Химический реактор – специальное оборудование, которое обеспечивает реакции от микроскопических доз (несколько миллилитров) до многих кубометров. Существуют различные технологические требования, реакции протекают с разной интенсивностью.
Виды химических реакторов
Реакторы для систем
- гомогенных;
- вегетогенных.
Давление также может колебаться от высокого, до - низкого и среднего.
Базовые факторы
Подобная техника несет потенциальную опасность, определяется факторами:
- Пожарные и взрывоопасные характеристики рабочих компонентов.
- Особенностями реакционной среды (катализаторы).
- Режимными характеристиками (температура, давление, концентрация, динамика)
- Конструктивными спецификациями.
Информация содержится в пояснительных приложениях при описании работы проекта, а также технологическом регламенте.
Во время протекания химических реакций выделяется часто большое количество тепла и горючих соединений. Реагенты могут быть взрывоопасными, они также имеют высокий уровень горючести и представляют высокую пожарную опасность.
Пример:
- Минеральные масла (АМТ-300, мобильтерм-600).
- Органические теплоносители (дифенильная смесь, глицерин, этиленгликоль).
- Опасны также хладагенты: этан, пропилен, аммиак.
Все процессы протекают при использовании катализаторов:
- Металлы.
- Соли.
- Кислоты.
- Щелочи.
- Металлоорганические субстанции.
- Перекиси.
- Диазо-соединения. и т.п.
Некоторые составы способны воспламеняться при контакте с воздухом или водой. При работе с химическими реакторами эти факторы непременно учитываются.
Классификация химических реакторов
Анализируя конструкцию различных агрегатов, которые функционируют в химической отрасли, сделать можно однозначный вывод. В химических реакторах протекают с разной степенью интенсивности процессы:
- Гидро.
- Динамические.
- Тепловые.
- Диффузионные.
Все они необходимы, чтобы происходили необходимые химические трансформации различных веществ. Особенности конструкции также обуславливаются уровнем химических реакций:
- Мешалки.
- Тепловые обменники.
- Контактные устройства.
Все агрегаты состоят из определённых блоков разной конструкции, они являются вспомогательными средствами для поддержания химических реакций, которые происходящих в емкостях химических реакторов. Реакционное оборудование разделяется по различным критериям:
- Гидродинамический.
- Тепловой.
- Физический.
Химические реакции протекают при разных температурных режимах, которые могут быть:
- Полунепрерывные.
- Периодические.
- Непрерывные.
Любой подобный реактор создает новый продукт из заданных компонентов, при этом соблюдаются условия:
- Стабильность проведения технологических процессов.
- Сохранение высоких энергетических параметров.
- Невысокая цена.
- Простота эксплуатации и обслуживания.
Существует две базовые конструкции реакторов, обеспечивающих:
- Идеальное смешение.
- Оптимальное вытеснение.
Компактные агрегаты (до 10 литров) применяются в различных лабораториях, тестовых установках. Реакторы, обладающие объёмом до 100 литров, функционируют в промышленностях:
- Фармацевтической.
- Нефтегазовой.
- Целлюлозной.
- Парфюмерной – косметической. и т.п.
Также химические реакторы различаются по характеристикам:
- Метод организации технологии.
- Гидродинамическими показателями (динамика среды).
- Тепловыми характеристиками.
- Состоянию исходных материалов
- Конструктивными спецификами.
По параметрам гидравлического вытеснения приборы могут быть:
- 100% вытеснения и смешения.
- Промежуточные варианты.
По тепловым показателям различаются агрегаты:
- Изотермические.
- Адиабатические.
- Управляемыми тепловыми характеристиками (с помощью специального софта).
Реакционное оборудование делится по группам:
- Камеры.
- Колонны.
- Теплообменники.
- Печи.
При этом фазовые состояния могут быть: гомогенные и гетерогенные.
Самыми важными параметрами, которые характеризуют реакторы:
- Первоначальное состояние сырья (агрегатное состояние, химические характеристики).
- Температурный режим.
- Уровень давления.
- Скорость протекания реакции и динамика теплообмена.
- Перемешивание субстанций.
- Простота монтажа.
- Стоимость.
- Доступность комплектующих и т.п.