ES2558328T3 - Método y aparato para la vaporización de cloro líquido que contiene tricloruro de nitrógeno - Google Patents
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Abstract
Un método de vaporización de cloro líquido que contiene tricloruro de nitrógeno en un vaporizador de flujo pistón (20) orientado no horizontalmente y que tiene una dirección de flujo ascendente, que comprende las etapas de: (a) recibir una corriente (22) que comprende el cloro líquido que contiene tricloruro de nitrógeno; (b) introducir un gas dentro de la corriente de la etapa (a) aguas arriba de una zona de ebullición del vaporizador, con un caudal de gas que induce un régimen de flujo en la corriente de la etapa (a) que impide o minimiza la acumulación en masa del tricloruro de nitrógeno en la zona de ebullición (36) del vaporizador; y (c) vaporizar el cloro líquido que contiene tricloruro de nitrógeno procedente de la etapa (b) para producir una corriente (40) que comprende gas cloro y gas tricloruro de nitrógeno.
Description
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DESCRIPCION
Metodo y aparato para la vaporizacion de cloro Ifquido que contiene tricloruro de nitrogeno Antecedentes de la invencion
La invencion pertenece al procesamiento de una corriente de cloro Ifquido que contiene tricloruro de nitrogeno de un proceso de produccion de cloro, por ejemplo un proceso de produccion de cloro-alcali.
En la produccion industrial de cloro, se produce una pequena cantidad de subproducto de tricloruro de nitrogeno (NCh). En un proceso de produccion de cloro-alcali la cantidad formada es proporcional a la cantidad de amoniaco presente en la sal suministrada al proceso. El tricloruro de nitrogeno sigue al cloro producido que sale del alojamiento de la celda de cloro-alcali.
El tricloruro de nitrogeno es un compuesto inestable que detona cuando alcanza una concentracion cntica, que se informa es de aproximadamente el 13 % en peso, aunque se cree que el tricloruro de nitrogeno se descompone para crear condiciones peligrosas en concentraciones tan bajas como el 3 % en peso. Sin embargo, se requiere tambien una masa cntica de tricloruro de nitrogeno antes de que se considere capaz de danar el equipo. De acuerdo con un informe del Chlorine Institute Inc. una vasija de cloro tfpica con una grosor de pared de 1,27 cm (media pulgada) puede fracturarse con tan poco como una pelfcula lfquida de 1,5 g/cm2 de tricloruro de nitrogeno puro. Dado que es un compuesto con una presion de vapor significativamente mas baja que la del cloro, puede concentrarse si se permite que el cloro lfquido, conteniendo tricloruro de nitrogeno, se evapore. Se cree que el tricloruro de nitrogeno es la causa de las explosiones y muertes en las instalaciones de produccion de cloro-alcali.
El cloro producido se suministra tfpicamente como lfquido, pero el usuario final normalmente evapora el cloro lfquido antes del uso. Dependiendo de como se evapore el cloro, esto puede conducir a un incremento en la concentracion de tricloruro de nitrogeno. Una parte cntica del proceso de produccion del cloro es por lo tanto mantener baja la concentracion de tricloruro de nitrogeno en el producto de cloro final, tfpicamente solo unas pocas partes por millon, para permitir que el usuario final evapore con seguridad el cloro lfquido. En el proceso cloro-alcali, el tricloruro de nitrogeno se elimina frecuentemente del cloro producido a traves de una etapa de absorcion, por ejemplo en un lavador de cloro, previamente a la compresion del cloro y su licuefaccion. En la etapa de lavado, el tricloruro de nitrogeno es absorbido en el producto de cloro fresco, limpio y expulsado hacia abajo del lavador y al interior de un tanque de mantenimiento, denominado como el descomponedor de tricloruro de nitrogeno, que contiene tetracloruro de carbono o a veces cloroformo. En el descomponedor, el disolvente se mantiene a una temperatura por encima del punto de ebullicion del cloro. Cuando el cloro lfquido hace contacto con el disolvente caliente, retrocede proyectado al interior del lavador de cloro mientras que el tricloruro de nitrogeno es absorbido por el disolvente. Se seleccionan las condiciones en el descomponedor de modo que el tricloruro de nitrogeno se descomponga lenta y seguramente. Con el tiempo, se acumulan en el disolvente alquitranes y otras impurezas, y el disolvente debe ser sustituido periodicamente, generando una corriente de residuos que debe desecharse.
