MXPA01004953A

MXPA01004953A - Aparato con caracteristicas de seguridad mejoradas para procesos industriales de alta temperatura.

Info

Publication number: MXPA01004953A
Application number: MXPA01004953A
Authority: MX
Inventors: Mark Bergeron David
Original assignee: Rohm & Haas
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2002-08-06
Also published as: CN101219364A; JP5602257B2; JP2002085959A; ES2277895T3; TW200946222A; US20040042952A1; KR20070100676A; BR0102072A; BR0102072B1; KR100810460B1; CN1325757A; ATE347931T1; KR100810447B1; TWI316420B; KR20010110099A; CN102527308A; DE60125092D1; JP2012040563A; US20020127166A1; KR100810446B1

Abstract

Se proporciona una cabeza de reactor conica para el uso en procesos quimicos u otros sistemas. La cabeza de reactor incluye un aislamiento robusto interno para aumentar la eficiencia mientras se mantiene la seguridad permitiendo que la cabeza de reactor se autoradie a altas temperaturas. La cabeza del reactor incluye tambien una pluralidad de orejetas de soporte para proteger su reborde inferior de raspaduras u otro dano cuando la cabeza de reactor se coloca sobre el piso. La cabeza de reactor esta adaptada para conectarse a un cilindro que contiene al catalizador que esta especialmente disenado para facilitar la facil instalacion y retiro de catalizadores u otro equipo desde afuera del cilindro. El reactor puede acoplarse con una paleta giratoria para inducir el flujo laminar en la entrada del reactor para aumentar la eficiencia del reactor y prolongar la vida del catalizador.

Description

APARATO CON CARACTERÍSTICAS DE SEGURIDAD MEJORADAS PARA PROCESOS INDUSTRIALES DE ALTA TEMPERATURA Campo Técnico Esta invención se refiere en general a procesos industriales de alta temperatura y más particularmente, a un aparato de reactor y a su uso en los procesos asociados. .Antecedentes de la Invención Se ha conocido por algún tiempo la producción de químicos tales como cianuro de hidrógeno y ácido nítrico utilizando un reactor. Por ejemplo, la síntesis de una etapa del cianuro de hidrógeno a partir de amoníaco y un gas de hidrocarburo en la cual se suministra calor mediante reacciones simultáneas con aire en la presencia de un catalizador metálico de platino se describió por Andrussow en la Patente de los E.U. 1,934,838. Se han descrito en otras patentes numerosas modificaciones y mejoras referentes a este proceso. Para promover la eficiencia, frecuentemente se agrega un aislador al exterior del reactor para evitar la pérdida de calor. Sin embargo, los materiales que comprenden al reactor limitan las temperaturas a las cuales puede operar de manera segura. Algunas veces se incorpora con el reactor una camisa de refrigeración para evitar el sobrecalentamiento del reactor y una falla potencial del contenedor. En el caso de una interrupción del servicio a la camisa de refrigeración, las temperaturas pueden aumentar en el reactor externamente aislado hasta un nivel que ocasiona que el reactor o las conexiones rebordeadas u otros componentes del contenedor fallen, permitiendo que los químicos peligrosos se liberen a la atmósfera. El aislador externo, aunque que aumenta la eficiencia, puede también aumentar la probabilidad de falla de un reactor. Han existido algunos intentos para aislar a los reactores internamente con materiales refractarios, pero típicamente los materiales refractarios son muy susceptibles a fracturarse en respuesta a los choques térmicos y mecánicos, lo cual hace difícil o imposible iniciar y detener los procesos o retirar la cabeza del reactor para su mantenimiento sin dañar el refractario. Es también difícil en extremo mantener a un refractario en suspensión, tal como sobre la superficie interna de una cabeza del reactor abovedada o cónica, dado que los refractarios tienen una resistencia a la tracción relativamente baja. Además, los diseños convencionales de reactor tales como el sistema mostrado en la Figura 1 exhiben una pobre distribución de flujo caracterizada por separaciones de flujo. Como se muestra en la Figura 1, una pobre distribución de flujo que entra al reactor 2 con un refractario 4 puede ocasionar un flujo ascendente sobre el lado izquierdo del reactor 2 , resultando en la descomposición y la acumulación de hollín 6 sobre la pared 8. El efecto de chorro del flujo turbulento como se muestra en la Figura 1 puede resultar también en una vida más corta del catalizador dado que el flujo puede utilizar solo una porción limitada de catalizador 9. De manera adicional en los procesos que contienen mezclas de alimentación altamente inflamables, tal como los reactores de oxidación de HCN enriquecido con oxígeno o de amoníaco enriquecido con oxígeno, la distribución de flujo ilustrada en la Figura 1 crea un potencial significativo para llamaradas y detonaciones. Además, las cabezas de reactor incluyen típicamente un gran cuello de soldadura o borde de junta de recubrimiento para su conexión a un cilindro, permutador u otro aparato que pueda soportar la cabeza del reactor. El gran cuello de soldadura o borde de junta de recubrimiento es frecuentemente muy costoso de diseñar y producir y la superficie de sellado debe mantenerse cuidadosamente para asegurar un sellado apropiado entre el reactor y, por ejemplo el cilindro. El mantenimiento de la superficie de conexión es muy importante cuando el reactor está en funcionamiento y contiene químicos potencialmente peligrosos a alta temperatura tal como el HC? presente en el proceso de Andrussow. Cuando se hace necesario mover la cabeza del reactor para el mantenimiento u otras razones, los operadores deben ser extremadamente cuidadosos para proteger de daño al reborde a fin de que el reactor pueda rápidamente ponerse de nuevo en servicio. Frecuentemente un operador simplemente colocará al reactor sobre un bloque de madera, una acojinamiento o algún otro material para proteger al reborde; y aunque un bloque de madera u otro acój inamiento puede algunas veces ser suficiente para proteger al reborde del daño cuando se coloca adecuadamente, si el operador falla al bloquear el reborde y coloca la cabeza del reactor directamente sobre la típica rejilla para maquinaria, más probablemente el peso de la cabeza del reactor sobre la superficie de reborde lo dejará inutilizable (si la superficie del reborde se raspa o se comba, no sellará apropiadamente) . Finalmente la elevación física de un cilindro típico sobre el cual descansa la cabeza del reactor crea una dificultad para insertar y retirar elementos tales como catalizadores, distribuidores, soportes o cualquier otra instalación que se pretenda situar dentro del cilindro. Frecuentemente la pared del cilindro es de cuatro pies o más de altura, lo que requiere que el operador ascienda sobre una plataforma, sobre la pared y entre físicamente al cilindro para instalar o cambiar el catalizador. No solo toma tiempo ascender dentro y fuera del cilindro, sino que el cilindro se clasifica como un espacio confinado y la entrada a un espacio confinado requiere la adquisición de autorizaciones, un suministro de aire de respiración, disponibilidad y atención de otro trabajador que sirve como vigilante de la cavidad y algunas veces de otras precauciones de seguridad costosas y tardadas. Existe una necesidad conocida de un diseño que elimine la necesidad de estas precauciones y facilite la instalación del catalizador. Descripción de las Modalidades de la Invención La presente invención se dirige a superar o al menos reducir los efectos de uno o más de los problemas arriba expuestos . En una modalidad se describe un aparato para procesos industriales de alta temperatura que incluye al menos una conexión rebordeada, con al menos un reborde ie la al menos una conexión rebordeada protegido del daño mecánico por al menos una orejeta de soporte unida a el al menos un reborde. El aparato puede incluir además una camisa de enfriamiento unida a el al menos un reborde estando la camisa de enfriamiento hecha de un tubo de . En otra modalidad se describe un aparato para procesos industriales de alta temperatura que incluye al menos una conexión rebordeada en donde el reborde se enfría mediante una camisa de enfriamiento unida de tubo de %. En algunas modalidades un aparato para procesos industriales de alta temperatura incluye una sección de tubería de entrada con una primera dimensión de corte transversal, una sección de proceso de corriente descendente con una segunda dimensión de corte transversal y una sección de transición de entrada que conecta a la sección de tubería 4fc de entrada y a la sección de proceso de corriente 5 descendente, con la sección de transición incluyendo el aislamiento interno hecho de fibra refractaria cerámica. La segunda dimensión de corte transversal puede ser mayor que la primera dimensión de corte transversal y el aislamiento interno puede formar una superficie interior cónica. 10 Adicionalmente, la sección de transición de entrada puede ^^ formarse en una geometría abovedada . La sección de transición puede ser una cabeza del reactor que incluye una conexión rebordeada hacia la sección de proceso de corriente descendente . 15 En algunas modalidades se incluye una o más toberas de mirilla. Puede lograrse también un perfil de velocidad laminar en la sección de proceso de corriente descendente utilizando al menos uno de: una longitud suficiente de tubo J^ recto que comprende la sección de tubería de entrada para 20 proporcionar un flujo laminar en un extremo de la corriente ascendente de la sección de transición de entrada; al menos un CRV dispuesto dentro de la sección de tubería de entrada; un LAD en el extremo de la corriente ascendente de la sección de transición de entrada; y un EHD en el extremo de la 25 corriente ascendente de la sección de transición de entrada.

