BRPI0707912B1 - sistema de parede para leitos catalíticos de reatores de síntese - Google Patents

Abstract

sistema de parede para leitos catalíticos de reatores de síntese. a presente invenção descreve um sistema (8, 9, 50) de paredes para leitos catalíticos de reatores (1), para a síntese heterogênea de compostos químicos, caracterizado pelo fato de compreender uma parede (14) de predeterminada espessura, em contato direto com um leito catalítico (7) contendo a mesma, a dita parede tendo uma pluralidade de porções (17) permeáveís a gases e uma pluralidade de porções (19, 54, 55> impermeáveis a gases, as ditas porções (17) permeáveís a gases sendo dotadas de uma pluralidade de fendas (18, 52, 53, 60, 70), as quais apresentam um tal tamanho que permite a passagem livre dos gases de síntese através das mesmas, porém, não permite a passagem do catalisador.

Description

"SISTEMA DE PAREDE PARA LEITOS CATALÍTICOS DE REATORES DE SÍNTESE" Campo de Aplicação A presente invenção, em seu aspecto mais geral, se refere ao campo da síntese catalítica heterogênea de compostos químicos, através de reatores dotados de leitos catalíticos fixos, cruzados por um fluxo gasoso de gás de síntese, particularmente, com movimento radial, axial-radial ou axial. Em particular, a presente invenção concerne um sistema de paredes para leitos catalíticos de reatores de síntese conforme mencionado acima e um reator compreendendo o dito sistema de paredes.

Estado da Técnica Conforme é bem conhecido, nos reatores com leitos catalíticos fixos usados para síntese catalítica heterogênea de compostos químicos, tais como, por exemplo, amônia e metanol, o sistema de paredes é idealizado, em particular, para a distribuição dos gases de síntese no interior dos ditos leitos catalíticos. Esses sistemas de paredes são projetados e construídos de modo a satisfazer certas exigências funcionais necessárias para o reator de síntese operar corretamente, incluindo: - permeabilidade ao fluxo gasoso de gases de síntese, de modo a permitir uma adequada perda de carga, tal como, permitir uma distribuição ótima dos mesmos sobre todo o leito catalítico; - suporte de contenção e mecânico da massa catalítica de modo a balancear as pressões axiais resultantes da massa de catalisador (seu próprio peso e empuxo devido a diferenças na expansão entre as paredes do catalisador e as paredes de contenção) e as pressões axiais dos gases que cruzam o leito catalítico.

Mais especificamente, a fim de satisfazer as exigências acima mencionadas, é conhecido o uso de sistemas de paredes para leitos catalíticos, consistindo de uma pluralidade de paredes, cada qual executando uma ou mais das funções acima mencionadas.

Um exemplo de um sistema de paredes usado para distribuição de gás de síntese em leitos catalíticos é descrito no Pedido de Patente FR 2615407. Mais especificamente, nesse documento, é divulgado um sistema de distribuição de gás de síntese em um leito catalítico de um reator, consistindo de uma pluralidade de módulos tubulares (conhecido como conchas), com perfil substancialmente no formato de arco, provido de forma próxima a proporcionar uma parede de distribuição de gás. Cada módulo tubular é fechado na sua extremidade de base, aberto na extremidade oposta para a entrada de gases e possui uma parede que é impermeável a gases, através da qual é trazido para próximo do casco do reator ou, no caso em que existe um cartucho para o catalisador, para próximo da parede interna do cartucho e uma grade que é permeável a gases. A grade consiste de uma série de hastes metálicas longitudinais paralelas (isto é, paralelas ao eixo do reator) em uma relação espaçada e soldada a uma série de hastes transversais, também, em uma adequada relação espaçada. As hastes longitudinais são também soldadas nas respectivas extremidades para adequado suportes no formato de anel arqueado. A grade de cada módulo tubular se encontra em contato direto com o catalisador e, essencialmente, executa as funções de contenção e suporte do catalisador, ao mesmo tempo em que permite a livre passagem dos gases dentro do catalisador, entretanto, não permitindo ao catalisador passar através da mesma. No interior de cada módulo tubular, é também idealizada uma parede perfurada, fixada às arestas longitudinais da grade, de modo a criar um espaço intermediário, para suportar a perda de carga dos gases que entram, de utilidade para permitir uma ótima distribuição no interior do leito catalítico. 0 sistema acima mencionado de paredes com módulos tubulares, entretanto, apresenta diversos inconvenientes, incluindo uma certa dificuldade de construção e montagem, devido, particularmente, ao fato de que se faz necessário realizar uma série de soldagens para dispor as hastes da grade no lugar.

