Wat is de chemische reactoren? Soorten chemische reactoren

De chemische reactie is een proces dat leidt tot de omzetting van de reactanten. Het wordt gekenmerkt door veranderingen, die één of meer andere dan uitgangsproducten verkregen. Chemische reacties zijn divers. Het hangt af van het type reactanten, de resulterende substantie, de voorwaarden en de synthese, afbraak, verplaatsing, isomerisatie, zuur-base, redox, etc. en biologische processen.

Chemische reactoren tank bestemd voor het uitvoeren van de reacties in om het uiteindelijke product te ontwikkelen. Hun ontwerp is afhankelijk van verschillende factoren en zouden een maximale opbrengst van de meest kosteneffectieve manier.

types

Er zijn drie belangrijke basismodellen van chemische reactoren:

• Batch.
• Continu geroerde tank (HPM).
• Propstroomreactor (PFR).

Deze basismodellen kan overeenkomstig de eisen van het chemische proces worden aangepast.

batchreactor

De chemische eenheden van deze soort worden in batch processen op kleine schaal, een lange reactietijd of waar de beste selectiviteit wordt bereikt, zoals in sommige polymerisatiewerkwijzen.

Daartoe bijvoorbeeld de inhoud waarvan geroerd roestvrij stalen vat interne werking bladen gasbellen of door middel van pompen. Temperatuurregeling wordt via warmtewisseling jassen, irrigatie koelkasten of pompen uitgevoerd door een warmtewisselaar.

Batch reactors die momenteel worden gebruikt in de chemische en voedselverwerkende industrie. Hun automatiseren en optimaliseren creëert complexiteit, aangezien het noodzakelijk is om continue en discrete processen te combineren.

Semi-batch chemische reactoren combineren werk in continue en batch-modi. Een bioreactor, bijvoorbeeld periodiek geladen en brengt continu kooldioxide, die continu moeten worden verwijderd. Ook wanneer de chloreringsreactie, wanneer één van de reactanten chloorgas, indien niet continu wordt toegediend, het grootste deel ervan verdampt.

Ter controle grote productievolumes hoofdzakelijk gebruikt voor chemische reactoren of continue metalen vat met een roerder of een continue stroom.

Continu geroerde tankreactor

vloeibare reactanten worden toegevoerd aan een roestvrij stalen houder. Voor een goede samenwerking van de werkende schoep geroerd waarborgen. Dus in dit type reactor worden de reagentia continu toegevoerd aan het eerste reservoir (verticaal, staal), en vervolgens krijgen ze in de daaropvolgende tegelijkertijd voorzichtig mengen in elk vat. Hoewel de samenstelling van het mengsel uniform in elke tank in het systeem als geheel concentratie varieert van houder tot houder.

De gemiddelde tijd dat de discrete hoeveelheid reactant doorbrengt in de tank (verblijftijd) kan eenvoudig worden berekend door het volume van de houder verdelen tegen een gemiddelde volumetrische stroomsnelheid daardoorheen. Verwachte percentage voltooiing van de reactie wordt bepaald met de chemische kinetiek.

Gemaakt van roestvrij stalen tanks of legeringen en geëmailleerde.

Enkele belangrijke aspecten van de DMI

Alle berekeningen worden uitgevoerd op basis van een ideale mix. De reactie verloopt in een hoeveelheid met betrekking tot de eindconcentratie. Bij evenwicht zal het debiet gelijk is aan het debiet, anders het reservoir vol of leeg.

Vaak economisch voordelig om te werken met verscheidene seriële of parallelle HPM. Roestvrijstalen tanks opgevangen in een cascade van vijf of zes eenheden kan gedragen als een propstroomreactor. Hierdoor kan de eerste eenheid te werken met een hogere concentratie van de reagentia en bijgevolg een hogere reactiesnelheid. Ook kan het reservoir worden geplaatst verticale stalen HPM verschillende fasen in plaats van de processen uitgevoerd in verschillende vaten.

In horizontale meertraps uitvoeringseenheid gescheiden door verticale scheidingswanden verschillende hoogten, waardoorheen het mengsel cascades.

Wanneer de reactanten slecht mengbaar of in hoofdzaak verschillen in dichtheid van een verticale meertrapsreactor (geëmailleerde of roestvrij staal) in een tegenstroom-modus. Dit is effectief voor omkeerbare reacties.

De kleine wervelbed volledig gemengd. Grote commerciële wervelbedreactor een in hoofdzaak gelijkmatige temperatuur maar mengbare blends en oudere en tijdelijke vloeit daartussen.

Chemische doorstroomreactor

PFR - een reactor (RVS), waarbij de een of meer vloeibare reactanten door een pijp of buis worden gepompt. Ze worden ook wel buisvormige stroming. Het kan meerdere pijpen of buizen. De reactiecomponenten worden continu van één einde, en de producten uit een ander. Chemische processen vinden plaats bij het passeren mengsel.

De PFR reactiesnelheid gradiënt systeem: de inlaat is zeer hoog, maar met een afname van de concentratie van reactanten en productopbrengst verhoogd gehalte vertraagt de snelheid. Typisch wordt dynamisch evenwicht bereikt.

Kenmerkend zijn de horizontale en verticale afstelling van de reactor.

Wanneer de vereiste warmteoverdracht zijn de afzonderlijke pijpen in de mantel of buizenbundel warmtewisselaar geplaatst wordt. In het laatste geval kan de chemische ofwel in de behuizing of de leiding.

Containers van metaal met een grote diameter mondstukken of dergelijke badkuipen PFR en op grote schaal gebruikt. In sommige configuraties axiale en radiale stroming, verschillende membranen met geïntegreerde warmtewisselaars, horizontale of verticale positie van de reactor enzovoort.

