A hidrogénező reaktor bevezetése

A katalizátor-hidrogénező reaktor reakciója általában egy háromfázisú szuszpenziót foglal magában – a folyékony olajat, a szilárd katalizátort zagyfázisban és a hidrogénbuborékokat gázfázisként. Mivel számos fázishatár létezik, a tömegátadás és különösen a hidrogén diszperzió nagyon fontos tényező. A reaktorban alkalmazott keverőrendszer nagymértékben befolyásolja a gáz-folyadék átvitel tömegátadási tényezőjét.

A jelenleg használt keverőrendszerek két nagy típusra oszthatók:

• Kevert edények

• (Külső) hurokreaktorok

Kevert edények

Ezek általában köteg “dead-end"(azaz nincs külső hidrogén-visszavezetés) reaktorok.

A múltban gyakran használtak recirkulációs reaktorokat, ahol a hidrogént a reaktoron kívül recirkuláltatták. Ezt a típust már nem használják széles körben.

A fő különbségek a zsákutcás keverésű reaktorok között általában az, hogy milyen típusú járókereket használnak, és hogyan javítják a hidrogén elszívódását a fejtérből.

A fő típusok a következő kategóriákba sorolhatók:

Lapos lapátú turbina járókerék (Rushton):

Ez a leggyakrabban használt járókerék típus. Általában 6 pengéje van, bár ez a szám változhat egy forgó tengelyen lévő tárcsához. Radiális áramlási mintákat generál. A hidrogén permetező gyakran a járókerék alatti gyűrű. Valószínűleg ez a leggyakoribb járókerék az étolaj-reaktorokban (különösen a régebbiekben), de semmiképpen sem ideális a hidrogén olajban való diszpergálására.

CD-6/BT-6 járókerék (Chemineer):

Ez az előző járókerék javulása magasabb tömegátviteli együtthatóval és alacsonyabb kavitációs valószínűséggel. Lentebb található néhány információ a CD-6-ról és a BT-6-ról a Chemineer webhelyéről.

Axiális járókerék (Lightnin):

Míg az előző két járókerék radiális keverési mintázatú, axiális keverési mintát a Lightnin A315 (lefelé) és A340 (felfelé) szivattyúzó járókerekei adnak. A gyártók azt állítják, hogy ennek jobb a hidrogén indukciója a fejtérből, és jobb hidrogén diszperziót biztosít a reaktor alsó felében.

Hidrogénszállítás aknán keresztül (Ekato):

Ez a technológia úgy diszpergálja a hidrogént, hogy kiszívja a fejtérből és átvezeti a tengelyen. A hidrogén ezután ismét a folyadék felszíne alatt diszpergálódik a folyadékban. Ez a technológia meglévő reaktorba történő beépítésre alkalmas.

Fejlett gázreaktor (Praxair):

Ez a “loop egyik típusának tekinthető"reaktorban, bár a hidrogénhurok a reaktoron belül van. A “sleeve.tube-ben lefelé pumpáló csavaros járókerék hidrogént von be a fejtérből, és a reaktor aljára kényszeríti, ahonnan a cső másik oldalán felfelé keringet. Nagy tömegátadási sebességet biztosít a hidrogénnek az olaj felé.

Hurokreaktorok

Ezek a technológiák az el nem reagált hidrogén és/vagy olaj külső keringtetését foglalják magukban. Az olaj-katalizátor szuszpenzió fűtése/hűtése is kívülről történik.

BUSS hurokreaktor:

A reaktor az olaj-katalizátor szuszpenziót és a hidrogént nagy nyíróerővel keveri össze Venturi keverősugárban. Az olaj-katalizátor szuszpenziót egy külső hőcserélőn keringetik, és a reaktor tetején lévő Venturi keverőn keresztül nyomják át. A szívóhatás itt friss hidrogént szív fel.

Ez a reaktortípus előnyös nagy nyomás, hőmérséklet és reakciósebesség esetén. Ez nagyobb tömegátadási tényezőt ad, és előnyt jelent, hogy a reaktorban nincsenek fűtőspirálok.

Ennek a rendszernek a hátránya a magasabb tőke- és üzemeltetési költségek (több energia - 5 kW/m _ kerül felhasználásra a hidrogén eloszlatására a folyadékban, mint a hagyományos keverésű edényeknél, ahol az energiaigény jellemzően 2-3 kW/m°)

Egyéb reaktortípusok: Az étolajiparban is vannak fix ágyas folyamatos és szuszpenziós fázisú folyamatos reaktorok. A folyamatos reaktorok azonban csak akkor válnak igazán életképessé, ha egyetlen terméket nagy mennyiségben gyártanak.