MXPA06008048A

MXPA06008048A - Reactor de ensamble de tuberia que comprende una seccion transversal de forma helicoi

Info

Publication number: MXPA06008048A
Authority: MX
Inventors: Hans-Georg Goebbel; Peter Bassler; Joaquim Henrique Teles; Peter Rudolf
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2006-10-19
Also published as: ZA200605926B; DE502005008533D1; KR20060124715A; CN100443154C; MX259401B; WO2005068062A1; ATE448871T1; US20070178029A1; US7833498B2; CN1909959A; DE102004003003A1; KR101118840B1; EP1708804B1; EP1708804A1

Abstract

La invención se refiere a un método y un dispositivo para la producción continua de un compuesto químico en por lo menos un reactor. Por lo menos uno de los reactores es un reactor de ensamble de tubería que comprende una cubierta y por lo menos un tubo (9) interior el cual se acomoda en la cubierta. La invención se caracteriza porque por lo menos uno de los tubos interiores acomodos en elárea donde es rodeado por una cubierta, comprende por lo menos parcialmente una sección transversal no circular y es de forma helicoid

Description

REACTOR DE ENSAMBLE DE TUBERÍA QUE COMPRENDE UNA SECCIÓN TRANSVERSAL DE FORMA HELICOIDAL Descripción La presente invención se refiere a un proceso para la preparación continua de un compuesto químico, donde un reactor de envuelta y tubo especialmente diseñado se utiliza por lo menos para un reactor utilizado para la preparación de este compuesto. La presente invención de igual forma se refiere a un aparato para la preparación continua de un compuesto químico, donde este aparato comprende por lo menos uno de estos reactores de envuelta y tubo especialmente diseñados, y opcionalmente por lo menos un dispositivo de separación. En numerosos procesos químicos en los cuales por lo menos se prepara un compuesto, por lo menos una de las reacciones la cual conduce de por lo menos un material de inicio para este compuesto es exotérmico en naturaleza. Particularmente cuando se llevan a cabo reacciones en una escala de planta piloto o escala industrial, esto resulta en el problema de remover rápida y eficientemente el calor generado durante esta reacción. Un tipo de construcción de reactores químicos la cual se utiliza particularmente para lograr buena remoción de calor es el reactor así llamado de envuelta y tubo. En tal reactor, tubos internos paralelos rectos están presentes en el interior de una envuelta cilindrica y se sueldan en una placa de tubo inferior y una placa de tubo superior. La solución de reacción fluye a través de los tubos internos, donde un producto el cual está presente en la salida de reactor se forma a partir de un material de inicio el cual está presente en la solución de reacción afluente durante el paso de la solución de reacción a través de los tubos. Como regla, un medio de enfriamiento fluye a través de la región exterior delimitada por las placas de tubos, el interior de la envuelta cilindrica y los exteriores de los tubos internos y retira el calor el cual es emitido durante la reacción y se conduce desde los tubos internos a través de las paredes de los tubos internos. El flujo a través de los tubos de los reactores de envuelta y tubo normalmente verticales es en la mayoría de los casos de abajo hacia arriba. Sin embargo, el flujo de arriba hacia abajo también es concebible. El flujo transversal del refrigerante sobre los tubos interiores se ha encontrado que es ideal por el transcurso del tiempo. Los reactores de envuelta y tubo conocidos, esto se logra a cierto grado por la instalación de placas de deflexión. Estas placas de deflexión, que actúan como reflectores, hacen el medio de enfriamiento fluir en una forma escabrosa a través de la región exterior. Una desventaja de esta construcción ampliamente difundida es la distribución no uniforme del flujo. El uso de las placas de deflexión resulta por otro lado en la formación de regiones en las cuales el medio de enfriamiento fluye muy rápido y puede lograrse una muy buena transferencia de calor y por otro lado en la formación de regiones que representan zonas muertas en las cuales el refrigerante fluye sólo muy lentamente, si acaso, y la transferencia de calor es deficiente . Las zonas muertas son desventa osas, debido, entre otras cosas, a las temperaturas que resultan de la remoción insatisfactoria de calor en regiones del reactor individuales pueden tener un efecto adverso sobre la reacción. Además, debe de mencionarse que los picos de temperatura pueden ocurrir, y que estos no son aceptables debido a consideraciones relacionadas con la seguridad. La optimización del comportamiento del flujo podría lograrse por ejemplo, al incrementar el número de placas de deflexión. Sin embargo, esto inevitablemente conduce a un incremento en la caída de presión en el medio de enfriamiento, lo cual tiene un efecto adverso sobre la capacidad de bombeo de las bombas que normalmente se utilizan para hacer el medio de enfriamiento fluir a través de la región exterior. Uno de los objetivos de la presente invención por lo tanto es proporcionar un proceso para la preparación continua de un compuesto químico, el cual no tenga estas desventajas . La presente invención por consiguiente se refiere a un proceso para la preparación continua de un compuesto químico en al menos un reactor, donde por lo menos uno de los reactores es un reactor de envuelta y tubo el cual tiene un tubo exterior como envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos tiene, por lo menos en parte, una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región la cual es rodeada por la envuelta. El término "reactor de envuelta y tubo" como se utiliza en el contexto de la presente invención se refiere a un reactor el cual tiene por lo menos una envuelta de cualquier geometría en cuyo interior por lo menos un tubo interno, de preferencia varios tubos internos, se localizan. El término "tubo que tiene una configuración helicoidal" como se utiliza en el contexto de la presente invención se refiere generalmente un poco a un tubo torcido. Por consiguiente, el término "tubo que tiene una configuración helicoidal" comprende una modalidad de acuerdo con la cual por lo menos un tubo interno que tiene la sección transversal no circular se tuerza alrededor de por lo menos un e e lineal. El término de igual forma comprende una modalidad en la cual por lo menos un eje no es lineal, por lo menos en parte. El término por consiguiente comprende también una modalidad en la cual por lo menos un tubo torcido alrededor de un eje lineal o alrededor de por lo menos el eje parcialmente no lineal se mueve alrededor de por lo menos un eje lineal adicional o por lo menos parcialmente no lineal. La presente invención también comprende modalidades en las cuales por lo menos un tubo interno tiene sección transversal no circular y una configuración helicoidal en toda la región en la cual el tubo se rodea por la envuelta. Comprende modalidades en las cuales por lo menos un tubo interior tiene una sección transversal sencilla o dos o más secciones transversales diferentes. Para los propósitos de la presente invención, el término "dos diferentes secciones transversales" se refiere a secciones transversales que tienen la misma geometría y diferentes áreas o diferentes geometrías y las mismas o diferentes áreas. Si en el contexto de la presente invención, un tubo helicoidalmente formado interno, tiene dos o más secciones transversales que son diferentes entre sí, las transiciones de una región del tubo que tiene una sección transversal a otra región del tubo que tiene una diferente sección transversal puede ser continua y de este modo sin bordes o puede ser descontinúa. Estas transiciones de preferencia se hacen continuas para no producir zonas muertas en el tubo cuando una solución de reacción fluye a través de la misma.

