흐름 반응기 란?

유동 반응기는 원료를 반응 용기, 전형적으로 일련의 튜브에 첨가하여 생성물을 연속적으로 생성하는 화학 공정이다. 이는 모든 재료가 추가 및 반응 된 후 제거 및 처리되는 배치 공정과 다릅니다. 원료가 한쪽 끝에 추가되어 액체와 가스 모두에 사용될 수있는 한 유동 반응이 계속됩니다.

유동 반응기의 설계는 일반적으로 온도 제어 쉘 내부의 일련의 튜브입니다. 튜브 내부의 반응 온도를 제어하기 위해 쉘에 열 또는 냉각제가 첨가 될 수있다. 원자로는 원자재가 공격하는 것을 방지하기 위해 필요에 따라 금속, 플라스틱 또는 복합재로 구성 될 수 있습니다.

흐름 반응기의 튜브 설계는 원하는 반응에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 빈 튜브에서는 혼합이 일어나지 않으므로 튜브가 비어있는 경우는 거의 없습니다. 재료는 튜브 내부에서 분리되어 반응하지 않습니다. 작은 튜브의 코일, 패킹이라고하는 작은 모양 또는 배플이라고하는 내부 장벽은 모두 반응물 또는 원료를 함께 혼합하는 데 사용됩니다.

유동 반응기 내부에 코일 형 튜브를 배치하면 혼합 또는 열 전달에 도움이 될 수 있습니다. 코일은 화학 물질이 반응 섹션에서 이동할 수있는 거리를 추가하여 화학 공정이 발생하는 데 더 많은 시간을 제공합니다. 더 나은 온도 제어를 위해 가열 또는 냉각 액체가 반응물을 외부에두고 코일 내부에있을 수도 있습니다. 내부 직경 또는 단면을 변화시키는 튜브 크기는 반응물 유량을 변화시키기 위해 변화 될 수있다.

필요한 반응에 따라 다양한 재료로 튜브를 포장 할 수 있습니다. 일부 화학 물질에는 공정에 사용되지 않고 반응을 가속화하는 물질 인 촉매가 필요합니다. 촉매는 세라믹 유리 비드 또는 다른 재료에 첨가되어 튜브에 포장 될 수 있습니다. 비 촉매 패킹을 사용하여 반응물을 혼합하는 데 도움을 줄 수 있는데, 이는 튜브 외부에 열 또는 냉각이 적용되는 경우에 종종 필요합니다. 혼합하지 않으면 튜브 벽에 가장 가까운 재료가 너무 뜨겁거나 차가워 져 제품 품질에 영향을줍니다.

배플은 디자인이 크게 다를 수 있지만 튜브 내부에 소용돌이 또는 소용돌이 모양의 소용돌이를 만들어 혼합하는 데 도움이됩니다. 튜브에 설치된 메쉬 층이거나 튜브 벽에 가공 된 홈일 수 있습니다. 촉매는 배플 표면에 코팅되어 혼합 외에도 반응 제어를 제공 할 수 있습니다.

흐름 반응기 설계는 또한 화학 물질의 반응 속도를 고려합니다. 모든 튜브를 통한 화학 물질의 이동은 동일해야합니다. 그렇지 않으면 완제품 품질이 각 튜브와 다를 수 있습니다. 플러그 유량 조건을 얻기위한 유량 설계는 일관된 제품을 보장합니다. 플러그 흐름은 튜브 디자인과 유량 제어의 특성으로, 반응물이 반응기에서 보내는 시간이 관찰되는 튜브에 관계없이 동일합니다.