راکتور شیمیایی

راکتور شیمیایی

در این وبلاگ قصد داریم در مورد راکتور شیمیایی اطلاعاتی خدمت شما همراهان گرامی ارائه دهیم با ما همراه باشید.

راکتورهایی که در آنها مواد شیمیایی در صنعت ساخته می‌شوند، از چند سانتی‌متر مکعب تا ساختارهای وسیعی که اغلب در عکس‌های کارخانه‌های صنعتی به تصویر کشیده می‌شوند، متفاوت هستند. به عنوان مثال، کوره هایی که از سنگ آهک آهک تولید می کنند ممکن است بیش از 25 متر ارتفاع داشته باشند و در هر زمان بیش از 400 تن مواد را در خود جای دهند. واکنش های شیمیایی در حال انجام است. دو نوع اصلی از راکتورها دسته ای و پیوسته نامیده می شوند.

 

راکتورهای دسته ای

راکتورهای دسته ای برای اکثر واکنش های انجام شده در آزمایشگاه استفاده می شوند. واکنش دهنده ها در یک لوله آزمایش، فلاسک یا لیوان قرار می گیرند. آنها با هم مخلوط می شوند، اغلب برای انجام واکنش حرارت داده می شوند و سپس سرد می شوند. محصولات ریخته شده و در صورت لزوم تصفیه می شوند.

این روش در صنعت نیز انجام می شود، تفاوت اصلی در اندازه راکتور و مقدار واکنش دهنده ها است.

 

راکتورهای پیوسته

یک جایگزین برای فرآیند دسته ای این است که واکنش دهنده ها را به طور مداوم در یک نقطه به راکتور تغذیه کنید، اجازه دهید واکنش انجام شود و محصولات را در نقطه دیگر خارج کنید. باید سرعت جریان یکسانی از واکنش دهنده ها و محصولات وجود داشته باشد. در حالی که راکتورهای پیوسته به ندرت در آزمایشگاه استفاده می شوند، نرم کننده آب را می توان به عنوان نمونه ای از یک فرآیند پیوسته در نظر گرفت. آب سخت از شبکه اصلی از طریق یک لوله حاوی رزین تبادل یونی عبور داده می شود. واکنش در لوله رخ می دهد و آب نرم در خروجی بیرون می ریزد.

راکتورهای پیوسته معمولاً زمانی نصب می شوند که مقادیر زیادی از یک ماده شیمیایی تولید شود. مهم است که راکتور بتواند چندین ماه بدون خاموش شدن کار کند.

زمان ماندن در راکتور توسط نرخ تغذیه واکنش دهنده ها به راکتور کنترل می شود. به عنوان مثال، اگر یک راکتور دارای حجم 20 متر مکعب باشد و نرخ تغذیه واکنش دهنده ها 40 متر مکعب در ساعت باشد، زمان ماند 20 متر مکعب / 40 متر مکعب در ساعت 1 = 0.5 ساعت است. کنترل دقیق سرعت جریان واکنش دهنده ها ساده است. حجم ثابت است و بنابراین زمان اقامت در راکتور نیز به خوبی کنترل می شود.

این محصول از یک راکتور پیوسته کیفیت سازگارتری دارد زیرا پارامترهای واکنش (مانند زمان ماند، دما و فشار) بهتر از عملیات دسته ای کنترل می شوند.

آنها همچنین ضایعات کمتری تولید می کنند و به ذخیره سازی بسیار کمتری از مواد خام و محصولات نیاز دارند که در نتیجه عملکرد کارآمدتری دارند. در نتیجه هزینه های سرمایه به ازای هر تن محصول تولید شده کمتر است. نقطه ضعف اصلی عدم انعطاف پذیری آنها است زیرا هنگامی که راکتور ساخته شده است تنها در موارد نادری می توان از آن برای انجام یک واکنش شیمیایی متفاوت استفاده کرد.

انواع راکتورهای پیوسته

صنعت از چندین نوع راکتور پیوسته استفاده می کند.

