Какво е най-химични реактори? Видове химически реактор

Химическата реакция е процес, който води до превръщането на реагентите. Тя се характеризира с промени, които носят един или повече продукти, различни от изходен. Химични реакции са разнообразни. Тя зависи от вида на реагентите получената субстанция, условията и време на синтеза, разлагане, преместване, изомеризация, киселинно-алкална, редокси и т.н., и органични процеси.

Химическите реактори са резервоар, предназначен за извършване на реакциите, за да се развие на крайния продукт. Техният дизайн зависи от различни фактори и следва да осигурят максимален добив на най-рентабилен начин.

видове

Има три основни основни модела на химически реактори:

• Пакет.
• Непрекъснато разбърква резервоар (НРМ).
• реактор затворен поток (PFR).

Тези основни модела могат да бъдат променени в съответствие с изискванията на химичния процес.

Партида реактор

Химическите единици от този тип се използват в периодичен процес в малък мащаб, време дълго реакция или където се постига най-добрата селективността, като в някои полимеризационни процеси.

За тази цел, например, съдържанието на които са възбудени вътрешните работни лопатки неръждаема стомана съдове, газови мехурчета или чрез помпи. контрол на температурата се извършва чрез топлообмен якета, напоителни хладилници или изпомпване през топлообменник.

Партида реактори в момента се използват в химическата и хранително-вкусовата промишленост. Тяхната автоматизация и оптимизация създава сложност, тъй като е необходимо да се съчетаят непрекъснати и дискретни процеси.

Полу-партида химически реактори съчетават работата в непрекъснати режим и режим. А биореактор, например, периодично се зарежда и непрекъснато освобождава въглероден диоксид, които трябва да бъдат непрекъснато се отстранява. По същия начин, когато реакцията на хлориране, когато един от реагентите е хлор газ, ако не се прилага непрекъснато, по-голямата част от него се изпарява.

За да се осигури големи производствени обеми използвани главно химически реактори или непрекъснат метален съд с бъркалка или непрекъснат поток.

Непрекъснато разбърква реактор

течни реагенти се подават към контейнер от неръждаема стомана. За да се гарантира правилното взаимодействие на техния острие разбърква. Така, в този тип реактор реагентите се подават непрекъснато в първия резервоар (вертикално, стомана), и след това те да влязат в последващото едновременно внимателно смесване във всеки съд. Въпреки, че съставът на сместа е еднакъв във всеки резервоар в системата като цяло концентрация варира от контейнер в контейнер.

Средният размер на време, че дискретни количеството реагент прекарва в (време на престой) на резервоара може да се изчисли просто чрез разделяне на обема на контейнера при средна обемна скорост на потока през него. Очакван процент на завършване на реакцията се изчислява с помощта на химически кинетиката.

Изработени от съдове от неръждаема стомана или сплави и лакирани.

Някои важни аспекти на DMI

Всички изчисления се извършват въз основа на идеална комбинация. Реакцията протича при скорост свързани с крайна концентрация. В равновесие, скоростта на потока трябва да е равна на скоростта на потока, в противен случай резервоарът е пълен или празен.

Често икономически изгодно да се работи с няколко сериен или паралелен HPM. Неръждаема стомана резервоари събрани в каскада от пет или шест единици могат да се държат като поточен реактор. Това позволява на първото устройство за работа с по-висока концентрация на реагенти и, следователно, по-висока скорост на реакцията. Също така, резервоарът може да се постави вертикално стомана HPM няколко етапа, вместо на процесите, провеждани в различни съдове.

В хоризонтален елемент многостепенен изпълнение разделя чрез вертикални преградни стени на различна височина, чрез което сместа протича каскади.

Когато реагентите са слабо податливи на смесване или значително се различават по плътност на вертикална многостъпална реактор (емайлиран или неръждаема стомана) в противотоков режим. Това е в сила за обратими реакции.

Малкият кипящ слой е напълно смесен. Голям реактор търговски кипящ слой има по същество постоянна температура, но смесими смеси и заменен състояние и преходни потоци между тях.

Химическа реактор поток

PFR - реактор (неръждаема стомана), където един или повече течни реагенти се изпомпва през тръба или тръба. Те се наричат също тръбен поток. Той може да има няколко тръби или тръби. Реагентите се подават непрекъснато през единия край, и продуктите идват от друга. Химични процеси се провеждат при преминаването смес.

В PFR реакционната скорост система градиент: входа е много високо, но с намаляване на концентрацията на реагентите и добив продукт повишено съдържание забавя скоростта му. Обикновено се постига динамично равновесие.

Характерни са хоризонталната и вертикалната ориентация на реактора.

Когато се изисква топлопренасяне, отделните тръби се поставят в кожуха или кожухотръбен топлообменник се използва. В последния случай, химикалите могат да бъдат или в корпуса или в тръбата.

