ES2336469T3 - Procedimiento para la obtencion de anhidrido de acidos ftalico. - Google Patents
Procedimiento para la obtencion de anhidrido de acidos ftalico. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2336469T3 ES2336469T3 ES05819946T ES05819946T ES2336469T3 ES 2336469 T3 ES2336469 T3 ES 2336469T3 ES 05819946 T ES05819946 T ES 05819946T ES 05819946 T ES05819946 T ES 05819946T ES 2336469 T3 ES2336469 T3 ES 2336469T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- reaction
- thermoplates
- postreactor
- cooling
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 title description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 95
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 18
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 11
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 6
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 3
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 41
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 2
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 20
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000002585 base Substances 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 239000002638 heterogeneous catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- -1 frequently Substances 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 1,1'-biphenyl;phenoxybenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1.C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 MHCVCKDNQYMGEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N phenylbenzene Natural products C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/248—Reactors comprising multiple separated flow channels
- B01J19/249—Plate-type reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0446—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical
- B01J8/0476—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds
- B01J8/0488—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds the flow within the beds being predominantly vertical in two or more otherwise shaped beds the beds being placed in separate reactors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0496—Heating or cooling the reactor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/21—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen
- C07C51/255—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting
- C07C51/265—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with molecular oxygen of compounds containing six-membered aromatic rings without ring-splitting having alkyl side chains which are oxidised to carboxyl groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/31—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting
- C07C51/313—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation of cyclic compounds with ring-splitting with molecular oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/41—Preparation of salts of carboxylic acids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00017—Controlling the temperature
- B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
- B01J2208/00115—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements inside the bed of solid particles
- B01J2208/0015—Plates; Cylinders
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/0015—Controlling the temperature by thermal insulation means
- B01J2219/00155—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/245—Plate-type reactors
- B01J2219/2451—Geometry of the reactor
- B01J2219/2453—Plates arranged in parallel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/245—Plate-type reactors
- B01J2219/2451—Geometry of the reactor
- B01J2219/2456—Geometry of the plates
- B01J2219/2459—Corrugated plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/245—Plate-type reactors
- B01J2219/2461—Heat exchange aspects
- B01J2219/2462—Heat exchange aspects the reactants being in indirect heat exchange with a non reacting heat exchange medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/245—Plate-type reactors
- B01J2219/2476—Construction materials
- B01J2219/2477—Construction materials of the catalysts
- B01J2219/2481—Catalysts in granular from between plates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J2219/2401—Reactors comprising multiple separate flow channels
- B01J2219/245—Plate-type reactors
- B01J2219/2476—Construction materials
- B01J2219/2483—Construction materials of the plates
- B01J2219/2485—Metals or alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Furan Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
Procedimiento para la obtención de anhídrido de ácido ftálico a través de la oxidación parcial catalítica de o-xileno y/o naftalina con un gas que contiene oxígeno en una instalación con - dos o más zonas de reacción refrigeradas con un medio refrigerante, - uno o más dispositivos dispuestos entre las zonas de reacción, para la refrigeración intermedia de la mezcla de reacción entre las zonas de reacción, en el cual, la temperatura del medio refrigerante se reduce al entrar en la segunda o en otra zona de reacción, en relación a la temperatura del medio refrigerante al entrar en la primera zona de reacción, caracterizado porque la temperatura del medio refrigerante es más de 20º mayor al entrar en la primera zona de reacción que la temperatura del medio refrigerante al entrar en la segunda o en otra de las zonas de reacción.
Description
Procedimiento para la obtención de anhídrido de
ácido ftálico.
La presente invención comprende un procedimiento
para la obtención de anhídrido de ácido ftálico a través de la
oxidación parcial catalítica de o-xileno y/o
naftalina con un gas que contiene oxígeno en una instalación con
dos o más zonas de reacción refrigeradas.
En la técnica de procedimientos químicos, se
conocen una gran cantidad de reacciones de oxidación parcial de
mezclas de reacción fluidas, es decir, gaseosas, líquidas o
gaseosas/líquidas, realizadas en presencia de catalizadores
heterogéneos en forma de partículas. Dichas conversiones en general
son exotérmicas, frecuentemente muy exotérmicas.
El anhídrido de ácido ftálico se obtiene a
escala industrial a través de la oxidación parcial de
o-xileno y/o de naftalina con un gas que contiene
oxígeno, frecuentemente, aire, en catalizadores heterogéneos,
especialmente, dispuestos sobre portadores. La entalpía de reacción
es, para la oxidación de o-xileno, 1110 kJ/mol y
para la naftalina, 1792 kJ/mol de anhídrido de ácido ftálico
formado, es decir, la reacción es fuertemente exotérmica. Para una
producción económica con pasos elevados de reactor se requiere de
una carga elevada de aire con educto, frecuentemente, estas mezclas
de gas son combustibles.
Para reducir las proporciones de productos
intermedios o secundarios indeseados, así como de educto en el gas
de proceso, que generan problemas en la separación de productos del
flujo de gas y el restante procesamiento, frecuentemente es
necesario ajustar la conversión de eductos cerca de los 100% en
mol.
Como también en el caso de otras oxidaciones
parciales, en la obtención de anhídrido de ácido ftálico es habitual
que la aproximación de la conversión del educto al 100% esté
acompañada de una tasa de oxidación total a monóxido de carbono y
dióxido de carbono. También en el caso de tasas de conversión
demasiado reducidas pueden obtenerse productos secundarios, en el
caso de la síntesis de anhídrido de ácido ftálico, especialmente,
ftálido, por lo cual se ve disminuida la calidad de producto.
Debido a los motivos mencionados, acorde al estado actual de la
técnica, se debe aceptar una conversión elevada y, con ello, una
notable pérdida de rendimiento para generar un producto adecuado a
las especificaciones.
A causa del envejecimiento del catalizador al
aumentar el tiempo de funcionamiento, para mantener la misma
conversión se debe elevar la temperatura en el reactor, con lo cual,
acorde al estado actual de la técnica, se deben aceptar aún mayores
pérdidas de rendimiento.
En cierta medida, el rendimiento puede ser
mejorado utilizando un postreactor no refrigerado, en el cual se
lleva a cabo una conversión restante a una temperatura reducida, con
lo cual también es posible, especialmente, mantener las
especificaciones de producto. En la entrada y salida del
postreactor, la mezcla de gas de proceso aún presenta mucha
sustancia orgánica y también oxígeno libre y, en general, es
combustible. Para limitar el incremento de temperatura, se debe
limitar la conversión de la postreacción, para evitar la pérdida de
control de la reacción.
Por la memoria DE-A 101 44 857
se conoce una disposición de reactores en la cual, en una sola
carcasa, están dispuestos un reactor principal configurado como
reactor de haz tubular, un paso de refrigeración y un postreactor,
asimismo, el postreactor es un reactor de cuba no refrigerado.
Mediante esta disposición en una carcasa, el volumen de gas entre
la zona de reacción principal y posterior es reducido, con la
ventaja de reducir allí notablemente el riesgo de ignición. De esta
manera se desea poder obtener un rendimiento ventajoso, incluso en
el caso de cargas de más de 100 g de o-xileno por
Nm^{3} en la mezcla del educto. Sin embargo, con el
funcionamiento propuesto, de una conducción adiabática de reacción
en el postreactor, la conversión posible allí aún es muy limitada,
por los motivos mencionados, de modo que de esta manera no es
posible una mejora significativa del rendimiento ni, sobre todo,
una prolongación de la vida útil de los catalizadores. La memoria
DE 1 274 569 publica una disposición de reactores en la cual el tubo
de reactor y el elemento de refrigeración presentan un centro
común.
Por la memoria DE-A 40 13 051 se
conoce un procedimiento para la obtención de anhídrido de ácido
ftálico utilizando un reactor de haz tubular con, al menos, dos
zonas de reacción seguidas en dirección de corriente con
refrigeración separada en baño salino, en la cual la temperatura
del baño salino en la primera zona de reacción es mantenida 2 a 20º
por encima de la temperatura del baño salino de las demás zonas de
reacción. Con esta conducción del procedimiento se alcanza un
rendimiento mejorado de anhídrido de ácido ftálico, dado que la
conducción de temperatura es más adecuada a los desarrollos de
reacción cinética. Sin embargo, se mantienen las elevadas pérdidas
de rendimiento debido al nivel elevado de temperatura en ambas zonas
de refrigeración, en el cual se puede alcanzar la conversión
elevada requerida de, aproximadamente, 99% en mol.
