Zavedení hydrogenačního reaktoru

Reakce katalyzátorového hydrogenačního reaktoru obvykle zahrnuje třífázovou suspenzi - kapalný olej, pevný katalyzátor v suspenzní fázi a vodíkové bubliny jako plynnou fázi. Vzhledem k tomu, že existuje řada fázových hranic, je přenos hmoty a zejména disperze vodíku velmi důležitým faktorem. Míchací systém, který je v reaktoru použit, značně ovlivňuje koeficient přenosu hmoty přenosu plynu a kapaliny.

Typy míchacích systémů, které se v současnosti používají, lze rozdělit do dvou širokých typů:

• Míchané nádoby

• (Externí) Smyčkové reaktory

Míchané nádoby

Obvykle se jedná o dávkové “dead-end"(tj. žádná vnější recirkulace vodíku) reaktory.

V minulosti se často používaly recirkulační reaktory, kde byl vodík recyklován externě z reaktoru. Tento typ se již příliš nepoužívá.

Hlavní rozdíly mezi míchanými reaktory s mrtvým koncem jsou obvykle v tom, jaký typ oběžného kola je použit a jak je zvýšeno strhávání vodíku z prostoru nad hlavou.

Hlavní typy lze rozdělit do následujících kategorií:

Oběžné kolo turbíny s plochou lopatkou (Rushton):

Toto je nejběžnější používaný typ oběžného kola. Obvykle má 6 čepelí, i když se tento počet může lišit přišroubováním na kotouč na rotující hřídeli. Generuje radiální proudění. Rozprašovač vodíku je poměrně často ve formě prstence těsně pod oběžným kolem. Toto je pravděpodobně nejběžnější oběžné kolo v reaktorech na jedlý olej (zejména starších), ale v žádném případě není ideální pro rozptýlení vodíku v oleji.

Oběžné kolo CD-6/BT-6 (Chemineer):

Jedná se o vylepšení předchozího oběžného kola s vyššími koeficienty přenosu hmoty a nižší pravděpodobností kavitace. Níže jsou uvedeny některé informace o CD-6 a BT-6 z webu Chemineer.

Axiální oběžné kolo (Lightnin):

Zatímco předchozí dvě oběžná kola mají radiální směšovací vzory, axiální směšovací vzor je dán čerpacími oběžnými koly A315 (směrem dolů) a A340 (směrem nahoru) od společnosti Lightnin. Výrobci tvrdí, že to má lepší indukci vodíku z prostoru nad hlavou a poskytuje lepší disperzi vodíku ve spodní polovině reaktoru.

Přeprava vodíku přes hřídel (Ekato):

Tato technologie rozptyluje vodík jeho nasáváním z prostoru hlavy a průchodem hřídelí. Vodík je poté v kapalině opět rozptýlen pod povrchem kapaliny. Tato technologie je vhodná pro instalaci do stávajícího reaktoru.

Pokročilý plynový reaktor (Praxair):

To by mohlo být považováno za typ “loop"reaktor, ačkoliv vodíková smyčka je uvnitř reaktoru. Dolů čerpající spirálové šroubové oběžné kolo v “rukávce.trubice vtahuje vodík z horního prostoru a tlačí ho na dno reaktoru, odkud recirkuluje nahoru na druhé straně trubky. Poskytuje vysokou rychlost přenosu hmoty vodíku do oleje.

Smyčkové reaktory

Tyto technologie zahrnují vnější cirkulaci nezreagovaného vodíku a/nebo ropy. Zahřívání/chlazení suspenze olejového katalyzátoru se také provádí externě.

BUSS smyčkový reaktor:

Reaktor mísí suspenzi olej-katalyzátor a vodík v režimu vysokého střihu ve Venturiho směšovací trysce. Suspenze olejového katalyzátoru cirkuluje přes externí tepelný výměník a protlačuje Venturiho mixérem v horní části reaktoru. Sací efekt zde nasává čerstvý vodík.

Tento typ reaktoru je výhodný při vysokých tlacích, teplotách a reakčních rychlostech. Poskytuje vyšší koeficient přestupu hmoty a výhodou je skutečnost, že v reaktoru nejsou žádné topné spirály.

Nevýhodou tohoto systému jsou vyšší investiční a provozní náklady (pro rozptýlení vodíku v kapalině se spotřebuje více energie - 5 kW/m _ než tradiční míchané nádoby, kde je energetická náročnost typicky 2 - 3 kW/m°)

Další typy reaktorů: Existují také kontinuální reaktory s pevným ložem a kontinuální reaktory v suspenzní fázi používané v průmyslu jedlých olejů. Kontinuální reaktory se však skutečně stanou životaschopnými pouze tehdy, když dojde k velké produkci jediného produktu.