Введение реактора гидрирования

Реакция реактора гидрирования катализатора обычно включает трехфазную суспензию: жидкое масло, твердый катализатор в суспензионной фазе и пузырьки водорода в качестве газовой фазы. Поскольку существует множество фазовых границ, массоперенос, и особенно дисперсия водорода, является очень важным фактором. Система смешивания, используемая в реакторе, существенно влияет на коэффициент массопереноса газожидкостного транспорта.

Типы смесительных систем, используемых в настоящее время, можно разделить на два больших типа:

• Сосуды с перемешиванием

• (Внешние) Контурные реакторы

Сосуды с перемешиванием

Обычно это пакетные “тупиковые"(т.е. без внешней рециркуляции водорода) в реакторах.

В прошлом часто использовались реакторы с рециркуляцией, в которых водород рециркулировался снаружи реактора. Этот тип больше не используется широко.

Основные различия между тупиковыми реакторами с перемешиванием обычно заключаются в том, какой тип рабочего колеса используется и как усиливается унос водорода из свободного пространства.

Основные виды можно разделить на следующие категории:

Рабочее колесо турбины с плоскими лопатками (Раштон):

Это наиболее распространенный тип рабочего колеса. Обычно он имеет 6 лопастей, хотя это число может варьироваться, они прикручены болтами к диску на вращающемся валу. Он генерирует радиальные структуры потока. Барботер водорода зачастую имеет кольцевую форму чуть ниже рабочего колеса. Вероятно, это наиболее распространенное рабочее колесо в реакторах на пищевом масле (особенно старых), но оно ни в коем случае не является идеальным для диспергирования водорода в масле.

Рабочее колесо CD-6/БТ-6 (химик):

Это усовершенствованная версия предыдущего рабочего колеса с более высокими коэффициентами массопередачи и меньшей вероятностью кавитации. Ниже приведена некоторая информация о CD-6 и БТ-6 с веб-сайта химик.

Осевое рабочее колесо (Лайтнин):

В то время как предыдущие два крыльчатки имеют радиальную схему смешивания, осевая схема смешивания обеспечивается насосными крыльчатками A315 (вниз) и A340 (вверх) от Лайтнин. Производители утверждают, что это обеспечивает лучшую индукцию водорода из свободного пространства и лучшее рассеивание водорода в нижней половине реактора.

Транспорт водорода через вал (Экато):

Эта технология рассеивает водород, всасывая его из свободного пространства и пропуская через вал. Затем водород снова диспергируется в жидкости ниже поверхности жидкости. Данная технология подходит для установки в существующий реактор.

Усовершенствованный газовый реактор (Праксайр):

Это можно рассматривать как тип “петля."реактор, хотя водородный контур находится внутри реактора. Винтовая крыльчатка, нагнетающая вниз, внутри трубы “рукав.трубка втягивает водород из свободного пространства и направляет его в нижнюю часть реактора, откуда он рециркулирует вверх на другой стороне трубы. Это обеспечивает высокую скорость массообмена водорода в масле.

Петлевые реакторы

Эти технологии предполагают внешнюю циркуляцию непрореагировавшего водорода и/или нефти. Нагрев/охлаждение суспензии масляного катализатора также осуществляется снаружи.

Реактор контура АВТОБУС:

Реактор смешивает суспензию масляного катализатора и водород в режиме высокого сдвига в смесительной струе Вентури. Взвесь масляного катализатора циркулирует через внешний теплообменник и пропускается через смеситель Вентури в верхней части реактора. Эффект всасывания здесь притягивает свежий водород.

Этот тип реактора предпочтителен, когда возникают высокие давления, температуры и скорости реакции. Это дает более высокий коэффициент массопереноса, и тот факт, что в реакторе нет нагревательных змеевиков, является преимуществом.

Недостатками этой системы являются более высокие капитальные и эксплуатационные затраты (для диспергирования водорода в жидкости используется больше энергии - 5 кВт/м _, чем в традиционных сосудах с мешалкой, где потребность в энергии обычно составляет 2 - 3 кВт/м°).

Другие типы реакторов: В производстве пищевых масел также используются реакторы непрерывного действия с неподвижным слоем и реакторы непрерывного действия с суспензионной фазой. Однако реакторы непрерывного действия действительно становятся жизнеспособными только тогда, когда происходит крупное производство одного продукта.