Por ello, el objeto de la invención es presentar
un procedimiento mejorado para la obtención de anhídrido de ácido
ftálico, según el cual se pueda obtener una proporción de conversión
residual en pasos de procedimiento postconectados a la síntesis en
el reactor principal. El procedimiento también debe poder ser
adaptado, especialmente, a diferentes rangos de carga sin pérdida
de rendimiento.
\newpage
La solución consiste en un procedimiento para la
obtención de anhídrido de ácido ftálico a través de la oxidación
parcial catalítica de o-xileno y/o naftalina con un
gas que contiene oxígeno en una instalación con
- -
- dos o más zonas de reacción refrigeradas con un medio refrigerante,
- -
- uno o más dispositivos dispuestos entre las zonas de reacción, para la refrigeración intermedia de la mezcla de reacción entre las zonas de reacción,
- en el cual, la temperatura del medio refrigerante se reduce al entrar en la segunda o en otra zona de reacción, en relación a la temperatura del medio refrigerante al entrar en la primera zona de reacción, caracterizado porque la temperatura del medio refrigerante es más de 20º mayor al entrar en la primera zona de reacción que la temperatura del medio refrigerante al entrar en la segunda u otra de las zonas de reacción.
\vskip1.000000\baselineskip
Es sabido que la tasa de conversión en los
postreactores, para la obtención de anhídrido de ácido ftálico, es
muy limitada, dado que con la reacción posterior se ingresa calor
al flujo de gas de reacción, lo calienta y luego se inicia
progresivamente la siguiente reacción del producto de valor, ya
obtenido, a productos de oxidación total, el monóxido de carbono y
el dióxido de carbono, con, como consecuencia, un rendimiento menor
así como del peligro de la pérdida de control del postreactor.
Se descubrió, sorprendentemente, que, a
diferencia de lo que se suponía hasta ahora, es posible una
conversión casi completa del o-xileno así como del
producto secundario ftálido hasta obtener el producto de valor,
anhídrido de ácido ftálico, sin pérdidas adicionales de
rendimiento, en tanto en el postreactor se evita un incremento de
temperatura mediante una adecuada expulsión de calor, incluso si las
conversiones residuales en el postreactor se desplazan a un rango
de 5 a 10%, pero también hasta 15% o también hasta 20% de la
conversión molar total, aunque esta reacción posterior se encuentre
en un nivel de temperatura notablemente inferior que el nivel de
temperatura conocido como necesario para la conversión de
o-xileno a anhídrido de ácido ftálico con tasas de
conversión elevadas (> 70%).
La invención, sin embargo, no está limitada en
lo tocante a los catalizadores concretamente utilizados Pueden
utilizarse todos los catalizadores conocidos para la obtención de
anhídrido de ácido ftálico, especialmente, catalizadores dispuestos
sobre portadores con una masa activa que contiene uno o múltiples de
los siguientes elementos: vanadio, titanio o fósforo, por ejemplo,
en forma de sus óxidos.
Los catalizadores adecuados están descritos, por
ejemplo, en la disertación "In situ Charakterisierung von
Vanadiumoxid/ Titanoxid-Katalysatoren bei der
partiellen Oxidation von o-Xylol zu
Phthalsäureanhydrid" (Caracterización in situ de
catalizadores de óxido de vanadio/óxido de titanio en la oxidación
parcial de o-xileno a anhídrido de ácido ftálico)
del Ing. M. Brust, Fakultät für Chemieingenieurwesen (Facultad de
Ingeniería Químicas) de la Universidad de Karlsruhe, día del
coloquio: 20 de diciembre de 1999, y en la literatura referida en
ella. También es posible utilizar catalizadores con actividad
estructurada, es decir, con actividad diferente en cada zona de
reacción o sus sectores. En este caso pueden utilizarse los
denominados catalizadores monolíticos, formados principalmente
enteramente por masa activa, por ejemplo, en forma de esfera,
cilindro, barra o aro, pero también cuerpos moldeados revestidos
con masa activa, por ejemplo, esferas o aros. Las dimensiones
longitudinales o los diámetros habituales de estos cuerpos
moldeados se hallan en el rango de 1 mm a 10 mm, pero con mayor
frecuencia, entre 3 mm y 8 mm y, frecuentemente, entre 5 mm y 7
mm.
De modo especialmente ventajoso, el catalizador
puede ser optimizado para el rendimiento en la primera zona de
reacción, es decir, el reactor principal, dado que aún se pueden
alcanzar proporciones significativas de conversión residual en las
zonas de reacción postconectadas, es decir, en el postreactor.
Como educto puede utilizarse
o-xileno, naftalina o una mezcla de
o-xileno y naftalina.
El gas que contiene oxígeno, requerido para la
oxidación parcial, es, preferentemente, aire.
Las dos o más zonas de reacción refrigeradas
pueden ser alojadas en un sólo aparato o, también, en dos o más
aparatos separados. Es especialmente preferido un modo de ejecución
con dos zonas de reacción, una primera zona de reacción en un
reactor principal y una segunda zona de reacción en un
postreactor.
Los reactores pueden ser cilíndricos, pero
también presentar otras geometrías, por ejemplo, paralelepípedos,
especialmente, cuadrados.
La refrigeración de las zonas de reacción puede
ser realizada con todos los portadores de calor usuales. De modo
especialmente ventajoso, los dispositivos pueden estar configurados
para la recepción de los portadores de calor como termoplacas, a
través de las cuales circula el medio refrigerante, preferentemente,
agua, y se evapora (la denominada refrigeración por
evaporación).
Entre las zonas de reacción están dispuestos
refrigeradores intermedios para la mezcla de gas de reacción.
\newpage
El procedimiento puede ser realizado de manera
especialmente ventajosa en un aparato con termoplacas, en el cual
el reactor principal, el refrigerador intermedio y el postreactor
están dispuestos en el mismo aparato. En este caso, en el reactor
principal así como en el postreactor se incorporaron cargas del
catalizador de material sólido en los espacios intermedios entre
las termoplacas a través de los cuales se conduce la mezcla de gas
de reacción.
En el refrigerador intermedio puede ser
incorporada, preferentemente, una carga inerte. También es posible
entonces diferenciar el refrigerador intermedio y el postreactor
sólo en que se deje libre el área que funciona como refrigerador
intermedio o que se incorpore en él una carga inerte y que luego se
incorpore una carga como catalizador de material sólido en el área
que funciona como postreactor. Preferentemente, el refrigerador
intermedio y el postreactor se conectan a un circuito único de
refrigeración separado del circuito de refrigeración para el
reactor principal.
Los términos placas termocambiadoras, placas
trasmisoras térmicas, termoplacas o termoplacas de chapa se utilizan
como prácticamente sinónimos.
Las placas transmisoras térmicas se definen,
predominantemente, como formas planiformes que presentan un interior
provisto de conductos de alimentación y de evacuación, con un
grosor reducido en relación con la superficie. En general se
obtienen a partir de chapas, frecuentemente, de chapas de acero. Sin
embargo, según el caso de aplicación, especialmente, de las
características del medio reactivo así como del portador de calor,
pueden utilizarse materiales especiales, especialmente, resistentes
a la corrosión, pero también revestidos. Los dispositivos de
suministro o la evacuación para los portadores de calor en general
están dispuestos en extremos opuestos de las placas
termocambiadoras. Como portadores de calor se utilizan,
frecuentemente, agua, también Diphyl® (mezcla de 70 a 75% en peso
de éter de difenilo y 25 a 30% en peso de difenilo), que también se
evaporan parcialmente en el proceso de evaporación; también es
posible utilizar otros portadores de calor orgánicos con una
presión de vapor reducida de líquidos iónicos.
La utilización de líquidos iónicos como
portadores de calor está descrita en la memoria DE-A
103 16 418. Se prefieren los líquidos iónicos que contienen un ión
sulfato, fosfato, borato o silicato. También son especialmente
adecuados los líquidos iónicos que contienen un catión metal
monovalente, especialmente, un catión de metal alcalino, así como
otro catión, especialmente, un catión imidazol. También son
ventajosos los líquidos iónicos que contienen como catión un catión
imidazolio, piridinio o fosfonio.
