiento ineficiente porque la energía en el
campo de inducción no genera la intensidad deseada de las corrientes
eddy en el objeto. Por otro lado, una frecuencia demasiado elevada
produce un calentamiento no uniforme porque la energía en el campo
de inducción no penetra en el objeto y las corrientes eddy sólo se
inducen en o cerca de la superficie. No obstante, en la técnica
anterior no se conoce el calentamiento por inducción de estructuras
metálicas permeables a gas.
Los procedimientos de la técnica anterior para
las reacciones catalíticas en fase gaseosa requieren que el
catalizador posea una elevada área de superficie para que las
moléculas del gas reactante tengan un contacto máximo con la
superficie del catalizador. Normalmente, los procedimientos de la
técnica anterior usan bien un material catalizador poroso bien
muchas partículas de catalizador pequeñas, en un soporte adecuado,
para alcanzar el área de superficie requerida. Estos procedimientos
de la técnica anterior dependen de conducción, radiación o
convención para proporcionar el calor necesario al catalizador.
Para conseguir una buena selectividad de la reacción química, todas
las porciones de los reactantes deberían experimentar una
temperatura uniforme y entorno catalítico. Para una reacción
endotérmica, la velocidad de liberación de calor debe ser lo más
uniforme posible en todo el volumen del lecho catalítico. Tanto la
conducción como la convección, así como la radiación, están
limitadas de forma inherente en su capacidad para proporcionar la
velocidad y uniformidad necesarias de la liberación de calor.
La patente de GB 2210286 (GB '286), que es
típica de la técnica anterior, enseña el montaje de partículas
pequeñas de catalizador que no son conductoras eléctricas sobre un
soporte metálico o dopar el catalizador para convertirlo en
eléctricamente conductor. El soporte metálico o el material de
dopado se caliente por inducción, lo que a su vez calienta el
catalizador. Esta patente enseña el uso de un núcleo ferromagnético
que atraviesa centralmente el lecho catalizador. El material
preferido para el núcleo ferromagnético es ferrosilicio. Aunque
útil para las reacciones a hasta aproximadamente 600 grados C, el
aparato de la patente de GB 2210286 sufre graves limitaciones a
temperaturas mayores. La permeabilidad magnética del núcleo
ferromagnético se degradaría significativamente a temperaturas más
elevadas. De acuerdo con Erickson, C. J., "Handbook of Heating
for Industry", pág. 84-85, la permeabilidad
magnética del hierro se comienza a degradar a 600ºC y a los 750ºC
se ha ido del todo. Por tanto, en la disposición del documento GB
'286, el campo magnético en el lecho catalizador depende de la
permeabilidad magnética del núcleo ferromagnético, tal disposición
no calentaría de forma eficaz un catalizador hasta temperaturas
superiores a 750ºC, por no hablar de alcanzar los más de 1000ºC
requeridos para la producción de HCN.
También se cree que el aparato de la patente de
GB 2210286 es químicamente no adecuado para la preparación de HCN.
El HCN se genera al reaccionar amoniaco con un gas hidrocarburo. Se
sabe que el hierro produce la descomposición del amoniaco a
temperaturas elevadas. Se cree que el hierro presente en el núcleo
ferromagnético y en el soporte del catalizador dentro de la cámara
de reacción del documento GB '286 produciría la descomposición del
amoniaco e inhibiría, más que estimular, la reacción deseada del
amoniaco con un hidrocarburo para formar
HCN.
HCN.
El cianuro de hidrógeno (HCN) es un importante
compuesto químico con muchos usos en las industrias química y
minera. Por ejemplo, el HCN es una materia prima para la
fabricación de adiponitrilo, acetona, cianohidrina, cianuro sódico
y sustancias intermedias en la fabricación de pesticidas, productos
agrícolas, agentes quelantes y piensos animales. El HCN es un
líquido altamente tóxico que hierve a 26 grados centígrados y, como
tal, está sujeto a estrictos reglamentos de envasado y transporte.
En algunas aplicaciones el HCN es necesario en lugares remotos a
distancia de las instalaciones de fabricación de HCN a gran escala.
El envío de HCN a dichos lugares implica riesgos importantes. La
producción del HCN en los lugares en los que se ha de usar evitaría
los riesgos derivados del transporte, almacenamiento y
manipulación. La producción de HCN en el centro a pequeña escala
usando los procedimientos de la técnica anterior no sería
económicamente factible. No obstante, la producción de HCN en el
centro a pequeña escala, así como a gran escala, es técnica y
económicamente factible usando los procedimientos y el aparato de
la presente invención.
El HCN se puede producir cuando se juntan los
compuestos que contienen hidrógeno, nitrógeno y carbono a
temperaturas elevadas, con o sin un catalizador. Por ejemplo, el
HCN se prepara normalmente mediante la reacción de amoniaco y un
hidrocarburo, una reacción que es altamente endotérmica. Los tres
procedimientos comerciales para preparar HCN son los procedimientos
de Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA), de Andrussow y de
Shawinigan Estos procedimientos se pueden distinguir mediante el
procedimiento de la generación y transferencia de calor y a través
de si se emplea o no un catalizador. El procedimiento de Andrussow
usa el calor generado mediante combustión de un gas de hidrocarburo
y oxígeno dentro del volumen del reactor para proporcionar el calor
de la reacción. El procedimiento BMA usa el calor generado mediante
un procedimiento de combustión externa para calentar la superficie
externa de las paredes del reactor, que a su vez calienta la
superficie interna de las paredes del reactor y, por tanto,
proporciona el calor de la reacción. El procedimiento de Shawinigan
usa una corriente eléctrica que fluye a través de electrodos en un
lecho fluidizado para proporcionar el calor de la reacción.
En el procedimiento de Andrussow, una mezcla de
gas natural (una mezcla de gas hidrocarburo con alto contenido en
metano), amoniaco y oxígeno o aire reaccionan en presencia de un
catalizador de platino. Normalmente, el catalizador comprende un
número de capas de malla con hilos de platino/rodio. La cantidad de
oxígeno es tal que la combustión parcial de los reactantes
proporciona suficiente energía para precalentar los reactantes hasta
una temperatura de funcionamiento superior a 1000ºC asó como el
calor de reacción requerido para la formación de HCN. Los productos
de reacción son HCN, H_{2}, H_{2}O, CO, CO_{2}, y pocas
cantidades de nitrilos superiores, que después deben separarse.
En el procedimiento BMA, una mezcla de amoniaco
y metano fluye en el interior de tubos de cerámica no porosa hechos
de un material refractario a temperatura elevada. El interior de
cada tubo está revestido o recubierto por partículas de platino.
Los tubos están colocados en un horno a temperatura elevada y se
calientan externamente. El calor se conduce a través de la pared de
cerámica hacia la superficie del catalizador, que es una parte
integral de la pared. Normalmente, la reacción se lleva a cabo a
1300ºC a medida que los reactantes entran en contacto con el
catalizador. El flujo de calor requerido es elevado debido a la
elevada temperatura de la reacción, el gran calor de la reacción y
el hecho de que la formación de coque de la superficie del
catalizador se puede producir por debajo de la temperatura de
reacción, que desactiva el catalizador. Dado que cada tubo
normalmente tiene un diámetro de aproximadamente 2,54 cm, se
necesita un gran número de tubos para cumplir los requisitos de la
producción. Los productos de la reacción son HCN e hidrógeno.
