ES2612956T3 - Reactor y procedimiento para la producción de ácido sulfhídrico - Google Patents

Reactor y procedimiento para la producción de ácido sulfhídrico Download PDF

Info

Publication number
ES2612956T3
ES2612956T3 ES08701382.7T ES08701382T ES2612956T3 ES 2612956 T3 ES2612956 T3 ES 2612956T3 ES 08701382 T ES08701382 T ES 08701382T ES 2612956 T3 ES2612956 T3 ES 2612956T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
hydrogen
reactor
sulfur
distributor
fusion
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
Application number
ES08701382.7T
Other languages
English (en)
Inventor
Andreas Wölfert
Harald Jachow
Heinz Driess
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Application granted granted Critical
Publication of ES2612956T3 publication Critical patent/ES2612956T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/16—Hydrogen sulfides
    • C01B17/161—Preparation from elemental sulfur
    • C01B17/162—Preparation from elemental sulfur from elemental sulfur and hydrogen
    • 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
    • B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B01J10/005—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor carried out at high temperatures in the presence of a molten material
    • 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
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • 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
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/242—Tubular reactors in series
    • 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
    • B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
    • 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
    • B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/065—Feeding reactive fluids
    • 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
    • B01J8/06—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 in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Reactor (1) para la producción continua de H2S a partir de hidrógeno y azufre, el cual comprende un equipo distribuidor (15) para distribuir hidrógeno gaseoso en una fusión de azufre (9) que está contenida en al menos una parte inferior del reactor, caracterizado porque el equipo distribuidor (15) se encuentra dispuesto en la fusión de azufre (9) y presenta una placa de distribuidor (16) dispuesta en el reactor (1) con un borde (17) que se extiende hacia abajo y el cual tiene una zona de borde (18), en cuyo caso el hidrógeno es distribuible en la fusión de azufre (9) desde una burbuja de hidrógeno formada por debajo de la placa de distribuidor (16) sobre la zona de borde (18), y el reactor (1) presenta además un equipo de suministro (11) para el hidrógeno gaseoso al reactor (1), el cual comprende un tubo (13) abierto, dispuesto verticalmente en el reactor (1) y a través del cual puede introducirse el hidrógeno gaseoso a la fusión de azufre por debajo del equipo distribuidor (15) con el fin de formar una burbuja de hidrógeno por debajo de la placa de distribuidor (16).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
DESCRIPCION
Reactor y procedimiento para la produccion de acido sulfhldrico
La presente invencion se refiere a un reactor de un procedimiento para la produccion continua de H2S a partir de hidrogeno y azufre.
La produccion de acido sulfhldrico se efectua en el estado de la tecnica, por ejemplo, mediante el procedimiento de H2S de acuerdo con Girdler (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2003, Vol. 17, pagina 291). En este caso, H2S se produce de manera no catalltica a partir de los elementos azufre e hidrogeno en una columna con estructuras internas y un fondo extendido, alineado de modo esencialmente horizontal. En el fondo lleno con azufre en estado de ebullicion se introduce hidrogeno el cual extrae azufre a la fase gaseosa ascendente. El hidrogeno y el azufre ascendente reaccionan en el espacio gaseoso de la columna y se retira el calor de reaccion all! liberado del producto gaseoso lavando con azufre llquido. Para este proposito se saca azufre llquido del fondo de la columna, se mezcla con azufre fresco frlo y se introduce a la cabeza de la columna. El producto gaseoso, que contiene en gran medida acido sulfhldrico, se enfrla en dos intercambiadores de calor. Ha demostrado ser desventajoso que el procedimiento tenga que realizarse bajo presion y a temperatura elevada. La temperatura elevada conduce a tasas de corrosion incrementadas y a erosion del material de las paredes del reactor. En caso de una fuga, debido a la presion elevada se escapan cantidades relativamente grandes de H2S toxico.
Una produccion catalltica de H2S se describe en Angew. Chem.; 74, ano 1962; No. 4; pagina 151. En este caso se pasa hidrogeno a traves de un bano de azufre con temperatura regulada desde afuera. El hidrogeno cargado con vapor de azufre ingresa a traves de perforaciones a un espacio de catalizador. El azufre no reaccionado es condensado en una parte superior del tubo de salida de H2S despues de dejar el espacio del catalizador y, por medio de un tubo de reflujo, regresa al bano de azufre. Espacio del catalizador se encuentra dispuesto de modo concentrico alrededor del tubo de salida de H2S. Una desventaja en el procedimiento a escala industrial es que el calor de reaccion no se utiliza para calentar el bano de azufre, sino que el calentamiento se efectua a traves de la camisa del bano de azufre.
En el documento US 2,863,725 se describe un procedimiento para la produccion de H2S en un catalizador que contiene molibdeno, en el cual el hidrogeno gaseoso se introduce a un reactor que contiene azufre fundido y asciende a traves del azufre fundido en forma de burbujas de gas. La cantidad de hidrogeno introducido y la temperatura del azufre fundido (se indica una temperatura por debajo de 326 °C) se ajustan de tal modo que una mezcla gaseosa que se forma en una zona gaseosa por encima del azufre fundido contiene los reactivos hidrogeno y azufre con un exceso de hidrogeno por encima de la proporcion de reaccion estequiometrlca. Para utilizar el calor de reaccion de la reaccion exotermica entre hidrogeno y azufre para producir acido sulfhldrico, la reaccion se realiza en tubos de reaccion posicionados en el azufre fundido. El calor de reaccion liberado se utiliza para evaporar el azufre de la fusion de azufre. La introduccion del hidrogeno se efectua por medio de un tubo perforado a una zona inferior del azufre fundido.
En el documento US 5,173,285 se utiliza otro procedimiento para producir H2S en el cual el hidrogeno introducido se utiliza para extraer azufre de la fusion de azufre hacia la fase gaseosa. El procedimiento comprende una preparacion en dos etapas, en cuyo caso en una primera etapa el hidrogeno introducido reacciona con azufre en la fusion de azufre sin catalizador para formar H2S, y en una segunda etapa el hidrogeno introducido adicionalmente a la fase gaseosa completa la reaccion en un catalizador. Ha demostrado ser desventajoso el residuo de hidrogeno remanente en el producto. La introduccion de hidrogeno gaseoso se efectua por medio de un distribuidor dispuesto en el azufre fundido el cual consiste en un sistema de tubo simple o ramificado que esta dispuesto en gran medida de modo horizontal en el azufre fundido y tiene orificios de paso para el hidrogeno. Al iniciar el reactor para producir H2S, el azufre llquido puede penetrar en los orificios de paso y solidificarse all! a temperaturas bajas correspondientes por lo cual se tapan los orificios de paso.
Del documento US 2,876,070 se conoce un procedimiento para la produccion no catalltica de H2S en un recipiente esencialmente horizontal, dividido en dos segmentos, uno encima del otro. La reaccion de hidrogeno y de azufre tiene lugar en gran medida en los espacios gaseosos de los dos segmentos. El primer espacio gaseoso del primer segmento inferior esta limitado por una campana que esta abierta en el fondo y esta provista con un borde que se extiende hacia abajo. El hidrogeno es alimentado debajo de la campana al primer segmento lleno parcialmente de azufre llquido a traves de un tubo perforado; el hidrogeno asciende en forma de burbujas gaseosas en esta parte del azufre fundido y se recoge por debajo de la base horizontal de la campana en el primer espacio gaseoso. El hidrogeno cargado con azufre reacciona de modo no catalltico en el primer espacio gaseoso debajo de la campana para formar H2S. Luego, la mezcla gaseosa fluye hacia abajo por el borde con forma de sierra de la campana a un segundo segmento, es decir hacia la fusion de azufre que esta contenida en este segundo segmento. La mezcla gaseosa que contiene el producto y los reactantes no convertidos se satura nuevamente con azufre gaseoso y sigue reaccionando en el segundo espacio gaseoso asociado para producir H2S. Este procedimiento basicamente de dos etapas hace indispensable cierta complejidad en terminos de aparatos. Tambien ha demostrado ser desventajoso que el hidrogeno gaseoso se suministra mediante un tubo provisto con aberturas de paso hacia el azufre fundido del primer segmento, limitado por la campana, por lo cual no pueden impedirse taponamientos de las aberturas de paso
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
del tubo por parte del azufre que penetra, principalmente durante la fase de arranque y partida. La nueva distribution de la mezcla gaseosa desde el primer segmento por el borde con forma de sierra de la campana a la fusion de azufre del segundo segmento conduce a un gaseado solamente de la fusion de azufre colocada inmediatamente por encima del borde y, por esto, no es homogenea. Principalmente en el caso de dimensiones grandes del reactor, esta forma de glaseado puede ser insuficiente y poco efectiva. Tambien ha demostrado ser desventajoso el procedimiento de multiples etapas que sobresale por una nueva distribucion del hidrogeno en las etapas individuales.
