MXPA05005935A

MXPA05005935A - Metodo para producir cloro por medio de oxidacion de cloruro de hidrogeno en una fase gaseosa.

Info

Publication number: MXPA05005935A
Application number: MXPA05005935A
Authority: MX
Inventors: Stroefer Eckhard
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2005-08-18
Also published as: ATE502896T1; CN1317182C; CN1726164A; PT1581457E; ES2362093T3; EP1581457A1; AU2003293841A1; KR101057049B1; DE50313571D1; JP2006509706A; KR20050089821A; JP4330537B2; DE10258180A1; EP1581457B1; US20040115119A1; WO2004052777A1

Abstract

La invencion se refiere a un metodo para producir cloro a traves de la oxidacion de cloruro de hidrogeno en una fase gaseosa por medio de un flujo de gas que contiene oxigeno molecular y en presencia de un catalizador de lecho fijo. Dicha invencion esta caracterizada en que el metodo de la invencion se lleva a cabo en un reactor (1) que comprende un haz de tubos de contacto paralelos (2) colocados en una direccion de la longitud del reactor cuyos extremos estan fijados a una placa de tubo (3), una cubierta convexa (4) colocada en cada extremo del reactor (1), una o varias hojas de deflexion anulares (6) que estan colocadas en una direccion perpendicular con respecto a la direccion de longitud del reactor en un espacio (5) entre los tubos de contacto (2) de tal manera que aberturas de pasaje circulares (8) se forman en la parte media del reactor. Este reactor de la invencion comprende tambien una o varias hojas discoidales de deflexion (7) colocadas de tal manera que pasajes anulares (9) se forman sobre en el borde de las mismas, dichas hojas anulares (6) y discoidales (7) de deflexion que estan colocadas de una manera alternada. De acuerdo con dicha invencion, los tubos de contacto (2) son llenados con el catalizador de lecho fijo, cloruro de hidrogeno y el flujo de gas que contiene oxigeno molecular son encausados desde un extremo del reactor hacia los tubos de contacto (2) por medio de una de las cubiertas convexas (4), se extrae una mezcla gaseosa de reaccion en el nivel del extremo opuesto del reactor por medio de la segunda cubierta convexa (4) y un agente intercambiador termico fluido es encausado hacia el interespacio (5) que abarca los tubos de contacto (2).

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR CLORO POR MEDIO DE OXI DACIÓ N DE CLORURO DE HIDRÓGENO EN UNA FASE GASEOSA La presente invención se refiere a un proceso para preparar cloro por medio de oxidación de fase gaseosa de cloruro de hidrógeno en presencia de un catalizador de lecho fijo. Ei proceso desarrollado por Deacon en 1868 para la oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno por medio de oxígeno en una reacción de equilibrio exotérmica representa el inicio de la química del cloro industrial. El proceso de Deacon ha sido presionado en gran medida en los antecedentes por la electrólisis cloroalcalina; virtualmente todo el cloro producido es obtenido ahora por electrólisis de soluciones de cloruro de sodio acuosas. Sin embargo, recientemente el proceso de Deacon se ha vuelto más atractivo, ya que la demanda mundial de cloro está creciendo mucho más rápido que la demanda de hidróxido de sodio. El proceso para preparar cloro por medio de oxidación de cloruro de hidrógeno está a la par del desarrollo ya que está desacoplado de la producción de hidróxido de sodio. Además, el cloruro de hidrógeno se obtiene en grandes cantidades como un coproducto en, por ejemplo, reacciones de fosgenacíón, por ejemplo en la producción de isocianato. El cloruro de hidrógeno formado en la producción de isocianato es utilizado principalmente en la oxiclorinacion de etileno a 1 ,2-dicioroetano, el cual es procesado adicionalmente a cloruro de vinilo y después a PVC. Los ejemplos de procesos adicionales en los cuales se forma cloruro de hidrógeno son la preparación de cloruro de vinilo, la preparación de policarbonato o el reciclado del PVC. La oxidación del cloruro de hidrógeno a cloro es una reacción de equilibrio. La posición del equilibrio se aleja del producto final deseado a medida que se incrementa la temperatura. Por lo tanto es ventajoso utilizar catalizadores que tienen una actividad muy elevada que permite que la reacción avance a menor temperatura. Dichos catalizadores son, en particular, catalizadores en base a rutenio, por ejemplo los catalizadores soportados que se describen en DE-A 1 97 48 299 y comprenden óxido de rutenio o un óxido de rutenio mezclado como composición activa. El contenido de óxido de rutenio de estos catalizadores es desde 0.1 hasta 20% en peso y el diámetro de partícula medio del óxido de rutenio es desde 1.0 hasta 10.0 m m . Además , los catalizadores soportados en base a rutenio son conocidos a partir de DE-A 197 31 412: catalizadores de cloruro de rutenio, que además comprenden por lo menos uno de los compuestos óxido de titanio y óxido de circonio, complejos ruten io-carbonilo, sales de rutenio de ácidos inorgánicos, complejos rutenio-nitrosilo, complejos rutenio-amina, complejos de rutenio de aminas orgánicas o complejos de rutenio-acetiiacetona. U n problema técnico conocido en las oxidaciones de fase gaseosa, aquí la oxidación del cloruro de hidrógeno a cloro, es la formación de puntos calientes, es decir regiones de sobrecalentamiento localizado que pueden conducir a la destrucción del catalizador y eí material de tubo catalizador. Para reducir o prevenir la formación de puntos callentes, WO 01 /60743 ha propuesto por lo tanto el uso de cargas catalizadores que tienen diferentes actividades en diferentes regiones de los tubos catalizadores, es decir catalizadores que tienen una actividad acoplada al perfil de temperatura de la reacción. Se dice que se obtendrá un resultado similar por medio de dilución dirigida del lecho de catalizador con material inerte. Las desventajas de esas soluciones son que dos o más sistemas catalizadores tienen que desarrollarse y utilizarse en los tubos catalizadores y que el uso del material inerte reduce la capacidad del reactor. Es un objeto de la presente invención proporcionar un proceso para preparar cloro en una escala industrial por medio de oxidación de fase gaseosa de cloruro de hidrógeno utilizando un sistema de gas que comprende oxígeno molecular en presencia de un reactor de lecho fijo, cuyo proceso asegura la remoción efectiva del calor y tiene un tiempo de operación satisfactorio a pesar de la mezcla de reacción altamente corrosiva, en particular para reactores que tienen un gran número de tubos catalizadores. Además, los problemas de puntos calientes se reducirán o evitarán sin una dism inución deliberada en la actividad catalizadora, o solamente una disminución ligeramente dosificada en la actividad, y sin dilución del catalizador.