La presente invención también comprende modalidades, donde por lo menos un tubo interno tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en por lo menos una sección rodeada por la envuelta y una sección transversal circular o una sección transversal no circular y una configuración diferente a una configuración helicoidal en por lo menos otra sección. En este caso, la sección transversal no circular en por lo menos una región que no tiene una configuración helicoidal y la sección transversal no circular en por lo menos una región que tiene la configuración helicoidal puede ser idéntica a o diferente entre sí . Además, la presente invención también comprende modalidades en las cuales por lo menos un tubo interno tiene dos o más secciones helicoidales diferentes que tienen una sección transversal no circular. Estas secciones pueden tener una transición continua o descontinúa, de preferencia continua entre las mismas o puede separarse entre sí por al menos una sección que tiene una sección transversal no helicoidal circular o no circular, donde las transiciones son continuas o descontinúas, de preferencia continuas. En el contexto de la presente invención, el término "diferentes secciones helicoidales" , se refiere a secciones que difieren en la longitud del tubo, que tienen una configuración helicoidal en la sección respectiva y/o en la longitud de por lo menos un eje alrededor del cual el tubo se tuerce en la sección respectiva y/o en por lo menos una geometría y/o área de la sección transversal no circular respectiva y/o en el número de vueltas helicoidales y/o en la posición y/o número de ejes alrededor del cual el tubo interno se tuerce en la sección respectiva. Si dos o más tubos internos se localizan dentro de la envuelta, la presente invención comprende modalidades en las cuales por lo menos una sección de por lo menos un tubo tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal . La presente invención por consiguiente comprende una modalidad en la cual todos los tubos internos localizados dentro de la envuelta tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal de por lo menos una sección, donde los tubos internos pueden ser idénticos o diferentes entre sí en este caso. Si los tubos son diferentes entre sí, pueden diferir, por ejemplo, en el número de regiones helicoidales y/o no helicoidalmente formadas que tienen una sección transversal circular o no circular y/o en la longitud del tubo en las regiones helicoidales y/o no helicoidalmente formadas y/o en el número de vueltas helicoidales y en las secciones respectivas y/o la disposición de las secciones helicoidales con relación a la envuelta y/o en las áreas en corte transversal de las regiones helicoidales y/o no helicoidalmente formadas que tienen una sección transversal circular o no circular o en las geometrías en corte transversal de las regiones helicoidales o no helicoidales que tienen una sección transversal no circular y/o en la posición y/o número de ejes alrededor de los cuales el tubo interno se tuerce en la sección helicoidalmente formada respectiva con una sección circular transversal o no circular. La presente invención de igual forma comprende modalidades, donde por lo menos un tubo en al menos una sección tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal y por lo menos un tubo interno no tiene una configuración helicoidal en ninguna parte del mismo o tiene una sección transversal en cada región presente que tiene una configuración helicoidal. De acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención, todos los tubos internos localizados dentro de la envuelta tiene por lo menos una sección la cual es rodeada por la envuelta y tiene una configuración helicoidal y una sección transversal no circular. De más preferencia, todos los tubos internos localizados dentro de la envuelta son esencial y totalmente helicoidales en la región en la cual se rodean por la envuelta y tienen una sección transversal no circular en la región helicoidal. Será mayor preferencia a un tubo interno que tiene una sección transversal no circular que tiene la misma geometría y la misma área en toda la región helicoidal. Esencialmente todas las geometrías adecuadas son posibles para la sección transversal no circular de las regiones helicoidales del tubo. Posibles geometrías en corte transversal se muestran por medio de ejemplo en las figuras 2a a 2g. Particular y preferiblemente están en este contexto las secciones transversales de acuerdo con las figuras 2a a 2c. La presente invención por consiguiente se refiere a un proceso como se describe en lo anterior, donde la sección transversal no circular tiene lados rectos mutuamente opuestos y lados redondos mutuamente opuestos o tiene la forma de un ovalo o la forma de una elipse. En el caso en que la sección transversal tiene lados rectos mutuamente opuestos y lados redondos mutuamente opuestos, como se muestra por medio del ejemplo en la figura 2a, la longitud de los lados rectos o la forma de los lados redondos mutuamente opuestos o el área en corte transversal puede en principio seleccionarse a voluntad y en particular, adaptarse a los requerimientos de la reacción para preparar el compuesto químico. Esta libertad básica en respecto de la configuración precisa de igual forma aplica a todas las geometrías en corte transversal concebibles adicionales y áreas en corte transversal, en particular las geometrías en corte transversal preferidas y las áreas en corte transversal mostradas en las figuras 2b a 2g o en las figuras 2b y 2c. Aunque el número de vueltas helicoidales de los tubos internos en la región la cual es rodeada por la envuelta pueden en principio seleccionarse a voluntad, se da preferencia a modalidades, donde la hélice tiene una sección transversal no circular en la región rodeada por la envuelta de 1 a 2000, de más preferencia de 1 a 1000, de más preferencia de 1 a 750, de más preferencia de 2 a 500, de más preferencia de 5 a 400, de más preferencia de 10 a 300 y en particular de 20 a 250, vueltas completas. La presente invención por consiguiente proporciona un proceso como se describe en lo anterior, donde la hélice tiene de 1 a 2000 vueltas completas en la región rodeada por la envuelta. Como se describe en lo anterior, la densidad de las vueltas puede seguir siendo idéntica o variar según la longitud de los tubos . Particularmente preferidas son las modalidades de acuerdo con las cuales la densidad de las vueltas es esencialmente constante sobre el total de la longitud de la sección o secciones helicoidales en tubo interno. Cuando se utilizan los tubos internos que tienen una configuración helicoidal, una ventaja que tiene que mencionarse, entre otras cosas, es que un tubo torcido es capaz de extenderse o contraerse bajo tensión térmica. Los tubos rectos que se utilizan de acuerdo con la técnica anterior en los reactores de envuelta y tubo para la preparación continúa de un compuesto químico no tienen esta capacidad de funcionar dentro de si mismos y, por ejemplo, de torcerse más o de expandirse más, y por consiguiente se someten a esfuerzo mecánico incrementado y mayor' tensión, respectivamente, comparados con los tubos torcidos utilizados de acuerdo con la invención. El número de tubos internos puede seleccionarse esencialmente a voluntad y por ejemplo, puede adaptarse al tipo de la reacción química, los parámetros de reacción deseados tal como la temperatura y/o presión y/o las conversiones deseadas y/o selectividades. En general, se prefieren modalidades, donde de 1 a 000, de preferencia de 10 a 10 000, de más preferencia de 100 a 8000, de más preferencia de 1000 a 7000 y particularmente de preferencia de 3000 a 6500 o de 3000 a 6000, tubos internos que tienen una sección transversal no circular se localizan en una configuración helicoidal dentro de la envuelta. La presente invención por consiguiente proporciona un proceso como se describe en lo anterior, donde de 1 a 20 000 tubos internos que tienen una sección transversal no circular se localizan en una configuración helicoidal dentro de la envuelta. Para propósitos de la presente invención, se da preferencia particular a modalidades, donde todos los tubos internos tienen la misma configuración. En principio, las áreas de las secciones transversales no circulares de por lo menos un tubo interno que tienen una configuración helicoidal en principio pueden seleccionarse a voluntad, y por ejemplo, adaptarse al tipo de reacción química, los parámetros de reacción deseados tal como la temperatura y/o presión y/o las conversiones deseadas y/o selectividades. En general, las modalidades, donde el área en corte transversal de por lo menos un tubo interno está en el margen de 0.3 a 100 cm2, de preferencia en el margen de 2 a 75 cm2, de más preferencia en el margen de 3 a 50 cm2, de más preferencia en el margen de 4 a 40 cm2 y particularmente de preferencia en el margen de 5 a 35 cm2, se prefieren. El área en corte transversal de tubo interno o tubos esta de más preferencia en el margen de 5.7 a 27 cm2. El término "área en corte transversal" como se utiliza en el contexto de la presente invención quiere decir el área en corte transversal libre de un tubo o de la envuelta, donde el espesor de la pared de este tubo o de esta envuelta no se toma en cuenta. Dependiendo de por ejemplo, el número y el área en corte transversal de por lo menos un tubo interno, se prefieren modalidades, donde el área en corte transversal de la envuelta está en el margen de 0.01 a 115 m2, de preferencia en el margen de 0.02 a 75 m2, de más preferencia en el margen de 0.07 a 60 m2, de más preferencia en el margen de 0.2 a 50 m2 y particularmente de preferencia en el margen de 0.4 a 45 m2. La presente invención por consiguiente proporciona un proceso como se describe en lo anterior, donde el área en corte transversal de por lo menos un tubo interno está en el margen de 0.3 a 100 cm2 y el área en corte transversal de la envuelta está en el margen de 0.01 a 115 m2. La relación del área en corte transversal de la envuelta y la suma de las áreas en corte transversal de los tubos internos de preferencia están en margen de 2.0 a 3.0, de más preferencia de 2.1 a 2.9 y especialmente de preferencia de 2.2 a 2.7. En principio, la longitud de la envuelta puede seleccionarse a voluntad y por ejemplo, se adapta particular y preferiblemente a la longitud de los tubos internos. En general, la envuelta tiene una longitud que permite a todas las regiones helicoidales del tubo o tubos internos rodearse por la envuelta. Muy particularmente de preferencia la envuelta y todos los tubos internos tienen la misma longitud, la cual de preferencia está en el margen de 1 a 25 m, de más preferencia en el margen de 5 a 20 m, de más preferencia en el margen de 6 a 18 m y particularmente de preferencia en el margen de 10 a 14 m. Por lo menos un tubo interno puede acomodarse en principio en cualquier forma deseada en la envuelta. Se da preferencia en las modalidades, de acuerdo con las cuales por lo menos un tubo interno se tuerce alrededor de un eje lineal en la región helicoidal, donde este eje de más preferencia corre en paralelo a la pared lateral de la envuelta. Además de preferencia todos los tubos internos se tuercen alrededor de un eje lineal, donde particularmente de preferencia cada uno de estos ejes lineales corre en paralelo a la pared lateral de la envuelta. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida de la presente invención, la región en la cual por lo menos un tubo interno se rodea por la envuelta tiene una longitud en el margen de 1 a 25 m, de más preferencia en el margen de 5 a 20 m, de más preferencia en el margen de 6 a 18 m y particularmente de preferencia en el margen de 10 a 14 m. De acuerdo con una modalidad preferida adicional de la presente invención, la envuelta cilindrica de preferencia tiene una placa de tubos en la cual por lo menos un tubo interno se suelda en cada una de las caras extremas . Los tubos internos y la envuelta y también las placas de tubos pueden formarse en principio de los mismos o diferentes materiales. Los materiales pueden adaptarse por ejemplo, a las conductividades térmicas deseadas, las reacciones que proceden en los tubos internos y/o la naturaleza química de los medios de calentamiento o enfriamiento. De acuerdo con modalidades particularmente preferidas, los materiales utilizados son por ejemplo, acero sin aleación tal como acero 1.0425 y/o aceros inoxidables tales como acero inoxidable 1.4301, acero inoxidable 1,4306, acero inoxidable 1.4401, acero inoxidable 1.4404, acero inoxidable 1.4541 o acero inoxidable 1.4571. Será preferencia muy particular a utilizar acero inoxidable 1.4541 como material . Por lo menos una abertura en la plata de tubos a través de la cual se alimenta el medio de reacción en por lo menos un tubo interno el principio puede tener cualquier geometría. Por ejemplo, por lo menos esta abertura tiene de preferencia una sección transversal que corresponde a la sección transversal no circular de la región helicoidal del tubo interno. Particularmente de preferencia, por lo menos esta abertura tiene una sección transversal circular. La sección transversal circular puede conectarse directamente por lo menos a una región helicoidal de tubo interno que tiene una sección transversal no circular, donde la transición de la sección transversal circular a la sección transversal no circular es continua, de este modo libre de esquinas y bordes, o discontinua. La transición se forma particularmente de preferencia continuamente. De acuerdo con la presente invención, una modalidad particularmente preferida es, donde la abertura circular conectada a una sección del tubo interno que de igual forma tiene esta sección transversal circular y no tiene una configuración helicoidal . Esta sección de tubo interno es seguida por una transición continua o descontinua, de preferencia continua de la sección transversal circular a la sección transversal no circular de acuerdo con la invención, donde la región helicoidal del tubo interno se conecta directamente a la sección no helicoidal, que tiene una sección transversal circular, o se conecta a una sección no helicoidal, la cual tiene la sección transversal no circular. Los tubos internos antes descritos pueden acomodarse en principio en cualquier forma deseada. Por consiguiente, es posible por ejemplo, para la solución de la reacción fluya a través de los tubos internos verticalmente desde abajo hacia arriba o verticalmente desde arriba hacia abajo. De igual forma es posible que los tubos internos se acomoden no verticalmente, es decir, por ejemplo en forma horizontal. Disposiciones oblicuas de igual forma son posibles, en donde en el caso de esta disposición oblicua, la solución de reacción puede fluir a través de los tubos internos de la parte desde abajo hacia arriba o desde arriba hacia abajo. Modalidades particularmente preferidas, en donde el reactor y de este modo por lo menos un tubo interno se acomoda verticalmente y la solución de reacción fluye a través de por lo menos un tubo desde arriba hacia abajo o desde abajo hacia arriba o en la cual el reactor y de este modo por lo menos un tubo interno se acomoda horizontalmente y la solución de reacción fluye a través de por lo menos un tubo interno de atrás hacia delante o de adelante hacia atrás . De acuerdo con una modalidad preferida, los tubos internos se acomodan verticalmente, donde la solución de reacción fluye de más preferencia a través de los tubos internos desde abajo hacia arriba. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida, por lo menos un medio de enfriamiento o medio de calentamiento fluye a través del espacio de la envuelta, el cual es confinado por los exteriores de tubos internos y el interior de la envuelta y por las placas de tubos. El flujo de este medio a través del espacio de la envuelta puede efectuarse concurrentemente con o en contracorriente a la solución de reacción. Dentro de esta dirección de flujo general, el medio fluye muy particularmente de preferencia contra los tubos internos en una dirección transversal . En los procesos para la preparación continua de un compuesto químico se conocen de la técnica anterior, este flujo transversal se logra esencialmente por la instalación de las placas de deflexión. Estas placas de deflexión por medio de las cuales este flujo transversal puede lograrse a cierto grado, obligan al medio de enfriamiento o al medio de calentamiento a fluir en una forma sinuosa. Esto ya se ha descrito en lo anterior y se muestra por medio del ejemplo en la figura 3. Los tubos internos del reactor que se utilizan de acuerdo con la invención que tiene una sección transversal no circular por lo menos en parte de su longitud y en esta por lo menos una sección tiene una configuración helicoidal hace posible lograr este flujo transversal sin el uso de las placas de deflexión o con un número de placas de deflexión que es mucho menor que en la técnica anterior y de este modo permiten a los componentes adicionales distribuirse con o ampliamente distribuirse con el reactor. Una ventaja importante adicional es que cuando los tubos internos helicoidales de acuerdo con la presente invención se utilizan en lugar de los tubos internos rectos con placas de deflexión adicionales, ya no se presente el flujo no homogéneo. Como resultado, se elimina la ocurrencia inevitable antes descrita de .las zonas muertas. Una consecuencia directa de esta eliminación de las zonas muertas en los reactores de acuerdo con la invención es que, como resultado de la distribución uniforme del flujo en por lo menos un tubo interno, la remoción del calor también se distribuye uniformemente y el calor de la reacción de este modo puede removerse uniformemente del tubo. Los picos de temperatura locales indeseables, conocidos como puntos calientes, por lo tanto pueden evitarse en el proceso de acuerdo con la invención como resultado del uso de los reactores de acuerdo con la invención, comparados con los procesos y reactores de la técnica anterior. Se ha encontrado sorprendentemente que el proceso de acuerdo con la presente invención y el uso de un reactor de acuerdo con la invención permite mejoras de selectividad de la reacción que ocurre en por lo menos un tubo interno para lograrse en comparación con los reactores químicos que tiene tubos rectos y un gran número de placas de deflexión que se conocen de la técnica anterior. Dependiendo de la reacción, son posibles mejoras de selectividad de hasta 10% o de hasta 20%. La presente invención por lo tanto describe también el uso de un reactor como se describe en lo anterior para mejorar la selectividad de la preparación de un compuesto químico. El principio del reactor de acuerdo con la invención para la preparación continua de un compuesto químico se representa en la figura 4. Aunque en un reactor típico, el cual se utiliza, por ejemplo, de acuerdo con la técnica anterior conocida para la epoxidación continua de una olefina, por ejemplo de preferencia la epoxidación del propeno, generalmente es necesario instalar por lo menos 5 placas de deflexión para poder lograr el flujo transversal deseado, de acuerdo con la invención no más de 3 placas de deflexión, de preferencia, por ejemplo, ninguna placa de deflexión o de 1 a 3 placas de deflexión, por ejemplo son necesarias 1 placa de deflexión o dos placas de deflexión o tres placas de deflexión. La presente invención por consiguiente describe un proceso como se describe en lo anterior, donde no más de 3 placas de deflexión, por ejemplo, ninguna placa de deflexión o de 1 a 3 placas de deflexión, están presentes por lo menos en un reactor de envuelta y tubo . Como ya se establece en lo anterior, por lo menos un medio de enfriamiento o por lo menos un medio de calentamiento, dependiendo de si el calor va a removerse o proporcionarse durante el transcurso de la reacción que ocurre en por lo menos un tubo interno, puede fluir a través de la región exterior. En principio, es posible dentro del alcance de la presente invención llevar a cabo una reacción endotérmica en por lo menos un tubo interno y una reacción exotérmica fuera de por lo menos un tubo interno adicional, donde en tal caso, por ejemplo, por lo menos un medio de transferencia de calor fluye a través de la región exterior y transfiere calor desarrollado en por lo menos un tubo interno hacia por lo menos otro tubo interno. La presente invención de igual forma comprende modalidades de proceso continuo, donde una primera reacción endotérmica se lleva a cabo en por lo menos un tubo interno y una segunda reacción endotérmica se lleva a cabo en por lo menos un segundo tubo interno y por lo menos un medio de calentamiento fluye a través de la región exterior. La presente invención de igual forma comprende modalidades del proceso continuo, en donde una primera reacción exotérmica se lleva a cabo en por lo menos un tubo interno y una segunda reacción exotérmica se lleva a cabo en por lo menos un segundo tubo interno y por lo menos un medio de enfriamiento fluye a través de la región exterior . Los medios de enfriamiento posibles son, entre otras cosas : Agua de río, agua salobre y/o agua de mar, que pueden en cada caso por ejemplo, de preferencia tomarse de un río y/o lago y/o mar cerca de la planta química en la cual el reactor de acuerdo con la invención y el proceso de acuerdo con la invención se utiliza y, después de cualquier remoción adecuada necesaria de material suspendido por filtración y/o sedimentación puede utilizarse directamente sin tratamiento adicional para enfriar el reactor. El agua de enfriamiento secundaria la cual de preferencia se transporta por un circuito cerrado particularmente es útil para propósitos de enfriamiento. Esta agua de enfriamiento secundaria generalmente es agua esencialmente desionizada, además de preferencia donde por lo menos un agente anti-incrustación se ha agregado al agua desionizada. De más preferencia esta agua de enfriamiento secundaria circula entre el reactor de acuerdo con la invención y por ejemplo una torre de enfriamiento. Además de preferencia el agua de enfriamiento secundaria por ejemplo es enfriada en forma inversa en por lo menos un termointercambiador de contracorriente por ejemplo, por agua de río, agua salobre y/o agua de mar. Además, es posible dentro del alcance de la presente invención en el caso en que la reacción ocurre en los tubos internos del reactor es una reacción exotérmica para generar vapor de alta presión, por ejemplo vapor bajo una presión de por lo menos 40 bares, por ejemplo en el margen de 40 a 100 bares o de 50 bares a 100 bares o de 60 bares a 100 bares o de 70 bares a 100 bares, en el espacio de la envuelta mediante enfriamiento evaporativo del agua, en forma particular de preferencia agua esencialmente desionizada. En tal caso, se prefiere particularmente en el contexto de la presente invención bombear el agua de enfriamiento en el espacio de la envuelta, de manera que la remoción del calor ocurre como resultado de la vaporización del agua en el espacio de la envuelta.