Por razones tanto de limitacion normativa como de calidad del producto (es decir para reducir el contenido organico en cloro producido final), es deseable evitar el uso de disolventes tales como tetracloruro de carbono y cloroformo en la cadena de produccion de cloro.
El documento: Database WPI Section PQ, Week 200941 Thomson Scientific, London, GB; Class Q69, AN 2009- K40537 XP002599824 & CN 101 446 381 A ((GUIY-N) GUIYANG ALUMINUM MAGNESIUM DESIGN& RES), 3 de junio de 2009, desvela la vaporizacion de cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno en un vaporizador orientado no horizontalmente y que tiene una direccion de flujo ascendente.
Un metodo para el desechado de tricloruro de nitrogeno sin el uso de disolventes de tetracloruro de carbono o cloroformo se describe en el documento US 3.568.409, de Ferguson et al., en el que el cloro gas procedente de la torre de secado se pone en contacto con acido clorhndrico aguas arriba de las etapas de compresion y licuefaccion. Sin embargo, el proceso produce una corriente acida de residuos que deben desecharse o usarse en cualquier otro sitio.
El metodo descrito en el documento US 3.568.409, el cloro se evapora y se recicla de vuelta al proceso pero esto se realiza solamente despues de eliminar o destruir el contenido de tricloruro de nitrogeno. En el proceso industrial actualmente en practica, el cloro tambien se vaporiza y se recicla de vuelta al proceso pero solamente despues de que se haya absorbido el tricloruro de nitrogeno en el tetracloruro de carbono o cloroformo u otros disolventes organicos apropiados. La vaporizacion del cloro es una etapa importante en la mayor parte de los metodos propuestos para la eliminacion del tricloruro de nitrogeno del producto de cloro final de una instalacion de produccion cloro-alcali.
Aunque sena deseable tener la capacidad para vaporizar la corriente de cloro lfquido que contenga una alta concentracion de tricloruro de nitrogeno desde el lavador de cloro para evitar el uso de un descomponedor y disolventes organicos o el uso de otros productos qrnmicos que generen corrientes de residuos que deban
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gestionarse, los vaporizadores de cloro usados actualmente en la industria tienen inconvenientes en la vaporizacion de dichas corrientes. Los vaporizadores de cloro industrials son en general unidades no horizontales, tales como unidades estilo bayoneta vertical, o unidades de vaporizador horizontales, tal como las unidades de estilo de rehervidor. Por conveniencia en la siguiente explicacion, las unidades no horizontales con una pendiente positiva se denominan como unidades "verticales", queriendo indicar unidades con un angulo respecto a la horizontal desde 0,1 a 90 grados. Estos vaporizadores horizontales y verticales de cloro pueden ser de dos tipos, concretamente: vaporizadores de ebullicion en masa y vaporizadores de flujo piston. En un vaporizador de ebullicion en masa, tales como un vaporizador de estilo bayoneta vertical o rehervidor, el cloro lfquido se evapora fuera del cuerpo principal del cloro lfquido. Los compuestos con una presion de vapor mas baja que el cloro se concentran en el cuerpo principal del cloro lfquido cuando se evapora el cloro. En un vaporizador de flujo ascendente, tal como el vaporizador de estilo Hooker o vaporizador de tubo, el cloro lfquido se evapora cuando se mueve a traves del vaporizador. En un vaporizador de flujo ascendente, dependiendo del regimen de flujo desarrollado, los compuestos con una presion de vapor mas baja que la del cloro pueden concentrarse localmente dentro de la unidad, tal como se describe a continuacion. No se usa normalmente ningun tipo de vaporizador para vaporizar cloro lfquido que contenga una alta concentracion de tricloruro de nitrogeno, debido al peligro de concentrarlo. Euro Chlor recomienda que la concentracion de tricloruro de nitrogeno en el cloro lfquido en los "rehervidores" se mantenga por debajo de 1000 partes por millon para evitar una concentracion excesiva. Hay un equilibrio entre la tendencia a concentrarse y la tendencia del tricloruro de nitrogeno a descomponerse que es compleja y no completamente entendida.
