PT847800E

PT847800E - Injeccao directa de oxigenio em reactores de coluna de bolhas

Info

Publication number: PT847800E
Application number: PT97121683T
Authority: PT
Inventors: Lawrence Marvin Litz; Jeffrey Paul Kingsley; Roger William Day
Original assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1997-12-09
Publication date: 2002-02-28
Also published as: CA2224529A1; ES2162183T3; DE69706268D1; KR19980063918A; EP0847800A3; EP0847800A2; DE69706268T2; AR009658A1; ID19133A; CN1195577A; US5994567A; BR9706246A; JPH10330292A; MX9709967A; EP0847800B1

Description

DESCRIÇÃO "INJECÇÃO DIRECTA DE OXIGÉNIO EMREACTORESDE COLUNA DE BOLHAS"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a reacções de oxidação com base em ar que tem lugar em reactores de coluna de bolhas. A presente invenção destina-se, em particular, à melhoria tanto da qualidade dos produtos como das características de desempenho do reactor, incluindo o rendimento do produto, a utilização de oxigénio e a produtividade, em tais reacções por intermédio da injecção directa de oxigénio para o interior dos reactores.

ANTECEDENTES

Os reactores de coluna de bolhas (BCRs) são amplamente usados na industria química como meios de baixa manutenção e pouco dispendiosos destinados a misturar e fazer reagir gases com líquidos, em particular nas oxidações de fase líquida dos químicos orgânicos. Em tais oxidações de fase líquida a maioria, se não a totalidade, da reacção de oxidação tem lugar com o oxigénio dissolvido no líquido ao invés do oxigénio na bolha de gás. Deste modo, a velocidade de dissolução do oxigénio é geralmente um factor de primordial importância no processo.

Na sua forma mais simples, um BCR da forma como é usada para as oxidações da fase líquida é compreendida por uma coluna de líquido no fundo no quarto inferior da qual um gás reagente, como seja o ar ou o ar enriquecido com oxigénio (por exemplo ar com até 40 % de volume de oxigénio) é injectado. A força ascensional do gás injectado faz com que as bolhas fluam para cima. Este fluxo ascensional das bolhas de gás puxa o líquido envolvente para cima. A quantidade de líquido que flúi para cima devido à força ascensional das bolhas excede o fluxo de líquido simples através da coluna. Deste modo, o fluxo ascendente do líquido nas regiões onde existem muitas bolhas, ou bolhas 2 de grandes dimensões, deve ser contrariado pelo fluxo descendente ao líquido nas regiões em que tais bolhas são raras. Deste modo, é criado um padrão de circulação de líquido que é único relativamente à geometria específica do BCR. Como os BCRs não possuem agitação mecânica, o gás reagente injectado serve para misturar o líquido. A maioria das oxidações da fase líquida dos químicos orgânicos ocorre através de mecanismos de cadeias de radicais livres. Em geral, o mecanismo prossegue em quatro etapas; iniciação, propagação, ramificação e finalização. A finalização da cadeia radical envolve a combinação de radicais livres. Os produtos secundários de elevado peso molecular são produzidos em reacções de finalização pois dois radicais reagem um com o outro antes de reagirem com o oxigénio. As reacções de finalização normais são as seguintes: í) roo* + roo*^r=o+roh+o2

2) R* + R* —> R-R

Nas reacções acima ROO* são radicais peróxido e R* são radicais hidrocarboneto. Na presença de oxigénio suficiente, a concentração de radicais ROO* na reacção 1 é relativamente elevada e a reacção de dois radicais ROO* na reacção 1 é dominante. Contudo, caso haja uma quantidade insuficiente de oxigénio, como numa zona que seja carente de oxigénio de um reactor, a reacção dos dois radicais na reacção 2 irá tomar-se significativa, formando deste modo subprodutos indesejáveis de elevado peso molecular. Para além da formação destes subprodutos, as recombinações irão incrementar a velocidade de finalização comparativamente com a velocidade de propagação, diminuindo deste modo a velocidade global de reacção.