U n objeto específico de la invención es evitar los problemas de corrosión en los tubos catalizadores en la región de deflexión y para realizar un proceso que tienen mayor rendimiento total de sección transversal y por lo tanto una mayor capacidad de reactor posible. La solución para este objeto inicia a partir de un proceso para la preparación de cloro por medio de oxidación de fase gaseosa del cloruro de hidrógeno por medio de una corriente de gas que comprende oxígeno molecular en presencia de un catalizador de lecho fijo. El proceso de la presente invención se fleva a cabo en un reactor que tiene un haz de tubos catalizadores paralelos que están alineados en la dirección longitudinal del reactor y están fijados en sus extremos dentro de placas de tubo, con una tapa en cada extremo del reactor y con una o más placas de deflexión angulares que están colocadas perpendiculares a la dirección longitudinal del reactor en el espacio intermedio entre los tubos catalizadores y dejan pasajes circulares libres en la parte medía del reactor y una o más placas de deflexión en forma de disco que dejan pasajes anulares libres en el borde del reactor, con una disposición alternada de placas de deflexión anulares y placas de deflexión en forma de disco con los tubos catalizadores que están cargados con el catalizador de lecho fijo, el cloruro de hidrógeno y la corriente de gas que comprende oxígeno molecular que es pasado desde un extremo del reactor por medio de una tapa a través de los tubos catalizadores y la mezcla de reacción gaseosa que es separado desde el extremo opuesto del reactor por medio de la segunda tapa y un medio líquido de termotransferencia que es pasado a través del espacio intermedio alrededor de los tubos catalizadores. De acuerdo con la presente invención, el proceso es llevado a cabo en un reactor de coraza y tubo que tiene placas de deflexión instaladas entre los tubos catalizadores. Esto resulta en fl ujo predominantemente transversal del medio de termotransferencia contra los tubos catalizadores y, en el mismo flujo de medio de termotransferencia, un incremento en la velocidad de flujo del medio de termotransferencia, proporcionando por lo tanto una mejor remoción del calor de reacción a través del medio de termotransferencia que circula entre los tubos catalizadores. Esta disposición de una placa de deflexión anular que deja un pasaje circular libre en la parte media del reactor sigue siempre a una placa de deflexión en forma de disco que deja un pasaje anular libre en el borde del reactor fuerza un patrón de flujo particularmente favorable del medio de termotransferencia que, en particular en el caso de los reactores que tienen un gran número de tubos catalizadores, asegu ra una temperatura muy uniforme sobre la sección transversal del reactor. La geometría de las placas de deflexión y los pasajes no tiene que ser exactamente circular o anular; ligeras desviaciones no afectan de manera adversa el resultado logrado de acuerdo con la invención. Las placas de deflexión en forma de disco dejan pasajes anulares libres en el borde del reactor representan que, debido a la configuración geométrica de las placas de deflexión, los pasajes permanecen libres entre el extremo de las placas y la pared interior del reactor. Sin embargo, en un reactor que está provisto con placas de deflexión anulares y en forma de disco y que está provisto con un complemento total de tubos en todas las regiones, el medio de termotransferencia en la región de los pasajes, es decir en las regiones de deflexión, fluye principalmente en la dirección longitudinal de los tubos catalizadores. Como un resultado, los tubos catalizadores ubicados en esa dirección reciben menor enfriamiento , de manera que pueden ocurrir problemas de corrosión. Por esta razón, una modalidad particularmente ventajosa del proceso de la presente invención se lleva a cabo en un reactor de coraza y tubo que no tiene tubos en la región de los pasajes, es decir la parte media del reactor y en la región de la pared interior del reactor. En esta modalidad, se logra un flujo pura y virtualmente transversal, definido del medio de termotransferencia contra los tubos catalizadores. Debido al patrón de flujo, el coeficiente de termotransferencia sobre el lado del medio de termotransferencia de los tu bos catalizadores se incrementa hasta en 60% desde el exterior hacia la parte media de la sección transversal del reactor. En el presente caso, una o más placas de deflexión están fijadas a la pared cilindrica del reactor y dejan pasajes circulares libres en la parte media del reactor y placas de deflexión en forma de disco son sujetadas a un tubo de soporte y dejan pasajes anulares en el borde del reactor, con placas de deflexión anulares y placas de deflexión en forma de disco que están colocadas de manera alternada. Se ha encontrado que dejar el espacio interior del reactor libre en la región de los pasajes, es decir sin que haya tu bos catalizadores localizados en la región de los pasajes alrededor de las placas de deflexión, puede incrementar la capacidad de un reactor por un factor desde 1 .3 hasta 2.0 en comparación con un reactor que tiene un complemento total de tubos y que tienen u n volumen interior sin cambio y una cantidad incrementada de refrigerante, aunque un número total menor de tubos catalizadores estén ubicados en el reactor. Como medio líquido de termotransferencia, puede ser particularmente ventajoso utilizar una fusión salina, en particular una fusión de sal estética de nitrato de potasio y nitrito de sodio. Las placas de deflexión están configuradas preferiblemente de manera que todas las placas de deflexión tienen pasajes circulares que tienen la misma sección transversal libre y todas las placas de deflexión en forma de disco dejan pasajes anulares que tienen la misma área libre. Para lograr un flujo muy uniforme contra todos los tu bos catalizadores, es ventajoso que el medio líquido de termotransferencia sea introducido por medio de una línea anular ubicada sobre la circunferencia del reactor y que sea descargado por medio de una línea anular adicional sobre la circunferencia del reactor, en particular para ser pasado por medio de una línea anu lar inferior que tiene aberturas a través de la pared cilindrica a través del espacio intermedio alrededor de tos tubos catalizadores y q ue sea descargado desde el reactor por medio de aberturas a través de la pared cilindrica y la línea anular superior. Ei proceso de la presente invención puede en principio ser llevado a cabo utilizando todos los catalizadores conocidos para la oxidación del cloruro de hidrógeno a cloro, por ejemplo los catalizadores en base a rutenio mencionados con anterioridad conocidos a partir de DE-A 197 48 299 o DE-A 197 34 412. Los catalizadores particularmente útiles son aquellos descritos en D E 1 02 44 996.1 que se basan en oro y comprenden desde 0.001 hasta 30% en peso de oro, desde 0 hasta 3% en peso de uno o más metales alcalino térreos, desde 0 hasta 3% en peso de uno o más metales alcalinos, desde 0 hasta 10% en peso de uno o más metales de tierras raras y desde 0 hasta 10% en peso de uno o más metales seleccionados a partir del grupo que comprende rutenio, paladio, platino, osmio, iridio, plata, cobre y renio, en cada caso en base al peso total del catalizador, sobre un soporte. El proceso de la presente invención no está en principio restringido en términos de la fuente del material de partida de cloruro de hidrógeno. Por ejemplo, el material de partida puede ser una corriente de cloruro de hidrógeno que se obtiene como coproducto en un proceso para la preparación de isocianatos, como se describe en DE 102 35 476.6, la descripción de la cual está completamente incorporada medíante referencia en la presente solicitud de patente. En el reactor, un haz, es decir un gran número de tu bos catalizadores paralelos está colocado paralelo a la dirección longitudinal del reactor. El número de tubos catalizadores está de manera preferible en el rango desde 1000 hasta 40000, en particular desde 10 000 hasta 30000. Cada tubo catalizador tiene de preferencia un espesor de pared en el rango desde 1.5 hasta 5.0 mm, en particular desde 2.0 hasta 3.0 mm, y un diámetro interno en el rango desde 10 hasta 70 mm , de manera preferible en el rango desde 15 hasta 30 mm. Los tubos catalizadores tienen una longitud en el rango desde 1 hasta 10 m, de manera más preferible desde 1.5 hasta 8.0 m, en forma particularmente preferible desde 2.0 hasta 7.0 m. Los tubos catalizadores están colocados preferiblemente en el espacio interior del reactor de tal manera que la relación de separación, es decir fa relación de la distancia entre los puntos medios de tubos catalizadores directamente adyacentes al diámetro externo de los tubos catalizadores está en el rango desde 1. 15 hasta 1 .6, de preferencia en el rango desde 1 .2 hasta 1.4 y que los tubos catalizadores tienen una disposición triangular en el reactor. Los tubos catalizadores están hechos preferiblemente de níquel puro o de una aleación en base a níquel.

