Серия 5400. Проточный трубчатый реактор
Производитель: Parr Instrument (США)
Проточные реакторы непрерывного действия серии 5400.
Проточные реакторы всегда используются в режиме непрерывного потока с постоянной подачей реагентов и удалением продуктов реакции и являются самыми простыми из всех реакторных систем. Проточным реакторам часто приписывают другие названия:
- трубчатые реакторы
- реакторы с псевдоожиженным слоем
- реакторы с орошаемым слоем
- барботажная реакторная колонна
- реакторы с кипящим слоем
Однофазный поток в проточных реакторах может быть восходящим или нисходящим. Двухфазный поток может быть сонаправленным восходящим, противонаправленным (жидкость вниз, газ вверх) или, что является наиболее общим случаем, сонаправленным нисходящим.
Проточные реакторы могут иметь одинарную стенку и нагреваться внешним устройством или иметь рубашку для нагрева или охлаждения с циркулирующим в ней жидким теплоносителем. Внешнее обогревающее устройство может быть жестким, трубчатым обогревателем или обогревателем в виде гибкой рубашки. Проточные реакторы используются в различных областях промышленности таких, как:
-
нефтяная отрасль
-
нефтехимия
-
производство полимеров
-
производство катализаторов
-
фармацевтика
-
переработка отходов
-
специальная химия
-
альтернативные источники энергии
Проточные реакторы находят применение в различных процессах таких, как:
- карбонилирование
- дегидрогенизация
- гидрирование
- гидрокрекинг
- гидроформилирование
- окислительное разложение
- частичное окисление
- полимеризация
- реформинг
 |
Проточные реакторы могут быть незаполненными в случае проведения гомогенных процессов или наполненными частицами катализатора, если проходящий в них процесс гетерогенен. Конструкция наполненных реакторов требуют наличия верхних и нижних опор для удерживания частиц катализатора в стационарном состоянии. Самый верхний слой набивки часто состоит из инертного материала и служит секцией предварительного нагрева. Предварительный нагрев также может быть осуществлен с помощью внутреннего спирального канала, чтобы оградить вводимые реагенты от воздействия разогретой стенки в процессе ввода, как показано на рисунке слева. Часто требуется подогнать размер проточного реактора таким образом, чтобы он составлял от 8 до 10 размеров частиц в диаметре и не менее 40 – 50 диаметров частиц в длину. Величина соотношения длины реактора к его диаметру может варьироваться для изучения эффекта загрузки катализатором путем оборудования реактора дополнительной специальной кассетой, предназначенной для изменения этого соотношения. |
Температура обычно контролируется с помощью термопары, расположенной на внешней стенке реактора с внешним обогревом трубки. Подвижная внутренняя термопара часто применяется для наблюдения за температурными изменениями, происходящими при прохождении реакционной массы через реактор.
Для обогрева сосудов компания Parr предлагаем специальное разъемное приспособление. Изоляция, которой снабжены оба конца, предохраняет оба края реактора от нагрева до той же температуры, что и сердцевина реактора. Обогреваемая длина обычно разделяется на одну, две или три отдельные зоны нагрева, хотя ее можно разделить на большее число зон при необходимости.
Мы можем оборудовать реактор как фиксированной внутренней термопарой для каждой зоны нагрева, так и одной единственной подвижной термопарой, которая может измерить температуру в любой точке слоя катализатора. Наружные термопары обычно используются для контроля в каждой зоне нагрева.
Системы подачи газа
Различные способы подачи газа можно установить и управлять ими, используя газораспределяющую панель. Для того чтобы обеспечить постоянную скорость подачи газа в реактор, необходимо установить постоянство давления газа с помощью блока управления массового расхода. Это устройство будет сравнивать действительную скорость потока со скоростью потока, заданную пользователем, и автоматически поддерживать постоянство потока с помощью встроенного клапана. Необходимо быть осторожным при выборе блоков управления под определенный газ, скорость потока и рабочее давление. Блок управления массовым расходом газа требует источника питания и считывающего устройства, а также ввода желаемого значения.