Al usar un tubo de entrada sencillo como dispositivo de suministro, por el contrario resulta la dificultad de que se distribuye de manera no homogenea el hidrogeno en el azufre fundido. A partir del sitio de entrada en este caso se forman grandes burbujas de hidrogeno las cuales extraen poco azufre a la fase gaseosa durante el ascenso por el azufre fundido. Con el fin de compensar este efecto se alarga la ruta del hidrogeno a traves del azufre fundido y, por lo tanto, se extiende el tiempo de residencia para cargar el hidrogeno con azufre. En este caso es desventajoso el gran volumen que necesita el reactor para esto.
Por consiguiente, un objetivo de la presente invention es suministrar un reactor y un procedimiento que eviten las desventajas del estado de la tecnica y hagan posible principalmente una puesta en contacto eficiente del hidrogeno gaseoso introducido con una fusion de azufre y, de esta manera, conduzcan a una production eficiente, segura y economica de H2S.
El logro del objetivo se basa en un reactor para la produccion continua de H2S a partir de hidrogeno y azufre el cual comprende un dispositivo de suministro para el hidrogeno gaseoso y un equipo distribuidor para distribuir hidrogeno gaseoso en una fusion de azufre contenida en una parte inferior del reactor. El hidrogeno gaseoso se introduce por medio de un equipo de suministro en el reactor y se distribuye en la fusion de azufre por medio del equipo distribuidor. El equipo de suministro comprende un tubo abierto en ambos extremos, dispuesto verticalmente en el reactor, y se encuentra dispuesto por debajo del equipo distribuidor.
El equipo distribuidor se encuentra dispuesto en la fusion de azufre y comprende una placa distribuidora dispuesta en el reactor (de preferencia horizontalmente) con un borde que se extiende hacia abajo. El hidrogeno se distribuye en la fusion de azufre mediante este equipo distribuidor a partir de una burbuja de hidrogeno que se forma por debajo de la placa de distribuidor. La distribucion puede efectuarse exclusivamente o adicionalmente por el borde del equipo distribuidor. En tal caso, el hidrogeno acumulado debajo de la placa de distribuidor se dispersa en la fusion de azufre por la zona de borde del borde que se extiende hacia abajo, distribuyendose el hidrogeno en la fusion de azufre desde la burbuja de hidrogeno a traves de una rendija entre el equipo distribuidor y la camisa del reactor. De acuerdo con una forma de realization preferida de la presente invencion, la placa distribuidora del equipo distribuidor presenta aberturas de paso. El hidrogeno puede entonces distribuirse en la fusion de azufre mediante este equipo distribuidor a partir de una burbuja de hidrogeno que se forma por debajo de la placa del distribuidor de manera exclusiva o adicional a traves de las aberturas de paso por medio de la placa del distribuidor.
La produccion continua de H2S tiene lugar de preferencia en un reactor que esta parado verticalmente, el cual comprende un cuerpo central cillndrico o con forma de prisma, rodeado por una camisa de reactor la cual esta cerrada en ambos extremos, cada uno, con un capo. Los capos pueden tener cada uno una forma adecuada; por ejemplo, pueden estar configurados con forma conica o de semi-esfera.
El reactor esta lleno en una parte inferior con una fusion de azufre. Puede introducirse hidrogeno gaseoso a la fusion de azufre por medio de un dispositivo de suministro, en cuyo caso una mezcla reactante que contiene esencialmente azufre gaseoso e hidrogeno gaseoso se recoge por encima de la fusion de azufre, la cual esta en contacto con la fusion de azufre por una frontera de fases y la cual se limita hacia arriba, por ejemplo, por medio de una subdivision tal como una placa.
Al reactor se suministra hidrogeno gaseoso y azufre llquido respectivamente por medio de un equipo de suministro adecuado por debajo del equipo distribuidor. En un sitio adecuado, el acido sulfhldrico de producto se retira de la zona de producto del reactor, por ejemplo en un capo superior.
El equipo de suministro comprende un tubo abierto en ambos extremos, dispuesto verticalmente en el reactor, el cual esta dispuesto por debajo del equipo distribuidor y cuyo extremo superior sobresale preferiblemente hacia el espacio que esta limitado por la placa del distribuidor y el borde que se extiende hacia abajo, y de manera particularmente preferida se adentra en la burbuja de hidrogeno. Sobresaliendo hacia el espacio por debajo de la placa del distribuidor y principalmente hacia la burbuja formada por debajo se impide de manera ventajosa una entrada no homogenea de hidrogeno a la fusion de azufre.
Al tubo vertical del equipo de suministro desemboca preferiblemente de modo lateral un tubo de entrada que corre en sentido oblicuo hacia abajo, a traves del cual se introduce el hidrogeno desde afuera del reactor. El equipo de suministro esta configurado de tal manera que el azufre que entra al tubo dispuesto verticalmente puede fluir libremente hacia abajo sin bloquear el equipo de suministro para el hidrogeno. El hidrogeno asciende hacia arriba dentro del tubo dispuesto verticalmente y se recoge por debajo del equipo distribuidor.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
El equipo distribuidor del reactor segun la invencion comprende una placa de distribuidor (preferiblemente con aberturas de paso), dispuesta en el reactor de modo horizontal, de ser posible, y un borde que se extiende hacia abajo. La placa distribuidora preferiblemente plana se extiende preferiblemente por casi toda la superficie transversal del reactor, en cuyo caso entre la camisa del reactor y el equipo distribuidor queda una rendija. La rendija entre el borde del equipo distribuidor y la camisa del reactor tiene preferiblemente una anchura entre 1 y 50 mm, principalmente entre 2 y 25 mm, de manera particularmente preferida entre 5 y 10 mm. La forma de la placa distribuidora depende de la geometrla del reactor en el cual esta dispuesta. Puede ser circular o poligonal, por ejemplo, o presentar cualquier otra forma. De manera preferible pueden proveerse brechas en el perlmetro exterior de la placa distribuidora, las cuales proporcionan aberturas de paso, por ejemplo para introducir hidrogeno, introducir azufre y reciclar azufre. De esta manera, la rendija entre el equipo distribuidor y la camisa del reactor presentan una anchura pequena de modo que se impide una vibracion fuerte del equipo distribuidor en el reactor.
El hidrogeno acumulado puede dispersarse en la fusion de azufre por la zona de borde de la placa distribuidora que se extiende hacia abajo, en cuyo caso el hidrogeno de la burbuja de hidrogeno se distribuye en la fusion de azufre a traves de una rendija entre el equipo de distribucion y la camisa de reactor. De acuerdo con una forma preferida de realizacion de la presente invencion, el borde del equipo distribuidor que se extiende hacia abajo tiene una zona de borde con forma de sierra a traves de la cual se hace pasar hidrogeno desde la burbuja de hidrogeno a traves de una rendija entre el borde y una camisa de reactor del reactor hacia la fusion de azufre. De esta manera, en la fusion de azufre puede dispersarse el hidrogeno saturado por debajo de la placa muy dura en burbujas gaseosas finas a traves de la rendija.