Otra modalidad para un proceso industrial de alta temperatura incluye una sección de proceso que tiene una primera dimensión de corte transversal, una tubería de salida que tiene una segunda dimensión de corte transversal menor que la primera dimensión de corte transversal ; y una sección de transición de salida que conecta a la sección de tubería de salida y a la sección de proceso con una superficie interna de la sección de transición de salida que es cónica. Aún otra modalidad para un proceso industrial de alta temperatura incluye una cabeza del reactor que tiene un reborde inferior y una sección de proceso de corriente descendente con un reborde superior en donde la elevación de operación del reborde superior de la sección de proceso de corriente descendente es de entre aproximadamente 2.0 y 3.5 pies . Otra modalidad de la presente invención incluye una sección de tubería de entrada, una sección de transición de entrada, una sección de proceso, una sección de transición de salida y una sección de tubería de salida en donde se incluye el aislamiento interno en una o más de las secciones del aparato y en donde el aislamiento comprende fibra refractaria cerámica. En esta modalidad la sección de transición de entrada incluye además una superficie interior cónica y la sección de transición de salida incluye además una superficie interior cónica. El aparato puede incluir adicionalmente una conexión rebordeada que tiene primero y segundo rebordes entre la sección de transición de entrada y la sección de proceso y al menos uno del primero y segundo rebordes incluyen una camisa de enfriamiento unida al mismo. También, se describe un proceso para producir cianuro de hidrógeno que incluye las etapas de: proporcionar al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno, hacer reaccionar el al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno en un aparato para formar cianuro de hidrógeno y suministrar calor mediante una reacción simultánea de combustión con el al menos un gas que contiene c ígeno en el aparato; en donde el aparato comprende: al menos una conexión rebordeada en donde el al menos un reborde de la al menos una conexión rebordeada está protegida del daño mecánico por al menos una orejeta de soporte unida a el al menos un reborde. Se describe un proceso para producir cianuro de hidrógeno que incluye: proporcionar al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno; hacer reaccionar el al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno en un aparato para formar cianuro de hidrógeno y suministrar calor mediante una reacción simultanea de combustión con el al menos un gas que contiene oxígeno en el aparato . En este proceso el aparato puede incluir una sección de tubería de entrada con una primera dimensión de corte transversal, una sección de proceso de corriente descendente con una segunda dimensión de corte transversal, una sección de transición de entrada que conecta a la sección de tubería de entrada y a la sección de proceso de corriente descendente en donde la sección de transición comprende aislamiento interno que se comprende de fibra refractaria cerámica. En una modalidad se describe un aparato que incluye una cabeza del reactor y aislamiento interno en donde el aislamiento incluye una fibra refractaria cerámica. La cabeza del reactor esta adaptada para conectarse con una corriente de fluido para facilitar un proceso químico. En esta modalidad un ángulo entre la pared cónica de la cabeza del reactor y una linea vertical es menor de aproximadamente 25°. El aislamiento puede soportarse en posición mediante al menos un manguito que se extiende tanto a través del reactor cónico como del aislamiento y el aislamiento puede estar soportado adicionalmente mediante un collar que se extiende a través de la entrada de la cabeza del reactor. La cabeza del reactor puede tener una forma cónica o una forma abovedada. El aparato puede utilizarse para producir cianuro de hidrogeno u otros productos . En una modalidad el aparato incluye además una camisa de enfriamiento dispuesta alrededor de la cabeza del reactor. La camisa de enfriamiento esta hecha de una tubería media unida a una superficie exterior del reactor cónico. Se contempla que el aparato puede incluir el uso de paletas de corrección de flujo en la corriente ascendente de la cabeza del reactor. En una modalidad se describe una cabeza del reactor, al menos un reborde que tiene una superficie circunferencial y una superficie de acoplamiento, estando la superficie de acoplamiento adaptada para acoplarse con un reborde que se une en una unidad química de proceso, al menos una orejeta de soporte unida a el al menos un reborde y capaz de soportar a la cabeza del reactcr en donde la al menos una orejeta de soporte se extiende desde las superficies circunferencial y de acoplamiento de modo que se crea un espacio libre entre la superficie de acoplamiento y las orejetas de soporte. Contempladas con esta modalidad pueden estar una o más orejetas de soporte adicionales unidas a el al menos un reborde y capaces de soportar a la cabeza del reactor. Las al menos dos orejetas de soporte pueden ser generalmente en forma de U y extenderse alrededor de una camisa de enfriamiento montada a el al menos un reborde . Las al menos dos orejetas de soporte pueden tener también una cavidad generalmente circular perforada a través de ellas para facilitar el enfriamiento de las al menos dos orejetas de soporte . En una modalidad se describe una cabeza del reactor, un cilindro que lleva el catalizador adaptado para acoplarse a la cabeza del reactor en donde el cilindro del catalizador exhibe una elevación de operación vertical entre aproximadamente 2.0 y aproximadamente 3.5 pies y esta adaptado para facilitar la aceptación de un catalizador u otro aparato provisto por uno o mas operadores situados en la parte exterior del diámetro del cilindro cuando el cilindro de soporte del catalizador se encuentra desacoplado de la cabeza del reactor. En algunas aplicaciones, los operadores pueden utilizar un monta cargas u otras herramientas para ayudar a la instalación de un catalizador u otro aparato, pero los operadores mismos pueden permanecer en la parte exterior del cilindro. En una modalidad se encuentra descrito un aparato que incluye una cabeza del reactor, un cilindro que lleva el catalizador adaptado para acoplarse a la cabeza del reactor y al menos una tobera de termopar que tiene un pasaje interno adaptado para alojar a un termopar u otros instrumentos, montada en la parte lateral del cilindro que lleva el catalizador en un ángulo anormal de modo que no existe línea de visión directa entre la elevación del catalizador y el pasaj e interno . También se describe un proceso para producir cianuro de hidrógeno que incluye proporcionar al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno, hacer reaccionar el al menos un hidrocarburo, el al menos un gas que contiene nitrógeno y el al menos un gas que contiene oxígeno en un reactor para formar cianuro de hidrógeno y suministrar calor mediante una reacción simultanea de combustión con el al menos un gas que contiene oxígeno en el reactor. En este ' proceso se contempla que el reactor incluye una cabeza del reactor, un miembro de cilindro que contiene catalizador y un aislamiento insertable dentro de la cabeza del reactor, con el aislamiento que comprende una fibra refractaria cerámica. Breve Descripción de los Dibujos. Lo anterior y otras características y aspectos de la invención serán mas aparentes al leer la siguiente descripción detallada y al referirse a los dibujos en los cuales : La Figura 1 es una vista de un sistema de reactor de la técnica anterior. La Figura 2 es una vista frontal, mostrada parcialmente en corte transversal, de una modalidad de una cabeza de reactor cónica de acuerdo con la presente invención. La Figura 2a es una vista en perspectiva de la modalidad mostrada en la Figura 2.