De igual manera, todos los componentes adicionales del reactor que entran en contacto con la mezcla de gas de reacción altamente corrosiva están hechos de manera preferible de níquel puro o u na aleación en base a níquel o están chapados con níquel o una aleación en base a níquel. Se da preferencia al uso de Inconel 600 o Inconel 625 como aleaciones en base a níquel. Las aleaciones mencionadas tienen la ventaja de resistencia térmica incrementada en comparación con el níquel p'uro. Inconel 600 comprende aproximadamente 80% de n íquel junto con aproximadamente 15% de cromo y hierro. Inconel 625 comprende de manera predominante níquel, 21 % de cromo, 9% de molibdeno y un porcentaje menor de niobio. Los tubos catalizadores están fijados en una forma hermética al l íquido, de manera preferible soldados, n placas de tubo en ambos extremos. Las placas de tubo comprenden de preferencia acero al carbono termo resistente, acero inoxidable, por ejemplo acero inoxidable de los números de material 1 .4571 o 1.4541 , o acero dúplex (número de material 1.4462) y son chapados de manera preferible con níquel puro o una aleación en base a níquel en el lado que entra en contacto con el gas de reacción. Los tubos catalizadores están soldados a las placas de tubo solamente en el enchapado. En principio es posible utilizar cualesquiera medios industriales para aplicar el enchapado, por ejemplo colaminación, enchapado por explosión, plaqueado por soldadura o plaqueado de tira.