El hidrogeno introducido por debajo del equipo distribuidor se acumula por debajo de esta placa distribuidora para formar una burbuja de hidrogeno en el espacio que esta delimitado por el borde que se extiende hacia abajo y la placa de distribuidor. Burbujas de hidrogeno en este caso se denomina una acumulacion de hidrogeno, en gran medida continua, que se forma introduciendo mas hidrogeno en el reactor por debajo del equipo distribuidor, al menos al iniciar el reactor, que el que se dispersa en la fusion de azufre (por ejemplo por el borde), y suministrando continuamente hidrogeno para mantener la burbuja de hidrogeno durante la produccion continua del acido sulfhldrico.
Preferiblemente, la placa distribuidora se dispone horizontalmente en el reactor de modo que la burbuja de hidrogeno que se acumula por debajo de la placa distribuidora presente una altura casi constante.
Preferiblemente, la placa distribuidora presenta aberturas de paso a traves de las cuales el hidrogeno acumulado por debajo de la placa distribuidora se dispersa en la fusion de azufre que se encuentra por encima de la placa distribuidora, por lo cual se impiden ventajosamente las vibraciones dentro del reactor gracias a una distribucion homogenea del hidrogeno por la seccion transversal del reactor. A traves de las aberturas de paso en la placa distribuidora en la fusion de azufre se dispersa homogeneamente el hidrogeno acumulado desde la burbuja de hidrogeno que se encuentra por encima de la placa distribuidora. La cantidad de aberturas de paso en la placa distribuidora depende entre otras cosas del caudal del hidrogeno introducido y preferiblemente es de 2 a 100, principalmente de 4 a 50, de modo particularmente preferido de 8 a 20 por 100 m3/h, en condiciones normales. Las aberturas de paso pueden ser circulares o estar formadas como ranuras, en cuyo caso el diametro o la anchura de ranura que se prefieren son de 2 a 30 mm, preferiblemente de 5 a 20 mm, de modo particularmente preferido de 7 a 15 mm. Las aberturas de paso se disponen en la placa distribuidora, de preferencia regularmente. La porcion de area de todas las aberturas de paso, respecto del area de la placa distribuidora, se encuentra de preferencia entre 0,001 y 5 %, preferiblemente entre 0,02 y 1 %, de modo particularmente preferible entre 0,08 y 0,5 %.
Con el fin de asegurar un buen mezclado de la fusion de azufre mediante el hidrogeno ascendente y de esta manera garantizar la extraction muy eficiente del azufre hacia el hidrogeno ascendente, la velocidad del gas del hidrogeno dispersado a traves de las aberturas de paso se encuentra preferiblemente en 20 a 400 m/s, principalmente 50 a 350 m/s, mas preferiblemente 90 a 300 m/s, de modo particularmente preferible 150 a 250 m/s.
El reactor segun la invencion se llena con una fusion de azufre en una parte inferior. El hidrogeno gaseoso se introduce a la fusion de azufre mediante un equipo de suministro, la mezcla reactante comprende esencialmente azufre gaseoso e hidrogeno gaseoso y se recogen por encima de la fusion de azufre en una zona de reactantes, la cual entra en contacto con la fusion de azufre a traves de una frontera entre fases. La zona de reactantes limita hacia arriba, por ejemplo, con una subdivision del reactor, tal como una placa. En una forma de realizacion preferida de la presente invencion, la placa esta conectada con la camisa del reactor en una parte superior del reactor, preferiblemente en el tercio superior, mas preferiblemente en el cuarto superior del interior del reactor.
De acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion, el reactor comprende al menos un tubo de contacto en el cual tiene lugar la reaction de azufre gaseoso e hidrogeno para formar H2S. En este caso, el al menos un tubo de contacto se encuentra parcialmente en contacto con la fusion de azufre.
De acuerdo con una forma de realizacion preferida del reactor segun la invencion, se suministra al menos un tubo con forma de U al reactor y dicho tubo se encuentra al menos parcialmente en contacto con la fusion de azufre. Por lo tanto, el reactor se disena como una especie de reactor de haz de tubos, con tubos de contacto que estan
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
configurados en forma de U. Un tubo en forma de U de este tipo tiene dos brazos los cuales estan conectados entre si en sus extremos inferiores por medio de una zona con forma de arco. Los tubos con forma de U pueden tener cada uno brazos de diferente longitud o, de preferencia, de igual longitud. Los tubos con forma de U pueden tener un diametro de brazo, por ejemplo, entre 2 y 20 cm, principalmente entre 2,5 y 15 cm, de modo particularmente preferido entre 5 y 8 cm. El al menos un tubo con forma de U esta dispuesto de preferencia verticalmente en el reactor, en cuyo caso la zona con forma de arco se encuentra abajo y los dos extremos de los brazos se encuentran arriba. La provision de una zona de reaccion en los tubos de contacto con forma de U permite un diseno compacto del reactor con respecto a la longitud del reactor, puesto que la zona de reaccion suministrada para la reaccion de hidrogeno con azufre para producir H2S puede dividirse en ambos brazos de un tubo con forma de U.
En conexion con la presente invencion, "estar en contacto" significa que puede tener lugar un intercambio de calor entre la fusion de azufre y el espacio interno del tubo de contacto a traves de las paredes del tubo de contacto. El al menos un tubo con forma de U se sumerge de preferencia parcialmente en la fusion de azufre.
Al introducir de manera sencilla hidrogeno a una fusion de azufre, por ejemplo mediante un tubo de entrada vertical en un equipo distribuidor segun la invencion, puede resultar una distribucion no homogenea del hidrogeno. En la vecindad del tubo de introduccion se producen burbujas grandes de hidrogeno en la fusion de azufre. En otras regiones de la fusion de azufre casi no hay hidrogeno. Como resultado, pueden inducirse vibraciones de los tubos de contacto (de preferencia con forma de U). El equipo distribuidor configurado como una campana abierta hacia abajo, contenida en el reactor de la invencion, tambien sirve, por lo tanto, para estabilizar los tubos de contacto de un haz de tubos en el reactor de acuerdo con la invencion.
Dentro del al menos un tubo de contacto (de preferencia con forma de U) se encuentra dispuesto un catalizador para la conversion de hidrogeno y azufre en H2S, por lo cual se proporciona una zona de reaccion. En conexion con la presente invencion, la zona de reaccion se refiere a aquella zona dentro de los tubos con forma de U en los cuales se encuentra el catalizador. La conversion de los reactantes se efectua principalmente en la zona de reaccion que contiene el catalizador. Empleando el catalizador puede realizarse la conversion en H2S a temperaturas moderadas y a presion baja. El catalizador se encuentra dispuesto preferiblemente en forma de un lecho fijo de material vertido en el al menos un tubo con forma de U. Catalizadores adecuados son, por ejemplo, catalizadores que contienen cobalto y molibdeno sobre un soporte los cuales se emplean como cuerpos moldeados de cualquier configuracion. A manera de ejemplo, el diametro de los cuerpos moldeados es de 2 a 12 mm, principalmente entre 3 y 10 mm, de modo particularmente preferido entre 4 y 8 mm y la longitud se encuentra preferiblemente entre 2 y 12 mm, principalmente entre 3 y 10 mm, de modo particularmente preferido entre 4 y 8 mm.
Al preparar acido sulfhldrico en un reactor que tiene tubos con forma de U, la mezcla reactante ingresa desde la zona reactante a un brazo del al menos un tubo con forma de U a traves de al menos una abertura de entrada. La abertura de entrada esta dispuesta preferiblemente en un brazo del al menos un tubo con forma de U por encima de la fusion de azufre. La abertura de entrada desemboca desde la zona reactante a uno de los brazos del tubo con forma de U. La distancia entre la frontera de fases de la fusion de azufre y la abertura de entrada del tubo con forma de U se selecciona preferiblemente de tal manera que una cantidad minima de azufre llquido sea arrastrada en forma de gotas con la corriente de la mezcla reactante hacia el interior de los tubos con forma de U. La distancia entre una abertura de entrada y la frontera de fases de la fusion de azufre se encuentra de preferencia entre 0,3 y 3 m, principalmente entre 0,6 y 2,5 m, de modo particularmente preferido entre 0,9 y 2 m.
