PT846486E

PT846486E - Processo para diminuir ou evitar a formacao de espuma em processos quimicos e fisicos de transformacao de substancias e dispositivo para a sua realizacao

Info

Publication number: PT846486E
Application number: PT97120514T
Authority: PT
Inventors: Ivan Pelgrims; Schutte Dr Rudiger; Ruhs Dr Alexander
Original assignee: Degussa
Priority date: 1996-12-07
Filing date: 1997-11-22
Publication date: 2001-01-31
Also published as: TR199701514A3; DK0846486T3; DE19650959A1; GR3035042T3; EP0846486A2; US6277333B1; TR199701514A2; EP0846486A3; BR9706123A; EP0846486B1; KR19980063816A; CN1192383A; ATE196613T1; JPH10165710A; ID18091A; DE59702401D1; ES2152617T3; CN1089620C

Description

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DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA DIMINUIR OU EVITAR A FORMAÇÃO DE ESPUMA EM PROCESSOS QUÍMICOS E FÍSICOS DE TRANSFORMAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS E DISPOSITIVO PARA A SUA REALIZAÇÃO" A invenção refere-se a um processo para diminuir ou evitar a formação de espuma em processos químicos e físicos de transformação de substâncias no seio de um meio líquido em que a transformação de substâncias se realiza num reactor com a forma de recipiente sob mistura do conteúdo do reactor. A invenção refere-se ainda a um dispositivo para a realização do processo.

Em inúmeros processos químicos e físicos de transformação de substâncias, há uma formação de espuma mais ou menos intensa que dificulta ou torna impossível a realização do processo. Portanto, são necessárias providências que visam destruir a espuma e/ou evitar a sua formação ou pelo menos diminuí-la até uma proporção aceitável. Parcialmente na realidade pode-se evitar ou diminuir a formação de espuma por controlo da passagem de corrente nos reactores possivelmente evitando desvios da corrente segundo ângulos muito agudos e fazendo a alimentação do líquido por baixo da superfície livre do líquido; mas no entanto em muitos casos as providências deste tipo não são suficientes. Por consequência, tem de se usar processos para a destruição de espuma, entre os quais processos térmicos, químicos e mecânicos - um panorama geral dos quais é proporcionado por Pahl et al. em Chem. - Ing. - Tech. 67 1

V (* V

(1995), 300-312. Os recursos técnicos do processo em questão são aumentados pelas providências conhecidas para a destruição de espuma e/ou a pureza do produto dos produtos preparados é diminuída pela utilização de agentes anti-espumificantes químicos; adicionalmente os custos da preparação são aumentados.

Para a realização dos processos de cristalização descontínuos e contínuos, nos quais frequentemente se verificam problemas de formação de espuma provocados pela intensa recirculação interna e externa do meio reaccional líquido que contém os cristais em crescimento, são conhecidos diversos reactores - uma vista geral dos quais é proporcionada ' por Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5a Edição (1988) Vol. B2, 3-22 a 3-25. Por exemplo, um cristalizador com recirculação externa forçada compreende um evaporador, uma tubagem de recirculação com bomba e permutador de calor assim como uma tubagem de alimentação para a solução que é alimentada e uma tubuladura de descarga para a suspensão de cristais. Além do problema de formação de espuma por meio do órgão de recirculação mecânica, verifica-se a formação de gérmenes cristalinos secundários e, por consequência, uma qualidade do produto demasiadamente fina; no permutador de calor existe, além disso, o perigo de formação de incrustações.

Os cristalizadores de vácuo com uma recirculação interna da suspensão de cristais, possivelmente um cristalizador Swenson ou Messo normal contêm um tubo de condução colocado no recipiente ou chapas protectoras formadas diferentemente e um conjunto de agitação. Verificou-se que, também em cristalizadores deste tipo, muitas vezes acontece a formação de espuma o que torna necessária a utilização de agentes anti- 2

V

U espumificantes ou de dispositivos especiais para a exterminação da espuma. Também neste caso se verifica a destruição dos grânulos por fornecimento de energia mecânica por meio do dispositivo de agitação e pelas mudanças de direcção provocadas pelas peças incorporadas. Por redução do número de rotações do agitador, realmente diminui-se a proporção de grânulos finos mas, no entanto, verifica-se o aparecimento de incrustações assim como problemas em consequência da mistura insuficiente. Observaram-sè problemas deste tipo na prática na preparação de perborato de sódio de acordo com o processo descrito em CAV 1973, Páginas 45-50.

