Brevet FR2389407A1 — publié le 19781201

La présente invention se rapporte au génie chimique et, d'une façon plus concrète, aux réacteurs pour processus qui se déroulent en phases gazeuse et liquide. La présente invention peut être utilisée pour la réalisation des processus chimiques dans des systèmes hétérogènes, y compris dans ceux qui sont compliqués par des effets thermiques importants comme la production de diméthylformamide à partir de l'acide formique et de la diméthylamine, la production de dioxanne å partir de diéthylèneglycol, lsamination de nitrile acrylique pour la préparation de p-aminopropionitrile en vue de la production de 5-alanine, les procédés d'halogénation, d'oxydation, etc. Suivant le brevet japonais na 38-107, il est recommandé d'effectuer les processus en phases gazeuse et liquide > qui exigent l'apport ou l'évacuation intermédiaire de chaleur, dans un appareil cylindrique vertical a colonne. L'appareil est partagé en sections en hauteur par des plateaux d'échange de masses (ou matières) a contre-courant et par un échangeur de chaleur tubulaire installé entre lesdits plateaux. Coaxialement par rapport aux tubes de l'échangeur dans la colonne de l'appareil sont installés des tubes de transvasement destinés a évacuer le liquide du plateau d'échange de masses installé au-dessus de la plaque tubulaire supérieure de l'échangeur de chaleur, sous la plaque tubulaire inférieure de l'échangeur de chaleur.Le tube destiné a l'arrivée du gaz ou de la vapeur depuis le plateau d'échange de masses, qui est disposé au-dessous de la plaque tubulaire inférieure de l'échangeur de chaleur, sur le plateau d'échanges de masses, disposé au-dessus de la plaque tubulaire supérieure de l'échangeur de chaleur, est installé d'une manière analogue aux tubes de transvasement. La plaque tubulaire inférieure de ltéchangeur de chaleur est séparée des plateaux d'échange de masses disposés au-dessous de l'échangeur de chaleur par une cloison borgne traversée par lesdits tubes destinés au liquide et au gaz. Le raccord-pipe d'arrivée du gaz est installé à la partie inférieure de l'appareil sous les plateaux d'échange de masses alors que le raccord pour l'arrivée du liquide est disposé à la partie supérieure de l'appareil. L'inconvénient majeur de l'appareil connu tient å ce que les processus en phases liquide et gazeuse n'y peuvent etre conduits que si l'on met en contact par contre-courant les écoulements de gaz et de liquide, c'est-à-dire que si la conception connue de l'appareil exclut la possibilité de son utilisation dans des processus exigeant ou prévoyant de préférence la mise en contact des phases en équicourant. En outre, l'appareil ne permettant de réaliser que la mise en contact par contre-courant des phases réagissantes, le temps de séjour de la phase liquide à chaque échelon de l'appareil est relativement court, ce qui compromet sensiblement le rendement spécifique en produit par unité de volume de l'appareil. Par ailleurs, pour les processus réactionnels qui se déroulent dans la zone de diffusion et qui sont limités par les pertes de charge dues à la diffusion en phase liquide, les usages dudit appareil sont limités par des échanges de masses insuffisamment efficaces qui s'y déroulent étant donné que, suivant toute la hauteur de l'appareil, le liquide forme une phase continue, alors que le gaz est une phase dispersée et que l'inversion de phases fait défaut. Le brevet de la République Démocratique d'Allemagne n0 96.404 protège une colonne destinée à l'exécution des processus d'échanges de masses et de réactions chimiques entre un liquide et un gaz (ou une vapeur). Cette colonne est un appareil cylindrique vertical comprenant un dispositif pour l'arrivée tangentielle d'un liquide. Cet appareil abrite des plateaux horizontaux en toile métallique qui sont divisés par des cloisons en secteurs. Les orifices de passage des plateaux sont réalisés de manière qu'en les traversant, les deux phases : le gaz et le liquide, acquièrent un mouvement en spirale. Parmi les inconvénients de l'appareil considéré, il faut indiquer le fait que sa conception ne permet pas de réaliser - des processus dans des conditions non adiabatiques, notamment à un régime de températures imposé en hauteur et dont la marche exige l'apport ou l'évacuation de chaleur; - des processus qui s'accompagnent d'une forte variation de volume des phases liquide et gazeuse, comme les processus combinés d'échanges de masses et de réactions qui prévoient l'exécution simultanée d'une réaction chimique et la séparation du mélange liquide réactionnel formé par transfert des produits de la réaction ou d'un seul desdits produits en phase vapeur. Or, la réalisation des plateaux à