Além disso, no caso de um reator para síntese de amônia, é conhecido que os componentes internos do reator e, em particular, as paredes do sistema de distribuição de gás nos leitos catalíticos, são submetidos a efeitos de nitrificação de superfície em condições operacionais normais do reator, o que resulta numa progressiva redução da resistência mecânica dos ditos componentes. Nessa circunstância, no caso do uso dos acima mencionados sistemas de paredes com módulos tubulares, é necessário se utilizar, vantajosamente, materiais que sejam altamente resistentes à nitrificação e, notadamente, não dispendiosos, tais como, por exemplo, os aços especiais Inconel® (ligas de ferro-níquel) , para elementos de pouca espessura, como as hastes da grade, a fim de manter uma satisfatória resistência mecânica durante a operação do reator.

Por outro lado, deve ser observado que os elementos mais espessos dos sistemas de paredes acima mencionados podem ser formados através de materiais convencionais, que, portanto, são menos dispendiosos (por exemplo, aço inoxidável), mas isso traz a necessidade de realizar soldas heterogêneas (isto é, entre diferentes materiais) , que, por sua vez, são submetidas à formação de fissuras ou rupturas como resultado do esforço térmico, devido às diferenças dos coeficientes de expansão térmica dos materiais usados. 0 problema técnico que fundamenta a presente invenção é aquele de prover um sistema de paredes para leitos catalíticos de reatores de síntese, em particular, para a distribuição de gás de síntese nos ditos leitos catalíticos, superando os inconvenientes acima mencionados e, em particular, um sistema de paredes para leitos catalíticos que seja de fácil construção e de custo razoável, e que apresente adequadas características de resistência mecânica e resistência aos efeitos de nitrificação em condições operacionais normais do reator de síntese, no qual o sistema é utilizado.

Resumo da Invenção 0 problema da presente invenção é solucionado por um sistema de paredes para leitos catalíticos de reatores, para a síntese heterogênea de compostos químicos, caracterizado pelo fato de compreender uma parede de predeterminada espessura em contato direto com um leito catalítico contendo a mesma, dita parede apresentando uma pluralidade de porções permeáveis a gases e uma pluralidade de porções impermeáveis a gases, ditas porções permeáveis a gases sendo dotadas de uma pluralidade de fendas de um tal tamanho que permita a passagem livre dos gases de síntese através das mesmas, mas que não permita a passagem do catalisador.

Preferivelmente, a parede de contenção acima mencionada apresenta uma espessura dentro da faixa de 1 a 10 mm, preferivelmente, de 3 a 6 mm. Preferivelmente, a parede de contenção acima mencionada também constitui um suporte mecânico para o dito leito catalítico, através das ditas porções impermeáveis a gases. Preferivelmente, a parede de contenção acima mencionada consiste de uma pluralidade de módulos fixados juntos, em que cada módulo compreende as ditas porções permeáveis a gases e/ou as ditas porções impermeáveis a gases.

As fendas podem ser de qualquer formato, retilíneo ou curvilíneo, podendo ser dispostas de qualquer do, por exemplo, podem apresentar uma extensão ngitudinal ou transversal em relação ao eixo do reator, . qualquer combinação de fendas, retilíneas, curvilíneas ambas.

De acordo com uma modalidade preferida da .venção, o sistema de paredes compreende ainda uma parede : distribuição dotada de porções permeáveis a gás, sposta em uma relação espaçada com a dita parede de intenção, de modo a criar um espaço intermediário com a :sma.