De acordo com a teoria clássica da cristalização, na realidade, pode melhorar-se um mau controlo do número de grânulos em cristalizadores do tipo anteriormente mencionados por influência química da formação de gérmenes cristalinos ou por dissolução de gérmenes cristalinos ou por separação construtiva das zonas de formação de gérmenes cristalinos e de crescimento do grânulos, muito embora as providências deste tipo estejam ligadas com uma despesa adicional. Na realidade, o processo de acordo com EP-A 0 452 164 utiliza providências deste tipo na fabricação de perborato de sódio. O problema de formação de espuma não é resolvido, sendo até mesmo eventualmente intensificado, dependendo da escolha do agente tensioactivo utilizado neste processo. O objectivo da invenção, por consequência, consiste em realizar processos químicos e físicos de transformação de substâncias dissolvidas e/ou de substâncias suspensas numa fase líquida por mistura do conteúdo do reactor de tal modo que seja possível efectuar o processo sem problema da formação de espuma digno de ser mencionado com utilização de meios técnicos 3

( --- ί—^ \l simples e evitando ou minimizando a necessidade de adição de agentes anti-espumificantes. No caso dos processos físicos de transformação de substâncias que se melhoram de acordo com a presente invenção pode por exemplo tratar-se de cristalização em que se separa uma substância solúvel por cristalização. No caso de processos químicos de transformação de substâncias, pode tratar-se de quaisquer reacções químicas,, especialmente daquelas que se realizam em presença de um sólido suspenso num meio líquido, possivelmente um catalisador sólido, ou no decurso da qual se forma um sólido, possivelmente por reacção com subsequente cristalização ou por polimerização.

As condições hidrodinâmicas de uma suspensão num reactor com uma parte inferior que termina em ponta, por exemplo, em um recipiente com a forma cilíndrica com a parte inferior cónica que é agitado por injecção de gás por meio de injector pontual ou com a forma de linha colocado na ponta inferior foram investigadas muitas vezes - ver R.H. Kleijntjens et al. em The Canadian J. of Chem. Engineering 72 (1994), 392-404 e Y.T. Shah et al. em Chem. Eng. Comm. 110 (1991), 53-70. Em reactores deste tipo, na zona de subida das bolhas, há uma corrente dirigida para cima e, na zona das paredes, paralelamente a estas, há uma contracorrente dirigida para baixo; na zona do fundo, na parte cónica do recipiente, a concentração de sólidos é máxima. Os mencionados documentos não sugerem a utilização de reactores radiais livres de um movimento ascensional deste tipo para diminuir a libertação de espuma em que se verifica uma transformação de substâncias ou como reactor de cristalização para a cristalização contínua. Uma tal utilização não é também referida em Verfahrenstechnische Berechnungsmethoden, Parte 4 (1998), Capítulo 6, especialmente páginas 158-159, 167-169 e 206-209, porque aí (Página 208) se alude ao problema da 4 Γ formação de espumas e se aconselha a utilização de agentes químicos anti-espumificantes.

Este objectivo é atingido por um processo para diminuir ou evitar a formação de espuma nos processos químicos e físicos de transformação de substâncias no seio de um meio líquido em que a transformação de uma substância se efectua num reactor com a forma de recipiente sob mistura do conteúdo do reactor que se caracteriza por se utilizar um reactor radial isento de movimento ascensional e essencialmente isento de acessórios agregados internos que se afunila na parte inferior e é dotado com um dispositivo para a injecção de gás numa posição que possibilita uma rotação das correntes radiais de movimento ascensional e efectua a mistura do conteúdo do reactor por meio da injecção de gás.

As reivindicações dependentes referem-se a formas de realização preferidas do processo.