Al producir acido sulfhldrico en el reactor que tiene tubos con forma de U, la mezcla reactante fluye a traves del tubo con forma de U a lo largo de una ruta de flujo, es decir fluye primero despues de entrar a traves de la abertura de entrada a un brazo del tubo con forma de U desde arriba hacia abajo, ingresa por la zona con forma de arco del tubo con forma de U al segundo brazo y a continuacion fluye por el segundo brazo desde abajo hacia arriba. La mezcla reactante reacciona principalmente en la zona de reaccion que esta contenida dentro del tubo con forma de U, sobre el catalizador dispuesto preferentemente alll. De acuerdo con una forma de realizacion preferida de la invencion, por una abertura de salida en el segundo brazo del tubo con forma de U entra el gas que contiene el producto en una zona de producto (de preferencia por encima de la fusion de azufre y por encima de la zona reactante en el reactor), la cual esta separada de la zona reactante (por ejemplo, por medio de una placa).
Al reactor se introducen hidrogeno gaseoso y azufre llquido por medio de un equipo adecuado de suministro. En un sitio adecuado se hace pasar el producto acido sulfhldrico de la zona de producto del reactor, por ejemplo en un capo superior.
De acuerdo con una variante preferida de la presente invencion, el al menos un tubo de contacto esta conectado con una placa en el reactor de acuerdo con la invencion. En el caso de tubos de contacto con forma de U, los dos brazos de un tubo con forma de U se conectan respectivamente por sus extremos superiores con una placa del reactor, que a su vez se encuentra fijada de manera adecuada en una parte superior del reactor a la camisa del reactor. La placa subdivide el reactor preferiblemente en dos zonas parciales, principalmente establecen una region de producto que se encuentra por encima de la placa. La fijacion preferida del al menos un tubo de contacto (preferiblemente con forma de U) en una placa conectada con la camisa de reactor permite modificaciones longitudinales termicas del reactor y de los tubos de contacto independientemente entre si, puesto que el haz de tubos se asegura sobre la
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
camisa del reactor solamente por medio de la placa de tal modo que al construir el reactor puede prescindirse de compensadores. Conectando los tubos de contacto con la placa en sus extremos superiores se logra de manera ventajosa que los tubos de contacto se estabilicen de manera correspondiente a la fuerza de gravedad.
De acuerdo con una forma de realizacion preferida de la presente invencion, en una seccion superior del reactor, de preferencia cerca del capo superior, se encuentra dispuesta una placa que subdivide el espacio interno del reactor en una zona parcial inferior que se encuentra por debajo y una zona parcial superior que se encuentra por encima.
La zona parcial superior contiene preferiblemente la zona de producto que contiene principalmente el acido sulfhldrico del producto durante la operacion del reactor. Con la zona de producto se encuentra en conexion abierta un brazo del tubo con forma de U.
La zona parcial inferior del reactor contiene preferiblemente la zona reactante directamente por debajo de la placa y, debajo de la misma, una fusion de azufre a la cual se suministra azufre llquido a partir de una fuente externa y/o como reflujo. Los tubos de contacto (de preferencia con forma de U) se encuentran en contacto termico, de preferencia parcialmente, con la fusion de azufre; preferiblemente se encuentran dispuestos de manera parcialmente directa en la fusion de azufre; es decir que se sumergen en la fusion de azufre. De esta manera tiene lugar una transferencia de la energla termica liberada durante la reaccion isotermica para formar H2S por medio de al menos un tubo de contacto (de preferencia con forma de U) hacia la fusion de azufre circundante. El calor de reaccion se utiliza para evaporar el azufre all! contenido. Este acoplamiento termico hace posible un procedimiento energeticamente provechoso, en el cual el suministro de calor externo se reduce de modo considerable o no es necesario. Al mismo tiempo puede evitarse un sobrecalentamiento del catalizador, por lo cual se incrementa el tiempo de vida util del catalizador.
Para una buena transferencia de la energla calorlfica se da preferencia a minimizar la resistencia al calor de un lecho de catalizador en la zona de reaccion. Preferiblemente, para la conversion de los reactantes en H2S se suministra una gran cantidad de tubos de contacto (de preferencia con forma de U) que contienen catalizador de modo que la ruta respectiva desde el nucleo del lecho del catalizador hacia la pared del tubo de contacto sea corta. Una proporcion de la suma de las areas de seccion transversal de todos los tubos de contacto (o de todos los brazos de los tubos de contacto con forma de U) se encuentra preferiblemente, respecto del area de seccion transversal del cuerpo del reactor (de preferencia cillndrico), entre 0,05 y 0,9, principalmente entre 0,15 y 0,7, de modo particularmente preferido entre 0,2 y 0,5, de modo muy particularmente preferido entre 0,25 y 0,4.
Con el fin de que exista un contacto termico suficiente para la transferencia de calor desde el tubo de contacto (de preferencia con forma de U) se pretende que del 20 al 100% del area exterior de la camisa de un respectivo tubo de contacto (preferiblemente con forma de U) se encuentre en contacto con la fusion de azufre a lo largo de la zona de reaccion que contiene el catalizador. A fin de que funcione bien la transferencia de calor a la fusion de azufre, all! donde la reaccion tiene lugar en el tubo de contacto, el area externa de la camisa del tubo de contacto a lo largo de la zona de reaccion que contiene el catalizador debe estar rodeada en mas de 20%, de preferencia en mas de 50%, de modo particularmente preferido en mas de 80% por la fusion de azufre. A un nivel de llenado demasiado bajo de la fusion de azufre en el reactor y, por lo tanto, un contacto muy bajo del tubo de contacto con la fusion de azufre, existe el riesgo de que no se disipe de modo suficiente el calor de reaccion.
En direccion de flujo de la mezcla reactante dentro de al menos un tubo de contacto (de preferencia con forma de U), despues de entrar al tubo de contacto, la mezcla reactante puede fluir primero a traves de un lecho inerte, en cuyo caso cualquier azufre llquido arrastrado eventualmente, que este presente en forma de gotas, se separa de la mezcla reactante en este lecho inerte. Por ejemplo, puede estar presente una fraccion de azufre llquido en la mezcla reactante que comprende hidrogeno gaseoso y azufre de hasta 100 000 ppm en peso. Para la separacion de las gotas de azufre, en el al menos un tubo con forma de U se suministra una fraccion del lecho inerte, con base en la totalidad del lecho compuesto por el lecho inerte y el lecho del catalizador, de 1 a 30%, principalmente de 2 a 25%, preferiblemente de 5 a 20%, de modo particularmente preferido de 8 a 16%. El lecho inerte puede consistir en cuerpos de cualquier forma, por ejemplo de sillines o, preferiblemente, de esferas, los cuales estan compuestos de un material adecuado, por ejemplo oxido de zirconio o, de preferencia, oxido de aluminio.
De acuerdo con una variante preferida de la presente invencion, el al menos un tubo de contacto esta conectado con la placa distribuidora del equipo distribuidor del reactor segun la invencion.
Con el fin de lograr una estabilidad mayor de los tubos de contacto (de preferencia con forma de U), el al menos un tubo de contacto puede conectarse con el equipo distribuidor cerca de su extremo inferior, en el caso de un tubo con forma de U cerca de su zona inferior en forma de arco; dicho equipo distribuidor limita la zona de vibracion del tubo de contacto o del haz de tubos correspondiente en direccion horizontal por medio de su dimensionamiento. En este caso, el equipo distribuidor por su parte no esta directamente conectado con la camisa del reactor, sino conectado mas bien indirectamente con la camisa del reactor por medio de la conexion de los tubos de contacto, por ejemplo con la placa. De esta manera puede evitarse problemas debido a las tensiones entre el reactor, los tubos de contacto y el equipo distribuidor, causadas por los cambios termicos longitudinales.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
En una forma de realizacion, la placa del distribuidor se conecta con los brazos respectivos de al menos un tubo con forma de U cerca del extremo inferior del tubo con forma de U; por ejemplo, se suelda. En tal caso una seccion del tubo con forma de U que comprende al menos una parte de la zona con forma de arco se encuentra por debajo de la placa del distribuidor. Puesto que este segmento del tubo con forma de U no se encuentra en contacto con la fusion de azufre, sino mas bien se adentra en la seccion de la burbuja de hidrogeno acumulada por debajo del equipo distribuidor, el tubo con forma de U en este segmento preferiblemente no contiene lecho de catalizador. De esta manera, no tiene lugar una conversion en H2S y no se genera calor de reaccion exotermica que tenga que disiparse. Dentro del al menos un tubo con forma de U pueden suministrarse subdivisiones que separan la zona del lecho de catalizador de la zona sin lecho; sin embargo, las subdivisiones tienen que ser permeables para los reactantes y los productos para la produccion de H2S.