En el procedimiento de Shawinigan, la energía
requerida para la reacción de una mezcla compuesta por propano y
amoniaco se proporciona mediante una corriente eléctrica que fluye
entre electrodos inmersos en un lecho fluidizado de partículas de
coque no catalíticas. La ausencia de un catalizador, así como la
ausencia de oxígeno o aire, en el procedimiento de Shawinigan
significa que la reacción debe llevarse a cabo a temperaturas muy
elevadas, normalmente superiores a 1500 grados C. Las temperaturas
más elevadas requeridas implican más restricciones en los
materiales de construcción para el procedimiento.
Aunque, como se ha desvelado en lo que antecede,
se sabe que el HCN se puede producir mediante la reacción de
NH_{3} y un gas hidrocarburo, tal como CH_{4} o C_{3}H_{8},
en presencia de un catalizador metálico del grupo del Pt, sigue
habiendo la necesidad de mejorar la eficiencia de tales
procedimientos, y los relacionados, para mejorar los aspectos
económicos de la producción de HCN, especialmente para la
producción a pequeña escala. Es particularmente importante
minimizar el uso de energía y el rendimiento de amoniaco y
maximizando la velocidad de producción de HCN en comparación con la
cantidad de catalizador de metal precioso usado. Es más, el
catalizador no debería afectar de un modo perjudicial a la
producción de HCN estimulando las reacciones indeseadas, tales como
la formación de coque. Además, se desea mejorar la actividad y la
vida de los catalizadores usados en este procedimiento.
Significativamente, una gran parte de la inversión en la producción
de HCN está en el catalizador del grupo del platino. La presente
invención calienta el catalizador directamente en lugar de
indirectamente como ocurre en la técnica anterior, y, por tanto,
consigue estos objetivos.
Como se ha comentado anteriormente, se sabe que
el calentamiento por inducción con frecuencia relativamente baja
proporciona una buena uniformidad de liberación de calor a niveles
de potencia elevada a objetos que poseen vías de conducción
eléctrica relativamente largas. Al proporcionar la energía de
reacción a una reacción endotérmica catalítica de fase gaseosa, el
calor ha de liberarse directamente al catalizador con una pérdida de
energía mínima. Los requisitos de liberación de calor uniforme y
eficiente a una masa catalizadora permeable a gas y de área de
superficie elevada parecen entrar en conflicto con las capacidades
de calentamiento por inducción. La presente invención se basa en
resultados inesperados obtenidos con una configuración de reactor
en la que el catalizador tiene una nueva forma estructural. Esta
forma estructural combina las características de: 1) una vía de
conducción eléctrica de longitud efectivamente larga, que facilita
un calentamiento por inducción directa eficiente del catalizador de
forma uniforme, y 2) un catalizador que tiene un área de superficie
elevada; estas características cooperan para facilitar las
reacciones químicas endotérmicas. La completa ausencia de hierro en
la cámara de reacción facilita la producción de HCN mediante la
reacción de NH_{3} y un gas hidrocarburo.
La presente invención se refiere a un aparato,
una disposición del catalizador, denominado en lo sucesivo un
"catalizador/susceptor" y un procedimiento para preparar HCN
haciendo reaccionar amoniaco y un alcano menor en la fase gaseosa en
presencia de un catalizador metálico del grupo de platino según las
reivindicaciones 1 y 15. De acuerdo con la invención, el
catalizador/susceptor, compuesto por uno o más metales del grupo del
platino en forma de un cilindro permeable al gas, realiza la
función doble de ser un susceptor para el calentamiento por
inducción y servir como catalizador para la preparación de HCN. Por
tanto, el catalizador/susceptor se calienta mediante calentamiento
por inducción, a través del cual el catalizador calentado
proporciona los reactantes con el calor necesario para la producción
de HCN. El catalizador/susceptor cilíndrico puede estar compuesto
por un sólido permeable a gas, tal como una espuma porosa, o puede
estar compuesto por múltiples capas de una estructura filamentosa
permeable a gas. El catalizador/susceptor de la presente invención
no sólo posee actividad catalizadora sino que también posee las
características de tener una vía de conducción eléctrica lo
suficientemente larga como para que se caliente por inducción a una
frecuencia menor mientras que, al mismo tiempo, tiene suficiente
área de superficie por volumen de reactor. Al contar con
calentamiento por inducción del catalizador, en lugar de los
procedimientos de la técnica anterior que calientan el vaso de
reacción o una porción del mismo o similar y calentar de este modo
el catalizador mediante conducción, radiación y/o convección, se
obtienen considerables ventajas.
La Figura 1 ilustra los principios subyacentes a
la técnica de calentamiento por inducción cuya forma de realización
se presenta en la presente invención, aunque en las Figuras 2 a 8
se ilustran varias formas de realización específicas de la presente
invención.
La Figura 2 muestra un reactor de flujo axial en
el que el catalizador/susceptor está compuesto por capas de una
estructura filamentosa.
La Figura 3 muestra un reactor de flujo radial
en el que el catalizador/susceptor está compuesto por capas de una
estructura filamentosa.
La Figura 4 muestra un reactor de flujo radial
en el que el catalizador/susceptor está compuesto por una pila de
anillos permeables a gas.
La Figura 5 muestra un reactor de flujo axial en
el que los anillos permeables a gas son de
auto-soporte.
La Figura 6 muestra un reactor de flujo axial en
el que el catalizador/susceptor está compuesto por una espuma
metálica.
La Figura 7 muestra una disposición de flujo
radial en el que el catalizador/susceptor está compuesto por dos
regiones anulares cada una de las cuales tiene una conductividad
eléctrica diferente.
La Figura 8A muestra una disposición de flujo
axial en el que la bobina de inducción está compuesta por dos
secciones, cada una de las cuales tiene un espaciador de bobina
diferente.
La Figura 8B muestra una disposición de flujo
axial en el que la bobina de inducción está compuesta por dos
bobinas separadas, en la que cada bobina porta una corriente de
magnitud diferente.
De acuerdo con la presente invención, el
procedimiento y el reactor están diseñados de modo que incrementan
la longitud efectiva de la vía de conducción en el objeto metálico
del grupo del platino que sirve como catalizador/susceptor. También
es objeto de la presente invención explotar esta mayor longitud de
la vía de conducción efectiva para permitir el uso del
calentamiento por inducción a la menor frecuencia de inducción
posible. Es otro objeto de esta invención minimizar la variación de
temperatura a través del catalizador/susceptor y minimizar la
variación en el flujo de gas a través del catalizador/susceptor.
Otro objeto más de esta invención es proporcionar un procedimiento
y aparato que requieren menores costes de capital, así como menores
costes de fabricación. Otros objetos más de esta invención son
proporcionar menores tiempos de residencia, mayores rendimientos de
HCN y la reducción o eliminación de subproductos, incluidos coque,
N_{2}, H_{2}O, CO y CO_{2}. Todos los objetos anteriores se
realizan mediante la presente invención.
En el procedimiento de la presente invención, un
alcano que contiene de 1 a 6 átomos de carbono se hace reaccionar
con amoniaco sobre el catalizador/susceptor que se calienta
mediante calentamiento por inducción. Preferentemente se debería
usar gas natural rico en metano; también se puede usar propano,
particularmente en áreas en las que no se dispone de gas natural.