Ao processo de acordo com a presente invenção que se pode realizar descontínua ou continuamente podem aceder quaisquer processos químicos e físicos em cuja realização é fomentada uma mistura intensa de substâncias dissolvidas e/ou suspensas que participam num processo de transformação de substâncias no seio de um meio líquido. No caso de processos físicos de transformação de substâncias, trata-se especialmente da transformação de uma substância dissolvida em uma substância sólida, ou seja, num processo de cristalização em que o processo de acordo com a presente invenção é especialmente apropriado para a cristalização contínua. No caso de processos químicos de transformação de substâncias, pode. por exemplo tratar-se da formação de iam produto da reacção formado por dois 5 Γ

ou mais eductos ou de uma polimerização. Em processos deste tipo pode estar presente um sólido suspenso em um meio liquido, por exemplo um catalisador em suspensão ou um educto que se dissolve e podem-se formar no meio liquido produtos da reacção insolúveis. No caso dos participantes na reacção, pode tratar-se também de uma substância alimentada ao reactor sob a forma gasosa. 0 processo é de maneira especial apropriado para reacções em que se forma um sólido que pode ser de baixo peso molecular ou de elevado peso molecular ou em que se separa por centrifugação continuamente um catalisador em suspensão a partir do reactor e se recircula este depois da regeneração.

No caso de se tratar de um meio liquido, trata-se de uma solução em água, em um dissolvente aquoso-orgânico ou em dissolvente puramente orgânico. Por causa da injecção do gás e da saturação do gás com vapor de dissolvente e eventualmente da necessidade de recuperar este, utilizam-se essencialmente sistemas de dissolventes orgânicos com pontos de ebulição suficientemente altos ou sistemas aquoso-orgânicos que contêm este tipo de dissolvente ou água, sendo a água especialmente preferida. A transformação de substâncias pode realizar-se a qualquer temperatura; em geral, preferem-se temperaturas compreendidas entre cerca de -10°C e 150°C. Se se utilizar água como dissolvente do meio liquido,. a temperatura está convenientemente compreendida entre o ponto de congelação e 100°C.

Na transformação de substâncias, a pressão pode também variar dentro dos largos limites - aspiração, pressão normal e sobrepressão. No caso da utilização de um reactor com a forma 6

Γ de recipiente sob vácuo, as transformações de substâncias podem realizar-se sob pressão diminuída, aproximadamente sob condições de um arrefecimento por vaporização.

Foi também descoberto um dispositivo para a realização do processo de acordo com a presente invenção que compreende um reactor radial isento de movimento ascensional que compreende um recipiente que se afunila na sua parte inferior com o dispositivo para injecção de gás numa posição que possibilita a rotação radial isenta de movimento ascensional que se caracteriza por o reactor ser essencialmente livre de partes acessórias interiores e na parte inferior que se afunila conter uma tubuladura para a saída de uma suspensão rica em sólidos e, por cima do dispositivo para a injecção de gás, uma tubagem de alimentação para introdução de um meio líquido, em que a abertura de saída do tubo de alimentação se encontra na zona da corrente ascendente de bolhas que se forma nas condições de funcionamento. 0 reactor a utilizar tem a forma de reactor radial isento de movimento ascensional que permite, mediante uma injecção do gás pontual ou com a forma linear, uma recirculação em grande volume do conteúdo do reactor. Para conseguir realizar uma recirculação em grande volume não perturbada, o reactor está essencialmente isento de peças acessórias internas tais como chapas deflectoras, agitadores e semelhantes. No interior do reactor, no entanto, podem-se instalar um ou mais tubos para a alimentação de educto; tubos de alimentação deste tipo podem terminar no interior do reactor em qualquer posição mas preferivelmente terminam numa zona da corrente ascensional de bolhas que, no estado de funcionamento, se formam por cima do dispositivo de injecção do gás ou na proximidade da superfície 7

fP U K l do líquido, muito embora no interior do líquido.

Por meio de uma parte inferior com a forma de funil, é favorecida a recirculação e, além disso, consegue-se no caso de suspensões uma secção transversal de separação da suspensão e uma classificação das partículas sólidas. Preferivelmente, o reactor compreende uma parte superior com a forma cilíndrica e uma parte inferior com a forma cónica em que a parte inferior cónica, de acordo com uma forma de realização preferida do processo, tem umas dimensões tais que aloja pelo menos metade do volume do líquido em rotação. 0 reactor pode também ser prismático rectangular e possuir uma parte superior com a secção quadrada e uma parte inferior com a forma de pirâmide, isto é, com as superfícies laterais a concorrer num vértice. 0 ângulo de abertura do cone ou das faces que. concorrem no vértice está em geral compreendido entre 45° e 150°, especialmente entre 60° e 120°. Para a evacuação de uma suspensão rica em sólidos, coloca-se uma tubuladura na parte inferior cónica ou com a forma pirâmide. A Figura 1 representa esquematicamente um reactor radial isento de movimento ascensional em corte longitudinal; a Figura 2 representa uma forma de realização especial da parte inferior dum reactor deste tipo, igualmente em corte longitudinal.

