Kaj je kemijski reaktorji? Vrste kemijskih reaktorjev

Kemična reakcija je proces, ki vodi do pretvorbe reaktantov. Zanj je značilna sprememb, ki prinašajo enega ali več kot izhodni produkti. Kemične reakcije med seboj razlikujejo. To je odvisno od vrste reagentov, nastale snovi, pogojih in času sinteze, razkroj, premikanje, izomerizacijo, kislinsko-alkalno, redoksi itd in organskih procesov.

Kemični reaktorji so cisterna namenjena za izvajanje reakcij za razvoj končnega izdelka. Njihova oblika je odvisna od različnih dejavnikov, in mora zagotoviti največjo donos najbolj stroškovno učinkovit način.

vrste

Obstajajo tri glavne osnovni modeli kemijskih reaktorjev:

• Serija.
• Stalno mešamo rezervoar (HPM).
• reaktor pretočni (PFR).

Ti osnovni modeli se lahko spremeni v skladu z zahtevami kemičnim postopkom.

serija reaktor

Kemične enote te vrste se uporabljajo v šaržnih procesih pri proizvodnji v majhnem obsegu, daljšem reakcijskem času ali če se doseže najboljši selektivnost, kot pri nekaterih polimerizacijskih procesih.

V ta namen, na primer, vsebina katere stresamo notranjih delovnih lopatic posodi iz nerjavnega jekla plinski mehurčki ali s pomočjo črpalke. Regulacija temperature poteka preko izmenjavo toplote jakne, namakalnih hladilnikih ali črpanjem skozi toplotni izmenjevalnik.

Serija reaktorji trenutno uporabljajo v kemični in živilskopredelovalne industrije. Njihova avtomatizacija in optimizacija ustvari kompleksnost, saj je treba združiti zvezne in diskretne procese.

Semi-serije kemijski reaktorji združujejo delo v zveznih in šaržnih načine. Bioreaktorju, na primer, se periodično naložen in kontinuirano sprošča ogljikov dioksid, ki ga je treba nenehno odstrani. Podobno je pri reakciji kloriranja, kadar je eden izmed reaktantov klorov plin, če ne dajemo kontinuirno, glavnina izhlapi.

Da bi zagotovili velik obseg proizvodnje, ki se uporabljajo predvsem kemijskih reaktorjev ali kontinuirano kovinsko posodo z mešalom ali kontinuiran tok.

Pretočnem mešalnem reaktorju

tekoči reaktanti se dovaja v posodo iz nerjavečega jekla. Da bi zagotovili ustrezno interakcijo svojega delovnega lista mešani. Tako je pri tej vrsti reaktorja reaktanti se stalno dovaja v prvi rezervoar (navpično, jeklo), nato pa se v poznejši, hkrati skrbnem mešanju v vsaki posodi. Čeprav je sestava zmesi enakomerno v vsaki posodi v sistem kot celoto koncentracija variira od posode v posodo.

Povprečna količina časa, da je diskretno količina reagenta preživi v posodi (zadrževalni čas) je mogoče izračunati samo z deljenjem volumna vsebnika s povprečno merilno stopnjo skozenj pretoka. Pričakovani odstotek končani reakciji se meri z uporabo kemičnih kinetiko.

Narejen je iz nerjavečega jekla cisterne ali zlitin in lakirano.

Nekateri pomembni vidiki DMI

Vsi izračuni se izvajajo na podlagi idealni mešanici. Reakcijsko nadaljuje s hitrostjo, povezanih s končno koncentracijo. V ravnotežju, mora biti hitrost pretoka enaka hitrosti toka, sicer rezervoar poln ali prazen.

Pogosto ekonomsko najugodnejša za delo z več zaporedno ali vzporedno HPM. Jeklenih cisternah zbrani v kaskadi pet ali šest enot lahko obnaša kot reaktor z zadrževali. To omogoča prvo enoto, da deluje z višjo koncentracijo reagentov in posledično višjo hitrost reakcij. Prav tako se lahko rezervoar postavi vertikalne jeklene HPM več stopenj, namesto postopkov, ki se izvajajo v različnih plovil.

V vodoravnem večstopenjske izvedbe enote z navpičnimi predelnimi stenami različne višine porazdelili, skozi katero teče mešanica kaskade.

Ko so reaktanti slabo meša z ali bistveno razlikujejo v gostoti navpični večstopenjskega reaktorju (steklen ali iz nerjavečega jekla) v protitočnem načinu. To velja za reverzibilne reakcije.

Majhen vrtinčasti je popolnoma mešani. Velika komercialna vrtinčasto-plastni reaktor ima v bistvu enakomerno temperaturo pa nemešljive mešanice in prej stanje in prehodno teče med njima.

reaktor Chemical tok

PFR - reaktor (nerjavno jeklo), pri čemer so ena ali več tekočih reaktanti črpa skozi cev ali cevi. Imenujejo se tudi cevni tok. To ima lahko več cevi ali cevi. Reaktanti se stalno napaja preko enem koncu, in proizvodi prihajajo iz drugega. Kemični procesi potekajo, saj prehaja zmes.

PFR Reakcijsko hitrost sistema gradienta: vstop je zelo visoka, vendar z zmanjšanjem koncentracije reaktantov in donos proizvoda povečana vsebnost upočasni njegovo hitrost. Značilno je, da se doseže dinamično ravnovesje.

Značilna so horizontalno in vertikalno orientacijo reaktorja.

Ko se zahteva prenos toplote, so posamezni cevi damo v jakno ali lupine in cev toplotnega izmenjevalnika Poskus št. V slednjem primeru lahko kemikalije bodisi v ohišju ali v cevi.