La temperatura de la reacción varía entre 950 y 1400 grados C,
preferentemente entre 1000 y 1200 grados C y más preferentemente
entre 1050 y 1150 grados C. Tales temperaturas se proporcionan
mediante calentamiento por inducción a frecuencias generalmente de
50 Hz a 30 MHz, preferentemente de 50 Hz a 300 kHz, y, más
preferentemente, a 50 Hz a 3 kHz. La velocidad de producción de HCN
está limitada por la cinética por debajo de 1050 grados C y a
temperaturas inferiores a 1.000 grados C, el hidrocarburo puede
formar coque sobre la superficie del catalizador. La velocidad de
la reacción es mayor a temperaturas más elevadas; no obstante, la
temperatura está limitada por el punto de reblandecimiento del
catalizador/susceptor y la estructura del soporte. Además, a
temperaturas superiores a 1200ºC, en lugar de reaccionar con
metano, el amoniaco puede descomponerse, preferentemente en
nitrógeno e hidrógeno. Los materiales del reactor, tales como
alúmina o cuarzo, se seleccionan para que aguanten las temperaturas
de reacción y los agudos gradientes térmicos.
La presente invención utiliza un
catalizador/susceptor en forma de un cilindro rodeado por una
bobina de inducción. El diámetro externo del catalizador/susceptor
es, preferentemente, lo más grande posible. Aunque la proporción
entre el diámetro externo del catalizador/susceptor y el diámetro
interno de la bobina de inducción puede ser tan pequeña como de
0,05, esta proporción es, preferentemente, superior a 0,5 y más
preferentemente lo más cercana a 1,0 como sea práctico. Por tanto,
la vía de la corriente eddy dentro del catalizador/susceptor es lo
más larga posible, de modo que permita el uso de la menor
frecuencia de inducción posible para un reactor de tamaño dado.
La región más interna de un
catalizador/susceptor sólido cilíndrico se calienta por inducción
con menos eficiencia que la región externa. Esta reducción en la
eficiencia del calentamiento está causada por: (1) una vía para la
corriente de longitud más corta en la porción interna del cilindro y
(2) efectos de revestimiento de la porción externa del cilindro.
Por tanto, para el catalizador/susceptor se prefiere una forma de
cilindro hueco que tenga una sección transversal anular.
Normalmente, el espesor de la pared del catalizador/susceptor
cilíndrico hueco es no superior a aproximadamente un cuarto de su
diámetro externo, dado que la porción interna de la pared del
cilindro se calienta por inducción con menos eficiencia. Las
porciones internas del catalizador/susceptor cilíndrico pueden
estar compuestas, opcionalmente, por un material que tenga una
conductividad eléctrica superior a las porciones externas del
cilindro para compensar parcialmente por la reducción de la
eficiencia del calentamiento por inducción.
El catalizador/susceptor cilíndrico de la
presente invención aborda la necesidad de la frecuencia de
inducción menor posible, una actividad catalítica elevada por
volumen de reactor y una eficiencia de potencia elevada. Las
configuraciones del reactor y el procedimiento de la presente
invención tienen como resultado una mejora de los aspectos
económicos a toadas las escalas de producción, tanto a gran escala
como a pequeña. De modo que se pueda usar la menor frecuencia de
inducción posible, la vía de la corriente eddy dentro del
catalizador/susceptor deberá ser lo más larga posible. Por tanto, de
acuerdo con la presente invención se usa un catalizador/susceptor
que sea grande en comparación con el tamaño del reactor. La
proporción de la dimensión externa del catalizador/susceptor con la
dimensión interna del reactor deberá ser lo más elevada
posible.
La estructura de catalizador/susceptor
cilíndrico de esta invención puede tomar diversas formas. El
catalizador/susceptor cilíndrico puede estar compuesto por un
sólido permeable a gas, tal como una espuma porosa, o puede estar
compuesto por múltiples capas de una estructura filamentosa
permeable a gas. La estructura filamentosa puede ser un material
textil trenzado, tejido o de punto (p. ej., gasa) o filamentos en
forma de bobina. Las múltiples capas permeables a gas pueden estar
en forma de anillos apilados uno encima de otro, en forma de
cilindros concéntricos o pueden tomar la forma de múltiples capas
de catalizador/susceptor que están enrolladas una alrededor de
otra. Las múltiples capas enrolladas deberán tener una buena
conductividad eléctrica entre capas para que se produzca un
calentamiento por inducción eficiente. Por tanto, el
catalizador/susceptor cilíndrico tiene vías de corriente eddy
comparables en dimensión a la circunferencia del reactor.
Cuando se coloca en un campo inductor, el
catalizador/susceptor cilíndrico es calentado directamente y su
temperatura puede controlarse fácilmente mediante el control de la
intensidad del campo inductor. Mediante el control de la
temperatura del catalizador/susceptor se puede estimular de forma
selectiva una reacción química deseada y se puede suprimir la
velocidad de reacciones indeseadas. El catalizador/susceptor
cilíndrico comprende un metal del grupo del platino, tal como el
propio platino o una aleación de platino como, por ejemplo,
platino/rodio o platino/iridio. La temperatura del
catalizador/susceptor puede controlarse de forma precisa mediante el
control de la intensidad del campo inductor y el control de los
caudales de los gases reactantes. Por tanto, puede conseguirse la
formación de HCN con rendimientos elevados y evitar los problemas
de los procedimientos de la técnica anterior, tales como la
formación de coque sobre el catalizador, la descomposición
espontánea del gas de amoniaco o la formación de productos no
deseados que han de separarse más tarde.
En el procedimiento químico de interés en la
presente invención, los requisitos para el nivel de potencia son
intensos. Una planta típica de producción de HCN a media escala con
la velocidad de producción de 45,3 millones de kilos al año
requeriría una fuente de inducción con un nivel de potencia de al
menos 3,0 megawatios (MW). A este nivel de potencia, sólo los
sistemas de frecuencia baja de 3 kHz o inferior son económicos y
comercialmente disponibles.
La Figura 1 es una representación esquemática
que ilustra el principio implicado en la presente invención. El
catalizador/susceptor sustancialmente cilíndrico 1 está colocado
dentro de una pared del reactor 2 que es sustancialmente
eléctricamente no conductor. Dicho catalizador/susceptor cilíndrico
1 es permeable a gas y posee propiedades eléctricas (conductividad
en masa y vías de conducción continua alrededor de la circunferencia
del cilindro) requeridas para inducir corrientes eddy que pueden
fluir en vías circulares alrededor y dentro del
catalizador/susceptor anular. Una bobina de inducción 3
(normalmente enfriada por fluido) rodea al catalizador/susceptor 1 y
la pared del reactor 2. La corriente alterna I_{C} en la bobina 3
induce un campo magnético alterno B que, a su vez, induce una
corriente eddy I_{e} en el catalizador/susceptor 1 en un plano
sustancialmente paralelo a la corriente alterna I_{C}. La
corriente inducida I_{e} produce calentamiento; corrientes eddy
mayores generan más calor. A medida que el radio del
catalizador/susceptor aumenta se generan corrientes eddy más
grandes. A medida que el diámetro externo del anillo del
catalizador/susceptor 1 se acerca al diámetro del reactor 2, se
puede usar una frecuencia menor para calentar con más eficacia el
anillo del catalizador/susceptor.