La Figura 3 es una' vista superior del diseño de acuerdo a la Figura 2. La Figura 4 es una vista superior de un collar de acuerdo con la presente invención. La Figura 4a es una vista frontal del collar mostrado en la Figura 4. La Figura 5 es una vista superior de una orejeta de soporte unida a un reborde de la cabeza cónica del reactor de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 6 es una vista lateral tomada a lo largo de la línea A-A de la orejeta de soporte mostrada en la Figura 5. La Figura 7 es una vista frontal tomada a lo largo de la línea B-B del diseño de acuerdo a la Figura 5. La Figura 8 es una vista superior del reactor que incorpora el diseño mostrado en la Figura 5. La Figura 9 es una vista superior de una sección de cilindro de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La Figura 10 es una vista en corte transversal tomada a lo largo de la línea C-C del diseño de acuerdo a la Figura 9. La Figura 11 es una vista frontal de una paleta giratoria para utilizarse con el reactor cónico de la Figura 2.

La Figura 12 es una vista diagramática del flujo de fluido en un tubo sin la paleta giratoria. La Figura 13 es una vista en corte transversal del flujo de fluido efectivo de acuerdo a la Figura 12. La Figura 14 es una vista diagramática del flujo de fluido en un tubo con la paleta giratoria. La Figura 15 es una vista en corte transversal del flujo de fluido efectivo de acuerdo a la Figura 14. La Figura 16 es una vista en perspectiva de un sistema que incorpora una cabeza cónica de reactor y una paleta giratoria de acuerdo con la presente invención. La Figura 17 es una vista frontal de una modalidad alternativa de un reactor de acuerdo con la presente invención. La Figura 18 es una vista frontal de otra modalidad alternativa de un reactor de acuerdo con la presente invención. La Figura 19 es una fotografía del reactor cónico de acuerdo a la Figura 2 mostrado en proximidad a un operador. La Figura 20 es una representación de una unidad de reducción de NOx, Non-Selective Catalytic Reduction (NSCR) (Reducción Catalítica No Selectiva) configurada de acuerdo con la presente invención. Descripción Detallada de la Invención.

Aunque la invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, sus modalidades específicas se han mostrado como ejemplo en los dibujos y se describen en la presente en detalle. Deberá entenderse, sin embargo, que la presente descripción de modalidades específicas no pretende limitar la invención a las formas particulares descritas, sino por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones equivalentes y alternativas que caigan dentro del espíritu y el alcance de la invención como se define mediante las reivindicaciones anexas . Se describen abajo modalidades ilustrativas de la invención. A favor de la claridad, no se describer. todas las características de una implementación real en esta especificación. Por supuesto se apreciará que en el desarrollo de cualquier modalidad real, deben hacerse numerosas decisiones específicas de implementación para lograr las metas específicas de los que las desarrollan, tales como el cumplimiento con las restricciones referentes al sistema y referentes al comercio, que variarán de una implementación a otra. Además, se apreciará que tal esfuerzo de desarrollo puede ser complejo y tomar tiempo, pero no obstante sería un trabajo de rutina para aquellos de habilidad ordinaria en la técnica que tienen el beneficio de esta descripción.

Volviendo ahora a las Figuras y en particular a la Figura 2, se describe una cabeza del reactor 10 cónica de acuerdo con una modalidad de la invención. La cabeza del reactor 10 cónica incluye un reborde superior 12 adaptado para conectarse con el reborde de acoplamiento 13 (mostrado en la Figura 16) en un proceso químico. El reborde superior 12 es adyacente a la entrada 14 del reactor, que opcionalmente tiene un collar rígido 16 situado concéntricamente en el mismo. El collar 16 se muestra más claramente en las Figuras 4 y 4a y típicamente se comprende de acero inoxidable. El collar 16 es generalmente cilindrico y exhibe una arista 15 que evita que el collar caiga dentro de la cabeza del reactor 10 y es sellable entre el reborde superior 12 y el reborde de acoplamiento 13. El collar 16 ayuda a soportar en su sitio al aislamiento 40 (tratado en mayor detalle más adelante en esta especificación) . La entrada 14 es adyacente a un miembro lateral 18 cónico. El miembro lateral 18 forma una región que se expande y facilita el mantenimiento del flujo laminar de fluido desde la entrada. Si el flujo es laminar en la entrada, el flujo tenderá a permanecer unido si el ángulo 22 entre el miembro lateral 18 y una línea vertical 20 es menor de aproximadamente 25°. En la modalidad mostrada en la Figura 2 el ángulo 20 es de aproximadamente 21°. Se entenderá que se encuentra dentro del alcance de la presente invención alguna variación del ángulo 22 es decir el ángulo puede ser cualquiera menor de aproximadamente 25° o cualquier otro ángulo que promueva el flujo laminar unido. El ángulo 22 también puede modificarse de manera efectiva variando el grosor del aislamiento 40 desde la parte superior hasta la parte inferior. Se entenderá también que la cabeza del reactor 10 puede no ser cónica del todo, sino que puede tener cualquier forma conveniente acoplada con un difusor de gran ángulo (LAD) o un Difusor de Cabeza Elíptica (EHD) para crear un perfil de flujo laminar similar a la configuración de un cono (por ejemplo, como se muestra en la Figura 20) . Los difusores de gran ángulo y los EHD's se encuentran disponibles de Koch-Glitsch, Inc. El flujo laminar ofrece la ventaja de evitar las llamaradas que de otra manera pueden resultar en un régimen de separación turbulento flujo/flujo. Con referencia de nuevo a la Figura 1, cuando se crean los flujos de retorno hay un riesgo mayor de llamaradas y detonaciones que no se presenta en el régimen de flujo laminar como se muestra en la Figura 16. Montada al miembro lateral 18 se encuentra una pluralidad de orejetas de elevación 24. De preferencia, como se muestra en la Figura 3, tres orejetas de elevación 24 se encuentran igualmente espaciadas alrededor de una superficie exterior 44 del miembro lateral 18. Las orejetas de elevación 24 exhiben una abertura 26 adaptada para recibir un gancho, cable u otro apéndice del sistema de elevación (no mostrado) . Las orejetas de elevación 24 están diseñadas para soportar el peso total de la cabeza del reactor 10, facilitando su transportación. El miembro lateral 18 se encuentra con un reborde inferior 28 opuesto a la unión del reborde superior 12. Los rebordes superior e inferior 12 y 28 son preferentemente rebordes de cuello de soldadura, pero pueden también utilizarse otros rebordes tales como los rebordes de junta de recubrimiento. Un experto en la técnica con el beneficio de esta descripción reconocerá que los rebordes de cuello de soldadura son especialmente útiles con obturadores enrollados en espiral (no mostrados) que requieren altas tensiones de asentamiento; se prefieren los obturadores enrollados en espiral en aplicaciones de servicio críticas tal como en la producción de HCN. Se entenderá que "superior" e "inferior" según se utilizan para identificar al reborde superior 12 y al reborde inferior 28 se refieren solamente a la orientación de la cabeza del reactor 10 como aparecen en las Figuras. La orientación de la cabeza del reactor 10 puede modificarse a cualquier posición adecuada. En la modalidad mostrada en la Figura 2, una camisa de enfriamiento 30 de reborde se encuentra unida al reborde inferior 28. La camisa de enfriamiento 30 de reborde puede comprender un medio tubo soldado directamente al reborde inferior 28 como se muestra en las Figuras 2 y 6. La camisa de enfriamiento 30 incluye una entrada 32 y una salida 34. La salida 34 se muestra en la Figura 3. El miembro lateral 18 puede incluir también una camisa de enfriamiento 92. La camisa de enfriamiento 92 no se muestra en la Figura 2 pero puede verse en la Figura 2a. La camisa de enfriamiento 92 incluye una entrada (no mostrada) y una salida 94. La camisa de enfriamiento 92 puede comprender también un medio tubo soldado directamente al miembro lateral 18 en la configuración mostrada en la Figura 2a. Estas