MX2010013441A - Recipiente de reaccion y metodo de uso. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con un recipiente de reacción en el cual se produce ácido sulfhídrico a partir de azufre e hidrógeno, en donde el recipiente de reacción está hecho parcialmente o completamente de un material que es resistente a la mezcla de reacción, a los compuestos y elementos de la misma, el recipiente también mantiene esa resistencia a temperaturas elevadas.

Description

RECIPIENTE DE REACCION Y METODO DE USO Descripción de la Invención La invención se relaciona con un recipiente de ado para llevar a cabo una reacción exotérmic ivo líquido con un reactivo gaseoso para fo cto de reacción gaseoso a temperatura elevada y da, en donde el tiempo de residencia del so en el recipiente de reacción aumenta por nos que no soportan presión.

El recipiente de reacción se usa preferenteme rar ácido sulfhídrico a partir de azufre e hidró íente de reacción contiene internos que aume o de residencia del hidrógeno en el azufre ectándose el gas en partes de estos internos y e rsándose de nuevo en el azufre líquido. ntroducción de hidrógeno en el azufre liquid ión subsiguiente en la fase gas en un esp ión corriente abajo. Ambos procesos cataliza izado se conocen en la presente. La síntesis d ídrico usualmente se lleva a cabo en la fas raturas de 300 a 600°C y presiones de 1 a 30 ba cción industrial de ácido sulfhídrico a partir ntos se realiza, de acuerdo con Ullmann's Ency ndustrial Chemistry, Wiley-VCH, 2002, a tempera y una presión de 7 barias.

GB 1193040 describe la síntesis no catalizada ídrico a temperaturas relativamente altas de 600°C y presiones desde 4 hasta 15 barias. Se e la temperatura requerida está determinada por la cual se lleva a cabo la síntesis. De acuerdo , se requieren aproximadamente 500 °C a una pres urva de presión de vapor- del azufre con el zar la relación molar deseada de 1:1 en la f so pequeñas diferencias en presión de, por ej o menos son de gran importancia.

CSSR 190792 describe una variante del proceso ración de ácido sulfhídrico, en la cual se evit raturas de reacción mediante una dis rativamente complicada de una pluralidad de reac . Específicamente se evitan altas temperatu o a problemas de corrosión. CSSR 19073 repo sión severa de la planta a temperaturas may .

US 4094961, también reporta una corrosión s raturas desde 440 hasta 540°C en la síntesis ídrico. Por lo tanto, la síntesis se lleva a ca raturas inferiores a 440°C. spondientes hasta ahora no ha prevalecido dado caso el tremendo daño por corrosión y por lo o de parada de las plantas tiene lugar incluso iempos cortos. La temperatura y la concentració encionan como factores principales que influye sion.

Dependiendo del uso adicional de ácido sulf ser altamente ventajoso proveer el ácido sulfh resión relativamente alta y no tener que comprim ado .

La economía del proceso requiere bajos costos de operación. Aquí, los factores importantes cular, los gastos de operación de aparatos y ma mbién el consumo de energía para la síntes miento de la mezcla de gas inicial. Por eje ción de compresores y de circuitos de calenta cular un reactivo gaseoso, para formar un pro ión gaseoso a temperatura elevada, en donde el t encia del reactivo o los reactivos gaseosos íente de reacción aumenta por internos que no on.

Estará claro para una persona con experienci ca que el reactivo líquido generalmente pasa a so antes de la reacción. Los internos que no ón están rodeados por los reactivos líquidos.

En el contexto de la preparación de ácido sulf internos aumentan el tiempo de residencia, en pa hidrógeno en el azufre líquido. El reactivo ivos gaseosos se recolectan por lo menos parcial internos y después se dispersan de nuevo en e do, si no han sido convertidos a ácido sulfhídri Durante el burbujeo de hidrógeno en el azufre calor que, de acuerdo con la técnica anterior ratura del azufre líquido - de aproximadamente mente tienen lugar temperaturas significat es que 450 °C en regiones del reactor por ar e líquido. Esto da lugar a una gran tensión s íales y corrosión y hace necesario un enfr camente complicado.