En un vaporizador de flujo ascendente vertical convencional, el cloro fluye a lo largo de la unidad a traves de tres zonas de diferente regimen. En la primera zona, el cloro lfquido se calienta hasta su punto de ebullicion. En la segunda zona el cloro se evapora y en la tercera zona el gas cloro resultante se sobrecalienta. Es dentro de la segunda zona, es decir la zona de ebullicion, de un vaporizador de flujo ascendente vertical en la que el tricloruro de nitrogeno puede concentrarse peligrosamente. Sin embargo, el reflujo de lfquido desde la zona de ebullicion a la zona de precalentamiento puede provocar tambien su concentracion.
En la zona de ebullicion de un vaporizador de flujo ascendente vertical convencional, se encuentran comunmente tres regfmenes. El primer regimen de flujo tiene lugar al comienzo de la ebullicion cuando se ha formado aun poco vapor y se desarrolla un regimen de flujo "agitado". En el regimen de flujo agitado, el vapor y lfquido se mezclan y retro-mezclan aleatoriamente. Una vez que se ha generado suficiente vapor, se desarrolla un regimen de flujo "anular", en el que el vapor fluye a traves del centro de la camara de transferencia de calor (por ejemplo, un tubo) empujando al lfquido hacia adelante y contra la pared de transferencia de calor. Finalmente, se genera suficiente vapor para llevar al sistema a un regimen de flujo de "niebla", en el que el lfquido se rompe en pequenas gotitas que se mezclan aleatoriamente con el vapor mientras se mueven hacia delante a traves de la zona de ebullicion. Es en la zona de ebullicion en la que esta presente el regimen de flujo agitado, en la que se puede concentrar el tricloruro de nitrogeno y acumularse en masa. En esta zona, el cloro lfquido puede retro-mezclarse y puede desarrollarse una ebullicion local en "masa".
Una vez se desarrolla el regimen de flujo anular dentro de la zona de ebullicion, el lfquido es forzado hacia adelante por el vapor generado, y el retro-mezclado, y por lo tanto la acumulacion de tricloruro de nitrogeno es minima. La retro-mezcla es tambien minima en el regimen de flujo de niebla. Cuando el lfquido fluye hacia adelante a traves de los regfmenes de flujo anular y de niebla, el cloro lfquido se evapora mas rapido que lo que se disuelve el tricloruro de nitrogeno. Sin embargo, la masa de tricloruro de nitrogeno en el lfquido es decreciente y no se acumula.
En un vaporizador de cloro de flujo ascendente vertical convencional es diffcil asegurar que las concentraciones de tricloruro de nitrogeno no se incrementen sustancialmente en la zona en la que estan presentes lfquido y regfmenes de flujo agitado, y antes de que se consiga el regimen de flujo anular. Como resultado, este tipo de vaporizador no se usa tfpicamente para manejar corrientes de cloro lfquido ricas en tricloruro de nitrogeno.