En la Figura 2, el catalizador/susceptor
permeable a gas 1 comprende hilo, malla de hilo de punto, malla de
hilo tejido, enrollado en espiral forma de bolsa o manga, o hilo
trenzado. El hilo está compuesto por un metal del grupo del platino
o una aleación, por ejemplo platino o una aleación metálica de
platino/rodio. El catalizador/susceptor 1 está colocado entre los
cilindros anulares impermeables a gas, eléctricamente no
conductores resistentes a temperatura elevada 4 y 5, tal como
cuarzo o cerámica. El cilindro 4 está abierto por ambos extremos,
mientras que el cilindro 5 está cerrado en el extremo superior. Los
cilindros 4 y 5 están colocados y cooperan para guiar los gases de
reacción 6 de modo que puedan fluir a través del
catalizador/susceptor 1. El campo magnético alterno inducido por la
bobina de inducción enfriada por agua 3 induce una corriente
eléctrica en el catalizador/susceptor 1, de modo que lo calienta.
Los reactantes 6 entran por la parte superior del vaso de
contención 7 y pasan entre los cilindros 4 y 5 en una dirección
axial, de modo que se pone en contacto el catalizador/susceptor
caliente 1 y tiene lugar la reacción deseada. Los gases producto 8
que comprenden HCN e hidrógeno salen del vaso de contención 7. Dado
que las paredes 4 y 5 son eléctricamente no conductoras, el campo
de inducción calienta el catalizador/susceptor y no las
paredes.
La figura 3 ilustra otra forma de realización de
la invención. El catalizador/susceptor 1 es permeable a gas y
comprende hilo en forma de bobina, malla de hilo de punto, malla de
hilo tejido, enrollado en espiral en forma de bolsa o manga o hilo
trenzado. El catalizador/susceptor 1 está localizado entre el
cilindro impermeable a gas 9 y el cilindro permeable a gas 10. El
cilindro impermeable a gas 9 está abierto por su extremo superior y
conectado a un codo anular impermeable a gas 11. El cilindro 10 está
cerrado por su parte superior por una tapa impermeable a gas 12. El
diámetro externo del catalizador/susceptor 1 es inferior al
diámetro interno del cilindro 9, de modo que se proporciona un paso
anular 13. Los reactantes 6 entran en el paso 13 y pasan
radialmente a través del catalizador/susceptor permeable a gas 1 a
medida que se está calentando por inducción. Después, el producto
HCN y el hidrógeno 8 salen a través de la pared permeable a gas del
cilindro 10 hacia el paso central 14. Las propiedades del cilindro
10 permeable a gas se seleccionan para asegurar un flujo uniforme
de los gases reactantes a través del catalizador/susceptor 1.
La figura 4 muestra un reactor similar en
disposición y funcionamiento al reactor de la figura 3. No
obstante, en la figura 4, el catalizador/susceptor 1 comprende
anillos permeables a gas 15 del material catalizador/susceptor
apilados unos sobre otros. Los anillos pueden estar compuestos de
los tipos de estructuras filamentosas descritas en lo que antecede
junto con las Figuras 2 y 3.
La figura 5 muestra un reactor similar en
disposición y funcionamiento al reactor de la Figura 4. No
obstante, en la figura 5 no hay un cilindro permeable a gas 10 dado
que los anillos apilados 15 son de auto-soporte. La
figura 5 no está de acuerdo con las reivindicaciones.
La Figura 6 muestra un reactor similar en
disposición y funcionamiento a los reactores de las Figuras 3 a 5.
No obstante, en la figura 6 el catalizador/susceptor 1 comprende
una espuma de metal del grupo del platino permeable a gas 16. La
figura 6 no está de acuerdo con las reivindicaciones.
La Figura 7 muestra un reactor de flujo radial
similar en disposición y funcionamiento al reactor de la figura 3,
en el que el catalizador/susceptor está compuesto por una región
externa 1A y una región interna 1B. La región interna 1B posee una
conductividad eléctrica superior a la conductividad de la región
1A. En una forma de realización, esto se consigue haciendo las capas
cilíndricas de gasa de la región interna 1B de una malla de
recuento superior (es decir, más hilos por unidad de área) que las
capas de la región externa 1A. En otra forma de realización, esto
se consigue haciendo las capas de la región interna 1B de un
calibre de hilo más pesado.
Las Figuras 8A y 8B muestran un reactor de flujo
axial similar en disposición y funcionamiento al reactor de la
figura 2, en el que la bobina de inducción 3 tiene una primera
región 3A adyacente a la entrada al reactor y una segunda región 3B
adyacente a la salida del reactor. Estas disposiciones producen un
campo de inducción que libera un flujo de calor más elevado
adyacente a la entrada del reactor para compensar el efecto de
enfriamiento de los gases reactantes y, por tanto, crean una
temperatura más uniforme en el catalizador/susceptor. En una
primera forma de realización, como se aprecia en la figura 8A, se
proporciona una única bobina de inducción 1 y las vueltas de la
bobina en la región 3A están espaciadas más cerca entre sí que las
vueltas de la bobina en la región 3B. En una segunda forma de
realización, como se aprecia en la Figura 8B, se proporcionan dos
bobinas de inducción distintas 3A' y 3B'. Cada bobina se energiza
por separado, de las que la bobina 3A' transporta más corriente y,
por tanto, produce más calor en la región del catalizador/susceptor
adyacente a la entrada del reactor. En los reactores de las Figuras
2-6, las porciones más externas del
catalizador/susceptor, es decir, las regiones 1, 15 y 16 se
calientan por inducción preferentemente en comparación con las
porciones internas cerca de la porción central del
catalizador/susceptor cilíndrico. La implementación con éxito de un
reactor que tiene un catalizador/susceptor calentado por inducción
requiere que el catalizador en la entrada del reactor esté lo
suficiente caliente para facilitar la catálisis y minimizar las
reacciones de formación de coque cuando se ponen en contacto
mediante los gases reactantes fríos. Las figuras 7 y 8 muestras
disposiciones que controlan mejor la uniformidad de la temperatura
del catalizador/susceptor mediante la modificación de las
propiedades del catalizador/susceptor (Figura 7) o la bobina de
inducción (Figura 8).
En el caso de la disposición del reactor del
flujo radial de las Figuras 3.7, para potenciar más la eficiencia
de la reacción química del reactor, el interior del
catalizador/susceptor del cilindro hueco 1 puede estar lleno,
opcionalmente, con material catalizador permeable a gas, que no
necesita ser eléctricamente conductor.
Los ejemplos siguientes sirven como
ilustraciones adicionales, pero no limitaciones, de la
invención.
