Uvođenje reaktora za hidrogeniranje

Reakcija reaktora za hidrogenaciju katalizatora obično uključuje trofaznu suspenziju - tekuće ulje, čvrsti katalizator u fazi kaše i mjehuriće vodika kao plinovitu fazu. Budući da postoji niz faznih granica, prijenos mase, a posebno disperzija vodika, vrlo je važan faktor. Sustav miješanja koji se koristi u reaktoru uvelike utječe na koeficijent prijenosa mase prijenosa plin-tekućina.

Vrste sustava miješanja koji se trenutno koriste mogu se podijeliti u dvije široke vrste:

• Promiješane posude

• (Vanjski) reaktori s petljom

Promiješane posude

To su obično batch “ćorsokaci"(tj. bez vanjske recirkulacije vodika) reaktorima.

U prošlosti su se često koristili recirkulacijski reaktori gdje se vodik reciklirao izvan reaktora. Ova vrsta više nije u širokoj upotrebi.

Glavne razlike između mrtvih reaktora s miješanjem obično su u tome koja se vrsta rotora koristi i kako se povećava uvlačenje vodika iz gornjeg prostora.

Glavne vrste mogu se kategorizirati na sljedeći način:

Rotor turbine s ravnom lopaticom (Rushton):

Ovo je najčešći tip rotora koji se koristi. Obično ima 6 oštrica, iako taj broj može varirati - pričvršćen je za disk na rotirajućoj osovini. Stvara radijalne uzorke protoka. Raspršivač vodika često ima oblik prstena odmah ispod impelera. Ovo je vjerojatno najčešći rotor u reaktorima za jestivo ulje (posebno starijima), ali nipošto nije idealan za disperziju vodika u ulju.

CD-6/BT-6 rotor (Chemineer):

Ovo je poboljšanje u odnosu na prethodni rotor s višim koeficijentima prijenosa mase i manjom vjerojatnošću kavitacije. U nastavku se nalaze neke informacije o CD-6 i BT-6 s web stranice Chemineer.

Aksijalni rotor (Lightnin):

Dok prethodna dva rotora imaju radijalni uzorak miješanja, aksijalni uzorak miješanja daju A315 (prema dolje) i A340 (gore) pumpni rotori iz Lightnina. Proizvođači tvrde da ovo ima bolju indukciju vodika iz gornjeg prostora i daje bolju disperziju vodika u donjoj polovici reaktora.

Prijenos vodika preko osovine (Ekato):

Ova tehnologija raspršuje vodik tako što ga usisava iz prostora glave i propušta kroz osovinu. Vodik se tada ponovno raspršuje u tekućini ispod površine tekućine. Ova tehnologija je prikladna za ugradnju u postojeći reaktor.

Napredni plinski reaktor (Praxair):

Ovo se može smatrati vrstom “loopa"reaktor, iako je vodikova petlja unutar reaktora. Spiralni vijčani rotor koji pumpa prema dolje unutar “sleeve.tube uvlači vodik iz gornjeg prostora i tjera ga na dno reaktora odakle recirkulira prema gore na drugoj strani cijevi. Daje visoku stopu prijenosa mase vodika u ulje.

Reaktori s petljom

Ove tehnologije uključuju vanjsku cirkulaciju neizreagiranog vodika i/ili ulja. Grijanje/hlađenje kaše ulja i katalizatora također se vrši izvana.

BUSS Loop Reactor:

Reaktor miješa suspenziju ulja i katalizatora i vodik u režimu visokog smicanja u Venturijevom mlazu za miješanje. Suspenzija uljnog katalizatora cirkulira kroz vanjski izmjenjivač topline i tjera se kroz Venturi mikser na vrhu reaktora. Efekt usisavanja ovdje uvlači svježi vodik.

Ovaj tip reaktora je povoljan kada se pojave visoki tlakovi, temperature i brzine reakcije. Daje veći koeficijent prijenosa mase, a činjenica da u reaktoru nema grijaćih spirala je prednost.

Nedostaci ovog sustava su veći kapitalni i operativni troškovi (više energije - 5kW/m _ koristi se za raspršivanje vodika u tekućini nego kod tradicionalnih posuda s miješanjem gdje je potrebna energija obično 2 - 3 kW/m°)

Ostali tipovi reaktora: Također postoje kontinuirani reaktor s fiksnim slojem i kontinuirani reaktor s muljnom fazom koji se koristi u industriji jestivog ulja. Međutim, kontinuirani reaktori stvarno postaju održivi samo kada postoji velika proizvodnja jednog proizvoda.