Os subprodutos de elevado peso molecular são habitualmenle coloridos e de difícil remoção a partir do produto final. Como tal, podem desvalorizar o produto, mesmo a concentrações muito baixas. Deste modo, a eliminação do caminho do radical da reacção 2 pode aumentar substancialmente o valor do produto e, em alguns casos, pode ainda aumentar significativamente a selectividade da reacção.

Em reactores deste tipo, a utilização de ar enriquecido com até 40% de oxigénio tem sido empregue de modo a aumentar as velocidades de produção. Contudo, a utilização de ar com oxigénio enriquecido pode criar regiões do reactor que apresentem velocidades de reacção indesejavelmente elevadas, e muitas vezes temperaturas indesejadas excessivamente elevadas. De facto, isto constitui muitas vezes um problema de uma forma geral para reactores alimentados com ar. Infelizmente, estas temperaturas elevadas podem promover a formação de subprodutos como sejam oxidos de carbono nestas regiões, e como tal, a produção do produto desejado e/oua produtividade do reactor são reduzidos.

Um outro problema com os BCRs prende-se com o facto de, com os padrões de fluxo estabelecidos, o gás não ser distribuído de um modo uniforme no líquido. Adicionalmente, na oxidação com base em ar dos químicos orgânicos, as bolhas de ar sem oxigénio dominam grandes porções do reactor. A coalescência tanto destas bolhas como do ar de entrada d ou as bolhas de ar enriquecidas conduz à formação de conjuntos de grandes bolhas que, devido ao seu tamanho, são muito ineficazes na transferencia de oxigénio. Deste modo, muito embora o oxigénio possa encontrar-se presente na corrente de gás de desperdício, a reacção pode, de facto, ser deficiente relativamente à presença de oxigénio. Na prática, devido à transferencia ineficaz de massa, somente cerca de 80% do oxigénio fornecido ou ao ar ou ao ar enriquecido com oxigénio é habitualmente usado nas oxidações. Infelizmente, o oxigénio restante aglomera-se no espaço superior do reactor e pode criar um risco de explosão.

Em alguns sistemas de BCR, as regiões em que o ar de entrada ou em que o ar enriquecido reage são intencionalmente mantidas a uma temperatura excessiva de modo a assegurar a reacção antes da coalescência das bolhas de entrada. A razão para tal operação é a promoção de oxidação e a manutenção da concentração dc oxigénio na corrente de gás de desperdício abaixo do limite explosivo. Infelizmente, o funcionamento a tais temperaturas pode ainda promover a formação de subprodutos indesejáveis, como sejam oxidos de carbono, nestas regiões, e a produção do produto desejado d ou a produtividade do reactor é reduzida. Devemos salientar que pela 4

expressão “limite explosivo” pretendemos indicar a concentração de oxigénio à qual a corrente de gás pode estar sujeita a explosão. Tais limites ditèrem dependendo do reagente e das condições do processo, mas são conhecidos dos peritos na técnica.

Outros técnicos têm tentado redistribuir a entrada de gás em diferentes fases no reactor quebrando as bolhas que foram coalescidas de modo a que a área de superfície da massa de oxigénio de transferencia seja aumentada Os métodos para a redistribuição incluem a utilização de bandejas perfuradas d ou materiais de embalagem. Cada uma destas opções apresenta algumas desvantagens. Por exemplo, para além de aumentar a complexidade do reactor, acrescentam também área de superfície de metal. Na maioria das reacções de radicais, isto é indesejável pois a recombinação indesejada de radicais é promovida nas superfícies de metal. Adicionalmente, a presença de materiais no interior do reactor irá alterar substancialmente o padrão de circulação e pode efectivamente reduzir a produtividade do reactor. Deste modo, existe a necessidade na técnica de se fornecer um método simplificado e mais eficaz para evitar a formação de subprodutos nos BCRs.

OBJECTOS DA INVENÇÃO É, deste modo, um objecto da presente invenção proporcionar um processo para oxidações na fase líquida em reactores de coluna de bolhas, em que a formação de subprodutos é reduzida. É ainda um objecto da presente invenção proporcionar um processo para as oxidações da fase líquida em reactores de coluna de bolhas em que a formação de subprodutos é reduzida enquanto que a produtividade do reactor é mantida ou aumentada.