entradas/salidas de la camisa de enfriamiento comprenden rebordes que conectan sus camisas de enfriamiento asociadas a una fuente de medio de enfriamiento mediante una manguera tremada 91 de acero inoxidable. En una modalidad preferida, algunas de las camisas pueden conectarse en serie; es decir, que el reborde de salida de una camisa puede conectarse al reborde de entrada de otra camisa. En algunas modalidades los rebordes de entrada/salida pueden eliminarse totalmente y reemplazarse por una tubería continua a una fuente de medio de enfriamiento (no mostrada-esta puede ser, por ejemplo, un colector de suministro de agua) . En algunas modalidades no existen del todo camisas de enfriamiento asociadas con la cabeza del reactor 10. Adyacente al reborde inferior 28 se encuentra una pluralidad de toberas de mirilla 36 y 38. Se muestra un corte transversal de la tobera de mirilla 36 en la Figura 2. La Figura 3 describe en vista superior una modalidad preferida tanto con la tobera de mirilla 36 y tanto con la tobera de mirilla 38. En la alternativa, solo se incluye la tobera de mirilla 36 con el reactor. En algunas modalidades las mirillas se omiten completamente. Las toberas de mirilla 36 y 38 se extienden a través del miembro lateral 18 dentro del interior de la cabeza del reactor 10. Las mirillas 36 y 38 permiten al operador observar la reacción interna. Las toberas de mirilla 36 y 38 pueden utilizarse de manera alternativa como conexiones de muestreo o como conductos para otros instrumentos, incluyendo, pero sin limitarse a, termopares, indicadores de presijn e ignitores . La cabeza del reactor 10 incluye un aislamiento 40 interno adyacente a la pared interior 42 del reactor. El aislamiento 40 está hecho preferentemente de aluminio y/o fibra cerámica de sílice y puede incluir también un aglutinante. Por ejemplo el aislamiento 40 puede comprender Pyrolite"11 (incluye aglutinante) que está disponible de Rex Roto Corporation o los módulos de fibra cerámica K-mod (no incluye aglutinante) que están disponibles de Rath Performance Fibers Inc. La colocación del aislamiento 40 dentro de la cabeza del reactor 10 ofrece la ventaja de. aumento de eficiencia reduciendo la pérdida de calor sin los peligros de sobrecalentamiento y la falla de la cabeza del reactor asociados con los aisladores externos. Aunque la cabeza del reactor 10 y otros reactores convencionales pueden tener sistemas de enfriamiento en caso de una falla del sistema de enfriamiento el calor generado dentro del reactor 10 puede ocasionar que el reactor metálico aumente en temperatura. La temperatura puede continuar elevándose hasta que un reborde del reactor mismo falle debido a las temperaturas que alcanzan el límite de resistencia del metal . Cuando falla el reactor o se comba un reborde debido a las temperaturas excesivas, los químicos potencialmente peligrosos contenidos en el mismo pueden liberarse. Sin embargo, utilizando solo el aislamiento interno 40 dentro de la cabeza del reactor 10, se permite que la cabeza del reactor 10 actúe como un auto-radiador; es decir, la superficie externa 44 esta libre para radiar el calor hacia la atmósfera. Esto le da a la cabeza del reactor 10 la ventaja de auto-limitar su propia temperatura. Aunque la temperatura de la cabeza del reactor 10 aumentará más allá de la temperatura normal de operación en caso de una falla en el sistema de enfriamiento, la capacidad de auto-radiar proporciona un mecanismo de enfriamiento secundario; eventualmente, la radiación del calor desde la superficie exterior 44 del reactor 10 igualará al calor generado dentro del reactor y se alcanzará un estado estable. Por ejemplo en un proceso de HCN que emplea el aislamiento 40 dentro de la cabeza del reactor 10, la cabeza del reactor 10 se auto-limita a varios cientos de grados Fahrenheit por debajo de la temperatura de resistencia del metal. Por lo tanto el uso del aislamiento 40 minimiza la pérdida de calor sin comprometer la seguridad en caso de una falla de enfriamiento. De hecho en algunas modalidades puede ser deseable eliminar totalmente el uso de un sistema de enfriamiento. Los reactores previos han incluido un material refractario interno a la pared del reactor para minimizar las pérdidas de energía hacia el ambiente, pero como se trata en los antecedentes, los refractarios son pesados, frágiles, difíciles de mantener y susceptibles a fracturarse debido al choque mecánico y térmico. Sería .nuy difícil crear una cabeza cónica que contiene un refractario, y la cabeza que lleva el refractario no podría moverse alrededor convenientemente para el mantenimiento o por otras razones sin una posibilidad significativa de fractura del refractario. Ventajosamente, la presente invención contempla el uso de Pyrolite® o K-mod"1* para el aislamiento 40, que son ligeros en peso, resistentes al choque térmico y mecánico y fáciles de instalar y mantener en un reactor cónico. El aislamiento 40 puede fabricarse convenientemente en una forma cónica para acoplarse con la cabeza del reactor 10 y deslizarse dentro y fuera del reactor sin el riesgo de fracturarse. El Pyrolite® y el K-mod"1* son suficientemente durables para permitir que el reactor se eleve y se transporte sin las significativas precauciones adicionales que comúnmente demanda un sistema refractario interno. En la modalidad mostrada en la Figura 2 el aislamiento 40 se encuentra sustancialmente adyacente a la pared interior 42 de la cabeza del reactor 10, pero en algunas modalidades el aislamiento 40 está dispuesto de tal modo que puede existir una capa (no mostrada) o un espacio de aire (no mostrado) entre el aislamiento y la pared interior 42. El aislamiento 40 puede asegurarse dentro del reactor 10 mediante un collar 16. El collar 16 se extiende dentro de la cabeza del reactor 10 y una superficie de collar 17 externa proporciona un límite rígido contra el cual descansa un extremo superior 41 del aislamiento 40. El collar 16 asegura también que los gases introducidos y contenidos dentro de la cabeza del reactor 10 no migren por debajo del aislamiento 40. Adicionalmente o alternativamente, al uso del collar 16, un manguito de mirilla 48 en cada tobera de mirilla 36 y 38 pueden extenderse a través del aislamiento 40 para sujetar al aislamiento en posición. Sin embargo, como se muestra en la Figura 16 el aislamiento 40 no requiere estar en suspensión cuando el reactor 10 está totalmente instalado, pero en vez de esto puede descansar sobre un refractario 50 moldeable vaciado dentro de un cilindro 52. El refractario 50 puede comprender alternativamente Pyrolite®, K-mod"11 o incluso mampostería refractaria. A causa de los peligros asociados con las reacciones químicas bajo alta temperatura y presión el reborde inferior 28 debe producirse y mantenerse cuidadosamente de manera que la superficie de acoplamiento 54 esté en condiciones para sellar apropiadamente la conexión de la cabeza del reactor 10 a, por ejemplo el cilindro 52. La cabeza del reactor 10 no se limita al uso con el cilindro 52, sin embargo, puede acoplarse directamente a los termopermutadores que comprenden cilindros integrales (no mostrados) u otros aparatos que no sean de cilindro. Ejemplos de varios tipos de termopermutadores que pueden utilizarse en combinación con la cabeza del reactor 10 se describen en la solicitud de patente pendiente provisional de los E.U. No . 