El término termoplacas o termoplacas de chapa se
utiliza, especialmente, para placas transmisoras térmicas cuyas
chapas, generalmente dos, están unidas entre sí mediante soldadura
por puntos y/o con rodillos y, frecuentemente, configuradas
plásticamente utilizando presión hidráulica, formando cojines.
Preferentemente, para la realización del
procedimiento acorde a la invención se puede utilizar un reactor
como el descrito en la memoria DE 103 33 866, cuyo contenido de
publicación se incorpora en su totalidad en la presente declaración
de patente, es decir, un reactor con
- -
- uno o más módulos de termoplacas de chapa cuadrados, formados respectivamente por dos o más termoplacas de chapa rectangulares, paralelas entre sí, dejando libre una ranura, rellenable con el catalizador heterogéneo en forma de partículas y atravesado por la mezcla de reacción fluida, asimismo, el calor de reacción es absorbido por un portador de calor que atraviesa las termoplacas de chapas y, a su vez, se evapora, al menos parcialmente, así como con
- -
- una envoltura predominantemente cilíndrica que libera de presión los módulos de termoplacas de chapas, rodeándolos completamente, que comprende una envoltura cilíndrica y casquillos que la cierran en ambos extremos y cuyo eje longitudinal está orientado paralelamente al nivel de las termoplacas de chapas, así como con
- -
- uno o múltiples elemento de obturación, dispuestos de modo tal que la mezcla fluida de reacción sólo fluye a través de las ranuras, además de por los espacios interiores del reactor, limitados por los casquillos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se trata entonces de módulos de termoplacas de
chapas con termoplacas de chapas a través de las cuales fluye un
portador de calor que asimila el calor de reacción y, a su vez, se
evapora, al menos parcialmente, configurados en forma de
paralelepípedo y que están dispuestos dentro de una envoltura
predominantemente cilíndrica que los rodea completamente y los
libera de la presión.
Los módulos de termoplacas están formados,
respectivamente, por dos o más termoplacas de chapas rectangulares,
paralelas entre sí dejando libre, respectivamente, una ranura.
Las termoplacas de chapas están fabricadas de
materiales resistentes a al corrosión, preferentemente, de acero
inoxidable, por ejemplo, con el número de material 1.4541 o 1.4404,
1.4571 o 14406, 1.4539 pero también 1.4547, o de otros aceros.
El grosor del material de las chapas utilizadas
para ello puede ser seleccionado entre 1 y 4 mm, 1,5 y 3 mm, pero
también 2 y 2,5 mm, o a 2,5 mm o a 3 mm.
En general, dos chapas rectangulares se unen en
sus lados longitudinales y frontales formando una termoplacas de
chapas, asimismo, es posible una costura de rodillo o una soldadura
de cierre o una combinación de ambos, de modo que el espacio en el
cual se encuentra luego el portador de calor esté completamente
cerrado. Ventajosamente, el borde de las termoplacas de chapas es
separado junto a la costura de rodillo lateral del borde
longitudinal, o ya en la costura misma, para que el área marginal
mal refrigerada o no refrigerada, en la cual generalmente también
se encuentra el catalizador, presenta una extensión geométrica en
los posible reducida.
A lo largo de la superficie rectangular se unen
entre sí las chapas mediante soldadura por puntos. También es
posible una unión, al menos parcial, a través de costuras por
rodillo rectas o también curvadas o circulares. También es posible
la subdivisión del volumen atravesado por el portador de calor en
múltiples áreas separadas, mediante costuras adicionales por
rodillo.
Una posible disposición de los centro de puntos
de soldadura en las termoplacas de chapas es una hilera con puntos
equidistantes a 30 a 80 mm o también 35 a 70 mm, asimismo, también
son posibles distancias de 40 a 60 mm, en otro modo de ejecución,
son distancias de 45 a 50 mm y también 46 a 48 mm Habitualmente, las
distancias entre puntos varían, debido a las condiciones de
fabricación, en hasta +/- 1 mm y los puntos de soldadura de series
adyacentes, visto en dirección longitudinal de la placa, siempre
desplazado en una distancia igual a al mitad de la distancia entre
puntos de soldadura. La serie de puntos de soldadura en dirección
longitudinal de las placas pueden ser dispuestos equidistantes con
distancias de 5 a 50 mm, pero también de 8 a 25 mm, asimismo,
también son posibles distancias de 10 a 20 mm y también de 12 a 14
mm. Además, también son posibles los pares de distancias de puntos
de soldadura y las distancias entre series adaptados al caso de
aplicación. Las distancias entre series pueden estar en una
relación geométrica definida con la distancia entre puntos,
habitualmente, de 1/4 de la distancia entre puntos, o menor, de modo
que se obtiene un ensanchamiento definido de las termoplacas
durante la fabricación. Las distancias predeterminadas entre puntos
de soldadura y entre series es una cantidad correspondiente de
puntos de soldadura asignados cada m^{2} de superficie de
chapa.
El ancho de las termoplacas de chapas es
esencialmente limitado en lo que respecta a la técnica de
fabricación y puede hallarse entre 100 y 2500 mm, o también entre
500 y 1500 mm. La longitud de las termoplacas de chapas depende de
la reacción, especialmente, del perfil de temperatura de la
reacción, y puede hallarse entre 500 y 7000 mm, o también entre
3000 y 4000 mm.
Respectivamente dos o más termoplacas de chapas
están dispuestas paralelas y separadas entre sí, conformando un
módulo de termoplacas de chapas. De esta manera, entre las placas de
chapa adyacentes, se generan ranuras en forma de compartimentos que
presentan, en los puntos más estrechos de la distancia entre placas,
por ejemplo, un ancho de entre 8 y 150 mm, pero también entre 10 y
100 mm. Una posible ejecución también comprende anchos de 12 a 50
mm o de 14 a 25 mm, asimismo, en la cual se pueden seleccionar 16 a
20 mm. Ya se ha probado también una distancia de ranura de 17
mm.
Entre las termoplacas individuales de un módulo
de termoplacas de chapas pueden incorporase, por ejemplo, en el
caso de placas de gran superficie, distanciadores adicionales para
prevenir deformaciones que pudieran modificar la distancia entre
placas o su posición. Para incorporar estos distanciadores pueden
separarse secciones parciales de las chapas del área de paso del
portador de calor, por ejemplo, mediante costuras circulares por
rodillo, para poder aplicar allí, por ejemplo, huecos para tornillos
de sujeción para los distanciadores.
Las ranuras pueden presentar la misma distancia,
en caso de ser necesario, las ranuras también pueden ser de
diferente ancho, si la reacción lo permite o la reacción deseada lo
requiere, o se pueden obtener ventajas en lo que refiere al aparato
o a la técnica de refrigeración.
Las ranuras de un módulo de termoplacas de
chapas, rellenas con las partículas de catalizador, pueden obturadas
entre sí, por ejemplo, soldadas, o también estar unidas por proceso
entre sí, de modo que de modo que entre las ranuras atravesadas por
el gas de proceso se puede generar una compensación de presión.
Para regular la distancia deseada de ranuras al
unir cada una de las termoplacas de chapas para conformar un
módulo, las placas son fijadas en su posición y a su distancia. Una
posibilidad es la implementación de dos placas laterales de
limitación para cada módulo, junto al cual, o en el cual se fijan
las termoplacas individuales mediante fijación en unión continua,
por ejemplo, por inserción de los bordes laterales de las placas en
las ranuras o entalladuras efectuaras o también a través de unión de
materiales, como soldadura sobre una placa plana, asimismo, a lo
largo de toda la longitud de la placa se puede efectuar la soldadura
o, al menos, también parcialmente, el punteado, para posibilitar
una compensación de presión en la ranura. Un modo de ejecución de
modo alternativo es la utilización de piezas de chapa en forma
tubular, angular o curva, que se puntean respectivamente entre dos
placas y se sueldan hacia fuera.
Los puntos de soldadura de termoplacas de chapas
adyacentes pueden hallarse enfrentados o desplazados entre sí.