sections de passage libre variées ménagées pour les phases en contact entraine des difficultés de conception, de fabrication et de montage. On sait d'autre part que les transferts de masses dans les systèmes gaz-liquide sont particulièrement efficaces en régime d'inversion des phases. Les appareils à équicourant, à mouvement ascendant du liquide et du gaz divisés en sections en hauteur par des plateaux d'échange de masses à clapets assurent 1 inversion des phases dans chaque section. Or, un écoulement vrillé suivant la hauteur de l'appareil du gaz et du liquide exclut l'inversion des phases dans les sections de l'appareil. Cela compromet l'efficacité des échanges de masses aussi bien dans chaque section que dans le réacteur tout entier et constitue un inconvénient sérieux de la conception considérée.En outre, le principal élément distributeur des phases en contact suivant la section de l'appareil est un élément en toile métallique qui ne présente pas de résistance mécanique suffisante pour le fonctionnement des réacteurs en phases gazeuse et liquide, caractérisés par des paramètres hydrodynamiques extrêmement instables. On connaît l'utilisation à titre de réacteurs à équicourant pour les procédés non adiabatiques des appareils verticaux exécutés sous forme d'un échangeur de chaleur à calandre et a faisceau tubulaire abritant des tubes de contact des pistons creux destinés à créer la turbulence (brevet français n0 2.227.509), des corps de turbulence (certificat d'auteur de l'Union des républiques socialistes soviétiques n0 207.870) etc. Parmi les inconvénients de l'appareil considéré, il faut noter la difficulté d'obtenir une distribution uniforme des phases en contact entre les éléments tubulaires de l'appareil, ce qui conduit, lors de la réalisation des processus non adiabatiques, à des profils non uniformes des températures et des concentrations dans la section transversale, à une qualité instable des produits. En outre, la mise en oeuvre des corps de turbulence complique la conception et l'exploitation des appareils, restreint sensiblement le domaine de leur fonctionnement stable et accroit les quantités d'énergie requises pour le transport des phases. Le but de la présente invention vise à éliminer les inconvénients susdits. On s'est donc proposé de créer un réacteur pour les processus en phases gazeuse et liquide qui offre des conditions favorables pour une inversion de phases multiple suivant la hauteur de l'appareil ainsi que pour une distribution uniforme des phases en contact et, par conséquent, des profils de concentrations et de températures suivant la section de l'appareil créant de la sorte un intervalle plus étendu des vitesses des réactifs qui entrent en réaction, en présence de charges variables en gaz et en liquide, intensifiant les échanges de chaleur et de masses dans-le réacteur, réduisant les consommations d'énergie pour le transport des phases en contact et simplifiant la conception du réacteur par comparaison à celle du réacteur connu. La solution au problème susdit consiste en ce que dans un réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide exécuté sous forme d'un corps cylindrique vertical partagé en hauteur en sections par des plateaux d'échange de masses, comportant un échangeur de chaleur tubulaire disposés entre les plateaux d'échange de masses, des raccords-pipes destinés à l'arrivée des réactifs et des raccords-pipes destinés au départ des produits de la réaction, suivant l'invention, les plateaux d'échange de masses disposés dans le corps au-dessous de l'échangeur de chaleur tubulaire, sont installés directement au-dessous de sa plaque tubulaire inférieure, tandis que les raccords-pipes destinés a l'arrivée des réactifs gazeux et liquides dans le réacteur sont disposés respectivement au-dessous et au-dessus du premier plateau d'échange de masses et de chaleur compté a partir du fond du corps. Grâce à la présente invention, il est devenu possible d'élargir l'intervalle des vitesses en gaz jusqu'à 0,3 a 3,5 m/s ce qui est le triple de ce qui a pu être atteint dans un réacteur de conception connue, l'intensité des échanges de masses et de chaleur dans le réacteur suivant l'invention étant le double de celle du réacteur connu. En outre, gracie à l'invention, les consommations d'énergie pour les processus en phases gazeuse et liquide ont été réduites de 20 à 30 %. Suivant la présente invention, il est avantageux que les plateaux d'échange de masses soient installés dans le corps à une distance les uns des autres telle que le rapport entre cette distance et le diamètre du corps du réacteur soit compris entre 0,3 et 1,0. Grâce au rapport susdit, il est devenu possible d'intensifier au maximum