Para enfriamiento a altas temperaturas tales como temperaturas en el margen de 100 a 300°C, es posible utilizar aceite tal como Malotherm como medio de enfriamiento, o a temperaturas elevadas tales como temperaturas por ejemplo en el margen de 300 a 500°C, una fusión de sales, por ejemplo puede utilizarse una mezcla eutéctica de nitrato de sodio y nitrato de potasio. Como posibles medios de calentamiento son, entre otras cosas, por ejemplo se mencionan: - agua que tiene una temperatura suficientemente elevada; vapor, de preferencia vapor de agua (vapor) bajo una presión en el margen de preferencia 4 a 70 bares o de 4 a 40 bares; - aceites tales como Malotherm, fusiones de sales; aire caliente el cual, por ejemplo, se genera de preferencia por medio de por lo menos un calentador eléctrico o indirectamente por la combustión del gas natural; - gas de combustión. Dentro del alcance de esta modalidad, el reactor de acuerdo con la invención se calienta directamente la descarga de gas de la combustión de uno o más compuestos orgánicos, por ejemplo gas natural. De igual forma es concebible, por ejemplo, quemar por lo menos un subproducto adecuado de un proceso en el cual el reactor de acuerdo con la invención o el proceso de acuerdo con la invención se utiliza y calentar el reactor con la descarga de gas resultante para lograr un proceso integrado en este respecto,- - un gas detonante donde, en este caso, el reactor de acuerdo con la invención se caliente directamente por la descarga de gas de la reacción de hidrógeno y oxígeno. De preferencia el agua de enfriamiento secundario se utiliza como el medio de enfriamiento y el aire caliente como el medio de calentamiento. De acuerdo con una modalidad adicional del proceso de acuerdo con la invención, una solución de reacción fluye a través del espacio de la envuelta y por lo menos un medio de enfriamiento y/o por lo menos un medio de calentamiento fluye a través de por lo menos uno de los tubos internos, de preferencia todos los tubos internos. Por lo menos un medio de enfriamiento podría pasarse a través de parte de los tubos internos y por lo menos un medio de enfriamiento podría pasarse a través de otros tubos internos, si esto es necesario por la reacción seleccionada mientras la solución de reacción pasa a través del espacio de la envuelta. De acuerdo con una modalidad de la presente invención la cual se describe en detalle en lo siguiente, en la cual una olefina se convierte en un epóxido en el reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención, de preferencia una olefina se convierte en un epóxido por la reacción con un hidroperóxido, de más preferencia propeno se convierte en oxido de propileno por la reacción con un hidroperóxido y de preferencia particularmente propeno se convierte en oxid.o de propileno por la reacción con peróxido de hidrógeno, el agua de enfriamiento secundaria se pasa a través del espacio de la envuelta, mientras el agua de enfriamiento tiene una temperatura en la entrada del espacio de la envuelta y en el margen de preferencia de 20 a 70°C, de más preferencia de 25 a 65 °C y particularmente de preferencia de 30 a 60°C. En una modalidad preferida del proceso de acuerdo con la invención, una solución de reacción se pasa en paralelo a través de todos los tubos internos y por lo menos un medio de calentamiento o por lo menos un medio de enfriamiento fluye a través de la región exterior. El reactor de acuerdo con la invención se utiliza muy particularmente de preferencia para llevar a cabo una reacción exotérmica, donde por lo menos un medio de enfriamiento fluye a través de la región exterior. En el contexto de la presente invención, el número de vueltas helicoidales en las regiones de tubos puede adaptarse de más preferencia a la reacción que ocurre en el reactor. Si por ejemplo, ocurren temperaturas más altas en una o más regiones del reactor que en otras regiones del reactor durante el paso del medio de reacción a través de los tubos internos, el número de vueltas helicoidales de los tubos internos puede incrementarse en estas regiones de más alta temperatura para incrementar el torcimiento del tubo para poder lograr mejor remoción del calor de reacción mediante por lo menos un medio de enfriamiento el cual de preferencia fluye a través del espacio de la envuelta. Esto puede ser necesario por ejemplo, si de acuerdo con una, entre otras cosas, la modalidad preferida de la presente invención, la preparación continua del compuesto químico se lleva a cabo en la presencia de un catalizador el cual se instala como un reactor de lecho fijo en por lo menos un tubo interno y el cual esta por ejemplo, en forma de un lecho estructurado. En esta modalidad, por ejemplo, una primera zona de los tubos internos se carga con un lecho de un primer catalizador, que forma el primer componente catalizador. Una segunda zona de los tubos internos se produce subsecuentemente al verter un segundo catalizador el cual es diferente del primero sobre el primer compartimiento para formar el segundo compartimiento. Un tercer compartimiento o compartimientos adicionales pueden agregarse en una forma similar, donde el catalizador utilizado en el tercer compartimiento o compartimiento adicional es uno de los primeros dos catalizadores o es diferente de los primeros dos catalizadores, respectivamente. Este tipo de preparación se referirá para los propósitos de la presente invención como un "lecho estructurado" . De acuerdo con una modalidad adicional dos o más catalizadores que son diferentes entre sí pueden separarse físicamente dentro de los tubos internos al cargar dos o más zonas diferentes del tubo interno con diferentes catalizadores de zeolita, respectivamente, y al separar las diferentes zonas entre sí, por medio de un dispositivo separador mecánico para separar físicamente los diferentes catalizadores de zeolita. Por consiguiente, uno o más dispositivos de separación idénticos o diferentes pueden proporcionarse entre dos zonas. En el caso de tres o más zonas, los dispositivos de separaciones iguales o diferentes pueden proporcionarse para separar las diferentes zonas. Ejemplos para dispositivos de separación mecánicos son placas de tamiz tal como tamiz de hoja metálica o placas de malla y empacado ordenado o empacado tejido como se utiliza, por ejemplo en columnas de destilación que son de acuerdo con una modalidad particularmente preferida de la invención utilizada, en caso de que los catalizadores se utilicen como cuerpos conformados. De este modo, por ejemplo, si los cuerpos de catalizador conformados de una primera geometría se utilizan en una primera zona, los cuerpos de catalizador conformados de una segunda geometría se utilizan en una segunda zona y los cuerpos de catalizador conformados de una tercera geometría se utilizan en una tercera zona, las placas de tamiz que por ejemplo se utilizan de preferencia para separar las zonas pueden diferir en su abertura de malla que pueden adaptarse a la geometría de los moldes respectivos. De igual forma, los materiales de los cuales se forman los dispositivos de separación mecánicos pueden diferir entre sí. Por consiguiente, la presente invención también describe un proceso, como se describe en lo anterior, en donde los catalizadores que son diferentes entre sí se separan físicamente por medio de por lo menos un dispositivo de separación mecánicos. Este lecho estructurado o la separación física descrita de acuerdo con la modalidad preferida adicional tiene, también como se describe en lo siguiente para el ejemplo de los catalizadores específicos, entre otras cosas, en comparación con los procesos convencionales en los cuales se proporciona un reactor con sólo un catalizador sencillo, tiene la ventaja de que la selección específica y de este modo la secuencia de los catalizadores utilizados en varias zonas del reactor permite que se ejerza una influencia positiva en, por ejemplo, la conversión lograda en la reacción. Por ejemplo, en la reacción continua llevada a cabo de acuerdo con la invención, los catalizadores individuales pueden adaptarse al progreso de la reacción. La envuelta en la cual por lo menos un tubo interno se acomoda puede tener en principio cualquier geometría. Por consiguiente, es posible de acuerdo con la presente invención adaptar la envuelta a la geometría de por lo menos un tubo interno. En una modalidad particularmente preferida de la presente invención, por lo menos un medio de enfriamiento o por lo menos un medio de calentamiento, particularmente de preferencia por lo menos un medio de enfriamiento, fluye a través del espacio encerrado por la envuelta, en el cual por lo menos un tubo interno helicoidalmente formado se localiza. En estas modalidades preferidas, la geometría de la envuelta puede seleccionarse de manera que se logra que el medio de enfriamiento deseado fluya al respecto de la velocidad del flujo y/o caudal. Generalmente se da preferencia, de acuerdo con la invención, una modalidad de la cual la envuelta se coloca tan cerca a, por ejemplo, al círculo exterior de los tubos internos que la velocidad de flujo del medio de enfriamiento o el medio de calentamiento esta en el margen que hace posible la transferencia de calor deseada. La envuelta de preferencia tiene una sección transversal que no tiene esquinas y/o bordes en el lado que da por lo menos a un tubo interno. La sección transversal de la envuelta es particularmente de preferencia circular en el lado que da por lo menos a un tubo interno. De acuerdo con una modalidad preferida adicional de la presente invención, el espacio de la envuelta en el cual por lo menos un tubo interno helicoidal se acomoda tiene una geometría cilindrica. La introducción de por lo menos un medio de enfriamiento o por lo menos un medio de calentamiento en la región exterior del reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención puede adaptarse en principio a la dirección de flujo deseada del medio. Sí por ejemplo, de acuerdo con una modalidad preferida, los tubos internos y la envuelta se acomodan verticalmente, en por lo menos un medio, dependiendo de la dirección de flujo deseada, puede alimentase en la región exterior ya sea en la parte superior del reactor o en la parte inferior del reactor y retirarse de la región exterior en la parte inferior del reactor o en la parte superior del reactor. En una modalidad particularmente preferida en la cual los tubos internos y la envuelta se acomodan verticalmente y la solución de reacción se pasa desde abajo hacia arriba a través de los tubos internos, por lo menos un medio de enfriamiento o por lo menos un medio de calentamiento se alimenta en la región exterior en la parte inferior del reactor y se retira de la región exterior en la parte superior del reactor. Esta modalidad preferida se muestra esquemáticamente en la figura 4. Dentro del alcance la presente invención, también es posible, por ejemplo, introducir el medio de enfriamiento o el medio de calentamiento en aproximadamente la parte media del reactor y retirarlo de la parte inferior del reactor y la parte superior del reactor. De acuerdo con una modalidad adicional de acuerdo con la presente invención, el espacio de la envuelta se divide en dos, tres o más zonas. Cuando por ejemplo, el espacio de la envuelta se divide en dos zonas, el espacio de la envuelta puede dividirse en el caso de, por ejemplo, un reactor vertical a la mitad de la altura del reactor o en el caso de, por ejemplo, un reactor horizontal a la mitad de la longitud del reactor, donde otras relaciones de división del espacio de la envuelta también son posibles. En tal reactor de dos zonas, reactor de tres zonas o reactor de muítizonas, un medio de enfriamiento o medio de calentamiento que tiene una temperatura particular en una zona se pasa en contracorriente o en co-corriente a través de la zona. Cada zona además puede operarse utilizando el mismo medio de enfriamiento o de calentamiento o un medio de enfriamiento o calentamiento diferente a la misma temperatura o una temperatura diferente, ya sea en contracorriente o en co-corriente. Por lo menos un medio de enfriamiento y/o por lo menos un medio de calentamiento puede introducirse en por lo menos una zona de espacio de la envuelta mediante cualquier dispositivo adecuado. Por ejemplo, un dispositivo preferido de este tipo es una pestaña formada de un material adecuado el cual es inerte hacia el medio respectivo en las presiones y temperaturas seleccionadas. Este principio de introducir por lo menos un medio de igual forma puede aplicarse a la descarga del medio desde el espacio respectivo dentro de la envuelta. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida de la presente invención, el reactor de acuerdo con la invención se utiliza para reacciones que se llevan a cabo en la presencia de por lo menos un catalizador. Esto en principio puede ser un catalizador homogéneo y/o heterogéneo, donde el catalizador heterogéneo puede aplicarse como un catalizador suspendido y/o catalizador de lecho fijo. En una modalidad particularmente preferida de la presente invención, el reactor de acuerdo con la invención se utiliza para una preparación continua heterogéneamente catalizada, de un compuesto químico, donde por lo menos un catalizador heterogéneo se aplica particularmente de preferencia como un catalizador de lecho fijo. La presente invención por consiguiente describe un proceso como se describe en lo anterior en el cual el compuesto químico se prepara en la presencia de un catalizador, donde el catalizador se instala como un lecho fijo en por lo menos un tubo interno, que tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal . La presente invención de igual forma proporciona un reactor de envuelta y tubo que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado en la envuelta que tiene una sección transversal no circular, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene la sección transversal no circular tiene por lo menos la configuración parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta, donde por lo menos una región de por lo menos uno de los tubos internos contiene por lo menos un catalizador de lecho fijo. Además, la presente invención se refiere a un reactor de envuelta y tubo, donde el reactor de envuelta y tubo contiene no más de 3 placas de deflexión, de preferencia ninguna placa de deflexión o de igual forma de preferencia de 1 a 3 placas de deflexión. El proceso de acuerdo con la invención y el reactor de envuelta y tuvo de acuerdo con la invención ofrecen de este modo la ventaja de que los mismos coeficientes de transferencia de calor pueden lograrse a pesar la ausencia de las placas de deflexión o a pesar de la reducción considerable, comparada con la técnica anterior en el número de placas de deflexión presenten en el reactor. A parte de la omisión antes mencionada de componentes adicionales, como ventaja adicional tiene que señalarse que como resultado del menor número de placas de deflexión, la caída de presión en el espacio de la envuelta puede reducirse por al menos 40-60% comparado con los tubos rectos con por lo menos 5 placas de deflexión, que influencia, entre otras cosas, la capacidad de bombeo y en particular la capacidad del ventilador por medio del cual el medio de enfriamiento o el medio de calentamiento se introducen en el espacio de la envuelta. El tubo interno puede contener en principio por lo menos un catalizador de lecho fijo en cualquier región. La presente invención por consiguiente comprende modalidades, donde el catalizador de lecho fijo está presente en una región no helicoidalmente formada del tubo y/o en una región opcional y helicoidalmente formada del tubo que tiene una sección transversal circular y/o en una región helicoidalmente formada del tubo que tiene una sección transversal no circular. Por lo menos un catalizador de lecho fijo o catalizadores están particularmente de preferencia presentes en por lo menos una región del tubo que tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal . La presente invención por consiguiente también se refiere a un rector de envuelta y tubo como se describe en lo anterior, donde el reactor de envuelta y tubo contiene por lo menos una región helicoidalmente formada del tubo que tiene una sección transversal no circular de por lo menos un catalizador de lecho fijo. Con respecto a las modalidades posibles y preferidas del reactor de envuelta y tubo que contiene por lo menos un catalizador de lecho fijo en respecto al diseño de los tubos internos y la envuelta, puede hacerse referencia, por ejemplo, a las modalidades descritas en el contexto del proceso antes descrito para la preparación continua de un compuesto químico. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida, la presente invención se refiere a un reactor de envuelta y tubo verticalmente acomodado para la preparación continua de un compuesto químico, que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno que tiene una sección transversal no circular localizada dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene la sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeado por la envuelta y donde por lo menos una región de por lo menos uno de los tubos internos contiene por lo menos un catalizador de lecho fijo, donde el reactor tiene por lo menos una entrada para introducción de una solución de reacción y por lo menos una entrada para la introducción de por lo menos un medio de enfriamiento o calentamiento en la parte inferior del reactor y tiene por lo menos una salida para la solución de reacción y por lo menos una salida para por lo menos un medio de enfriamiento y por lo menos un medio de calentamiento en la parte superior del reactor.