En la presente invencion, preferiblemente se suministran un equipo de suministro y un equipo distribuidor para hidrogeno gaseoso en un segmento inferior del reactor, por ejemplo cerca del capo inferior. El hidrogeno introducido a la fusion de azufre por medio del equipo de suministro asciende en forma de burbujas de gas distribuidas por el equipo distribuidor a traves de la fusion, por lo cual el azufre es extraldo de la fusion y se acumula (por ejemplo por debajo de una placa superior del reactor) en la zona reactante del reactor como mezcla reactante la cual esta en contacto con la fusion de azufre por encima de una frontera de fases. La mezcla reactante contiene hidrogeno gaseoso y azufre en una proporcion molar que se establece por medio de los parametros procedimentales dominantes, es decir en correspondencia con la temperatura, la presion y la cantidad de hidrogeno introducido, el equilibrio de evaporation del azufre. En este contexto, es posible establecer un exceso de hidrogeno o de azufre o tambien una proporcion molar correspondiente a la estequiometrla de reaccion seleccionando los parametros procedimentales, segun la realizacion deseada de la reaccion para la conversion en H2S. En la presente invencion se establece preferiblemente un exceso de azufre para lograr una conversion esencialmente completa de hidrogeno con azufre en H2S. En este caso el exceso de azufre por kilogramo de H2S generado se encuentra preferiblemente entre 0,2 y 3,0, principalmente entre 0,4 y 2,2, preferiblemente entre 0,6 y 1,6, de modo particularmente preferido entre 0,9 y 1,2.
En el reactor de la invencion se proporciona una distribucion en una etapa del hidrogeno gaseoso por medio de un unico equipo distribuidor.
Tambien es objeto de la invencion un procedimiento para la production continua de H2S a partir de hidrogeno y azufre, el cual comprende introducir hidrogeno gaseoso por medio de un tubo abierto, dispuesto verticalmente en el reactor, a una fusion de azufre, la cual esta contenida al menos en una parte inferior del reactor. El procedimiento de la invencion comprende una distribucion del hidrogeno gaseoso en la fusion de azufre por medio de un equipo distribuidor que esta dispuesto en la fusion de azufre y el cual comprende una placa de distribuidor dispuesta (de preferencia horizontalmente) en el reactor, la cual tiene un borde que se extiende hacia abajo para formar una burbuja de hidrogeno por debajo de la placa de distribuidor (y opcionalmente con aberturas de paso) para distribuir en la fusion de azufre el hidrogeno desde la burbuja de hidrogeno por medio de la placa de distribuidor.
El hidrogeno introducido en el procedimiento de la invencion es dispersado en la fusion de azufre en el equipo distribuidor (preferiblemente proporcionado en el segmento inferior del reactor). La distribution de hidrogeno se efectua por medio de la placa de distribuidor del equipo distribuidor, la cual se encuentra dispuesta en position sustancialmente horizontal en el reactor, y/o a traves de las aberturas de paso provistas en la placa del distribuidor desde una burbuja de hidrogeno acumulada por debajo de la misma a la fusion de azufre que se encuentra sobre la placa del distribuidor.
De acuerdo con una variante del procedimiento de la invencion, la distribucion de hidrogeno gaseoso proveniente de la burbuja de hidrogeno se efectua por debajo del equipo distribuidor por el borde del equipo distribuidor que se extiende hacia abajo a traves de una rendija entre el borde y una camisa del reactor hacia la fusion de azufre. Esta distribucion de hidrogeno gaseoso de la burbuja de hidrogeno se efectua preferiblemente por debajo del equipo distribuidor por medio de una zona de borde con forma de sierra del borde que se extiende hacia abajo.
De modo alternativo o adicional a la distribucion por el borde, el hidrogeno tambien puede dispersarse de manera particularmente preferida en la fusion de azufre presente sobre la placa del distribuidor a traves de las aberturas de paso proporcionadas en la placa del distribuidor del equipo distribuidor. Cuando hay una inhibition del paso del hidrogeno a traves de tales aberturas de paso, por ejemplo por el azufre depositado en los mismos, o se suministra una cantidad de hidrogeno mas grande de la que puede retirarse a traves de las aberturas de paso, la burbuja de hidrogeno se acumula en el espacio limitado por la placa del distribuidor y el borde del equipo distribuidor que se extiende hacia abajo, el hidrogeno pasa por la region de borde del borde que se extiende hacia abajo a la rendija que la rodea y desde all! a la fusion de azufre por medio del equipo distribuidor. En este caso, el hidrogeno de la burbuja de hidrogeno pasa por debajo del equipo distribuidor a traves de la rendija entre el equipo distribuidor y la camisa del reactor a la fusion de azufre presente en el equipo distribuidor. De esta manera se garantiza que el hidrogeno se distribuya en la fusion de azufre en cantidad suficiente durante la produccion continua de H2S.
El procedimiento de la invencion para producir H2S se realiza preferiblemente a temperaturas de la mezcla reactante y de la zona de reaccion que contiene el catalizador de 300 a 450°C, preferiblemente de 320 a 425°C, de modo
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
particularmente preferido de 330 a 400°C, por lo cual se minimiza la carga de corrosion de los materiales seleccionados para los elementos de construccion. Preferiblemente, la temperatura de la fusion de azufre se encuentra entre 300 y 450°C, principalmente entre 320 y 425°C, de preferencia entre 330 y 400°C, de modo particularmente preferido entre 350 y 360°C. La temperatura en el espacio de los reactantes sobre el bano de azufre se encuentra preferiblemente entre 300 y 450°C, principalmente entre 320 y 425°C, de preferencia entre 330 y 400°C, de modo particularmente preferido entre 350 y 360°C. La mezcla producto que sale de los tubos de contacto (de preferencia con forma de U) en el espacio del producto tiene preferiblemente una temperatura entre 300 y 450°C, principalmente entre 320 y 425°C, de preferencia entre 330 y 400°C, de modo particularmente preferido entre 350 y 360°C. Las presiones en el espacio de la camisa del reactor y en el interior de los tubos de contacto (de preferencia con forma de U) son preferiblemente de 0,5 a 10 bar, principalmente 0,75 a 5 bar, de preferencia 1 a 3 bar, de modo particularmente preferido 1,1 a 1,4 bar absolutos.
La tasa de evaporation del azufre en la presente invention se ajusta preferiblemente de tal manera que la mezcla reactante contenga un exceso de azufre. El azufre excesivo se retira luego con el producto de la zona de producto del reactor y posteriormente se separa en forma de fusion. Este azufre llquido puede reciclarse, por ejemplo, por medio de una construccion de recoleccion y derivation dispuesta sobre una zona parcial del reactor; dicha construccion comprende, entre otras cosas, una placa de recoleccion y un tubo de reflujo, que procede de la misma, sumergido en la fusion de azufre, a la cual se recicla la fusion de azufre contenida bajo la zona parcial del reactor. De manera preferida se efectua un enfriamiento de los gases de H2S que salen del reactor en un intercambiador de calor, en cuyo caso el azufre excesivo se condensa y se devuelve a la fusion de azufre por medio de la construccion de recoleccion y de derivacion. Como medio refrigerante puede usarse agua presurizada tibia en un circuito secundario.
A continuation, la invencion se explicara mas detalladamente por medio del dibujo. En este dibujo:
La figura 1 muestra una forma preferida de realization de un reactor segun la invencion en representation de corte longitudinal y
la figura 2 muestra una vista superior de un equipo distribuidor que esta dispuesto en una forma de realizacion preferida de un reactor segun la invencion.