les processus en phases gazeuse et liquide qui sont réalisés dans le réacteur suivant l'invention. En outre, suivant la présente invention, il est avantageux que chaque plateau d'échange de masses ait une section libre égale à 0,05-0,30 de la surface totale de ce plateau. La mise en oeuvre dans le réacteur des plateaux d'échange de masses de section libre indiquée contribue à intensifier les processus qui sont réalisés dans la réacteur revendiqué. En outre, pour augmenter le taux de conversion des réactifs en produit final, l'échangeur de chaleur tubulaire a une surface de section libre qui se chiffre par 0,8 a 1,2 de la surface de section libre de tous les plateaux d'échange de masse. Une version d'exécution de la présente invention prévoit que les plateaux d'échange de masses disposés sous la plaque > :ubulaire inférieure sont abrités dans une virole cylindrique installée coaxialement avec l'échangeur de chaleur et rendue solidaire de sa plaque tubulaire inférieure, sous laquelle est monté le raccord-pipe destiné au départ (hors du réacteur) du produit liquide de la réaction. Grâce la conception indiquée du réacteur, il est devenu possible d'étendre le domaine de ses applications et de réaliser avec succès des circuits a équicourant et a contre-courant pour l'écoulement des réactifs. En outre, la version d'exécution de la présente invention consiste en ce que, sur la plaque tubulaire inferieure, les extrémités des tubes de l'échangeur de chaleur disposées au-dessus du plateau d'échange de masses, sont munies d'évasement coniques. Grace une telle réalisation des tubes de l'échangeur de chaleur, il est possible de réduire les pertes de charge des réactifs initiaux à l'arrivée à l'échangeur de chaleur. En outre, il est avantageux suivant la présente invention de faire en sorte que les plateaux échangeurs de masses soient munis de dispositifs de contact à clapets. En outre, une version d'exécution de la présente invention consiste en ce qu'on utilise des clapets à éjection. La mise en oeuvre des clapets à éjection permet simultanément d'augmenter la durée de contact du liquide et du gaz tout en améliorant l'efficacité du contact des phases. D'autres çaractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit du réacteur pour processus gaz-liquides et en se référant aux dessins annexes, dans lesquels - la figure 1 représente un réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide suivant la présente invention (coupe longitudinale); - la figure 2 représente l'ensemble A de la figure 1 ( une échelle agrandie); - la figure 3 représente une autre version de réalisation de l'ensemble A de la figure 1 (a une échelle agrandie); - la figure 4 représente une version d'exécution du réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide suivant la présente invention (coupe longitudinale);; - la figure 5 représente une autre version d'exécution d'un réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide suivant la présente invention (coupe longitudinale); - la figure 6 représente le schéma de circulation des réactifs dans le réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide, en coupe longitudinale; - la figure 7 représente le domaine B de la figure 4 (à une échelle agrandie). Le réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide revendiqué consiste en un corps cylindrique vertical 1 (figure 1). A la partie inférieure du corps, sont agencés des raccords-pipes 2 et 3 pour l'arrivée des réactifs liquides et gazeux au réacteur et des raccordspipes 4 et 5 pour le départ du réacteur des produits liquides et gazeux. Le raccord-pipe 2 disposé à un niveau plus élevé que le raccord-pipe 3 sert å introduire dans le réacteur des réactifs liquides alors que le raccordpipe 3 est destiné a introduire dans le réacteur un gaz. Le corps l abrite des plateaux d'échange de masses 6 exécutés avec des dispositifs de contact à clapets 7. Suivant la présente invention, nous proposons de disposer ledit raccord-pipe 2 destiné à l'arrivée des réactifs liquides dans le réacteur au-dessus du plateau d'échange de masses 6 inférieur et le raccord-pipe 3 destiné à l'arrivée du réactif gazeux sous le plateau susdit 6 inférieur. Pareille disposition mutuelle des raccords-pipes 2 et 3 par rapport au plateau d'échange de masses inférieur 6 permet de réaliser dans le réacteur des processus qui exigent la mise en contact à équicourant des phases hétérogènes. Lesdits plateaux d'échange de masses 6 sont installés dans le corps 1 horizontalement et a une distance les uns des autres telle que le rapport de cette distance au diamètre du corps 1 du réacteur soit égal à 0,3-1,0. Lorsque la valeur de ce rapport est inférieure audit intervalle, la vitesse