При заказе блока управления массовым расходом газа, Вам необходимо указать:
- Газ, расход которого необходимо измерить (т.е. N2, H2, CH4)
- Максимальное рабочее давление (100 или 300 бар)
- Максимальные пределы скорости потока в куб. см в минуту (куб.см/мин)
- Давление для калибровки инструмента
Блоки управления массовым расходом предлагаются в двух исполнениях: для давления до 1500 psi и для давления до 4500 psi. Использование только блока с предельным давлением до 1500 psi может дать значительную экономию. Также трубчатый реактор может быть оборудован продувочной магистралью. Она, как правило, используется для продувки реактора азотом или гелием, чтобы удалить воздух из системы или для удаления реакционных газов перед открытием реактора в конце процесса. Продувочная магистраль включает в себя запорный клапан, измеряющий клапан и обратный клапан. Запорный клапан может быть автоматизирован при использовании контрольной системы 4871.
Жидкостные измеряющие насосы
Плунжерные насосы высокого давления часто используются для ввода различных жидкостей в реактор, находящийся под давлением, при его функционировании в непрерывном режиме. Для малых скоростей подачи ВЭЖХ насосы, многие из которых обеспечивают давление до 5000 psi. Стандартная скорость подачи для таких насосов колеблется в пределах от 10 до 40 миллилитров в минуту. Насосы пригодны для ручного управления через их цифровую панель управления или для компьютерного управления через блок управления 4871.
В случае если требуется непрерывная подача жидкости со скоростью более 2 литров в час, мы рекомендуем дозирующий насос для химических реагентов. Специалисты компании Parr помогут Вам с выбором. Для этого нам необходимо знать тип жидкости, минимальную (обычно) и максимальную скорость подачи, максимальное рабочее давление в системе и любые особые рабочие условия, такие как взрывоопасность и возможность коррозии.
Регулятор выходного давления
В дополнение к электронному блоку управления массового расхода для подачи газа в реактор, давление в нем сохраняется постоянным благодаря установке регулятора выходного давления выходящего потока реактора. Этот вид регулятора выпускает продукты только в том случае, если давление в реакторе превосходит предварительно установленное пользователем. В случае совместного использования блока управления массового расхода и регулятора выходного давления, пользователь может быть полностью уверен в постоянстве потока газа через реактор, давление внутри которого поддерживается также постоянным. Этот факт обеспечивает наивысшую степень контроля и воспроизводимости для реакторной системы, функционирующей в режиме непрерывности потока.
Холодильники
Часто технологический процесс требует охлаждения продуктов реакции перед их переработкой. Для такого случая мы предлагаем кожухотрубчатый теплообменник, действующий как холодильник. Видоизменение наших стандартных теплообменников обеспечивает превосходный дизайн.
Фазоделитель
Для бесперебойной работы проточные реакторы, функционирующие при в режиме непрерывного потока с газообразными и жидкими продуктами, требуют фазоделителя. Он помещается на выходе из реактора и часто отделяется от реактора холодильником. В таком устройстве пары конденсируются и скапливаются на дне сосуда. Газы и несконденсировавщиеся пары отводятся через верхнюю часть сосуда и пропускаются через регулятор выходного давления. Важно, чтобы регулятор выходного давления пропускал через себя вещества только в газообразном виде. Это предотвращает скачки давления в реакторе.
Размер фазоделителя можно подобрать достаточно большим, чтобы он действовал в качестве приемника жидких продуктов и мог периодически опустошаться вручную. Многие из сосудов высокого давления без перемешивающего устройства, производимые компанией Parr, идеально подходят для использования их в качестве фазоделителей. Сосуды объемом 300, 600, 1000 и 2000 мл являются наиболее общим выбором.
Контроль и система сбора данных
Многие реакторные решения нуждаются в системах управления. Такие аксессуары, как нагреватели, блоки управления массового расхода и насосы могут оснащаться собственными индивидуальными блоками управления, образующими ручную, распределенную систему управления, основанную на наших контроллерах серий 4838 и 4848.
Так как количество каналов, требующих постоянного контроля растет, очень часто факторы экономической целесообразности и удобства вынуждают замену распределенной системы индивидуальных блоков управления на компьютеризированную систему управления процессом модели 4871.