En un vaporizador de flujo piston de pendiente horizontal o descendente, la oportunidad de evaporacion del cloro lfquido sin retro-mezcla (es decir, sin concentracion local de tricloruro de nitrogeno) se incrementa sustancialmente con relacion a las unidades de flujo ascendente vertical. En estas unidades la gravedad fuerza el cloro lfquido a fluir hacia adelante con cada vez mas volumen de la unidad llevado por el vapor generado. Si se disena apropiadamente, la zona de agitacion de ebullicion pueden evitarse conjuntamente. Sin embargo, la preocupacion con estos tipos de unidades es que puedan desbordarse accidentalmente, por ejemplo, al superar su capacidad de vaporizacion (es decir, al suministrar demasiado cloro lfquido). Una vez desbordados, la evaporacion del cloro lfquido conduce a la ebullicion en masa en lugar de a una vaporizacion de flujo piston. Lo que provoca que se concentre el tricloruro de nitrogeno, lo que puede conducir a una situacion insegura. Por otro lado, un vaporizador de flujo ascendente vertical desbordado con cloro lfquido es rapidamente drenado de vuelta al tanque de alimentacion tan pronto como se genere de nuevo suficiente vapor de cloro, evitando las condiciones de ebullicion en masa.
En resumen, los vaporizadores de flujo ascendente vertical, horizontal y descendente tienen todos inconvenientes en el manejo de corrientes de cloro lfquido ricas en tricloruro de nitrogeno. Existe una necesidad en la industria de un metodo mejorado de vaporizacion de corrientes de cloro que contengan una alta concentracion de tricloruro de nitrogeno.
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Sena tambien deseable proporcionar un proceso para el desechado del tricloruro de nitrogeno eliminado de la corriente de cloro sin el uso de disolventes organicos tales como tetracloruro de carbono o cloroformo, u otros productos qmmicos Kquidos.
Sumario de la invencion
La invencion proporciona un metodo de vaporizacion del cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno en un vaporizador de flujo piston orientado no horizontalmente y que tiene una direccion de flujo ascendente. El metodo comprende la recepcion de una corriente que incluye cloro lfquido que contiene el tricloruro de nitrogeno, la introduccion de un gas dentro de la corriente de lfquido aguas arriba de una zona de ebullicion del vaporizador para inducir un regimen de flujo de la corriente de lfquido que impida o minimice cualquier acumulacion en masa del tricloruro de nitrogeno en la zona de ebullicion, y la vaporizacion de la corriente de lfquido para producir una corriente que incluye gas de cloro y gas tricloruro de nitrogeno.
De acuerdo con algunas realizaciones, el metodo incluye el procesamiento de la corriente vaporizada mediante la destruccion del tricloruro de nitrogeno en ella, para producir una corriente que incluye gas cloro con gas nitrogeno formado por la descomposicion del tricloruro de nitrogeno. La corriente que comprende el gas cloro con gas nitrogeno puede reciclarse a la cadena de cloro de un proceso de produccion de cloro.
La invencion proporciona tambien un aparato para llevar a cabo los metodos de la invencion. El aparato comprende un vaporizador de cloro de flujo piston orientado no horizontalmente y que tiene una direccion de flujo ascendente. El aparato tiene una entrada para la recepcion de una corriente de cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno dentro del vaporizador. Hay una zona de ebullicion en el vaporizador aguas abajo de la entrada de lfquido. El aparato tiene una entrada de gas aguas arriba de la zona de ebullicion para la introduccion de un gas dentro de la corriente lfquida, siendo el gas, por ejemplo, aire, nitrogeno o gas cloro.