Um reactor radial isento de movimento ascensional (1) de acordo com a Figura 1 constitui uma forma de realização preferida de um dispositivo para a realização do processo de acordo com a presente invenção. O recipiente compreende uma parte superior (2) com a forma cilíndrica e uma parte inferior (3) com a forma cónica. A tampa do recipiente tem uma tubuladura (4) para a saída dos vapores e ligação a um sistema 8

de vácuo (não representado). Na parte cónica está colocada uma tubuladura (5) para a evacuação de uma suspensão; a altura do posicionamento desta tubuladura fica convenientemente abaixo do nível da separação da suspensão nas condições de funcionamento estacionário. No vértice do cone encontra-se um dispositivo para injecção de gás (6), por exemplo uma chapa perfurada. 0 gás é conduzido através de uma tubuladura (7) e atinge o reactor por meio do dispositivo para injecção de gás. 0 reactor é essencialmente isento de partes acessórias internas: Na forma de realização de acordo com a Figura 1 é exclusivamente um tubo (8), que serve para a alimentação de líquidos e a sua abertura de saída (9) encontra-se na zona de formação de bolhas nas condições de funcionamento, no interior do reactor. Nas condições de funcionamento, isto é, insuflação de gás ou, de preferência, aspiração do gás sob pressão reduzida, forma-se na solução ou na suspensão (10) que se encontra dentro do reactor uma corrente de circulação de grande volume cujo sentido é caracterizado pelas setas.

Na forma de realização da Figura 2, no vértice da parte inferior com a forma de cone (23) do reactor encontra-se um dispositivo com a forma de tubo (26) para a injecção de gás. O gás sai pela abertura anelar formada por este dispositivo e por um tubo de alimentação (28) que penetra centralmente no reactor. A abertura de saída (29) do tubo de alimentação pode ser alterada por deslocamento do tubo (28) para que se possa alterar a posição da superfície de separação da suspensão em que se separam as partículas sólidas suspensas. O processo de acordo com a presente invenção é especialmente apropriado para processos no decurso dos quais se obtém um produto constituído por partículas de tamanho 9 Γ u t crescente separadas por cristalização do meio liquido ou formadas de outra maneira, por exemplo por polimerização. São exemplos para a utilização do processo a preparação de compostos que contêm oxigénio activo, nomeadamente produtos da série de H202 como percarbonato de sódio, perborato de sódio tetra-hidratado, persulfatos, entre os quais também o sal triplo 2 KHSOs · KHSO4 . K2S04, ácido formamidinossulfinico. Na preparação in situ e cristalização alimenta-se o reactor, que se encontra cheio com água mãe, com uma solução aquosa de H202, assim como também com os outros reagentes necessários, como carbonato de sódio, metaborato de sódio, ácido de Caro e KOH, designadamente tioureia, sob forma dissolvida separadamente de H202 ou já misturada com esta; simultaneamente retira-se suspensão; depois da separação dos cristais da suspensão, a água mãe é abastecida com um ou mais participantes da reacção e reciclada desta forma. 0 processo é especialmente bem apropriado para a realização da cristalização de aminoácidos.

Admite-se que, no reactor radial isento de movimento ascensional, se formam três zonas hidraulicamente separadas, cuja acção sobre a cristalização é interpretada da seguinte maneira: (i) Zona de movimento ascensional na corrente ascensional de bolhas: Os reagentes são introduzidos nesta zona com as vantagens de a focagem axial das linhas de corrente manter a sobressaturação da solução e os calores da reacção e de cristalização serem rapidamente conduzidos para a superfície por arrefecimento em vácuo. Verificou-se ser especialmente vantajoso introduzir os eductos os mais profundamente possível, ou seja, na zona o mais densa possível acima da superfície em que se forma a suspensão, para a solução sobressaturada 10