En general, por motivos de la técnica de
construcción, se prefiere que en el caso de la disposición con dos
o más módulos de termoplacas de chapas cuadradas se las configure
con, respectivamente, las mismas medidas. En las disposiciones de
10 o 14 módulos de termoplacas de chapas puede ser ventajoso, para
la compacidad de todo el aparato, seleccionar dos tipos de módulos
con diferente proporción de longitud de borde.
Se prefieren las disposiciones de 4, 7, 10 o 14
módulos de termoplacas de chapas con, respectivamente, las mismas
dimensiones. La superficie de proyección de un módulo, visible en la
dirección de la corriente, puede ser cuadrada, pero también
rectangular. Se prefiere una relación de los lados de 1,1, pero
también de 1,2. Son ventajosas las combinaciones de 7, 10 o 14
módulos con proyecciones de módulos rectangulares, de modo que el
diámetro de la envoltura exterior cilíndrica se minimice. Se pueden
obtener disposiciones geométricas especialmente ventajosas si, como
hemos descrito, se selecciona una cantidad de 4, 7 o 14 termoplacas
de chapas.
Ventajosamente, se deberían poder intercambiar
individualmente los módulos de termoplacas de chapas, por ejemplo,
en el caso de fugas, deformaciones de las termoplacas o en el caso
de problemas que afecten al catalizador.
Ventajosamente, los módulos de termoplacas de
chapas están dispuestos en respectivas cajas estabilizadoras
rectangulares, estables a la presión.
Cada módulo de termoplacas de chapas se mantiene
en posición mediante una guía adecuada, por ejemplo, mediante cajas
estabilizadoras rectangulares con paredes laterales continuas o, por
ejemplo, mediante una construcción angular.
En un modo de ejecución, las cajas rectangulares
estabilizadoras de módulos de termoplacas de chapas adyacentes son
herméticas entre sí. De este modo, se evita un flujo de bypass de la
mezcla de reacción entre los módulos individuales de termoplacas de
chapas.
A través de la incorporación de módulos
cuadrados de termoplacas de chapas en una envoltura
predominantemente cilíndrica y para alta presión en el borde
orientado hacia la pared exterior cilíndrica de la envoltura quedan
espacio intermedios relativamente grandes, en los cuales se pueden
producir sedimentaciones, reacciones secundarias o una
descomposición del producto de valor. Una limpieza o
descontaminación del producto, por ejemplo, en caso de ser
necesaria una tarea de montaje, sólo es posible allí con gran
dificultad. Por ello es ventajoso separa estos espacio intermedios
de la cámara de reacción, es decir, de las ranuras entre las
termoplacas adyacentes.
Para ello se cierra el espacio intermedio entre
los módulos de termoplacas de chapas y la envoltura
predominantemente cilíndrica en el extremo inferior de los módulos
de termoplacas de chapas mediante una base de soporte. Para evitar
un flujo de bypass de la mezcla de reacción, la base portante o de
soporte debe cerrar herméticamente al gas el espacio
intermedio.
Ventajosamente, el espacio intermedio entre los
módulos de termoplacas de chapas y la envoltura predominantemente
cilíndrica también puede ser cerrado en el extremo superior de los
módulos de termoplacas de chapas mediante una cubierta de chapa.
Sin embargo, no es necesaria, para ello, una obturación hermética al
gas, en un modo de ejecución determinado es posible configurar la
cubierta de chapa con aberturas.
La cubierta de chapa en el extremo superior del
espacio intermedio entre los módulos de termoplacas de chapas y la
envoltura predominantemente cilíndrica también puede ser configurada
de manera ventajosa, similar a un plato de válvula.
El flujo de salida del gas utilizado para la
presionización puede obtenerse, además, mediante un órgano de
rebose, como compuerta, válvula o un órgano accionado por fuerza
(por ejemplo, con resorte o presión de gas), autoregulador, también
en combinación con un seguro de retención. Estos órganos de rebose
también pueden, además, estar dispuestos fuera de la envoltura
exterior cilíndrica.
La cubierta de chapa superior puede estar
colocada sobre riostras que estabilizan adicionalmente las cajas
rectangulares estabilizadoras en las cuales se hallan los módulos de
termoplacas de chapas.
El espacio intermedio entre los módulos de
termoplacas de chapas y la envoltura predominantemente cilíndrica
puede ser rellenada ventajosamente con sustancias inertes, para
reducir el volumen de gas y evitar convección de gas, que puede
provocar, por ejemplo, una salida no controlada de gas.
En la envoltura cilíndrica están previstas,
ventajosamente, tubuladuras para el suministro y la evacuación de
la carga de material inerte, ejecutadas en un tamaño e inclinación
adecuados, de modo que sean posibles un llenado y un vaciado por
fuerza de gravedad sin atascamientos. Posibles modos de ejecución de
las tubuladuras comprenden amplitudes nominales de 80, 100, 150 o
200 mm.
Como carga de material inerte, en principio
puede utilizarse cualquier material químicamente inerte y mecánica
y térmicamente lo suficientemente estable, por ejemplo, perlita
expandida y/o vermiculita expandida.
Es posible aplicar una presión de gas sobre el
espacio intermedio entre los módulos de termoplacas de chapas y la
envoltura predominantemente cilíndrica, que puede estar rellenado
con material inerte.
La aplicación de presión puede ser esencialmente
estática y ser provocada, ventajosamente, por el suministro o
evacuación de nitrógeno, regulados por presión. Como señal de
regulación puede seleccionarse, por ejemplo, la diferencia de
presión en el espacio intermedio entre los módulos de termoplacas de
chapas y la envoltura predominantemente cilíndrica y la presión en
el extremo inferior de la carga de catalizador, en las ranuras de
los módulos de termoplacas de chapas o en su extremo superior.
Ventajosamente, la señal de presión diferencial puede corregirse
mediante un valor offset, preferentemente, puede seleccionarse un
valor medio, especialmente, el promedio aritmético de la presión
por encima de la altura de la carga del catalizador como señal de
regulación.
Para la presionización, en la envoltura
predominantemente cilíndrica pueden estar previstas tubuladuras
correspondientes y/o un conducto anular interno con pequeñas
perforaciones, orientadas, preferentemente, hacia abajo.
De modo alternativo, también es posible provocar
la presionización mediante el paso continuo a través del espacio
intermedio de un gas inerte en el proceso o intrínseco al proceso,
especialmente, con nitrógeno o con gas circulante.
El gas utilizado para la presionización se une,
ventajosamente, a la mezcla fluida de reacción en su saluda de los
módulos de termoplacas de chapas, en general, aún dentro de la
envoltura predominantemente cilíndrica del reactor. Los puntos de
salida del gas utilizado para la presionización ventajosamente se
disponen en zonas neutras de flujo de la mezcla fluida de reacción,
para barrerlas.
El flujo volumétrico del gas utilizado para la
presionización en general es significativamente inferior al flujo
volumétrico de la mezcla fluida de reacción y, ventajosamente, se
seleccionará de modo tal que no sea dañino para la técnica de
procesos de la reacción.
Ventajosamente, los módulos de termoplacas de
chapas deberían ser individualmente intercambiables, para poder
brindar adecuadamente soluciones a los problemas que se presentan,
como ya sido mencionado, por ejemplo, fugas, deformaciones de las
termoplacas o problemas con el catalizador. Para ello es ventajoso
que los módulos de termoplacas de chapas sean configurados con algo
de juego respecto de la pared de las cajas rectangulares
estabilizadoras.
Dado que en esta ejecución ventajosa los módulos
de termoplacas de chapas se encuentran en las cajas rectangulares
estabilizadoras de manera no hermética, pueden producirse flujos de
bypass del medio reactivo. Para evitar esto, las fugas entre los
módulos de termoplacas de chapas y las cajas rectangulares
estabilizadoras se obturan de manera adecuada, por ejemplo, con
franjas de chapa de metal aplicadas en la cara exterior de los
módulos de termoplacas de chapas, que al insertarse en las cajas
rectangulares estabilizadoras presionan contra la pared de las
mismas. De modo alternativo, son posibles coberturas y uniones de
chapa, por ejemplo, en forma de obturaciones de labios de
soldadura.
Tras insertar los módulos de termoplacas de
chapas en las cajas rectangulares estabilizadoras éstas pueden ser
obturadas contra la base de soporte que cierra el espacio intermedio
entre los módulos de termoplacas de chapas y la envoltura
predominantemente cilíndrica en el extremo inferior de los módulos
de termoplacas de chapas. Para ello se puede utilizar, en
principio, cualquier posibilidad de obturación conocida. Puede
tratarse de juntas convencionales que, por ejemplo, adicionalmente,
están atornilladas.