La invencion proporciona en consecuencia un metodo y aparato para evaporar con seguridad una corriente de cloro lfquido rica en tricloruro de nitrogeno. El proceso de vaporizacion del cloro presenta un medio efectivo para evitar un regimen de flujo agitado dentro de la zona de ebullicion de un vaporizador de cloro de flujo piston ascendente, y por lo tanto proporcionar el medio para vaporizar con seguridad el cloro lfquido que contiene una alta concentracion de tricloruro de nitrogeno, por ejemplo mayor del 50 partes por millon. Debido a la posicion vertical del vaporizador, el desbordado accidental del vaporizador no conduce a una ebullicion en masa, evitando la posibilidad de la concentracion de tricloruro de nitrogeno. El proceso incluye la introduccion de gas (vapor), en cualquier punto aguas arriba de la zona de ebullicion de un vaporizador de cloro, en cantidad suficiente para forzar al cloro lfquido suministrado a cualquier regimen de flujo que no conduzca a una retro-mezcla significativa o a ebullicion en masa dentro de la zona de ebullicion del vaporizador. El vaporizador de flujo piston se puede orientar en cualquier angulo desde 0,1° a 90° respecto a la posicion horizontal. El gas introducido dentro de la corriente lfquida puede ser cualquier gas o vapor adecuado, por ejemplo pero sin limitarse a, aire, nitrogeno, gas cloro, hidrogeno, helio y oxfgeno, y mezclas de los mismos. El cloro lfquido suministrado al vaporizador es forzado a un regimen de flujo apropiado antes de que alcance la zona de ebullicion del vaporizador, permitiendo de ese modo la vaporizacion segura del cloro lfquido.
Estas y otras caractensticas de la invencion seran evidentes a partir de la descripcion a continuacion y dibujos de realizaciones particulares.
Breve descripcion de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama esquematico de una primera realizacion del proceso de la invencion.
La Figura 2 es un diagrama esquematico del vaporizador de cloro.
La Figura 3 es un diagrama esquematico de una segunda realizacion del proceso, en la que se destruye el tricloruro de nitrogeno usando un sobrecalentador.
La Figura 4 es un diagrama esquematico de una tercera realizacion del proceso, en la que se destruye el tricloruro de nitrogeno usando un lecho catalttico.
Descripcion detallada de la invencion
En la siguiente descripcion y en los dibujos, se hace referencia a elementos correspondientes e iguales mediante los mismos caracteres de referencia.
En una primera realizacion del proceso de la invencion, ilustrada en la Figura 1, un vaporizador de flujo piston ascendente vertical 20 recibe una corriente de cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno (corriente 22) desde la cadena de produccion de cloro 24 de una planta de cloro-alcali. La cadena de produccion 24 incluye un alojamiento de la celda de cloro-alcali 10 en la que se produce gas cloro mediante la electrolisis de salmuera. Un
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lavador de cloro 11 recibe la corriente 12 de gas cloro desde el alojamiento de la celda y recibe una corriente de cloro ftquido 13. Otras operaciones de la unidad normalmente presentes entre el alojamiento de la celda de cloro- alcali 10 y el lavador de cloro 11 no se muestran en los dibujos. Se suministra una corriente de gas cloro 14 desde el lavador a un compresor 15 y se licua posteriormente. Desde la parte inferior del lavador de cloro 11, se suministra cloro ftquido, rico en tricloruro de nitrogeno (corriente 16), a un tanque de mantenimiento 17, desde el que se encamina una corriente 22 al vaporizador 20. Alternativamente, el cloro ftquido, rico en tricloruro de nitrogeno, se puede suministrar directamente desde lavador 11 al vaporizador 20 (corriente 16A) sin el uso de ningun tanque de mantenimiento. La corriente 22 tipicamente tiene 50 ppm o mas de tricloruro de nitrogeno.
El vaporizador 20 se ilustra en la Figura 2. Esta orientado sustancialmente de modo vertical, pero puede orientarse en cualquier angulo respecto a la horizontal en el intervalo de 0,1° a 90°; esto es, el vaporizador es no horizontal, con pendiente ascendente y tiene una direccion de flujo ascendente. El vaporizador 20 tiene un cuerpo 26 y se calienta por una corriente 28 de un medio de calentamiento que fluye a traves de una camisa de calentamiento 30. El vaporizador 20 tiene una zona de calentamiento 32 en el extremo de entrada 34, en la que la corriente de ftquido se calienta, y una zona de ebullicion 36 aguas abajo de la zona de calentamiento, en la que se evapora el cloro ftquido. En el extremo de salida 38 del vaporizador, sale del vaporizador una corriente 40 de gas cloro y gas tricloruro de nitrogeno.