Los- conceptos del reactor que ayudan a evit raturas sobre partes que soportan presión no trado para las síntesis exotérmicas a presión ismo tiempo las temperaturas locales en la regió nos se usa en una forma dirigida para hacer ión del hidrógeno sea rápida y completa ilidad de un alto rendimiento espacio-tiempo . concepto de reactor permite que el calor de rea ice para el calentamiento y la vaporización ficativamente, es decir, en un factor de aproxim 0, en particular 5 a 10, en comparación con el t encia de las burbujas de gas ascendentes ores sin internos. Si el tiempo de residen geno en el azufre líquido es muy corto, el h uecido con azufre gaseoso se recolecta en la re a del azufre líquido en el reactor y reacci r ácido sulfhídrico. De esto se deduce ientes de reacción sin los internos de conform nvención se calientan fuertemente por arriba de do por el calor liberado dado que la energía erse satisfactoriamente. De conformidad ción, ninguna mezcla de reacción entra al esp a del azufre líquido debido al mayor ti encia en la región del reactor que se llena co do. De conformidad con la invención, el calor el daño al material ocasionado por estas temp das . De conformidad con la invención, la recol rsión de la fase gas en un recipiente de reacci ir una vez o preferentemente más de una v tado de la disposición de los internos. En par a 100, preferentemente de 3 a 50, regi ección de gas están dispuestas una arriba de la n instalar distribuidores de gas entre ellas.

El tiempo de residencia de los reactivos g geno y azufre, en particular de hidrógeno, en un actúa como región de recolección de gas o r ción de gas es preferentemente de > , 0.5 s cularmente con preferencia de 2 a 60 s, en parti 0 s. Las temperaturas que prevalecen en las reg ección de gas o los internos pueden ser may . Estas temperaturas no serian tolerables para lento con la reducción en, por ejemplo, la conce drógeno en la mezcla gaseosa de hidrógeno/azufr tiempo de residencia.

Para evitar temperaturas superiores a 450 °C s es del recipiente que soportan presión debi aleza exotérmica de la reacción, los interno dos por azufre líquido. Las regiones de recole e internos asociados se enfrían por medio del do de los alrededores .

En una modalidad preferida de la invención, se istribución de flujo del reactivo líquido, en pa zufre, que hace posible la circulación del azuf anto una buena distribución de calor. En partic atención a una circulación de azufre en el espac íquido entre los internos y la pared externa que on. La circulación y el balance de calor en el recipiente de presión. La manufactura y el mon íente de reacción se lleva a cabo usando idos por aquellos con experiencia en la técn ío soldeo.

En este contexto, es similarmente posibl íales adicionales adecuados para el tra ficial o la unión de componentes, por ejemplo ma oldeo adicionales. El uso de materiales espe ica también es ventajoso aquí debido a la raturas . Si se usa acero inoxidable convenció estructuras de captación de gas, éste se rentemente ahí con un suplemento de corrosión d En una modalidad preferida de la invención, los nstalan de tal manera que pueden jalarse f or desde arriba, por ejemplo con la ayuda de una ídrico a partir de hidrógeno y azufre a presión tas temperaturas usando el recipiente de reacci ción. — .

Las temperaturas en la síntesis del ácido sul en el intervalo de 300 a 600°C, en parti imadamente 400 a 600°C. En las partes que ion del recipiente de reacción, la tempera ior a la temperatura que se establece en los i rentemente no mayor que 450°C/ particularmente m . Las temperaturas superiores a 450 °C, en pa de 600°C, prevalecen preferentemente en las reg lección de gas o las regiones de captación de g rnos .

Las superficies del reactor que no están cubie re líquido se localizan preferentemente por ar re líquido y no se calientan a temperaturas por a os huecos, empaques, monolitos, retícul naciones de los mismos.

La figura 1 muestra un ejemplo de una modalidad. Una persona con experiencia en la técnica pue elección libre de las etapas del proceso narán para la preparación del ácido sulfhídrico también de combinar una pluralidad de recipi ión de conformidad con la invención y varios separar subproductos o materiales de par midos .

En general, el proceso se lleva a cabo a una pr 0 barias y se pasa hidrógeno a esta presión en e do en el recipiente de reacción de la invención.

Adicionalmente, la reacción de conformidad ción, en particular para formar ácido sulf , de conformidad con la invención, también pro nte en forma de lechos de gránulos, com ndido en el azufre líquido, como recubrimient ntos de empacado, monolitos o reticulad izador puede localizarse en uno o más lugare íente de reacción. El catalizador se rentemente en los internos que actúan como reg ección de gas. Para asegurar la completa conver geno, un lecho de catalizador, en una m onal de la invención, se instala por arriba de do y de todas las estructuras de captación én es posible un lecho de catalizador rodeado e líquido.