El diámetro interno del reactor es de preferencia desde 1 .0 hasta 9.0 mm, de manera particularmente preferible desde 2.0 hasta 6.0 mm. Ambos extremos del reactor están cerrados por tapas. La mezcla de reacción es alimentada a los tubos catalizadores a través de una tapa, en tanto que la corriente de producto es retirada a través de la tapa en el otro extremo del reactor. Las tapas están provistas de manera preferible con distribuidores de gas para hacer uniforme el flujo de gas, por ejemplo en la forma de una placa, en particular una placa perforada.

Un distribuidor de gas particularmente efectivo está en la forma de un cono truncado perforado que se estrecha en la dirección del fl ujo de gas y cuyas perforaciones en las superficies laterales tien en una mayor relación de apertura, viz. Aproximadamente 10-12%, que las perforaciones en el menor de los extremos planos q ue se proyectan dentro del espacio interior del reactor, viz. Aproximadamente 2-10%. Ya que las tapas y los distribuidores de gas son componentes del reactor que entran en contacto con la mezcla de gas de reacción altamente corrosiva, aplica lo que se ha dicho sobre la selección de materiales de construcción, es decir que los componentes están hechos de níquel puro o una aleación en base a níquel o están enchapados con los mismos.

Esto aplica también, en particular, a tuberías a través de las cuales fluye la mezcla de gas de reacción o mezcladores estáticos, y a los dispositivos de introducción, por ejemplo el tubo conectable. En el espacio intermedio entre los tubos catalizadores, una o más placas de deflexión anulares están colocadas perpendicu lares a la dirección longitudinal del reactor para dejar pasajes circulares libres en la parte media del reactor y una o más placas de deflexión en forma de disco que dejan pasajes anulares libres en el borde del reactor, con una disposición alternada de placas de deflexión anulares y placas de deflexión en forma de disco. Esto asegura un patrón de flujo particularmente favorable para el medio de termotransferencia, especialmente para reactores grandes que tienen una pluralidad de tubos catalizadores. Las placas de deflexión desvían el medio de termotransferencia que circula en el interior del reactor en el espacio intermedio entre los tubos catalizadores de tal manera que el medio de termotransferencia fluye de manera transversal contra los tubos catalizadores, mejorando así la remoción del calor. El número de placas de deflexión es de preferencia desde aproximadamente 1 hasta 15, de particular preferencia. Éstas se encuentran ubicadas de manera equidistante entre sí, aunque la placa de deflexión más inferior y la más superior están de manera particularmente preferible a una mayor distancia desde una placa de tubo respectiva que la distancia entre dos placas de deflexión sucesivas, de preferencia por un factor de hasta 1.5.

El área de cada pasaje es preferentemente desde 2 hasta 40%, en particular desde 5 hasta 20% de la sección transversal del reactor. Tanto las placas de deflexión anulares como las de forma de disco preferiblemente no están selladas alrededor de los tubos catalizadores y permiten un flujo de derrame de hasta 30% en volumen del flujo total del medio de termotransferencia. Para este propósito, los espacios en el rango desde 0.1 hasta 0.4 mm, de preferencia desde 0.15 hasta 0.30 mm, están permitidos entre los tubos catalizadores y las placas de deflexión. Para hacer la remoción del calor aún más uniforme sobre todos los tubos catalizadores en la sección transversal del reactor, es particularmente ventajoso que se incremente el espacio entre los tubos catalizadores y las placas de deflexión anulares, en forma preferible de manera continua desde el interior hacia fuera, es decir desde la pared del reactor hacia la mitad del reactor. Es ventajoso para las placas de deflexión anulares que estén selladas de una manera hermética al líquido contra la pared interior del reactor, de manera que no ocurre flujo de derrame adicional directamente en la pared cilindrica del reactor. Las placas de deflexión pueden hacerse del mismo material que las placas de tubo, es decir de acero al carbono termoresístente, acero inoxidable que tiene los números de material 1 .4571 o 1 .4541 o acero dúplex (número de material 1.4462), de preferencia en un espesor desde 6 hasta 30 mm, de manera preferible desde 10 hasta 20 mm. Los tubos catalizadores son cargados con un catalizador sólido. El lecho catalizador en los tubos catalizadores tiene de manera preferible un volumen de espacio desde 0.15 hasta 0.65 , en particular desde 0.20 hasta 0.45. La región de los tubos catalizadores en el extremo de los cuales es alimentada la mezcla gaseosa es llenada de manera particularmente preferible con un material inerte de una longitud desde 5 hasta 20%, de preferencia una longitud desde 5 hasta 1 0% , de la longitud total de los tubos catalizadores. Para compensar la expansión térmica, uno o más compensadores instalados en la forma de un anillo en la pared del reactor están provistos de manera ventajosa en la pared del reactor. En principio el proceso no está restringido en términos de las direcciones de flujo de la mezcla del gas de reacción y el medio de termotransferencia, es decir ambos pueden ser pasados a través del reactor desde la parte superior hacia abajo o desde la parte inferior hacia arriba en forma independiente uno del otro. Es posible cualquier combinación de las direcciones de flujo de la mezcla del gas de reacción y el medio de termotransferencia. Es posible por ejemplo pasar la mezcla de reacción gaseosa y el medio líquido de termotransferencia a través del reactor en contracorriente transversal o en co-corriente transversal.