V I--li encontrar uma densidade elevada da suspensão preferivelmente de partículas grosseiras. (ii) Zona de movimento descendente no espaço exterior: Através da circulação de grande volume realiza-se uma classificação por uma corrente transversal. Partículas finas são recolhidas na região superior na coluna de bolhas; partículas que se tornam maiores deslocam-se em direcção ao vértice ao longo de percursos cada vez maiores da parte inferior do reactor cujas paredes se afunilam, de preferência de forma cónica ou em tronco de pirâmide. (iii) Secção de separação da massa volúmica da suspensão na parte inferior que se afunila (cónica): A corrente de movimento ascensional que sai do vértice do cone limita a alimentação hidráulica de partículas. Desta maneira, com o tamanho crescente das partículas e com o número crescente das partículas, na altura do nível do equilíbrio hidráulico forma-se uma camada de separação da densidade de suspensão. Deste forma, pode retirar-se na parte inferior do recipiente uma suspensão altamente concentrada ou seja rica em sólidos sem que se verifique a formação de camadas.

Como se sabe, a formação secundária de gérmenes cristalinos é uma das grandezas influenciadoras mais importantes sobre a distribuição granulométrica de um produto cristalizado. Enquanto nos processos previamente conhecidos, com a utilização de cristalizadores com diferentes acessórios construídos e agitadores inseridos e/ou bombas como órgão de recirculação, se procura melhorar o mau controlo do número de núcleos por meio de providências de ordem química e/ou equipamentos dispendiosos, o processo de acordo com a presente 11 f-- L-li ^ invenção na cristalização apresenta vantagens inesperadas: * reactor mais simples, essencialmente sem acessórios instalados;' * controlo simples da recirculação; * nenhuma destruição dos núcleos por acção de equipamento rotativo ou desvio em arestas vivas de acessórios instalados; * regulação simples do tempo de permanência para conseguir um determinado espectro de granulometria; * classificação regulável; * ausência de equipamento adicional e de operações adicionais do processo para a separação e redissolução de grânulos finos.

Uma vantagem especial completamente inesperada do processo de acordo com a presente invenção é o comportamento modificado da formação de espuma. Sistemas que em geral têm uma forte tendência para a formação de espuma, podem-se manusear pelo processo de acordo com a presente invenção sem qualquer adição de agente anti-espumi.f icante e tornam também supérflua a utilização de dispositivos mecânicos para a destruição da espuma. Admite-se que vários efeitos contribuam para este comportamento modificado para a formação de espuma: (i) Dependendo das condições de injecção do gás (pressão, dimensões dos injectores, temperatura) é facilmente possivel obter bolhas primárias de grandes dimensões que rebentam durante a formação de espuma; preferivelmente a injecção de gás realiza-se por meio de um injector com grande abertura de saída (diâmetro compreendido no intervalo de 1 a 10 mm) e utilizando pressão diminuída (aspiração). (ii) Por meio da corrente 12

t ascendente de bolhas obtém-se uma grande superfície adicional para a vaporização sem folhas de vapor. (iii) Bolhas de ebulição, que se obtêm junto das partículas, podem na recirculação radial isenta de movimento ascensional difundir-se já muito profundamente no reactor para o espaço de gás da corrente ascendente de bolhas e assim não contribuem como bolhas grandes ou apenas contribuem em pequena proporção para a formação de espuma; na corrente ascendente de bolhas verificam-se elevadas forças de corte que provocam o desprendimento de pequenas bolhas, (iv) A muito grande corrente de líquido que circula no reactor é interrompida repentinamente na superfície a partir da corrente central para o espaço exterior de modo que se verifica uma destruição mecânica da espuma e/ou se evita a formação de espuma no processo de formação. 0 dispositivo de acordo com a invenção caracteriza-se por um tipo de construção especialmente simples simultaneamente com elevada eficiência não só relativamente à diminuição da tendência para a formação de espuma ou para a destruição de espuma mas também relativamente à classificação das partículas suspensas no meio líquido. Além disso, por causa da ausência de acessórios inseridos, exceptuando um ou vários tubos de alimentação, praticamente não há problemas de formação de incrustações.