60/141,769 cuya solicitud se incorpora en la presente para referencia. Dado que la cabeza del reactor 10 puede pesar más de 2,000 libras el reborde inferior 28 puede dañarse o destruirse fácilmente si el peso del reactor es soportado por la superficie de acoplamiento 54. Al menos por esta razón, se dispone ventajosamente una pluralidad de orejetas de soporte, por ejemplo las abrazaderas en forma de U 56, 58 y 60 equidistantes alrededor de la circunferencia del reborde inferior 28. La abrazadera 56 en forma de U se muestra en una vista superior detallada en la Figura 5 y se ven las tres orejetas de soporte en la Figura 8. Se entenderá por el experto en la técnica con el beneficio de esta descripción que el número espaciado y detalles de las orejetas de soporte incorporadas en las Figuras como abrazaderas en forma de U puede variar. La Figura 5 describe una abrazadera 56 generalmente en forma de U unida al reborde inferior 28. La abrazadera 56 en forma de U se extiende más allá de la circunferencia del reborde inferior 28 y de la camisa de enfriamiento 30 del reborde. Volviendo a la Figura 6, se muestra una vista lateral de la abrazadera 56 en forma de U unida a un reborde inferior 28. En la Figura el reborde inferior 28 se muestra adyacente a un reborde de acoplamiento del cilindro 82. La abrazadera en forma de U exhibe un pie 64 que se extiende más allá de la superficie de acoplamiento 54 para crear un espacio libre 66 entre la parte inferior de la abrazadera y la superficie de acoplamiento. El espacio libre 66 puede medir entre % pulgada y 3 pulgadas, de preferencia aproximadamente 1 % de pulgada, pero puede crearse cualquier otro espacio libre si es necesario. Se entenderá por un experto en la técnica con el beneficio de esta descripción que el espacio libre 66 puede ser de cualquier dimensión que proteja a la superficie de acoplamiento 54 sin interferir con el asentamiento de la cabeza del reactor 10 sobre el cilindro 52 u otro aparato de acoplamiento. El espacio libre 66 proporciona ventajosamente la protección para la superficie de acoplamiento 54 cuando el reactor 10 se coloca en cualquier lugar que no sea sobre el cilindro 52. Por ejemplo, si el reactor 10 se coloca sobre el piso, no hay necesidad de colocar nada abajo del reborde inferior 28 para proteger a la superficie de acoplamiento 54 de raspaduras y/u otro daño que pueda resultar del contacto directo entre la superficie de acoplamiento y el piso. Las abrazaderas 56, 58 y 60 en forma de U son capaces de soportar el peso total de la cabeza del reactor 10 sin permitir que la superficie de acoplamiento 54 entre en contacto con el piso u otras superficies de apoyo. Se entenderá por el experto en la técnica con el beneficio de esta descripción que en algunas modalidades de componentes múltiples, tal como el reactor descrito en la EP847372 (Al) , que se incorpora en la presente para referencia, puede emplearse benéficamente una pluralidad de orejetas de soporte para proteger rebordes múltiples. Con referencia a la Figura 7, las abrazaderas 56, 58 y 60 en forma de U pueden exhibir una cavidad circular para reducir la masa de cada abrazadera y promover el enfriamiento de cada una. Volviendo a continuación a las Figuras 9 y 10 el cilindro 52 se muestra en algún detalle. El cilindro 52 es generalmente cilindrico y puede contener un catalizador 68. El cilindro 52 está adaptado para conectarse con la cabeza del reactor 10. Sin embargo, las Figuras 9 y 10 ilustran solamente la sección de cilindro. El cilindro 52 incluye un reborde superior de cilindro 82 y un reborde inferior de cilindro 84. En algunas modalidades el reborde 84 puede omitirse con una conexión continua entre la pared 100 y el termopermutador (no mostrado) . El cilindro 52 incluye también tres camisas de enfriamiento (70, 76 y 86) . La camisa de enfriamiento 70 del cilindro incluye la entrada 72 y la salida 74. La camisa de enfriamiento 86 del reborde superior de cilindro incorpora su entrada asociada 88 y la salida 90. La camisa de enfriamiento 76 del reborde inferior de cilindro incluye su entrada asociada 78 y la salida 80. Cada una de las camisas de enfriamiento 70, 76 y £6 puede comprender un medio tubo soldado al cilindro como se muestra en la Figura 10. Cada una de las entradas 72, 74, 78, 80, 88 y 90 comprenden rebordes que conectan sus camisas de enfriamiento asociadas a una fuente de medio de enfriamiento, (o pueden conectarse en serie a una fuente) mediante una manguera trenzada 91 de acero inoxidable. Sin embargo en algunas modalidades los rebordes de entrada/salida pueden eliminarse totalmente y reemplazarse por tubería continua hacia una fuente de medio de enfriamiento (no mostrada) y aún en otras modalidades puede no haber del todo camisas de enfriamiento . La elevación del cilindro 52 se diseña ventajosamente para facilitar la fácil instalación y retiro de elementos que incluyen, pero no se limitan a, catalizadores 68, distribuidores, soportes u otras instalaciones propuestas para insertarse en el cilindro. Como se trató en la sección de antecedentes, con un cilindro convencional es muy difícil y toma tiempo instalar el catalizador u otros elementos. El cilindro 52 descrito en las Figuras 9 y 10 comprende una dimensión DI acortada de aproximadamente 1.5 a 2.5 pies, de preferencia de 1.75 pies, desde el reborde 82 superior del cilindro hasta el reborde 84 inferior del cilindro. Esta distancia, cuando se combina con, por ejemplo, un permutador (no mostrado) da como resultado a una ele/ación de operación ya sea desde un piso (no mostrado) o una plataforma hasta el reborde 82 o hasta el reborde superior del cilindro de 2.0 a 3.5 pies, de preferencia de 3.0 pies. A una elevación de 2.0 a 3.5 pies el reborde superior del cilindro alcanza a una persona promedio al nivel de la cintura y ventajosamente permite que una persona promedio llegue hasta el interior del cilindro 52 para instalar o recuperar, por ejemplo, un catalizador desde afuera del cilindro. La Figura 19 muestra una modalidad de la invención en proximidad cercana a un operador. Como se ve en la Figura, un operador puede alcanzar convenientemente el interior del cilindro sin ascender hacia dentro. Como resultado, no se requiere entrar a espacios confinados obviando la necesidad de las autorizaciones y precauciones asociadas. Tampoco existe la necesidad de utilizar un vastago o cualquier otro aparato para posibilitar que el operador alcance el interior y cambie el catalizador u otros elementos internos. Contemplando por ejemplo un catalizador el catalizador puede asentarse dentro del cilindro aproximadamente a un pie desde el reborde 82 superior del cilindro, pero el cilindro puede adaptarse para recibir al catalizador a cualquier distancia convenientemente alcanzada por un operador. El rango de distancias a las cuales se puede instalar el catalizador desde el reborde 82 superior del cilindro se considera desde aproximadamente tres pulgadas hasta 2 pies . El cilindro 52 puede exhibir también una pluralidad de toberas 96 y 98 de instrumentación para facilitar las condiciones de monitoreo, tal como la temperatura, dentro del reactor. Típicamente, se roscan cables de termopar dentro de un reactor desde arriba, lo cual puede ser difícil con un objeto grande tal como una cabeza de reactor cónica 10. Alimentando ventajosamente los termopares (no mostrados) a través de la pared 100 del cilindro 52, la instalación es mucho más fácil y el termopar es rápidamente accesible. Las toberas 96 y 98 de instrumentación están adaptadas para alojar termopares y extenderse a través de la camisa de enfriamiento 70 del cilindro para permitir el enfriamiento de las toberas. Las toberas 96 y 98 de instrumentación están colocadas a aproximadamente la misma elevación sobre el exterior del cilindro 52 como el catalizador. Sin embargo, las toberas 96 y 98 de instrumentación están dispuestas en un ángulo anormal hacia la pared 100 del cilindro 52 para asegurar que no existe una línea de visión directa hacia la radiación del catalizador. .Anormal significa que las toberas 96 y 98 de instrumentación llegan a la pared 100 del cilindro a un ángulo que no sea de 90° o que las toberas no se encuentran en una elevación plana con respecto al catalizador. Además, las toberas 96 y 98 pueden tener aislamiento insertado en las mismas para proteger adicionalmente a los termcpares. En la modalidad descrita el ángulo entre la tobera 96 y la pared 100 es de aproximadamente 77°, pero puede utilizarse cualquier otro ángulo entre 0 y 180°, con la omisión de 90°. La mayor parte de la energía en una reacción química se transfiere mediante radiación y si las toberas 96 y 98 de instrumentación son se encuentran normales al cilindro 52 con una línea de visión directa a la reacción del catalizador el calor puede entrar directamente dentro de las toberas y fundir los termopares (no mostrados) dispuestos dentro de las toberas. Por lo tanto, las toberas 96 y 98 de instrumentación se colocan ventajosamente cerca de la reacción del catalizador pero no en una línea de visión directa con la reacción, lo cual prolonga la vida del termopar. Las toberas 96 y 98 de instrumentación pueden alternativamente utilizarse para muchos otros instrumentos