Este ejemplo demuestra que el
catalizador/susceptor de la presente invención se puede calentar
uniformemente y con una elevada eficiencia mediante calentamiento
por inducción a una frecuencia de inducción baja. De un modo
similar al de la figura 2 se construyó un catalizador/susceptor
cilíndrico envolviendo una tira de gasa de aleación de platino
treinta y seis (36) veces alrededor de un tubo de cuarzo. La
aleación de platino estaba compuesta por 90% de platino y 10% de
rodio. La gasa era un tejido de tamaño de malla 80 y una anchura de
40,6 cm (16 pulgadas) y tenía un tamaño de hilo de 0,076 mm (0,003
pulgadas). Se midió la resistividad bruta de la gasa de platino en
85 x 10^{-6} ohm.cm. Por tanto, la eficiencia máxima del
calentamiento por inducción se puede obtener a la frecuencia de 425
Hz, que está entre las frecuencias menores usadas en la industria
del calentamiento por inducción. El tubo de cuarzo tenía un
diámetro externo de 30,5 cm (12''). El catalizador/susceptor
resultante tenía un radio interno de 15,24 cm y un espesor de
aproximadamente 0,6 cm. La estructura del catalizador/susceptor se
colocó en una bobina de inducción enfriada con agua compuesta por
diecisiete (17) vueltas de tubo de cobre de 1,9 cm (0,75 pulgadas)
de diámetro, en la que la bobina tiene una altura de 55,9 cm (22'')
y un diámetro interno de 43 cm. La bobina de inducción estaba
conectada con una fuente de potencia de inducción, Model VIP
Power-Trak, fabricado por Inductotherm Corporation,
Rancocas, NJ (potencia máxima de 170 kW) que funciona a una
frecuencia de 3 kHz a un nivel de potencia de treinta y cinco
kilowatios (35 kW). La eficiencia del calentamiento por inducción
fue de aproximadamente un 89%. Un cálculo de la denominada
"profundidad de referencia" (la distancia desde la superficie
externa del cilindro hasta una profundidad en la que la corriente
eddy inducida se reduce a un 37% de su valor en la superficie) para
este ejemplo es de 2,1 cm. Que es sustancialmente mayor que el
espesor total de 0,6 cm. Este ejemplo muestra que el calentamiento
por inducción a través del espesor del anillo es sustancialmente
uniforme. Por tanto, el calentamiento en la superficie interna del
catalizador/susceptor cilíndrico es sólo un 11 por ciento menor que
el calentamiento en la superficie externa.
Ejemplos
2-8
El HCN se preparó haciendo reaccionar un ligero
exceso molar de amoniaco con metano en un sistema de reactor de
lecho fijo de flujo radial continuo calentado de forma inductiva
como se ilustra en la Figura 3. El catalizador/susceptor usado en
este experimento era un único cilindro de hilo de Pt/Rh 90/10 de
diámetro de 0,072 cm (0,003 pulgadas), gasa de tamaño de malla 80.
El cilindro medía 3,17 cm de diámetro externo y 3,81 cm de altura.
El cilindro se construyó envolviendo 23 capas de la gasa de Pt/Rh
alrededor de un tubo de cuarzo perforado de 2,54 cm de diámetro
(tubo permeable a gas 10 de Figura 3) hecho de aproximadamente
cuarenta por ciento (40%) aberturas. El espesor total envuelto del
catalizador/susceptor era de aproximadamente
0,30-0,33 cm. El cilindro sencillo de
catalizador/susceptor se montó como un cilindro concéntrico dentro
del cilindro de bobina de inducción más grande. Los reactantes se
introdujeron en el catalizador/susceptor en una dirección radial y
los gases producto salían a través del centro del tubo de cuarzo
perforado. La temperatura se controló mediante monitorización de
una sola temperatura de salida del gas en el centro del tubo de
cuarzo perforado y ajustando la entrada de potencia en la fuente de
la potencia de inducción para mantener la temperatura deseada. El
calentamiento por inducción se suministró a una frecuencia
constante de 97 kHz. Las condiciones de reacción, conversiones y
rendimientos se muestran en la Tabla 1.
Ejemplos
9-16
Los ejemplos 9-16 ilustran el
funcionamiento de una disposición de flujo axial a través de un
cilindro de catalizador/susceptor sencillo. El HCN se preparó
haciendo reaccionar un ligero exceso molar de amoniaco con metano
en un sistema de reactor de lecho fijo de flujo radial continuo
calentado de forma inductiva como se ilustra en la Figura 2. El
catalizador/susceptor usado en este experimento era un cilindro
sencillo de hilo de Pt/Rh 90/10 de diámetro de 1,90 cm de DE x 1,27
cm de DI x 3,81 cm de altura. El catalizador/susceptor se construyó
envolviendo 23 capas de gasa de Pt/Rh alrededor de un tuvo de
cuarzo sólido de 1,3 cm de diámetro. El catalizador/susceptor
cilíndrico, que tiene un área de sección transversal de 0,62
cm^{2} de se insertó después en el interior de un tubo de cuarzo
del reactor de 1,9 cm de DI, formando un sistema ajustado. A
continuación, el tubo del reactor se colocó en el interior de un
cilindro de bobina de inducción ligeramente más grande. Los
reactantes se introdujeron en el catalizador en una dirección axial
y los gases producto salieron a través del anillo formado entre los
dos tubos de cuarzo concéntricos. La temperatura se controló
mediante monitorización de la temperatura general en el centro del
tubo de cuarzo de 1,27 cm y ajustando la entrada de potencia al
generador de inducción para mantener la temperatura deseada. El
calentamiento por inducción se suministró a una frecuencia
constante de 90 kHz. Las condiciones de reacción, conversiones y
rendimientos se muestran en la Tabla 2.
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Ejemplos
17-26
El HCN se preparó haciendo reaccionar el exceso
de amoniaco con metano en un reactor de lecho fijo de flujo
continuo calentado mediante inducción, similar a la configuración
del reactor que se muestra en la fig. 3. el reactor estaba
compuesto por un cilindro de cuarzo externo, 5,08 cm de diámetro y
60 cm de longitud con los dispositivos adecuados para conectar el
colector de alimentación y la unidad de liberación de producto (no
se muestra). El cilindro del reactor externo tenía en su interior
el lecho del catalizador/susceptor que estaba compuesto por 20
capas de gasa de tamaño de malla 40, de Pt-Rh
90/10, que tiene un espesor de 0,02 cm envuelta alrededor de un
tubo de espuma de alúmina porosa de 80 poros por pulgada (ppi) (2,5
cm de DE y 7,8 cm de longitud) cerrado en la parte superior. Los
reactantes, metano y amoniaco, introducidos en el reactor desde la
parte superior, fluyeron raídamente a través del lecho del
catalizador/susceptor cilíndrico. La corriente del producto,
compuesta por HCN, metano y/o amoniaco sin reaccionar, y los
subproductos, atravesaron el tubo de alúmina poroso, y salieron del
reactor a través del espacio cilíndrico hueco dentro del tubo de
alúmina poroso. El sistema de alimentación del reactor estaba
diseñado para permitir la introducción de hasta dos gases en la
zona de reacción a un caudal constante. Los gases se midieron y
monitorizaron usando controladores de flujo de masa Brooks. La
identificación y cuantificación del producto se realizaron mediante
cromatografía de gases. El lecho del catalizador se calentó con una
bobina de inducción de cobre enfriada con agua. El calentamiento por
inducción se suministró a una frecuencia constante de 126 kHz y las
potencias directa y reflejada se ajustaron para obtener el
rendimiento total deseado. Las condiciones de reacción,
conversiones, rendimientos etc. se muestran en la Tabla 3.