También es posible provocar la obturación a
través de labios de soldadura, por ejemplo, mediante una variante
en la cual un labio de soldadura está sujeto a la base de soporte y
un segundo labio, en el borde exterior del módulo de termoplacas de
chapas o de la caja rectangular estabilizadora. Ambos labios de
soldadura están configurados de modo tal que coincidan
geométricamente y que puedan ser soldados entre sí. Para el
intercambio del módulo de termoplacas de chapas se abre la costura
de soldadura y, en caso de ser necesario, se la renueva.
Los módulos de termoplacas de chapas pueden ser
tensados a través de un dispositivo desde arriba con las cajas
rectangulares estabilizadoras. Mediante suficiente presión de
tensión desde arriba se logra una presión superficial suficiente
sobre la junta y se fijan ventajosamente los módulos de termoplacas
de chapas.
Las cajas rectangulares estabilizadoras no
necesariamente deben ser obturadas entre sí, mientras se impida un
flujo de bypass inadmisible a lo largo de las ranuras. También es
posible unir entre sí las cajas rectangulares estabilizadoras
mediante pequeñas perforaciones, a través de las cuales puede
ingresar el gas inerte desde el espacio intermedio entre los
módulos de termoplacas de chapas y la envoltura predominantemente
cilíndrica, con lo cual se impiden reacciones dentro de la cámara
entre el módulo de termoplacas de chapas y la caja rectangular
estabilizadora.
Los módulos de termoplacas de chapas también
pueden presentar, adicionalmente, elementos de guía y de alineación.
Por ejemplo, es posible prever en sus esquinas, ángulos de
cualquier forma, y en sus lados, franjas de chapa cónicas. Además,
es ventajoso si en los módulos se disponen dispositivos de tope o
elementos auxiliares de tope como ojales, lengüetas o perforaciones
roscadas, para posibilitar una colocación simple mediante una
herramienta de elevación, por ejemplo, una grúa. Para asir los
módulos de termoplacas de chapas mediante grúa, estos también
pueden ser sostenidos de anclas con tirantes, que pasan
verticalmente a través de la ranura primero vacía hasta el borde
inferior de las placas, y allí son unidos con un soporte transversal
para la suspensión de la carga.
En un modo de ejecución especial, la termoplaca
exterior de un módulo de termoplacas de chapas puede estar
conformada, en su cara exterior, con una chapa más gruesa y por
ello, más estable, en relación a las demás chapas utilizadas para
la obtención de termoplacas.
Para compensar la dilatación térmica, en la base
de soporte que cierra el espacio intermedio entre los módulos de
termoplacas de chapas y la envoltura predominantemente cilíndrica en
el extremo inferior de los módulos de termoplacas de chapas, están
previstos, ventajosamente, compensadores, especialmente, anulares.
Es especialmente adecuada una compensación anular con un perfil,
visto en dirección perpendicular al nivel de la base de soporte,
aproximadamente en forma de Z. Sin embargo, son igualmente posibles
los compensadores convencionales ondulados.
Además, preferentemente, también están previstos
compensadores para la dilatación axial y/o radial, en, o junto a,
la cubierta de chapa en el extremo superior del espacio intermedio
entre los módulos de termoplacas de chapas y la envoltura
predominantemente cilíndrica.
A cada módulo de termoplacas de chapas le es
suministrado el portador de calor a través de uno o más dispositivos
de distribución. Éste es extraído tras el paso por el interior de
las termoplacas individuales en el otro extremo del módulo de
termoplacas de chapas a través de uno o más dispositivos
recolectores. Dado que, acorde a la invención, se utiliza un
portador de calor que absorbe el calor liberado de la reacción y al
mismo tiempo se evapora, al menos parcialmente, para la adecuación
a las velocidades de flujo, es especialmente ventajoso prever por
cada módulo de termoplacas de chapas, un dispositivo de
distribución, pero dos dispositivos de recolección.
Los dispositivos de distribución y recolección
preferentemente están configurados de modo tal que presentan,
respectivamente, una compensación para la asimilación de la
dilatación térmica de los módulos de termoplacas de chapas en
relación a la envoltura predominantemente cilíndrica. En este caso
es posible, por ejemplo, una compensación por conducción por
tuberías curvadas.
Para la asimilación de la dilatación térmica de
los módulos de termoplacas de chapas en relación a la envoltura
predominantemente cilíndrica, es posible garantizar un
acondicionamiento geométrico adecuado en forma de arco o de Z o de
omega de las tuberías de los dispositivos de distribución y
recolección para el portador de calor que atraviesa las
termoplacas. En otro modo de ejecución, la compensación puede ser
realizada mediante compensadores axiales o laterales, asimismo, se
puede efectuar un apoyo eventualmente requerido en la estructura
portante.
Los tubos recolectores en las termoplacas para
el suministro y la distribución así como la recolección y la
evacuación del portador de calor se llevan a cabo, de modo
especialmente preferido, con una denominada soldadura de ranura y
base: Las termoplacas individuales de un módulo primero son unidas
con una chapa en forma de acanaladura, curvada hacia el interior de
las termoplacas, que presenta un corte transversal aproximadamente
semicircular, así como aberturas o ranuras para la salida del
portador de calor. En este estado del proceso es posible verificar
las soldaduras de ranura y base tanto en una muestra aleatoria
representativa pero también en toda su extensión, por ejemplo,
verificando mediante rayos X la ausencia de errores de fabricación.
Posteriormente, esta primera chapa aproximadamente anular es unida
en ambas caras laterales a una segunda chapa de forma análoga, pero
con la curvatura opuesta y sin aberturas ni ranuras, especialmente,
a través de soldadura longitudinal, obteniéndose un componente
tubular de construcción con un corte transversal aproximadamente
circular. Ambos extremos de este componente tubular de construcción
son cerrados con tapas que, eventualmente, pueden estar reforzados
a través de un ancla interna con tirante.
En otro modo de ejecución, también es posible la
soldadura directa de las piezas tubulares con un diámetro nominal
más bien pequeño de, por ejemplo, 4 a 30 mm, con las termoplacas, en
los bordes de la chapa, para el suministro o evacuación del
portador de calor.
Las ranuras entre las termoplacas individuales
de cada módulo de termoplacas de chapas sirven para alojar el
catalizador heterogéneo en forma de partículas.
Para excluir la salida de las partículas de
catalizador fuera de las ranuras, bajo efecto de la fuerza de
gravedad, se deben prever, en su extremo inferior, rejillas de
soporte del catalizador. Esto puede realizarse, por ejemplo,
mediante chapas perforadas o con forma de rejillas, de modo
especialmente ventajoso se pueden utilizar las denominadas cribas
de agujeros oblongos, que garantizan una buena retención del
catalizador y, al mismo tiempo, una elevada estabilidad formal y
una pérdida reducida del medio de reacción que lo atraviesa.
Las rejillas de soporte del catalizador pueden,
por ejemplo, incorporarse en forma rotatoria.
Es especialmente ventajoso si los dispositivos
de distribución para el portador de calor a las termoplacas de
chapas se incorporan de modo tal que las distancias laterales de los
dispositivos de distribución son iguales hacia el borde del paquete
de termoplacas, de modo que se requiera un solo tipo de rejilla de
soporte de catalizador. Ventajosamente, se prevén dos rejillas de
soporte de catalizador por cada módulo de termoplacas de chapas, es
decir, a ambos lados del dispositivo de distribución para el
portador de calor.
Las rejillas de soporte de catalizador se deben
dimensionar, ventajosamente, de modo tal que se puedan colocar y
retirar a través de los registros de inspección en la envoltura
aproximadamente cilíndrica. Frecuentemente, los registros de
inspección presentan un diámetro interior de 700 mm.
Correspondientemente, se prefiere una longitud de borde para las
rejillas de apoyo del catalizador de 650 mm.
En otro modo de ejecución, es posible subdividir
las rejillas de soporte en unidades menores, pero también cada
ranura o cada mitad de ranura pueden ser cerradas individualmente,
de modo que también puede ser vaciada por separado.
