MX2009005959A - Metodo para formar una tableta que comprende el premezclado de ibuprofeno y silice. - Google Patents

Abstract

Un método para formar una tableta incluye las etapas de premezciar un ingrediente farmacéutico activo susceptible a la adhesividad y un aditivo de mezcla, con un primer esfuerzo mezclador para formar una mezcla premezciada, en donde el primer esfuerzo mezclador y un segundo esfuerzo mezclador, que resultan de mezclar al menos un excipiente con la mezcla premezclada, forman una mezcla adecuada para la compresión directa, y comprimir la mezcla para formar la tableta. Una forma de lograr el primer esfuerzo mezclador es premezclar durante un período de tiempo prolongado. El método permite comprimir de manera directa la mezcla sin la necesidad de una etapa de granulación o compresión por rodillos. Tal ingrediente farmacéutico activo susceptible a la adhesividad es ibuprofeno.

Description

SISTEMA REACTOR PARA LA PRODUCCIÓN DE PRODUCTOS GASEOSOS ANTECEDENTES DE LA INVENCION Muchas tecnologías y procesos existen para convertir las cargas de alimentación en productos líquidos o gaseosos usando los sistemas catalizadores heterogéneos. [Tales procesos normalmente se clasifican basándose en la car.ga , de alimentación (reactivo) y/o producto que están en una fase sencilla (sólida, gas o líquida) o una multi-fase que involucra dos o más de los anteriores. Los procesos también se caracterizan basándose en el patrón de flujo en el ciial la carga de alimentación y el flujo del producto a través del catalizador; principalmente, ya sea una configuración paralelo donde tanto la carga de alimentación como el flujo del producto van en la misma dirección o en una configuración a contracorriente donde la carga de alimentación y el ¡flujo del producto se cruzan uno con el otro en direcciones opuestas. Los procesos se clasifican también típicamente' , como flujo descendente cuando la carga de alimentación ;y el producto fluyen hacia abajo con gravedad a través del lecho de catalizador y flujo ascendente cuando la carga de alimentación y el producto fluyen hacia arriba con gravedad a través del lecho de catalizador.

El tipo del sistema de reactor utilizado para cualquier proceso dado depende de la naturaleza de la carga de alimentación y sus productos resultantes. Por ejemplo los reactores de flujo descendente paralelos se . usan frecuentemente en las reacciones que involucran la conversión catalítica de los reactivos gaseosos a productos gaseosos^ o reactivos líquidos a productos líquidos, o en reactores de lecho de goteo que involucran el flujo paralelo de tanto un reactivo de gas y líquido que se hacen reaccionar juntos para producir el producto deseable. Los reactores de flujo descendente paralelos no se usan generalmente para las reacciones que involucran la conversión de carga , de alimentación líquida a productos de gas ya que los patrones de flujo hidrodinámicos que usualmente son irregulares; e impredecibles debido a la variación entre la densidad;, y flotabilidad del reactivo líquido y los productos de fase., de gas. El patrón de flujo es crítico como un patrón de flujo irregular o impredecible que puede llevar a un bloqueo de vapor y otros problemas hidrodinámicos. En los sistemas del reactor multi-tubular, esto es importante ya que el bloqueo de vapor y otros problemas hidrodinámicos pueden llevar a una mala distribución de la carga de alimentación líquida u otros efectos negativos (por ejemplo, puntos calientes, emisiones de selectividad, desempeño del reactor, etc.) . La rápida eliminación de los productos de gas del sistema reactor también es deseable con objeto de prevenir las reacciones · no deseables, subsecuentes que tengan lugar. Como resultado, los sistemas de flujo ascendente paralelos se usan en las reacciones que involucran la conversión catalítica de un reactivo liquido a productos gaseosos, un proceso denominado flujo inundado.

Un proceso el cual difiere de los sistemas convencionales se describe en la solicitud de patente europea No. 88202871.5 (Publicación No. 0323663A2) para Terlouw et al. El proceso descrito generalmente se refiere a controlar la naturaleza exotérmica de las reacciones catalíticas 'entre dos o más reactivos por provocar las reacciones que se presentan bajo condiciones substancialmente isotérmicas. La mezcla de reacción incluye al menos un compuesto que tiene un ! punto de ebullición inferior a los otros compuestos en ¡la mezcla, y que el compuesto está presente en una cantidad suficiente para consumirse, por la vaporización del mismo, 1 el calor generado por la reacción exotérmica de la mezcla., Pára lograr un estado isotérmico, el reactor se opera a la presión de ebullición de un compuesto y en una manera como para proporcionar un flujo descendente paralelo de una fase líquida y de gas, en donde la fase gaseosa es la forma vaporizada de un compuesto que tiene el punto de ebullición más bajo. Los procesos difieren de reactores de lecho' fijo convencionales en que la fase de gas o vapor comprende un componente vaporizado de la fase líquida. El hecho de que la fase de vapor es substancialmente un componente vaporizado de la fase líquida es crítico para la funcionalidad del sistema. En la presente, las preocupaciones sobre el bloqueo de vapor y la hidrodinámica, se limitan debido a la habilidad .de cualquier vapor atrapado dentro del sistema para recondensarse en su forma liquida para ya sea el uso continuo o la remoción del sistema.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención proporciona un sistema reactor para convertir una carga de alimentación liquida a . un producto de gas no condensable. El sistema reactor incluye un cámara de reacción que tiene al menos un tubo de reacción, con un catalizador empaquetado en su interior, una entrada colocada arriba de la cámara de reacción para introducir : la carga de alimentación liquida, y una salida colocada abajo; de la cámara de reacción para descargar el producto de gas no condensable y una corriente efluente. La presión en 'la entrada es mayor que la presión en la salida, por > ello causando que la carga de alimentación liquida, el produ to de gas no condensable y el efluente fluyan simultáneamente en una dirección de flujo descendente. En una modalidad, el sistema incluye un reactor de multi-tubo que contiene una pluralidad de tubos de reacción, una envolvente exterior que encierra los tubos de reacción, y un sistema del medio · de calentamiento para introducir un medio de calentamiento en la envolvente. El catalizador es preferiblemente un catalizador heterogéneo que tiene uno o más materiales capaces .., de producir gases no condensables bajo condiciones de reformación en fase acuosa, tales como metales del grupo VIIIB, ya sea solos o en combinación con los metales del grupo VIIB, metales del grupo VIB, metales del grupo VB, metales del grupo IVB, metales del grupo IIB, metales del grupo IB, metales del grupo IVA, o metales del grupo VA., La presente invención también involucra los métodos para producir los gases de síntesis, tales como hidrógeno; e hidrocarburos ligeros, y otros gases no condensables de cargas de alimentación líquidas. El método incluye las etapas de (a) introducir en una primera presión una carga de alimentación líquida a través de una entrada en una cámara : de reacción; (b) hacer reaccionar la carga de alimentación líquida sobre un catalizador heterogéneo en una temperatura y presión efectiva para producir gas no condensable y una corriente efluente; y (c) remover el gas no condensable' y' el efluente de la cámara de reacción en una segunda presión menor que la primera presión y en una manera que proporciona un flujo descendente paralelo de la carga de alimentación líquida, gas y efluente. La carga de alimentación líquida preferiblemente incluye agua y un hidrocarburo oxigenado que tiene al menos dos átomos de carbono, tal como cualquiera ¡ de uno de un número de polioles, azúcares, alcoholes de azúcar, alcoholes, almidones, ligninas, celulósicos y sacáridos solubles en agua. El catalizador es preferiblemente !un ?¦ -catalizador heterogéneo que tiene uno o más materiales capaces de producir gases no condensables bajo condicion'es , de reformación en fase acuosa, tales como los metales del 'grupo VIIIB, si ésta solo o en combinación con los metales :del grupo VIIB, metales del grupo VIB, metales del grupo ¡VB, metales del grupo IVB, metales del grupo IIB, metales :del grupo IB, metales del grupo IVA o metales del grupo VA.