Si dos o más soluciones de reacción diferentes se alimenta en el reactor y/o dos o más constituyentes de la solución de reacción se introducen en dos o más corrientes, la presente invención también comprende modalidades del reactor, donde el reactor, de preferencia el reactor verticalmente se acomoda, tiene dos o más entradas para las diversas soluciones de reacción y/o corrientes de los constituyentes de la solución de reacción, de preferencia en la parte inferior del reactor. Si dos o más diferentes medios de enfriamiento o calentamiento se limitan en el reactor, la presente invención comprende también modalidades del reactor, donde el reactor, de preferencia el reactor verticalmente se acomoda, tiene dos o más entradas para los diversos medios de enfriamiento o calentamiento, de preferencia en la parte inferior del reactor. La presente invención por lo tanto también se refiere a un reactor de envuelta y tubo para la preparación continua de un compuesto químico, que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno que tiene una sección transversal no circular localizadas dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos tienen la sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta.

La presente invención de igual forma se refiere a un reactor de envuelta y tubo como se describe en lo anterior, donde la sección transversal no circular tiene ambos lados rectos mutuamente opuesto y lados redondos mutuamente opuestos o tiene la forma de un ovalo o la forma de una elipse. La presente invención también se refiere a un reactor de envuelta y tubo como se define en lo anterior, donde la hélice tiene de 1 a 2000 vueltas completas en la región rodeada por la envuelta. La presente invención también se refiere a un reactor de envuelta y tubo, como se describe en lo anterior, donde de 1 a 20 000 tubos internos que tienen una sección transversal no circular y una configuración helicoidal se localizan dentro de la envuelta. De acuerdo con modalidades más preferidas del reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención, se hace referencia a las modalidades descritas en lo anterior en el contexto del proceso de acuerdo con la invención y se describe lo siguiente. Todas las reacciones posibles pueden llevarse a cabo en el principio en el reactor de acuerdo con la invención o mediante el proceso de acuerdo con la invención.

En particular, el proceso y el reactor de acuerdo con la presente invención son adecuados para las reacciones en las cuales se busca la transferencia de calor altamente eficiente entre una solución de reacción y un medio de enfriamiento o calentamiento . Ejemplos de este gran número de reacciones concebibles son, entre otras cosas, transformaciones catalíticas de compuestos inorgánicos y/u orgánicos. " De preferencia, los compuestos orgánicos se preparan de acuerdo con la invención, donde las reacciones catalizadas, se prefieren particularmente de preferencia heterogéneamente catalizada y de más preferencia reacciones de lechos fijos catalizadas . De acuerdo con modalidades particularmente preferidas, un catalizador de zeolita, de más preferencia al menos un catalizador de zeolita de lecho fijo, se utiliza como por lo menos un catalizador en el proceso de acuerdo con la invención o en una reacción en el reactor de acuerdo con la invención. Las reacciones que pueden llevarse a cabo en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita son, por ejemplo, oxidaciones, la epoxidación de olefinas, por ejemplo la preparación de oxido de propileno a partir de propileno y H202, la hidroxilación de aromáticos, por ejemplo la preparación de hidroquinona a partir de fenol y H202 o cresol de tolueno, la conversión de alcanos a alcoholes, aldehidos y ácidos, reacciones de isomerización, por ejemplo la conversión de epóxidos en aldehidos, y también reacciones adicionales descritas en la literatura, en particular, reacciones que utilicen catalizadores de zeolita, como se describe, por ejemplo en W. Hólderich, "Zeolites: Catalysts for the Synthesis of Organic Compounds", Elsevier, Stud. Surf . Sci. Catal . , 4_9, Amsterdam (1989), pp . 69 a 93, y como se describe en particular para las reacciones de oxidación posibles en B. Notari in Stud. Surf Sci. Catal., 3 _ (1987), pp. 413 a 425. Las zeolitas son, como se conoce, aluminosilicatos cristalinos que tienen estructuras ordenadas de canal y jaula y que contienen microporos que son de preferencia más pequeños de aproximadamente 0.9 nm. La red de tales zeolitas se forma de tetrahedros de Si0 y Al0 que se enlazan mediante puentes de oxígeno compartidos. Una revisión de las estructuras conocidas puede encontrarse, por ejemplo, en .M. Meier, D.H. Olson y Ch. Baerlocher, "Atlas of Zeolita Structure Types", Elsevier, 5a' edición, Amsterdam 2001. Las zeolitas, que no contienen aluminio y en cuya parte de Si (IV) en la retícula de silicato se reemplaza por titanio como Ti (IV) se conocen también. Estas zeolitas de titanio, en particular aquellas que tienen una estructura cristalina del tipo MFI , y posibles formas para prepararlas se describen por ejemplo en EP-A 0 311 983 o EP-A 0 405 978. Aparte del silicio y el titanio, tales materiales pueden comprender además elementos adicionales tales como aluminio, circonio, estaño, hierro, cobalto, níquel, galio, germanio, boro o pequeñas cantidades de fluoro. En los catalizadores de zeolita los cuales de preferencia han sido regenerados por el proceso de acuerdo con la invención, parte o todo el titanio de la zeolita puede reemplazarse por vanadio, circonio, cromo o niobio o una mezcla de dos o más de los mismos. La relación molar del titanio y/o vanadio, circonio, cromo o niobio con la suma del silicio y titanio y/o vanadio y/o circonio y/o cromo y/o niobio generalmente está en el margen de 0.01:1 a 0.1:1. Las zeolitas de titanio, en particular aquellas que tienen una estructura cristalina del tipo MFI , y formas posibles para prepararlas se describen, por ejemplo, en WO 98/55228, EP-A 0 311 983 o EP-A 0 405 978. Se conoce que las zeolitas de titanio que tienen la estructura MFI puede identificarse mediante un patrón de difracción de rayos-X particular y también mediante una banda de vibración reticular en la región infraroja (IR) en aproximadamente 960 cm-1 y después difieren de los titanatos de metal álcali o las fases de Ti02 cristalina y amorfa. Puede hacerse mención específica de las zeolitas que contienen titanio, germanio, telurio, vanadio, cromo, niobio, circonio que tienen una estructura de zeolita pentasil, en particular los tipos que pueden asignarse cristalográficamente por rayos-X a las estructuras de ABW, ACO, AEl, AEL, AEN, AET, AFG, AFI , AFN, AFO, AFR, AFS, AFT, AFX, AFY, AHT, ANA, APC, APD, AST, ATN, ATO, ATS, ATT, ATV, AWO, AWW, BEA, BIK, BOG, BPH, BRE, CAN, CAS, CFI , CGF, CGS , CHA, CHI, CLO, CON, CZP, DAC, DDR, DFO, DFT, DOH, DON, EAB, EDI, EMT, EPI, ERI , ESV, EUO, FAU, FER, GIS, GME, GOO, HEU, IFR, ISV, ITE, JBW, KFI , LAU, LEV, LIO, LOS, LOV, LTA, LTL, LTN, MAZ, MEI, MEL, MEP, MER, MFI , MFS, MON, MOR, MSO, MTF, MTN, MTT, MTW, MWW, NAT, NES, NON, OFF, OSI, PAR, PAU, PHI , RHO, RON, RSN, RTE, RTH, RUT, SAO, SAT, SBE, SBS, SBT, SFF, SGT, SOD, STF, STI, STT, TER, THO, TON, TSC, VET, VFI, VNI , VSV, WIE, WEN, ?UG, ZON y también estructuras mezcladas de dos o más de las estructuras antes mencionadas. Además, las zeolitas que contienen titanio que tienen la estructura ITQ-4, SSZ-24, TTM-1, UTD-1, CIT-1 o CIT-5 también son concebibles para su uso en el proceso de acuerdo con la invención. Las zeolitas que contienen titanio adicional que pueden mencionarse son aquellas que tienen la estructura ZSM-48 o ZSM-12. De acuerdo con modalidades preferidas, se utilizan las zeolitas discutidas en lo anterior, en particular para la epoxidación de las olefinas, de preferencia olefinas que tienen de 2 a 8 átomos de carbono, de más preferencia etileno, propileno o buteno, en particular propeno, para formar los óxidos de olefina correspondientes.