De modo alternativo, también es posible rellenar
los módulos de termoplacas de chapas con el catalizador antes de la
incorporación de los mismos en el reactor, es decir, fuera del
reactor.
La envoltura que rodea los módulos de
termoplacas de chapas se describió hasta ahora como
predominantemente cilíndrica. Se entiende por ello que presenta un
revestimiento cilíndrico con corte transversal circular, cerrado en
ambos extremos, respectivamente, con un casquillo.
La envoltura predominantemente cilíndrica en
general se dispone verticalmente.
El medio reactivo fluido es conducido a través
de un casquillo, frecuentemente, a través del casquillo inferior,
al interior del reactor, atraviesa la ranura rellenada con el
catalizador heterogéneo en forma de partículas entre las
termoplacas individuales y es extraído en el otro extremo del
reactor, a través del otro casquillo, frecuentemente, el
superior.
Los casquillos preferentemente están
confeccionados de acero inoxidable o chapado con acero
inoxidable.
Los casquillos pueden estar soldados de manera
fija o estar unidos de manera separable, por ejemplo mediante una
unión de brida, al revestimiento cilíndrico de la envoltura. La
unión de brida puede estar equipada de manera que pueda descender
mediante un sistema hidráulico.
Ventajosamente, se puede inspeccionar los
perímetros de los casquillos a través de uno o múltiples registros
de inspección que, en general, presentan un diámetro de 700 mm. Para
ello es ventajoso un recipiente (módulo de reactor) cilíndrico que,
así como el casquillo, está confeccionado con, por ejemplo, acero
inoxidable o chapado con acero inoxidable.
A través de los registros de inspección en los
casquillos se puede acceder a la cara superior de los módulos, de
modo que el catalizador pueda ser insertado de manera simple en las
ranuras entre las termoplacas, y a la cara inferior de los módulos,
de modo que se puedan montar y desmontar fácilmente las rejillas de
soporte.
Para la ampliación del catalizador en el
casquillo inferior pueden estar incorporados dispositivos
adicionales para sostener elementos auxiliares y para recoger el
catalizador, que ya pueden ser incorporados durante el
funcionamiento, así como una o múltiples tubuladuras para evacuar el
catalizador.
Como material para la base de soporte que cierra
el espacio intermedio entre los módulos de termoplacas de chapas y
la pared interna de la envoltura predominantemente cilíndrica, así
como para las cajas rectangulares estabilizadoras para los módulos
de termoplacas de chapas puede utilizarse acero al carbono. De modo
alternativo, también es posible utilizar acero inoxidable.
En uno o en ambos casquillos están montadas,
ventajosamente, tubuladuras a través de las cuales se pueden
conducir los termoelementos múltiples a cada uno de los módulos de
termoplacas de chapas. Además pueden colocarse allí tubuladuras
para otros dispositivos de campo y dispositivos de medición de
procesos.
Preferentemente, en el revestimiento cilíndrico
de la envoltura predominantemente cilíndrica están previstos uno o
múltiples compensadores para la asimilación de la dilatación
térmica, preferentemente, axial.
Como medio portador de calor puede utilizarse
agua de alimentación, como la que se utiliza habitualmente en
centrales eléctricas para la generación de vapor y corresponden al
estado actual de la técnica (Technische Regeln für Dampfkessel
(Reglas técnicas para calderas de vapor), (TRD 611, 15 de octubre de
1996, BArbBl. 12/1996 página 84, última modificación, 25 de junio
de 2001 en BArbBl. 8/2001 página 108). Los parámetros típicos del
agua de alimentación pueden ser: Conductividad inferior a 0,4 o
inferior a 0,2 microsiemens/cm, dureza de calcio y magnesio
inferior a 0,0005 milimol por litro o inferior al límite de
determinación, sodio menos de 5 microgramos por litro, dióxido de
silicio, menos de 20 microgramos por litro, hierro, menos de 50
microgramos por litro y oxígeno, menos de 20 microgramos por litro y
una cantidad total de carbono diluido de menos de 0,2 microgramos
por litro. Además, el agua de alimentación sebe ser pobre en
halógeno, especialmente, cloro, o libre de él. También es posible
acondicionar adecuadamente el agua de alimentación, por ejemplo,
agregando sustancias auxiliares como hidracina, amoníaco,
especialmente, hacerla alcalina, además, al agua de alimentación
pueden agregársele inhibidores de corrosión.
El casquillo superior, a través del cual el
medio reactivo abandona el reactor, en la conducción de procesos
preferida descrita, puede ser de acero al carbono.
Para garantizar el acceso a los módulos de
termoplacas de chapas a los fines de reparaciones o intercambio, el
casquillo superior también debe poder retirarse. Si no se cuenta con
una unión de brida, el casquillo superior se puede separar y luego
soldar nuevamente tras el montaje de los módulos.
Es posible una integración del vapor extraído de
las termoplacas de chapas en diferentes circuitos de vapor.
El reactor puede ser conectado, opcionalmente, a
dos circuitos de vapor, de los cuales, uno con una mayor presión se
puede aprovechar para el calentamiento del reactor a la temperatura
de trabajo.
Ventajosamente, el funcionamiento sólo se
ejecuta en un circuito de vapor.
El reactor puede ser accionado, preferentemente,
con circulación natural del medio refrigerante agua, asimismo, la
relación entre agua de alimentación y vapor en general es de 3 a 12,
preferentemente, 5 a 10.
También es posible el funcionamiento con una
circulación forzada, en dicho caso, es posible una mayor variación
de carga de la refrigeración. El agua de alimentación es
suministrada, para ello, con una presión mayor que en el sistema de
refrigeración, por ejemplo, mediante una bomba.
Se puede regular una velocidad de circulación en
los dispositivos de distribución de entre 0,5 y 3,0 m/s, o también
de 1,0 a 2,0 m/s y un índice de circulación de agua de entre 3 y 12.
La velocidad de flujo del flujo bifase (vapor/agua) en los
dispositivos recolectores puede encontrarse entre 0,5 y 15 m/s, o
también entre 2,0 y 6,0 m/s.
De modo especialmente preferido, el
calentamiento de los módulos de termoplacas de chapas para la puesta
en marcha del reactor se realiza mediante la misma red de portador
de calor en la cual, durante la operación de reacción, se evacua el
calor a través del portador de calor, al menos parcialmente
evaporado.
A través de la regulación de la presión de vapor
en el sistema de refrigeración se puede efectuar una regulación
precisa de la temperatura de refrigeración. Como es sabido, las
termoplacas pueden ser operadas con una presión de hasta,
aproximadamente, 80 bar en el medio refrigerante. El reactor acorde
a la invención posibilita la generación directa de vapor en el caso
de un nivel de presión de hasta 80 bar.
Sin embargo, de modo alternativo al modo de
ejecución con termoplacas, también es posible configurar una o
múltiples o todas las zonas de reacción refrigeradas, especialmente,
el reactor principal y el postreactor, como aparatos individuales
de haz de tubos o también como zonas individuales en un solo aparato
de haz de tubos. Especialmente, la primera zona de reacción puede
estar configurada como aparato de haz de tubos y la segunda o las
demás zonas de reacción, como aparatos con termoplacas.
En la variante de ejecución con reactor
principal y postreactor como, respectivamente, aparatos separados
de haz de tubos, el postreactor puede estar acondicionado
ventajosamente con un diámetro mayor del tubo en relación al
reactor principal. En todas las variantes con aparatos con haz de
tubos en general se coloca el catalizador en los tubos como carga,
y el calor de reacción es evacuado a través de un portador de calor
que circula a través del espacio intermedio alrededor de los tubos
de contacto.
En la primera zona de reacción, es decir, el
reactor principal, se prefiere que la temperatura del medio
refrigerante se encuentre, en la entrada a la primera zona de
reacción o en el reactor principal, en el rango de 320 a 380ºC y la
temperatura del medio refrigerante al entrar en la segunda o en otra
zona de reacción, es decir, en el postreactor, en el rango de 250 a
320ºC, preferentemente, en el rango de 270 a 300ºC, de modo
especialmente preferido, en el rango de 280 a 290ºC.
En la segunda o en otra zona de reacción, es
decir, en el postreactor, se realiza una conversión residual de 5 a
10%, en relación a la conversión total en la instalación,
preferentemente, 15%, de modo especialmente preferido, hasta un
20%.