Los gases resultantes pueden usarse como una fuente, de combustible para generar energía por medio de las celdas! de combustible PEM, celdas de combustible de óxido sólido, motores de combustión interna, o grupos electrógenos de turbina de gas, o usados en otros procesos químicos para producir los productos adicionales. Los productos gaseosos pueden también purificarse, recolectarse para su uso posterior o distribuirse. >, Un aspecto de la invención es un reactor de flujo descendente paralelo para convertir una carga de alimentación líquida a un producto de gas no condensable usando un catalizador heterogéneo, el reactor comprende una cámara de reacción que comprende al menos un tubo de reacción 'que contiene un catalizador heterogéneo; una entrada que .tiene una presión Pi y adaptada para alimentar la carga de alimentación líquida a una porción superior de la cámara de reacción; una salida que tiene una presión P0 y adaptada para descargar el producto de gas no condensable y una corriente efluente de una porción inferior de la cámara de reacción, en donde ?? es mayor que P0. ' ! · : En una modalidad ejemplar del reactor, la cámara der reacción comprende una pluralidad de tubos de reacción cada uno contiene un catalizador, un envolvente exterior adaptado que encierra al menos una porción de los tubos de reacción, y un sistema de calentamiento adaptado para introducir un medio de calentamiento en la envolvente para proporcionar calor a los tubos de reacción.

En otra modalidad ejemplar del reactor, el catalizador comprende al menos un grupo de metal VIIIB y en donde , la carga de alimentación comprende agua y al menos un hidrocarburo oxigenado soluble en agua C2+.

En otra modalidad ejemplar del reactor, el grupo de metal VIIIB es platino, níquel, paladio, rutenio, rodio, indio, hierro, aleaciones de los mismos, o mezclas dé los mismos, y en donde el hidrocarburo oxigenado es · un hidrocarburo oxigenado C En otra modalidad ejemplar del reactor, el catalizador además comprende un segundo material catalítico que son los metales del grupo VIIIB, metales del grupo VIIB, metale's del grupo VIB, metales del grupo VB, metales del grupo í IVB> metales del grupo IIB, metales del grupo IB, metales del grupo IVA, metales del grupo VA, aleaciones de los mismos, o mezclas de los mismos.

En otra modalidad ejemplar del reactor, el segundo material catalítico es renio y el metal de transición del grupo VIIIB es hierro, níquel, paladio, platino, rut'enio, rodio, aleaciones de los mismos, o mezclas de los mismos'.

En otra modalidad ejemplar del reactor, el catalizador se adhiere a un soporte construido de uno o más materiales como carbono, sílice, sílice-alúmina, alúmina, zirconio, titanio, cerio, vanadio o mezclas de los mismos.

En otra modalidad ejemplar del reactor, el producto : de gas no condensable comprende uno o más gases que son hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, etano, etileno, propano, propileno, butano, butano, pentano y penteno.

Otro aspecto de la invención es un sistema de generación' de energía que comprende cualquiera de uno de los conjuntos de reactores inventivos formados en la presente y ' un dispositivo de generación de energía adaptado para usar ! el producto de gas no condensable como un combustible.

En una modalidad ejemplar del sistema de generación de energía, el dispositivo de generación de energía es un motor de combustión interna, celdas de combustible PEM, celdas , de combustible de óxido sólido, o un grupo electrógeno ' de turbina de gas.

Otro aspecto de la invención es un método para la manufactura del gas no condensable usando cualquiera del conjunto de los reactores inventados en la presente, el método comprende los hechos o etapas de hacer reaccionar una carga de alimentación líquida que comprende agua y al 'menos un hidrocarburo oxigenado soluble en agua C2+ usando un catalizador heterogéneo que comprende uno o más metales del grupo VIIIB, en una temperatura entre alrededor de 80°C hasta 300°C y una presión de reacción adecuada para producir el gas no condensable y un efluente, en donde un gradiente .de presión proporciona un flujo descendente paralelo de la 'carga de alimentación liquida, efluente y gas no condensable. ; En una modalidad ejemplar del método de manufactura, el metal del grupo VIIIB es platino, níquel, paladio, rutenio, rodio, iridio, hierro, aleaciones de los mismos, o mezclas1 de los mismos.

En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, el catalizador además comprende un segundo material catalítico que es de los metales del grupo VIIB, metales del grupo1 VIB, metales del grupo VB, metales del grupo IVB, metales del grupo IIB, metales del grupo IB, metales del grupo I A, metales del grupo VA, aleaciones de los mismos, o mezclas de los mismos.

En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, el segundo material catalítico es renio y el metal del grupo : VIIIB es hierro, níquel, paladio, platino, rutenio, rodio, aleaciones de los mismos, o mezclas de los mismos.

En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, el catalizador se adhiere a un soporte construido de uno o más materiales que son carbono, sílice, sílice-alúmina, alúmina, zirconio, titanio, cerio, vanadio o mezclas de los mismos.

En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, el hidrocarburo oxigenado es un hidrocarburo oxigenado Ci_6.

En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, el hidrocarburo oxigenado es un azúcar o un alcohol- de azúcar..

En otra modalidad ejemplar del método de manufacturadla temperatura de la reacción esta entre alrededor de 150 G y ( . alrededor de 270 °C y la presión de la reacción está ;entre alrededor de 5.06 kg/cm2 (72 psig) y alrededor de 91.39 kg/cm2 (1300 psig) .

En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, . el gas no condensable comprende uno o más gases que son' hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano-, etano, etileno, propano, propileno, butano, butano, pentano' y penteno. ; En otra modalidad ejemplar del método de manufactura, j el gradiente de presión está en el rango de 0.03515-0.2109 ¦ I kg/cm2 (0.5-3 psig). ¡ BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración de un sistema de, reacción de cámara sencilla. ; : • . ¦ I La Figura 2 es una vista esquemática de un sistema ; de reactor multi-tubo ejemplar. ( ·; La Figura 3 es una vista superior de un sistema .-¡de reactor multi-tubo ejemplar. ; . - r La Figura 4 es una vista esquemática del sistema básico , ? r ; de una modalidad ejemplar de un sistema de reacción de cámara - I 1 sencilla en combinación con un aparato o máquina ! de generación de energía.

La Figura 5 es un diagrama de bloque que ilustra , un sistema reactor de acuerdo a una modalidad ejemplar-integrada .

La Figura 6 es una ilustración del sistema del reactor de tubo sencillo usado en el ejemplo 1. , > La Figura 7 ilustra la temperatura del lecho del catalizador a lo largo de la longitud de un reactor del tubo sencillo durante la producción de gas de síntesis del glicerol.