La figura 1 muestra de manera esquematica una forma de realizacion preferida de un reactor en representacion de corte longitudinal.
El reactor 1 esta cerrado en ambos extremos de un cuerpo cillndrico 2 con capos 3, 4. En el capo superior 3 puede sacarse un producto. En el capo inferior 4 se encuentra un tapon de descarga 5 con el fin de descargar completamente de manera eventual el contenido del reactor 1. En otro segmento superior del reactor 1 se proporciona una placa 6 que separa una primera zona parcial con una zona de producto 7 de otra zona parcial 8. La placa 6 esta conectada con una camisa de reactor 25 del reactor 1. La section parcial 8 inferior se llena parcialmente con una fusion de azufre 9, la cual se encuentra en contacto con una zona de reactantes 10 por medio de una frontera entre fases y dicha zona de reactantes esta limitada hacia arriba por la placa 6. La zona de reactantes 10 contiene principalmente hidrogeno gaseoso y azufre.
El hidrogeno se introduce en un segmento inferior del reactor 1 mediante un equipo de suministro 11, por ejemplo en el capo inferior 4, a la fusion de azufre 9. El equipo de suministro 11 comprende un conducto 12 que pasa oblicuamente y se desemboca lateralmente en un tubo 13 abierto hacia arriba y hacia abajo, dispuesto verticalmente en el reactor 1. El extremo superior del tubo 13 se adentra a un espacio 14 el cual esta limitado por un equipo distribuidor 15.
El equipo distribuidor 15 comprende una placa de distribuidor 16 que esta dispuesta horizontalmente en el reactor 1 y un borde 17 que se extiende hacia abajo, y que tiene preferiblemente una region 18 de borde con forma de sierra. El hidrogeno introducido al equipo de suministro 11 asciende en el tubo 13 vertical hacia arriba y se acumula por debajo de la placa del distribuidor 16 para formar una burbuja de hidrogeno. A traves de las aberturas de paso 19 en la placa del distribuidor 16 se dispersa el hidrogeno en la fusion de azufre 9 que se encuentra encima de la placa y asciende dentro de la fusion de azufre 9 en forma de burbujas de gas hacia arriba, en cuyo caso se extrae el azufre de la fusion de azufre 9. De esta manera, por encima de la fusion de azufre 9 en la region de reactantes 10 se forma una mezcla de reactantes que contiene hidrogeno gaseoso y azufre.
Cuando las aberturas de paso 19 en la placa del distribuidor 16 se bloquean para el paso de hidrogeno, por ejemplo, entonces el hidrogeno tambien puede dispersarse desde la burbuja de hidrogeno acumulada por debajo de la placa del distribuidor 16 por medio de la zona de borde 18 a una rendija 20 entre la camisa del reactor 25 y el borde 17 del equipo distribuidor 15 en la fusion de azufre 9; la region de borde 18 tiene preferiblemente configuration de sierra. En el cuerpo cillndrico del reactor 1 estan dispuestos tubos 21 que estan configurados de acuerdo con la invencion con forma de U. Los tubos 21 con forma de U estan conectados en sus ambos brazos 26, 27 con la placa 6. La conexion de los brazos 26, 27 con la placa puede producirse por medio de una costura de soldadura. Los tubos 21 con forma de U se sumergen parcialmente en la fusion de azufre 9, por lo cual se da la posibilidad de un intercambio
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
termico entre el espacio interior de los tubos 21 y la fusion de azufre 9 por medio de las areas externas 28 de la camisa de los tubos 21. Dentro de cada tubo 21 con forma de U se encuentra dispuesto un lecho fijo de catalizador 22 el cual se proporciona en ambos brazos 26, 27 de los tubos 21 con forma de U.
Tal como se muestra en la figura 1, el equipo distribuidor 15 esta conectado con los tubos 21 con forma de U, en cuyo caso una parte y principalmente la transicion de un brazo 26 al segundo brazo 27 del tubo 21 respectivo con forma de U pasa por debajo de la placa del distribuidor 16 a traves del espacio 14. Puesto que este segmento de los tubos 21 con forma de U se adentra en la burbuja de hidrogeno acumulada y no se encuentra en contacto directo con la fusion de azufre 9, este segmento no contiene catalizador. Entre el equipo distribuidor 15 y la camisa de reactor 25 se encuentra posicionada la rendija 20. El equipo distribuidor 15 no esta directamente conectado con la camisa 25 del reactor.
En el reactor 1, la produccion de acido sulfhldrico de acuerdo con la invencion se desarrolla tal como sigue. El hidrogeno gaseoso pasa a traves del equipo de suministro 11 a la fusion de azufre 9 en el reactor por debajo del equipo distribuidor 15, por lo cual se forma una burbuja de hidrogeno por debajo de la placa del distribuidor 16. A traves del equipo distribuidor 15 en la fusion de azufre 9 se distribuye el hidrogeno desde la burbuja de hidrogeno que se encuentra por encima y asciende dentro de la fusion de azufre 9 en forma de burbujas de gas, y el azufre se extrae de la fusion de azufre 9. De esta manera, encima de la fusion de azufre 9, en la zona de reactantes 10 se forma una mezcla de reactantes que contiene hidrogeno gaseoso y azufre. La mezcla de reactantes entra desde la zona de reactantes 10 a traves de una o varias aberturas de entrada 23 dispuestas en el perlmetro de un brazo 26 de cada uno de los tubos 21 con forma de U al espacio interno de un brazo 26 del tubo 21 con forma de U, fluyen a traves del lecho fijo del catalizador 22 all! contenido, el cual puede completarse con un lecho inerte colocado corriente arriba y se convierte en gran medida en acido sulfhldrico a lo largo de la ruta de flujo en la zona de reaccion contenida en el lecho fijo del catalizador 22. El producto sale del segundo brazo 27 por medio de una abertura 24 de salida a la region de producto 7 y puede recogerse y descargarse desde all! por un capo 3. Haciendo contacto directo los tubos 21 en forma de U con la fusion de azufre 9, el calor de reaccion que se libera durante la conversion en H2S se irradia desde el lecho fijo del catalizador 22 a la fusion de azufre 9 por medio de las areas 28 externas de camisa de los tubos con forma de U a lo largo de la zona de reaccion y se utiliza para una nueva evaporation del azufre.
Con el fin de mantener la fusion de azufre 9 a aproximadamente la misma altura durante el procedimiento el hidrogeno gaseoso y el azufre llquido se suministran continuamente en cantidades apropiadas al reactor 1 por medio del equipo de suministro 11 y una entrada de azufre 29. El azufre excesivo que se separa del producto en forma de fusion pasa a una construccion de recoleccion y derivacion dispuesta en la region parcial superior del reactor 1. Esta construction de recoleccion y derivation comprende una placa de recoleccion 31 en la cual se encuentran dispuestos tapones de entrada 34 para pasar el producto desde la zona de producto 7 dispuesta debajo de la placa de recoleccion 31 a la region de producto 7 dispuesta por debajo y la cual esta limitada por un borde 35. El azufre llquido separado se recoge en una placa de recoleccion 31 que se encuentra dispuesta en la zona de producto 7 del reactor 1 y se recicla por medio de un tubo de retorno 32 sumergido en la fusion de azufre 9 a la fusion de azufre 9 presente en la region parcial inferior del reactor 8. El reactor 1 preferiblemente se alsla de modo que el consumo de energla se encuentra a un mlnimo.
La figura 2 muestra una vista superior sobre un equipo distribuidor que se encuentra dispuesto en una forma de realization preferida de un reactor segun la invencion.
El equipo distribuidor 15 comprende una placa de distribuidor 16 con aberturas de paso 19 y un borde 17 que se extiende hacia abajo, la cual debe disponerse horizontalmente en el reactor 1. La placa de distribuidor 16 que es plana se extiende preferiblemente por casi todo el area de corte transversal del reactor 1, en cuyo caso queda una rendija entre la camisa del reactor y el borde 17. La forma de la placa de distribuidor 16 depende de la geometrla del reactor en la cual se encuentra dispuesta. En el caso representado, esta es circular. El hidrogeno introducido debajo del equipo distribuidor 15 se acumula debajo de la placa de distribuidor 16 para producir una burbuja de hidrogeno en el espacio que esta limitado por el borde 17 que se extiende hacia abajo y la placa de distribuidor 16. A traves de las aberturas de paso 19 en la placa de distribuidor 16 se dispersa el hidrogeno acumulado en distribution homogenea desde la burbuja de hidrogeno a la fusion de azufre dispuesta por encima de la placa de distribuidor 16.