Según el procedimiento acorde a la invención, se
puede operar con cargas elevadas de aire, con eductos por oxidar,
especialmente, con cargas de 30 a 20 g de o-xileno
cada m^{3}/h de aire de reacción en el estado normal (0ºC y 1,013
bar absoluto), asimismo, es habitual utilizar 60 a 110 y, muy
frecuentemente, 80 a 105 g de o-xileno cada
m^{3}/h de aire de reacción en el estado normal.
El procedimiento acorde a la invención
posibilita una elevada flexibilidad, gracias a que se puede
reaccionar a diferentes rangos de carga sin pérdida de rendimiento.
Especialmente, también pueden compensarse diferencias en el
rendimiento debido al envejecimiento de los catalizadores del
reactor principal.
Las instalaciones existentes pueden ser
reequipadas para la realización del procedimiento acorde a la
invención de una manera muy simple.
Pueden utilizarse catalizadores de estructura
simple, especialmente, catalizadores económicos estándar y es
posible optimizar el catalizador en el reactor principal en función
del rendimiento. En total, se alcanza una selectividad y un
rendimiento globales mejorados en comparación con los procedimientos
conocidos.
A continuación se comenta en detalle la
invención a partir de un dibujo.
Se muestra, individualmente:
Figura 1 la representación esquemática de un
primer modo de ejecución de una instalación acorde a la invención,
con reactor principal y postreactor,
Figura 2 una variante del modo de ejecución
representado en la figura 1,
Figura 3 un modo de ejecución con integración de
todas las zonas de reacción en un solo aparato,
Figuras 4 a 7 otras variantes del modo de
ejecución representado en la figura 3,
Figura 8 otra variante del modo de ejecución
representado en la figura 1,
Figuras 9 A y 9B la representación esquemática
de modos de ejecución preferidos con reactor principal y postreactor
con corte transversal en la figura 9C y
Figuras 10 a 13 diferentes modos de ejecución
para la disposición de termoplacas.
La figura 1 muestra la representación
esquemática de una instalación con un reactor principal 1y un
postreactor 2 unido por bridas. El reactor principal 1 está
configurado como aparato de haz de tubos, a través de cuyos tubos
de contacto circula la mezcla de gas de reacción, indicada con
flechas, desde arriba hacia abajo. A través del espacio intermedio
entre los tubos de contacto fluye el medio refrigerante 4.
El postreactor 2 está configurado como aparato
con termoplacas de chapas 5 a través de las cuales también fluye el
medio refrigerante 4. En el espacio intermedio entre las termoplacas
5 se encuentra, en el área inferior, un catalizador de material
sólido. A partir de la representación en la figura 1 se puede
reconocer que en el área superior del postreactor 2 el espacio
entre las termoplacas 5 está libre. De esta manera, esta parte del
postreactor 2 funciona como dispositivo 3 integrado para la
refrigeración intermedia.
El modo de ejecución en la figura 2 se
diferencia de aquella representada en la figura 1, porque en el área
que funciona como refrigerador intermedio 3, del postreactor 2,
está rellenado un material inerte.
La figura 3 muestra un modo de ejecución con un
reactor principal 1, un postreactor 2 y un dispositivo para la
refrigeración intermedia 3 integrados en un solo aparato, asimismo,
el dispositivo para la refrigeración intermedia 3 y el postreactor
2 están equipados, respectivamente, con termoplacas 5. El reactor
principal 1, el postreactor 2 y el dispositivo para la
refrigeración intermedia 3 presentan, respectivamente, circuitos
separados para el medio refrigerante 4. El reactor principal 1 está
equipado con un haz de tubos de contacto así como con chapas de
desviación.
El modo de ejecución en la figura 4 se
diferencia de aquel representado en la figura 3 sólo porque en el
dispositivo para la refrigeración intermedia 3 está rellenado un
material inerte entre las termoplacas 5.
El modo de ejecución en la figura 5 se
diferencia de aquel representado en la figura 3 sólo porque el
dispositivo para la refrigeración intermedia 3 está integrado en el
postreactor 2.
El modo de ejecución en la figura 6 se
diferencia de aquel representado en la figura 5 sólo porque en el
área que funciona como dispositivo para la refrigeración intermedia
está rellenado un material inerte entre las termoplacas 5.
El modo de ejecución en la figura 7 se
diferencia de aquel representado en la figura 6, porque en el
postreactor 2 el área entre las termoplacas 5, está completamente
rellenado con un catalizador de material sólido.
También en la figura 8 el área entre las
termoplacas 5 en el postreactor 2 está completamente rellenado con
un catalizador de material sólido.
Los modos de ejecución en las figuras 9A y 9B
muestran una instalación con reactor principal 1 y postreactor 2
dispuestos uno al lado del otro, asimismo, en el refrigerador
intermedio 3 está dispuestos una serpentines refrigerantes (figura
9A) o termoplacas (figura 9B). La figura 9C muestra el corte
C-C a través del refrigerador intermedio 3 de la
figura 9B.
Las figuras 10 a 13 muestran diferentes
disposiciones de termoplacas 5 en la instalación utilizada para la
realización del procedimiento acorde a la invención.
Claims (10)
1. Procedimiento para la obtención de anhídrido
de ácido ftálico a través de la oxidación parcial catalítica de
o-xileno y/o naftalina con un gas que contiene
oxígeno en una instalación con
- -
- dos o más zonas de reacción refrigeradas con un medio refrigerante,
- -
- uno o más dispositivos dispuestos entre las zonas de reacción, para la refrigeración intermedia de la mezcla de reacción entre las zonas de reacción,
- en el cual, la temperatura del medio refrigerante se reduce al entrar en la segunda o en otra zona de reacción, en relación a la temperatura del medio refrigerante al entrar en la primera zona de reacción,
caracterizado porque la temperatura del
medio refrigerante es más de 20º mayor al entrar en la primera zona
de reacción que la temperatura del medio refrigerante al entrar en
la segunda o en otra de las zonas de reacción.
2. Procedimiento acorde a la reivindicación 1,
caracterizado porque la instalación presenta dos zonas de
reacción refrigeradas, a saber, un reactor principal refrigerado y
un postreactor refrigerado.
3. Procedimiento acorde a la reivindicación 2,
caracterizado porque la temperatura del medio refrigerante
se encuentra, al entrar al reactor principal, en el rango de 320 a
380ºC y al entrar al postreactor, en el rango de 250 a 320ºC.
4. Procedimiento acorde a la reivindicación 2 o
3, caracterizado porque en el postreactor se realiza una
conversión residual de 5 a 10%, en relación a la conversión total
en la instalación.
5. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1
a 4, caracterizado porque el procedimiento se realiza a
través de refrigeración del medio refrigerante por evaporación.
6. Procedimiento acorde a las reivindicaciones 1
a 5, caracterizado porque las dos o más zonas de reacción
refrigeradas, así como el o los dispositivos dispuestos entre las
zonas de reacción para la refrigeración intermedia de la mezcla de
gas de reacción, están reunidas en un solo aparato con termoplacas,
atravesadas por un medio refrigerante.
7. Procedimiento acorde a la reivindicación 6,
caracterizado porque el aparato comprende un reactor
principal, un refrigerador intermedio y un postreactor y porque
están previstos un primer circuito de refrigeración para el reactor
principal y un segundo circuito de refrigeración común para el
refrigerador intermedio y el postreactor.
8. Procedimiento acorde a una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque está prevista
una carga inerte en el o los dispositivos de refrigeración
intermedia.
9. Procedimiento acorde a una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una, o
múltiples, o todas las zonas de reacción refrigeradas están
configuradas, respectivamente, como aparatos de haz de tubos.