Os seguintes exemplos e exemplos de comparação esclarecem a invenção. 13

L~l

Exemplo de comparação 1: Preparação de percarbonato de sódio a) Cristalização descontinua 0 reactor de cristalização com a forma de recipiente de vácuo era de vidro e possuía um fundo perfurado. A recirculação realizou-se por meio de um agitador. 0 tempo de cristalização atingiu a 60 minutos, a temperatura 15°C e a pressão 16 mbar abs.

Preparou-se uma lixívia mãe sintética a partir de 45 kg de água, 10 kg de NaCl, 2,23 kg de carbonato de sódio, 1,18 litros de Η202 ('a 70% em peso) , 10 g de NaHMP (hexametafosfato de sódio), 50 ml de silicato de sódio. A lixívia mãe foi armazenada com 5,03 kg de carbonato de sódio e 30 g de NaHMP (= lixívia mãe armazenada) . Adicionaram-se doseadamente 2,92 litros de uma solução aquosa de H2O2 (a 70% em peso).

Ensaio 1: Utilização da lixívia-mãe sintética; a lixívia-mãe armazenada adicionada de carbonato de sódio foi filtrada antes da adição de H202. Depois da cristalização, separou-se percarbonato de sódio da lixívia-mãe e secou-se; o seu teor de oxigénio activo (Oa) subiu a 13,9%, a proporção de finos (< 0,2 mm) a 2%.

Ensaio 2: Utilização da lixívia-mãe filtrada do Ensaio 1. Filtrou-se a lixívia depois de armazenada com carbonato de sódio. Os dados de análise indicaram : Oa = 14,4%; proporção de finos (< 0,2 mm) = 14%. 14

V

L-Ci t

Ensaio 3: Utilização da lixívia mãe sintética. Ao contrário do Ensaio 1, a lixívia-mãe armazenada adicionada com carbonato de sódio não foi filtrada. Os dados das análises foram: Oa = 14,4%, proporção de finos (< 0,2 mm) 14%.

Ensaio 4: Utilização da lixívia mãe não filtrada do Ensaio 3. Não se efectuou filtração da lixívia-mãe armazenada. Os dados, das análises foram: Oa = 14,4%, proporção de finos (< 0,2 mm) 24%.

Nos Ensaios 1 a 4 formou-se, na ausência de um agente anti-espumificante, uma camada espessa de espuma. Além disso a proporção de finos foi sempre muito alta. b) Cristalização contínua O reactor de cristalização correspondia ao dos Ensaios 1 a 4 mas no entanto era dotado com dispositivos para o doseamento contínuo de lixívia-mãe armazenada e da solução de H202 assim como de descarga contínua da suspensão. Preparou-se em primeiro lugar uma lixívia-mãe sintética cuja composição e quantidade correspondia ao Exemplo de Comparação 1. Depois de adicionar ao mesmo 5,03 kg de carbonato de sódio e 30 g de NaHMP, adicionou-se doseadamente sob agitação solução aquosa de H2O2 a 70% (proporção molar carbonato de sódio para H2C>2 = 1:1,5), a 15°C, a uma pressão de 16 mbar abs durante 1 hora sob agitação.

Ensaio 5: A suspensão distribuída durante a cristalização foi isentada do percarbonato de sódio que se separou por cristalização; a lixívia-mãe obtida nestas condições foi diluída mantendo a proporção das quantidades de lixívia-mãe para carbonato de sódio e NaHMP foi filtrado antes da 15 f ' L-Ci -L·* \ι λ reciclagem para ο cristalizador. 0 teor de Oa do percarbonato de sódio subiu 14,4%, a proporção de finos (< 0,2 mm) a 9%.

Ensaio 6: Caso a lixívia-mãe diluída com carbonato de sódio tenha sido reciclada para o cristalizador não filtrada, a proporção de finos subiu de 20 para 40%.

Na cristalização contínua verificou-se uma forte formação de espuma de modo que, para manter o vácuo necessário, teve de se adicionar doseadamente um agente anti-espumificante. Como mais apropriado verificou-se ser fosfato de tri-n-butilo que, nos Ensaios 5 e 6, foi adicionado à suspensão numa quantidade de 0,2 ml por litro.