En la figura 2 se aclara una posible disposition de aberturas de paso 19 en la placa de distribuidor 16, que tienen forma circular y se distribuyen de manera homogenea mediante la placa de distribuidor 16. Igualmente se encuentran representados pasajes 30 en la placa de distribuidor 16 a traves de los cuales pasan los brazos 26, 27 de los tubos 21 con forma de U al reactor de la invencion; por ejemplo, se conectan con la placa de distribuidor 16 por medio de una costura de soldadura. En la circunferencia de la placa de distribuidor 16 estan previstas unas brechas 33 en las cuales se acomodan las entradas para hidrogeno 12, para azufre 29 y el tubo de reflujo de azufre 32.
Listado de numeros de referencia 1 Reactor
5
10
15
20
25
30
2 Cuerpo de reactor
3 Capo superior
4 Capo inferior
5 Tapones de salida
6 Placa
7 Zona de producto
8 Zona parcial inferior del reactor
9 Fusion de azufre
10 Zona de reactantes
11 Equipo de suministro para hidrogeno
12 Conducto
13 Tuvo dispuesto verticalmente
14 Espacio
15 Equipo distribuidor
16 Placa de distribuidor
17 Borde
18 Zona de borde
19 Aberturas de paso
20 Rendija
21 Tubos
22 Lecho fijo de catalizador
23 Abertura de entrada
24 Abertura de salida
25 Camisa de reactor
26 Primer brazo
27 Segundo brazo
28 Area externa de camisa
29 Entrada de azufre
30 Pasajes
31 Placa de recoleccion
32 Tubo de retorno
33 Brechas
34 Tapones de entrada
35 Borde

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Reactor (1) para la produccion continua de H2S a partir de hidrogeno y azufre, el cual comprende un equipo distribuidor (15) para distribuir hidrogeno gaseoso en una fusion de azufre (9) que esta contenida en al menos una parte inferior del reactor, caracterizado porque el equipo distribuidor (15) se encuentra dispuesto en la fusion de azufre (9) y presenta una placa de distribuidor (16) dispuesta en el reactor (1) con un borde (17) que se extiende hacia abajo y el cual tiene una zona de borde (18), en cuyo caso el hidrogeno es distribuible en la fusion de azufre (9) desde una burbuja de hidrogeno formada por debajo de la placa de distribuidor (16) sobre la zona de borde (18), y el reactor (1) presenta ademas un equipo de suministro (11) para el hidrogeno gaseoso al reactor (1), el cual comprende un tubo (13) abierto, dispuesto verticalmente en el reactor (1) y a traves del cual puede introducirse el hidrogeno gaseoso a la fusion de azufre por debajo del equipo distribuidor (15) con el fin de formar una burbuja de hidrogeno por debajo de la placa de distribuidor (16).
  2. 2. Reactor (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado porque la placa de distribuidor (16) presenta aberturas de paso (19) a traves de las cuales puede distribuirse el hidrogeno desde la burbuja de hidrogeno en la fusion de azufre (9) mediante la placa de distribuidor (16).
  3. 3. Reactor (1) de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizado por un area de abertura total de las aberturas de paso (19) de la placa de distribuidor (16), respecto del area de la placa de distribuidor (16) de 0,001 a 5 %.
  4. 4. Reactor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado por aberturas de paso (19) circulares de la placa de distribuidor (16) con un diametro de 0,2 a 3 cm o por aberturas de paso en forma de ranura de la placa de distribuidor (16), con una anchura de ranura de 0,2 a 3 cm.
  5. 5. Reactor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el borde (17) que se extiende hacia abajo presenta una zona de borde (18) con forma de sierra, por medio del cual puede introducirse hidrogeno desde la burbuja de hidrogeno a la fusion de azufre a traves de una rendija (20) entre el borde (17) y una camisa de reactor (25) del reactor (1).
  6. 6. Reactor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el reactor (1) comprende al menos un tubo de contacto (21) en el cual tiene lugar la conversion de azufre gaseoso e hidrogeno en H2S, en cuyo caso el al menos un tubo de contacto (21) se encuentra parcialmente en contacto con la fusion de azufre (9).
  7. 7. Reactor (1) de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado porque el al menos un tubo de contacto (21) esta conectado con la placa de distribuidor (16) del equipo distribuidor (15).
  8. 8. Procedimiento para la produccion continua de H2S a partir de hidrogeno y azufre, el cual comprende introducir hidrogeno gaseoso a una fusion de azufre la cual esta contenida al menos en una parte inferior del reactor, caracterizado por una distribucion del hidrogeno gaseoso en la fusion de azufre por medio de un equipo distribuidor
    (15) dispuesto en la fusion de azufre, el cual comprende una placa de distribuidor (16) dispuesta en el reactor (1) con un borde (17) que se extiende hacia abajo para formar una burbuja de hidrogeno debajo de la placa de distribuidor
    (16) , en cuyo caso el hidrogeno de la burbuja de hidrogeno se distribuye en la fusion de azufre (9) a traves del equipo distribuidor y el hidrogeno se introduce a un tubo (13) abierto, dispuesto en posicion vertical en el reactor (1), por debajo del equipo distribuidor (15), el cual se adentra en la burbuja de hidrogeno.
  9. 9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8, caracterizado por la distribucion en la fusion de azufre (9) de hidrogeno gaseoso de la burbuja de hidrogeno por debajo de la placa de distribuidor (16) por el borde (17), que se extiende hacia abajo, del equipo distribuidor (15) a traves de una rendija (20) entre el borde (17) y una camisa de reactor (25) del reactor (1).
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 8 o 9, caracterizado por distribuir hidrogeno gaseoso de la burbuja de hidrogeno debajo de la placa de distribuidor (16) por una zona de borde (18) con forma de sierra del borde (17) que se extiende hacia abajo.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado por distribuir en la fusion de azufre (9) que se encuentra sobre la placa de distribuidor (16) hidrogeno gaseoso de la burbuja de hidrogeno debajo de la placa de distribuidor (16) a traves de aberturas de paso (19) provistas en la placa de distribuidor (16).