Preferivelmente, as porções permeáveis a gás da irede de distribuição consistem de uma pluralidade de Lros feitos na dita parede. Preferivelmente, as ditas >rções permeáveis a gás da parede de distribuição são .spostas lado a lado, na direção das porções impermeáveis gás da parede de contenção, de modo a evitar o impacto .reto dos gases de síntese que cruzam as porções jrmeáveis a gás com o catalisador. Diferentemente, no caso >s sistemas de paredes do acima mencionado estado da ícnica, não é possível proteger o catalisador do impacto Lreto dos gases de síntese provenientes da parede de ' stribuição. A parede de distribuição acima mencionada é uma irede convencional per si, podendo ser equipada com meios 2 espaçamento, também, de tipo convencional, para manter afavelmente a parede de contenção do catalisador e a arede de distribuição na desejada relação de espaçamento, ambém, em condições de grandes esforços mecânicos e térmicos aos quais as ditas paredes podem ser submetidas no interior do reator, em condições operacionais normais. A principal vantagem do sistema de paredes de acordo com a invenção reside na simplicidade de fabricação do mesmo, uma vez que, as porções permeáveis a gás, em outras palavras, as fendas acima mencionadas, são formadas diretamente na espessura dos módulos da parede de contenção do catalisador, portanto, sem ter de executar uma pluralidade de soldas conforme exigido, para produzir as grades no sistema de paredes do acima mencionado estado da técnica.

Além disso, a presença de porções impermeáveis a gases proporciona à parede de contenção acima mencionada uma adequada resistência mecânica, que a torna, em geral, adequada para suportar os esforços mecânicos e térmicos em condições operacionais normais do reator. Vantajosamente, essa resistência mecânica pode ser também adequada para as exigências especificas de uso no reator, para o qual a mesma é idealizada, mediante adequado ajuste da espessura da parede de contenção do catalisador, de modo a satisfazer essas exigências.

Por exemplo, a espessura da parede de contenção pode ser tal que a parede possa ser capaz de atuar como um suporte do catalisador através de suas porções impermeáveis a gases. Alternativamente, a função do suporte do catalisador pode ser parcial ou completamente realizada pela parede de distribuição, mediante adequado ajuste da espessura da mesma, de modo a proporcionar uma adequada resistência mecânica.

Deve ser observado que no sistema de paredes de acordo com a invenção, não é necessário o uso de materiais dispendiosos para a parede de contenção e parede de distribuição, assim, resultando em uma substancial economia dos custos de produção.

Por exemplo, no caso do uso do sistema de paredes de acordo com a invenção em um reator de síntese de amônia, é possível se usar um material relativamente barato, tal como, por exemplo, aço inoxidável, para a produção da parede de contenção e parede de distribuição, obtendo-se uma adequada resistência mecânica e resistência a efeitos de nitrificação. Em particular, os efeitos negativos com relação à resistência mecânica que são derivados da nitrificação da superfície podem ser compensados mediante adequado ajuste da espessura das ditas paredes ou, no caso da parede de contenção do catalisador, a distribuição e o número de porções permeáveis a gases e de porções impermeáveis a gases.

Diferentemente, no caso de sistemas de paredes do estado da técnica, é necessário o uso de materiais bastante caros, que são altamente resistentes à nitrificação, tais como, por exemplo, aços especiais Inconel® (ligas de ferro-níquel) para os elementos de pouca espessura (por exemplo, as hastes soldadas da grade) , a fim de manter uma satisfatória resistência mecânica durante a operação do reator.

Deve ser também observado que, vantajosamente, as fendas das porções permeáveis a gases podem ser dispostas de acordo com uma predeterminada ordem e número, ao longo de toda a parede de contenção do catalisador, de modo a satisfazer a exigências específicas e contingenciais, sem, desse modo, comprometer substancialmente a resistência mecânica da dita parede. A presente invenção também se refere a um reator para a síntese heterogênea de compostos químicos, compreendendo um casco fechado nas extremidades opostas por respectivas bases, uma abertura para a entrada do gases de síntese, uma abertura para a saída dos produtos reacionais, pelo menos um leito catalítico e pelo menos um sistema de paredes para o dito pelo menos um leito catalítico, conforme descrito acima. 0 reator de acordo com a invenção pode ser do tipo com cruzamento de gases no leito catalítico ou nos leitos catalíticos, com movimento radial, axial-radial ou axial.