El perfil de temperatura durante el curso de la reacción puede ser dirigido de manera particularmente adecuada cuando el proceso es llevado a cabo en un reactor que tiene dos o más zonas de reacción. Es igualmente posible ejecutar el proceso en dos o más reactores separados en lugar de un solo reactor que tiene dos o más zonas de reacción. Si el proceso es llevado a cabo en dos o más zonas de reacción, el diámetro interno de los tubos catalizadores es preferiblemente diferente en reactores diferentes. En particular, los reactores en los cuales las etapas de reacción que están particularmente en riesgo por ios puntos calientes se pueden proporcionar con tubos catalizadores que tienen un menor diámetro interno en comparación con los reactores restantes. Esto asegura remoción mejorada del calor en esas regiones particularmente amenazadas. Además o como una alternativa, también es posible tener dos o más reactores conectados en paralelo en la etapa de reacción amenazada por los puntos calientes, con la mezcla de reacción que es combinada subsecuentemente por medio de un reactor. Si un reactor está dividido en una pluralidad de zonas, de manera preferible desde 2 hasta 8, de manera particularmente preferible desde 2 hasta 6 zonas de reacción, éstas se encuentran separadas unas de otras de una manera principalmente hermética al líquido por medio de placas de separación. Para los propósitos actuales, "principalmente" medios que completan la separación no son absolutamente necesarios aunque están permitidas las tolerancias de fabricación. Por lo tanto, las zonas pueden estar separadas principalmente unas de otras a través de la placa de separación que tiene un espesor relativamente grande desde aproximadamente 15 hasta 60 mm, con un espacio fino que está permitido entre el tubo catalizador y la placa de separación de aproximadamente 0.1 -0.25 mm. De esta manera, es posible, en particular, que los tubos catalizadores sean reemplazados de una manera simple de ser necesario. En una modalidad preferida, el sello entre los tubos catalizadores y las placas de separación puede mejorarse al estar ligeramente laminados o hidráulicamente ensanchados. Ya que las placas de separación no están en contacto con la mezcla de reacción corrosiva, la selección de materiales para las placas de separación no es crítica. Por ejemplo, se pueden hacer del mismo material que se utilizó para la parte enchapada de las placas de tubo , es decir acero al carbono termoresistente, acero inoxidable, por ejemplo acero inoxidable que tiene los números de material 1 .4571 o 1.4541 o acero dúplex (número de material 1.4462). Orificios de ventilación o de drenaje para el medio de termotransferencia están provistos de manera preferible en la pared del reactor y/o en las placas de tubo y/o en las placas de separación, en particular en una pluralidad de puntos, de preferencia desde 2 hasta 4 puntos, colocados en forma simétrica sobre la sección transversal del reactor que abre hacia fuera, de preferencia en medias corazas soldadas sobre la pared externa del reactor o sobre las placas de tubo fuera del reactor. En el caso de un reactor que tiene dos o más zonas de reacción, es ventajoso que cada zona de reacción tenga por lo menos un compensador para compensar esfuerzos térmicos. En la variante de proceso en la cual se emplea una pluralidad de reactores, la introducción intermedia de oxígeno es ventajosa, de preferencia por medio de una placa perforada en la tapa de reactor inferior lo cual asegura distribución más uniforme. La placa perfora tiene de preferencia un grado de perforación desde 0.5 hasta 5%. Ya que está en contacto directo con ía mezcla de reacción altamente corrosiva, está fabricada de manera preferible de níquel o aleación en base a níquel. En el caso de una modalidad que tiene dos o más reactores ubicados uno directamente sobre el otro, es decir particularmente en una variante de construcción de ahorro de espacio, con omisión de la tapa inferior de cada reactor superior y ía tapa superior de cada reactor debajo de éste, la introducción intermedia de oxígeno se puede llevar a cabo entre dos reactores colocados directamente sobre otro por medio de una media coraza soldada sobre el exterior a través de orificios uniformemente distribuidos sobre la pared externa del reactor. Los mezcladores estáticos son instalados de manera preferible entre los reactores individuales después de la introducción intermedia de oxígeno.