de déroulement des processus gaz-liquide baisse. Ce dernier fait est lié à ce que, dans ce cas, on n'observe pas dans les sections du réacteur formées par les parois du corps 1 et les plateaux d'échange de masses 6 d'inversion des phases : en effet, le gaz et le liquide s'écoulent d travers les plateaux d'échange de masses 6 sous forme d'un flux gaz-liquide. Dans ce cas, l'efficacité de l'échange de masses entre le liquide et le gaz dans chaque section est relativement modérée ce qui impose une limite a la vitesse du processus.La limite supérieure dudit rapport est également conditionnée par la nécessité d'intensifier les processus gaz-liquide, car si ledit rapport est supérieur à l'unité, la distance entre les plateaux d'échange de masses 6 augmente un tel point que cela entraîne une baisse de la vitesse de déroulement du processus pour le compte d'une réduction relative de l'efficacité de l'échange de masses pour la totalité du réacteur. Suivant la présente invention, on propose de monter dans le corps l du réacteur des plateaux d'échange de masses 6 dont la section libre, a clapets entièrement relevés, constitue 0,05 à 0,30 de la surface totale des plateaux 6. Au cas où l'on utilise dans le réacteur des plateaux d'échange de masses dont la section libre serait inférieure à ladite limite la perte de charge lors de la traversée desdits clapets par un écoulement gaz-liquide atteindrait une valeur excessive injustifiée. La mise en oeuvre des plateaux d'échange de masses a section libre dépassant ladite limite supérieure entraînerait une baisse de la vitesse du processus pour la raison que l'inversion des phases disparaît entre les plateaux et que l'efficacité de ltéchdnge de masses dans chaque section baisse. Suivant la présente invention, nous proposons d'utiliser des plateaux d'échange de masses 6 dispositifs de contact à clapets A équicourant 7 de types variés : à disques, a anneaux, a ballast. Toutefois, s'il s'agît de garantir un temps de séjour des réactifs liquides dans le réacteur relativement prolongé, il est recommandé d'utiliser des clapets å éjection. La conception de ces derniers permet non seulement de prolonger sensiblement le temps de contact entre le liquide et le gaz, mais encore d'améliorer l'efficacité du contact entre les phases par éjection du liquide à travers le dispositif de contact à clapets. immédiatement au-dessus du plateau d'échange de masses supérieur 6 est disposé un échangeur de chaleur tubulaire vertical 8. L'espace intertubes de l'échangeur de chaleur 8 et les extrémités de ses tubes sont limités par des plaques tubulaires inférieure et supérieure, respectivement 9 et 10. Le corps de l'échangeur de chaleur 8 est muni de raccords-pipes 11 destinés a. l'arrivée et au départ de l'agent caloporteur ou de l'agent frigorifique à l'intérieur ( l'extérieur) de espace intertubes de l'échangeur de chaleur 8. La disposition de plusieurs plateaux d'échange de masses 6 immédiatement au-dessous de la plaque tubulaire inférieure 9 de l'échangeur de chaleur 8 confère une qualité plus stable au produit visé et intensifie les processus qui sont réalisés dans le réacteur grâce à une distribution plus uniforme de l'écoulement ascendant des réactifs venant en contact, entre les tubes de l'échangeur de chaleur 8, et ainsi à la suppression des irrégularités des profils des températures et des concentrations du réacteur. En outre, la disposition proposée du plateau d'échange de masses 6 immédiatement au-dessous de la plaque tubulaire 9 de l'échangeur de chaleur 8 simplifie la conception du réacteur car elle évite la mise en oeuvre de dispositifs pour la distribution uniforme du liquide entre les tubes de l'échangeur de chaleur 8. Suivant la présente invention, le rapport de la surface de la section libre de l'échangeur de chaleur 8 à la surface de la section libre des plateaux d'échange de masses 6 est égal à 0,8-1,2. On a trouvé que pour les valeurs dudit rapport inférieures a l'intervalle susdit, le taux de conversion des réactifs en produit visé diminue, ce qui s'explique par un temps de séjour relativement modéré des produits liquides et gazeux dans les tubes de l'échangeur de chaleur 8. Lorsque ledit rapport dépasse 1,2, il y a un brassage inverse marqué du réactif liquide dans les tubes de l'échange geur de chaleur ce qui exerce la même influence néfaste sur la quantité du produit obtenu. Pour réduire la perte de charge a l'arrivée des réactifs initiaux, du liquide et du gaz dans les tubes de l'échangeur de chaleur sur la plaque tubulaire inférieure, les extrémités des tubes de l'échangeur de chaleur 8 (figure 2), disposées au-dessus du plateau d'échange de masses 6 (figure 1) peuvent être munies d'évasements 