Em particular, no caso de reatores com cruzamento do dito pelo menos um leito catalítico pelos gases com movimento radial ou axial-radial, o sistema de paredes de acordo com a invenção pode ser disposto sobre um lado da entrada dos gases no dito pelo menos um leito catalítico, com as respectivas paredes de contenção em contato com o catalisador.

Vantajosamente, mediante o sistema de paredes de acordo com a invenção, é obtida uma ótima distribuição dos gases de síntese, no lado de entrada do gás, no interior do respectivo leito catalítico, graças ao fato de que os gases que cruzam os furos da parede de distribuição sofrem uma perda de carga no espaço intermediário entre a parede de distribuição e a parede de contenção, o que permite que a velocidade de entrada dos ditos gases dentro do leito catalítico seja reduzida.

Entretanto, deve ser observado que outras modalidades do reator são também possíveis, em que a parede de distribuição do sistema de paredes de acordo com a invenção é deixada fora no lado de entrada de gás no respectivo leito catalítico ou no lado de saída de gás do respectivo leito catalítico.

No reator de acordo com a invenção, os sistemas de paredes dos leitos catalíticos são suportados de uma maneira convencional no interior do reator. Em tal caso, é idealizado um cartucho para conter os ditos leitos catalíticos permeáveis a gases no interior do reator, os sistemas de paredes para entrada de gases de acordo com a invenção sendo dispostos na parede interna do dito cartucho, com a respectiva parede de contenção em contato com o catalisador dos respectivos leitos catalíticos.

No caso de reatores com cruzamento no dito pelo menos um leito catalítico feito pelos gases com movimento axial, o sistema de paredes de acordo com a invenção pode ser aplicado sobre a base de entrada de gás superior e/ou sobre a base de saída de gás inferior do respectivo leito catalítico.

Vantajosamente, na base superior da entrada de gás, o sistema de paredes de acordo com a invenção pode ser usado no lugar das grades protetoras usuais do catalisador, ao mesmo tempo que se obtém uma ótima distribuição dos gases de síntese no leito catalítico.

Outras características e vantagens da presente invenção se tornarão mais claras a partir da descrição seguinte de algumas modalidades exemplificativas preferidas, fornecidas para fins representativos e não limitativos, fazendo-se referência às figuras anexas.

Breve Descrição das Figuras A figura 1 mostra, esquematicamente, uma vista em seção longitudinal de um reator para a síntese heterogênea de compostos químicos, incorporando, de acordo com a invenção, um sistema de paredes para a entrada de gás dentro de um leito catalítico e um sistema de saída de gás do dito leito catalítico. A figura 2 mostra, esquematicamente, uma vista em seção transversal do reator mostrado na figura 1. A figura 3 mostra, esquematicamente, uma vista em perspectiva de uma seção do sistema de paredes para a entrada de gás e do sistema de paredes para a saída de gás do reator mostrado na figura 1. A figura 4 mostra, esquematicamente, uma vista em perspectiva de uma seção, somente do sistema de paredes para saída de gás do reator mostrado na figura 1. A figura 5 mostra, esquematicamente, uma vista em perspectiva de uma seção de um sistema de paredes para a saída de gás de um leito catalítico, de acordo com outra modalidade da invenção. A figura 6 mostra, esquematicamente, um detalhe de um sistema de paredes de acordo com outra modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção Com referência às figuras acima mencionadas, é indicado globalmente pela referência numérica (1), um reator para a síntese heterogênea de compostos químicos. 0 reator (1) compreende um casco substancialmente cilíndrico (2), fechado nas extremidades opostas por respectivas bases superior (3) e inferior (4). 0 reator (1) é também provido na base superior (4) de uma abertura (5) para a entrada de um fluxo gasoso de gases reagentes e na base (3) com uma abertura (6) para a saída de um fluxo gasoso que compreende os produtos reacionais.

No interior do casco (2) , é formado um leito catalítico anular (7) do tipo com cruzamento axial-radial, o qual é delimitado lateralmente pelos respectivos sistemas de paredes de acordo com a invenção, globalmente indicados, respectivamente, por (8) e (9) para a entrada e saída de gases do leito catalítico (7). As relevantes características dos sistemas de paredes (8) e (9) de acordo com a invenção devem se tornar mais claras no restante da presente descrição. 0 leito catalítico (7) não é fechado no topo para permitir ao mesmo ser cruzado axialmente por uma porção do fluxo de gases reagentes, sendo também delimitado na base pela base inferior (3) do reator (1).