incluyendo, pero sin limitarse a, conexiones de muestreo del analizador del proceso, indicadores de presión e ignitores . Volviendo a continuación a las Figuras 11-16, se describe un sistema de corrección de flujo para su uso en conjunto con el reactor 10. Debido al costo extremo asociado con metales preciosos y otros catalizadores es deseable inducir al flujo sobre el área de superficie total del catalizador para aumentar su vida útil . En un sistema típico de reactor el bien conocido efecto de chorro de fluidos al pasar a través de la expansión súbita ocasiona que la mayoría de los fluidos mantengan aproximadamente el mismo diámetro que el tubo de entrada. Cuando el fluido alcanza al catalizador, típicamente el área central recibe de 80 a 90% del flujo aunque las áreas del catalizador más cercanas a las paredes quedan agotadas. Además, los patrones de flujo ascendente tal como el que se exhibe en la Figura 1 pueden ocurrir y dar como resultado en la descomposición del reactivo en la pared del reactor. Si puede inducirse un flujo laminar en la tubería de entrada y el reactor exhibe una expansión gradual el flujo permanecerá unido a las paredes del reactor y dirigirá una distribución más uniforme de flujo hacia la superficie total del catalizador. Un ángulo de expansión menor de aproximadamente 25° mantendrá normalmente un flujo laminar unido. En algunos casos el flujo laminar puede inducirse proporcionando al menos diez diámetros de tubo recto inmediatamente en la corriente ascendente de la entrada a un reactor, pero típicamente las limitaciones de espacio requieren que exista un codo de tubería menor que los diez diámetros de tubo necesarios de corriente ascendente. En estas típicas aplicaciones de espacio limitado, se hace necesaria una corrección de flujo tal como una paleta giratoria 102 para inducir el flujo laminar. La paleta giratoria 102 se conoce como un CKV1^ y está disponible de Cheng Fluid Systems, Inc. o Koch-Glitsch, Inc . Se entenderá por el experto en la técnica con el beneficio de esta descripción que pueden utilizarse también otros sistemas de corrección de flujo para inducir el flujo laminar. La Figura 11 muestra en vista frontal de la paleta giratoria 102 como puede utilizarse con el reactor 2. La Figura 16 describe la colocación típica de la paleta giratoria 102 en relación al reactor 10. La paleta giratoria 102 puede diseñarse para compensar los dos codos como se muestra en la Figura 16 o puede utilizarse una segunda paleta giratoria (no mostrada) adicional a la paleta giratoria 102. Las Figuras 12-15 ilustran el efecto de la paleta giratoria 102 en operación. Sin la paleta giratoria 102, la velocidad del fluido aunque pasa alrededor del codo 104 se vuelve no uniforme y ocurre la separación de flujo como se muestra en la Figura 12. El flujo efectivo 106 cambia para imitar al corte transversal resultante mostrado en la Figura 13. El flujo no uniforme mostrado en la Figura 13 evita que un flujo unido se distribuya de manera uniforme al catalizador. El uso de la paleta giratoria 102, por otra parte, proporciona el patrón de flujo a través del codo 104 mostrado en la Figura 14. Después de pasar a través de la paleta giratoria 102, las velocidades de flujo resultantes son uniformes y laminares. La Figura 15 muestra el flujo uniforme en el corte transversal 107. Cuando se introduce un flujo laminar a la cabeza del reactor 10 cónica el flujo tenderá a permanecer unido a la pared 42 de la cabeza del reactor con la condición de que el ángulo de cono 22 sea de aproximadamente 25° o menor. En la modalidad de la presente descrita el ángulo 22 de cono de la cabeza del reactor 10 es de aproximadamente 21°. El uso de la paleta giratoria 102 con el reactor 10 cónico aumenta ventajosamente la eficiencia de la reacción y la vida útil del catalizador. En algunas modalidades, un reactor tal como el reactor 202 que se muestra en la Figura 17 puede reemplazar al reactor 10 cónico. El reactor 212 es una configuración de cilindro dividido (204 y 206) conectado a una cabeza 208 existente, pero puede utilizarse el mismo sistema de enfriamiento, la elevación del cilindro, las toberas de termopar, paletas giratorias y aislamiento interno arriba descritos con el reactor 202. El reactor 202 puede acoplarse con un LAD o EHD para crear un flujo laminar efectivo similar al flujo creado en el reactor 10 cónico. Adicionalmente, la Figura 18 describe una tercera modalidad para un reactor 302 de acuerdo con la invención. El reactor 302 incluye una cabeza 304 alargada unida a un cilindro 306 corto. Igual que el reactor 202 el reactor 302 puede unirse a un cilindro 52 e incluye el mismo sistema de enfriamiento, la elevación de cilindro, las toberas de termopar, paletas giratorias y aislamiento interno arriba descritos. El reactor 302 puede también acoplarse con un LAD o EHD para crear un flujo laminar cónico similar al flujo creado en el reactor 10 cónico. Una alternativa al uso de los dispositivos LAD o EHD en las cabezas 402 abovedadas se muestra en la Figura 20. Se muestra el uso del aislamiento 40 con una superficie interior 43 cónica. También se muestra el uso de una salida 45 cónica (o más específicamente el uso del aislamiento para proporcionar también una superficie interior cónica en la cabeza de salida abovedada) . El beneficio principal de la salida cónica es crear un flujo laminar de tal manera que minimice la caída de presión (el flujo turbulento/no laminar crea turbulencias que aumentan la caída de presión) . Se entenderá por el experto en la técnica con el beneficio de esta descripción que aunque que el ángulo del cono de entrada 43 es muy crítico el ángulo de salida o cono 45 es menos crítico y puede ser cualquier ángulo mayor a cero grados y menor a 90 grados. También, aunque que los rebordes 47 se muestran en la Figura 20 estos son opcionales y se contempla que el aislamiento de fibra cerámica refractaria puede fabricarse en piezas para su fácil inserción dentro de contenedores sin rebordes y después ensamblarse dentro del contenedor para crear la superficie interior cónica deseada. Se contempla que los reactores 10, 202 y 302 pueden ser más útiles para la producción de cianuro de hidrógeno. El proceso para preparar cianuro de hidrógeno incluye alimentar reactivos dentro de un reactor (por ejemplo el reactor 10, 202 o 303) . Los reactivos incluyen al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno . Se entenderá que el gas que contiene oxígeno puede ser el mismo que el gas que contiene nitrógeno o el hidrocarburo. El al menos un hidrocarburo puede ser un hidrocarburo alifático o alifático sustituido, cicloalifático o cicloalifático sustituido o aromático o aromático sustituido o una mezcla de los mismos. Los ejemplos adecuados incluyen, sin limitación, metano (CH4) etileno (C2H4) etano (C2H6) , propileno (C3H6) propano (C3H8) , butano (C4H?o) , metanol (CH30H) , tolueno, nafta y formato de metilo.

En una modalidad preferida el al menos un hidrocarburo es metano o una mezcla de uno o más hidrocarburos que contienen metano. El al menos un gas que contiene nitrógeno incluye, sin limitación, amoníaco, formamida u óxido nítrico (NO) . En una modalidad preferida el al menos un gas que contiene nitrógeno es amoníaco o mezclas de amoníaco con uno o más gases que contienen nitrógeno. El al menos un gas que contiene oxígeno puede ser cualquier material que contiene una cantidad adecuada de oxígeno para mantener la combustión para proporcionar calor para la formación de cianuro de hidrógeno endotérmico. Los ejemplos adecuados incluyen, sin limitación, aire, aire enriquecido con oxígeno, gas de oxígeno puro, monóxido de carbono (CO) , dióxido de carbono (C0 ) o mezclas de los mismos o compuestos que contienen oxígeno que al descomponerse proporcionen oxígeno. Los ejemplos adecuados incluyen peróxidos, cetonas, éteres y lo similar. También se contempla el uso de los reactores descritos para otra técnica anterior, que no sean los métodos de preparación de HCN del tipo Andrussow en donde la energía para la reacción de formación del HCN se suministra desde una fuente diferente de la combustión in-situ. Los ejemplos de tales procesos incluyen el proceso Degussa B-M-A el proceso Fluohmic y procesos calentados por micro ondas y calentados por inducción.

