PROCEDIMIENTOS Y DISPOSITIVOS PARA REACTORES DE PELÍCULA DESCENDENTE CON INTERCAMBIO DE CALOR INTEGRADO.

Un procedimiento para llevar a cabo una reacción que requiere un flujo de reactivo gaseoso y un flujo de reactivo líquido de película descendente,

comprendiendo el procedimiento las etapas de: proporcionar un reactor que comprende un primer cuerpo extrudido multicelular orientado con sus células extendiéndose en paralelo en una dirección verticalmente descendente desde un primer extremo del cuerpo hasta un segundo extremo, presentando el cuerpo una primera pluralidad de células abiertas en ambos extremos del cuerpo y una segunda pluralidad de dichas células cerradas en uno o ambos extremos del cuerpo, estando dispuesta la segunda pluralidad de células en uno o más grupos de células contiguas y actuando conjuntamente para definir al menos en parte al menos un paso fluídico que se extiende a través del cuerpo, presentando el paso una trayectoria serpentina hacia atrás y hacia delante a lo largo de las células de la segunda pluralidad, conectando el paso lateralmente una célula con otra, pertenecientes a las células de la segunda pluralidad, en o cerca de los extremos del cuerpo; hacer fluir de manera descendente una película de reactivo líquido sobre las superficies internas de la primera pluralidad de células mientras que se hace fluir un flujo de reactivo gaseoso hacia arriba o hacia abajo de los centros de la primera pluralidad de células mientras que se hace fluir un primer fluido de intercambio de calor a través del al menos un paso fluídico

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08305041.

Solicitante: CORNING INCORPORATED.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1 RIVERFRONT PLAZA CORNING NY 14831 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: GUERMEUR,CELINE, DANNOUX,THIERRY, SUTHERLAND,JAMES, CAZE,PHILIPPE, WOEHL,PIERRE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 29 de Febrero de 2008.

Fecha Concesión Europea: 22 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J19/24R2
  • F28F7/02 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F28 INTERCAMBIO DE CALOR EN GENERAL.F28F PARTES CONSTITUTIVAS DE APLICACION GENERAL DE LOS APARATOS INTERCAMBIADORES O DE TRANSFERENCIA DE CALOR (materiales de transferencia de calor, de intercambio de calor o de almacenamiento de calor C09K 5/00; purgadores de agua o aire, ventilación F16). › F28F 7/00 Elementos no cubiertos por los grupos F28F 1/00, F28F 3/00, ó F28F 5/00. › Bloques atravesados por conductos para medios que intercambian calor.

Clasificación PCT:

  • B01J10/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › Procedimientos químicos generales haciendo reaccionar un líquido con medios gaseosos distintos de los de en presencia de partículas sólidas; equipos especialmente adaptados a este efecto (B01J 19/08 tiene prioridad; separación, p. ej. destilación, incluso combinada con reacciones químicas B01D).
  • B01J10/02 B01J […] › B01J 10/00 Procedimientos químicos generales haciendo reaccionar un líquido con medios gaseosos distintos de los de en presencia de partículas sólidas; equipos especialmente adaptados a este efecto (B01J 19/08 tiene prioridad; separación, p. ej. destilación, incluso combinada con reacciones químicas B01D). › del tipo de membrana fina.
  • B01J19/24 B01J […] › B01J 19/00 Procedimientos químicos, físicos o físico-químicos en general (tratamiento físico de las fibras, hilos, hilados, tejidos, plumas o artículos fibrosos hechos de estas materias, ver los lugares apropiados para dicho tratamiento, p. ej. D06M 10/00 ); Aparatos apropiados (accesorios, cargas o rejillas especialmente adaptadas para el tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla C02F 3/10; placas o rejillas de chapoteo especialmente adaptadas para los enfriadores por chorreo F28F 25/08). › Reactores fijos sin elementos internos móviles (B01J 19/08, B01J 19/26 tienen prioridad; de partículas inmóviles B01J 8/02).
  • B01J19/32 B01J 19/00 […] › Elementos de relleno en forma de rejilla o de elementos compuestos de varias piezas para formar una unidad o un módulo en el aparato de transferencia de calor o de materia.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PROCEDIMIENTOS Y DISPOSITIVOS PARA REACTORES DE PELÍCULA DESCENDENTE CON INTERCAMBIO DE CALOR INTEGRADO.

