प्रवाह रसायन रिएक्टर क्या है? सिद्धांत, प्रकार और अनुप्रयोग

मूल प्रश्न का उत्तरःप्रवाह रसायन रिएक्टर क्या है, और निरंतर प्रसंस्करण पारंपरिक बैच विनिर्माण से बेहतर कैसे है?एक प्रवाह रसायन रिएक्टर एक निरंतर प्रसंस्करण प्रणाली है जिसमें अभिकर्मकों को इंजीनियर चैनलों या पात्रों के माध्यम से पंप किया जाता है जहां वे मिश्रण, प्रतिक्रिया,और लोड किए जाने के बजाय एक निर्बाध धारा में बुझ जाते हैंमिमी में मापे जाने वाले आंतरिक चैनल के आयामों के साथ, माइक्रो रिएक्टर 10,000 m2/m3 तक के सतह-से-मात्रा अनुपात को प्राप्त करते हैं, जो लगभग तत्काल गर्मी हटाने का उत्पादन करते हैं,सेकंड में मापा गया निवास समय का सटीक नियंत्रण, और खतरनाक रसायनों के लिए नाटकीय सुरक्षा लाभ।

1प्रवाह रसायन रिएक्टरों के मुख्य परिचालन सिद्धांत

निरंतर प्रवाह रसायन विज्ञान द्रव-गतिशीलता और गतिज सिद्धांतों पर काम करता है जो कि बैच प्रसंस्करण से अलग हैः

·स्थिर अवस्था में रहने का समय:प्रतिक्रिया क्षेत्र के अंदर एक अणु के रहने का समय रिएक्टर की मात्रा से विभाजित प्रवाह दर से निर्धारित होता है।सटीक निवास समय वितरण (RTD) नियंत्रण सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक अणु समान प्रतिक्रिया परिस्थितियों का अनुभव करता है, चयनात्मकता और बैच-टू-बैच स्थिरता को बढ़ाता है।

·तीव्र ताप और द्रव्यमान हस्तांतरण:सूक्ष्म-चैनल और ट्यूबलर ज्यामिति प्रति इकाई आयतन विशाल गर्मी हस्तांतरण सतह प्रदान करती है,हिंसक रूप से एक्सोथर्मिक प्रतिक्रियाओं को भी आइसोथर्मल रूप से दूर करना और गर्म बिंदुओं को समाप्त करना जो उत्पादों को खराब करते हैं या बैच जहाजों में भागने का कारण बनते हैं.

·कम खतरनाक सूचीःचूंकि केवल मिलीलीटर प्रतिक्रियाशील मिश्रण किसी भी क्षण में रिएक्टर के अंदर मौजूद है, एक थर्मल रनवे या रिसाव के परिणाम एक हलचल बैच कंटेनर की तुलना में परिमाण के आदेशों से कम हो जाते हैं,स्केल अप के लिए बहुत खतरनाक माना जाने वाला रसायन खोलना.

2मुख्य प्रकार के प्रवाह रसायन रिएक्टर

प्रवाह प्लेटफार्मों का चयन प्रतिक्रिया चरण, गतिशीलता और थ्रूपुट आवश्यकताओं के आधार पर किया जाता हैः

·माइक्रो रिएक्टर (चिप रिएक्टर):ग्लास या स्टेनलेस स्टील के चिप्स के साथ उप-मिलीमीटर चैनलों और स्थैतिक micromixers वे मिश्रण और तेजी से, exothermic,या मार्ग खोज और खतरनाक मध्यवर्ती पदार्थों में बहु-चरण प्रतिक्रियाएं.

·ट्यूबलर फ्लो रिएक्टर (पीएफआर):रोल्ड या सीधी नली मिमी से लेकर इंच तक व्यास में होती है, जहां रिएक्टेंट्स न्यूनतम बैक-मिशिंग के साथ एक प्लग के रूप में बहते हैं।नियंत्रित जोखिम समय की आवश्यकता वाले गैस-तरल और फोटोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के लिए आदर्श.

·सीएसटीआर कैस्केडःसीरीज से जुड़े निरंतर घुमावदार पात्र जो स्लरी और धीमी प्रतिक्रियाओं को संभालने के दौरान प्लग प्रवाह का अनुमान लगाते हैं।3×6 उत्तेजित कोशिकाओं के कैस्केड पॉलीमराइजेशन और क्रिस्टलाइजेशन चरणों के लिए काम के घोड़े हैं जो चिप रिएक्टरों को बंद करते हैं.

फ्लो केमिस्ट्री रिएक्टर टेक्नोलॉजीज तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: प्रवाह रसायन रिएक्टर और बैच रिएक्टर में मुख्य अंतर क्या है?

उत्तर: बैच रिएक्टर सभी रिएक्टेंट्स को लोड करता है, उन्हें एक निश्चित समय के लिए प्रतिक्रिया करता है, और फिर डिस्चार्ज करता है। एक प्रवाह रिएक्टर लगातार रिएक्टेंट्स को प्रतिक्रिया क्षेत्र के माध्यम से खिलाता है और एक साथ उत्पाद निकालता है,स्थिर अवस्था में केवल एक छोटी प्रतिक्रियाशील मात्रा रखते हुए.

प्रश्न: प्रवाह रिएक्टरों को बैच रिएक्टरों की तुलना में अधिक सुरक्षित क्यों माना जाता है?

उत्तर: एक प्रवाह रिएक्टर के अंदर प्रतिक्रियाशील सूची आम तौर पर मिलीलीटर के बजाय घन मीटर है,और उच्च सतह-से-मात्रा अनुपात लगभग तुरंत exothermic गर्मी को हटा देता है, तो एक थर्मल भागने विनाशकारी के बजाय शारीरिक रूप से प्रतिबंधित है.

प्रश्न: प्रवाह रसायन विज्ञान से किस उद्योग को सबसे अधिक लाभ होता है?

एः दवा कंपनियां सक्रिय तत्व संश्लेषण और खतरनाक चरणों जैसे नाइट्रेशन और एसिड रसायन के लिए प्रवाह रिएक्टरों का उपयोग करती हैं;ठीक रसायन और कृषि रसायन उत्पादकों उच्च तापमान और उच्च दबाव परिवर्तन के लिए उन्हें लागू करते हैं.

प्रश्न: प्रवाह रिएक्टरों को उत्पादन थ्रूपुट तक कैसे बढ़ाया जाता है?

ए: एक विशाल चैनल बनाने के बजाय,निर्माता कई समान चैनलों को समानांतर में चलाते हैं_ एक रणनीति जिसे नंबरिंग-अप कहा जाता है_ जो छोटे पैमाने पर मान्य सटीक गर्मी हस्तांतरण और मिश्रण प्रदर्शन को संरक्षित करता है.