La Figura 8 ilustra la transición multifase a lo largo ¡ de la longitud de un reactor.

La Figura 9 ilustra el gradiente de concentración de gas para una modalidad ejemplar de la presente invención cuando > se compara a los sistemas del reactor de lecho de got;éo, tales como aquellos descritos en la solicitud EP 0323663.

Descripción Detallada de las Modalidades Ejemplares La presente invención se dirige a sistemas del reactor y su uso en convertir cargas de alimentación líquidas a gases no condensables, tales como hidrógeno e hidrocarburos ligeros. Los sistemas del reactor difieren de sistemas convencionales en aquellos en que el reactor se diseña de manera que la solución de la carga de alimentación, los productos de gas resultantes y cualquier efluente fluyen : en una dirección de flujo descendente paralelo. Los gases generados son útiles como una fuente de combustible para , la generación de la energía por medio de las celdas de combustible PEM, celdas de combustible de óxido sólidos, motores de combustión interna, o grupos electrógenos de turbina de gas, o usados en otros procesos químicos¦ para producir los productos adicionales. Los productos gaseosos pueden también purificarse y colocarse para uso posterior o distribución.

Refiriéndose a la Figura 1, una solución de la carga ! de alimentación acuosa se introduce en la cámara de reacción 2 a través de la entrada 4 donde se hace reaccionar sobre un catalizador heterogéneo 6 en una presión y temperatura efectiva para producir los gases deseables no condensables y una corriente efluente. Los gases no condensables y el flujo efluente en una dirección de flujo descendente paralelo' a la salida 8 donde se colectan y/o transfieren para procesamiento en la corriente descendente o uso. El flujo descendente paralelo se realiza por mantener la presión (P ) en 'la entrada 4, en un nivel mayor que la presión (PG) en la salida 8 a fin de proporcionar un gradiente de presión a lo largo de la longitud de la cámara de reacción 2. Para maximizar ¦ el desempeño, es también deseable mantener una presión substancialmente similar a través del plano horizontal de ' la cámara de reacción 2 a fin de causar una distribución igual de la carga de alimentación, producto de gas y efluente' a través del reactor y el flujo continuo del producto de gas a través de la salida 8.

El sistema reactor es particularmente útil para producir hidrocarburos ligeros (por ejemplo, parafinas y olefinas C1-4) e hidrógeno de los hidrocarburos oxigenados derivados ,de la biomasa usando la reformación en fase acuosa. La reformación en fase acuosa (APR) es un proceso de reformado catalítico que genera los hidrocarburos ligeros (por ejemplo, metano, etano, etileno, propano, propileno, butano, 1-buteno, pentano, 1-penteno, 2-penteno, hexano, etc.), monóxido ¡de carbono, dióxido de carbono y/o hidrógeno por la reacción! de los compuestos oxigenados con agua líquida a temperaturas bajas. El avance clave del proceso de APR es que 'la reformación puede hacerse en la fase líquida y a temperaturas (por ejemplo, 150°C hasta 270°C) donde la reacción de cambio agua-gas es favorable, lo que hace posible generar hidrógeno con cantidades menores de CO en un reactor químico sencillo.

En el caso de la producción de hidrógeno, la reacción también .1 tiende a ser endotérmica, por ello se evitan los problemas asociados con las reacciones exotérmicas. Diversos métodos y técnicas para la práctica del APR se describen en las patentes de E.U.A Nos. 6, 699, 457; 6,964, 757 y 6, 964, 758;! y Solicitud de Patente de E.U.A No. 11/234,727 (todas por Cortright et al., titulada "Producción de hidrógeno a. baja temperatura de los hidrocarburos oxigenados"); y patente de E.U.A No. 6,953,873 (por Cortright et al., y titulada "Producción de hidrocarburos a baja temperatura de hidrocarburos oxigenados"); y la Solicitud de Patente Internacional co-pendiente comúnmente en propiedad No. PCT/US2006/048030 (por Cortright et al., y titulada "Catalizador y métodos para reformar los compuestos oxigenados") , todos los cuales se incorporan en la presente para referencia.

Además de la reformación en fase acuosa, la présente invención también es útil en otros sistemas que generan gases no condensables de las cargas de alimentación liquidas;. Los gases no condensables se clasifican generalmente como aquellos gases que existen en la fase de gas a temperatura y presión estándar. Los ejemplos ilustrados de diversos gases no condensables y sus puntos de ebullición, presiones criticas y temperaturas criticas se establecen en la tabla 1 a continuación.

TABLA 1 En su funcionamiento, la carga de alimentación liquida entra en la cámara de reacción donde se conecta con ; el catalizador. Como la carga de alimentación liquida continúa descendiendo la cámara de reacción se hace reaccionar catalíticamente para producir el producto de gaseoso y un . efluente que contiene agua, carga de alimentación sin reaccionar y cualquier otro subproducto. El resultado es una zona de fase líquida en las primeras porciones del reactor, seguido por una zona de dos fases que contiene tanto el producto de gaseoso y el efluente, y luego, en algunas solicitudes, una conversión completa a una fase de gas' como el efluente se vaporiza (Fig. 8). La producción de ios productos gaseosos resulta en un incremento en la temperatura del lecho del catalizador (Fig. 7) y un incremento continuo en la concentración de los productos gaseosos (Fig. 9) cuando la reacción comienza descendiendo a lo largo del reactor. ?? contraste con los reactores de lecho de goteo donde el gas reactivo se consume a lo largo de la longitud del reactor tal que la concentración del gas disminuye, o se · pasa directamente a través del sistema como un diluyente (Fig. 9) .

La presente invención difiere de las tecnologías convencionales que hacen uso de una configuración de flujo descendente. Una configuración de flujo descendente és un esquema de flujo no deseable debido a los problemas de remoción del gas, bloqueo de vapor y mal distribución 'de flujo, especialmente como las concentraciones de; los productos gaseosos se incrementan. Si el flujo liquido disminuye o cesa, y una pérdida posterior de la actividad' de la reacción se presenta, ya no existiría una disipación^ de-calor, llevando a un estancamiento y sobrecalentamiento en: el sistema. Como tal, la configuración de flujo descendente' es un sistema no deseable para producir los productos gaseosos de las cargas de alimentación líquidas.

La presente invención supera el bloqueo de vapor, la mala distribución del flujo y los problemas de remoción : de gas por mantener un gradiente de presión substancialmente similar a través del reactor, especialmente en reactores de multi-tubo, así impartiendo suficiente fuerza en> los i productos gaseosos para superar la flotabilidad. Al mantener un gradiente de presión a lo largo de la longitud del reactor, el flujo resultante además ayuda en superar el estancamiento y las cuestiones de remoción de gas. El gradiente de presión puede ser de cualquier rango siempre y cuando la presión en la entrada sea mayor que la presión : en la salida, y puede realizarse considerando el rendimiento del reactor en conjunto con las variables principales del tamaño de la partícula catalizada y la longitud de la relación del diámetro (L/D) del reactor.