El proceso de acuerdo con la invención y el reactor de acuerdo con la invención son particularmente útiles para la reacción de compuestos orgánicos con hidroperóxidos. Ejemplos que pueden mencionarse son: - la epoxidación antes descrita de olefinas, por ejemplo, la preparación de óxido de propeno a partir de propeno y H202 o de propeno y mezclas que proporcionan H202 in situ; hidroxilaciones tales como la hidroxilación de aromáticos monocíclicos, bicíclicos o policíclicos para formar aromáticos de hidroxi dis-substituidos o más altamente sustituidos, por ejemplo la reacción de fenol y H202 o de fenol y mezclas que proporcionan H202 in situ para dar hidroquinona ; - formación de oximas a partir de cetonas en la presencia de H202 o mezclas que proporcionan H202 in situ y amoniaco (amonoximación) , por ejemplo la preparación de oxima de ciciohexano a partir de ciciohexano; la oxidación de Baeyer-Villiger . El proceso de acuerdo con la invención y el reactor de acuerdo con la invención se utilizan muy particularmente de preferencia para la preparación continúa de un epóxido. Este epóxido se prepara de más preferencia a partir de una olefina en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita.

Por consiguiente, la presente invención por lo tanto también se refiere a un proceso como se describe en lo anterior en el cual una olefina se hace reaccionar con un hidroperóxido en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita para formar un epóxido en el reactor. La presente invención de igual forma proporciona para el uso de un reactor como se describe en lo anterior para hacer reaccionar una olefina con un hidroperóxido en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita para dar un epóxido. Para propósitos de la presente invención, se da preferencia a utilizar zeolitas Ti que tienen una estructura de MFI , una estructura MEL, y una estructura mezclada MFI/MEL o una estructura MWW. Se da preferencia además específicamente a los catalizadores de zeolita que contienen Ti que generalmente se refieren como "TS-1", "TS-2", "TS-3" y también zeolitas Ti que tiene una estructura de montura isomorfa con beta- zeolita. Se da preferencia muy particular a utilizar catalizadores de zeolita de la estructura TS-1 y la estructura Ti-MWW para los propósitos de la presente invención. Ejemplos de olefinas que pueden utilizarse de acuerdo con la invención son, entre otras cosas: eteno, propeno, 1-buteno, 2 -buteno, isobuteno, butadieno, pentenos, piperileno, hexenos, hexadienos, heptenos, octenos, diisobuteno, trimetilpenteno, nonenos, dodeceno, trideceno, tetracoseno a eicoseno, tripropeno y tetrapropeno, polibutadienos, poliisobutenos, isopropenos, terpenos, geraniol, linalool, acetato de linalilo, metilenciclopropano, ciclopenteno, ciclohexeno, norborneno, ciclohepteno, vinilciclohexano, viniloxirano, vinilciclohexeno, estirano, cicloocteno, ciclooctadieno, vinilnorborneno, indeno, tetrahidroindeno, metilestireno, diciclopentadieno, divinilbenzeno, ciclododeceno, ciclododecatrieno, estilbeno, difenilbutadieno, vitamina A, beta-caroteno, fluoruro de vinilideno, haluros de alilo, cloruro de crotilo, cloruro de metalilo, diclorobuteno, alcohol alilo, alcohol metalílico, butenoles, butendioles, ciclopentendioles , pentenoles, octadienoles, tridecenoles, esteroides no saturados, etoxieteno, isoeugenol, anetol, ácidos carboxílicos no saturados tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido maleico, ácido vinilacético, ácidos grasos no saturados tales como ácido oleico, ácido linoleico, ácido palmítico, grasas y aceites que se presentan naturalmente. En los procesos de acuerdo con la invención, se da preferencia a utilizar alquenos que contienen de 2 a 8 átomos de carbono. Se da preferencia particular a hacer reaccionar eteno, propeno y buteno. Se da preferencia muy particular a hacer reaccionar propeno.

La presente invención por consiguiente describe un proceso como se describe en lo anterior en el cual propeno se hace reaccionar con un hidroperóxido en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita que tiene una estructura TS-1 y/o una estructura Ti-MWW para formar el óxido de propileno en el reactor. La presente invención de igual forma describe el uso de un reactor como se describe en lo anterior para hacer reaccionar propeno con un hidroperóxido en la presencia de un catalizador de zeolita que tiene una estructura de TS-1 y/o una estructura de Ti-MWW para dar óxido de propileno. En el contexto de la presente invención, el término "hidroperóxido" se refiere a un compuesto de la formula general ROOH. Ejemplos de hidroperóxidos que pueden utilizarse de acuerdo con la invención son, entre otras cosas, hidroperóxido de ter-butilo, hidroperóxido de etilbenzeno, hidroperóxido de ter-amilo, hidroperóxido de eumeno, hidroperóxido de ciciohexilo, hidroperóxido de metilciclohexilo, hidroperóxído de tetrahidronaftaleno, hidroperóxido de isobutilbenzeno, hidroperóxido de etilnaftaleno, perácidos tales como ácido peracético y peróxido de hidrógeno. Mezclas de dos o más hidroperóxidos también pueden utilizarse de acuerdo con la invención. Para los propósitos de la presente invención, se da preferencia a utilizar peróxido de hidrógeno como hidroperóxido, de más preferencia una solución de peróxido de hidrógeno acuosa. Para preparar el peróxido de hidrógeno el cual se utiliza de preferencia, es posible emplear, por ejemplo, el proceso de antraquinona por medio del cual virtualmente toda la producción mundial de peróxido de hidrógeno se produce. Una revisión del proceso de antraquinona se da en "Ullmann' s Encyclopedia of Industrial Chemistry" , 5a edición, volumen 13, páginas 447 a 456. Es de igual forma concebible obtener peróxido de hidrógeno a convertir ácido sulfúrico en ácido peroxodisulfúrico mediante la oxidación anódica con evolución simultánea de hidrógeno en el cátodo. La hidrólisis del ácido peroxodisulfúrico entonces conduce mediante el ácido peroxomonosulfúrico al peróxido de hidrógeno y el ácido sulfúrico que de este modo se obtiene nuevamente. Desde luego, la preparación de peróxido de hidrógeno a partir de los elementos también es posible. Antes de que se utilice el peróxido de hidrógeno en el proceso de acuerdo con la invención, es posible liberar, por ejemplo, una solución de peróxido de hidrógeno comercialmente disponible de iones indeseables . Los métodos concebibles son, entre otras cosas, aquellos descritos, por ejemplo, en WO 98/54086, DE-A 42 22 109 o WO 92/06918. De igual forma es posible remover por lo menos una sal presente en la solución de peróxido de hidrógeno de la solución de peróxido de hidrógeno por medio de un intercambio de iones en un aparato que contiene por lo menos un lecho intercambiador de iones nonacídico que tiene un área F en el corte transversal de flujo y una altura H que son tales que la altura H del lecho intercambiador de iones es menor que o igual a 2.5 •F1/2, en particular menor que o igual a 1.5 • F1/2. Para propósitos de la presente invención, es posible en principio utilizar todos los lechos intercambiadores de iones no acídicos que comprenden intercambiadores de cationes y/o intercambiadores de aniones. También es posible que los intercambiadores de cationes y aniones se utilicen como lechos mezclados dentro de un lecho intercambiador de iones. En una modalidad preferida de la presente invención, solamente un tipo de intercambiadores de iones no acídicos se utiliza. Se da preferencia adicional al uso de intercambios de iones básico particularmente de preferencia aquel de un intereambiador de aniones básico y de más preferencia particularmente aquel de un intercambiador de aniones débilmente básico. El proceso de acuerdo con la invención particularmente se lleva a cabo de preferencia en la presencia de por lo menos un solvente. Solventes particularmente preferidos son, por ejemplo, agua ; - alcoholes, de preferencia alcoholes que tienen menos de 6 átomos de carbono, de más preferencia metanol, etanol, propanoles, butanoles, pentanoles; dioles o polioles, de preferencia aquellos que tienen menos de 6 átomos de carbono; - éteres tales como éter dietílico, tetrahidrofurano, dioxano, 1 , 2-dietoxietano, 2-metoxietanol ; esteres tales como acetato de metilo o butirolactona,- amidas tales como dimetílformamída, dimetilacetamida, N-metil-pirrolidona; cetonas tales como acetonas; nitrilos tales como acetonitrilo; o mezclas de dos o más de los compuestos mencionados, por ejemplo una mezcla de por lo menos dos alcoholes, por ejemplo, metanol y etanol, o una mezcla de por lo menos un alcohol y agua, por ejemplo, metanol y agua o etanol y agua, o metanol, etanol y agua, o por ejemplo, una mezcla de acetonitrilo y agua. Se da preferencia muy particular a utilizar metanol o agua o una mezcla de agua y metanol como solvente en el proceso de acuerdo con la invención. En una modalidad especialmente preferida, estos solventes se utilizan en combinación con un catalizador de zeolita que tiene la estructura TS-1. De acuerdo con una modalidad de igual forma muy particularmente preferida del proceso de acuerdo con la invención, acetonitrilo o agua o una mezcla de acetonitrilo y agua se utiliza como solvente. En una modalidad especialmente preferida, este solvente se utiliza en combinación con un catalizador de zeolita que tiene la estructura Ti-MWW. La presente invención por consiguiente describe un proceso como se describe en lo anterior en donde el propeno se hace reaccionar con peróxido de hidrógeno en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita que tiene una estructura TS-1 y metanol o agua o una mezcla de agua y metanol como solvente o un catalizador de zeolita que tiene la estructura Ti-MWW y acetonitrilo o agua o una mezcla de agua y acetonitrilo como solvente para formar óxido de propileno en el reactor. La presente invención de igual forma describe el uso de un reactor como se describe en lo anterior para la reacción de propeno con peróxido de hidrógeno en la presencia de un catalizador de zeolita que tiene la estructura TS-1 y metanol o agua o una mezcla de agua y metanol como solvente o un catalizador de zeolita que tiene la estructura Ti-MWW y acetonitrilo o agua o una mezcla de acetonitrilo y agua como solvente para dar el oxido de propileno. En una modalidad adicional del proceso de acuerdo con la invención, el catalizador de lecho fijo, de más preferencia el catalizador de zeolita de lecho fijo y en particular el catalizador de zeolita de titanio de lecho fijo, el cual de preferencia está presente en el reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención se regenera después de su uso por un proceso en el cual la regeneración se efectúa mediante combustión objetivo de los depósitos responsables para la desactivación. Esto se lleva a cabo de preferencia en una atmósfera de gas inerte que contiene cantidades precisamente definidas de sustancias que suministran oxígeno. Tal proceso de regeneración se describe, entre otras cosas, en WO 98/55228 y DE 197 23 949 Al. En el contexto del proceso de acuerdo con la invención, el catalizador particularmente permanece de preferencia en el reactor durante la regeneración. Después de la regeneración, la actividad y /o selectividad del catalizador se incrementan comparándose con la condición inmediatamente antes de la regeneración. El catalizador de preferencia despliega su actividad original y/o su selectividad original después de la regeneración. El catalizador de zeolita preferido de acuerdo con la presente invención el cual va a regenerarse se caliente a una temperatura en el margen de 250°C a 800°C, de preferencia de 400°C a 550°C y en particular de 450°C a 500°C, en una atmósfera que contiene de 0.1 aproximadamente 20 partes por volumen de sustancias que suministran oxígeno, particularmente de preferencia de 0.1 a 9 partes por volumen de oxígeno y muy particularmente de preferencia de 0.1 a 6 partes por volumen de oxígeno, ya sea en el reactor de envuelta y tubo o en un horno externo, de preferencia en el reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención. El calentamiento se lleva a cabo de preferencia a una velocidad de calentamiento de 0.1°C/min a 20°C/min, de preferencia de 0.2°C/min a 15°C/min y en particular de 0.3°C/min a 10°C/min. El catalizador de preferencia se regenera en el reactor de envuelta y tubo. Durante esta fase de calentamiento, el catalizador se calienta a una temperatura en la cual los depósitos normalmente orgánicos presentes en el mismo comienzan a descomponerse, mientras al mismo tiempo la temperatura es regulada mediante el contenido de oxígeno y de este modo no incrementa al grado que el daño a la estructura de catalizador y/o al reactor ocurre. El lento incremento en la temperatura o la residencia a una baja temperatura como resultado de establecer el contenido de oxígeno apropiado y la potencia de calentamiento apropiada es una etapa esencial para evitar sobrecalentamiento local del catalizador a altas cargas orgánicas en el catalizador que va a regenerarse. Si la temperatura de la corriente de la descarga de gas en la salida del reactor cae a pesar de las cantidades en incremento de las sustancias que suministran el oxígeno en la corriente de gas, la combustión de los depósitos orgánicos esta completa. La duración del tratamiento generalmente es de 1 a 30 horas, de preferencia de aproximadamente 2 a aproximadamente 20 horas y en particular de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 horas. El enfriamiento subsecuente del catalizador regenerado de preferencia no se lleva a cabo tan rápidamente, puesto que la resistencia de otra forma mecánica del catalizador y/o el reactor puede afectarse adversamente. El enfriamiento se lleva a cabo utilizando una rampa de temperatura similar a aquella empleada para el calentamiento. Puede ser necesario elevar el catalizador con agua y/o diluir ácidos tales como ácido clorhídrico después de que se ha regenerado por la calcinación como se describe en lo anterior para poder remover cualesquier componentes inorgánicos restantes presentes en el catalizador como resultado de la contaminación de los materiales de inicio, secado repetido y/o calcinación repetida del catalizador, de preferencia en el reactor de envuelta y tubo, puede llevarse a cabo subsecuentemente. En otra modalidad del proceso de acuerdo con la invención, el catalizador por lo menos parcialmente desactivado se lava con un solvente en el reactor de envuelta y tubo o en un reactor externo, de preferencia en el reactor de envuelta y tubo, para remover el producto adherido de utilidad antes del calentamiento para el procedimiento de regeneración. El lavado se lleva a cabo de tal forma que los productos de utilidad adheridos al catalizador pueden removerse del mismo pero la temperatura y la presión no son tan elevadas que los depósitos en su mayoría orgánicos se remueven de igual forma. El catalizador se enjuaga de preferencia solamente con un solvente adecuado. De este modo, todos los solventes en los cuales el producto de reacción respectivo se disuelve rápidamente son adecuados para este proceso de lavado. La cantidad de solvente utilizada en la duración del proceso de lavado no es crítica. El proceso de lavado puede repetirse varias veces y puede llevarse a cabo a temperatura elevada. Cuando C02 se utiliza como solvente, se prefiere la presión supercrítica, pero de otra forma el proceso de lavado puede llevarse a cabo bajo presión atmosférica o presión super-atmosférica o presión supercrítica. Después de que esta completo el proceso de lavado, generalmente el catalizador se seca. Aunque la forma en la cual el secado se lleva a cabo generalmente no es crítica, la temperatura de secado no debe de estar alejada del punto de ebullición del solvente utilizado para lavar para poder evitar vaporización repentina del solvente en los poros, en particular los microporos, puesto que esto, también puede conducir a daño al catalizador. El proceso de acuerdo con la invención puede llevarse a cabo en una o más etapas, con un compuesto químico siendo preparado continuamente en por lo menos un reactor de envuelta y tubo que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, con por lo menos parte de por lo menos uno de los tubos internos teniendo una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta, en por lo menos una etapa de proceso. El compuesto preparado continuamente de acuerdo con la invención puede ser el producto final del proceso o un intermedio en el proceso el cual se procesa además ya sea inmediatamente o después . Si el proceso de acuerdo con la invención se lleva a cabo en una etapa, la presente invención comprende modalidades en las cuales uno o más de los reactores antes descritos se utilizan. Si dos o más de los reactores se utilizan, es posible, por ejemplo, que por lo menos dos de esos reactores se conecten en paralelo. Particularmente en el caso de la preparación preferida de un epóxido, particularmente de preferencia el óxido de propileno, la reacción de una olefina, particularmente de preferencia de propeno, puede llevarse a cabo en una o más etapas'. Si este proceso preferido se lleva a cabo en una sola etapa, la reacción en el reactor o reactores de la etapa de reacción se permite de preferencia por al menos una etapa de separación en la, cual por lo menos un producto deseado se separa de la solución de reacción que se descarga del reactor. Tales productos deseados son, en el caso de la preparación preferida de un epóxido, por ejemplo el epóxido, la olefina no reaccionada, y por lo menos un solvente o por lo menos un sub-producto formado durante la reacción. De acuerdo con modalidades más preferidas del proceso de acuerdo con la invención, por lo menos uno de los productos deseados que se ha separado, por ejemplo por lo menos un solvente y/u olefina no reaccionada, se recircula a la etapa de reacción. Si por ejemplo, un catalizador homogéneo o un catalizador suspendido heterogéneo se utiliza en la etapa de reacción, la presente invención comprende modalidades en las cuales el catalizador se separa de la solución de reacción la cual se descarga del reactor, si es necesario, se regenera en una forma adecuada y se recircula a la etapa de reacción. La presente invención por lo tanto también se refiere a un aparato para la preparación continua de un compuesto químico, que comprende por lo menos un reactor y por lo menos un dispositivo de separación en donde por lo menos uno de los reactores es un reactor de envuelta y tubo que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno que tiene una sección transversal no circular localizada dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene una sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta. Un ejemplo de un dispositivo de separación preferido es, entre otras cosas, por lo menos una columna de destilación. Las columnas de destilación preferidas son, por ejemplo, columnas de pared de división en las cuales, dependiendo de la naturaleza química de los constituyentes de la solución de reacción que deja el reactor en el cual se lleva a cabo la reacción, constituyentes de la solución de reacción se separan en la parte inferior, mediante por lo menos un tubo de descarga lateral y/o en la parte superior. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida del proceso de acuerdo con la invención, una olefina, de preferencia propeno, se hace reaccionar con un hidroperóxido, de preferencia peróxido de hidrógeno, en la etapa de reacción para dar una mezcla (MO) . En esta etapa de reacción, se da preferencia muy particular a utilizar un catalizador de zeolita de lecho fijo de la estructura TS-1 y también se da preferencia a utilizar metanol como solvente. En el aparato de acuerdo con la invención que comprende el reactor de acuerdo con la invención y el dispositivo de separación, la olefina no reaccionada, de preferencia propeno, se separa de esta mezcla (MO)que comprende epóxido, de preferencia óxido de propileno, olefina no reaccionada, de preferencia propeno y metanol.