12 (figure 3) de forme conique. Lorsqu'on réalise dans le réacteur suivant l'invention des processus en phases gazeuse et liquide adiabatiques, on supprime dans la construction du réacteur L'échangeur de chaleur. Si l'on cherche à obtenir des conditions isothermiques de réalisation du procédé, on installe entre les plateaux d'échange de masses des échangeurs de chaleur 13 (figure 4). C'est ainsi qu'a titre d'échangeur de chaleur 13 de ce genre, on installe des alambics a raccords-pipes pour l'arrivée (ou le départ) de l'agent caloporteur (ou de l'agent frigorifique). Lorsqu'on réalise dans le réacteur suivant l'invention des processus en phases gazeuse et liquide, caractérisés par un circuit co-courant ou å contre-courant d'écoulements de matières ou bien exigeant la recyclisation des réactifs, du produit intermédiaire ou du produit visé, on ne place les plateaux d'échange de masses 6 que sous les tubes centraux de l'échangeur de chaleur 8 dans une virole cylindrique 14 (figure 4) dont la partie supérieure est rendue solidaire de la plaque tubulaire inférieure 9 de l'échangeur de chaleur 8. La partie inférieure de la virole 14 est reliée d la surface intérieure du corps 1 du réacteur. Dans ce cas, les extrémités inférieures des tubes périphériques de l'échangeur de chaleur 8 sont isolées des plateaux d'échange de masses 6.On propose de calculer le diamètre de la virole 14 compte tenu du rapport indiqué plus haut de la surface de section libre de l'échangeur de chaleur 8 à la surface de section libre des plateaux d'échange de masses 6. Dans le corps 1 du réacteur sous la plaque tubulaire inférieure 9 de l'échangeur de chaleur 8 (en présence de virole), on a ménagé un raccord-pipe 15 (figure 4) destiné au départ du réacteur du produit liquide de la réaction. La disposition des plateaux d'échange de masses 6 dans des viroles cylindriques 14 permet d'étendre le domaine d'utilisation du réacteur grace å la possibilité nouvelle d'y réaliser des réactions et des échanges de masses qui prévoient la réalisation simultanée d'une réaction chimique et de la séparation du mélange réactionnel liquide par transfert des produits volatils de la réaction à l'état vapeur. En cas de la disposition susindiquée des plateaux d'échange de masses 6, il est commode de réaliser les processus avec recyclisation des matières premières ou du produit intermédiaire. La conception du réacteur revendiqué permet d'abriter successivement dans le corps 1 plusieurs échangeurs de chaleur et viroles cylindriques avec plateaux d'échange de masses comme c'est indiqué sur la figure 5. Chaque élément de construction du réacteur qui se répète est conçu d'une façon analogue celle de l'élément identique qui vient d'etre décrit Pour cette raison, dans ce qui va suivre, on désignera tous les éléments qui se répètent par un même nombre repère en l'affectant seulement d'un accent comme par exemple 10 et 10'. Lorsqu'on réalise dans le réacteur des processus exigeant ltisolement d'un des produits de la réaction ou d'un réactif en excès par son absorption au moyen d'un agent d'absorption à partir du mélange de vapeurs, on dispose au-dessus de la plaque tubulaire supérieure 10 et 10' (figure 5) de ltéchangeur de chaleur 8 et 8' des plateaux d'échange de masses å contre-courant 16. Sur les plateaux d'échange de masses 16, on organise un écoulement a contre-courant de liquide et de gaz et,à cet effet, on utilise le raccord-pipe 4 pour envoyer sur les plateaux l'agent d'absorption liquide et on emploie le raccord-pipe 15 pour évacuer l'agent d'absorption hors du réacteur. A la partie supérieure du réacteur, il est possible d'installer un séparateur 17 (figure l) destiné à séparer le gaz du liquide. A la partie inférieure du séparateur 17 est prévu un raccord-pipe 4 destiné au départ du produit liquide, alors qu'a la partie supérieure du séparateur 17 est aménagé un raccord-pipe 5 destiné au départ des produits gazeux. La conception de réacteur revendiquée permet d'y réaliser des processus chimiques en phases gazeuse et liquide exigeant un circuit de circulation des réactifs amenés en contact à co-courant ou a contre-courant. C'est ainsi que dans les réacteurs de conception représentée sur la figure 1 on prépare le diméthylformamide à partir de l'acide formique et de la diméthylamine, le dioxanne å partir du diéthylèneglycol. L'amination du nitrile acrylique dans la préparation du p-propionitrile dans la préparation de la 5-alanine est réalisée dans le réacteur représenté sur la figure 4. La préparation du brome par oxydation des solutions de bromure-bromate de fer est réalisée dans le réacteur représenté sur la figure 5. La conception du réacteur permet également de réaliser