Exemplo 1: Preparação de percarbonato de sódio

Cristalização contínua em vácuo num cristalizador de vidro com um cone ha parte inferior do cristalizador. A recirculação realizou-se por meio de injecção de ar. O ar foi introduzido no vértice do cone. Na parte inferior da parede cónica encontrava-se uma tubuladura para retirar a suspensão. Solução aquosa de H2O2 a (60% em peso) e lixívia-mãe armazenada com carbonato de sódio e NaHMP foram continuamente adicionadas doseadamente na proporção molar H2O2 para carbonato de sódio igual a 1,5. As tubagens de alimentação terminavam por baixo da superfície do líquido. Ar de injecção: 365 lN/h; tempo de permanência médio cerca de 1 hora, temperatura 25°C, pressão 44 mbar abs. Dosagem de lixívia-mãe armazenada com carbonato de sódio: 14,7 kg/h (composição: 9,94 kg de água, 2,3 kg de NaCl, 2,38 kg de carbonato de sódio, 14,9 g de NaHMP, 40 ml de silicato de sódio). 16 L-Ci ^^ \]

Ensaio 1: A lixívia-mãe foi armazenada depois da filtração (sob sucção) e adicionada doseadamente não filtrada ao cristalizador. Depois de recirculação por cinco vezes da quantidade total de lixívia-mãe, os dados das análises do percarbonato de sódio foram os seguintes: Oa = 14,36%; proporção de finos (< 0,2 mm) = 1,9%; Dp50 = 1, 35 mm.

Ensaio 2: A lixívia-mãe foi diluída com carbonato de sódio sem filtração e não filtrada adicionada doseadamente ao cristalizador. Depois de recirculação por cinco vezes da lixívia-mãe, os valores das análises do percarbonato de sódio são: Oa = 14,25%; proporção de finos (< 0,2 mm) = 0,6%; Dp50 = 1,23 mm.

Nos ensaios de cristalização contínua de acordo com o princípio na presente invenção não apareceram problemas de espuma; uma camada de espuma com cerca de 10 cm de altura manteve-se estável durante os ensaios. Não se adicionou agente anti-espumificante. 0 produto é caracterizado por uma pequena proporção de finos.

Exemplo 2: Preparação de ácido formamidinosulfínico (FAS)

Cristalização contínua em vácuo num cristalizador de vidro com. a parte inferior do cristalizador com a forma de cone. A circulação realizou-se por meio de injecção de ar - introduzido por baixo no vértice do cone. Tubagens e tubuladuras de saída de acordo com o Exemplo 1. Ar de injecção: 40 ΙΝ/h; tempo de permanência cerca de 2,5 h, temperatura 6,5°C; pressão 10 mbar abs.

Colocou-se solução saturada de FAS a 20°C; adicionou-se 17

doseadamente solução de tioureia (35% em peso, 55°C) ao cristalizador; adicionalmente juntou-se doseadamente uma solução aquosa de H2O2 (35% em peso) de modo que a proporção molar de H2O2 para tioureia subiu a 2,01. O FAS isolado a partir da suspensão de saída tinha os seguintes valores das análises: Dpso = 0,23 mm; teor de FAS = 98,7 %; teor de TH = < 0,1%.

Durante a cristalização contínua, a quantidade de espuma manteve-se constante e a quantidade não aumentou em relação à pequena quantidade de espuma obtida inicialmente.

Exemplo 3: Cristalização de tioureia (TH)

Cristalização continua em vácuo num cristalizador de vidro com um cone na parte inferior do cristalizador (cristalizador de acordo com os Exemplos 1 e 2). A tubagem de alimentação para a solução de TH terminava abaixo da superfície do líquido da zona da corrente ascendente de bolhas tranquila. Uma tubuladura para a descarga da suspensão rica em sólidos encontrava-se na parte inferior da parede do cone. A recirculação realizou-se por meio de uma injecção de ar numa quantidade igual a 60 lN/h. Tempo de permanência cerca de 1,8 h; temperatura 26,5°C; pressão 40 mbar abs. Toma inicial: solução saturada de TH a 20°C, cerca de 12 kg; solução de tioureia (35% em peso, a 70°C) foi adicionada doseadamente ao cristalizador uma quantidade não filtrada igual a 7,5 kg/h.