La presente invención por lo tanto también proporciona un proceso como se describe en lo anterior que comprende las etapas (i) e (ii) : (i) reacción continua de una olefina con un hidroperóxido para dar una mezcla (MO) que comprende epóxido y olefina no reaccionada; (ii) separación de la olefina no reaccionada de la mezcla (MO) para dar una mezcla (Ml) que comprende epóxido, donde la etapa (i) se lleva a cabo utilizando por lo menos un reactor de envuelta y tubo que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos parte de uno de los tubos internos tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta. De acuerdo con una modalidad preferida, la mezcla (MO) además comprende hidroperóxido no reaccionado. En una modalidad más preferida, el epóxido también se separa de la mezcla (MO) . Como se describe en lo anterior, la olefina no reaccionada a la cual se ha separado en la etapa (ii) de acuerdo con la invención, puede recircularse la etapa (i) . En una modalidad más preferida del proceso de acuerdo con la invención, la etapa (ii) de separación es seguida por al menos de una segunda etapa (iii) de reacción en la cual la olefina no reaccionada se alimenta la cual se ha separado en la etapa (ii) . La presente invención por consiguiente describe un proceso como se describe en lo anterior que comprende las etapas (i) a (iii) (i) reacción de la olefina con hidroperóxido para dar una mezcla que comprende epóxido y olefina no reaccionada, (ii) separación de la olefina no reaccionada de la mezcla que resulta de la etapa (i) , (iii) reacción de la olefina que se ha separado en la etapa (ii) con hidroperóxido, donde la reacción de la olefina con por lo menos una de las etapas (i) e (iii) se lleva a cabo utilizando por lo menos un reactor de envuelta y tubo que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos parte de por lo menos uno de los tubos internos tiene la sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida, la olefina que se ha separado en primer lugar se trabaja después de la separación y se hace reaccionar subsecuentemente en (iii) . De acuerdo con otra modalidad preferida, la olefina exclusivamente reciente u olefina reciente además de la olefina que se ha separado se hace reaccionar en (iii) . De acuerdo con otra modalidad preferida, el hidroperóxido que no se ha hecho reaccionar en (i) se utiliza como el hidroperóxido en (iii) . La olefina utilizada es particularmente de preferencia propeno y, además, el hidroperóxido utilizado es particularmente de preferencia peróxido de hidrógeno. Los reactores utilizados en las etapas (i) e (iii) son reactores de preferencia de lecho fijo, es decir, se proporciona para utilizar catalizador de silicato de titanio A de la estructura Ti-TSl I se utiliza particularmente de preferencia como catalizador en estos reactores de lecho fijo. En una modalidad de igual forma preferida, un catalizador de zeolita de la estructura Ti-MWW se utiliza como catalizador. La presente invención por consiguiente describe un proceso como se describe en lo anterior que comprende las etapas (i) a (iii) (i) la reacción de la olefina con hidroperóxido en la presencia de un catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio de la estructura Ti-TSl y/o Ti-MWW para dar una mezcla que comprende epóxido y olefina no reaccionada y de preferencia hidroperóxido no reaccionado. (ii) separación de la olefina no reaccionada y de preferencia el epóxido de la mezcla que resulta de la etapa (i) , (iii) reacción de la olefina que se ha separado en la etapa (ii) y de preferencia trabajada y/o de la olefina reciente con hidroperóxido, de preferencia con hidroperóxido que no se ha hecho reaccionar en (i) , en la presencia de un catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio de la estructura Ti-TSl y/o Ti-MWW, donde por lo menos una de las tapas (i) e (iii) en por lo menos un reactor de envuelta y tubo se emplea para la reacción de la olefina, donde por lo menos un reactor de envuelta y tubo comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos parte de por lo menos uno de los tubos internos tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta. De acuerdo con una modalidad más preferida, la presente invención describe un proceso como se describe en lo anterior que comprende las etapas (i) a (iii) y adicionalmente que comprende la etapa (iv) (i) la reacción de la olefina con hidroperóxido en la presencia de un catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio de la estructura Ti-TSl y/o Ti-MWW para proporcionar una mezcla que comprende epóxido y olefina no reaccionada, (ii) separación de la olefina no reaccionada de la mezcla que resulta de la etapa (i) , (iii) reacción de la olefina que se ha separado en la etapa (ii) y de preferencia trabajada y/o de la olefina reciente con hidroperóxido, de preferencia con hidroperóxido que no se ha hecho reaccionar en (i) , en la presencia de un catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio de la estructura Ti-TSl y/o Ti-MWW, (iv) regeneración del catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio de la estructura Ti-TSl y/o Ti-MWW utilizado en la etapa (i) y/o la etapa (iii) , donde por lo menos una de las etapas (i) e (iii) , de preferencia la etapa (i) por lo menos un reactor de envuelta y tubo se emplea para la reacción de la olefina, donde por lo menos un reactor de envuelta y tubo contiene un catalizador de lecho fijo de zeolita de titanio de la estructura Ti-TSl y/o Ti-MWW y comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos parte del por lo menos uno de los tubos internos tiene una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta, donde el catalizador de lecho fijo se regenera en por lo menos un reactor de envuelta y tubo. De acuerdo con una modalidad preferida, el proceso continúo de acuerdo con la invención no se interrumpe durante la regeneración del catalizador, lo cual conduce a una producción de proceso incrementada . De acuerdo con la invención, esto se logra mediante el uso de por lo menos dos reactores que se conectan en paralelo y que pueden operarse alternativamente. Por lo menos dos reactores conectados en paralelo son reactores particularmente y de preferencia de envuelta y tubo de acuerdo con la invención. En el proceso de acuerdo con la invención, se da preferencia particular por lo menos a dos, de más preferencia por lo menos tres y particularmente de preferencia tres o cuatro, reactores de envuelta y tubo de acuerdo con la invención que se conectan en paralelo. Para regenerar el catalizador, es posible desconectar por lo menos uno de los reactores conectados en paralelo de la etapa de reacción respectiva y regenerar el catalizador presente en este reactor, donde por lo menos un reactor esta siempre disponible para reacción del material de inicio o materiales de inicio en cada etapa durante el transcurso del proceso continuo. Por consiguiente, la presente invención por lo tanto describe también un ensamble para por lo menos dos, de preferencia tres o cuatro reactores de envuelta y tubo de acuerdo con la invención conectados en paralelo, comprendiendo cada uno una envuelta y por lo menos un' tubo interno que tiene una sección transversal no circular localizada dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene la sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeado por la envuelta y por lo menos una región de por lo menos uno de los tubos internos contiene por lo menos un catalizador de lecho fijo. La presente invención de igual forma describe un aparato como se describe en lo anterior para la preparación continua de un compuesto químico, que comprende por lo menos dos, de preferencia tres o cuatro reactores conectados en paralelo y por lo menos un dispositivo de separación, donde los reactores conectados en paralelo son reactores de envuelta y tubo que comprenden una envuelta y por lo menos un tubo interno que tiene una sección transversal no circular localizada dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene la sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeado por la envuelta. En la regeneración antes descrita del catalizador de lecho fijo en un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención, por lo menos un medio de calentamiento, de acuerdo con una modalidad preferida del proceso de acuerdo con la invención, se pasa a través del espacio de la envuelta para poder calentar el reactor. Se da preferencia particular por ejemplo, al aire caliente que tiene una temperatura en el margen de preferencia de 50 a 550 °C como medio de calentamiento . Por consiguiente, la presente invención también describe un proceso como se describe en lo anterior, donde por lo menos un medio de enfriamiento fluye a través del espacio de la envuelta y por lo menos uno de los reactores de envuelta y tubo de acuerdo con la presente invención utilizado en por lo menos una etapa de proceso mientras el proceso preparativo se lleva a cabo en el reactor y por lo menos un medio de calentamiento que fluya a través del mismo cuando se lleva a cabo la regeneración de catalizador en el reactor. De acuerdo con la invención, por lo menos un reactor de acuerdo con la invención puede utilizarse en la etapa (i) o en la etapa (iii) o en ambas etapas (i) e (iii) . Si el reactor de acuerdo con la invención no se utiliza en una de las etapas (i) e (iii) , es posible utilizar, por ejemplo, por lo menos un reactor de tubo o por lo menos un reactor de envuelta y tubo o por lo menos un recipiente de agitado o por lo menos una cascada de recipientes de agitado o por lo menos un reactor de árbol, como se conocen a partir de la técnica anterior, en esta etapa. Si un reactor conocido de la técnica anterior se utiliza en una de las etapas (i) e (iii) , esto puede configurarse como un reactor de lecho fijo o un reactor de suspensión. De preferencia, un reactor de lecho fijo y de preferencia además un reactor de árbol de lecho fijo se utiliza. Si por lo menos uno de los reactores de acuerdo con la invención se utiliza en ambas etapas, respectivamente, por lo menos un reactor utilizado en la etapa (i) puede ser idéntico o diferente de por lo menos un reactor utilizado en la etapa (iii) . Las diferencias por ejemplo, pueden ser cualesquier diferencias descritas en lo anterior en respecto a la configuración, número y/o disposición de los tubos internos y/o de la envuelta de estos reactores. Además, el reactor de acuerdo con la invención utilizado en la etapa (i) o (iii) puede operarse isotérmicamente y el reactor de acuerdo con la invención utilizado en la etapa (iii) o (i) puede operarse adiabáticamente. En el proceso de acuerdo con la invención, se da preferencia particular a utilizar por lo menos uno, de preferencia por lo menos dos y de más preferencia tres o cuatro, reactores de envuelta y tubo de acuerdo con la invención en la etapa (i) y por lo menos un reactor de árbol en la etapa (iii) . Se da preferencia adicional por lo menos a un reactor en la etapa (i) que se opera isotérmicamente y por lo menos un reactor en la etapa (iii) que se opera adiabáticamente . La presente invención por consiguiente describe un aparato para la preparación continua de un compuesto químico que comprende por lo menos uno, de preferencia dos y particularmente de preferencia por lo menos tres o cuatro reactores de envuelta y tubo que se conectan en paralelo que comprende cada uno una envuelta y por lo menos un tubo interno que tiene una sección transversal no circular localizada dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene la sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeada por la envuelta, además comprende una columna de destilación localizada corriente abajo de por lo menos un reactor de envuelta y tubo y por lo menos un reactor de árbol localizado corriente abajo de la columna de destilación. De acuerdo con una modalidad particularmente preferida del proceso de acuerdo con la invención, por lo menos un reactor de envuelta y tubo isotérmico de acuerdo con la invención se utiliza en la etapa (i) y por lo menos un reactor de árbol adiabático se utiliza en la etapa (iii) . El proceso de dos etapas antes descrito de acuerdo con la invención con la etapa de separación para la preparación continua del óxido de propileno a partir de propeno se lleva a cabo particularmente de preferencia utilizando peróxido de hidrógeno como hidroperóxido, metanol como solvente y un catalizador de silicato de titanio como catalizador de lecho fijo. En la etapa (i) , este proceso se lleva a cabo de preferencia a temperaturas en el margen de 20 a 80°C, de más preferencia en el margen de 25 a 70°C y particularmente de preferencia en el margen de 30 a 60°C. La presión seleccionada de preferencia esta en el margen de 10 a 30 bares, de más preferencia en el margen de 15 a 28 bares y particularmente de preferencia en el margen de 18 a 25 bares. El reactor utilizado es un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención que de preferencia tiene una longitud en el margen de 5 a 20 m, de más preferencia en el margen de 6 a 18 m y particularmente de preferencia en el margen de 10 a 14 m. El número de tubos internos del reactor de preferencia está en el margen de 10 a 10 000, de más preferencia en el margen de 100 a 7500 y particularmente de preferencia en el margen de 3000 a 6500 o de 3000 a 6000. El área en corte transversal de los tubos internos de preferencia está en el margen de 0.3 a 100 cm2, de más preferencia en el margen de 3 a 50 cm2 y particularmente de preferencia en el margen de 5.7 a 27 cm2. La selectividad de esta reacción en la etapa (i) en respecto al hidroperóxido de preferencia está en el margen de 80 a 99%, de más preferencia en el margen de 90 a 98% y particularmente de preferencia en el margen de 92 a 97%.

