یک راکتور شیمی جریان چیست؟ اصول، انواع و کاربردهای آن

جواب دادن به سوال اصلي:یک راکتور شیمی جریان چیست، و چگونه پردازش مداوم از تولید دسته های سنتی برتر است؟یک راکتور شیمی جریان یک سیستم پردازش مستمر است که در آن واکنش ها از طریق کانال های مهندسی یا ظروف پمپاژ می شوند که در آن مخلوط می شوند، واکنش نشان می دهند،و در یک جریان بدون وقفه خاموش می شوند به جای بارگذاریبا ابعاد کانال های داخلی که در میلی متر اندازه گیری می شوند، میکرو راکتورها نسبت سطح به حجم را تا 10،000 m2 / m3 به دست می آورند و تقریباً فوراً از بین می برند.کنترل دقیق زمان اقامت در ثانیه، و دستاوردهای ایمنی چشمگیری برای مواد شیمیایی خطرناک.

1اصول اصلی عملکرد راکتورهای شیمی جریان

شیمی جریان مستمر بر اساس اصول پویا-دینامیک و حرکتی که از پردازش دسته ای متمایز است عمل می کند:

·زمان اقامت در حالت ثابت:زمانی که یک مولکول در داخل منطقه واکنش می گذرد با حجم راکتور تقسیم بر میزان جریان تعیین می شود.کنترل دقیق توزیع زمان اقامت (RTD) تضمین می کند که هر مولکول شرایط واکنش یکسان را تجربه می کند، افزایش انتخابی و سازگاری دسته به دسته.

·گرمای شدید و انتقال جرم:هندسه های میکروکانال و لوله ای سطح انتقال گرما عظیم را در هر واحد حجم فراهم می کنند.از بین بردن حتی واکنش های شدید exothermic به صورت ایزوترمی و حذف نقاط داغ که محصولات را تخریب می کنند یا باعث فرار در ظرف های دسته می شوند.

·فهرست کم خطر:از آنجا که فقط میلی لیتر مخلوط واکنش پذیر در داخل راکتور در هر لحظه وجود دارد، عواقب یک فرار حرارتی یا نشت به مراتب در مقایسه با یک ظرف مشت محرک کوچک تر می شود،باز کردن مواد شیمیایی که برای مقیاس بندی خطرناک هستند.

2انواع اصلی راکتورهای شیمی جریان

پلتفرم های جریان بر اساس فاز واکنش، حرکتی و الزامات خروجی انتخاب می شوند:

·ریاکتورهای کوچک (ریاکتورهای تراشه ای):تراشه های شیشه ای یا فولاد ضد زنگ با کانال های زیر میلی متری و میکرومیکسرهای استاتیکیا واکنش های چند مرحله ای در مسیر شناسایی و واسطه های خطرناک.

·رآکتورهای جریان لوله ای (PFR):لوله های پیچ خورده یا مستقیم از میلی متر تا اینچ قطر که در آن واکنش ها به عنوان یک پلاگ با حداقل مخلوط مجدد جریان دارند.ایده آل برای واکنش های گازی مایع و عکس شیمیایی که نیاز به زمان قرار گرفتن در معرض کنترل دارد.

·آبشار CSTR:ظرف های مخلوط شده مستمر متصل به سری که جریان پلاگین را در حالی که با خمیر و واکنش های آهسته دست و پنجه نرم می کنند، نزدیک می کنند.آبشار سلول های تحریک شده 3 ⁄ 6 ، اسب کار برای مراحل پلیمریزاسیون و کریستالیزاسیون هستند که راکتورهای تراشه ای را مسدود می کنند..

فناوری های راکتور شیمی جریان ماتریس مقایسه

سوالات متداول (FAQ)

سوال: تفاوت اصلی میان یک راکتور شیمی جریان و یک راکتور دسته چیست؟

A: یک راکتور دسته تمام واکنش ها را بار می کند، آنها را برای یک زمان مشخص واکنش می دهد و سپس تخلیه می کند. یک راکتور جریان به طور مداوم واکنش ها را از طریق منطقه واکنش تغذیه می کند و همزمان محصول را خارج می کند،فقط یک حجم کوچک واکنش در حالت ثابت.

س: چرا راکتورهای جریان امن تر از راکتورهای دسته بندی می شوند؟

ج: موجودیت واکنش در داخل یک راکتور جریان معمولا میلی لیتر است نه متر مکعب،و نسبت سطح به حجم بالا گرمای خارجی را تقریباً بلافاصله از بین می برد، بنابراین یک فرار حرارتی به جای فاجعه آمیز، از نظر فیزیکی محدود می شود..

س: کدام صنایع بیشتر از شیمی جریان سود می برند؟

ج: شرکت های داروسازی از رآکتورهای جریان برای سنتز مواد فعال و مراحل خطرناک مانند نیترات و شیمی آزید استفاده می کنند.تولید کنندگان مواد شیمیایی و کشاورزی آنها را برای تبدیل در دمای بالا و فشار بالا استفاده می کنند..

س: چگونه راکتورهای جریان به میزان تولید افزایش می یابند؟

ج: به جای ساخت یک کانال بزرگ،تولید کنندگان بسیاری از کانال های یکسان را به صورت موازی اجرا می کنند، یک استراتژی به نام شماره گذاری که عملکرد انتقال حرارت دقیق و مخلوط شده در مقیاس کوچک را حفظ می کند..