El aparato descrito puede también utilizarse en otros procesos industriales que incluyen, pero sin limitarse a, la producción de ácido nítrico (incluyendo la producción mediante el proceso de oxidación de amoníaco o un proceso enriquecido con oxígeno) , la producción de gas de síntesis, la producción de ácido (meta) acrílico, unidades de reducción de NOx o cualquier otro proceso que requiera de altas temperaturas y presiones con un absorbente, catalizador o termopermutador. Las altas presiones incluyen cualquiera mayor que la presión atmosférica, aunque las altas temperaturas incluyen cualquier temperatura mayor que 60 °C. Además el catalizador utilizado puede incluir, pero sin limitarse a, un filtro, un catalizador soportado, un lecho fluidizado o una resina de intercambio de iones. Finalmente, aun cuando la presente invención tiene aplicación en procesos de gas, Se entenderá por el experto en la técnica con el beneficio de esta descripción que la invención no se limita a procesos de gas. También se contemplan en la presente invención procesos industriales que incluyen el uso de líquidos a altas temperaturas y/o altas presiones . Aunque la presente invención se ha mostrado y descrito particularmente con referencia a una modalidad ilustrativa particular de la misma, Se entenderá por los expertos en la técnica que pueden hacerse varios cambios en forma y detalles sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. La modalidad arriba descrita pretende ser meramente ilustrativa y no deberá considerarse como limitación del alcance de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un aparato para un proceso industrial de alta temperatura que comprende al menos una conexión rebordeada en donde el al menos un reborde de la al menos una conexión rebordeada está protegido del daño mecánico por medio de al menos una orejeta que lleva unida a el al menos un reborde. 2. El aparato de la reivindicación 1 que además comprende una camisa de enfriamiento unida a el al menos un reborde . 3. El aparato de la reivindicación 2 en donde la camisa de enfriamiento comprende además un tubo de %. 4. Un aparato para un proceso industrial de alta temperatura que comprende al menos una conexión rebordeada en donde el reborde es enfriado por una camisa de enfriamiento de tubo de % unida . 5. Un aparato para un proceso industrial de alta temperatura, que comprende: a) una sección de tubería de entrada con una primera dimensión en corte transversal; b) una sección de proceso de corriente descendente con una segunda dimensión de corte transversal; c) una sección de transición de entrada que conecta a la sección de tubería de entrada y a la sección de proceso de corriente descendente ,- en donde la sección de transición comprende aislamiento interno que comprende fibra cerámica refractaria. 6. El aparato de la reivindicación 5 en donde la segunda dimensión en corte transversal es mayor que la primera dimensión en corte transversal. 7. El aparato de la reivindicación 5 en donde el aislamiento interno forma una superficie interior cónica. 8. El aparato de la reivindicación 7 en donde la sección de transición de entrada comprende una geometría abovedada . 9. El aparato de la reivindicación 8 en donde la sección de transición es una cabeza de reactor que comprende una conexión rebordeada hacia la sección de proceso de corriente descendente . 10. El aparato de la reivindicación 7 en donde la sección de transición de entrada comprende una geometría cónica . 11. El aparato de la reivindicación 10 en donde la sección de transición de entrada es una cabeza de reactor que comprende una conexión rebordeada hacia la sección de proceso de corriente descendente . 12. El aparato de la reivindicación 5 que comprende además una o más toberas de mirilla. 13. El aparato de la reivindicación 5 en donde se logra un perfil de velocidad laminar en la sección de proceso de corriente descendente utilizando al menos uno de: a) una longitud suficiente de tubo recto que comprende la sección de tubería de entrada para proporcionar un flujo laminar en un extremo de corriente ascendente de la sección de transición de entrada; b) al menos un CRV dispuesto dentro de la sección de tubería de entrada,- c) un LAD en el extremo de corriente ascendente de la sección de transición de entrada; d) un EHD en el extremo de corriente ascendente de la sección de transición de entrada; y e) una superficie interior cónica que comprende a la sección de transición. 14. Un aparato para un proceso industrial alta temperatura que comprende : a) una sección de proceso que tiene una primera dimensión en corte transversal; b) una tubería de salida que tiene una segunda dimensión en corte transversal menor que la primera dimensión en corte transversal ; y c) una sección de transición de salida que conecta a la sección de tubería de salida y a la sección de proceso; en donde una superficie interna de la sección de transición de salida es cónica. 15. El aparato de la reivindicación 14 en donde la sección de transición de salida comprende aislamiento interno que comprende además fibra cerámica refractaria. 16. El aparato de la reivindicación 15 en donde la sección de transición de salida es una cabeza abovedada que comprende al menos una conexión rebordeada . 17. El aparato de la reivindicación 14 en donde la sección de transición de salida es una cabeza cónica que comprende al menos una conexión rebordeada . 18. Un aparato para un proceso industrial de alta temperatura que comprende : a) una cabeza de reactor que tiene un reborde inferior; b) una sección de proceso de corriente descendente con un reborde superior; en donde una elevación de operación del reborde superior de la sección de proceso de corriente descendente está entre aproximadamente 2.0 y 3.5 pies . 19. El aparato de la reivindicación 18 en donde la sección de proceso de corriente descendente comprende además al menos una tobera de termopar. 20. El aparato de la reivindicación 18 en donde la cabeza de reactor comprende además aislamiento interno que comprende fibra cerámica refractaria. 21. El aparato de la reivindicación 20 en donde el aislamiento interno comprende una superficie interior cónica. 22. Un aparato para un proceso industrial de alta temperatura que comprende : a) una sección de tubería de entrada; b) una sección de transición de entrada; c) una sección de proceso; d) una sección de transición de salida; y e) una sección de tubería de salida; en donde el aislamiento interno se incluye en una o más de las secciones del aparato y en donde el aislamiento comprende fibra cerámica refractaria. 23. El aparato de la reivindicación 22 en donde la sección de transición de entrada comprende además una superficie interior cónica. 24. El aparate de la reivindicación 22 en donde la sección de transición de salida comprende además una superficie interior cónica. 25. El aparato de la reivindicación 22 que comprende además una conexión rebordeada que tiene primero y segundo rebordes entre la sección de transición de entrada y la sección de proceso. 26. El aparato de la reivindicación 25 en donde al menos uno de los primero y segundo rebordes incluye una camisa de enfriamiento unida al mismo. 27. El aparato de la reivindicación 25 en donde al menos uno de los primero y segundo rebordes incluye al menos una orejeta de soporte. 28. El aparato de la reivindicación 22 que comprende además una conexión rebordeada que tiene primero y segundo rebordes entre la sección de proceso y la sección de transición de salida. 29. El aparato de la reivindicación 28 en donde al menos uno de los primero y segundo rebordes incluye al menos una orejeta de soporte. 30. El aparato de la reivindicación 28 en donde al menos uno de los primero y segundo rebordes incluye una camisa de enfriamiento adherida al mismo. 31. El aparato de la reivindicación 22 en donde la sección de transición de entrada además incluye al menos una tobera de mirilla. 32. El aparato de la reivindicación 22 en donde la operación de elevación de la sección de proceso es de entre aproximadamente 2.0 y 3.5 pies. 33. El aparato de la reivindicación 22 en donde la sección de proceso incluye además al menos una tobera de instrumento . 3 . Un proceso de producción de cianuro de hidrógeno que comprende : a) proporcionar al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno; b) hacer reaccionar el al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno en un aparato para formar cianuro de hidrógeno y c) suministrar calor mediante una reacción de combustión simultánea con el al menos un gas que contiene oxígeno en el aparato; en donde el aparato comprende : al menos una conexión rebordeada en donde al menos un reborde de la al menos una conexión rebordeada está protegido de daño mecánico por al menos una orejeta de soporte adherida a el al menos un reborde. 