RESUMO DA TNVENCÃO

Os objectos acima expostos e outros objectos, que se tomarão óbvios para os peritos na técnica aquando da leitura da presente memória descritiva, são obtidos através da presente invenção, sendo um dos seus aspectos:

Um processo de oxidação de fase líquida, em que o referido processo compreende. a) o fornecimento de um recipiente de reactor de coluna de bolhas contendo um líquido orgânico capaz de ser oxidado; b) a injecção de um primeiro gás contendo oxigénio na porção inferior do referido recipiente, de forma a que as bolhas do referido primeiro gás que contém oxigénio fluam para cima através do referido recipiente de modo a provocar um fluxo ascendente do referido líquido orgânico; e c) a injecção de um segundo gás contendo oxigénio possuindo um teor de oxigénio de pelo menos 70 % em volume no interior do referido reactor a pelo menos um ponto em que existe um défice de oxigénio dissolvido. É ainda descrito um aparelho que desempenha uma oxidação da fase líquida em que o aparelho compreende: a) um recipiente reactor compreendendo um líquido orgânico capaz de ser oxidado; b) um primeiro injector em comunicação com o interior do recipiente de reactor para injectar um primeiro gás contendo oxigénio no interior do recipiente de reactor para a passagem através do referido recipiente reactor; e c) pelo menos um injector adicional posicionado de forma a que um segundo gás contendo oxigénio seja introduzido no referido recipiente reactor em pelo menos um ponto no interior do referido líquido orgânico apresenta um défice de oxigénio dissolvido.

Da forma aqui usada, a expressão “porção inferior” refere-se ao quarto inferior do recipiente reactor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outros objectos, características e vantagens da presente invenção ocorrerão aos peritos da técnica a partir da descrição de formas de realização preferenciais que se segue e dos desenhos anexos nos quais: 6

A Figura 1 é um gráfico que ilustra a velocidade comparativa de transferência de massa (ou dissolução) do oxigénio a partir do ar e das bolhas de oxigénio para o interior do líquido conforme pode ser deduzido do modelo teórico. A Figura 2 é tuna vista elevacional em corte transversal de uma forma de realização da presente invenção. A Figura 2a é uma vista em corte transversal em sentido invertido de uma forma de realização da presente invenção. A Figura 3 é uma vista elevacional em corte transversal de uma forma de realização da presente invenção. A Figura 3a é uma vista em corte transversal em sentido invertido de uma forma de realização da presente invenção. A Figura 4 é uma vista elevacional em corte transversal de uma forma de realização da presente invenção. A Figura 4a é uma vista em corte transversal em sentido invertido de uma forma de realização da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO O nosso modelo demonstrou que a transferencia de massa do oxigénio a partir das bolhas de oxigénio para o líquido é significativamente mais rápida do que a partir das bolhas de ar ou das bolhas de ar enriquecidas com oxigénio. Isto encontra-se ilustrado na Figura 1, a qual ilustra as previsões do nosso modelo de transferencia de massa de oxigénio desde uma bolha para o interior de um líquido orgânico.

Neste modelo, a mesma quantidade total de oxigénio é acrescentada ao líquido ou através de bolhas de oxigénio puro, de bolhas de ar enriquecidas com oxigénio (25 % 7

em volume), ou de ar (oxigénio 21 % em volume). A taxa da transferencia de massa de oxigénio a partir de uma bolha de oxigénio é comparada com a taxa da transferencia de massa de oxigénio a partir das bolhas de ar ou das bolhas de ar enriquecidas com oxigénio a 25%. Devido à presença do azoto inerte, a concentração de oxigénio nas bolhas de ar e nas bolhas de ar enriquecidas diminui à medida que o oxigénio é transferido para o exterior da bolha.

Por outro lado, a concentração de oxigénio na bolha de oxigénio permanece constante e qualquer diminuição da taxa de transferencia de oxigénio é unicamente devida à diminuição na área disponível devido ao encolhimento da bolha. Este modelo parte do princípio que o oxigénio, o ar e as bolhas de ar enriquecidas começam todas com o mesmo tamanho, não havendo coalescência de bolhas nem evaporação do solvente na bolha.