En la etapa (iii) , el proceso se lleva a cabo de preferencia a temperaturas en el margen de 15 a 80°C, de más preferencia en el margen de 20 a 70°C y particularmente de preferencia en el margen de 25 a 60°C. La presión seleccionada de preferencia está en el margen de 5 a 30 bares, de más preferencia en el margen de 6 a 20 bares y particularmente de preferencia en el margen de 8 a 15 bares. El reactor utilizado por ejemplo es un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención que de preferencia tiene una longitud en el margen de 5 a 20 m, de más preferencia en el margen de 6 a 18 m y particularmente de preferencia en el margen de 10 a 14m. El número de tubos internos del reactor de preferencia esta en el margen de 10 a 10 000, de más preferencia en el margen de 100 a 7500 y particularmente de preferencia en el margen de 3000 a 6500. El área en corte transversal de los tubos internos de preferencia está en el margen de 0.3 a 100 cm2, de más preferencia en el margen de 3 a 50 cm2 y particularmente de preferencia en el margen de 5.7 a 27 cm2. En la etapa (iii) , se da preferencia particular a utilizar un reactor de árbol, de más preferencia un reactor de árbol continuamente operado y particularmente de preferencia un reactor de árbol isotérmico continuamente operado.

La selectividad de esta reacción en la etapa (iii) en respecto al hidroperóxido de preferencia esta en el margen de 64 a 99%, de más preferencia en el margen de 72 a 90% y particularmente de preferencia en el margen de 75 a 87%. La selectividad del proceso general en respecto al hidroperóxido de preferencia esta en el margen de 78 a 99%, de más preferencia en el margen de 88 a 97% y particularmente de preferencia en el margen de 90 a 96%. La conversión de hidroperóxido total de preferencia es de por lo menos 99.5%, de más preferencia por lo menos 99.6% de más preferencia por lo menos 99.7% y particularmente de preferencia por lo menos 99.8%. En comparación con los procesos de dos etapas conocidas de la técnica anterior para la preparación de óxido de propileno, el proceso de acuerdo con la invención se caracteriza por, entre otras cosas, la realización de un incremento importante en la selectividad, donde la selectividad en el proceso de acuerdo con la invención generalmente es de por lo menos 1% superior, de más preferencia por lo menos 1.5% superior, que las selectividades conocidas de la técnica anterior. En la presente invención por consiguiente proporciona un proceso como se describe en lo anterior, donde la selectividad de la reacción está en margen de 90 a 96%, basándose en el hidroperóxido.

En forma bastante general, la presente invención por lo tanto también se refiere al uso de reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención para incrementar la selectividad de la preparación continua de un compuesto químico, en particular un epóxido de una olefina y un hidroperóxido, de más preferencia óxido de propileno a partir de propeno y peróxido de hidrógeno particularmente de preferencia óxido de propileno a partir de propeno y peróxido de hidrógeno en la presencia de un catalizador de zeolita de titanio en metanol como solvente. Como ya se describe en lo anterior en términos generales, el reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención cuando se utiliza como un reactor del lecho fijo puede contener por lo menos dos diferentes catalizadores de lecho fijo, por ejemplo de preferencia dos catalizadores zeoliticos diferentes. La presente invención por consiguiente describe, en particular, un proceso como se describe en lo anterior para la preparación continua de un epóxido en por lo menos un reactor como se describe en lo anterior que utiliza por lo menos dos diferentes catalizadores de zeolita, en donde por lo menos dos de los diferentes catalizadores de zeolita se utilizan en ubicaciones físicamente separadas. Dos o más catalizadores de zeolita diferentes particularmente de preferencia son catalizadores de zeolita de titanio que difieren, por ejemplo en el contenido de titanio o en la estructura de zeolita o ambos en el contenido de titanio y la estructura de zeolita. Los dos diferentes catalizadores de más preferencia son catalizadores de zeolita de titanio del tipo de estructura de cristal MWW y un catalizador de zeolita de titanio del tipo de estructura de cristal MFI . El término "físicamente separado" como se utiliza en el contexto de la presente invención se refiere a modalidades en la cual el aparato en el cual la reacción se lleva a cabo tiene por lo menos dos componentes, donde uno contiene un catalizador de zeolita y por lo menos el otro compartimiento contiene por lo menos un catalizador de zeolita adicional que es diferente del catalizador de zeolita presente en el primer compartimiento. Tal compartimentación de preferencia se logra en un solo reactor, con varias modalidades de la compartimentación también siendo posibles. De este modo, la compartimentación en el reactor puede lograrse, por ejemplo, al proporcionar dos o más diferentes zonas del reactor con diferentes catalizadores de zeolita. Aquí, las zonas diferentes del reactor pueden en cada caso separarse entre sí por medio de por lo menos un dispositivo de separación mecánico para lograr la separación física de los diferentes catalizadores de zeolita. Por consiguiente, uno o más dispositivos de separación mecánicos idénticos o diferentes pueden proporcionarse entre dos zonas . En el caso de tres o más zonas, dispositivos de separación idénticos o diferentes pueden proporcionarse para separar las diversas zonas. La compartimentación de acuerdo con la invención en el reactor único puede lograrse también sin dispositivos de separación mecánicos adicionales. Esto es posible, por ejemplo, por medio de una configuración específica de la pared interior o paredes del reactor que tienen, por ejemplo, depresiones separadas, rebajos o estructuras similares en las cuales diferentes catalizadores pueden acomodarse. La compartimentación de preferencia se logra por los compartimientos individuales que contienen los diferentes catalizadores de zeolita que se unen entre sí directamente sin un espacio entre los diferentes catalizadores de zeolita. De este modo, es posible equipar el reactor con un primer catalizador de zeolita en una primera zona y con un segundo catalizador de zeolita que difiere del primer catalizador de zeolita en una segunda zona directamente adyacente, con las dos zonas de catalizador teniendo una o más interfases compartidas. En la interfase entre las dos zonas, la mezcla de dos catalizadores de zeolita diferentes puede tener lugar siempre y cuando se asegure que exista una inhomogeneidad en la distribución de catalizador de zeolita sobre las dos zonas. En una modalidad particularmente preferida, esto se logra, por ejemplo, por medio de un lecho estructurado de varios catalizadores. Una primera zona del reactor se equipa con un primer catalizador de zeolita al vaciarlo en el reactor, de este modo produciendo el primer compartimiento de catalizador. Una segunda zona del reactor se produce subsecuentemente al vaciar el segundo catalizador de zeolita, el cual es diferente del primero, sobre el primer compartimiento para formar el segundo compartimiento. Un tercer compartimiento o compartimientos adicionales pueden agregarse en una forma similar, donde con uno de los primeros dos catalizadores de zeolita o un diferente catalizador de zeolita de los primeros dos catalizadores se utiliza en el tercer compartimiento o un compartimiento adicional . Para propósitos de la presente invención, esta forma de lecho de catalizador se refiere como un "lecho estructurado" . Comparados con los procesos convencionales en los cuales se proporciona un reactor con sólo un catalizador de zeolita sencillo, este lecho estructurado ofrece la ventaja de que la selección objetivo y de este modo la secuencia de los catalizadores utilizada en varias zonas de reactor permite, por ejemplo que una influencia positiva se ejerza sobre la velocidad de conversión de la reacción. Por ejemplo, en una reacción continua, donde los compuestos de hidroperóxido y orgánicos reactivos se pasan a través del reactor viajan a través de las diversas zonas del reactor que contiene los diferentes catalizadores de zeolita, los catalizadores individuales pueden adaptarse para el progreso de la reacción.

La presente invención se ilustra por medio de las figuras 1 a 4 descritas en lo siguiente y los siguientes ejemplos . La Figura la muestra esquemáticamente una sección de un tubo interno de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención, en el cual la sección helicoidal del tubo se tuerce alrededor de un eje lineal (1) . La línea (la) representa la proyección de una sección transversal del tubo . La Figura Ib muestra esquemáticamente una sección de un tubo interno de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención, donde las secciones de este tubo interno se tuercen alrededor de los ejes lineales y secciones se tuercen alrededor de los ejes no lineales. La línea (Ib) representa la proyección de una sección transversal en una sección del tubo interno. La Figura 2a muestra esquemáticamente una sección transversal no circular de un tubo interno de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención que tiene lados rectos mutuamente opuesto y lados redondos mutuamente opuestos . La Figura 2b muestra esquemáticamente una sección transversal no circular de un tubo interno de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención que tiene una forma elíptica.