Un gas tal como aire, nitrogeno o gas cloro, o mezcla de los mismos, desde una fuente de gas 42 (corriente 44) se introduce dentro de la corriente 22 de cloro ftquido y tricloruro de nitrogeno aguas arriba de la zona de ebullicion 36 del vaporizador. La corriente de gas 44 se puede introducir dentro de la corriente de ftquido 22 antes de la entrada dentro del vaporizador, o puede introducirse directamente dentro de la zona de calentamiento 32 del vaporizador, tal como se indica por las corrientes opcionales 44A y 44B mostradas en la Figura 2.
La corriente de gas 44 se suministra con un caudal suficiente para forzar al cloro ftquido suministrado a un regimen de flujo dentro del vaporizador 20 que no permita una retro-mezcla o ebullicion en masa significativos dentro de la zona de ebullicion 36 del vaporizador. Ejemplos de dichos regfmenes de flujo son regfmenes de flujo anular y de niebla. El caudal de la corriente de gas 44 puede estar en el intervalo de 0,01 a 10 kg de gas por kg de cloro ftquido, alternativamente 0,01 a 1 kg, alternativamente 0,02 a 0,15 kg de gas por kg de cloro ftquido. El efecto es impedir que el tricloruro de nitrogeno se acumule dentro de la zona de acumulacion y ebullicion del vaporizador cuando se evapora el cloro y el tricloruro de nitrogeno. Aunque la concentracion del tricloruro de nitrogeno se incrementa a traves de la zona de ebullicion, debido a la presion de vapor mas alta (mas bajo punto de ebullicion) del cloro, el regimen de flujo inducido limita el incremento de la concentracion y la acumulacion en masa del tricloruro de nitrogeno dentro del vaporizador a niveles que son seguros de manejar.
En el extremo de salida 38 del vaporizador, una corriente 40 que comprende gas cloro con gas tricloruro de nitrogeno y el gas suministrado dentro de la corriente de ftquido se envfan para procesamiento adicional en la etapa 46. Por ejemplo, la corriente 40 puede encaminarse a una planta de acido clorhndrico, en la que el cloro reacciona con hidrogeno para formar acido clorhndrico. Alternativamente, la corriente de gas 40 puede absorberse en un sistema de hipoclorito. Otra opcion es destruir el tricloruro de nitrogeno y reciclar la corriente 40 a la cadena de produccion de cloro, tal como se explica a continuacion.
En una segunda realizacion del proceso de la invencion, la mezcla de gas producida en el vaporizador 20 se encamina a una o mas operaciones unitarias para la destruccion del tricloruro de nitrogeno. El gas que sale de la etapa de destruccion de tricloruro de nitrogeno, es decir gas cloro y gas nitrogeno, se reciclan de vuelta a la cadena de cloro del proceso de cloro-alcali. La invencion evita asf la generacion de una corriente de residuos o la adicion de otros productos qmmicos o disolventes para manejar el tricloruro de nitrogeno. La etapa de destruccion del tricloruro de nitrogeno puede llevarse a cabo de varias formas. Por ejemplo, la mezcla de gas evaporada en el vaporizador se puede introducir en un sobrecalentador, que puede ser parte de la unidad vaporizadora. Esto se ilustra en la Figura 3, en la que el vaporizador 20 incluye una zona de sobrecalentador 37 aguas abajo de la zona de ebullicion 36. Las condiciones de operacion en el sobrecalentador se seleccionan de modo que se consiga sustancialmente la completa destruccion del tricloruro de nitrogeno. La temperatura de operacion media del sobrecalentador puede estar el intervalo de 30 a 300 °C, la presion de operacion en el intervalo de 0,5 a 100 bar y el tiempo de permanencia en el intervalo de 0,5 segundos a 5 minutos. Alternativamente, la temperatura de operacion media puede estar en el intervalo de 35 a 250 °C, la presion de operacion en el intervalo de la presion atmosferica a 90 bar, y el tiempo de permanencia en el intervalo de 1 segundo a 3 minutos.