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Ejemplos
27-32
El HCN se preparó haciendo reaccionar un ligero
exceso de amoniaco con metano en un reactor de lecho fijo de flujo
continuo calentado mediante inducción. El reactor estaba compuesto
por un cilindro de cuarzo externo que tiene en su interior el lecho
del catalizador/susceptor. EL lecho del catalizador/susceptor,
compuesto por seis discos de espuma de platino, cada uno de un
espesor de 0,3 cm, de un diámetro de 2,54 cm y que tienen una
porosidad de 40 ppi, se colocaron unos encima de otros en un soporte
de catalizador cilíndrico concéntrico. Los reactantes, metano y
amoniaco, se midieron y monitorizaron con controladores de flujo de
masa Brooks y se introdujeron en el reactor desde la parte superior
a caudales como se muestra en la Tabla 4. A continuación, los gases
fluyeron hacia abajo a través del lecho del catalizador/susceptor
cilíndrico que se calentó mediante calentamiento por inducción, y la
corriente del producto que comprende HCN, metano y/o amoniaco sin
reaccionar, hidrógeno y otros subproductos salieron de la zona de
reacción por la parte inferior del reactor de cuarzo. El lecho del
catalizador se calentó por inducción a una frecuencia constante de
142 kHz. Las potencias directa y reflejada se ajustaron para
obtener el rendimiento total deseado. Las condiciones de reacción,
conversiones, rendimientos etc. se muestran en la Tabla 4.
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Claims (29)
1. Un aparato para efectuar una reacción química
catalizada, en fase gaseosa, a temperatura elevada para la
preparación de HCN, que comprende:
Una cámara de reacción (4) compuesta por un
material no eléctricamente conductor, sustancialmente impermeable a
gas, un catalizador/susceptor eléctricamente conductor y permeable
a gas (1, 15, 16) colocados dentro de la cámara de reacción (4),
estando la cámara de reacción (4) rodeada por una bobina de
inducción (3) energizable por una fuente de potencia capaz de
suministrar corriente alterna, pudiendo ser dicho
catalizador/susceptor (1, 15, 16) se puede calentado por inducción
mediante un campo magnético alterno producido por dicha bobina de
inducción (3) hasta una temperatura suficiente para efectuar la
reacción química, siendo el catalizador/susceptor
caracterizado porque:
Tiene la forma de un cilindro hueco que tiene
una sección transversal sustancialmente anular, rodeando dicho
catalizador/susceptor (1, 15, 16) un cilindro eléctricamente no
conductor (5, 10) para permitir que dichos gases (6) fluyan
axialmente o radialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1,
15, 16).
2. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho cilindro eléctricamente no conductor (5) es sustancialmente
impermeable a gas, de modo que permite que dichos gases (6) fluyan
axialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16).
3. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho cilindro eléctricamente no conductor (10) es sustancialmente
permeable a gas, de modo que permite que dichos gases (6) fluyan
radialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1, 15,
16).
4. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicha bobina de inducción (3) tienen un espaciado uniforme a lo
largo de su longitud.
5. El aparato de la reivindicación 1, en el que
la intensidad de depósito de energía de dicha bonina de inducción
(3) varía a lo largo de la longitud de dicho catalizador/susceptor
cilíndrico (1, 15, 16).
6. El aparato de la reivindicación 5, en el que
dicha bonina de inducción (3) está compuesta por dos o más
secciones (3A', 3B'), en el que cada una de dichas secciones
transporta una corriente de una magnitud diferente de la de cada
una o más otras secciones.
7. El aparato de la reivindicación 5, en el que
dicha bobina de inducción (3) está compuesta por dos o más
secciones (3A, 3B), en el que el espaciado en una de dichas
secciones difiere del espaciado de la bobina en cada una o más
secciones.
8. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor (1) está compuesto por múltiples
envueltas continuas de gasa.
9. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor (16) está compuesto por espuma metálica
catalítica.
10. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor (15) está compuesto por una pluralidad
de anillos de gasa con forma anular apilados uno encima de
otro.
11. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor (1) está compuesto por capas anulares
concéntricas (1A, 1B) que tienen diferentes conductividades
eléctricas globales.
12. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) está compuesto por uno o
más metales del grupo del platino.
13. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) tiene un diámetro externo
que es de 0,1 a 0,9 veces el diámetro interno de dicha bobina de
inducción (3).
14. El aparato de la reivindicación 1, en el que
dicho catalizador/susceptor cilíndrico hueco (1, 15, 16) tiene un
espesor de pared no superior a aproximadamente un cuarto de su
diámetro externo.
15. Un procedimiento para la preparación de HCN
que comprende pasar amoniaco y un hidrocarburo gaseoso que tiene de
1 a 6 átomos de carbono a través de una estructura catalizadora que
comprende un catalizador/susceptor (1, 15, 16) de metal del grupo
del platino, sustancialmente cilíndrico, eléctricamente conductor y
permeable a gas, teniendo dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16)
vías de conducción eléctrica continua alrededor de su
circunferencia en el plano normal al eje de dicha circunferencia y
está calentado mediante una bobina de calentamiento por inducción
(3) a una frecuencia entre 50 Hz a 30 MHz hasta una temperatura
suficiente para efectuar la reacción de dichos reactantes, teniendo
dicho catalizador/susceptor cilíndrico suficiente resistividad
eléctrica global como para poseer suficiente eficiencia de
calentamiento por inducción para promover la actividad catalítica,
estando dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) caracterizado
por ser un hueco y rodear un cilindro eléctricamente no conductor
(5, 10) para permitir que dichos gases (6) fluyan axialmente o
radialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1, 15,
16).
16. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que dicho amoniaco y dicho hidrocarburo están fabricados para
fluir axialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1, 15,
16).
17. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que dicho amoniaco y dicho hidrocarburo están fabricados para
fluir radialmente a través de dicho catalizador/susceptor (1, 15,
16).
18. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que dicha bobina de inducción (3) tiene un espaciado uniforme a
lo largo de su longitud.
19. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que la intensidad de depósito de energía de dicha bonina de
inducción (3) varía a lo largo de la longitud de dicho
catalizador/susceptor cilíndrico (1, 15, 16).
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que dicha bonina de inducción (3) está compuesta por dos o más
secciones (3A', 3B'), en el que cada una de dichas secciones
transporta una corriente de una magnitud diferente de la de cada
una o más secciones.
21. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que dicha bobina de inducción (3) está compuesta por dos o más
secciones (3A, 3B), en el que el espaciado en una de dichas
secciones difiere del espaciado de la bobina en cada una o más
secciones.
22. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que dicho catalizador/susceptor (1) está compuesto por múltiples
envueltas continuas de gasa.
23. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que dicho catalizador/susceptor (16) está compuesto por espuma
metálica catalítica.
24. El procedimiento de la reivindicación 15, en
el que dicho catalizador/susceptor (15) está compuesto por una
pluralidad de anillos de gasa con forma anular apilados uno encima
de otro.
25. El procedimiento de la reivindicación 15,
en el que dicho catalizador/susceptor (1) está compuesto por capas
anulares concéntricas (1A, 1B) que tienen diferentes
conductividades eléctricas globales.
26. El procedimiento de la reivindicación 15,
en el que dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) está compuesto
por uno o más metales del grupo del platino.
27. El procedimiento de la reivindicación 15,
en el que dicho catalizador/susceptor (1, 15, 16) tiene un diámetro
externo que es de 0,1 a 0,9 veces el diámetro interno de dicha
bobina de inducción (3).
28. El procedimiento de la reivindicación 15,
en el que dicho hidrocarburo comprende metano.
29. El procedimiento de la reivindicación 15,
en el que dicho catalizador/susceptor cilíndrico hueco (1, 15, 16)
tiene un espesor de pared no superior a aproximadamente un cuarto
de su diámetro externo.