Na aplicação prática, os efeitos da evaporação de solvente na transferência de massa podem ser significativos. Adicionalmente, o ar e as bolhas de ar enriquecidas são submetidos a uma coalescência significativa porque, devido à presença de grandes quantidades de azoto, continuam a partir do ponto de injecção até saírem através da superfície superior do líquido e podem ainda expandir o seu volume à medida que ascendem através do líquido devido à presença de pressão hidroestática. Por exemplo, através da correcta concepção do injector, um tamanho típico para uma bolha de oxigénio introduzida pode ser de um milímetro. De um modo significativo para esta aplicação, o oxigénio nestas bolhas dissolve-se tão rapidamente que não há coalescência, ou caso exista tem valores muito baixos. Por outro lado, as bolhas de ar coalescem e podem crescer até possuírem um tamanho de 5 ou mais centímetros. O nosso modelo demonstrou que a amplitude das taxas de transferência de oxigénio é duas vezes inferior com as bolhas de ar ou com eis bolhas de ar enriquecido com oxigénio quando a comparação é feita com o oxigénio puro. Para essas reacções existe uma taxa limitada de transferencia de massa do oxigénio, sendo que o aumento da taxa de transferência de massa associado com essas pequenas bolhas de oxigénio pode gerar taxas mais elevadas de reacção química. 8

A presente invenção será discutida de um modo detalhado com referência às Figuras 2 -4a. Nestas Figuras os números de referência são os mesmos para os elementos comuns. A modelagem com dinâmica de fluidos por computador (CFD) ilustra que para um BCR típico, quando o gás reagente é injectado na porção inferior do reactor, podem emergir dois tipos possíveis de padrões de fluxos. O primeiro encontra-se ilustrado na Figura 2. A Figura 2 ilustra um recipiente de reactor 1 que contém um líquido orgânico capaz de ser oxidado. Para os objectivos da presente invenção, o recipiente de reactor 1 apresenta uma relação dimensional (altura pelo diâmetro) de entre 6 e 8. Contudo, recipientes de reactor possuindo uma relação dimensional igual a 2 ou superior a 10 encontram-se também contemplados.

Os líquidos orgânicos podem incluir, de uma forma não limitativa, cumeno que é oxidado de modo a formar hidroperóxido de cumeno, ciclohexano que é oxidado de modo a formar ciclohexanona e ciclohexanol, p-xileno que é oxidado num processo de produção de dimetil tereftalato ou ácido tereflálico, antrahidroquinona que é oxidada de modo a formar peroxiantraquinona, que é percursor do peróxido de hidrogénio, e acetaldeído que é oxidado de modo a formar ácido acético.

Num BCR convencional, um primeiro gás contendo oxigénio, que é ar ou ar enriquecido com oxigénio (possuindo um conteúdo de oxigénio de até 14 % por volume), é injectado na porção inferior do recipiente reactor 1 próximo do centro do diâmetro do reactor através do injector 2, irá coalescer em bolhas 3 com diâmetros iguais ou superiores a 5 cm, dentro de um ou dois diâmetros de reactor. A porção central do reactor estará bastante carregada com gás possuindo um fluxo ascendente líquido. Este fluxo irá fazer com que o líquido reagente orgânico se eleve no interior do recipiente 1, conforme ilustrado pelas setas que apontam para cima. Λ medida que o reagente que flui para cima se aproxima da porção superior do recipiente 1, muda de direcção e flui para a parte de baixo do recipiente 1, conforme se encontra ilustrado pelas setas que apontam para baixo, num padrão recirculante. Como o gás contido nas bolhas é libertado para o espaço superior na porção superior do reactor, a região 4 junto das paredes do recipiente 9

1 apresentará um fluxo líquido descendente com pouco ou nenhum gás presente e, como a reacção prossegue entre o oxigénio dissolvido e o líquido orgânico, o líquido irá tomar-se, na sua essência, isento de oxigénio. É nesta região (4), de oxigénio dissolvido insuficiente, que um segundo gás contendo oxigénio, possuindo um conteúdo de pelo menos 70 % por volume, mais preferencialmente de pelo menos 90 % por volume de oxigénio, será injectado no reactor através de pelo menos um bocal 6 de injecção. Abaixo do limite inferior de menos de 70 % por volume, demasiado azoto inerte poderá ser introduzido no processo, alterando deste modo os padrões de fluxo do reactor. Numa forma de realização alternativa, conforme se encontra ilustrado na Figura 2a, o injector de oxigénio poderá ser um aro tubular 6 possuindo vários orifícios ou bocais no seu interior o que se encontra dentro do perímetro do reactor 1.