35. Un proceso de producción de cianuro de hidrógeno que comprende : a) proporcionar al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno ; b) hacer reaccionar el al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxígeno en un aparato para formar cianuro de hidrógeno, y c) suministrar calor mediante una reacción de combustión simultánea con el al menos un gas que contiene oxígeno en el aparato; en donde el aparato comprende : una sección de tubería de entrada con una primera dimensión de corte transversal; una sección de proceso de corriente descendente con una segunda dimensión de corte transversal; una sección de transición de entrada que conecta a la sección de tubería de entrada y a la sección de proceso de corriente descendente; en donde la sección de transición comprende aislamiento interno que comprende fibra cerámica refractaria. 36. Un aparato que comprende: a) una cabeza de reactor; b) aislamiento insertable dentro de la cabeza de reactor, comprendiendo el aislamiento una fibra cerámica refractaria; en donde la cabeza de reactor está adaptada para conectarse con una corriente de fluido para facilitar un proceso químico. 37. El aparato de la reivindicación 36 en donde la cabeza de reactor es generalmente de forma cónica. 38. El aparato de la reivindicación 37 en donde un ángulo entre una pared de la cabeza del reactor cónico y una línea vertical adyacente a la misma es menor que aproximadamente 25°. 39. El aparato de la reivindicación 36 en donde el reactor tiene forma abovedada . 40. El aparato de la reivindicación 39 en donde el reactor está acoplado con un difusor de gran ángulo para inducir un patrón de flujo funcionalmente equivalente al de la cabeza del reactor cónico en la reivindicación 38. 41. El aparato de la reivindicación 36 en donde el aislamiento es removible de la cabeza de reactor como una sola pieza. 42. El aparato de la reivindicación 36 que comprende además al menos una mirilla ubicada en el lado de la cabeza de reactor y que se extiende a través del aislamiento. 43. El aparato de la reivindicación 36 en donde el aislamiento se sostiene en posición mediante al menos un manguito que se extiende tanto a través iel reactor como del aislamiento. 44. El aparato de la reivindicación 36 en donde el aislamiento está asegurado dentro del reactor por medio de un collar interno que se extiende concéntricamente hacia una entrada de la cabeza de reactor. 45. El aparato de la reivindicación 36 en donde el proceso químico es la producción de cianuro de hidrógeno. 46. El aparato de la reivindicación 36 que comprende además una camisa de enfriamiento dispuesta alrededor de la cabeza de reactor, comprendiendo la camisa de enfriamiento una media tubería unida a una superficie exterior de la cabeza de reactor. - 47. El aparato de la reivindicación 36 que comprende además uno o más aparatos de corrección de flujo de la corriente ascendente de la cabeza de reactor. 48. Un aparato que comprende: a) una cabeza de reactor; b) al menos un reborde que tiene una superficie circunferencial y una superficie de acoplamiento, estando adaptada la superficie de acoplamiento para acoplarse con un reborde de acoplamiento en una unidad de proceso químico; c) al menos una orejeta de soporte unida a el al menos un reborde y capaz de soportar la cabeza de reactor; en donde la al menos una orejeta de soporte se extiende desde las superficies circun erencial y de acoplamiento de modo que se crea un espacio libre entre la superficie de acoplamiento y las orejetas de soporte. 49. El aparato de la reivindicación 48 que comprende además una o más orejetas de soporte adicionales unidas a el al menos un reborde y capaces de soportar la cabeza de reactor. 50. El aparato de la reivindicación 49 en donde las al menos dos orejetas de soporte son generalmente en forma de U. 51. El aparato de la reivindicación 50 en donde las al menos dos orejetas de soporte se extienden alrededor de una camisa de enfriamiento montada a el al menos un reborde . 52. El aparato de la reivindicación 50 en donde las al menos dos orejetas de soporte tienen una cavidad generalmente circular perforada a través de las mismas para facilitar el enfriamiento de las al menos dos orejetas de soporte . 53. El aparato de la reivindicación 48 en donde la cabeza de reactor tiene generalmente una forma cónica. 54. El aparato de la reivindicación 53 en donde un ángulo entre una pared de cabeza de reactor cónica y una línea vertical es menor que aproximadamente 25°. 55. Un aparato que comprende: a) una cabeza de reactor; b) un cilindro que lleva el catalizador adaptado para acoplarse a la cabeza de reactor; en donde el cilindro que lleva el catalizador exhibe una elevación vertical de operación entre aproximadamente 2.0 y aproximadamente 3.5 pies y está adaptado para facilitar la aceptación de un catalizador u otro aparato maniobrado por uno o más operadores situados fuera del diámetro del cilindro cuando el cilindro que lleva el catalizador se encuentra desacoplado de la cabeza de reactor. 56. El aparato de la reivindicación 55 en donde la cabeza de reactor tiene una forma generalmente cónica. 57. Un aparato que comprende: a) una cabeza de reactor; b) un cilindro que lleva el catalizador adaptado para acoplarse a la cabeza de reactor; y c) al menos una tobera de instrumento que tiene un pasaje interno adaptado para alojar un instrumento montado en el lado del cilindro que lleva el catalizador a un ángulo anormal de tal modo que no existe una línea directa de visión entre la elevación del catalizador y el pasaje interno. 58. El aparato de la reivindicación 57 en donde el ángulo anormal es de aproximadamente 77°. 59. El aparato de la reivindicación 57 en donde la al menos una tobera de instrumento es adyacente a una zona de reacción. 60. El aparato de la reivindicación 57 en donde la cabeza de reactor tiene una forma generalmente cónica. 61. Un aparato que comprende: a) una cabeza de reactor cónica; b) el aislamiento, insertable de manera removible dentro de la cabeza de reactor cónica que comprende una fibra cerámica refractaria; c) al menos un reborde que tiene una superficie circunferencial y una superficie de acoplamiento, estando la superficie de acoplamiento adaptada para acoplarse con un reborde de acoplamiento en una unidad de proceso químico; - d) al menos tres orejetas de soporte unidas a el al menos un reborde y capaces de soportar a la cabeza de reactor cónica; e) un cilindro que lleva el catalizador adaptado para acoplarse a la cabeza de reactor cónica; f) al menos una tobera de instrumento que tiene un pasaje interno adaptada para alojar instrumentos montados en el lado del cilindro que lleva el catalizador a un ángulo anormal de tal manera que no existe línea de visión directa entre la elevación del catalizador y el pasaje interno; en donde la cabeza de reactor cónica esta adaptada para conectarse con una corriente de fluido para facilitar un proceso químico; en donde las al menos tres orejetas de soporte se extienden desde las superficies circunferenciales y de acoplamiento de modo tal que se crea un espacio libre entre la superficie de acoplamiento y las orejetas de soporte; y en donde el cilindro que lleva el catalizador exhibe una elevación vertical de operación entre aproximadamente 2.0 y aproximadamente 3.5 pies y esta adaptado para facilitar la aceptación de un catalizador provisto por uno o mas operadores colocados al exterior del diámetro del cilindro cuando el cilindro que lleva el catalizador se encuentra desacoplado del cilindro. 62. Un proceso para producir cianuro de hidrógeno que comprende : a) proporcionar al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxigeno; b) hacer reaccionar el al menos un hidrocarburo, al menos un gas que contiene nitrógeno y al menos un gas que contiene oxigeno en un reactor para formar cianuro de hidrógeno y c) suministrar calor mediante una reacción de combustión simultánea con el al menos un gas que contiene oxigeno en el reactor; en donde el reactor comprende una cabeza de reactor, un miembro d cilindro que contiene al catalizador y un aislamiento insertable dentro de la cabeza de reactor, comprendiendo el aislamiento una fibra cerámica refractaria. 63. El proceso de la reivindicación 62 en donde el al menos un hidrocarburo se elige a partir de la lista de: metano (CH4) etileno (C2H) etano (C2H6) , propileno (C2H6) propano (C3H8) , butano (C4H10) , metanol (CH3OH) , tolueno, nafta y formato de metilo. 64. El proceso de la reivindicación 62 en donde el al menos un gas que contiene nitrógeno es ya sea amoníaco, formamida o NO . 65. El proceso de la reivindicación 62 en donde el gas que contiene oxigeno se elige a partir de la lista de: aire enriquecido con oxigeno, gas de oxigeno puro, monóxido de carbono (CO) , NO y dióxido de carbono (C02) . 66 . El proceso de la reivindicación 62 en donde el gas que contiene oxigeno se proporciona mediante la descomposición de al menos uno de la lista de: peróxidos, cetonas y éteres .