Zavedenie hydrogenačného reaktora

Reakcia reaktora na hydrogenáciu katalyzátora zvyčajne zahŕňa trojfázovú suspenziu - kvapalný olej, pevný katalyzátor v suspenzii a bublinky vodíka ako plynnú fázu. Keďže existuje množstvo fázových rozhraní, prenos hmoty a najmä disperzia vodíka je veľmi dôležitým faktorom. Miešací systém, ktorý sa používa v reaktore, výrazne ovplyvňuje koeficient prenosu hmoty prenosu plynu a kvapaliny.

V súčasnosti používané typy miešacích systémov možno rozdeliť do dvoch širokých typov:

• Miešané nádoby

• (Externé) Slučkové reaktory

Miešané nádoby

Zvyčajne ide o dávku “dead-end"(t. j. žiadna vonkajšia recirkulácia vodíka) reaktory.

V minulosti sa často používali recirkulačné reaktory, kde sa vodík recykloval externe z reaktora. Tento typ sa už veľmi nepoužíva.

Hlavné rozdiely medzi reaktormi s miešaním na mŕtvom konci sú zvyčajne v tom, aký typ obežného kolesa sa používa a ako sa zvyšuje strhávanie vodíka z horného priestoru.

Hlavné typy možno rozdeliť do nasledujúcich kategórií:

Obežné koleso turbíny s plochými lopatkami (Rushton):

Toto je najbežnejší typ obežného kolesa, ktorý sa používa. Zvyčajne má 6 čepelí, hoci tento počet sa môže líšiť priskrutkovaním na kotúč na otočnom hriadeli. Vytvára radiálne vzory prúdenia. Rozprašovač vodíka je pomerne často vo forme prstenca tesne pod obežným kolesom. Toto je pravdepodobne najbežnejšie obežné koleso v reaktoroch na jedlý olej (najmä starších), ale v žiadnom prípade nie je ideálne na rozptýlenie vodíka v oleji.

Obežné koleso CD-6/BT-6 (Chemineer):

Ide o vylepšenie predchádzajúceho obežného kolesa s vyššími koeficientmi prenosu hmoty a nižšou pravdepodobnosťou kavitácie. Nižšie sú uvedené niektoré informácie o CD-6 a BT-6 z webovej stránky Chemineer.

Axiálne obežné koleso (Lightnin):

Zatiaľ čo predchádzajúce dve obežné kolesá majú radiálne vzory miešania, axiálny vzor miešania je daný čerpacími obežnými kolesami A315 (nadol) a A340 (nahor) od spoločnosti Lightnin. Výrobcovia tvrdia, že to má lepšiu indukciu vodíka z priestoru nad hlavou a poskytuje lepšiu disperziu vodíka v spodnej polovici reaktora.

Doprava vodíka cez hriadeľ (Ekato):

Táto technológia rozptyľuje vodík jeho nasávaním z priestoru hlavy a jeho prechodom cez hriadeľ. Vodík je potom dispergovaný v kvapaline opäť pod povrchom kvapaliny. Táto technológia je vhodná na inštaláciu do existujúceho reaktora.

Pokročilý plynový reaktor (Praxair):

Toto by sa dalo považovať za typ “loop"reaktor, hoci vodíková slučka je vo vnútri reaktora. Nadol čerpajúce špirálové skrutkové obežné koleso v trubici “ vťahuje vodík z horného priestoru a tlačí ho na spodok reaktora, odkiaľ recirkuluje nahor na druhej strane trubice. Poskytuje vysokú rýchlosť prenosu hmoty vodíka do oleja.

Slučkové reaktory

Tieto technológie zahŕňajú vonkajšiu cirkuláciu nezreagovaného vodíka a/alebo ropy. Ohrev/chladenie suspenzie olejového katalyzátora sa tiež vykonáva externe.

BUSS slučkový reaktor:

V reaktore sa mieša olejovo-katalyzátorová suspenzia a vodík vo vysokom strihovom režime vo Venturiho miešacej tryske. Kaša olejového katalyzátora cirkuluje cez externý výmenník tepla a pretláča sa cez Venturiho mixér v hornej časti reaktora. Sací efekt tu nasáva čerstvý vodík.

Tento typ reaktora je výhodný, keď sa vyskytujú vysoké tlaky, teploty a reakčné rýchlosti. Poskytuje vyšší koeficient prestupu hmoty a výhodou je skutočnosť, že v reaktore nie sú žiadne vykurovacie hady.

Nevýhodou tohto systému sú vyššie investičné a prevádzkové náklady (na rozptýlenie vodíka v kvapaline sa spotrebuje viac energie - 5 kW/m _ ako v tradičných miešaných nádobách, kde je energetická potreba typicky 2 - 3 kW/m°)

Ďalšie typy reaktorov: V priemysle jedlých olejov sa tiež používajú kontinuálne reaktory s pevným lôžkom a kontinuálne reaktory v suspenznej fáze. Kontinuálne reaktory sa však skutočne stanú životaschopnými len vtedy, keď dôjde k veľkej produkcii jedného produktu.