No reator (1), conforme mostrado nas figuras 1 e 2, o sistema de paredes (8) para entrada de gás é disposto próximo ao casco (2) , enquanto o sistema de paredes (9) para a saída de gás é disposto centralmente no reator (1) . Um espaço intermediário anular (10), desse modo, é definido entre o casco (2) e o sistema de paredes (8) para a entrada de gás, permitindo ao leito catalítico (6) ser cruzado radialmente por uma porção de fluxo gasoso de gases reagentes. O sistema de paredes (9), ao invés disso, é fechado no topo por uma tampa (11) não permeável a gases, de tipo conhecido. Uma câmara (12) é também idealizada, se estendendo coaxialmente para o leito catalítico (7), entre o sistema de paredes (9) e a tampa (11), para enviar os produtos reacionais provenientes de tal leito catalítico para a abertura (6), para saída dos mesmos do reator (1). A linha tracejada (13) representada na figura 1 na extremidade de topo do sistema de paredes (8) para a entrada de gás delimita o nível máximo que pode ser alcançado pelo catalisador no interior do leito catalítico (7) e, define, juntamente com os sistemas de paredes (8) e (9) e com a base inferior (3), o volume reacional disponível no reator (1).

Nas figuras 1 e 2, as setas indicam os diversos caminhos seguidos pelos gases no interior do reator e, em particular, através do leito catalítico (7).

Em conformidade com a presente invenção, o sistema de paredes (8) para a entrada de gás, assim como, o sistema de paredes (9) para a saída de gás, consistem de duas paredes substancialmente cilíndricas (14, 15) , coaxiais e espaçadas, de modo a formar um espaço intermediário anular (18) entre as mesmas.

Mais especificamente (figuras 3 e 4) , a parede (14) de cada dos sistemas de paredes (8) e (9) está em contato direto com o catalisador do leito catalítico (7) para a contenção lateral do mesmo e apresenta uma pluralidade de áreas ou porções (17) na forma de tiras circunferenciais, dotadas de uma pluralidade de fendas axiais (18) (isto é, se estendendo em paralelo ao eixo longitudinal do casco (2)), alternando com áreas ou porções "cheias" (19), em outras palavras, sem a presença de fendas, também, na forma de tiras circunferenciais. As fendas (18) são de tal tamanho que permitem a passagem livre dos gases através das mesmas, porém, não permite a passagem do catalisador do leito catalítico (7). Com relação a isso, as fendas (18) podem apresentar uma largura entre 0,3 e 2 mm, preferivelmente, entre 0,5 e 0,8 mm.

As fendas (18) podem ser formadas por meio de entalhes no material do qual a parede de contenção (14) consiste, mediante métodos convencionais de produção de entalhes em placa de metal. Os processos preferidos para produção dos entalhes (18) compreendem os processos de cisalhamento com raios laser ou com água, vantajosamente, permitindo aos entalhes serem feitos substancialmente em todos os tipos de materiais metálicos usados para produção de paredes de contenção (14), sem problemas de desgaste das ferramentas usadas na produção dos ditos entalhes, conforme ocorre em outros procedimentos técnicos. A parede de contenção (14) é vantajosamente formada com uma adequada espessura e material, de modo a ter satisfatória resistência mecânica durante a operação do reator, também sob efeito de ocorrência de nitrificação ou de outros efeitos corrosivos. Como exemplo, no caso de um reator de síntese de amônia, a parede de contenção (14) pode ser formada com uma espessura entre 1 e 10 mm, preferivelmente, entre 3 e 6 mm e o material da dita parede pode ser qualquer material tendo resistência comum à nitrificação, como, por exemplo, aço inoxidável. Nesse contexto, deve ser observado que uma parede feita dessa maneira, embora seja submetida a efeitos de nitrificação de superfície, que são típicos da síntese de amônia, ditos efeitos tendo a tendência de tornar a parede mais fraca no decorrer do tempo, mantém uma adequada resistência mecânica durante as condições normais de uso do reator (1). Deve ser também observado que a parede de contenção (14) pode ser formada com uma adequada espessura, de modo a funcionar diferentemente de uma parede de contenção, isto é, atuando como um suporte mecânico para o leito catalítico (7) através das respectivas porções "cheias" (19), isto é, sem a presença das fendas (8).