simultanément les réactions et l'échange de masses-ainsi que des processus prévoyant la recyclisation des matières premières ou d'un produit intermé- diaire. Le réacteur suivant la présente invention fonctionne de la manière suivante. On fait arriver un réactif gazeux ou liquide par le raccord-pipe 3 (figure 1) sous le plateau d'échange de masses 6 qui est le premier d compter à partir du fond du réacteur. On fait arriver sur ce mtme plateau d'échange de masses 6 par le raccord-pipe 2 des réactifs liquides. Le débit du réactif gazeux doit assurer a l'écoulement gazeux une vitesse par rapport à la section totale du réacteur égale a 0,3 à 3,5 m/s 32 et aux réactifs liquides une vitesse de 5 å 250 m /m heure.En cas de déplacement ascendant en équicourant travers les plateaux d'échange de masses 6 le long du réacteur, les réactifs liquides et gazeux réagissent entre eux et forment le produit visé. La conception du réacteur suivant ltinvention qui assure le mouvement ascendant du liquide et du gaz travers les plateaux d'échange de masses 6 avec des dispositifs de contact à clapets 7 prévoit l'inversion des phases dans chaque section du réacteur limité par des plateaux d'échange de masses 6, ce qui augmente sensibl#ement l'efficacité de l'echange de masses et intensifie les processus dont la vitesse de déroulement est limitée par des facteurs de diffusion. Comme le montre ce qui vient d'être dit, une particu laité du réacteur revendiqué tient au fait que dans chaque section dudit réacteur limitée par des plateaux d'échange de masses 6, il y a inversion des phases. A même le plateau d'échange de masses 6, il y a une couche gazliquide au sein de laquelle la phase continue est un liquide, alors que la phase dispersée est un gaz. A l'intérieur du volume entre la limite de la couche gaz-liquide et le plateau supérieur 6, dans une large gamme des charges, il y a un espace (une zone de séparation) où la phase continue est un gaz alors que la phase dispersée est un liquide.Les phases venant en contact à la sortie de la section sous-jacente se déplacent dans la section supérieure à travers le plateau 6 non sous forme d'un écoulement à deux phases constitué, mais pour le compte du décollement du liquide de la surface de la couche gaz-liquide par des écoulements gazeux suivant les axes des orifices dans la t81e du plateau d'échange de masses supérieur 6, ce qui est dû au théorème de Bernoùilli, du fait d'une augmentation locale marquée de la vitesse du gaz et d'une décroissance correspondante de le pression statique suivant les axes de l'ecoulement. Ainsi, dans les réacteurs à équicourant en phases gazeuse et liquide divisés en sections en hauteur par des plateaux d'échange de masses 6, dans une large gamme de vitesses des phases venant en contact, il y a inversion des phases dans chaque section, ce qui les distingue avantageusement des appareils du type air-lift ainsi que des appareils à barbotage qui fonctionnent en régime d'émulsification ou des appareils garnissages noyés, caractérisés par une inversion de phases simple. L'inversion de phases multiple dans les appareils considérés permet d'intensifier sensiblement de nombreux procédés technologiques par suppression du brassage en retour (suivant la hauteur de l'appareil) ainsi que pnr création sur le chenin des phases venant @@ contact: dc plusieurs zones de contact particulibrement efficaces. En effet, en considérant les figures 6 et 7, on peut dégager conventionnellement les zones de contact suivantes (lors de l'emploi pour la division en sections des dispositifs de contact par éjection) :: 18 # figure 6 - zone de décollement du liquide par des écoulements gazeux de la surface de la couche; 19, sur les figures 7, 20, 21 - zones concomitant du gaz et du liquide; 22 # - zone de choc de l'écoulement gaz-liquide contre la surface du clapet; 23+ - zone d'éjection du liquide par l'écoulement gaz- liquide; 24 # - zone d'arrivée de l'écoulement gaz-liquide dans la couche de barbotage; 25 # (figure 6) - zone de contact à même la couche gaz-liquide. Les zones marquées d'ur astérisque sont caractérisées par un contact entre les phases plus intense co=e l'apparition d'effets dits aux limites ou terminaux. Sur les figures 6 et 7, l'écoulement gazeux est repré- senté par des flèches non hachurées, l'écoulement liquide est représente par une flèche pleine, l'écoulement gaz-liquide est représenté par une flèche mi-pleine. Le régime de tenpératures nécessaire dans le réacteur est maintenu grace à l'effet thermique de la réaticn en cours; il est corrigé au besoin par apport (par évacuation) de la chaleur vers * la zone réactionnelle å travers les dispositifs d'échange de chaleur 13 (figure 4). Le mélange