Fragmento de la descripción:

Procedimientos y dispositivos para reactores de película descendente con intercambio de calor integrado.

Sumario

Según un aspecto de la invención, se da a conocer un procedimiento para llevar a cabo una reacción que requiere un flujo de reactivo gaseoso y un flujo de reactivo líquido de película descendente proporcionando un reactor que comprende un primer cuerpo extrudido multicelular orientado con sus células extendiéndose en paralelo en una dirección verticalmente descendente desde un primer extremo del cuerpo hasta un segundo extremo, presentando el cuerpo una primera pluralidad de células abiertas en ambos extremos del cuerpo y una segunda pluralidad de dichas células cerradas en uno o ambos extremos del cuerpo, estando dispuesta la segunda pluralidad de células en uno o más grupos de células contiguas y actuando conjuntamente para definir al menos en parte al menos un paso fluídico que se extiende a través del cuerpo, presentando el paso una trayectoria serpentina hacia atrás y hacia delante a lo largo de las células de la segunda pluralidad, conectando el paso lateralmente una célula con otra, pertenecientes a las células de la segunda pluralidad, en o cerca de los extremos del cuerpo; y además haciendo fluir de manera descendente una película de reactivo líquido sobre las superficies internas de la primera pluralidad de células mientras que se hace fluir un flujo de reactivo gaseoso hacia arriba o hacia abajo de los centros de la primera pluralidad de células mientras que se hace fluir un primer fluido de intercambio de calor a través del al menos un paso fluídico.

Según otro aspecto de la invención, se da a conocer un reactor útil para hacer reaccionar un flujo de reactivo gaseoso con un flujo de reactivo líquido de película descendente. El reactor presenta un primer cuerpo extrudido multicelular orientado con sus células extendiéndose en paralelo en una dirección verticalmente descendente desde un primer extremo del cuerpo hasta un segundo extremo. El cuerpo extrudido presenta una primera pluralidad de células abiertas en ambos extremos del cuerpo y una segunda pluralidad de dichas células cerradas en uno o ambos extremos del cuerpo, y la segunda pluralidad de células está dispuesta en uno o más grupos de células contiguas y define al menos en parte al menos un paso de fluido que se extiende a través del cuerpo. El paso presenta una trayectoria serpentina hacia atrás y hacia delante a lo largo de las células de la segunda pluralidad de células, y el paso conecta lateralmente una célula con otra en o cerca de los extremos del cuerpo. El reactor está dotado además de una fuente de fluido estructurada y dispuesta para poder distribuir fluido a la primera pluralidad de células en el primer extremo del cuerpo extrudido; una fuente de gas situada por encima o por debajo del cuerpo extrudido estructurada y dispuesta para poder hacer fluir un gas a través de la primera pluralidad de células; y una fuente de fluido de intercambio de calor conectada a dicho al menos un paso fluídico estructurada y dispuesta para poder hacer fluir un fluido de intercambio de calor a través del mismo.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es una vista en planta de un componente de reactor que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra una trayectoria fluídica en un plano perpendicular a las células según una realización de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en alzado lateral del componente de reactor que comprende el cuerpo multicelular extrudido o panal de la Figura 1, que muestra un detalle adicional de una trayectoria fluídica según una realización de la presente invención.

La Figura 3 es una vista en sección transversal de canales cerrados en uno o ambos extremos de un cuerpo extrudido, que muestra un procedimiento útil en el contexto de la presente invención para la interconexión entre canales.

La Figura 4 es una vista en sección transversal de canales cerrados en uno o ambos extremos de un cuerpo extrudido, que muestra otro procedimiento útil en el contexto de la presente invención para la interconexión entre canales.

La Figura 5 es una vista en planta de un componente de reactor que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra otra trayectoria fluídica en un plano perpendicular a las células según otra realización de la presente invención.

La Figura 6 es una vista en alzado lateral del componente de reactor que comprende el cuerpo multicelular extrudido o panal de la Figura 5, que muestra acopladores fluídicos acoplados a orificios de entrada y de salida en un extremo del cuerpo extrudido.

La Figura 7 es una vista en sección transversal de un componente de reactor de la presente invención que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra conexiones fluídicas hacia el cuerpo extrudido según una realización de la presente invención.