Контейнери от метал с голям диаметър дюзи или подобен вани PFR и широко използвани. В някои конфигурации използват аксиална и радиална потоци, множество мембрани с вградени топлообменници, хоризонтална или вертикална позиция на реактора и така нататък.

Съд с реагент може да бъде напълнен с инертен или каталитично частици за увеличаване на междуфазова контакт в хетерогенна реакция.

Значението на ДПФ се е, че изчисленията не вземат под внимание вертикално или хоризонтално смесване - това се разбира под понятието "поточен". Реагиращите вещества могат да бъдат въведени в реактора не само на входа. Така, че е възможно да се постигне по-висока ефективност на EPA или намали неговия размер и разходи. PSC производителност обикновено е по-висока от тази на НМН на същия обем. За равни стойности на обема и времето в реактори реакция бутални ще има по-висок процент на завършване, отколкото в агрегати смесване.

динамично равновесие

За по-голямата част на химичните процеси е невъзможно да се постигне 100 процента изпълнение. Тяхната скорост намалява с увеличаване този индекс до момента, когато системата достигне динамично равновесие (когато не се случва общия отговор или промяна в състава). Точката на равновесие в повечето системи е по-малко от 100% завършване на процеса. Поради тази причина е необходимо да се направи процесът на разделяне като дестилация, за да се отделят останалите реагенти или продукти от мишена. Тези реагенти понякога могат да бъдат използвани в началото на процеса, например, като процесът Haber.

Прилагането на EPA

реактори поточен използвани за химична конверсия на съединения по време на тяхното движение през системата, наподобяващ тръба, за целите на голям мащаб, бързо, хомогенни или хетерогенни реакции, непрекъснати производствени процеси и при освобождаване на големи количества топлина.

Идеалният ДПФ има фиксирано време за пребиваване, т.е., течността (бутало) пристига в момент, той оставя в момент + τ, където τ - .. Residence време в завода.

Химическите реактори от този тип притежават високи нива на производителност през продължителни периоди от време, както и отличен пренос на топлина. Недостатъците на PFR е трудността мониторинг на температурата на процеса, който може да доведе до нежелани температурни разлики, както и тяхната по-висока цена.

каталитични реактори

Въпреки че единици от този тип често се прилагат под формата на СИП, те изискват по-сложни грижи. Скоростта на каталитична реакция е пропорционално на количеството на катализатора в контакт с химикали. В случай на твърд катализатор и течен реагент е пропорционална на скоростта на процеса на наличната площ, навлизането на химикали и продукти, и изборът зависи от присъствието на вихровото смесване.

Каталитичната реакция е всъщност често мулти-стъпка. Не само първоначални реагенти реагират с катализатора. С него се реагира и някои от междинните продукти.

Поведението на катализаторите е важен и в кинетиката на този процес, особено при високи нефтохимически реакции, тъй като те се деактивира чрез синтероване, коксуване и подобни процеси.

Прилагане на нови технологии

SAR се използва за превръщането на биомаса. В експериментите на реактора с високо налягане се използва. Налягането в тях може да достигне до 35 МРа. Използване на няколко размери, за да се различават времето на престой от 0,5 до 600 секунди. За да се достигне температура над 300 ° С се използва с електрически нагрети реактори. фураж биомаса се извършва чрез HPLC-помпи.

PSC аерозолни наночастици

Съществува значителен интерес в синтеза и използването на наночастици за различни цели, включително високи сплави и дебели филм проводници за електронната промишленост. Други приложения включват измерване на магнитна възприемчивост, предаване в далечния инфрачервен и ядрено-магнитен резонанс. За тези системи е необходимо да се произведе контролиран размер на частиците. диаметър им обикновено в обхвата от 10 до 500 нанометра.

Поради техния размер, форма и висока специфична повърхностна площ на тези частици може да се използва за производството на козметични пигменти, мембрани, катализатори, керамика, каталитични и фотокаталитични реактори. Примери за използването на наночастици включват SnO ₂ сензор въглероден оксид, на TiO ₂ влакна, SiO _2, колоиден силициев диоксид и оптични влакна, в продължение на въглероден пълнител в гуми, Fe за запис материали, Ni батерия и по-малки количества, паладий, магнезий и бисмут. Всички тези материали са синтезирани в аерозолни реактори. В медицината, наночастици се използват за профилактика и лечение на инфекции на рани, изкуствени костни импланти, както и за изобразяване на мозъка.

например производство

За алумина частици в поток от аргон, наситени с метала се охлажда в РКС 18 мм в диаметър и дълго 0.5 m, с температура 1600 ° С при 1000 ° С / сек. Както преминаването на газ през реактора идва центрове и растеж на алумина частици. Скоростта на потока от 2 дм ³ / мин и налягането е 1 атм (1013 Ра). Тъй като газът се охлажда и движението става свръхнаситена, което води до появата на частици от сблъсъци и молекули пара да се повтаря, докато частиците достигне критично размер. Както се движи през газа свръхнаситени алуминиеви молекули кондензират върху частиците, увеличаване на техния размер.