Con respecto a la elección de materiales de construcción para los mezcladores estáticos, aplica lo que se ha dicho antes en términos generales para los componentes que entran en contacto con la mezcla de reacción de gas, es decir se prefieren el níquel puro o aleaciones en base a níquel. En un proceso en el cual se emplea una pluralidad de reactores, la introducción intermedia de oxígeno se puede llevar a cabo por medio de un tubo conectable, preferiblemente curvado, perforado que abre dentro del tubo de conexión entre dos reactores . La invención está ilustrada a continuación con la ayuda de u n dibujo. En las figuras, números de referencia idénticos denotan características idénticas o correspondientes. En el dibujo: La figura 1 muestra una primera modalidad preferida de un reactor para el proceso de la presente invención en sección longitudinal con flujo a contracorriente transversal de la mezcla de reacción y medio de termotransferencia, con - vista en sección transversal en !a figura 1A, La figura 2 muestra una modalidad preferida de un reactor en sección longitudinal, con flujo a contracorriente transversal de la mezcla de reacción y medio de termotransferencia, sin tubos que estén presentes en el reactor en la región de los pasajes, con vista en sección transversal en la figura 2A.

La figura 3 muestra una modalidad adicional de un reactor de m ultizona, La figura 4 muestra una modalidad que tiene dos reactores conectados en serie, La figura 5 muestra una modalidad que tiene dos reactores colocados de manera compacta con mezcladores estáticos entre los reactores, La figura 6 muestra una modalidad que tiene dos reactores conectados en serie, La figura 7 muestra una modalidad adicional que tiene reactores a través de los cuales fluye la mezcla de reacción desde la parte superior hacia abajo, La figura 8A muestra un orificio de ventilación angulado en la placa de tubo, La figura 8B muestra un orificio de ventilación en la pared del reactor, La figura 9 muestra una conexión de los tubos catalizadores con el enchapado de la placa de tubo y La figura 10 muestra una conexión entre el tubo catalizador y la placa de separación. La figura 1 muestra una primera modalidad de un reactor 1 para el proceso de acuerdo con la invención, en sección longitudinal , con tubos catalizadores 2 dentro de las placas de tubo 3. Ambos extremos del reactor están cerrados desde el exterio r por medio de tapas 4. La mezcla de reacción es alimentada a través de una tapa hacía los tubos catalizadores 2, en tanto que la corriente de producto es retirada a través de la tapa en ei otro extremo del reactor 1 . Los distribuidores de gas para hacer ef flujo de gas más uniforme, por ejemplo en la forma de una placa 29, en particular una placa perforada, están colocados de manera preferible en las tapas.

En el espacio intermedio entre los tubos catalizadores 2 hay placas de deflexión anulares 6 que dejan pasajes circulares 8 l ibres en la parte media del reactor y placas de deflexión en forma de disco 7 que dejan pasajes anulares 9 libres en la pared del reactor. El medio líquido de termotransferencia es introducido por medio de la línea anular externa 10 y las aberturas 1 1 en la pared dentro del espacio intermedio entre los tubos catalizadores 2 y es reti rado desde el reactor por medio de las aberturas 13 en la pared y la línea anular superior 12. Un compensador anular 15 está provisto en la pared cilindrica del reactor. La modalidad adicional mostrada en la figura 2, de igual manera en sección longitudinal, difiere de la modalidad previa en que, en particular, el espacio interior del reactor está libre de tubos catalizadores en la región de los pasajes circulares 8 y los pasajes anulares 9 para el medio de termotransferencia. La modalidad mostrada en sección longitudinal en la figura 3 ilustra un reactor de multizona, por ejemplo de tres zonas, cuyas zonas de reacción individuales están separadas unas de las otras por medio de placas divisoras 16.

La modalidad de ia figura 4 nuestra dos reactores 1 ubicados verticalmente uno sobre ef otro con un mezclador estático 17 en la tubería de conexión entre los dos reactores 1 . Las placas perforadas 22 están provistas en la tapa inferior del reactor superior 1 para hacer más uniforme el flujo de la corriente de oxígeno 02 introducida entre los reactores debajo de la placa perforada 22. La figura 5 muestra una modalidad adicional con, a manera de ejemplo , dos reactores 1 colocados de manera compacta uno sobre el otro, con la tapa inferior del reactor superior 1 y la tapa superior del reactor inferior 1 que han sido eliminadas para ahorrar espacio. La introducción intermedia de oxígeno (02) en la región entre los dos reactores está provista por medio de una medía coraza 23 soldada sobre la circunferencia externa del reactor. Un mezclador estático 17 está ubicado corriente debajo de la introducción intermedia de oxígeno. La modalidad en la figura 6 muestra dos reactores 1 conectados en serie, con introducción intermedia de oxígeno por medio de un tubo conectable perforado 24 que abre dentro de la tu bería de conexión entre los dos reactores, y con mezcladores estáticos 17 en la tubería de conexión entre los dos reactores. La modalidad ilustrada en la figura 7 difiere de la modalidad de la figura 6 en que la mezcla de reacción fluye a través de ambos reactores desde la parte superior hacia abajo y a través del segundo reactor desde la parte inferior hacia arriba.

