Reattori tubolari

Introduzione ai reattori tubulari
1.1 Differenza tra reattore tubolare e reattore bollitore

(1) i reattori tubulari sono reattori a flusso di spinta piatti senza miscelazione di ritorno, mentre i reattori del bollitore sono reattori a flusso completamente miscelato;

(2) il tempo di permanenza del mezzo nel reattore è più corto nel reattore tubolare, mentre il tempo di permanenza nel reattore del bollitore è instabile;

(3) Il reattore del tubo ha una più forte capacità di dissipare il calore di reazione, mentre il reattore del bollitore ha una più scarsa capacità di dissipare il calore di reazione e può essere equipaggiato con una giacca fuori dal reattore del bollitore o con bobine all'interno del bollitore per rafforzare lo scambio di calore;

1.2 Caratteristiche dei reattori tubolari

1) Tempi di reazione uguali per tutte le parti del reagente nel reattore, la concentrazione di reagenti e la velocità di reazione chimica in qualsiasi momento del reattore non cambiano a causa del tempo

2) Camera di lavoro stretta, ampia superficie specifica, struttura di trasferimento di calore interno ed esterno, alta efficienza di trasferimento di calore, particolarmente adatto per le reazioni con grandi effetti termici

3) Poiché il reattore tubulare è un reattore a flusso di spinta piatto, il materiale che riesamina nel reattore tubulare è più piccolo e, a questo proposito, ha un vantaggio rispetto al reattore del bollitore in quanto il fluido nel reattore tubolare può essere visto come un ideale fluido quando il flusso è piccolo;

4) È adatto sia per reazioni gas-gas che per reazioni da liquido a liquido, che possono anche essere eseguite in ambienti pressurizzati ed è ugualmente adatto a materiali altamente viscosi;

5) precisione di controllo estremamente elevato per il controllo del tempo del mezzo che rimane nel reattore e anche il funzionamento del controllo della temperatura sezionale;

6) la grande capacità per unità di volume del reattore tubulare lo rende adatto a una grande produzione continua con alti tassi di reazione;

Tipi di reattori tubolari

2.1 Reattore tubolare orizzontale

I reattori orizzontali come la Figura 1 sono composti da tubi in acciaio e tubi a U senza soluzione di continuità, che sono collegati tra loro da flange per formare un insieme. La struttura è chiara e semplice, il che è favorevole alla lavorazione e alla produzione, ed è anche molto conveniente pulire il reattore in una fase successiva, il che è favorevole a mantenere pulito il reattore. Per le reazioni ad alta pressione, il reattore tubolare è ancora adatto e richiede una flangia di acciaio a calcio di testa a calo standard. Per reazioni di pressione più elevate, è possibile utilizzare flange di acciaio lenticolare. I reattori orizzontali sono adatti per reazioni gas-gas o liquido-liquido.

2.2 Reattori di supporto
I reattori verticali sono anche più comunemente usati nei processi di produzione e sono disponibili in una vasta gamma di tipi, mostrati nella Figura 2 come un singolo reattore a tubo di supporto programmato, nella Figura 3 come reattore a tubo inserito centralmente e nella Figura 4 come reattore a marmellata [ 2].

I reattori di supporto sono adatti per reazioni liquide e possono anche eseguire reazioni come reazioni di idrogenazione, reazioni di ossidazione della fase liquida e reazioni di ammonificazione della fase liquida.

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2.3 reattori a bobina

Come suggerisce il nome, un reattore a tubo a spirale è uno in cui i tubi sono arrotolati insieme, simili a un disco. Ciò rende compatto il reattore del tubo e occupa meno spazio, ma il piccolo divario tra i tubi è scomodo durante la manutenzione e la pulizia dei tubi.

Come mostrato nella Figura 5, i tubi semicircolari si incontrano a forma di spirale e i tubi sono collegati tra loro da flange, lasciando uno spazio nel mezzo del reattore della bobina, superando le difficoltà dell'installazione e della pulizia scomodi.


2.4 Reattore a U-tubo

Il diametro maggiore del reattore a tubo a U aumenta il tempo di permanenza del materiale nel reattore, consentendo ai reagenti di essere miscelati più completamente nel reattore e quindi utilizzato per alcune reazioni con velocità di reazione più lenti.

Il reattore a U-tube è dotato di un deflettore poroso o di un dispositivo di agitazione nel tubo per disperdere il materiale in linea a taglio ad alta velocità per migliorare l'efficienza del trasferimento di massa.

2.5 reattore tubolare parallelo multi-tubo

I reattori tubulari paralleli multi-tubo consentono di eseguire reazioni più complesse tra gas e solidi, ad esempio gas cloruro di idrogeno e acetilene che reagiscono in un reattore parallelo multi-tubo mentre un catalizzatore solido viene posizionato per reagire per produrre vinile cloruro.

2.6 Reattore a tubo a spirale interno

I reattori a tubo a spirale interni hanno le seguenti caratteristiche:

(1) Adottare la doppia struttura di trasferimento di calore all'interno e all'esterno, la struttura a spirale cavata taglio e disperde il materiale mentre passa attraverso, rendendo il materiale miscelare più pienamente e usato insieme alla giacca esterna, rendendo più il reattore del tubo a spirale interno significativo nella sua capacità di trasferire gli effetti termici;

(2) per i liquidi viscosi con la stessa miscela utilizzata, in particolare per le reazioni esotermiche rapide, il calore per migliorare la circolazione del mezzo, come le reazioni di nitrificazione;

(3) Adatto ai processi di reazione in cui i prodotti solidi sono generati dalla reazione tra liquidi o tra gas e liquidi.
Fonte: riprodotto
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