réactionnel (le réactif et les produits de la réaction) sous forme d'un écoulement gaz-liquide arrive uniformément du plateau d'échange de masses 6 dans les tubes de l'échangeur de la chaleur 8. Au cours de l'écoulement du flux gaz-liquide, le mélange réactionnel est porté a la température d'ébullition. Dans le cas du mélange réactirnnel liquide, il se dégage vers la phase vapeur le réactif excédentaire ou le produit (ou les produits) de la réaction suivant le rapport de leurs points d'ébullition. Au cours de la circulation en équicourant de l'écoulement gaz-liquide a travers les plateaux d'échange de masses 16 (figure 1) disposés au-dessus de l'échangeur de chaleur 8,le déroulement du processus chimique s'achève. Le mélange gaz-liquide arrive dans le séparateur 17 où le liquide se sépare du gaz. Le liquide et le gaz sont évacués isolément du réacteur par les raccords-pipes 4 et 5 respectivement. En cas de circuit à co-courant et a contre-courant de circulation des réactifs dans le réacteur (figure 4), le courant ascendant gaz-liquide traverse les tubes centraux de l'échangeur de chaleur 8 limités par la virole cylindrique 14. Le mélange gaz-liquide arrive a la plaque tubulaire supérieure 10 de l'échangeur de chaleur 8 où le liquide se sépare du gaz (de la vapeur). Le composant vapeur est évacué du réacteur par le raccord-pipe 5. La phase liquide en descendant par les tubes périphériques de l'échangeur de chaleur S å 8 la rencontre de l'écoulement de vapeur 7 s'appauvrit en composant volatil par suite de son passage en phase vapeur et est évacuée a sa température d'ébullition hors du réacteur par le raccord-pipe 15. S'il est indispensable de refroidir la masse réactionnelle lorsque la réaction est achevée dans les sections entre les plateaux d'échange ie masses, on introduit dans l'espace intertube de l'échangeur de chaleur un agent frigorifique. Le réacteur suivant l'invention permet d'intensifier le processus grâce a la haute efficacité de l'échange de masses (assuré dans la zone divisée en sections par une inversion de phases multiple) par réalisation dans le réacteur d'un processus réactionnel et d'échange de masses combiné (c'est-d-dire d'une réaction chimique et d'une séparation simultanée du mélange réactionnel en formation) Si le réacteur est le siège de réactions consécutives avec des effets thermiques opposés du type AL +B =C+Q=D+E-Q la conception du réacteur se prête a l'utilisation de la chaleur de la réaction exothermique par la réaction endothermique qui intervient immédiatement après.C'est ainsi qu'en cas de la préparation du diméthylformamide dans le réacteur revendique, l'écoulement vapeur-liquide arrive dans le séparateur 17 (figure 1) où la vapeur se sépare du liquide. L'écoulement de vapeur qui est constitué par un mélange de vapeurs de diméthylformamide, d'eau et de diméthylamine en excès sort par le raccord-pipe 5 pour séparation, alors que le liquide qui contient le produit intermédiaire non converti et le diméthylformamide est évacué du réacteur par le raccordpipe 4 et retourné dans le cycle. C'est ainsi que dans le processus d'amînation du nitrile acrylique pour la production de la ss-alanine, on sépare le mélange vapeur-liquide en une phase liquide et une phase vapeur dans le réacteur de la conception revendiquée (figure 4) sur la plaque tubulaire supérieure 10 de l'échangeur de chaleur 8.La phase liquide descend par les tubes périphériques de l'échangeur de chaleur 8 et le nitrile de l'acide acrylique non converti est alors chassé par distillation de la phase liquide vers la phase vapeur. On évacue le mélange liquide d'amines obtenu du réacteur par le raccord-pipe 15. On évacue le mélange de vapeurs contenant l'ammoniac en excès et le nitrile de l'acide acrylique non converti du réacteur par le raccord-pipe 5 et on le recycle ensuite. Les différences entre le fonctionnement du réacteur dans la version d'exécution de la figure 5 pour la réalisation des processus gaz-liquide exigeant l'isolement d'un des produits de la réaction ou de réactif en excès par absorption au moyen d'un agent absorbant å partir du mélange de leurs vapeurs consistent en ce qui suit. L'écoulement de gaz et de liquide sur la plaque tubulaire supérieure 10 de l'échangeur de chaleur 8 est séparé en liquide et en gaz. Le liquide en descendant par les tubes périphériques réchauffés de l'échangeur de chaleur 8 s'appauvrit en produit gazeux ou en produit volatil et on l'évacue du réacteur par le raccord pipe 15. L'écoulement gazeux traverse la virole cylindrique 14' avec les plateaux d'échange de masses 6' et arrive par les tubes centraux de l'échangeur de chaleur 8' sous les plateaux d'échange de masses 16 qu'il traverse.On admet sur le