A diferencia de los sistemas de reactores en los cuales las cargas de alimentación gaseosas se convierten a gases :de ; i ¦ síntesis, y otros productos de gas no condensables, la presente invención involucra la conversión de la carga de alimentación líquida directamente al producto de» gas deseable. La conversión en esta manera tiene diversos beneficios cuando se compara a los sistemas de gas a gas. Específicamente, la presente invención no requiere las temperaturas extremas o presiones del sistema requeridas de los sistemas basados en gas. La habilidad para desarrollar las reacciones de conversión en las presiones inferiores (típicamente 15 hasta 50 bar) también permite qué la corriente del producto de gas sea más efectivamente purificada y reduzca la necesidad de la energía que consumen los sistemas de presión. Las temperaturas bajas también minimizan la presencia de las reacciones de descomposición no deseables típicamente encontradas cuando los carbohidratos se calientan a temperaturas elevadas, por ello permitiendo el uso de biomasas derivadas de las cargas de alimentación. La configuración de flujo descendente puede también mejorar la selectividad, estabilidad y eficiencia de los procesos, y ventajosamente mejora la conversión general de la carga de alimentación líquida a los productos de gas no condensable deseados. En los términos de la producción a escala, después del inicio, los sistemas del reactor podrían ser procesos controlados y las reacciones podrían procesarse en estado !de estable .

El uso de una carga de alimentación líquida también ayuda a superar el bloqueo de vapor, la mala distribución del flujo y las preocupaciones de remoción de gas. Por ejemplo, la carga de alimentación liquida simplifica la distribución igual a través del sistema reactor, especialmente en sistemas multi-tubo, y remueve la necesidad de los elementos complejos requeridos en los sistemas de dos fases, tal como mezcladoras de liquido y de gas usadas en los reactores de lecho de goteo. La fase de liquido sencilla en la entrada también sirve como una tapa o barrera que impide que la percolación de los productos gaseosos flotantes producidos en la última porción de dos fases del reactor hasta la entrada y perturbar la entrada de la distribución de la carga de alimentación.

En una aplicación de la invención, los gases ; no condensables se generan de una solución de la carga ¦ de alimentación acuosa que contiene hidrocarburos oxigenados. Los hidrocarburos oxigenados pueden ser cualquier hidrocarburo oxigenado soluble en agua que tiene dos ó más átomos de carbono y al menos un átomo de oxigeno. Preferiblemente, el hidrocarburo oxigenado tiene 2 hasta 12 átomos de carbono, y más preferiblemente 2 hasta 6 átomos ' de carbono. El hidrocarburo oxigenado puede también tener una relación oxigeno a carbono en el rango desde 0.5:1 hasta 1.5:1, incluyendo las relaciones de 0.75:1.0, 1.0:1.0, 1.25:1.0, 1.5:1.0, y otras relaciones entre estas. En las modalidades ejemplares, el hidrocarburo oxigenado tiene una relación oxigeno a carbono de 1:1. Los ejemplos no limitantes de hidrocarburos oxigenados solubles en agua incluyen etanodiol, etanodiona, ácido acético, propanol, propanodiol, ácido propiónico, glicerol, gliceraldehido, dihidroxíacetona, ácido láctico, ácido piruvico, ácido malonico, butanodioles, ácido butanoico, aldotetrosas, ácido tautárico, aldopentosas, aldohexosas, cetotetrosas, cetopentosas, cetohexosas, alditoles, azúcares, alcoholes de azúcar, derivados celulósicos, derivados lignocelulósicos, sacaridós, almidones, polioles y similares. En una modalidad ejemplar, el hidrocarburo oxigenado incluye azúcar, alcohol de azúcar,, sacáridos y glicerol. Más particularmente, el hidrocarburo oxigenado es una azúcar, tal como glucosa, fructosa, sucrosa, maltosa, lactosa, mañosa o xilosa, o un alcohol de azúcar, tal como arabitol, eritritol, glicerol, isomalta, lactitol, malitol, manitol, sorbitol o xilitol.

El hidrocarburo oxigenado se combina con agua para proporcionar una solución de la carga de alimentación acuosa que tiene una concentración efectiva para la conversión a íos productos gaseosos deseables. La relación agua a carbono ' en una base molar debería ser desde alrededor de 0.5:1 hasta alrededor de 20:1, incluyendo las relaciones tales como 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1, 10:1, 15:1, y cualquier relación entre estas. La solución de la carga de alimentación puede también caracterizarse como una solución que tiene al menos 20 por ciento en peso (% en peso) de , la solución total como un hidrocarburo oxigenado. Por ejemplo, la solución puede incluir uno o más hidrocarburos oxigenados, con tal concentración total de los hidrocarburos oxigenados en la solución es de al menos alrededor de 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, o mayor en peso, incluyendo cualquier ¦porcentaje entre, y dependiendo en los hidrocarburos oxigenados usados. En una modalidad ejemplar, la solución1 de la carga de alimentación incluye al menos alrededor de 20%, 30%, 40%, 50%, ó 60% de una azúcar, tal como glucosa, fructosa', sucrosa o xilosa, o un alcohol de azúcar, tal como sorbitol, manitol, glicerol o xilitol en peso.

Las. condiciones de temperatura y presión son tales que al menos una porción de la carga de alimentación se mantiene en la fase liquida en la entrada del reactor. Las condiciones de temperatura y presión pueden también seleccionarse para 1 producir favorablemente los productos gaseosos deseables : en ¦ ' i la fase de vapor. En general, la reacción debe llevarse a cabo a una temperatura donde la termodinámica sea favorable. Por ejemplo, la presión mínima requerida para mantener una porción de la carga de alimentación en la fase líquida varía con la temperatura de la reacción. Cuando las temperaturas se iñcrementan, las presiones altas generalmente serán necesarias para mantener la carga de alimentación en la fase líquida. En los términos de la producción a escala, después del inicio, los sistemas del reactor podrían ser un proceso controlado y las reacciones podrían procesarse en 'el equilibrio de estado estable.

La temperatura de la reacción puede ser desde alrededor de 80°C hasta alrededor de 300°C, y la presión de la reacción desde alrededor de 5.0616 kg/cm2 (72 psig) hasta alrededor de 91.39 kg/cm2 (1300 psig). En una modalidad ejemplar, la temperatura de la reacción está entre alrededor de 120°C y alrededor de 300°C, o entre alrededor de 150°C y alrededor de 270°C. La presión de la reacción está entre alrededor de 5.0616 y 84.36 kg/cm2 (72 y 1200 psig), o entre alrededor 'de¦ 10.1935 y 84.36 kg/cm2 (145 y 1200 psig), o entre alrededor de. (14.06 y 50.9675 kg/cm2 (200 y 725 psig), o entre alrededor de 25.6595 y 47.4525 kg/cm2 (365 y 675 psig).

I En general, la reacción podría realizarse bajo. ,las condiciones donde el tiempo de residencia (tr) de la solución de la carga de alimentación sobre el catalizador es apropiado para generar los productos gaseosos deseables. Por ejemplo, el WHSV para la reacción puede ser al menos alrededor de 0.25 gramo de hidrocarburo oxigenado por gramo del catalizador por hora, o al menos 0.5 gramos, o al menos 5.0 gramos, o; al menos 10.0 gramos, o al menos 100.0 gramos, o al menos 1000.0 gramos de hidrocarburo oxigenado por gramo del catalizador por hora.

