Reactores tubulares
2023-04-27
Introducción a los reactores tubulares
1.1 Diferencia entre el reactor tubular y el reactor hervidor
(1) Los reactores tubulares son reactores de flujo de empuje plano sin mezcla de retorno, mientras que los reactores hervidores son reactores de flujo completamente mezclado;
(2) El tiempo de residencia del medio en el reactor es más corto en el reactor tubular, mientras que el tiempo de residencia en el reactor de hervidor es inestable;
(3) El reactor del tubo tiene una capacidad más fuerte para disipar el calor de reacción, mientras que el reactor de hervidor tiene una capacidad más pobre para disipar el calor de reacción, y puede equiparse con una chaqueta fuera del reactor del hervidor o con bobinas dentro de la tetera para fortalecer el intercambio de calor;
1.2 Características de los reactores tubulares
1) Tiempos de reacción iguales para todas las partes del reactante en el reactor, la concentración de reactivos y la velocidad de reacción química en cualquier punto del reactor no cambian debido al tiempo
2) Cámara de trabajo estrecha, gran área de superficie específica, estructura de transferencia de calor interna y externa, alta eficiencia de transferencia de calor, especialmente adecuada para reacciones con grandes efectos térmicos
3) Como el reactor tubular es un reactor de flujo de empuje plano, el material que se vuelve a mezclar en el reactor tubular es más pequeño y, en este sentido fluido cuando el flujo es pequeño;
4) Es adecuado tanto para reacciones de gas a gas como para reacciones líquidas a líquidos, que también se pueden llevar a cabo en entornos presurizados, y es igualmente adecuado para materiales altamente viscosos;
5) precisión de control extremadamente alta para el control de tiempo del medio que permanece en el reactor, y también en el funcionamiento del control de temperatura seccional;
6) La gran capacidad por unidad de volumen del reactor tubular lo hace adecuado para una gran producción continua con altas velocidades de reacción;
Tipos de reactores tubulares
2.1 Reactor tubular horizontal
Los reactores horizontales, como la Figura 1, están compuestos de tubos de acero sin costuras y tubos U, que están conectados entre sí por bridas para formar un todo. La estructura es clara y simple, que es propicio para el procesamiento y la fabricación, y también es muy conveniente limpiar el reactor en una etapa posterior, que es propicio para mantener limpio el reactor. Para reacciones de alta presión, el reactor tubular sigue siendo adecuado y requiere una brida de acero liquidada ranurada estándar. Para reacciones de presión más altas, se pueden usar bridas de acero lenticular. Los reactores horizontales son adecuados para reacciones de gas a gas o líquido a líquido.
2.2 Reactores de tubería
Los reactores verticales también se usan más comúnmente en los procesos de producción y están disponibles en una amplia gama de tipos, que se muestran en la Figura 2 como un solo reactor de tubería independiente programada, en la Figura 3 como un reactor de tubo insertado centralmente y en la Figura 4 como un reactor de tubería independiente [ 2].
Los reactores de la tubería son adecuadas para las reacciones líquidas y también pueden realizar reacciones como reacciones de hidrogenación, reacciones de oxidación de fase líquida y reacciones de amonificación de fase líquida.
Imagen
2.3 reactores de bobina
Como su nombre indica, un reactor de tubo enrollado es uno en el que las tuberías están enrolladas, similar a un disco. Esto hace que el reactor del tubo sea compacto y ocupa menos espacio, pero el pequeño espacio entre las tuberías es inconveniente al atender y limpiar las tuberías.
Como se muestra en la Figura 5, las tuberías semicirculares se encuentran en forma de espiral y las tuberías están conectadas entre sí por bridas, dejando un espacio en el medio del reactor de la bobina, superando las dificultades de la instalación y la limpieza inconvenientes.
2.4 reactor de tubas U
El diámetro más grande del reactor de tubo U aumenta el tiempo de residencia del material en el reactor, lo que permite que los reactivos se mezclen más completamente en el reactor y, por lo tanto, se usan para algunas reacciones con velocidades de reacción más lentas.
El reactor de tubas U está equipado con un deflector poroso o un dispositivo de agitación en la tubería para dispersar el material en línea a cizallamiento de alta velocidad para mejorar la eficiencia de la transferencia de masa.
2.5 Reactor tubular paralelo de múltiples tubos
Los reactores tubulares paralelos de múltiples tubos permiten que se realicen reacciones más complejas entre gases y sólidos, por ejemplo, cloruro de hidrógeno y acetileno reaccionando en un reactor paralelo de múltiples tubos, mientras que se coloca un catalizador sólido para reaccionar para producir cloruro de vinilo.
2.6 Reactor de tubo espiral interno
Los reactores de tubo espiral interno tienen las siguientes características:
(1) Adoptar la estructura de transferencia de doble calor dentro y fuera, la estructura de la placa espiral hueca se corta y dispersa el material a medida que pasa, haciendo que el material se mezcle más completamente y se usa junto con la chaqueta exterior, haciendo que el reactor de tubo espiral interno sea más significativo en su capacidad para transferir los efectos de calor;
(2) Para líquidos viscosos con la misma mezcla utilizada, especialmente para reacciones exotérmicas rápidas, calor para mejorar la circulación del medio, como las reacciones de nitrificación;
(3) Adecuado para procesos de reacción en los que los productos sólidos se generan por reacción entre líquidos o entre gases y líquidos.
Fuente: reproducido
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