¿Qué es un reactor de torre?

A. Noreactor de la torre(a menudo denominado reactor de columna) es un recipiente de presión vertical de alta relación de aspecto diseñado específicamente para facilitar reacciones químicas continuas, principalmente entre gases y líquidos,o fases líquidas no mezclablesA diferencia de los tanques de almacenamiento horizontales o cuadrados normales, un reactor torre tiene un diámetro de longitud ($L/D$En la mayoría de los casos, la proporción es superior a 5:1 y a menudo alcanza 20:1 o más.

Esta distinta orientación vertical utiliza la gravedad y la flotabilidad para maximizartiempo de residencia(la cantidad de tiempo que pasa un reactivo dentro del recipiente) y optimizar la transferencia de masa gas-líquido sin depender completamente de la agitación mecánica.Debido a que estas estructuras operan bajo una presión interna significativa, gradientes térmicos y cargas de viento o sísmicas, deben ser diseñados, fabricados y certificados como recipientes a presión industriales conformes al código.

El núcleo del rendimiento de un reactor torre es su diseño interno, que asegura un contacto íntimo entre las diferentes fases.

• La fase líquidase alimenta desde arriba, fluyendo hacia abajo debido a la gravedad.

• La fase gaseosaSe inyecta en la parte inferior a través de un sparger (un tubo o una boquilla perforada que crea pequeñas burbujas de gas), que se eleva hacia arriba debido a la flotabilidad.

A medida que las burbujas se elevan a través de la columna de líquido descendente, se produce una reacción continua.o sustancias muy inflamables a temperaturas elevadas, toda la capa exterior funciona bajo límites de presión estrictos.El espesor de la cáscara debe calcularse con precisión para resistir tanto las presiones internas del proceso como las cargas de compresión masivas que actúan sobre las secciones inferiores de la columna vertical.

No todos los reactores de torre logran la transferencia de masa de la misma manera.

La variante más simple en la que el recipiente no contiene partes móviles internas o embalaje.excelente tasa de transferencia de calor, y una fabricación rentable, aunque pueden sufrir de la re-mezcla de líquidos.

El interior está lleno de embalaje aleatorio (por ejemplo, anillos de Raschig, anillos de Pall) o hojas de metal corrugado estructurado.Este embalaje proporciona una superficie masiva para que el líquido se extienda como una película delgada, aumentando drásticamente el área de contacto para el gas que fluye hacia arriba.

Equipados con etapas horizontales o placas (placas de tamiz, placas de tapa de burbujas) a lo largo de la altura de la columna.Creando una, las zonas de reacción escenificadas.

Debido a que un reactor de torre se clasifica como un recipiente de presión de trabajo pesado, su flujo de trabajo de ingeniería está estrictamente ligado por criterios regulatorios.

• Sección VIII de la ASME (División 1 y 2):El marco global definitivo que rige el margen de diseño, las tensiones admisibles y las reglas de ensayo no destructivo (NDT) para la cáscara del reactor y las cabezas hemisféricas/elípsoidales.

• PED 2014/68/UE:Conformidad obligatoria si el reactor de torre está destinado a funcionar en el Espacio Económico Europeo.

• GB/T 150:La norma que rige el diseño y la fabricación de recipientes a presión en China y los proyectos internacionales relacionados.

La selección de los materiales de caparazón y revestimiento depende en gran medida de la corrosividad de los reactivos:

• Acero inoxidable austenítico (SS304, SS316L):El estándar de la industria para aplicaciones químicas generales, petroquímicas y farmacéuticas sanitarias.

• Las aleaciones exóticas (Hastelloy, Titanio):Utilizado en el procesamiento de compuestos altamente ácidos o halogenados en los que los aceros tradicionales experimentarían un agujero rápido o un agrietamiento por corrosión por esfuerzo.

• Velas fundidas en acero (GFS) / forros de vidrio:Aplicado en reactores biológicos a menor presión a gran escala o en procesos químicos duros, combina la inmensa resistencia estructural de una cubierta exterior de acero al carbono con un inerte,superficie interior vítrea que impide la descomposición por corrosión.

P: ¿Por qué elegir un reactor de torre vertical en lugar de un reactor de tanque de agitación horizontal?

R: Los reactores de torre ahorran un gran espacio en la planta debido a su huella vertical, lo que es más importante, ofrecen un área de contacto superior entre el gas y el líquido y eliminan la necesidad de ejes mecánicos de agitación,que elimina un punto de falla común para los sellos de eje de alta presión.

P: ¿Cómo evitan los ingenieros que un reactor de torre se incline bajo cargas ambientales?

R: Debido a su altura, los reactores de torre son muy susceptibles a las fuerzas del viento y la actividad sísmica. Engineers use Finite Element Analysis (FEA) to design a reinforced lower "skirt"—a cylindrical support welded to the bottom head that secures the vessel safely to a heavy concrete foundation using massive anchor bolts.

P: ¿Qué tipo de ensayos NDT (ensayos no destructivos) se requieren para estas columnas?

R: Debido al alto riesgo asociado con fallas en los límites de presión, los fabricantes deben realizar ensayos radiográficos (RT) al 100% en todas las soldaduras longitudinales y circunferenciales de fondo.combinado con el ensayo hidrostático a una frecuencia de 1.3 veces la presión de trabajo máxima admisible (PMA).

¿Está desarrollando actualmente una hoja de especificación técnica para un próximo proyecto de columna de proceso o necesita ayuda para alinear sus dibujos de reactor de torre con los requisitos de la sección VIII de ASME?