Reactor o intercambiador de calor con espaciadores y termochapas para la realización de reacciones con un fuerte tono térmico.

Reactor (11) o intercambiador de calor con termochapas (1) dispuestas esencialmente en paralelo unas respecto aotras para la realización de procesos con fuerte tono térmico,

caracterizado porque el reactor (11) o intercambiador decalor presenta espaciadores (18, 22) planos dispuestos entre las termochapas (1), presentando los espaciadores (18, 22)planos una superficie que se sitúa en el rango del 50% al 110% de la superficie de las termochapas (1) adyacentes o delos módulos de termochapas (6) adyacentes.

Reactor o intercambiador de calor con espaciadores y termochapas para la realización de reacciones con un fuerte tono térmico La presente invención se refiere a un reactor o intercambiador de calor con termochapas dispuestas esencialmente en paralelo unas respecto a otras para la realización de procesos con fuerte tono térmico según se define en las reivindicaciones, presentando el reactor o intercambiador de calor espaciadores planos que están dispuestos entre las termochapas.

Durante la realización de reacciones catalizadas con fuerte tono térmico, así como procesos de evaporación o condensación, el calor de reacción se evacua o alimenta con frecuencia a través de un portador de calor que se conduce a través de las así denominadas termochapas en forma de placa.

Las termochapas se componen en general de placas para intercambiadores de calor, cuyas chapas individuales, la mayoría de las veces dos, están conectadas entre sí mediante soldadura por puntos y/o de rodado y con frecuenta están moldeadas plásticamente usando presión hidráulica y formando cojines (figura 1) . Por ejemplo, por el documento DE-A 101 08 380 se conocen termochapas semejantes en el estado de la técnica.

También se conocen reactores de placas para la realización de reacciones catalizadas. Así el documento US-A 4, 544, 544 da a conocer un reactor cilíndrico que mediante placas paralelas y mediante cierres permeables se subdivide en cámaras de reacción que están llenas con el catalizador. Las placas paralelas se atraviesan por un refrigerante. La disposición de las cámaras de reacción y de las placas paralelas del intercambiador de calor es tal que un gas entra en primer lugar en una cámara de reacción y se conduce sucesivamente entre las placas de transmisión de calor a otras cámaras de reacción que se sitúan respectivamente entre dos placas calefactores.

También en el documento DE-A 199 52 964, el DE-C 197 54 185, el DE-A 198 48 208 y el WO-A 01/85331, así como en el EP 1 147 807 A2 se describen reactores, en particular para la realización de oxidaciones parciales usando termochapas.

Reactores de placas especialmente ventajosos se describen también en el documento EP-A 1 002 571, que se refiere a un reactor para la realización de reacciones con un fuerte tono térmico. En los reactores allí descritos se disponen varias termochapas, entre las que se colocan las partículas de catalizador, unas junto a otras en la vasija del reactor, de modo que forman un módulo de termochapas a partir de paquetes de placas (figura 2) , en el que los paquetes de placas se atraviesan en paralelo por el gas usado. Una estructura modular semejante conlleva grandes ventajas en la conducción de la reacción. En particular en reactores semejantes los módulos de termochapas individuales se pueden intercambiar y

mantener, de modo que el reactor sólo se debe desconectar durante un tiempo muy breve en el caso de un módulo de termochapas deteriorado o por trabajos de mantenimiento, en tanto se cambia el módulo. Reactores especiales permiten también la retirada de los módulos de termochapas individuales y la posterior conducción de la reacción en el reactor sin estos módulos de termochapas.

Sin embargo también presentan desventajas los reactores conocidos hasta ahora con termochapas dispuestas en paralelo unas respecto a otras. En la conducción de la reacción es importante en particular el guiado del flujo y la velocidad espacial de los gases de la reacción lo medios en las cámaras de reacción entre las termochapas.

Para garantizar una buena conducción de la reacción, así debe estar presente una distancia precisa y apropiada para la reacción especial entre las termochapas. Esto se puede realizar en los reactores conocidos todo lo más con un coste considerable.

La fijación de las termochapas entre sí formando un módulo se puede conseguir de diferentes maneras, pudiéndose fijar, por ejemplo, los bordes de las termochapas a una distancia determinada. La fijación de los bordes de las termochapas se realiza, por ejemplo, mediante la disposición de bandas de chapa. Estas bandas de chapa, por ejemplo, 250 mm de ancho y con un espesor que se corresponde con la distancia deseada entre las termochapas se sueldan en los bordes entre las termochapas. A lo largo de la altura de las termochapas se distribuyen tantas chapas semejantes que se 45 garantice un soporte seguro. Sin embargo, mediante la soldadura de las termochapas de esta manera ya no es posible posteriormente una modificación de las distancias entre las termochapas o el intercambio de las termochapas individuales.

Otra posibilidad para la fijación de las termochapas a una distancia uniforme es el uso de pernos que se colocan en las termochapas. En este caso también se pueden deslizar cilindros sobre los pernos que tienen justamente la longitud que se 50 corresponde con la distancia deseada entre las termochapas. En el borde exterior se fijan luego los pernos, estos se efectúa por atornillado o soldadura.