La vista alargada de la figura 8A muestra un orificio de ventilación angulado 21 en la placa de tubo 3, con media coraza 25 sobre el orificio de ventilación 21 . La vista alargada en la figura 8B muestra una variante adicional de un orificio de ventilación 21 , aquí en la pared externa del reactor. La vista alargada en la figura 9 muestra la conexión de los tubos catalizadores 2 con el enchapado 26 de la placa de tubo 3 en la forma de una soldadura 27. La vista alargada de la figura 10 muestra el estrechamiento del espacio 28 entre un tubo catalizador 2 y la placa de separación 16 al estar laminado el tubo catalizador 2 sobre la placa de separación 1 6 y un orificio de ventilación angulado 21 en la placa de separación 16.

Lista de números de referencia 1 Reactor 2 Tubos catalizadores 3 Placas de tubo 4 Tapas 5 Espacio intermedio entre tubos catalizadores 6 Placas de deflexión an ulares 7 Forma de disco 8 Pasajes circulares 9 Anular 1 0 Línea anular inferior 1 1 Aberturas a través de la pared en la línea anular inferior 12 Línea anular superior 1 3 Aberturas a través de la pared en la línea anular superior 14 Espacio entre tubos catalizadores (2) y placas de deflexión (6 , 7) 1 5 Com pensador 1 6 Placas de separación 1 7 Mezcladores estáticos 1 8 Bomba para medio de termotransferencia 1 9 Enfriador para medio de termotransferencia 21 Orificios de ventilación 22 Placas perforadas 23 Media coraza 24 Tubo conectable 25 Media coraza sobre orificio de ventilación 26 Enchapado 27 Costura soldada 28 Espacio entre tubo catalizador y placa de separación 29 Placa de impacto 02 Introducción intermedia de oxígeno