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Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004054727A1 (de) * | 2004-11-12 | 2006-05-24 | Degussa Ag | Verfahren zur Herstellung von Cyanwasserstoff und Reaktionsrohr für das Verfahren |
| WO2006093589A2 (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-08 | O.I. Corporation | Improved analyte system |
| US7658900B2 (en) * | 2005-03-05 | 2010-02-09 | Joint Solar Silicon Gmbh & Co. Kg | Reactor and process for the preparation of silicon |
| US20080203809A1 (en) * | 2005-03-11 | 2008-08-28 | Nevada Chemicals, Inc. | Producing Calcium Cyanide At A Mine Site Using Easily Transportable Starting Materials |
| US8647401B2 (en) * | 2006-03-02 | 2014-02-11 | Shaw Intellectual Property Holdings, Inc. | Steam reformation system |
| JP4299868B2 (ja) * | 2006-07-28 | 2009-07-22 | クロリンエンジニアズ株式会社 | 水素燃焼装置 |
| EP2102109A2 (en) * | 2006-12-08 | 2009-09-23 | Wild River Consulting Group, LLC | Fusion process using an alkali metal metalate |
| US9056164B2 (en) * | 2007-01-01 | 2015-06-16 | Bayer Medical Care Inc. | Radiopharmaceutical administration methods, fluid delivery systems and components thereof |
| US7755009B2 (en) | 2007-02-12 | 2010-07-13 | Bernard Lasko | Compounding thermoplastic materials in-situ |
| DE102007010256A1 (de) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von Bauteilen einer Gasturbine |
| EP2146930A2 (en) | 2007-05-14 | 2010-01-27 | INVISTA Technologies S.à.r.l. | High efficiency reactor and process |
| DE102007059967A1 (de) * | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Henkel Ag & Co. Kgaa | Verfahren zur Durchführung chemischer Reaktionen mit Hilfe eines induktiv erwärmten Heizmediums |
| US8585870B2 (en) * | 2008-03-05 | 2013-11-19 | E I Du Pont De Nemours And Company | Process to C-manufacture acrylonitrile and hydrogen cyanide |
| US8057666B2 (en) * | 2008-03-11 | 2011-11-15 | Xtrudx Technologies, Inc. | Biomass and waste plastics to neodiesel and valuable chemicals via supercritical water |
| US8980143B2 (en) | 2008-03-11 | 2015-03-17 | Thomas E. Loop | Biomass and waste plastics depolymerization machine and methods via supercritical water |
| US7955508B2 (en) * | 2008-03-11 | 2011-06-07 | Xtrudx Technologies, Inc. | Supercritical fluid biomass conversion systems |
| FR2931477B1 (fr) * | 2008-05-21 | 2012-08-17 | Arkema France | Acide cyanhydrique derive de matiere premiere renouvable |
| GB0819096D0 (en) * | 2008-10-20 | 2008-11-26 | Johnson Matthey Plc | Pressure metal gauze assembly |
| CN101797469B (zh) * | 2010-03-18 | 2011-12-28 | 南京耦联科技有限公司 | 用于烟气脱硝的尿素热解反应器 |
| JP5691458B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-04-01 | 日産自動車株式会社 | 非接触給電装置及び非接触給電方法 |
| CN106110518A (zh) | 2010-06-04 | 2016-11-16 | 拜耳医药保健有限责任公司 | 用于规划和监测在放射性药物注射器上的多剂量放射性药物使用的系统和方法 |
| CN102357353A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-02-22 | 韩扶军 | 一种生产甲基二氯化膦的固定床反应器 |
| CN103184435A (zh) * | 2011-12-27 | 2013-07-03 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种加热装置、加热方法及半导体加工设备 |
| US9663366B2 (en) | 2012-03-05 | 2017-05-30 | Basf Se | Ammonia oxidation reactor with internal filter element |
| TW201437147A (zh) * | 2012-12-18 | 2014-10-01 | Invista Tech Sarl | 安德盧梭（ａｎｄｒｕｓｓｏｗ）法中之反應器模式 |
| KR20150132340A (ko) * | 2013-03-15 | 2015-11-25 | 헴로크세미컨덕터코포레이션 | 유도 가열 장치 |
| CN103351042B (zh) * | 2013-07-09 | 2014-08-27 | 李镇南 | 一种小分子团水制备方法及应用该方法的小分子团水制备装置 |
| DE102013214314A1 (de) | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Reaktor zur Freisetzung von Wasserstoff aus einer flüssigen Verbindung |
| DE102013214313A1 (de) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Reaktor zur Freisetzung von Wasserstoff aus flüssiger Verbindung |
| US10450915B2 (en) | 2013-09-18 | 2019-10-22 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with induction heating and methods for use therewith |
| US10132221B2 (en) * | 2013-09-18 | 2018-11-20 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Apparatus and method for gaseous emissions treatment with enhanced catalyst distribution |
| US9657622B2 (en) * | 2013-09-18 | 2017-05-23 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Catalytic converter system with control and methods for use therewith |
| US10590819B2 (en) | 2013-09-18 | 2020-03-17 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with resonant frequency measurement and methods for use therewith |
| US10590818B2 (en) | 2016-11-24 | 2020-03-17 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with frequency controlled induction heating and methods for use therewith |
| US10143967B2 (en) | 2013-09-18 | 2018-12-04 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Apparatus and method for gaseous emissions treatment with directed induction heating |
| US10557392B2 (en) | 2013-09-18 | 2020-02-11 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with temperature measurement and methods for use therewith |
| US10441942B2 (en) | 2013-10-11 | 2019-10-15 | Evonik Degussa, GmbH | Reaction tube and method for producing hydrogen cyanide |
| DE102014205025A1 (de) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Wacker Chemie Ag | Reaktor und Verfahren zur Herstellung von granularem Polysilicium |
| EP3151633B1 (en) * | 2015-09-29 | 2018-09-19 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Apparatus and method for gaseous emissions treatment with directed induction heating |
| CN105709676B (zh) * | 2015-11-09 | 2018-06-26 | 陕西科技大学 | 有效改善复合材料界面结合的复合材料制备系统 |
| EP3174369B1 (en) * | 2015-11-20 | 2021-03-31 | Advanced Technology Emission Solutions Inc. | Emission control system with controlled induction heating and methods for use therewith |
| CN105749815A (zh) * | 2016-02-19 | 2016-07-13 | 重庆长安工业(集团)有限责任公司 | 吸热式发生器反应罐内置触媒均匀器 |
| WO2017186452A1 (en) | 2016-04-26 | 2017-11-02 | Haldor Topsøe A/S | Induction heated aromatization of higher hydrocarbons |
| TWI774668B (zh) * | 2016-04-26 | 2022-08-21 | 丹麥商托普索公司 | 用於氨合成轉換器之起動加熱的方法 |
| US11059010B2 (en) | 2016-04-26 | 2021-07-13 | Haldor Topsøe A/Se | Induction heated reactor |
| US11319284B2 (en) | 2016-04-26 | 2022-05-03 | Haldor Topsøe A/S | Process for the synthesis of nitriles |