Conforme se encontra ilustrado na Figura 3, se o primeiro gás contendo oxigénio for injectado na porção inferior do recipiente 1 junto das paredes através do injector 2, irá ter tendência a juntar-se às paredes, coalescendo uma vez mais em grandes quantidades de gás 3. O líquido orgânico junto das paredes tenderá a fluir para cima, conforme se encontra ilustrado pelas setas, enquanto que o líquido no centro do reactor terá um fluxo líquido para baixo, conforme se encontra ilustrado pelas setas. Uma vez mais, o gás das bolhas irá libertar-se no espaço superior do reactor e, consequentemente, o núcleo central 5 do recipiente 1 tenderá a apresentar pouco ou nenhum gás e ficará essencialmente desprovido de oxigénio. E para esta região que o segundo gás contendo oxigénio será injectado no interior do recipiente através de pelo menos um bocal de injecção 6. Numa forma de realização alternativa, como a que se encontra ilustrada na Figura 3a, o injector de oxigénio pode ser um anel tubular 6, possuindo vários orifícios ou bocais no seu interior, que se encontra no interior do perímetro do reactor 1.

Conforme foi sugerido anteriormente, as regiões que se encontram essencialmente isentas de oxigénio dissolvido encontram-se habitualmente nas porções do reactor em que existe um fluxo líquido descendente do líquido. A existência de regiões com uma quantidade insuficiente de oxigénio dissolvido podem ser determinadas a partir da presença de sub produtos indesejáveis de elevado peso molecular que são formados na 10

ausência de oxigénio. Os modelos de fluxos (tanto experimentais como elaborados por computador) podem ser usados para determinar a localização óptima para a injecção de oxigénio. A localização exacta destas regiões de fluxo descendente é sensível à geometria do reactor, à presença de peças internas e às superfícies de transferencia de calor, e à geometria do injector, mas seria reconhecida por quem tenha conhecimentos medianos na técnica.

Conforme foi discutido, estas regiões não apresentarão qualquer transferência de massa significativa de oxigénio para elas e, em sistemas de reactor típicos, serão de um modo geral desprovidas de oxigénio. Como tal, quaisquer bolhas de oxigénio do referido segundo gás contendo oxigénio que sejam injectadas nesses locais serão rapidamente dissolvidas. Estas bolhas de oxigénio terão um diâmetro muito pequeno (da ordem de 1 mm) quando comparadas com as bolhas do referido primeiro gás contendo oxigénio e, como tal, apresentarão pequena capacidade de flutuação. Como se consomem de um modo rápido, haverá poucas oportunidades para que se verifique a coalescência das bolhas de oxigénio e para que flutuem. Deste modo, não irão afectar a hidrodinâmica geral do reactor.

Os peritos na técnica irão notar que a quantidade de oxigénio empregue em qualquer oxidação em particular relativamente à quantidade de oxigénio adicionado ao ar ou à entrada de ar enriquecida com oxigénio irá variar na dependência das características particulares da oxidação, como seja o líquido em particular envolvido, as condições de funcionamento inerentes à oxidação e a outros factores semelhantes. Deste modo, a quantidade de oxigénio acrescentado através do segundo gás contendo oxigénio pode scr superior ou inferior à quantidade de oxigénio adicionado a partir do primeiro gás contendo oxigénio. A substituição total do ar com oxigénio não é facilmente conseguida nos BCRs existentes em parte devido aos riscos de explosão associados a elevadas concentrações 11 11

de oxigénio no espaço superior do reactor. Uma outra razão para não substituir o ar por oxigénio reside no facto de o azoto inerte existente no ar proporcionar a agitação induzida pela capacidade de flutuação, a qual serve para misturar o líquido no interior do recipiente.