10. Procedimiento acorde a la reivindicación 9,
caracterizado porque la primera zona de reacción está
configurada como aparato de haz de tubos y la segunda o las demás
zonas de reacción, como aparatos con termoplacas.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102004061770 | 2004-12-22 | ||
DE102004061770A DE102004061770A1 (de) | 2004-12-22 | 2004-12-22 | Verfahren zur Herstellung von Phthalsäureanhydrid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2336469T3 true ES2336469T3 (es) | 2010-04-13 |
Family
ID=36061479
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES05819946T Active ES2336469T3 (es) | 2004-12-22 | 2005-12-21 | Procedimiento para la obtencion de anhidrido de acidos ftalico. |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7772410B2 (es) |
EP (1) | EP1831147B1 (es) |
JP (1) | JP2008524297A (es) |
KR (1) | KR20070089184A (es) |
CN (1) | CN101087748B (es) |
AT (1) | ATE450495T1 (es) |
DE (2) | DE102004061770A1 (es) |
ES (1) | ES2336469T3 (es) |
MY (1) | MY140990A (es) |
TW (1) | TW200630334A (es) |
WO (1) | WO2006069694A1 (es) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW200733043A (en) | 2006-02-06 | 2007-09-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Plasma display apparatus and driving method of plasma display panel |
DE502007006673D1 (de) | 2006-05-19 | 2011-04-21 | Basf Se | Herstellung von phthalsäureanhydrid durch gasphasenoxidation von o-xylol |
KR101396072B1 (ko) | 2006-05-19 | 2014-05-15 | 바스프 에스이 | 주 반응기 및 부 반응기에서의 o-크실렌의 기체상 산화에 의한 프탈산 무수물의 제조 |
US8060258B2 (en) * | 2007-06-28 | 2011-11-15 | Honeywell International Inc. | Multivariable process controller and methodology for controlling catalyzed chemical reaction to form phthalic anhydride and other functionalized aromatics |
JP2009262136A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Mitsubishi Chemicals Corp | プレート式反応器のスタートアップ方法 |
JP5239995B2 (ja) * | 2008-03-31 | 2013-07-17 | 三菱化学株式会社 | プレート式反応器及び反応生成物の製造方法 |
DE102009052506B4 (de) * | 2009-11-11 | 2015-08-20 | Air Liquide Global E&C Solutions Germany Gmbh | Gaswäscher mit integriertem Wärmetauscher |
DE102010012090A1 (de) | 2010-03-19 | 2011-11-17 | Süd-Chemie AG | Verfahren zur katalytischen Gasphasenoxidation von Kohlenwasserstoffen und Katalysereaktionsvorrichtung |
DE102011076931A1 (de) | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Basf Se | Wässrige Lösung, enthaltend Acrylsäure und deren konjugierte Base |
US8590789B2 (en) | 2011-09-14 | 2013-11-26 | Metrologic Instruments, Inc. | Scanner with wake-up mode |
US8740085B2 (en) | 2012-02-10 | 2014-06-03 | Honeywell International Inc. | System having imaging assembly for use in output of image data |
WO2014202503A1 (de) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Basf Se | Verfahren und anlage zur durchführung einer exothermen gasphasenreaktion an einem heterogenen partikelförmigen katalysator |
DE102015122129A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Reaktor zur Durchführung von exo- oder endothermen Reaktionen |
US11325090B1 (en) | 2019-12-09 | 2022-05-10 | Precision Combustion, Inc. | Catalytic solar reactor |
US12233392B2 (en) | 2019-12-09 | 2025-02-25 | Precision Combustion Inc. | Reactor for endothermic reaction |
US11325070B1 (en) | 2019-12-09 | 2022-05-10 | Precision Combustion, Inc. | Catalytic reactor |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1274569B (de) * | 1962-02-05 | 1968-08-08 | California Research Corp | Verfahren zur Herstellung von Phthalsaeureanhydrid |
DE4013051A1 (de) | 1990-04-24 | 1991-11-07 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von phthalsaeureanhydrid aus o-xylol |
SE507313C2 (sv) * | 1997-02-25 | 1998-05-11 | Neste Oy | Förfarande för framställning av ftalsyraanhydrid |
DE19742821C2 (de) * | 1997-09-27 | 2001-09-13 | Gea Luftkuehler Happel Gmbh | Anordnung zur Kühlung eines mit Produktdämpfen beladenen Trägergases |
DE10144857A1 (de) * | 2001-09-12 | 2003-03-27 | Deggendorfer Werft Eisenbau | Reaktoranordnung für die Durchführung katalytischer Gasphasenreaktionen, insbesondere zur Gewinnung von Phthalsäureanhydrid |
-
2004
- 2004-12-22 DE DE102004061770A patent/DE102004061770A1/de not_active Withdrawn
-
2005
- 2005-12-21 AT AT05819946T patent/ATE450495T1/de active
- 2005-12-21 JP JP2007547333A patent/JP2008524297A/ja active Pending
- 2005-12-21 EP EP05819946A patent/EP1831147B1/de not_active Not-in-force
- 2005-12-21 CN CN2005800445201A patent/CN101087748B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-21 WO PCT/EP2005/013774 patent/WO2006069694A1/de active Application Filing
- 2005-12-21 KR KR1020077014043A patent/KR20070089184A/ko not_active Ceased
- 2005-12-21 US US11/722,449 patent/US7772410B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-12-21 DE DE502005008654T patent/DE502005008654D1/de active Active
- 2005-12-21 ES ES05819946T patent/ES2336469T3/es active Active
- 2005-12-21 MY MYPI20056087A patent/MY140990A/en unknown
- 2005-12-22 TW TW094145906A patent/TW200630334A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE450495T1 (de) | 2009-12-15 |
EP1831147B1 (de) | 2009-12-02 |
KR20070089184A (ko) | 2007-08-30 |
MY140990A (en) | 2010-02-12 |
CN101087748B (zh) | 2011-07-20 |
DE502005008654D1 (es) | 2010-01-14 |
CN101087748A (zh) | 2007-12-12 |
DE102004061770A1 (de) | 2006-07-06 |
US20100022785A1 (en) | 2010-01-28 |
TW200630334A (en) | 2006-09-01 |
US7772410B2 (en) | 2010-08-10 |
WO2006069694A1 (de) | 2006-07-06 |
EP1831147A1 (de) | 2007-09-12 |
JP2008524297A (ja) | 2008-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2336469T3 (es) | Procedimiento para la obtencion de anhidrido de acidos ftalico. | |
KR870000086B1 (ko) | 반응기 | |
US7268254B2 (en) | Preparation of (meth)acrolein and/or (meth)acrylic acid by heterogeneously catalyzed partial oxidation of C3 and/or C4 precursor compounds in a reactor having thermoplate modules | |
ES2253661T3 (es) | Procedimiento para la obtencion de fosgeno. | |
ES2234848T3 (es) | Reactor quimico con intercambiador de calor. | |
ES2702888T3 (es) | Convertidor de amoniaco que comprende una pared tubular interna | |
CA2532646C (en) | Reactor for partial oxidation with heat-transfer sheet modules | |
ES2435446T3 (es) | Panel de reactor para procesos catalíticos | |
ES2284923T3 (es) | Unidad de reformador compacta para producir hidrogeno a partir de hidrocarburos gaseosos en la gama de pequeñas producciones. | |
ES2527452T3 (es) | Procedimiento para oxidación catalítica en fase de vapor | |
JP4426415B2 (ja) | 反応装置 | |
CN204084298U (zh) | 废热锅炉 | |
ES2611253T3 (es) | Reactor para oxidaciones parciales con módulos de placas de chapa térmica | |
US20220363617A1 (en) | Chemistry reaction method and chemistry reaction device | |
JPH11343116A (ja) | 水平型アンモニア・コンバ―タ― | |
JP2005225684A (ja) | 水素生成装置 | |
ES2329377T3 (es) | Procedimiento para producir (met)acroleina o acido (met)acrilico. | |
ES2233663T3 (es) | Aparato y metodo para produccion de formaldehido. | |
ES2350278T3 (es) | Reactor intercambiador de combustión interna para reacción endotérmica en lecho fijo. | |
KR101126005B1 (ko) | 열-전달 플레이트 모듈을 갖는 반응기에서 불균질 촉매에의해 c3 및(또는) c4 전구체 화합물을 부분 산화시켜(메트)아크롤레인 및(또는) (메트)아크릴산을 제조하는방법 | |
ES3030312T3 (en) | Method for preparing phosgene | |
NZ223239A (en) | Method and apparatus for performing chemical reactions under pressure in a multi-stage reaction zone with external thermal conditions | |
ES2255941T3 (es) | Reactor quimico modular. | |
US20020141924A1 (en) | Co-shift device | |
US5192512A (en) | Apparatus for performing chemical reactions under pressure in a multi-stage reaction zone with external intermediary thermal conditioning |