Una desventaja de los reactores conocidos con termochapas es que las termochapas con frecuencia sólo están conectadas en su borde con una caja de estabilización rectangular, la cual no garantiza no obstante la estabilidad deseada entre las termochapas en el interior del módulo de termochapas. Las termochapas en el interior de los módulos de termochapas se pueden conectar entre sí adicionalmente mediante distanciadores rígidos, pero esto puede ocasionar problemas en el mantenimiento de los módulos de termochapas ya que las termochapas sólo se pueden separar unas de otras con grandes dificultades.

La figura 2 muestra un ejemplo para un módulo de termochapas a partir de termochapas, limitándose el módulo de termochapas en dos lados de paredes laterales planas. Otros módulos de termochapas se limitan a sí mismos mediante las termochapas exteriores. Las termochapas exteriores luego se configuran preferiblemente de forma plana. Los otros lados del módulo de termochapas están abiertos (figura 2) y permiten el intercambio de medios entre los módulos de termochapas. Según el sector de aplicación se pueden colocar paredes exteriores adicionales para cerrar, por ejemplo, cuatros lados del módulo de termochapas.

En los reactores conocidos hasta ahora es ventajosa una disposición de dos módulos de termochapas adyacentes uno respecto a otro con los lados abiertos o con un lado abierto y otro cerrado . Si en esta forma de realización se extrae un módulo, en el lugar del módulo de termochapas extraído se origina un flujo tipo bypass del medio, fuera del lado abierto del módulo de termochapas, cuando el reactor entretanto se hace funcionar sin el módulo de termochapas adyacente.

Los módulos de termochapas se deben disponer siempre a una distancia consabida entre sí, para que se permita la extracción de un módulo de termochapas individual. Esto se realiza actualmente dado que los módulos de termochapas se fijan en varios puntos entre sí a una distancia determinada y se atornillan unos con otros.

Pero esto tiene la desventaja, por un lado, de que los módulos de termochapas deben presentar dispositivos de fijación, por otro lado, entre los módulos de termochapas se producen considerables flujos tipo bypass parciales. Los sellados se revelan como problemáticos debido a la posibilidad de extraer los módulos. El especialista debe sopesar por ello entre una extracción sencilla de los módulos (grandes distancias) y pequeños flujos de bypass (pequeña distancia entre los módulos) .

Los problemas en el mantenimiento de los reactores o el montaje y desmontaje de los módulos de termochapas se originan en particular en el caso de grandes reactores. En general es válido que la manejabilidad de los módulos de termochapas se vuelve más difícil con tamaño y peso creciente de los módulos de termochapas.

Otra desventaja de los reactores conocidos es que las termochapas o los módulos de termochapas se deben extraer para la limpieza después de un tiempo de funcionamiento consabido del reactor o del intercambiador de calor. Una limpieza completa de las termochapas o módulos de termochapas extraídos sólo es posible después de la extracción del reactor.

El objetivo de la presente invención es poner a disposición un reactor o intercambiador de calor con termochapas dispuestas en paralelo unas respecto a otras para la realización de reacciones con fuerte tono térmico, que no presente las desventajas arriba presentadas de reactores conocidos.

Este objetivo se resuelve mediante el objeto de las reivindicaciones.

La presente invención se refiere por ello a un reactor o intercambiador de calor, preferiblemente un reactor, con termochapas dispuestas esencialmente en... [Seguir leyendo]

1. Reactor (11) o intercambiador de calor con termochapas (1) dispuestas esencialmente en paralelo unas respecto a otras para la realización de procesos con fuerte tono térmico, caracterizado porque el reactor (11) o intercambiador de calor presenta espaciadores (18, 22) planos dispuestos entre las termochapas (1) , presentando los espaciadores (18, 22) planos una superficie que se sitúa en el rango del 50% al 110% de la superficie de las termochapas (1) adyacentes o de los módulos de termochapas (6) adyacentes.

2. Reactor (11) o intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado porque las termochapas (1) forman módulos de termochapas (6) y los espaciadores (18, 22) planos están dispuestos entre los módulos de termochapas (6) .

3. Reactor (11) o intercambiador de calor según la reivindicación 1, caracterizado porque los espaciadores (18, 22) planos presentan una superficie que se sitúa en el rango del 80% al 100% de la superficie de las termochapas adyacentes o de los módulos de termochapas (6) adyacentes.

4. Reactor (11) o intercambiador de calor según una de las reivindicación precedentes, caracterizado porque al menos un espaciador (18) plano está configurado como bastidor rectangular en el que están previstas las chapas deflectoras (21) .

5. Reactor (11) o intercambiador de calor según la reivindicación 4, caracterizado porque las chapas deflectoras (21) están dispuestas en forma de persiana.

6. Reactor (11) o intercambiador de calor según una de las reivindicación precedentes, caracterizado porque al menos un espaciador (22) plano está configurado como caja rectangular cerrada.

7. Reactor (11) o intercambiador de calor según la reivindicación 6, caracterizado porque la caja rectangular cerrada presenta un sistema de limpieza y/o dispositivos para la detección de los parámetros del proceso.

8. Reactor (11) o intercambiador de calor según una de las reivindicación precedentes, caracterizado porque el espaciador plano presenta distanciadores (30) .

9. Reactor (11) o intercambiador de calor según una de las reivindicación precedentes, caracterizado porque al menos un espaciador plano está configurado como cesta de catalizador.

Figura 1

Figura 3

Figura 4A

Figura 4B