La corriente de gas 52 que sale del sobrecalentador, que comprende gas cloro y gas nitrogeno, se recicla de vuelta a la cadena de produccion de cloro 24 del proceso de cloro-alcali.
Como una alternativa al uso de un sobrecalentador, y tal como se ilustra en la Figura 4, el gas evaporado en el vaporizador 20 se puede encaminar a un lecho catalftico 54 en el que se destruye el tricloruro de nitrogeno. El lecho catalftico puede contener, por ejemplo, Monel (marca registrada) como un catalizador para destruir el tricloruro de nitrogeno. El lecho catalftico puede operar a temperaturas el intervalo de -40 a 300 °C, presiones en el intervalo de 0,5 a 100 bar, y un tiempo de permanencia en el intervalo de 0,1 segundos a 5 minutos. La corriente de gas 52 que sale del lecho catalftico, que comprende gas cloro y gas nitrogeno, se recicla de vuelta a la cadena de produccion de
cloro 24, o puede encaminarse a otras operaciones de la unidad.
Opcionalmente, el proceso puede usar tanto un sobrecalentador como un lecho catalttico para destruir el tricloruro de nitrogeno. El lecho catalttico puede estar dentro de una zona del sobrecalentador del vaporizador, en lugar de ser 5 una unidad separada.
Opcionalmente, el gas que sale de la etapa de destruccion de tricloruro de nitrogeno, por ejemplo, del sobrecalentador o lecho catalftico, puede encaminarse a una etapa de acondicionamiento de la temperatura 56 antes de ser reciclado de vuelta a la cadena de cloro (corriente 60), tal como se muestra en las Figuras 3 y 4. Esto 10 reduce la temperatura de la corriente de gas que sale de la etapa de destruccion del tricloruro de nitrogeno, que puede estar a una temperatura de aproximadamente 80 a 120 °C, hasta una temperatura mas baja para su introduccion dentro de la cadena de cloro, que puede estar a una temperatura de aproximadamente -35 °C.
Aunque la invencion se ha descrito en terminos de varias realizaciones, no se pretende que la invencion este 15 limitada a estas realizaciones. Seran evidentes para los expertos en la materia varias modificaciones dentro del alcance de la invencion. El alcance de la invencion se define por las reivindicaciones que siguen.
Claims (21)
- 5101520253035404550556065REIVINDICACIONES1. Un metodo de vaporizacion de cloro Uquido que contiene tricloruro de nitrogeno en un vaporizador de flujo piston (20) orientado no horizontalmente y que tiene una direccion de flujo ascendente, que comprende las etapas de:(a) recibir una corriente (22) que comprende el cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno;(b) introducir un gas dentro de la corriente de la etapa (a) aguas arriba de una zona de ebullicion del vaporizador, con un caudal de gas que induce un regimen de flujo en la corriente de la etapa (a) que impide o minimiza la acumulacion en masa del tricloruro de nitrogeno en la zona de ebullicion (36) del vaporizador; y(c) vaporizar el cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno procedente de la etapa (b) para producir una corriente (40) que comprende gas cloro y gas tricloruro de nitrogeno.
- 2. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la corriente de la etapa (a) es recibida desde la cadena de produccion de cloro (24) de una planta de produccion de cloro.
- 3. Un metodo de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente, en el que la corriente de la etapa (a) es recibida desde un lavador de cloro (11).
- 4. Un metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el gas comprende aire, nitrogeno, vapor de cloro, hidrogeno, helio u oxfgeno, o mezclas de los mismos.
