Cos'è un reattore?

Cos'è un reattore?

Rispondendo alla domanda fondamentale:Cos'è un recipiente a reazione e in che modo differisce da un recipiente a pressione standard?A reactor vessel is an ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) Section VIII-compliant pressure container specifically engineered to safely contain and sustain chemical reactions under controlled temperatureA differenza di un semplice serbatoio di stoccaggio, un serbatoio a reattore integra ugelli di processo per l'alimentazione del reagente e lo scarico del prodotto, il montaggio dell'agitatore per la miscelazione,con una lunghezza massima non superiore a 50 mm,, e porte di strumentazione per la misurazione della temperatura, della pressione e del livello, tutte progettate per mantenere l'integrità strutturale sotto carichi termici e di pressione ciclici a pressioni di progettazione da 0.1 a 20 MPa e temperature da -196 a +450°C.

1Principi fondamentali di progettazione dei reattori

• Conformità alla sezione VIII ASME:b. "tecnologia" per l'elaborazione, la produzione e l'uso di sistemi di accensione e di accensione, compresi i sistemi di accensione e di accensione;la progettazione deve soddisfare la pressione di lavoro massima ammissibile (MAWP) alla temperatura di progettazione coincidente, con spessore della parete calcolato come t = (P*R)/(S*E - 0,6*P) secondo la formula del codice, incorporando l'efficienza delle giunture di saldatura E e la tolleranza alla corrosione.
• Geometria della testa e della conchiglia:I reattori standard utilizzano teste ellittiche 2:1 per pressioni fino a 10 MPa (più convenienti), teste torisferiche (Kloepper) per pressioni moderate,con una larghezza massima di 20 mm o più, ma non superiore a 30 mm,, riducendo la concentrazione di tensione alla giunzione con la conchiglia.
• Caricamento e rinforzo dell'ugello:Gli ugelli di processo per l'alimentazione, lo scarico, la strumentazione e la ventilazione creano aperture che indeboliscono la parete del vaso; il rinforzo è fornito secondo ASME UG-37 utilizzando il metodo di sostituzione della superficie,garantire che l'area metallica rimossa sia compensata dall'eccesso di spessore della parete nella conchiglia, collo dell'ugello e pad di rinforzo entro i limiti di rinforzo.

2Principali tipi di reattori

• Reattore a reazione agitata:Dispone di una giacca a tubo intero o a mezzo saldata alla superficie esterna del guscio per la circolazione del fluido di trasferimento del calore; la configurazione più comune per la lavorazione chimica e farmaceutica a lotti,con volumi di recipienti da 100 a 20L'impianto è dotato di un sistema di accumulo di calore e di aree di trasferimento di calore da 1 a 30 m2 per eliminare carichi di calore esotermici da 10 a 100 kW/m3.
• Reattore rivestito:"Fabbricazione" di "materiali" per la "produzione" di "materiali" specifici per la "produzione" di "materiali" specifici per la "produzione" di "materiali" specifici per la "produzione" di "materiali".fornisce la resistenza dell'acciaio al carbonio a un costo 40-60% inferiore rispetto alla costruzione in lega solida, fornendo al contempo la resistenza alla corrosione richiesta per acidi, ambienti di processo clorurati o solforosi.
• Vaso ad alta pressione a parete spessa:progettato per il trattamento idrotrattamento, l'idrocracking e la polimerizzazione ad alta pressione a 10-30 MPa; utilizza una costruzione ad anello forgiato con spessori di parete di 50-300 mm,progettazione a più strati (conchiglia concentrica) o monoblocco, e richiede un'attenta considerazione dell'analisi della fatica per carichi di pressione ciclica secondo la sezione VIII divisione 3 dell'ASME per pressioni superiori a 70 MPa.

Matrice di confronto dei tipi di reattori

Domande frequenti (FAQ)

D: Qual è la differenza principale tra un serbatoio reattore e un serbatoio di stoccaggio?

A: Un recipiente reattore è progettato per sostenere reazioni chimiche sotto carico dinamico termico e a pressione, con ugelli integrati, supporti per agitatori, superfici di trasferimento del calore e porte di strumentazione,considerando che un serbatoio di stoccaggio contiene semplicemente materiale in condizioni quasi statiche con una minima integrazione dei processi.

D: Come si calcola lo spessore della parete di un recipiente del reattore?

A: per la sezione VIII della norma ASME BPVC, lo spessore della parete richiesto è t = (P*R) /(S*E - 0,6*P) + la tolleranza di corrosione, dove P è la pressione di progetto, R è il raggio del guscio, S è lo stress ammissibile alla temperatura di progetto,e E è l'efficienza delle giunture di saldatura (1,0 per radiografia completa, 0,85 per spot, 0,70 per nessun esame).

D: Cos'è la prova idrostatica e perché è necessaria?

A: la prova idrostatica sottopone il recipiente completato a una pressione interna pari a 1,3 volte il PMAP (divisione 1) utilizzando acqua come mezzo di prova,verificare l'integrità strutturale e la tenuta alla perdita prima della messa in servizio della nave; è obbligatorio ai sensi dell'ASME UG-99 e documentato nella relazione sui dati del costruttore.

D: Come viene determinata la tolleranza di corrosione per i recipienti del reattore?

A: La tolleranza di corrosione è specificata in base al tasso di corrosione del fluido di processo (mm/anno) moltiplicato per la durata di progetto (in genere 20 anni), ottenendo tolleranze di 1.5-6 mm per l'acciaio al carbonio in condizioni di corrosione moderata, e da 0 a 1,5 mm per la costruzione in acciaio inossidabile o in lega, quando i tassi di corrosione sono inferiori a 0,05 mm/anno.