Что такое проточный реактор?

Проточный реактор - это химический процесс, при котором сырье добавляется в реакционный сосуд, обычно в виде серии трубок, для непрерывного создания продуктов. Это отличается от периодического процесса, где все материалы добавляются и реагируют, затем удаляются и обрабатываются. Реакции потока продолжаются до тех пор, пока сырье добавляется на одном конце, и могут использоваться как для жидкостей, так и для газов.

Конструкция проточного реактора обычно представляет собой серию трубок внутри термостатированной оболочки. Тепло или охлаждающая жидкость могут быть добавлены к оболочке для обеспечения контроля температуры реакции внутри трубок. Реактор может быть сконструирован из металлов, пластмасс или композитов, если это необходимо для предотвращения воздействия на него сырья.

Конструкции труб для проточного реактора могут сильно различаться в зависимости от желаемых реакций. Редко пустые пробирки, потому что смешивание не будет происходить в пустых пробирках; материалы останутся отделенными внутри труб и не вступят в реакцию. Катушки небольших трубок, небольших форм, называемых упаковкой, или внутренних барьеров, называемых перегородками, используются для смешивания реагентов или сырья.

Размещение гибкой трубы внутри проточного реактора может помочь с перемешиванием или теплопередачей. Катушки добавляют расстояние для перемещения химикатов в реакционной секции, обеспечивая больше времени для химического процесса. Нагревательные или охлаждающие жидкости также могут находиться внутри змеевиков, а реагенты снаружи, для лучшего контроля температуры. Размер трубки, который изменяет внутренний диаметр или поперечное сечение, может варьироваться для изменения скоростей потока реагента.

Трубки могут быть заполнены различными материалами в зависимости от того, какие реакции необходимы. Некоторые химические вещества требуют катализатора, материала, который ускоряет реакции, не будучи использованным в процессе. Катализаторы могут быть добавлены в керамические стеклянные шарики или другие материалы и упакованы в пробирки. Некаталитическую насадку также можно использовать для смешивания реагентов, что часто необходимо, если снаружи или внутри труб применяют тепло или охлаждение. Без перемешивания материал, ближайший к стенкам трубки, будет слишком горячим или холодным, что повлияет на качество продукта.

Перегородки могут сильно различаться по конструкции, но все они помогают смешиваться, создавая вихри или завихрения в трубе. Это могут быть слои сетки, установленные в трубах, или канавки, врезанные в стенки труб. Катализаторы также могут быть нанесены на перегородки, обеспечивая контроль реакции в дополнение к перемешиванию.

Конструкция проточного реактора также учитывает скорость реакции химических веществ. Движение химикатов через все пробирки должно быть одинаковым, иначе качество готовой продукции может отличаться от каждой пробирки. Проектирование скоростей потока для получения условий пробкового потока обеспечивает постоянный продукт. Пробковый поток является характеристикой конструкции трубки и регулирования расхода, когда время, которое реагенты проводят в реакторе, одинаково, независимо от того, какая трубка наблюдается.