Kontejnerjev s šobami velikega premera ali podobno kadi PFR in pogosto uporabljajo. V nekaterih sestavah uporabo osni in radialni tok, več membran z vgrajenimi toplotnimi izmenjevalniki, vodoravnem ali navpičnem položaju reaktorja in tako naprej.

Plovilo z reagentom lahko napolnjen z inertnim ali katalitsko delcev poveča medploskovno stik v heterogeni reakciji.

Pomen PFR je, da ti izračuni ne upoštevajo vertikalno ali horizontalno mešanje - to je mišljeno z izrazom "zadrževali". Reagenti lahko uvedemo v reaktor, ne samo na vstopu. Tako je mogoče doseči večjo učinkovitost EPA ali zmanjšati njegovo velikost in ceno. Uspešnost PSC je običajno višja kot pri NRM iste prostornine. Za enake vrednosti obsega in časa v reakcijski batnih reaktorjev bo imela višji odstotek dokončanja kot v agregatov mešanja.

dinamično ravnovesje

Za večino kemičnih procesov, je nemogoče doseči 100-odstotno zaključek. Njihova hitrost zmanjša s povečanjem tega indeksa do trenutka, ko sistem doseže dinamično ravnovesje (če ne pride skupni odziv ali sprememba v sestavi). Smisel ravnotežja v večini sistemov je manj kot 100% zaključka procesa. Zaradi tega je potrebno, da se postopek ločevanja, kot je destilacija, za ločevanje preostalih reagentov ali stranskih proizvodov cilja. Ti reagenti lahko včasih uporabijo v začetku postopka, npr kot proces Haber.

Uporaba EPA

reaktorji Vtič toka uporabljeni za kemično pretvorbo spojin med gibanjem po sistemu, ki spominja na cev, zaradi velikih, hitro, homogene ali heterogene reakcije, stalno proizvodnih procesov in pri sprostitvi velike količine toplote.

Idealna PFR je čas stalno prebivanje, to je vse tekočine (bat) prihajajo v času t, pušča ob času t + τ, kjer je τ - .. čas Residence v obratu.

Kemijski reaktorji te vrste imajo visoko stopnjo uspešnosti v daljšem časovnem obdobju, kot tudi odličen prenos toplote. Slabosti PFR je težava za spremljanje temperature v procesu, ki lahko privede do nezaželenih temperaturne razlike, in njihove višje stroške.

katalitskih reaktorjev

Čeprav so enote te vrste se pogosto izvajajo v obliki EPA, ki jih potrebujejo bolj kompleksno oskrbo. Stopnja katalitične reakcije je sorazmerna s količino katalizatorja v stik s kemikalijami. V primeru trdnega katalizatorja in tekočega reaktant je proporcionalna glede na hitrost procesov razpoložljivega prostora, vpis kemikalij in proizvodov, izbira je odvisna od prisotnosti turbulentnega mešanjem.

Katalizator Reakcijsko je pravzaprav pogosto več korakov. Ne samo začetne reaktanti reagirajo s katalizatorjem. Z njim se odzovejo in nekaterih intermediatov.

Obnašanje katalizatorjev je pomembno tudi kinetike tega procesa, zlasti pri visokih petrokemični reakcije, kot sta onemogočen s sintranjem, koksanje in podobnih postopkih.

Uporaba novih tehnologij

SAR se uporablja za predelavo biomase. V poskusih visokotlačne reaktorjev se uporabljajo. Tlak v njih lahko doseže 35 MPa. Uporaba več velikosti za spreminjanje zadrževalni čas od 0.5 do 600 sekund. Da bi dosegli temperaturi nad 300 ° C se uporablja z električno ogrevani reaktorjev. krma biomase izvedemo s HPLC črpalke.

PSC aerosolskih nanodelcev

Obstaja velik interes v sintezo in uporabo nanodelcev za različne namene, vključno visokih zlitin in debelim filmsko vodniki za elektronsko industrijo. Ostale aplikacije vključujejo merjenje magnetne susceptibilnosti, prenos v kolikor infrardeče in jedrske magnetne resonance. Za te sisteme je potrebno, da dobimo kontrolirano velikost delcev. Njihov premer običajno v območju od 10 do 500 nm.

Zaradi njihove velikosti, oblike in visoko specifično površino teh delcev se lahko uporabijo za pripravo kozmetičnih pigmentov, membrane, katalizatorji, keramike, katalizatorjev in fotokatalitski reaktorjev. Primeri uporabe nanodelcev vključujejo sno ₂ ogljikovega monoksida senzorje, _TiO2 vlakna, _SiO2 koloidni silicijev dioksid in optičnih vlaken, C pri ogljika polnila v pnevmatikah, Fe za zapisovalnega materiala, Ni akumulatorja in v manjših količinah, paladij, magnezij in bizmuta. Vsi ti materiali so sintetizirani v aerosolnih reaktorjih. V medicini, se nanodelci uporablja za preprečevanje in zdravljenje okužbe ran, umetnih vsadkov kosti, kot tudi za slikanje možganov.

primer proizvodnje

Za glinice delci pod tokom argona, nasičenega s kovino ohladimo na RAC 18 mm v premeru in 0,5 m, temperaturo 1600 ° C pri 1000 ° C / s. Kot je prehod plina skozi reaktor prihaja nukleacijo in rast glinice delcev. Pretok 2 ^dm3 / min in tlaku 1 atm (1013 Pa). Ker se zrak ohladi in gibanje postane prenasičena, ki vodi do nastanka delcev iz trkov in molekul paro ponovi, dokler delcev doseže kritično velikost. Ker se premika skozi plin prenasičene aluminijevih molekule se kondenzirajo na delce, povečujejo njihovo velikost.