Uma forma de realização alternativa da invenção iria incluir pontos múltiplos de injecção de oxigénio. Como os BCRs tendem a apresentar uma elevada relação entre o comprimento e o diâmetro, pode haver vários locais ao longo do fluxo descendente em que o líquido pode ser desprovido de oxigénio. Numa tal forma de realização, o injector 9 seria usado da forma ilustrada na Figura 4 de modo a injectar o referido segundo gás contendo oxigénio. Numa forma de realização alternativa, o injector de oxigénio pode compreender uma serie de aros tubulares 9 possuindo no seu interior vários orifícios ou bocais que se encontram no interior do perímetro do reactor 1. A invenção proporciona várias vantagens. Por exemplo, devido à transferência melhorada de massa associada com a injecção do segundo gás contendo oxigénio, pode ser usado até 100 % deste gás que é introduzido . Assim, o processo da presente invenção proporciona uma eficácia melhorada e vantagens em termos de custos relativamente aos processos de enriquecimento convencionais nos quais, conforme foi anteriormente discutido, a utilização de oxigénio se encontra habitualmente em tomo dos 80%. Adicionalmente, como pode ser utilizado até 100% do oxigénio acrescentado, os riscos de explosão associados com o excesso de oxigénio na porção superior do reactor são essencialmente determinados pelo oxigénio residual existente no ar ou pelas bolhas de ar enriquecidas com oxigénio que se elevam a partir da superfície do líquido.

Conforme pode inferir-se a partir da discussão acima, através da promoção da reacção dc radicais nas regiões acima identificadas, a formação dc subprodutos ligados indesejáveis é suprimida. Deste modo, devido ao facto de os reagentes, que na ausência de oxigénio iriam reagir de modo a formar subprodutos indesejáveis, se encontrarem oxidados, são obtidos melhores rendimentos do produto assim como produtos de pureza acrescida. 12

Adicionalmente, como se encontra presente pouco ou nenhum gás inerte, o padrão global de circulação do reactor não se encontra perturbado de um modo significativo pela presença de bolhas adicionais de gás inerte. Por outro lado, a injecção faseada de ar nestas regiões de fluxo descendente irá alterar os padrões de circulação pois o elevado teor de azoto presente no ar irá tender a empurrar as bolhas para cima no sentido contrário ao do fluxo. Isto teria consequências indesejáveis como sejam fracos padrões de circulação de líquido no reactor e, consequentemente, uma transferência de calor ineficaz.

Um outro benefício adicional do processo está relacionado com a produtividade do reactor. Zonas do reactor que anteriormente não eram usadas (porque continham uma quantidade de oxigénio insuficiente para suportar a reacção) podem ser agora usadas no processo da presente invenção.

Adicionalmente, a presente invenção é aplicável aos reactores que apresentam uma formação excessiva de subprodutos de oxido de carbono devido à presença de zonas de elevada temperatura onde o ar, ou o ar enriquecido, é introduzido. Em tais situações pode ser desejável melhorar o rendimento do produto preferencial e/ ou a produtividade do reactor reduzindo a entrada inicial do ar ou de ar enriquecido de modo a reduzir a temperatura de líquido nesta zona. A produtividade (por exemplo, a quantidade de produto de reacção desejável) perdida nestas zonas pode ser compensada por, ou excedida através de, ganhos no rendimento do produto e na produtividade do reactor nas zonas onde o segundo gás contendo oxigénio é adicionado de acordo com a presente invenção.

Esta invenção é ainda aplicável aos reactores em que a temperatura das zonas de reacção do ar/ ar enriquecido foi deliberadamcntc mantida a um valor elevado de modo a manter o oxigénio na corrente de gás de desperdício abaixo do nível explosivo. Tais temperaturas elevadas levam frequentemente à formação de subprodutos indesejáveis como sejam os óxidos de carbono, os quais reduzem o rendimento potencial. Através do processo da presente invenção o fluxo de ar/ ar enriquecido pode ser reduzido até um 13

ponto em que a concentração de oxigénio na corrente de desperdício estaria abaiko do nível ou do limite explosivo a uma temperatura mais baixa preferencial. A produtividade (por exemplo a quantidade desejada de produto de reacção) perdida nestas regiões pode ser compensada por, ou excedida por, ganhos no rendimento do produto d ou na produtividade do reactor nas zonas onde o segundo gás contendo oxigénio é adicionado de acordo com a presente invenção.