Las sales alcalinas o alcalinotérreas pueden también agregarse a la solución de la carga de alimentación para optimizar la proporción de hidrógeno en los productos; de la reacción. Los ejemplos de las sales solubles en agua adecuadas incluyen uno o más seleccionados del grupo que i consiste de un hidróxido de metal alcalino o alcalinotérr o, carbonato, nitrato, o sal de cloruro. Por ejemplo, se agregan sales alcalinas (básicas) para proporcionar un pH de alrededor de pH 4.0 hasta alrededor de pH 10.0, pueden mejorar la selectividad del hidrógeno.

El catalizador heterogéneo es capaz de catalizar la reacción de agua e hidrocarburos oxigenados para formar hidrógeno y/o hidrocarburos bajo las condiciones descritas arriba. El catalizador ejemplar incluye un nitruro 'o un carburo o al menos un metal del grupo VIIIB, y cualquier aleación o mezclas de los mismos. El catalizador ;puede también incluir un nitruro, o un carburo, o al menos un metal del grupo VIIIB, en combinación con al menos un segundo metal seleccionado del grupo VIIIB, grupo VIIB, grupo VIB, grupo VB, grupo IVB, grupo IIB, grupo IB, Grupo IVA o metales del grupo VA. Los metales del grupo VIIB ejemplares incluyen renio, manganeso, o combinaciones de los mismos. Los metales del grupo VIB ejemplares incluyen cromo, molibdeno, tungsteno, o una combinación de los mismos. Los metales del grupo VIIIB ejemplares incluyen platino, rodio, rut'enio, paladio, níquel, o combinaciones de los mismos. Los ejemplos ilustrativos específicos incluyen Ni : Pd y Pt : Re .

La carga preferida del metal del grupo VIIIB primario está en el rango de 0.25 % en peso hasta 25 % en peso sobre carbón, con porcentajes de peso de 0.10% y 0.05% de incrementos entre tales como 1.00%, 1.10%, 1.15%, 2.00%, 2.50%, 5.00%, 10.00%, 12.50%, 15.00% y 20.00%.

La relación atómica preferida del segundo metal está! en el rango de 0.25-a-l hasta 10-a-l, incluyendo relaciones entre ellas, tales como 0.50, 1.00, 2.50, 5.00, y 7.50-a-l, Una composición del catalizador ejemplar se realiza por la adición de los óxidos del grupo IIIB, y óxidos de tierras i raras asociadas. En tal evento, los componentes incluyen los óxidos de ya sea lantano o cerio. La relación atómica de los compuestos del grupo IIIB al metal del grupo VIIIB primarios pueden ser en el rango de 0.25-a-l hasta 10-a-l, incluyendo relaciones entre, tales como 0.50, 1.00, 2.50, 5.00, y 7.50-a-l.

Otra composición del catalizador ejemplar es una que contiene platino y renio. La relación atómica de platino, a renio puede estar en el rango desde 0.25:1 hasta' 10:1 incluyendo las relaciones entre estos, tal como 0:50:1, 1.00:1, 2.50:1, 5.00:1, y 7.00:1. La carga de platino ,puede ser en el rango desde 0.25% en peso hasta 5.0% en peso, con porcentajes en peso de 0.10% y 0.05% de incrementos entre, tales como .35%, .45%, .75%, 1.10%, 1.15%, 2.00%, 2.50%, 3.0%, y 4.0%.

Los sistemas del catalizador pueden también incluir , un soporte adecuado para suspender el catalizador en la solución de la carga de alimentación. El soporte podría ser uno que proporcione una plataforma estable para el catalizador y las condiciones de reacción elegidas. El soporte puede tomar cualquier forma la cual es estable en las condiciones de reacción elegidas para la función en los niveles deseables y específicamente estables en soluciones de carga de alimentación acuosas. Tales soportes incluyen, sin limitación, carbono, sílice, sílice-alúmina, alúmina, zirconio, titanio, cerio, vanadio y mezclas de los mismos. Los soportes nanoporosos tales como zeolitas, nanotubos de carbono, o fulereno de carbono pueden también usarse. ' Un soporte del catalizador ejemplar es carbono, especialmente el soporte de carbono tiene áreas de superficie relativamente altas (mayores de 100 metros cuadrados por gramo) . Tales carbonos incluyen el carbono activado (granulado, pulverizado o paletizado) , tela, fieltro o fibras de carbono activado, nanotubos de carbono o nanocuernos, fulereno de carbono, paneles de carbono de área de superficie alta, espumas de carbono (espumas de carbono reticuladas) , y bloques ' de carbono. El carbono puede producirse por medio de ya sea activación química o de corriente de turba, madera, lignito, carbón, cáscaras de coco, aceite de olivo y carbono basado en aceite. Otro soporte es el carbono activado granulado producido de coco. En una modalidad, el sistema del catalizador consiste de platino en carbono, con el platino siendo aleado o mezclado con níquel, rutenio, cobre, hierro, o renio.

Otro soporte del catalizador ejemplar es zirconio. 'La zirconio puede producirse por la precipitación de hidróxido de zirconio a partir de las sales de zirconio, a través del procesamiento de sol-gel, o cualquier otro método. La zirconio puede presentarse en una forma cristalina alcanzando una calcinación del material precursor a temperaturas que exceden 400°C y pueden incluir ambas fases cristalinas tetragonal y monoclinica. Un agente modificador puede también agregarse para mejorar las propiedades de textura ? o catalíticas de la zirconio. Los agentes modificadores incluyen, sin limitación, sulfato, tungstenoato, fosfato, titanio, sílice, y óxidos de metales del grupo IIIB, especialmente cerio, lantano, o itrio. En una modalidad, el sistema del catalizador consiste de platino en una zirconia modificada de sílice de fase tetragonal, con el platino siendo además aleado o mezclado con níquel, rutenio, cobre, hierro, o renio.

Otro soporte ejemplar del catalizador es titanio. 'La titanio puede producirse por medio de precipitación de las sales de titanio, a través del procesamiento sol-gel,'..o cualquier otro método. La titanio puede presentarse en una forma cristalina e incluye ambas fases cristalinas de anatása y rutilo. Un agente modificador puede también agregarse para mejorar las propiedades textuales o catalíticas de :1a titanio. Tales agentes modificadores incluyen, sin limitación, sulfato, sílice, y óxidos de metales del 'grupo IIIB, especialmente cerio, lantano, o itrio. |..

Otro soporte del catalizador ejemplar es sílice. >'La ! sílice puede opcionalmente combinarse con alúmina para formar un material de sílice-alúmina. En una modalidad, el sistema del catalizador es platino en sílice-alúmina o -sílice, con el platino siendo además aleado o mezclado con níquel, rutenlo, cobre, hierro o renio. En otra modalidad, el sistema 'del ' Í catalizador es níquel en sílice-alúmina o sílice, con: el ? -níquel siendo además aleado o mezclado con cobre, ren o, rutenio o hierro.