La Figura 2c muestra esquemáticamente una sección transversal no circular de un tubo interno de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención que tiene una forma ovalada. Las Figuras 2d a 2g muestran esquemáticamente secciones transversales no circulares adicionales de un tubo interno de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con la invención. La Figura 3 muestra esquemáticamente la estructura de un reactor vertical de envuelta y tubo de acuerdo con la técnica anterior, donde una corriente (2) de alimentación se alimenta mediante la placa (11) de tubo inferior en los tubos (9) internos. Después de la solución de reacción ha pasado a través de los tubos internos, la corriente (3) de producto deja los tubos internos en la placa de tubo superior (12) . Justo arriba de la placa de tubos inferior, una corriente (4) de un medio de enfriamiento o calentamiento se alimenta en el espacio de la envuelta del reactor y fluye a través del reactor con su dirección de flujo principal de abajo hacia arriba. Las placas (7) de deflexión se instalan con la intención de lograr un flujo sinuoso y de este modo el flujo (10) transversal de la corriente de enfriamiento o medio de calentamiento contra los tubos internos. Las zonas (6) muertas de reactor ocurren en regiones en las cuales las placas (7) de deflexión se fijan al interior de la envuelta. Después de pasar a través del espacio de envuelta del reactor, la corriente de enfriamiento o medio de calentamiento deja el reactor justo bajo la placa (12) de tubos superior como descarga (5) . La Figura 4 muestra esquemáticamente la estructura de un reactor de envuelta y tubo vertical de acuerdo con la invención, en la cual una corriente (2) de alimentación se alimenta mediante la placa (11) de tubo inferior y los tubos (9) internos que, aparte de las regiones cortas justo bajo la placa (12) de tubo superior y justo sobre la placa (11) de tubo inferior son esencial y totalmente helicoidales y tienen una sección transversal no circular. Después de que ha pasado la solución de reacción a través de los tubos internos, la corriente (13) de producto deja los tubos internos en la placa (12) de tubo superior. Justo sobre la placa de tubos inferior, una corriente (4) de un medio de enfriamiento o calentamiento se alimenta en el espacio de la envuelta del reactor y fluye a través del reactor con su dirección de flujo principal de abajo hacia arriba. Como resultado de la configuración helicoidal de los tubos (9) internos, el flujo (10) turbulento de la corriente del medio de enfriamiento o calentamiento alrededor de los tubos (9) interiores se logra. Las zonas muertas como se presentan en el reactor de acuerdo con la técnica anterior como resultado de la instalación de numerosas placas de deflexión no están presentes. Después de pasar a través del espacio de la envuelta del reactor, la corriente del medio de enfriamiento o de calentamiento deja el reactor justo bajo la placa (12) de tubo superior como descarga (5) .

Ejemplos Ejemplo 1: Preparación continua de óxido de propileno a partir de propeno utilizando peróxido de hidrógeno . El peróxido de hidrógeno se hizo reaccionar continuamente con propileno en metanol como solvente en una relación molar de propeno : peróxido de hidrógeno de 1.3:1 en un reactor principal. Como catalizador, un catalizador de zeolita de titanio de la estructura tipo TS-1 se utilizó como un catalizador de lecho fijo. El reactor principal fue un reactor de envuelta y tubo que tiene una longitud de 12 m y contenido de 5 tubos helicoidales que tienen una sección transversal elíptica y un área en corte transversal de 11.46 cm2 en cada caso. Cada uno de los tubos elípticos tubo 46 vueltas helicoidales. El diámetro interno de la envuelta del reactor fue de 220 mm. La carga del catalizador fue de 220 gH2o2/ (kgcath) , y el reactor se operó isotérmicamente. La temperatura del agua de enfriamiento en el reactor principal fue de 35-50°C, y la presión fue de aproximadamente 20 bares. La conversión basada en el peróxido de hidrógeno fue de aproximadamente 90%. La mezcla de reacción del reactor principal se pasó a una etapa de separación intermedia, donde el óxido de propileno preparado y el propeno no reaccionado se separaron por destilación. El solvente y el peróxido de hidrógeno que se había hecho reaccionar en el reactor principal se pasaron al reactor secundario. En un reactor secundario, viz, un reactor de árbol adiabáticamente operado que tiene un diámetro de 150 mm y una longitud de 5 m, el peróxido de hidrógeno no reaccionado del reactor principal se hizo reaccionar con propileno en una relación molar de 1:1.3. Como catalizador, el tipo de catalizador utilizado en el reactor principal se empleó. La producción sobre el catalizador en el reactor secundario fue de 55 H2o2/ (kgcath) . La temperatura de afluencia en el reactor secundario fue de 26-28°C, y la presión de aproximadamente 10 bares . La producción total del óxido de propileno basada en el peróxido de hidrógeno sobre los dos reactores fue de 93.7 a 94%. Ejemplo comparativo: Preparación continua de óxido de propileno a partir de propeno utilizando peróxido de hidrógeno El peróxido de hidrógeno se hizo reaccionar continuamente con propileno en metanol como solvente en una relación molar de propeno: peróxido de hidrógeno de 1.3:1 en un reactor principal. Como catalizador, se hizo uso de un catalizador de zeolita de titanio de la estructura tipo TS-1 instalado como un catalizador de lecho fijo. El reactor principal fue un reactor de envuelta y tubo que tiene una longitud de 12 m y contenido de 5 tubos rectos convencionales que tienen una sección transversal circular y un área en corte transversal de 11.46 cm2 en cada caso. Un total de 28 placas de deflexión se instalaron equidistantemente en el espacio de la envuelta para guiar el flujo de medio de enfriamiento. El diámetro interno de la envuelta de reactor fue de 220 mm. La carga del catalizador fue de 220 gH2o2/ (kgcath) , y el reactor se operó isotérmicamente. La temperatura del agua de enfriamiento en el reactor principal fue de 35-50°C, y la presión fue de aproximadamente 20 bares. La conversión basada en el peróxido de hidrógeno fue de aproximadamente 90%. La mezcla de reacción del reactor principal se pasó a una etapa de separación intermedia, donde el óxido de propileno preparado y el propeno no reaccionado se separaron por destilación. El solvente y el peróxido de hidrógeno que no se habían hecho reaccionar en el reactor principal se pasaron al reactor secundario. En un reactor secundario, viz, un reactor de árbol adiabáticamente operado que tiene un diámetro de 150 mm y una longitud de 5 m, el peróxido de hidrógeno no reaccionado del reactor principal se hizo reaccionar con propileno en una relación molar de 1:1.3. Como catalizador, el tipo de catalizador utilizado en el reactor principal se empleó. La producción sobre catalizador en el reactor secundario fue de 55 gH202/ (kgcath) . La temperatura de afluencia en el reactor secundario fue de 26-28 °C, y la presión fue de aproximadamente 10 bares. La producción total del óxido de propileno basada en el peróxido de hidrógeno sobre los dos reactores fue de 91.8 a 92%. Lista de números de referencia En las figuras la y Ib, (1) indica el eje lineal sobre el cual se tuerce el tubo interno, (la) indica la proyección de la sección transversal , y (Ib) indica la proyección de una sección transversal en una sección del tubo.

En la figura 3, (2) indica la corriente de alimentación, (3) indica la corriente de producto, (4) indica la corriente afluente del medio de enfriamiento o calentamiento, (5) indica la corriente efluente del medio de enfriamiento o calentamiento, (6) indica las zonas muertas en el reactor, (7) indica las placas de deflexión, (8) indica la envuelta, (9) indica los tubos internos, (10) indica el flujo sinuoso del medio de enfriamiento o calentamiento a través del reactor, (11) indica la placa de tubo inferior y (12) indica la placa de tubo superior.

En la figura 4, (2) indica la corriente de alimentación, (3) indica la corriente de producto, (4) indica la corriente afluente del medio de enfriamiento o calentamiento, (5) indica la corriente efluente del medio de enfriamiento o calentamiento, (8) indica la envuelta, (9) indica los tubos internos, (10) indica el flujo turbulento del medio de enfriamiento o calentamiento alrededor de los tubos en el espacio dentro de la envuelta del reactor, (11) indica la placa de tubo inferior y (12) indica la placa de tubo superior.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un proceso para la preparación continua de un compuesto químico en por lo menos un reactor, donde por lo menos uno de los reactores es un reactor de envuelta y tubo que tiene una envuelta y por lo menos un tubo interno localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos tiene, por lo menos en parte, una sección transversal no circular y una configuración helicoidal en la región en la cual es rodeado por la envuelta.
2. El proceso como se reclama en la reivindicación 1, donde la sección transversal no circular tiene ambos lados rectos mutuamente opuestos y lados redondos mutuamente opuestos o tiene la forma de un ovalo o la forma de una elipse.
3. El proceso como se reclama en la reivindicación 1 ó 2, donde la hélice tiene de 1 a 2000 vueltas completas en la región rodeada por la envuelta.
4. El proceso como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde de 1 a 20 000 tubos internos que tiene una sección transversal no circular se localiza en una configuración helicoidal dentro de la envuelta .
5. El proceso como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde una olefina se hace reaccionar con un hidroperóxido en la presencia de por lo menos un catalizador de zeolita para formar un epóxido en el reactor .
6. El proceso como se reclama en la reivindicación 5, que comprende las etapas (i) a (iii) (i) reacción de la olefina con hidroperóxido para dar una mezcla que comprende epóxido, olefina no reaccionada e hidroperóxido no reaccionado, (ii) separación del epóxido y la olefina no reaccionada de la mezcla que resulta de la etapa (i) para dar una mezcla que comprende hidroperóxido no reaccionado, (iii) reacción de la mezcla que comprende hidroperóxido no reaccionado con olefina, en donde por lo menos un reactor de envuelta y tubo como se define en las reivindicaciones 1 a 4 se utiliza para la reacción de la olefina y por lo menos una de las etapas (i) e (iii) .
7. El proceso como se reclama en la reivindicación 6, donde por lo menos dos reactores de envuelta y tubo isotérmicos como se define en las reivindicaciones 1 a 4 conectados en paralelo se utilizan en la etapa (i) y por lo menos un reactor de árbol adiabático se utiliza en la etapa (iii) , donde la selectividad general de la reacción está en el margen de 90 a 96%, basándose en el hidroperóxído, y la conversión total de hidroperóxido está en por lo menos 99.5%.
8. El proceso como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, donde el propeno se utiliza como olefina, el peróxido de hidrógeno se utiliza como hidroperóxido y un catalizador de zeolita de titanio se utiliza como catalizador.
9. El proceso como se reclama en la reivindicación 8, en donde el catalizador de zeolita de titanio tiene la estructura TS-1 y el metanol se utiliza como solvente .
10. Un reactor de envuelta y tubo para la preparación continua de un compuesto químico, que comprende una envuelta y por lo menos un tubo interno de sección transversal no circular localizado dentro de la envuelta, donde por lo menos uno de los tubos internos que tiene la sección transversal no circular es por lo menos parcialmente helicoidal en la región en la cual es rodeado por la envuelta.
11. El reactor de envuelta en tubo como se reclama en la reivindicación 10, en donde la sección transversal no circular tiene ambos lados rectos mutuamente opuestos y lados redondos mutuamente opuestos o tiene la forma de un ovalo o la forma de una elipse.
12. El reactor de envuelta y tubo como se reclama en la reivindicación 10 u 11, en donde la hélice tiene de 1 a 2000 vueltas completas en la región rodeada por la envuelta.
13. El reactor de envuelta y tubo como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en donde de 1 a 20 000 tubos internos que tienen una sección transversal no circular se localizan en una configuración helicoidal dentro 1 de la envuelta.
14. El reactor de envuelta y tubo como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en donde por lo menos una región de por lo menos uno de los tubos internos contiene por lo menos un catalizador de lecho fijo.
15. El reactor de envuelta y tubo como se reclama en la reivindicación 14, en donde por lo menos un catalizador de lecho fijo es un catalizador de zeolita de titanio.
16. Un aparato para la preparación continua de un compuesto químico, que comprende por lo menos un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15.
17. El aparato como se reclama en la reivindicación 16, que además comprende por lo menos un dispositivo de separación.
18. El aparato como se reclama en la reivindicación 16 ó 17, que comprende por lo menos dos reactores de envuelta y tubo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 conectados en paralelo, una columna de destilación corriente abajo de esto de por lo menos estos dos reactores de envuelta y tubo y por lo menos un reactor de árbol corriente abajo de la columna de destilación.
19. El uso de un reactor de envuelta y tubo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 para mejorar la selectividad en la preparación de un compuesto químico .