Finalmente, esta tecnologia proporciona o benefício económico adicional da redução da quantidade de energia de compressão de ar requerida por unidade de produto. Isto deve-se ao facto de a invenção possibilitar o aumento da produção do reactor sem ter de aumentar a quantidade de ar de entrada comprimido. Por extrapolação deste rap.inr.inir>, pode manter-se a quantidade de produção do reactor e diminuir a quantidade de ar de entrada.

Características específicas da presente invenção encontram-se ilustradas em um ou mais dos desenhos que se encontram presentes por motivos práticos, pois cada característica pode ser combinada com outras características de acordo com a invenção. Formas de realização alternativas serão reconhecidas pelos peritos na técnica e destinam-se a ser incluídas no âmbito das reivindicações.

Lisboa, 2 1 NOV. 2001 A_L_>—

Maria Silvina Ferreira ADVOGADA -fierte Oficial ae Prooriedade Industrial -·. Cas-ilro. 50-5?- 1250 - 071 LISBOA ei. 21 381 50 50 - Fax. 21 383 1150

Claims

1 / REIVINDICAÇÕES ί; 1. Um processo de oxidação de fase líquida, em que o referido processo compreende: (a) o fornecimento de um recipiente de reactor de coluna de bolhas contendo um liquido orgânico capaz de ser oxidado; (b) a injecção de um primeiro gás contendo oxigénio na porção inferior do referido recipiente, de modo a que as bolhas do referido primeiro gás contendo oxigénio fluam para cima através do referido recipiente de modo a provocar um fluxo ascendente do referido liquido orgânico; e (c) a injecção de um segundo gás contendo um teor de oxigénio de pelo menos 70 % em volume para o interior do referido reactor a pelo menos um ponto onde se verifica uma falta de oxigénio dissolvido.

2. O processo de acordo com a reivindição 1, em que o primeiro referido gás contendo oxigénio é o ar.

3. O processo de acordo com a reivindicação 1, em que a utilização de oxigénio no reactor é aumentada quando comparada com um processo em que o segundo gás contendo oxigénio não é acrescentado ao reactor.

4. O processo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido segundo gás contendo oxigénio é adicionado numa quantidade eficaz para permitir uma redução na quantidade do referido primeiro gás contendo oxigénio de modo a que a quantidade de produto de oxidação produzido no referido processo de oxidação seja pelo menos tão grande quando comparado com um processo em que o referido segundo gás contendo oxigénio não é adicionado ao reactor.

5. O processo de acordo com as reivindicações 1 ou 4, em que o recipiente de reactor contém um espaço superior acima do referido líquido orgânico em que os gases não reagidos e os gases de subproduto de reacção se acumulam durante o referido processo 2 i

de oxidação, e em que a quantidade de oxigénio no referido espaço superior se encontra numa concentração abaixo do limite explosivo.

6. O processo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido líquido orgânico é seleccionado de um grupo que consiste por cumeno, ciclohexano, p-xileno, antrahidroquinona e acetaldeido.

7. O processo de acordo com a reivindicação 1, em que a referida injecção de um primeiro gás contendo oxigénio cria um padrão de circulação no referido reactor e em que o referido padrão promove a mistura do referido líquido orgânico, e em que o referido segundo gás contendo oxigénio é injectado de modo a não apresentar praticamente qualquer efeito no referido padrão de circulação.

8. Um processo de acordo com a reivindicação 1, em que o referido recipiente de reactor não contém meios de agitação mecânica. Lisboa, 2 } NOV. 2001

Maria Silvina Ferreira ADVOGADA Agente Oficial de Propriedade Industrial R. Castilho, 50-5?- 1250 - 071 LISBOA Tel. 21381 50 50 - Fax. 21 383 11 50