El soporte puede también tratarse o modificarse* para aumentar sus propiedades. Por ejemplo, el soporte puede¦ tratarse como por modificación de superficie para modificar las porciones de la superficie, tales como hidrógeno · e hidroxilo. La superficie de los grupos de hidrógeno; y hidroxilo puede causar las variaciones de pH local que afectan la eficiencia catalítica. El soporte puede también I modificarse, por ejemplo, por tratarse con sulfates, fosfatos, tungstenoatos , y silanos. Para los soportes de i carbono, el carbono puede pretratarse con vapor, oxígeno (a partir del aire) , ácidos inorgánicos o peróxido de hidrógeno para proporcionar más sitios de oxígeno en la superficie.' El carbono pretratado puede también modificarse por la adición de óxidos del Grupo IVB y Grupo VB, tales como los óxidos ¡ de titanio, vanadio, zirconio y mezclas de los mismos. .

Los sistemas del catalizador, ya sea solos o mezclados juntos, pueden prepararse usando métodos convencionales conocidos por aquellos de habilidad en la técnica. Tales métodos incluyen humectación incipiente, impregnación evaporativa, deposición química de vapor, recubrimientp por lavado, técnicas de pulverización de magnetrón, y similares. El método elegido para fabricar el catalizador no es particularmente critico para la función de la invención, con la condición de que diferentes catalizadores proporcionen diferentes resultados, dependiendo de las consideraciones tales como área de superficie general, porosidad, etc.

Las Figuras 2 y 3 proporcionan una vista esquemática detallada de un sistema del reactor útil en practicar la-presente invención. Aunque un sistema de reactor multi-tubo se ilustra, se reconoce que la presente invención puede también practicarse en sistemas de reactor que tienen un í recipiente de reacción sencillo o en otras configuraciones utilizando otros recipientes de reacción múltiples.

Refiriéndose a la figura 2, una carga de alimentación liquida se introduce en la entrada 4 a un reactor 2 que contiene los tubos de reacción 16 empaquetados con : el catalizador y tiene una región de la envolvente exterior i definida por una caja exterior 18. La carga de alimentación liquida entra en plenitud abierta (no se muestra) donde una placa de distribución 14 se encuentra para distribuir . la carga de alimentación liquida en los tubos del reactor múltiples 16. Como se ilustra en la figura 3, la carga de alimentación liquida se aisla para fluir solamente en los tubos del reactor 16 como un resultado de un empaque en la superficie sellada 28, la cual se comprime por pernos^ a través de los agujeros de los pernos 30. El ambiente sellado tiene el beneficio adicional de facilitar la distribución igual de la carga de alimentación liquida a través de |todos los tubos del reactor, por ello ayudando a mantener una distribución de la presión igual a través del sistema¦ del reactor. Una vez en los tubos del reactor 16, la carga ' de. alimentación liquida fluye a través del catalizador donde se hace reaccionar para formar el gas no condensable y la corriente del efluente. El producto de gas y efluente se colecta en el área de colección hemisférica 26 previo · a ' la í salida a través del puerto de salida 8.

Un medio de calentamiento se introduce en la envolvente externa 18 para proporcionar el proceso de calor al sistema del reactor. El medio de calentamiento puede ser de cualquier tipo típicamente usando los reactores de intercambio ¦ de calor, y puede variar basándose en los aspectos específicos de la reacción deseable y el mecanismo de intercambio 1 de calor empleado. El medio puede ser ya sea gas, liquidó o sólido, y puede incluir, sin limitación, escape del sistema de aire, vapor, aceite caliente, sal fundida, arena, agiia, etc. : En esta ilustración, la envolvente 18 contiene características internas 20 para aumentar las características de flujo del medio de calentamiento. El medió de calentamiento entra en el 22 y sale el sistema en el 24,' puede fluir a través de la región de la envolvente 18 en una dirección paralela o a contracorriente ya que cada patrón de flujo tiene su ventaja dependiendo de la carga de alimentación, catalizador y requerimientos de energía generales del sistema como un conjunto. La envolvente puede también tener puertos laterales 54, por medio de los cuales los gases de salida de un aparato de generación de energía fluyen actualmente a través de la mezcla de reacción en los tubos del reactor 16. La envolvente puede también estar en segmentos verticalmente y tiene una pluralidad de puertos de entrada y salida proporcionados, por medio de los cuales el control de la temperatura más preciso puede lograrse por medio de introducir los medios de calentamiento de diversas temperaturas a través de los segmentos. ! El producto de gas no condensable puede purificarse y separarse por su propósito o directamente en un proceso de corriente descendente asociado. Por ejemplo, el producto de gas puede alimentarse directamente en un motor de combustión. La presencia de H2 y C02 en los gases del combustible : se muestra que tienen un efecto benéfico en la combustión¦ 1 en motores de combustión interna. El hidrógeno es un aditivo benéfico particular ya que tiene un rango de inflamabilidad amplio con velocidades de flama rápidas respectivas a otros combustibles de hidrocarburo. La adición de H2 a: los combustibles de hidrocarburo tradicionales también muestra i una extensión a una pobre combustión, la cual proporciona una relación aire a combustible superior, temperaturas ..de. combustión inferiores y una disminución en las emisiones 'de óxido de nitrógeno (NOx) . El dióxido de carbono, el cual '< se presenta en el gas APR, también se usa en reciclar los gases de salida (EGR) para reducir la temperatura de combustión ¡ en la cual, a su vez, puede reducir las emisiones de los óxidos de nitrógeno (NOx) .

Para ciertas aplicaciones, puede también ser deseable primero purificar la corriente del producto para aislar t el producto de gas no condensable. La presión elevada en lá cual el reactor opera también proporciona un resultado sinérgico cuando se usa en conjunto con un dispositivo de purificación de gas, tal como un PSA o una membrana. Los sistemas 'ele purificación son bien conocidos en la técnica e incluyen diversos separadores de fase, membranas y columnas ; de destilación de gas. Por ejemplo, un separador de fases puede emplearse para recolectar el hidrógeno para uso adicional en los procesos corriente abajo, tales como diversas reacciones químicas que hacen uso de hidrógeno como un reactivo. ,En otras modalidades, una membrana de separación puede emplearse para purificar la corriente de gas para capturar el hidrpgeno para uso directamente en aplicaciones de hidrógeno, tales como por el uso en celdas de combustible de hidrógeno. .

La presión elevada en la cual el reactor opera también proporciona un resultado sinérgico cuando se usa en ' con unto-' con un dispositivo de generación de energía, tal como ;un motor de combustión interna o celda de combustible. Con un alto nivel de hidrocarburos gaseosos o de alto grado 'de ebullición en la mezcla de hidrocarburos, la presión de entrada para el dispositivo debería ser entre alrededor, de 0.1406 y 8.436 kg/cm2 (2 y 120 psig) . Si la presión del sistema de reactor es mayor que la presión de alimentación deseable, la presión puede reducirse a lo deseable, pero todavía elevada.