La Figura 8 es una vista en perspectiva y en despiece ordenado de un componente de reactor que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra acopladores fluídicos acoplados a orificios de entrada y de salida en el (los) lado(s) del cuerpo extrudido.

La Figura 9 es una vista en sección transversal de un componente de reactor de la presente invención que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra conexiones fluídicas hacia el cuerpo extrudido según otra realización de la presente invención.

La Figura 10 es una vista en perspectiva que muestra un suministro de fluido de intercambio de calor, de reactivo gaseoso y de reactivo fluido hacia un cuerpo 20 extrudido según una realización de la presente invención.

La Figura 11 es una sección transversal de un cuerpo 20 extrudido que muestra una distribución de fluido de intercambio de calor y de reactivos.

La Figura 12 es una realización del reactor 10 que comprende dos cuerpos 20A y 20B extrudidos.

La Figura 13 es una vista en perspectiva que muestra múltiples cuerpos 20A a 20D dispuestos como parte de un único reactor.

La Figura 14 es una vista en sección transversal que muestra la colocación de pantallas 84 protectoras contra las llamas.

Las Figuras 15 y 16 muestran montajes alternativos para las pantallas protectoras contra las llamas.

La Figura 17 es una sección transversal que muestra la utilización de pantallas protectoras contra las llamas para ayudar en la distribución de los fluidos reactivos.

La Figura 18 es una sección transversal que muestra la utilización de un protector 96 contra las llamas de cuerpo poroso como una alternativa a una pantalla protectora contra las llamas.

La Figura 19 es una vista en planta de un reactor que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra otra trayectoria fluídica adicional en un plano perpendicular a las células según una realización de la presente invención.

La Figura 20 es una vista en planta de un reactor que comprende un cuerpo multicelular extrudido o panal, que muestra otra trayectoria fluídica adicional en un plano perpendicular a las células según una realización de la presente invención.

La Figura 21 es una vista en sección transversal de canales cerrados en uno o ambos extremos de un cuerpo extrudido, que muestra un procedimiento útil en el contexto de la presente invención para ramificar o dividir trayectorias de fluido, con dos trayectorias comenzando a partir de una y comenzando dentro del cuerpo extrudido.

La Figura 22 es una vista en planta parcial de un extremo de un cuerpo extrudido o estructura de panal, que muestra múltiples pasos que comienzan dentro del cuerpo extrudido en un orificio de entrada en un extremo del cuerpo extrudido.

La Figura 23 es una vista lateral parcial de un cuerpo extrudido o estructura de panal que muestra múltiples pasos que comienzan dentro del cuerpo extrudido en un orificio de entrada en una pared en un lado del cuerpo extrudido.

La Figura 24 es una sección transversal de una parte de un cuerpo 20 extrudido que muestra maneras alternativas de formar la trayectoria 28 de flujo de intercambio de calor dentro de los cuerpos 20 extrudidos de la presente invención.

Las Figuras 25A a 25D son vistas en planta alternativas de un extremo de un cuerpo 20 extrudido que muestra patrones alternativos para los obturadores o material 26 obturador continuo,...

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento para llevar a cabo una reacción que requiere un flujo de reactivo gaseoso y un flujo de reactivo líquido de película descendente, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

proporcionar un reactor que comprende un primer cuerpo extrudido multicelular orientado con sus células extendiéndose en paralelo en una dirección verticalmente descendente desde un primer extremo del cuerpo hasta un segundo extremo, presentando el cuerpo una primera pluralidad de células abiertas en ambos extremos del cuerpo y una segunda pluralidad de dichas células cerradas en uno o ambos extremos del cuerpo, estando dispuesta la segunda pluralidad de células en uno o más grupos de células contiguas y actuando conjuntamente para definir al menos en parte al menos un paso fluídico que se extiende a través del cuerpo, presentando el paso una trayectoria serpentina hacia atrás y hacia delante a lo largo de las células de la segunda pluralidad, conectando el paso lateralmente una célula con otra, pertenecientes a las células de la segunda pluralidad, en o cerca de los extremos del cuerpo;

hacer fluir de manera descendente una película de reactivo líquido sobre las superficies internas de la primera pluralidad de células mientras que se hace fluir un flujo de reactivo gaseoso hacia arriba o hacia abajo de los centros de la primera pluralidad de células mientras que se hace fluir un primer fluido de intercambio de calor a través del al menos un paso fluídico.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que proporcionar un reactor comprende además proporcionar un reactor que presenta material catalítico en o sobre las superficies internas de la primera pluralidad de células.

3. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que proporcionar un reactor comprende además proporcionar un reactor que tenga al menos un segundo cuerpo extrudido multicelular situado debajo del primero, presentando el segundo cuerpo una pluralidad de células abiertas de segundo cuerpo y una pluralidad de células cerradas de segundo cuerpo que definen al menos un paso fluídico de segundo cuerpo, y en el que (1) hacer fluir una película de reactivo líquido comprende además hacer fluir de manera descendente una película de reactivo líquido sobre las superficies internas de la pluralidad de células abiertas del segundo cuerpo, (2) hacer fluir un flujo de reactivo gaseoso comprende además hacer fluir un flujo de reactivo gaseoso hacia arriba o hacia abajo de los centros de la pluralidad de células abiertas del segundo cuerpo, y (3) hacer fluir un fluido de intercambio de calor comprende además hacer fluir un segundo fluido de intercambio de calor a través del al menos un paso fluídico del segundo cuerpo.

4. Un reactor para hacer reaccionar un flujo de reactivo gaseoso con un flujo de reactivo líquido de película descendente, comprendiendo el reactor:

un primer cuerpo extrudido multicelular orientado con sus células extendiéndose en paralelo en una dirección verticalmente descendente desde un primer extremo del cuerpo hasta un segundo extremo, presentando el cuerpo una primera pluralidad de células abiertas en ambos extremos del cuerpo y una segunda pluralidad de dichas células cerradas en uno o ambos extremos del cuerpo, estando dispuesta la segunda pluralidad de células en uno o más grupos de células contiguas y actuando conjuntamente para definir al menos en parte al menos un paso fluídico que se extiende a través del cuerpo, presentando el paso una trayectoria serpentina hacia atrás y hacia delante a lo largo de las células de la segunda pluralidad, conectando el paso lateralmente una célula con otra, pertenecientes a las células de la segunda pluralidad, en o cerca de los extremos del cuerpo;

una fuente de fluido estructurada y dispuesta para poder distribuir fluido a la primera pluralidad de células en el primer extremo del cuerpo extrudido;

una fuente de gas situada por encima o por debajo del cuerpo extrudido estructurada y dispuesta para poder hacer fluir un gas a través de la primera pluralidad de células; y

una fuente de fluido de intercambio de calor conectada a dicho al menos un paso fluídico estructurada y dispuesta para poder hacer fluir un fluido de intercambio de calor a través del mismo.

5. El reactor según la reivindicación 4, en el que el al menos un paso tiene un ancho de una célula en un plano perpendicular a las células del cuerpo.

6. El reactor según cualquiera de las reivindicaciones 4 y 5, en el que el paso tiene una trayectoria serpentina que se dirige hacia atrás y hacia delante al menos dos veces a lo largo de las células de la segunda pluralidad de células.

7. El reactor según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el paso es accesible desde el exterior del cuerpo mediante un orificio de entrada y un orificio de salida, estando situado el orificio de entrada en el primer extremo del cuerpo y rodeado de células del cuerpo que están cerradas mediante obturadores en el primer extremo del cuerpo.

8. El reactor según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que el paso es accesible desde el exterior del cuerpo mediante un orificio de entrada y un orificio de salida, estando situado el orificio de entrada en una pared de un lado del cuerpo.

9. El reactor según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, que comprende además un primer y un segundo protector contra las llamas colocados en el primer y en el segundo extremo del cuerpo.

10. El reactor según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, que comprende además uno o más segundos cuerpos extrudidos multicelulares, cada uno colocado debajo del primer cuerpo, presentando cada uno una pluralidad respectiva de células abiertas y una pluralidad respectiva de células cerradas que definen respectivamente al menos un paso fluídico, estando colocados y dispuestos los cuerpos sucesivos para recibir el flujo de reactivo fluido y/o el flujo de reactivo gaseoso desde el cuerpo respectivo inmediatamente superior.


 

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