plateau d'échange de masses supérieur 16 A travers le raccord-pipe 4 l'agent d'absorption qui en descendant vient en contact avec ltécoulement gazeux sur les plateaux d'échange de masses 16. Dans ce cas, l'écoulement gazeux s'appauvrit en l'un de ses constituants, et on l'évacue du réacteur par le raccord-pipe 5. L'agent d'absorption liquide avec l'un des constituants de l'écoulement gazeux dissous dedans ou bien combiné sous forme d'un composé chimique descend par les tubes périphériques de l'échangeur de chaleur 8', et on l'évacue du réacteur par le raccord-pipe 15'. C'est ainsi qu'au cours de la préparation du brome par oxydation des solutions aqueuses de bromure-bromate de fer par le chlore gazeux dans un réacteur de la conception revendiquée,le mélange gaz-liquide est séparé au-dessus de la plaque tubulaire supérieure 10 de l'échangeur de chaleur 8 en liquide et en écoulement gazeux. Ta phase liquide qui est une solution de chlorure de fer (ici) descend par les tubes périphériques de l'échangeur de chaleur 8 à la rencontre de l'écoulement ascendant de vapeur d'eau. Dans ce cas, la quantité restante de brome est chassée par distillation dans la phase vapeur. On évacue la solution de chlorure de fer (III) du réacteur par le raccord-pipe 15.L'écoulement gazeux qui est un mélange de vapeurs de brome, de chlore et d'eau traverse successivement la virole cylindrique 14', le faisceau de tubes central de l'échangeur de chaleur 8' et les plateaux d'échange de masses par contre-courant 15. On admet sur le plateau d'échange de masses supérieur 16 par le raccord#-pipe 4 la solution aqueuse de bromure-bromate de fer qui en descendant vient en contact sur les plateaux d'échange de masses 16 avec l'écoulement gazeux ascendant. L'écoulement ascendant s'appauvrit alors en chlore par suite de son entrée en combinaison avecformation de chlorure de fer (II) et passe de cette manière dans la phase liquide. L'écoulement gazeux qui est constitué par un mélange de vapeurs de brome et d'eau est évacué hors du réacteur par le raccord-pipe 5. La phase liquide se déplace par les tubes périphériques réchauffés- de l'échangeur de chaleur 8', s'appauvrit en brome libreet est évacuée ensuite du réacteur par le raccord- pipe 15' pour être recyclée ensuite. R E V E N D I C A T I O N S 1. Réacteur pour processus en phases gazeuse et liquide réalisé sous forme d'un corps cylindrique vertical divisé suivant sa hauteur en sections par des plateaux d'échange de masses, comportant un échangeur de chaleur tubulaire disposé entre les plateaux d'échange de masses, des raccords-pipes pour l'arrivée des réactifs liquides et gazeux et des raccords-pipes pour le départ du réacteur des produits de la réaction liquides et gazeux, caractérisé en ce que les plateaux d'échange de#masses disposés dans le corps au-dessous de l'échangeur de chaleur tubulaire sont installés immédiatement au-dessous de sa plaque tubulaire inférieure, alors que les raccords-pipes pour l'arrivée des#réactifs liquides et gazeux dans le réacteur sont installés respectivement au-dessous et au-dessus du premier plateau d'échange de masses à compter a partir du fond du corps. 2. Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les plateaux échange de masses sont installés dans le corps à une distance les uns des autres telle que le rapport de la valeur de cette distance au diamètre du corps du réacteur soit égal à 0,3 à 1,0. 3. Réacteur suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque plateau d'échange de masses a une section libre représentant 0,05 à 0,30 de la surface totale dudit plateau. 4. Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que 11 échangeur de chaleur tubulaire a une surface de section libre représentant 0,8 à 1,2 de la surface de section libre de tous les plateaux d'échange de masses. 5. Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les plateaux d'échange de masses disposés au-dessous de la plaque tubulaire inférieure sont abrités par une virole cylindrique installée coaxialement avec l'échangeur de chaleur et rendue solidaire de sa plaque tubulaire inférieure sous laquelle est installé un raccord-pipe destiné à évacuer du réacteur le produit liquide de la réaction. 6. Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que sur la plaque tubulaire inférieure les extrémités des tubes de l'échangeur de chaleur disposés au-dessus du plateau d'échange de masses sont munies d'évasements coniques. 7. Réacteur suivant l'une quelconque des revendications 1 a 6, caractérisé en ce que les plateaux d'échange de masses sont munis de dispositifs de contact du type a clapets. 8. Réacteur suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il utilise des clapets à éjection.