En lugar de hidrógeno puro, también es posib geno no puro a través del azufre líquido. Las i n ser, por ejemplo, dióxido de carbono, ídrico, agua, metanol, metano, etano, propano le que sea más económica la operación de las pl cción, especialmente a presiones de > 5 barias, dad dente de reacción requiere poco mantenimiento y reparaci que reemplazarse parcialmente o completamente incluso peración prolongada en varios años o décadas. Como resu iente - de reacción de conformidad con la invención, se encia de temperaturas excesivas en las partes que ?? y la seguridad de la planta aumenta por ello debido sión reducida en esta región minimiza el riesgo de ial y la probabilidad de accidentes debido a pé nción de materiales peligrosos. Esto es de particular i caso de materiales muy tóxicos tales como ácido sulfhíc Ejemplo Comparativo 1; Se alimentaron continuamente 1000 litros estándar/h de ves de un vidrio poroso en el fondo dentro de un tub un diámetro interno de 5 cm y estaba lleno de azufr e indicaron una temperatura máxima de 520°C. Adicional aron muestras nuevas de acero inoxidable convencional (1 sición de máxima temperatura arriba del azufre líquido tiempo de operación de aproximadamente 40 h, se sa ras de acero y mostraron un fenómeno de corrosión severa rmación de hojuelas y pérdida de peso.

Ejemplo Comparativo 2: Se repitió el ejemplo comparativo 1 pero la altura d do se incrementó hasta 4 m. El valor de la temperatura a del azufre líquido permaneció igual. Similarmente se ómeno de corrosión severa sobre las muestras de acero.

Ejemplo Comparativo 3; Se repitió el ejemplo comparativo 2 con 15% en pe izador en polvo de C03O4M0O3/AI2O3 suspendido en el azufre lor de la temperatura máxima por arriba del azufre l vo igual. Similarmente ocurrió un fenómeno de corrosi e líquido. La conversón de hidrógeno en el gas pr ainó por medio de análisis GC y se halló que era >60 ratura de azufre de 400°C, análogo al ejemplo °C y > 96% a 440°C.

Ejemplo 2 Se repitió el ejemplo comparativo 2 instalándose en zufre líquido un lecho de elementos de empacado de cer ámetro externo de 5 mm y un volumen hueco de los granulo lor de la temperatura máxima arriba del azufre líquido or arriba de la temperatura del azufre establecida s, no pudo distinguirse ningún fenómeno de corrosión ras de acero por arriba del azufre líquido. La con geno en el gas producto se determinó por medio de anál lió que era >99%.

Los ejemplos muestran que, como resultado de la inve Í6n fuertemente exotérmica es completa en la regió

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antec ma como propiedad lo contenido en las si ndicaciones : 1. Un recipiente de reacción adecuado para lleva reacción exotérmica de un reactivo líquido con u ivos gaseosos para formar un producto de so a temperatura elevada y presión terizado porque en donde el tiempo de residenci ivos gaseosos en el recipiente de reacción aum de internos que no soportan presión y los inte portan presión están rodeados por el reactivo lí 2. El recipiente de reacción de conformidad indicación 1, caracterizado porque el calor de endido se remueve a través del reactivo 5. El recipiente de reacción de conformidad ndicación 1, caracterizado porque el tie encia de los reactivos gaseosos se incrementa p s lechos de catalizadores adecuados. 6. El recipiente de reacción de conformi uiera de las reivindicaciones 1, 3 y 5, carac e el catalizador se localiza en la región de rec s . 7. El recipiente de reacción de conformi uiera de las reivindicaciones 1 a 6, carac e contiene de tres a 100 internos que no ion. 8. El recipiente de reacción de conformi uiera de las reivindicaciones 1 a 7, carac e el tiempo de residencia de los reactivos gas región de recolección de gas o región de captacio separados por una pared de la pared del recip ión de tal manera que el reactivo líquido ci s del espacio formado por el espaciamiento e es en la dirección opuesta a la dirección de ase ivo gaseoso. 11. El recipiente de reacción de conformi uiera de las reivindicaciones 1 a 10, carac e se utiliza para la reacción de azufre líq geno gaseoso para formar ácido sulfhídrico. 12. Un proceso para la reacción exotérmica ivo líquido con uno o más reactivos gaseosos par roducto de reacción gaseoso a temperatura el ión elevada en un recipiente de reacción, en o de residencia de los reactivos gaseosos íente de reacción se incrementa por medio de no soportan presión y los internos que no 14. El proceso de conformidad con la reivindica terizado porque la temperatura de los internos tan presión es de >450°C y porque en la pa iente que soporta presión es de <450°C. 15. El proceso de conformidad con la reivindicac aracterizado porque se lleva a cabo a una presió rias. 16. El proceso de conformidad con cualquiera ndicaciones 13 a 15, caracterizado porque la rea a cabo en presencia de un catalizador. 17. El proceso de conformidad con la reivindica terizado porque se utiliza un cataliza genación resistente al azufre el cual prefere ende un soporte tal como óxido de silicio, nio, óxido de zirconio u óxido de titanio y cont S de los elementos activos molibdeno, níquel, tu