Ao invés disso, a parede de distribuição (15) de cada dos sistemas de paredes (8) e (9) , consiste de uma placa de uma adequada espessura, dotada de uma pluralidade de furos (21) dispostos no exemplo aqui mostrado, em grupos axiais paralelos, numa relação espaçada predeterminada. Mais especificamente, os furos (21), preferivelmente, se defrontam na direção das áreas ou porções impermeáveis a gases da parede de contenção (14) , de modo a evitar o impacto direto dos gases com o catalisador. No exemplo mostrado nas figuras, essas áreas ou porções impermeáveis a gases consistem de áreas ou porções cheias (19), entre as fendas (18) da parede (14).

Quanto ao sistema de paredes (8) para a entrada de gás, a função da parede (15) é de essencialmente promover a distribuição uniforme dos gases que entram no leito catalítico (7), conforme será descrito de maneira mais clara em seguida. A parede (15) é feita de um material convencional, por exemplo, aço inoxidável, sendo obtida através de processos convencionais, com uma adequada espessura, para atuar como um suporte mecânico para o leito catalítico (7) . A parede de distribuição (15) pode ser também dotada de espaçadores (não mostrado) para manter estavelmente a relação espaçada com a parede de contenção (14), sob o efeito de esforços mecânicos ou térmicos, durante a operação do reator (1).

Preferivelmente, cada das paredes acima mencionadas (14) e (15) de um sistema de paredes (8) ou (9) é formada de módulos longitudinais (não mostrados) de um adequado tamanho para passar através de uma abertura de inspeção (também, não mostrado) do reator (1) , ditos módulos sendo fixados juntos (por exemplo, soldados ou aparafusados) para formar as correspondentes paredes.

Conforme mencionado anteriormente, o reator (1) compreende um sistema de paredes (8) para a entrada de gases dentro do leito catalítico (7) e um sistema de paredes (9) para a saída dos gases do dito leito catalítico, as paredes (14) e (15), as quais foram descritas até o presente com relação à estrutura. Deve ser agora observado que no caso do sistema de paredes (8) para a entrada de gás, a parede de distribuição (15) é disposta exteriormente (indo do eixo do reator na direção do casco) com relação à parede de contenção (14) do dito sistema de paredes (8), formando com o casco (2) o espaço intermediário (10). Desse modo, os gases que cruzam o espaço intermediário anular (10) passam através de furos (21) da parede de distribuição (15) e se expandem no espaço intermediário (16) entre as paredes (14) e (15) , dessa forma, obtendo uma perda de carga que permite aos mesmos gases serem distribuídos uniformemente no leito catalítico (7) , após terem cruzado as fendas (18) da parede (14) em contato com o catalisador.

Contrariamente, no sistema de paredes (9) para a saída de gás, a parede (15) é mais interna que a parede de contenção (14) . Portanto, os gases que cruzam radialmente o dito leito catalítico (7), saem para fora do mesmo cruzando as fendas (18) da parede (14) do sistema de paredes (9) e passam através do espaço intermediário (16), os furos (21) da parede (15). Depois, são coletados na câmara (12) e daí, transportados na direção da abertura de saída (6) do reator (1). A figura 5 mostra um sistema de paredes para os leitos catalíticos de reatores de síntese, de acordo com outra modalidade da invenção, dito sistema sendo globalmente indicado pela referência numérica (50). Os elementos do sistema de paredes (50) que são estruturalmente ou funcionalmente equivalentes aos correspondentes elementos dos sistemas de paredes (8) e (9) descritos anteriormente, devem receber as mesmas referências numéricas. O sistema de paredes (50) mostrado na figura 5 compreende uma parede de contenção (14) e uma parede substancialmente cilíndrica (15), coaxial e espaçada, de modo a formar um espaço intermediário anular (16) entre as mesmas. Na parede de contenção (14) é possível se distinguir uma pluralidade de fendas no formato de arco (52), tendo uma extensão mais curta, uma pluralidade de fendas no formato de arco (53), tendo uma extensão mais longa, e porções impermeáveis a gases (54) e (55). O sistema de paredes (50), em particular, é adequado para ser aplicado sobre o lado de saída de um leito catalítico cruzado por gases com movimento radial ou axial-radial, uma vez que a parede (15) é disposta no interior da parede de contenção (14). Logicamente, invertendo-se a disposição das paredes (14) e (15) relativamente entre si, o sistema de paredes (50) descrito acima pode ser também aplicado sobre o lado de entrada de gás dentro do leito catalítico. A figura 6 mostra esquematicamente uma forma e disposição alternativa de fendas na parede de contenção (14) dos sistemas de parede de acordo com a invenção. Em particular, a figura 6 mostra uma pluralidade de fendas (60) dispostas axialmente, cada uma delas sendo, substancialmente, no formato de espiral. Essa disposição das fendas no formato de espiral oferece, vantajosamente, uma maior superfície disponível para o cruzamento de gases, com a mesma resistência mecânica da dita parede de contenção (14).