ES08701382.7T 2007-01-16 2008-01-10 Reactor y procedimiento para la producción de ácido sulfhídrico Active ES2612956T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07100588 2007-01-16
EP07100588 2007-01-16
PCT/EP2008/050231 WO2008087086A1 (de) 2007-01-16 2008-01-10 Reaktor und verfahren zur herstellung von schwefelwasserstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2612956T3 true ES2612956T3 (es) 2017-05-19

Family

ID=39429990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES08701382.7T Active ES2612956T3 (es) 2007-01-16 2008-01-10 Reactor y procedimiento para la producción de ácido sulfhídrico

Country Status (10)

Country Link
US (2) US7871594B2 (es)
EP (1) EP2125611B1 (es)
JP (1) JP5558830B2 (es)
CN (1) CN101610976B (es)
CA (1) CA2674276C (es)
CL (1) CL2008000131A1 (es)
ES (1) ES2612956T3 (es)
PE (2) PE20081328A1 (es)
PL (1) PL2125611T3 (es)
WO (1) WO2008087086A1 (es)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008087086A1 (de) * 2007-01-16 2008-07-24 Basf Se Reaktor und verfahren zur herstellung von schwefelwasserstoff
CN102177216A (zh) * 2008-09-05 2011-09-07 弗拉格赛欧股份有限公司 改进的、低粘度硫作为导热和储热液体的应用
WO2011083053A1 (de) * 2010-01-05 2011-07-14 Basf Se Wärmeträger- und wärmespeicherflüssigkeiten für extrem hohe temperaturen auf der basis von polysulfiden
WO2013027431A1 (ja) * 2011-08-23 2013-02-28 日揮株式会社 硫化水素合成反応器、硫化水素製造装置、硫化水素ナトリウム製造装置、及びそれらの方法
CN105169936A (zh) * 2015-09-30 2015-12-23 苏州韵蓝环保科技有限公司 一种气液洗涤塔
CN109195948B (zh) 2016-05-31 2021-05-11 诺华丝国际股份有限公司 由二甲基硫醚生产甲基硫醇的方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1623942A (en) * 1925-11-09 1927-04-05 Raymond M Garey Method for the prepartion of hydrogen sulphide
NL26828C (es) 1927-01-19
US1700578A (en) * 1927-05-05 1929-01-29 Raymond F Bacon Production of hydrogen sulphide
DE558432C (de) 1930-09-27 1932-09-07 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zur Herstellung von Schwefelwasserstoff
US2214859A (en) * 1938-12-17 1940-09-17 Hooker Electrochemical Co Process for production of hydrogen sulphide
GB598885A (en) 1939-05-11 1948-03-01 Pingris & Mollet Fontaine Reun Chemical reaction furnace with high thermal efficiency
US2474066A (en) 1946-01-04 1949-06-21 Barium Reduction Corp Method of making hydrogen sulfide
US2687948A (en) 1949-02-11 1954-08-31 Gregory Paul Methods of and means for thermal operations
DE869198C (de) 1950-05-21 1953-03-05 Basf Ag Verfahren zur Reinigung von Rohbenzol
US2965455A (en) 1953-04-24 1960-12-20 Hooker Chemical Corp Apparatus for producing hydrogen sulfide
US2863725A (en) * 1953-04-24 1958-12-09 Hooker Chemical Corp Process for making sulfur free hydrogen sulfide
US2876070A (en) * 1955-03-28 1959-03-03 Chemetron Corp Method for producing hydrogen sulfide by synthesis
US2876071A (en) * 1955-05-31 1959-03-03 Chemetron Corp Method for producing hydrogen sulfide by synthesis
DE1113446B (de) 1960-06-09 1961-09-07 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Schwefelwasserstoff
FR1593276A (es) * 1967-12-19 1970-05-25
US3672847A (en) 1970-03-05 1972-06-27 Selas Corp Of America Reformer furnace
US3779711A (en) 1971-07-19 1973-12-18 V Gryaznov Catalytic reactor designed for carrying out conjugate chemical reactions
US3851049A (en) * 1972-06-14 1974-11-26 Continental Oil Co Method for preparing hydrogen sulfide
US4233269A (en) * 1978-11-09 1980-11-11 Exxon Research & Engineering Co. Gas liquid distributor
JPS63197534A (ja) 1987-02-10 1988-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 反応装置
JPH01257109A (ja) * 1988-04-07 1989-10-13 Jgc Corp 硫化水素の製造方法
US5173285A (en) * 1988-04-07 1992-12-22 Jgc Corporation Process for the manufacture of hydrogen sulfide
JPH03103311A (ja) * 1989-09-14 1991-04-30 Jgc Corp 硫化水素の製造方法およびその製造装置
US5108550A (en) * 1990-02-06 1992-04-28 Koch Engineering Company, Inc. Catalyst system for distillation reactor
JP3214320B2 (ja) * 1995-11-15 2001-10-02 住友化学工業株式会社 化学反応方法
US5686056A (en) * 1996-02-05 1997-11-11 Bechtel Group, Inc. Methods and apparatus for purifying hydrogen sulfide
NL1008573C2 (nl) 1998-03-12 1999-09-14 Dsm Nv Inrichting voor het uitvoeren van gas/vloeistof contact.
IT1299000B1 (it) 1998-04-01 2000-02-07 Siirtec Nigi S P A Dispositivo e procedimento per migliorare la conversione in urea nella reazione fra anidride carbonica e ammoniaca
DE10245164B4 (de) * 2002-09-26 2014-11-13 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Umwandlung von Polysulfanen
US20060147357A1 (en) 2004-12-31 2006-07-06 Nextgen Chemical Processes Inc. Thin film tube reactor
DE102005050284A1 (de) 2005-10-20 2007-05-10 Basf Ag Verteilervorrichtung für ein Gas-Flüssigphasengemisch für Apparate
WO2008087086A1 (de) * 2007-01-16 2008-07-24 Basf Se Reaktor und verfahren zur herstellung von schwefelwasserstoff
WO2008087110A1 (de) * 2007-01-16 2008-07-24 Basf Se Reaktor und verfahren zur herstellung von schwefelwasserstoff
CA2674554C (en) 2007-01-16 2016-09-20 Basf Se Process and apparatus for continuously preparing hydrogen sulfide
US7833509B2 (en) 2007-01-16 2010-11-16 Basf Se Method and device for the continuous production of hydrogen sulfide

Also Published As

Publication number Publication date
PE20121273A1 (es) 2012-10-22
WO2008087086A1 (de) 2008-07-24
EP2125611A1 (de) 2009-12-02
JP2010515657A (ja) 2010-05-13
US20110081278A1 (en) 2011-04-07
US8580208B2 (en) 2013-11-12
EP2125611B1 (de) 2016-11-02
US7871594B2 (en) 2011-01-18
JP5558830B2 (ja) 2014-07-23
PL2125611T3 (pl) 2017-04-28
CN101610976B (zh) 2012-12-05
US20100015036A1 (en) 2010-01-21
CN101610976A (zh) 2009-12-23
CA2674276C (en) 2016-07-19
PE20081328A1 (es) 2008-11-12
CA2674276A1 (en) 2008-07-24
CL2008000131A1 (es) 2009-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2628501T3 (es) Procedimiento para la producción continua de ácido sulfhídrico
ES2612956T3 (es) Reactor y procedimiento para la producción de ácido sulfhídrico
ES2612303T3 (es) Método y dispositivo para la producción continua de sulfuro de hidrógeno
ES2362155T3 (es) Reactor y procedimiento para la obtención de sulfuro de hidrógeno.
ES2262614T3 (es) Subconjunto polifuncional que asegura la puesta en contacto, la distribucion de materia y el intercambio de calor y/o de materia al menos en una fase gaseosa y al menos una fase liquida.
ES2327755T3 (es) Reactor de mezclado a contracorriente y procedimiento relaccionado.
ES2583808T3 (es) Reactor y procedimiento para preparar sulfuro de hidrógeno
ES2650597T3 (es) Dispositivo de mezcla y de distribución con zonas de mezcla y de intercambio
BRPI0916797B1 (pt) vaso de reação, e processo para preparação de sulfeto de hidrogênio
ES2236235T3 (es) Reactor tubular con inyector de gas para reacciones cataliticas en fase gaseosa.
ES2277905T3 (es) Un dispositivo de inyeccion de fluido secundario entre dos lechos sucesivos que permite realizar y distribuir simultaneamente una mezcla polifasica.
ES2296949T3 (es) Reactor para reacciones de gas/liquido o gas/liquido/solido.
ES2224409T3 (es) Proceso y aparato para la fabricacion de melamina.
US7022848B2 (en) Process for the production of melamine
ES2213865T3 (es) Procedimiento para la produccion de un nitrito de alquilo.
ES2583376T3 (es) Reactor y procedimiento para preparar sulfuro de hidrógeno
ES2627809T3 (es) Reactor y procedimiento para preparar sulfuro de hidrógeno
ES2233663T3 (es) Aparato y metodo para produccion de formaldehido.
BR112016018885B1 (pt) Reator para a síntese de melamina a partir de ureia, usina para converter ureia em melamina e processo para a síntese de alta pressão de melamina de ureia
ES2268388T3 (es) Proceso para la epoxidacion de olefinas.
ES2920858T3 (es) Control de columna de recuperación
ES2717881T3 (es) Reactor y procedimiento para preparar sulfuro de hidrógeno
ES2283619T3 (es) Procedimiento para la hidrogenacion de acetona.
ES2863226T3 (es) Dispositivo de refrigeración para reactor catalítico para metanización de dióxido de carbono