Aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno y método de reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno.

Un aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno para producir cloro por oxidación del cloruro de hidrógeno a través de una reacción de contacto en fase gaseosa en presencia de un catalizador,

utilizando cloruro de hidrógeno y oxígeno como materias primas principales, donde el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno comprende una porción de mezcla para la mezcla de las materias primas gaseosas y una porción de conducción de transferencia para la transferencia de las materias primas gaseosas mezcladas desde la porción de mezcla a un reactor para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno, y donde la superficie de contacto gaseoso de la porción de mezcla y/o una parte de la superficie de contacto gaseoso de la porción de conducción de transferencia están hechas de tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno o están cubiertas con tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, y donde el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno comprende además una instalación para suministrar vapor de agua a al menos una parte de la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, de tal forma que la concentración de humedad en los gases mixtos en la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno es del 0,5% molar o superior.

Aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno y método de reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno 5

Campo técnico La presente invención se relaciona con un aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno para producir cloro por oxidación de cloruro de hidrógeno a través de una reacción de contacto en fase gaseosa en presencia de un catalizador, así como con un método de reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno que lo utiliza.

Técnica anterior

Un procedimiento de producción de cloro por oxidación de cloruro de hidrógeno a través de una reacción de contacto en fase gaseosa en presencia de un catalizador es un método general de producción de cloro. Las materias primas principales para la reacción en el procedimiento de oxidación del cloruro de hidrógeno son un cloruro de hidrógeno gaseoso y un oxígeno gaseoso. Típicamente, sin embargo, el cloruro de hidrógeno y el oxígeno que no han reaccionado y que se recogen después de la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno son reciclados y mezclados con un cloruro de hidrógeno gaseoso y un oxígeno gaseoso que son materias primas para su utilización como parte de los agentes de reacción.

Como la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno es típicamente llevada a cabo a una temperatura de reacción de aproximadamente 300 a 400°C, es necesario calentar con anterioridad el cloruro de hidrógeno gaseoso y el oxígeno gaseoso que son las materias primas y los gases reciclados, tales como el cloruro de hidrógeno reciclado y el oxígeno reciclado, hasta una temperatura de 250 a 300°C. Dicho precalentamiento es llevado a cabo independientemente para cada gas o después de haber mezclado una parte o la totalidad de estos gases.

Sin embargo, como una parte de estas materias primas gaseosas y los gases reciclados pueden contener humedad, se ha de seleccionar adecuadamente considerando esta humedad el material del aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno, en particular el material de la conducción de transferencia para el suministro de las materias primas gaseosas y los gases reciclados al reactor para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno. Es decir, aunque varía dependiendo de la presión y de la composición de los gases, a una temperatura que supera suficientemente el punto de rocío del ácido clorhídrico, que es de aproximadamente 100 a 200°C, se pueden aplicar acero inoxidable, níquel y una aleación de níquel como material de la conducción; sin embargo, por debajo del punto de rocío del ácido clorhídrico y en la proximidad del punto de rocío, estos materiales metálicos se corroerán, por lo que la selección de materiales aplicables va acompañada de dificultad.

Research Committee on Corrosion Engineering of the Society of Materials Science, Japan Data vol. 30, Nº 162, páginas 11-18 (1991) , describe la selección de materiales del reactor en el procedimiento de oxidación del cloruro de hidrógeno; sin embargo, no se da ninguna descripción en cuanto al material de la conducción de transferencia para la transferencia de las materias primas gaseosas y los gases reciclados al reactor.

Se describen métodos para producir cloro por oxidación de cloruro de hidrógeno a través de una reacción en fase de 45 contacto en presencia de un catalizador en Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistr y , 1986, VCH, Vol. A6, páginas 461, 462 y 471. También se menciona que, en el procedimiento KEL para el cloro, se deben usar materiales y conducciones chapados en tantalio debido a la naturaleza agresiva de los materiales.

US 3.544.274 describe un procedimiento en el que se oxida un haluro de hidrógeno con oxígeno en presencia de un compuesto de nitrógeno que contiene oxígeno como catalizador, se pasa el efluente del oxidante gaseoso a una zona de absorción de ácido sulfúrico para secar dicho efluente y se introduce el efluente gaseoso de la zona de absorción en una zona de destilación, donde se separa el halógeno en una mezcla gaseosa superior del efluente líquido que contiene un haluro de óxido de nitrógeno y halógeno, donde el perfeccionamiento consiste en que se pasa el efluente líquido como refrigerante al oxidante y/o al absorbedor para controlar el calor exotérmico de la 55 reacción, para convertir el haluro de óxido de nitrógeno en halógeno y para utilizar el calor exotérmico de la reacción para proporcionar rehervido en la zona de destilación.