الف) راکتورهای لوله ای

در یک راکتور لوله‌ای، سیالات (گازها و/یا مایعات) با سرعت‌های بالا از آن عبور می‌کنند. همانطور که واکنش دهنده ها جریان می یابند، برای مثال در طول یک لوله گرم شده، آنها به محصولات تبدیل می شوند (شکل 4). در این سرعت های بالا، محصولات قادر به پخش شدن به عقب نیستند و اختلاط پشتی کم یا اصلا وجود ندارد. شرایط به عنوان جریان پلاگین نامیده می شود. این امر باعث کاهش بروز واکنش های جانبی و افزایش بازده محصول مورد نظر می شود.

با سرعت جریان ثابت، شرایط در هر نقطه با زمان ثابت می ماند و تغییرات در زمان واکنش بر حسب موقعیت در طول لوله اندازه گیری می شود.

سرعت واکنش در ورودی لوله سریع‌تر است زیرا غلظت واکنش‌دهنده‌ها در بالاترین حد خود است و با جریان یافتن واکنش‌دهنده‌ها در لوله به دلیل کاهش غلظت واکنش‌دهنده، سرعت واکنش کاهش می‌یابد.

 

از راکتورهای لوله ای برای مثال در کراکینگ بخار اتان، پروپان و بوتان و نفتا برای تولید آلکن استفاده می شود.

(ب) راکتورهای بستر ثابت
یک کاتالیزور ناهمگن اغلب در صنعت استفاده می شود که در آن گازها از طریق یک کاتالیزور جامد (که اغلب به شکل گلوله های کوچک برای افزایش سطح است) جریان می یابد. اغلب به عنوان بستر ثابت کاتالیزور توصیف می شود (شکل 5).

از جمله نمونه های استفاده از آنها می توان به ساخت اسید سولفوریک (فرایند تماس با اکسید وانادیوم (V) به عنوان کاتالیزور)، ساخت اسید نیتریک و ساخت آمونیاک (فرایند هابر، با آهن به عنوان کاتالیزور) اشاره کرد.

نمونه دیگری از یک راکتور بستر ثابت، اصلاح کاتالیزوری نفتا برای تولید آلکان های زنجیره ای، سیکلوآلکان ها و هیدروکربن های معطر با استفاده از پلاتین یا آلیاژ پلاتین-رنیم بر روی پایه آلومینا است.

ج) راکتورهای بستر سیال
گاهی اوقات از یک راکتور بستر سیال استفاده می شود که به موجب آن ذرات کاتالیزور، که بسیار ریز هستند، روی یک صفحه توزیع کننده قرار می گیرند. هنگامی که واکنش دهنده های گازی از صفحه توزیع کننده عبور می کنند، ذرات همراه با گازها حمل می شوند که یک سیال را تشکیل می دهند (شکل 6). این امر اختلاط بسیار خوب واکنش دهنده ها با کاتالیزور را با تماس بسیار زیاد بین مولکول های گاز و کاتالیزور و انتقال حرارت خوب تضمین می کند. این منجر به یک واکنش سریع و یک مخلوط یکنواخت می شود که تنوع شرایط فرآیند را کاهش می دهد.

یکی از نمونه‌های استفاده از راکتورهای بستر سیال در اکسی کلره‌کردن اتن به کلرواتن (وینیل کلرید)، ماده اولیه پلیمری پلی (کلرواتن) (PVC) است. کاتالیزور کلرید مس (II) و کلرید پتاسیم است که بر روی سطح آلومینا رسوب کرده است. این تکیه گاه آنقدر خوب است که وقتی گازها از آن عبور می کنند مانند یک سیال عمل می کند.

کلام آخر

مجموعه درام فلیکر سالهاست به تولید درام فلیکر، اسپری دایر، تشت نیکل و … می پردازد و در این راه سابقه درخشانی ساخته و افتخار همکاری با مجموعه هایی همچون سود پرک، رستا شیمی، پرک اوراسیا، پاکدانه مهر، رز پرک آراکس شیمی، پارسه سود الوند و غیره را داشته است.

امید داریم در این وبلاگ به پاسخ تمامی سوالات خود رسیده باشید در صورت داشتن سوالات بیشتر می توانید با کارشناسان ما از بخش تماس سایت ارتباط بگیرید و پاسخ سوالات خود را دریافت کنید.