- 5. Un metodo de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente, donde el gas tiene un caudal en el intervalo de 0,01 a 10 kg de gas por kg de cloro lfquido.
- 6. Un metodo de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente, en el que el regimen de flujo de la etapa (b) es uno de entre flujo anular y flujo de niebla.
- 7. Un metodo de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente, en el que el regimen de flujo de la etapa (b) minimiza la ebullicion en masa del cloro lfquido en la zona de ebullicion o minimiza la retro-mezcla del cloro lfquido en la zona de ebullicion.
- 8. Un metodo de acuerdo con cualquier reivindicacion precedente, que comprende ademas, despues de la etapa (c),(d) procesar la corriente de la etapa (c) mediante la destruccion del tricloruro de nitrogeno en la misma, para producir una corriente (52) que comprende gas cloro y gas nitrogeno.
- 9. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 8, en el que la etapa (d) comprende(i) calentar la corriente de la etapa (c) a una temperatura en el intervalo de 30 a 300 °C a una presion en el intervalo de 0,5 a 100 bar para un tiempo de permanencia en el intervalo de 0,5 segundos a 5 minutos, o(ii) introducir la corriente de la etapa (c) en un lecho catalttico (54) que contiene un catalizador que destruye el tricloruro de nitrogeno.
- 10. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que la etapa (d) se realiza en un sobrecalentador (37).
- 11. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 10, en el que el sobrecalentador contiene un lecho catalttico que contiene un catalizador que destruye el tricloruro de nitrogeno.
- 12. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que el lecho catalftico funciona a una temperatura en el intervalo de -40 grados a 300 °C y a una presion en el intervalo de 0,5 a 100 bar para un tiempo de permanencia en el intervalo de 0,1 segundos a 5 minutos.
- 13. Un metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, que comprende ademas, despues de la etapa (d), acondicionar la temperatura de la corriente de la etapa (d).
- 14. Un metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, que comprende ademas el reciclado de la corriente (52) de la etapa (d) a la cadena de produccion de cloro (24) de una planta de produccion de cloro.
- 15. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 14, en el que el metodo esta libre de cualquier produccion de corrientes de residuos y cualquier adicion de productos qmmicos de tratamiento del tricloruro de nitrogeno.
- 16. Un aparato para la vaporizacion de cloro lfquido que contiene tricloruro de nitrogeno, que comprende:(a) un vaporizador de cloro de flujo piston (20) orientado no horizontalmente y que tiene una direccion de flujo ascendente;(b) una entrada para la recepcion de una corriente (22) que comprende el cloro lfquido que contiene tricloruro denitrogeno dentro del vaporizador;(c) una zona de ebullicion (36) en el vaporizador aguas abajo de la entrada del parrafo (b);(d) una entrada de gas aguas arriba de la zona de ebullicion para la introduccion de un gas dentro de la corriente de lfquido (22).5
- 17. Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 16, en el que la entrada del parrafo (b) se conecta operativamente a la cadena de produccion de cloro (24) de una instalacion de produccion de cloro.
- 18. Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 16 o 17, en el que el gas comprende aire, nitrogeno, vapor de cloro, 10 hidrogeno, helio u oxfgeno, o mezclas de los mismos.
- 19. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, que comprende ademas medios (37, 54) para la destruccion del gas tricloruro de nitrogeno aguas abajo de la zona de ebullicion.15 20. Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 19, en el que los medios de destruccion comprenden unsobrecalentador (37) o un lecho catalttico (54).
- 21. Un aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 20, en el que el vaporizador (20) esta orientado en un angulo respecto a la horizontal en el intervalo de 0,1 a 90 grados.20
- 22. Un aparato de acuerdo con la reivindicacion 19, que comprende ademas medios para el reciclado de una corriente (52) de gas cloro y de gas nitrogeno desde los medios de destruccion del tricloruro de nitrogeno a una cadena de produccion de cloro (24) de una planta de produccion de cloro.
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