La resistencia a la corrosión y las propiedades básicas del tantalio sólido y las técnicas de revestimiento fino protector con tantalio han sido estudiadas por F. Carderelli, P. Taxil, A. Savall, en Int. J. of Refractor y Metals & Hard Materials, vol. 14, nº 5-6, 1996, páginas 365-381.

Divulgación de la invención La presente invención ha sido realizada con objeto de resolver los problemas anteriormente mencionados, y un 65 objeto de la misma es proporcionar un aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno y un método de reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno mediante los cuales se pueden realizar la mezcla de las materias primas gaseosas y/o la introducción de los gases reciclados y el precalentamiento de los gases mixtos sin generar corrosión sobre la superficie de contacto gaseoso de la porción de mezcla para la mezcla de las materias primas gaseosas, sobre la superficie de contacto gaseoso de la porción de introducción para la introducción de los gases reciclados y sobre la superficie de contacto gaseoso de la porción de la conducción de transferencia para la transferencia de las materias primas gaseosas y los gases reciclados al reactor para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno en un procedimiento de producción de cloro por oxidación de cloruro de hidrógeno a través de una reacción de contacto en fase gaseosa en presencia de un catalizador utilizando cloruro de hidrógeno y oxígeno como materias primas principales.

La presente invención se relaciona con un aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno para producir cloro por oxidación de cloruro de hidrógeno a través de una reacción de contacto en fase gaseosa en presencia de a catalizador, utilizando cloruro de hidrógeno y oxígeno como materias primas principales, donde el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno incluye una porción de mezcla para la mezcla de las materias primas gaseosas y una porción de conducción de transferencia para la transferencia de las materias primas gaseosas mezcladas de la porción de mezcla a un reactor para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno, y donde la superficie de contacto gaseoso de la porción de mezcla y/o una parte de la superficie de contacto gaseoso de la porción de la conducción de transferencia están hechas de tantalio o de una aleación de tantalio-tungsteno o están cubiertas con tantalio o con una aleación de tantalio-tungsteno, y donde el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno incluye además una instalación para suministrar vapor de agua a al menos una parte de la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, de tal forma que la concentración de humedad en los gases mixtos en la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno es del 0, 5% molar o superior.

Además, la presente invención se relaciona con el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno antes descrito, que incluye también una porción de introducción para introducir un gas reciclado, que se recoge tras la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno, en las materias primas gaseosas mezcladas, donde la superficie de contacto gaseoso de la porción de introducción está hecha de tantalio o de una aleación de tantalio-tungsteno o está cubierta con tantalio o con una aleación de tantalio-tungsteno.

Además, la presente invención se relaciona con un método de reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno que utiliza el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno antes descrito según la reivindicación 3.

Además, se describe en el presente documento un método de utilización de una conducción para transferir un gas que contiene cloruro de hidrógeno gaseoso, una parte de superficie de contacto gaseoso de la cual está hecha de tantalio o de una aleación de tantalio-tungsteno o está cubierta con tantalio o con una aleación de tantalio-tungsteno, donde la concentración de humedad en el gas que contiene cloruro de hidrógeno gaseoso en la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno está establecida en... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno para producir cloro por oxidación del cloruro de hidrógeno a través de una reacción de contacto en fase gaseosa en presencia de un catalizador, utilizando cloruro de hidrógeno y oxígeno como materias primas principales, donde el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno comprende una porción de mezcla para la mezcla de las materias primas gaseosas y una porción de conducción de transferencia para la transferencia de las materias primas gaseosas mezcladas desde la porción de mezcla a un reactor para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno, y donde la superficie de contacto gaseoso de la porción de mezcla y/o una parte de la superficie de contacto gaseoso de la porción de conducción de transferencia están hechas de tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno o están cubiertas con tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, y donde el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno comprende además una instalación para suministrar vapor de agua a al menos una parte de la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, de tal forma que la concentración de humedad en los gases mixtos en la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno es del 0, 5% molar o superior.

2. El aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno según la reivindicación 1, que además comprende una porción de introducción para la introducción de un gas reciclado, que se recoge tras la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno, en las materias primas gaseosas mezcladas, donde la superficie de contacto gaseoso de la porción de introducción está hecha de tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno o está cubierta con tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno.

3. Un método de reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno que utiliza el aparato para la reacción de oxidación del cloruro de hidrógeno según la reivindicación 1 o 2, donde se suministra vapor de agua a al menos una parte de la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, de tal forma que la concentración de humedad en los gases mixtos en la porción que está hecha de, o cubierta con, tantalio o una aleación de tantalio-tungsteno, es del 0, 5% molar o superior.