| MX2018015211A (es) * | 2016-06-21 | 2019-04-25 | Topsoe Haldor As | Convertidor de flujo axial/radial. |
| JP2019519074A (ja) * | 2016-06-22 | 2019-07-04 | ネステク ソシエテ アノニム | インライン加熱装置 |
| EP3301075A1 (en) | 2016-09-28 | 2018-04-04 | Evonik Degussa GmbH | Method for producing hydrogen cyanide |
| KR102597493B1 (ko) * | 2016-10-19 | 2023-11-02 | 니코벤처스 트레이딩 리미티드 | 유도 가열 배열체 |
| US10207241B2 (en) * | 2016-11-29 | 2019-02-19 | Kontak LLC | Inductively heated microchannel reactor |
| RU171030U1 (ru) * | 2016-12-06 | 2017-05-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Реактор с индукционным нагревом для осуществления химических реакций в сверхкритических условиях |
| US11979965B2 (en) | 2017-01-10 | 2024-05-07 | King Abdullah University Of Science And Technology | Susceptors for induction heating with thermal uniformity |
| JP6766128B2 (ja) * | 2017-12-22 | 2020-10-07 | 深▲せん▼市合元科技有限公司Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｆｉｒｓｔ Ｕｎｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ | 加熱装置及び喫煙具 |
| US11638331B2 (en) | 2018-05-29 | 2023-04-25 | Kontak LLC | Multi-frequency controllers for inductive heating and associated systems and methods |
| US11555473B2 (en) | 2018-05-29 | 2023-01-17 | Kontak LLC | Dual bladder fuel tank |
| RU2754658C1 (ru) * | 2018-07-26 | 2021-09-06 | Филип Моррис Продактс С.А. | Система для генерирования аэрозоля |
| CN112752864B (zh) * | 2018-10-26 | 2024-01-26 | 洛佩诗公司 | 带有感应器和电磁屏蔽件的沉积反应器 |
| CN109297851B (zh) * | 2018-11-14 | 2020-03-31 | 西安交通大学 | 一种固定床高温煅烧反应的模拟实验装置及测试方法 |
| US10981296B2 (en) * | 2019-05-22 | 2021-04-20 | The Boeing Company | System and method for preheating a thermoplastic charge |
| FR3098855B1 (fr) * | 2019-07-17 | 2021-06-18 | Faurecia Systemes Dechappement | Dispositif de purification des gaz d’échappement d’un véhicule, ligne d’échappement et procédé de purification des gaz d’échappement associés |
| KR102281104B1 (ko) * | 2020-01-13 | 2021-07-23 | 전남대학교산학협력단 | 금속촉매와 세라믹 펠렛촉매의 하이브리드식 수소 생성기 및 이를 이용한 수소 생성 방법 |
| JP2024504229A (ja) * | 2020-11-16 | 2024-01-31 | インヴィスタ テキスタイルズ（ユー．ケー．）リミテッド | 誘導加熱要素を有する容器、並びにポリアミドポリマーを調製するための誘導加熱要素を含む方法及び装置 |
| NL2028174B1 (en) * | 2021-05-07 | 2022-11-24 | Kuijpers Kunststoftechniek B V | Apparatus for neutralizing acid solution |
| KR102543594B1 (ko) * | 2021-05-25 | 2023-06-21 | 마이크로어낼리시스 (주) | 액체 시료 분석을 위한 화학 반응기, 및 이를 포함하는 자동측정장치 |
| KR102316734B1 (ko) * | 2021-05-31 | 2021-10-26 | 고등기술연구원연구조합 | 촉매투과부를 포함하는 수성가스전환 등온 촉매 반응장치 |
| IT202100023708A1 (it) * | 2021-09-14 | 2023-03-14 | Idrogena S R L | Impianto e procedimento per la produzione di idrogeno da scissione di molecole di metano |
| EP4205843A1 (en) * | 2021-12-30 | 2023-07-05 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Inductive heating reactors |
| WO2023172776A2 (en) * | 2022-03-11 | 2023-09-14 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Inductive heating with metamaterial susceptors for chemical reactor systems |
| WO2023178248A1 (en) * | 2022-03-16 | 2023-09-21 | Stars Technology Corporation | Method and apparatus for inductively heating micro- and meso-channel process systems |
| CN114797684A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-07-29 | 众立能源装备(陕西)有限公司 | 一种氨气低温催化分解的制氢装置 |
| WO2023205590A1 (en) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | Unifrax I Llc | Catalytic element with inductive heater |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1986348A (en) * | 1931-06-13 | 1935-01-01 | Du Pont | Apparatus for effecting gas reactions |
| US2443423A (en) | 1946-04-29 | 1948-06-15 | Phillips Petroleum Co | Apparatus for conducting endothermic catalytic conversions |
| US3948645A (en) * | 1973-04-30 | 1976-04-06 | Boliden Aktiebolag | Method of carrying out heat-requiring chemical and/or physical processes in a fluidized bed |
| US4461751A (en) | 1979-05-22 | 1984-07-24 | Lummus Crest Inc. | Processes for carrying out catalytic endothermic high-pressure gas reactions |
| FR2460707B1 (fr) * | 1979-07-13 | 1986-09-05 | Ammonia Casale Sa | Reacteur de synthese, notamment pour la synthese catalytique d'ammoniac et de methanol |
| US4506131A (en) * | 1983-08-29 | 1985-03-19 | Inductotherm Industries Inc. | Multiple zone induction coil power control apparatus and method |
| EP0216729B1 (de) * | 1985-08-16 | 1990-10-24 | Alusuisse-Lonza Services Ag | Filterkerze zur Reinigung der Abgase von Dieselmotoren |
| GB8722847D0 (en) | 1987-09-29 | 1987-11-04 | Electricity Council | Performing endothermic catalytic reactions |
| JPH04131125A (ja) * | 1990-09-21 | 1992-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 排ガス浄化装置 |
| US5401483A (en) * | 1991-10-02 | 1995-03-28 | Engelhard Corporation | Catalyst assembly providing high surface area for nitric acid and/or HCN synthesis |
| US5260538A (en) * | 1992-04-09 | 1993-11-09 | Ethyl Corporation | Device for the magnetic inductive heating of vessels |
| US5242882A (en) * | 1992-05-11 | 1993-09-07 | Scientific Design Company, Inc. | Catalyst for the production of nitric acid by oxidation of ammonia |
| JPH06154623A (ja) * | 1992-11-20 | 1994-06-03 | Denki Kogyo Co Ltd | 螺旋状巻回体の高周波誘導加熱装置 |
| US5958273A (en) | 1994-02-01 | 1999-09-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Induction heated reactor apparatus |
| EP0742781B1 (en) | 1994-02-01 | 2004-09-29 | INVISTA Technologies S.à.r.l. | Preparation of hydrogen cyanide |
| US6315972B1 (en) | 1994-02-01 | 2001-11-13 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Gas phase catalyzed reactions |
| JP3332717B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2002-10-07 | 三洋電機株式会社 | 蒸気発生器 |
| US5858314A (en) * | 1996-04-12 | 1999-01-12 | Ztek Corporation | Thermally enhanced compact reformer |
| ID24285A (id) | 1997-07-03 | 2000-07-13 | Du Pont | Reaktor katalitik yang dipanaskan secara induksi |
| JP3385955B2 (ja) * | 1998-02-23 | 2003-03-10 | 松下電器産業株式会社 | 加熱装置 |
| US6221327B1 (en) * | 1998-05-15 | 2001-04-24 | Rohm And Haas Company | Catalyst system using flow-through radiation shielding and a process for producing hydrogen cyanide using the same |
-
2002
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