Refiriéndose a la figura 4 y particularmente a la Figura 5, un tanque de alimentación 101 almacena una mezcla . de compuestos oxigenados y agua que alimentan una bomba de :carga 103 a través de la línea de alimentación 102. La bomba ; de carga 103 incrementa la presión de la solución de carga ' de alimentación líquida a la presión de reacción deseable ¡en 'el sistema del reactor 107. La descarga 104 de la bomba de ¡carga 103 alimenta un intercambiador pre-calentado 105 que extrae el calor del efluente del reactor para calentar la alimentación líquida que se alimenta a través de la línea 106 hasta el reactor 107 que tiene los tubos del reactor 107á y la envolvente 107b. Los tubos del reactor 107a se empacan con los catalizadores deseables, los cuales pueden ser mezcladlos homogéneamente o empacarse secuencialmente . ' ' El gas del efluente caliente 135 del quemador catalítico 134 se dirige a la región de la envolvente 107b del reactor 107 para calentar los tubos del reactor 107a a la temperatura deseable. El efluente del reactor que contiene los productos de la reacción pasa a través de la línea 108 y en .el intercambiador pre-calentador del reactor 105 y luego se envía a través de la linea 109 a un recuperador de calor -110 que calienta el exceso de aire de combustión 113 al quemador 134. Un soplador 111 proporciona el aire de combustión necesario al recuperador a través de la línea 112. , El efluente del reactor enfriado (línea 114) luego además se enfría utilizando un intercambiador de calor enfriado por líquido 115. El líquido enfriado para este sistema . se proporciona por medio de una bomba de recirculación 116 que alimenta el líquido de enfriamiento al intercambiador de calor 117. El líquido caliente resultante lleva al intercambiador de calor 117 a través de la línea 118.

El efluente del reactor enfriado 119 que contiene ; el producto de gas no condensable y el agua líquida se envían a un separador de agua-vapor 120. El nivel de agua en1 este separador se monitorea utilizando el sensor de nivel (no se muestra) que envía una señal a un controlador de nivel que controla una válvula en la línea del efluente separador1 121. El producto de la fase de vapor sale del separador de :agua-vapor por medio de la línea 122. La presión del separadór 120 y la corriente ascendente del reactor 107 se controla por medio de un regulador de contrapresión mecánica 123 en la línea 122. El gas se envía luego a un conjunto de tanques amortiguadores 124 el cual permite el almacenamiento de los productos del reactor gaseosos y permitir el amortiguamiento en el caso de cambios del sistema.

En el caso que se ilustra en la Figura 5, una motor de combustión interna (ICE) 129 se emplea para usar los productos de gas para generar energía. El gas no condensable viaja a través de la línea 125 hasta un regulador de presión hacia adelante 126 que reduce la presión requerida a aquella requerida para abastecer el ICE 129. El gas se mezcla cuando el aire del ambiente de la línea 128 y hace combustión para provocar que el motor gire un generador eléctrico 130 el cuál produce electricidad. En otra modalidad, el ICE 129 puede también conectarse a un eje de transmisión qué ' va directamente a la maquinaria asociada.

En la modalidad ilustrada, el producto de salida ' de combustión del motor 129 viaja a través de la línea 131 y se i desvía alrededor del sistema por medio de la línea 137 y 138 a la atmósfera exterior. Alternativamente, el gas de salida puede también desviarse a la línea 132 donde se mezcla con1 el aire del soplador precalentado en la línea 113. La mezcla ; de gas de aire y de salida luego pasa sobre el quemador catalítico 134. Si se requiere calor adicional para . el reactor 107, el gas adicional puede enviarse al quemador catalítico 134 de los tanques amortiguadores 124 por medio de la válvula de control 140.

EJEMPLOS Los siguientes ejemplos se consideran ilustrativos de diversos aspectos de la invención y no se consideran como ? limitantes de la invención, los cuales se definen por las reivindicaciones anexas.

EJEMPLO 1 Un sistema del reactor sencillo se usó para comparar' el efecto de los patrones de flujo (flujo ascendente contra : el flujo descendente) en la eficiencia y conversión de una carga de alimentación a un producto de gas. Un sistema del reactor sencillo (como se ilustra en Fig. 6) se cargó' con aproximadamente 140 gramos de un catalizador 5% de Pt Pt:Re0.25 en un soporte Calgon 206 CAT P 80x120 (1031-023-1). El tubo del reactor tiene un diámetro exterior de 1 pulgada (2.54 cm) y una longitud total de aproximadamente 24 pulgadas (61 cm) . Una solución de la carga de alimentación acuosa de glicerol (32.6% en peso de glicerol a agua) se alimentó en el I reactor en un espacio velocidad por hora en peso ( HSV) ' de 1.0 gramo de glicerol por gramo del catalizador por hora. Las condiciones de reacción se establecieron en 43.94 kg/cm2¡ (625 psig) y 250°C (precalentado ) con un flujo de aire del medio de calentamiento co-corriente de 400°C. El gradiente ( de presión de la entrada a la salida está en el rango desde 0.0703 hasta 0.17575 kg/cm2 (1 psig hasta 2.5 psig) . La Figura 7 ilustra la temperatura del lecho del catalizador a lo largo de la longitud del reactor por una condición de flujo descendente sencillo.

Tabla 2. Mejora el desempeño debido a la configuración' del ctor de flujo descendente Como se muestra en la tabla 2, la configuración de flujo , i descendente muestra conversión más alta a los productos gaseosos y más altas eficiencias, especialmente á la temperatura baja. Como se ilustra en la .Tabla 3:, la configuración de flujo descendente también muestra mejoraren la estabilidad en la conversión a productos gaseosos; y eficiencia durante el tiempo. La conversión a productos gaseosos se define como la relación molar de carbono en ; la corriente del producto de gaseoso a carbono alimentado el sistema sobre el mismo periodo de tiempo. La eficiencia en el proceso se define como una relación del producto 'de la relación de flujo y el valor de calentamiento inferior, de 1 la corriente del producto de gaseoso a la relación del calor impartido al reactor catalítico. ' Los datos en la tabla 3 muestran el desempeño del reactor después de un mes de operación.

Tabla 3. Desempeño de las configuraciones del flujo ascendente y flujo descendente durante el tiempo EJEMPLO 2 Un sistema del reactor de multi-tubo de flujo descendente como se ilustra en la figuras 2 y 3 se usó para i generar el gas de síntesis de glicerol. El sistema del reactor incluye 47 tubos del reactor cargados con una combinación total de aproximadamente 6, 460 gramos de un catalizador 5% de Pt Pt:Re 0.50 en un soporte Calgon 206 CAT P 80 x 120. Los tubos del reactor tienen un diámetro exterior de 1 pulgada (2.54 cm) y un catalizador total lleno -de aproximadamente 24 pulgadas (61 cm) . Una solución de la carga de alimentación acuosa de glicerol (36.2 % en peso glicerol a agua) se alimentó en el reactor en un WHSV de 0.5 hasta 1.0 gramo de glicerol por gramo del catalizador por hora. Las condiciones de reacción se establecieron en 42.18 kg/cm2 600 psig) y 250°C (precalentada) . Un flujo de aire de medio : de calentamiento co-corriente se suministró en una relación j de flujo de aire de 90 SCFM (2.55 m3 estándar por minuto) y úna temperatura que varía de aproximadamente 350°C hasta 415°C dependiendo de las condiciones. El gradiente de presión, de! la entrada a la salida cruza el reactor en el rango ¦ desde aproximadamente 0.035 hasta 0.211 kg/cm2 (0.5 hasta 3 psig) .

