Indførelsen af ​​hydrogeneringsreaktor

Katalysatorhydrogeneringsreaktorreaktionen involverer sædvanligvis en trefaset opslæmning - den flydende olie, den faste katalysator i opslæmningsfase og hydrogenboblerne som gasfase. Da der er en række fasegrænser, er masseoverførslen, og især hydrogendispersionen, en meget vigtig faktor. Blandesystemet, der anvendes i reaktoren, har stor indflydelse på masseoverførselskoefficienten for gas-væskeoverførslen.

De typer af blandesystemer, der i øjeblikket er i brug, kan opdeles i to brede typer:

• Omrørte kar

• (Ekstern) Loop-reaktorer

Omrørte kar

Disse er normalt batch “dead-end"(dvs. ingen ekstern recirkulation af brint)reaktorer.

Tidligere blev der ofte brugt recirkulationsreaktorer, hvor brinten blev recirkuleret eksternt fra reaktoren. Denne type er ikke længere udbredt.

De væsentligste forskelle mellem reaktorer med omrøring i blindgyder er normalt, hvilken type pumpehjul der bruges, og hvordan medbringelsen af ​​brint fra hovedrummet forbedres.

Hovedtyperne kan kategoriseres som følger:

Fladblads turbinehjul (Rushton):

Dette er den mest almindelige type pumpehjul i brug. Den har normalt 6 blade, selvom dette antal kan variere boltet til en skive på en roterende aksel. Det genererer radiale strømningsmønstre. Brintsprederen er ret ofte ringformen lige under pumpehjulet. Dette er sandsynligvis det mest almindelige pumpehjul i spiselige oliereaktorer (især ældre), men det er på ingen måde den ideelle til dispergering af brinten i olien.

CD-6/BT-6 pumpehjul (Chemineer):

Dette er en forbedring i forhold til det tidligere pumpehjul med højere masseoverførselskoefficienter og lavere sandsynlighed for kavitation. Der er nogle oplysninger nedenfor på CD-6 og BT-6 fra Chemineers hjemmeside.

Aksialhjul (Lightnin):

Mens de foregående to pumpehjul har radiale blandemønstre, er et aksialt blandingsmønster givet af A315 (nedadgående) og A340 (opadgående) pumpehjul fra Lightnin. Producenterne hævder, at dette har bedre brintinduktion fra headspace og giver bedre brintspredning i den nederste halvdel af denne.

Brinttransport via aksel (Ekato):

Denne teknologi spreder brinten ved at suge det fra hovedrummet og føre det gennem skaftet. Brinten dispergeres derefter i væsken igen under væskeoverfladen. Denne teknologi er velegnet til installation i en eksisterende reaktor.

Avanceret gasreaktor (Praxair):

Dette kunne betragtes som en type “loop"reaktoren, selvom brintsløjfen er inde i reaktoren. Et nedad pumpende spiralformet skruehjul i et “sleeve.tube trækker brint ind fra headspace og tvinger det til bunden af ​​denne, hvorfra det recirkulerer opad på den anden side af røret. Det giver en høj masseoverførselshastighed af brint til olie.

Loop reaktorer

Disse teknologier involverer ekstern cirkulation af uomsat brint og/eller olie. Opvarmningen/afkølingen af ​​oliekatalysatoropslæmningen sker også eksternt.

BUSS loop-reaktor:

Reaktoren blander oliekatalysatoropslæmningen og hydrogenet i et højforskydningsregime i en Venturi-blandingsstråle. Oliekatalysatoropslæmningen cirkuleres gennem en ekstern varmeveksler og tvinges gennem en Venturi-blander i toppen af ​​reaktoren. Sugeeffekten trækker her frisk brint ind.

Denne type reaktor er fordelagtig, når der forekommer høje tryk, temperaturer og reaktionshastigheder. Det giver en højere masseoverførselskoefficient, og det er en fordel, at der ikke er varmespiraler i reaktoren.

Ulemperne ved dette system er de højere kapital- og driftsomkostninger (mere energi - 5kW/m _ bruges til at sprede brinten i væsken end intraditionelle omrørte beholdere, hvor energibehovet typisk er 2 - 3 kW/m°)

Andre reaktortyper: Der er også fast leje kontinuerlige og opslæmningsfase kontinuerlige reaktorer, der anvendes i spiseolieindustrien. Kontinuerlige reaktorer bliver dog først for alvor levedygtige, når der er en stor produktion af et enkelt produkt.