Vat met een reagens kan worden gevuld met inerte of katalytische deeltjes het grensvlakcontact het verhogen heterogene reactie.

Het belang van de PFR is dat de berekeningen geen rekening gehouden met de verticale of horizontale menging - Hiermee wordt bedoeld met de term "propstroom". De reactiecomponenten kunnen worden ingebracht in de reactor niet alleen de inlaat. Aldus is het mogelijk om hogere efficiëntie van de EPA bereiken of verminderen de grootte en kosten. Prestaties PSC is meestal hoger dan die van de NRM van hetzelfde volume. Bij gelijke waarden van volume en tijd in de reactoren reaktiezuiger een hoger percentage gereed dan in aggregaten mengen zijn.

dynamisch evenwicht

Voor de meeste chemische processen is het onmogelijk om 100 procent voltooiing ervan. Hun afneemt met een toename deze index tot aan het moment dat het systeem een dynamisch evenwicht (wanneer de totale respons of verandering van de samenstelling niet optreedt) bereikt. Het evenwichtspunt meeste systemen minder dan 100% voltooiing van het proces. Daarom is het noodzakelijk om het scheidingsproces te maken zoals destillatie, de resterende reagentia te scheiden of bijproducten van target. Deze reagentia kunnen soms worden hergebruikt in het begin van de werkwijze, bijvoorbeeld zoals het Haber proces.

De toepassing van de EPO

Propstroomreactors voor chemische omzetting van verbindingen tijdens hun beweging door het systeem, lijkt een buis, ten behoeve van grootschalige, snelle homogene of heterogene reacties, continue productieprocessen en bij het loslaten van grote hoeveelheden warmte.

De ideale PFR heeft een vaste verblijftijd, dwz iedere vloeistof (zuiger) aankomen op tijdstip t, laat op tijdstip t + τ, waarbij τ - .. Verblijftijd in de plant.

Chemische reactoren van dit type beschikken over een hoog niveau van prestaties gedurende langere tijd, evenals uitstekende warmte-overdracht. De nadelen van PFR is de moeilijkheid bewaken van de temperatuur van het proces dat kan leiden tot ongewenste temperatuurverschillen en hun hogere kosten.

katalytische reactoren

Hoewel eenheden van dit type vaak in de vorm van de EPA worden uitgevoerd, ze vereisen meer complexe zorg. De snelheid van de katalytische reactie evenredig is met de hoeveelheid katalysator in contact met chemicaliën. Bij een vaste katalysator en het vloeibare reactiebestanddeel is evenredig met de snelheid van de werkwijzen beschikbare ruimte, het invoeren van chemische stoffen en producten, en de keuze hangt af van de aanwezigheid van turbulent mengen.

De katalytische reactie is in feite vaak meerdere stappen. Niet alleen de initiële reactanten reageren met de katalysator. Met hem reageren en sommige van de tussenproducten.

Het gedrag van de katalysatoren is ook belangrijk bij de kinetiek van deze werkwijze, speciaal in petrochemische reflexen daar gedeactiveerd door sinteren, cokesvorming en soortgelijke processen.

Toepassing van nieuwe technologieën

SAR wordt toegepast voor de omzetting van biomassa. In de experimenten van hoge drukreactoren worden gebruikt. De druk in hen kan 35 MPa bereiken. Het gebruik van meerdere formaten in de residentie tussen 0,5 tot 600 seconden te variëren. Tot temperaturen boven 300 ° C bereikt wordt toegepast bij elektrisch verhitte reactoren. biomassatoevoerinlaat wordt uitgevoerd met HPLC-pompen.

PSC aerosol nanodeeltjes

Er is aanzienlijke belangstelling voor de bereiding en het gebruik van nanodeeltjes voor verschillende doeleinden, waaronder hoge legeringen en een dikke film geleiders voor de elektronische industrie. Andere toepassingen zijn het meten van de magnetische susceptibiliteit, transmissie in het verre infrarood en nucleaire magnetische resonantie. Voor deze systemen is het noodzakelijk om een geregelde deeltjesgrootte te produceren. Hun diameter meestal in het bereik van 10 tot 500 nm.

Door hun grootte, vorm en hoge specifieke oppervlak van deze deeltjes kunnen worden gebruikt voor de productie van cosmetische pigmenten, membranen, katalysatoren, keramiek, katalytische en fotokatalytische reactoren. Voorbeelden van het gebruik van nanodeeltjes omvatten _SnO2 sensor koolmonoxide, _TiO2 vezels, _SiO2 colloïdaal siliciumoxide en optische vezels, C koolstof vulstof in banden, Fe registratiematerialen, Ni batterij en, in kleinere hoeveelheden, palladium, magnesium en bismut. Al deze materialen worden gesynthetiseerd aerosol reactoren. In de geneeskunde worden nanodeeltjes gebruikt voor de preventie en behandeling van wondinfecties, kunstmatig bot implantaten, en voor het afbeelden van de hersenen.

bijvoorbeeld productie

Voor aluminadeeltjes onder een argonstroom, verzadigd met het metaal wordt afgekoeld in de RAC 18 mm diameter en 0,5 m lengte van de temperatuur van 1600 ° C bij 1000 ° C / s. De gasdoorgang door de reactor komt kiemvorming en groei van aluminiumoxidedeeltjes. De stroomsnelheid van 2 ^dm3 / min en de druk 1 atm (1.013 Pa). Als het gas wordt afgekoeld en de beweging oververzadigd, wat leidt tot het ontstaan van deeltjes uit botsingen en damp moleculen herhaald totdat de deeltjes een kritische grootte bereikt. Als het door het gas oververzadigde aluminium moleculen condenseren op de deeltjes beweegt, waardoor hun grootte.