Obteve-se tioureia com um diâmetro médio dos grânulos igual a Dp50 = 0, 43 mm. De maneira diferente da cristalização convencional, surpreendentemente não se observou nem a formação 18 de espuma nem cristalizador. a formação de incrustações na parede do

Lisboa, 18 de Outubro de 2000.

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL V-Va 19

Claims

r- ι REIVINDICAÇÕES 1. Processo para diminuir ou evitar a formação de espuma em processos químicos e físicos de transformação de substâncias no seio de um meio líquido, em que a transformação da substância se realiza num reactor com a forma de recipiente sob mistura do conteúdo do reactor, caracterizado por, como reactor, se utilizar um reactor de passagem radial isento de movimento ascensional essencialmente isento de acessórios inseridos que se afunila na parte inferior e . é dotado com um dispositivo para a injecção de gás num posicionamento que possibilita uma circulação radial isenta de movimento ascensional e realiza a mistura do conteúdo do reactor por injecção de gás.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se utilizar um reactor de passagem radial isento de movimento ascensional que compreende uma parte superior de forma cilíndrica e uma parte inferior com a forma cónica ou uma parte superior com a forma de prisma quadrangular e uma parte inferior com a forma de pirâmide, um tubo para alimentação com uma substância líquida na zona da corrente ascensional de bolhas formada no estado de funcionamento e uma tubuladura colocada na parte inferior com a forma cónica ou com a forma de pirâmide para retirar uma suspensão rica em sólidos.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por se utilizar um reactor radial isento de movimento ascensional formado como recipiente de vácuo. 1

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4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por na transformação de substâncias se tratar de uma cristalização, em que o reactor radial isento de movimento ascensional se alimenta continua ou periodicamente com uma solução do composto a cristalizar ou soluções de matérias primas para formar "in situ" uma solução do composto a cristalizar em que as mencionadas soluções são sobressaturadas ou se consegue uma sobressaturação por meio de arrefecimento por vaporização, e se retirar uma suspensão rica em sólidos através de uma tubuladura colocada na parede da parte inferior do reactor.
5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, no caso da transformação de substâncias, se tratar de uma reacção catalítica com a formação de um polímero insolúvel em meio líquido, em que o reactor radial isento de movimento ascensional é alimentado com um ou mais monómeros e catalisadores e se retira uma suspensão rica em polímeros insolúveis através de uma tubuladura colocada na parede da parte inferior do reactor.
6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por, na transformação de substâncias, se tratar de uma reacção catalítica em presença de um catalisador em suspensão adicionado continuamente e que se regenera, em que o reactor radial isento de movimento ascensional é alimentado contínua ou periodicamente com uma ou mais soluções que contêm os compostos a reagir e através de uma tubuladura colocada na parte inferior do reactor se retira uma fase rica em catalisador em 2 V

U, ^^ suspensão e se recircula o catalisador de novo para o reactor depois da regeneração.
7. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por, na transformação de substâncias, se tratar da preparação de iam produto da série do peróxido de hidrogénio do conjunto formado por perborato de sódio, percarbonato de sódio e ácido formamidinossulfínico, em que o reactor radial isento de movimento ascensional cheio com uma solução saturada do produto da série de H202 a preparar se alimenta com uma solução aquosa de peróxido de hidrogénio e uma solução que contém uma substância do conjunto formado por metaborato de sódio, carbonato de sódio e tioureia em proporção pelo menos estequiometricamente necessária e se retira uma suspensão rica em sólidos através de uma tubuladura colocada na parede da parte inferior do reactor.
8. Dispositivo para a realização de um processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, que compreende um reactor radial isento de movimento ascensional (1), o qual compreende um recipiente que se afunila na parte inferior com um dispositivo para injecção de gás num posicionamento que possibilita uma recirculação radial isenta de movimento ascensional, caracterizado por o reactor ser essencialmente isento de acessórios internos e na parte inferior que se afunila conter uma tubuladura (5) para retirar uma suspensão rica em sólidos e por cima do dispositivo para injecção de gás conter um tubo de alimentação (8, 28) para introdução de um meio liquido, em que a abertura de saida (9, 29) do tubo de alimentação se encontra na corrente de bolhas que se forma nas condições 3 de funcionamento.
9. Reactor radial isento de movimento ascensional caracterizado por ser formado como um recipiente sob vácuo. Lisboa, 18 de Outubro de 2000. O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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