Logicamente, um especialista versado na técnica pode proporcionar numerosas modificações e alternativas ao sistema de paredes e ao reator descrito acima, todas as quais sendo cobertas pelo escopo de proteção das reivindicações seguintes.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Reator (1), para síntese heterogênea de compostos químicos, caracterizado pelo fato de que compreende um casco (2) fechado nas extremidades opostas por meio de respectivas partes inferiores (3, 4), uma abertura (5) para a entrada do gás de síntese, uma abertura (6) para a saída dos produtos reacionais e pelo menos um leito catalítico (7) tendo um lado de entrada de gás ou parte inferior e um lado de saída do gás ou parte inferior, o referido pelo menos um leito catalítico sendo delimitado pelo menos em um lado do referido lado de entrada de gás/parte inferior ou do lado de saída de gás/parte inferior por um sistema de paredes (8, 9, 50) para o dito pelo menos um leito catalítico (7), caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um sistema de paredes (8, 9, 50) compreende uma parede de contenção (14) em contato direto com o dito leito catalítico (7) para conter o mesmo, a dita parede apresentando uma pluralidade de porções (17) permeáveis a gases e uma pluralidade de porções (19; 54; 55) impermeáveis a gases, ditas porções permeáveis a gases (17) sendo dotadas de uma pluralidade de fendas (18; 52, 53; 60) de um tal tamanho que permite a passagem livre dos gases de síntese através das mesmas, porém, não permite a passagem do catalisador, ditas porções impermeáveis a gases (19; 54, 55) constituindo um suporte mecânico para o dito leito catalítico (7) e uma parede de distribuição (15) dotada de porções permeáveis a gás (21), dispostas em uma relação espaçada com a dita parede de contenção (14), de modo a criar um espaço intermediário (16) com a mesma, o referido sistema de paredes sendo disposto sobre o referido lado de entrada de gás do referido pelo menos um leito catalítico e/ou sobre o dito lado de saída de gás do referido pelo menos um leito catalítico ou o referido sistema de paredes sendo disposto sobre a referida parte inferior de entrada de gás superior do referido pelo menos um leito catalitico e/ou sobre a referida parte inferior de sarda de gás mais baixa do referido pelo menos um leito catalitico.

2. Reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita parede de contenção (14) do dito leito catalitico (7) apresenta uma espessura dentro da faixa de 1 a 10 mm, preferivelmente, de 3 a 6 mm.

3. Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a dita parede de contenção (14) consiste de uma pluralidade de módulos, em que cada módulo compreende as ditas porções permeáveis a gases (17) e/ou as ditas porções impermeáveis a gases (19; 54, 55).

4. Reator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas porções permeáveis a gás da parede de distribuição (15) consistem de uma pluralidade de furos (21) feitos na dita parede (15) e se defrontam com as ditas porções impermeáveis a gases (19; 54, 55) da parede de contenção (14) do dito leito catalitico (7).

5. Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que as ditas fendas (60) se apresentam no formato de espiral.

6. Reator, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que as ditas fendas (18) apresentam uma largura entre 0,3 e 2 mm, preferivelmente, entre 0,5 e 0,8 mm.