Claims

REIVI N DICACIONES 1 . Un proceso para preparar cloro a través de oxidación de fase gaseosa de cloruro de hidrógeno por medio de una corriente de gas que comprende oxígeno molecular en presencia de un catalizador de lecho fijo, el cual se lleva a cabo en un reactor (1 ) que tiene un haz de tubos catalizadores paralelos (2) que están alineados en la dirección longitudinal del reactor y están fijados en sus extremos dentro de placas de tubo (3), con una tapa (4) en cada extremo del reactor (1 ) y con una o más placas de deflexión anulares (6) que están colocadas perpendiculares a la dirección longitudinal del reactor en el espacio intermedio (5) entre los tubos catalizadores (2) y dejan pasajes circulares (8) libres en la parte media del reactor y una o más placas de deflexión en forma de disco (7) que dejan espacios anulares (9) libres en el borde del reactor, con una colocación alternada de placas de deflexión anulares (6) y placas en forma de disco (7) con los tubos catalizadores (2) que están cargados con el catalizador de lecho fijo, el cloruro de hidrógeno y la corriente de gas que comprenden oxígeno molecular que es pasado desde un extremo del reactor por medio de una tapa (4) a través de los tubos catalizadores (2) y la mezcla de reacción gaseosa que se retirada desde el extremo opuesto del reactor por medio de la segunda tapa (4) y un medio líquido de termotransferencia que es pasado a través del espacio intermedio (5) alrededor de los tubos catalizadores (2). 2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el medio líquido de termotransferencia es pasado por medio de una línea anular inferior (10) que tiene aberturas (1 1) a través de la pared cilindrica por el espacio intermedio (5) alrededor de los tubos catalizadores (2) y es retirado por medio de las aberturas (13) en la pared cilindrica y una línea anular (12) . 3. U n proceso de conformidad con la reivindicación 1 , llevado a cano en un reactor (1 ) el cual no tiene tubos en la región de los pasajes (8, 9). 4. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivi ndicaciones 1 a 3, caracterizado porque el proceso es llevado a cabo en un reactor (1 ) en el cual todas las placas de deflexión an ulares (6) dejan pasajes circulares (8) que tienen la misma área de sección transversal libre y todas las placas de deflexión en forma de disco (7) que dejan aberturas anulares (9) que tienen la misma área l ibre. 5. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, llevado a cabo en un reactor (1) en el cual el área de cada pasaje (7) es desde 2 hasta 40%, de manera preferible desde 5 hasta 20%, de la sección transversal del reactor. 6. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, llevado a cabo en un reactor que tiene desde 1000 hasta 40000, de manera preferible desde 10000 hasta 30000 , tubos catalizadores (2). 7. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, llevado a cabo en un reactor (1 ) en el cual cada tubo catalizador (2) tiene una longitud desde 1 hasta 10 m, de manera preferible desde 1.5 hasta 8.0 , de manera particu larmente preferible en el rango desde 2.0 hasta 7.0 m. 8. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, llevado a cabo en un reactor (1 ) en el cual cada tubo catalizador (2) tiene un espesor de pared en el rango desde 1 .5 hasta 5.0 mm, en particular desde 2.0 hasta 3.0 mm , y un diámetro interno en el rango desde 10 hasta 70 mm, de manera preferible en el rango desde 15 hasta 30 mm. 9. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, llevado a cabo en un reactor (1 ) cuyos tubos catalizadores (2) están colocados en el espacio interior del reactor (1 ) de tal manera que la relación de separación, es decir la relación de la distancia entre los puntos medios de tubos catalizadores directamente adyacentes (2) hacia el diámetro externo de los tubos catalizadores (2) está en el rango desde 1 .15 hasta 1 .6, de preferencia en el rango desde 1.2 hasta 1 .4, con los tubos catalizadores que están presentes de preferencia en una disposición triangular. 10. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, llevado a cabo en un reactor (1 ) en el cual los espacios (14) desde 0. 1 hasta 0.4 mm, .de preferencia desde 0.1 5 hasta 0.3 mm, están presentes entre los tubos catalizadores (2) y las placas de deflexión (6, 7) con los espacios (14) entre los tu bos catalizadores (2) y las placas de deflexión anulares (6) que se incrementa de manera preferible, en forma particularmente continua desde afuera hacia adentro. 1 1 . Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque las placas de deflexión anulares (6) están fijadas en una manera hermética al líquido hacia la pared interior del reactor. 12. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1 1 , llevado a cabo en un reactor (1) cuyas placas de deflexión (6, 7) tienen un espesor en el rango desde 6 hasta 30 mm , de preferencia desde 10 hasta 20 mm. 1 3. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, llevado a cabo en un reactor (1 ) que tiene uno o más compensadores (15) en su pared externa. 14. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la mezcla de reacción gaseosa y el medio líquido de termotransferencia son pasados a través del reactor (1) en contracorriente transversal o en co-corriente transversal. 1 5. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la región en la cual la mezcla de reacción gaseosa es alimentada es llenada con un material inerte hasta una longitud desde 5 hasta 20%, de preferencia una longitud desde 5 hasta 10%, de la longitud total de los tubos catalizadores (2). 16. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque todos los componentes del reactor (1 ) que entran en contacto con el gas de reacción están hechos de níquel puro o aleación en base a níquel o están enchapados con níquel puro o aleación en base a níquel. 1 7. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque los tubos catalizadores (2) están hechos de níquel puro o aleación en base a níquel y las placas de tubo (3) con níquel puro o una aleación en base a níquel y los tubos catalizadores (2) están soldados a las placas de tubo solamente en el enchapado. 18. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el reactor (1 ) tiene dos o más zonas de reacción que están separadas de una manera principalmente hermética al líquido por medido de placas divisoras (16), en particular mediante laminado de los tubos catalizadores (2) sobre las placas divisoras (16). 19. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que se lleva a cabo en dos o más reactores O ). 20. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1 9, caracterizado porque el diámetro interno de los tubos catalizadores (2) difiere de un reactor (1) a otro, especialmente de manera que los reactores (1) en los cuales ocurren reacciones parciales que están particularmente en riesgo a partir de puntos calientes tienen tubos catalizadores (2) que poseen un diámetro interno menor comparado con los otros reactores (1 ). 21 . Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 19 o 20, caracterizado porque mezcladores estáticos (1 7) son instalados entre los reactores (1). 22. Un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 , caracterizado porque orificios de ventilación (21 ) para el medio de termotransferencía están provistos en la pared externa del reactor y/o en las placas de tubo (3) y/o en las placas divisoras (16). RESU M EN DE LA INVENC IÓ N La invención se refiere a un método para producir cloro a través de la oxidación de cloruro de hidrógeno en una fase gaseosa por medio de un flujo de gas que contiene oxígeno molecular y en presencia de un catalizador de lecho fijo. Dicha invención está caracterizada en que el método de la invención se lleva a cabo en un reactor (1 ) que comprende un haz de tubos de contacto paralelos (2) colocados en una dirección de la longitud del reactor cuyos extremos están fijados a una placa de tubo (3), una cubierta convexa (4) colocada en cada extremo del reactor (1), una o varias hojas de deflexión anulares (6) que están colocadas en una dirección perpendicular con respecto a la dirección de longitud del reactor en un espacio (5) entre los tubos de contacto (2) de tal manera que aberturas de pasaje circulares (8) se forman en la parte media del reactor. Este reactor de la invención comprende también una o varias hojas discoidales de deflexión (7) colocadas de tal manera que pasajes anulares (9) se forman sobre en el borde de las mismas, dichas hojas anulares (6) y discoidales (7) de deflexión que están colocadas de una manera alternada. De acuerdo con dicha invención, los tubos de contacto (2) son llenados con el catalizador de lecho fijo, cloruro de hidrógeno y el flujo de gas que contiene oxígeno molecular son encausados desde un extremo del reactor hacia los tubos de contacto (2) por medio de una de las cubiertas convexas (4), se extrae una mezcla gaseosa de reacción en el nivel del extremo opuesto det rector por medio de la segunda cubierta convexa (4) y un agente intercambiador térmico fluido es encausado hacia el interespacio (5) que abarca los tubos de contacto (2).