El desempeño del sistema y los datos comparativos de una similitud operan el reactor de tubo sencillo mostrado en la Tabla 4. El desempeño del reactor de multi-tubo no se distingue de aquél del reactor del tubo sencillo usado en el ejemplo 1, cargado con el mismo catalizador 5% de Pt Pt:Re 0.5 y opera en condiciones similares, con respecto a ] la conversión a hidrógeno e hidrocarburos ligeros e hidrógeno proporcionando la configuración de flujo descendente, indicando que la configuración de flujo descendente 'tiene poco o ningún efecto adverso en la distribución de flujo en una reacción multi-tubular . El rendimiento de hidrógeno se define como una relación de la cantidad de hidrógeno en l ia corriente del producto a la cantidad que podría presentarse si la reacción ha procedido con la selectividad estequiométrica a hidrógeno.

Tabla 4. Comparación del desempeño del reactor de multi-tubo y tubo sencillo Reactor Conversión Conversión Conversión Conversión Hidrógeno Hidrógeno a gas (%) a gas (%) a gas (%) a gas (%) proporcionado proporcionado HSV1 WHSV 0.8 WHSV 0.5 WHSV 1 (%) (%) ' ' WHSV 0.8 WHSV 0.5 Tubo 93 hasta 85 hasta 94 hasta 43 hasta 44 hasta 50 45 hasta 48 i sencillo 94 91 98 47 1 Multi- 94 hasta 87 hasta 93 hasta 43 hasta 39 hasta 46 46 hasta 48 tubo 96 91 96 45

Claims (21)

REIVINDICACIONES

1. Un reactor paralelo de flujo descendente para convertir una carga de alimentación liquida a un producto de gas no condensable usando un catalizador heterogéneo, el reactor comprende: una cámara de reacción que comprende al menos un tubo'i de reacción que contiene un catalizador heterogéneo en ella; ( una entrada que tiene una presión ?? y está adaptada para alimentar la carga de alimentación liquida a una porción superior de la cámara de reacción; ·' una salida que tiene una presión P0 y está adaptada: para descargar el producto de gas no condensable y una corriente efluente de una porción inferior de la cámara de reacción; y en donde Pi es mayor que P0.

2. El reactor de conformidad con la reivindicación 1, en donde la cámara de reacción comprende una pluralidad de ¡tubos de reacción cada uno contiene un catalizador en el mismo, una envolvente exterior adaptada para encerrar al menos una porción de los tubos de reacción, y un sistema ¡de calentamiento adaptado para introducir un medio de calentamiento dentro de la envolvente para proporcionar calor a los tubos de reacción.

3. El reactor de conformidad con la reivindicación 1, en donde el catalizador comprende al menos un metal del !grupo VII IB y en donde la carga de alimentación comprende agua y , al menos un hidrocarburo oxigenado soluble en agua C2+.

4. El reactor de conformidad con la reivindicación '3, en donde el metal del grupo VIIIB se selecciona del grupo que consiste de platino, níquel, paladio, rutenio, rodio, iridio, hierro, aleaciones de los mismos, y mezclas de los mismos/ y en donde el hidrocarburo oxigenado es un hidrocarburo oxigenado C2-6-

5. El reactor de conformidad con la reivindicación '4, en donde el catalizador además comprende un segundo material catalítico seleccionado del grupo que consiste de metales del grupo VIIIB, metales del grupo VIIB, metales del grupo VIB, metales del grupo VB, metales del grupo IVB, metales del grupo IIB, metales del grupo IB, metales del grupo ' IVA, metales del grupo VA, aleaciones de los mismos, y mezclas de los mismos.

6. El reactor de conformidad con la reivindicación 5, en donde el segundo material catalítico es renio y el metal de transición del grupo VIIIB se selecciona del grupo que consiste de hierro, níquel, paladio, platino, rutenio, rodio, aleaciones de los mismos, y mezclas de los mismos.

7. El reactor de conformidad con la reivindicación 3, en donde el catalizador se adhiere a un soporte construido de uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste de carbono, sílice, sílice-alúmina, alúmina, zirconio, titanio, cerio, vanadio y mezclas de los mismos.

8. El reactor de conformidad con la reivindicación ?,? en donde el producto de gas no condensable comprende uno o más gases seleccionados del grupo que consiste de hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, . etano, etileno, propano, propileno, butano, buteno, pentano : y penteno. i

9. Un sistema de generación de energía en ' ¡donde comprende cualquiera de los reactores de conformidad con ' la reivindicación 1-8 y un dispositivo de generación de energía adaptado para usar el producto de gas no condensable como un combustible. ;

10. El sistema de generación de energía de conformidad con la reivindicación 9, en donde el dispositivo de generación de energía es un miembro seleccionado del . grupo que consiste de un motor de combustión interna, celdas ¡de combustible PEM, celdas de combustible de óxido sólido, y : un equipo generador de turbina dé gas. '

11. Un método para la manufactura de gas no condensable, que comprende : hacer reaccionar una carga de alimentación líquida que ¦ 1 comprende agua y al menos un hidrocarburo oxigenado soluble en agua C2+ usando un catalizador heterogéneo que comprende uno o más metales del grupo VIIIB, en una temperatura entre alrededor de 80°C hasta 300°C y una presión de reacción adecuada para producir el gas no condensable y un efluente, en donde un gradiente de presión proporciona el . flujo descendente paralelo de la carga de alimentación liquida, efluente y gas no condensable.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde el metal del grupo VIIIB se selecciona del grupo que consiste de platino, níquel, paladio, rutenio, rodio, iridio, hierro, aleaciones de los mismos, y mezclas de los mismos. -

13. El método de conformidad con la reivindicación. 11, en donde el catalizador además comprende un segundo material catalítico seleccionado del grupo que consiste de los metales del grupo VIIB, metales del grupo VIB, metales del grupo VB, metales del grupo IVB, metales del grupo IIB, metales ¦ del grupo IB, metales del grupo IVA, metales del grupo , VA, aleaciones de los mismos, y mezclas de los mismos.

14. El método de conformidad con la reivindicación 13, en donde el segundo material catalítico es renio y el metal del grupo VIIIB se selecciona del grupo que consiste ; de hierro, níquel, paladio, platino, rutenio, rodio, aleaciones de los mismos, y mezclas de los mismos.

15. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde el catalizador se adhiere a un soporte construido de, uno o más materiales seleccionados del grupo que consiste de' carbono, sílice, sílice-alúmina, alúmina, zirconio, titanio, cerio, vanadio y mezclas de los mismos.

16. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde el hidrocarburo oxigenado es un hidrocarburo oxigenado Ci

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, en dónde el hidrocarburo oxigenado es un miembro seleccionado del grupo que consiste de azúcar y alcohol de azúcar.

18. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde la temperatura de la reacción está entre alrededor de 150°C y alrededor de 270°C y la presión de la reacción está entre alrededor de 5.06 kg/cm2 (72 psig) y alrededor de 91.39 kg/cm2 (1300 psig) .

19. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde se usan cualesquiera de los reactores de las reivindicaciones 1-8.

20. El método de conformidad con la reivindicación 11, en dónde el gas no condensable comprende uno o más gases seleccionados del' grupo que consiste de hidrógeno, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, etano, etileno, propano, propileno, butano, buteno, pentano y penteno.

21. El método de conformidad con la reivindicación 11, en donde el gradiente de presión está en el rango de 0.035-0.211 kg/cm2 ,(0, 5-3 psig) .