دانلود مقاله در مورد طبقه بندي راكتورهاي صنعتي
دسته بندي :
مقاله »
مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل : word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 45 صفحه
قسمتی از متن word (..doc) :
2
طبقه بندي راكتورهاي صنعتي
هدف از ارائه اين فصل بررسي انواع راكتورهاي صنعتي باشرح مختصري از مشخصات و امتيازها و محدوديت آنها مي باشد. دراين فصل راجع به راكتور ناپيوسته (Batch) – نيمه پيوسته (semi-Batch) – مخلوط شونده (CSTR) - وبستر ثابت (Fixed bed) – وبستر سيال (Fluidized bed) خواهيم پرداخت.
راكتور ناپيوسته (Batch)
از ديدگاه تاريخي راكتورهاي ناپيوسته از آغاز صنعت شيميايي مورد استفاده بوده است و هنوز هم به صورت وسيعي در توليد مواد شيميايي باارزش افزودني بالا نظير داروسازي مورد استفاده مي باشد. راكتورهاي ناپيوسته در موارد ذيل استفاده مي گردد:
توليد در مقياسهاي كوچك صنعتي
آزمايش كردن فرآيندهاي ناشناخته
توليد صنعتي محصولات گرانقيمت
براي محصولاتي كه توليد صنعتي آنها در شرايط مداوم مشكل باشد.
امتياز راكتورهاي ناپيوسته (Batch) در اين است كه بادادن زمان لازم براي انجام واكنش مواد اوليه با درصد تبديا بالا به محصولات موردنظر تبديل مي گردند. در حاليكه استفاده ازاين راكتورها محدود به واكنشهاي متجانس فاز مايع مي باشد. از ديگر محدوديتهاي اين نوع راكتورها بالا بودن هزينه توليد در واحد حجم محصول توليد شده مي باشد (به دليل بالا بودن زمان سيكل) و همچنين توليد صنعتي در مقياس بالا در اينگونه راكتورها مشكل است. شكل (1-4) يك راكتور ناپيوسته را نشان مي دهد.
2
همانطوريكه در شكل ملاحظه مي گردد مواد تركيب شونده از طريق دهانة ورودي به راكتور وارد مي گردند.
***
راكتور نيمه پيوسته (semi-Batch)
اين نوع راكتور در شكل زير نشان داده شده است. راكتور نيمه پيوسته نيز همان محدوديت هاي راكتور ناپيوسته را دارد. از امتيازات راكتورهاي نيمه پيوسته كنترل خوب حرارت و كنترل واكنشهاي نامطلوب و محدود كردن توليد محصولات ناخواسته مي باشد. اين عمل از طريق وارد كردن تدريجي يكي از اجزاء تركيب شونده با غلظت كم ميسر مي گردد.
راكتورهاي نيمه پيوسته براي واكنشهاي دوفازي كه يكي از اجزاء تركيب شونده گازي باشد مورد استفاده قرار مي گيرد و جزء گازي به صورت حباب بداخل فاز مايع درون راكتور تغذيه مي گردد.
***
راكتور مخلوط شونده (CSTR Mixed)
3
راكتور مخلوط شونده در شرايطي كه يك واكنش شيميايي احتياج به همزدن شديد داشته باشد مورد استفاده قرار مي گيرد. راكتور مخلوط شونده يا به تنهايي و يا مطابق شكل (3-4) بصورت پشت سرهم متصل مي گردند. كنترل حرارتي در اين نوع راكتورها به آساني انجام مي گيرد.
يكي از محدوديت هاي اين نوع راكتورها درصد تبديل پايين تر آنها در واحد حجم محصول توليدي در مقايسه با ساير راكتورهاي سيستم باز مي باشد. به همين دليل حجم راكتور مذكور را بايد خيلي بزرگ انتخاب كد تا به درصد تبديل بالا دست يافت . راكتورهاي Mixed براي اغلب واكنشهاي متجانس در فاز مايع استفاده مي شود.
***
راكتور لوله اي (Plug)
در صنايع شيميايي براي فرآيندهاي با مقياس بزرگ معمولاً از راكتورهاي لوله اي استفاده مي شود. زيرا نگهداري سيستم راكتورهاي لوله اي آسان مي باشد (چون داراي قسمت هاي متحرك نيستند) و معمولاً بالاترين درصد تبديل مواد اوليه در واحد حجم راكتور را در مقايسه با ساير راكتورهاي سيستم جاري دارا هستند.
از محدوديت هاي اين نوع راكتورها مشكل كنترل حرارتي براي واكنهشاي گرمازاست كه بسيار سريع عمل مي كنند و نهايتاً منجر به تشكيل نقاط داغ
4
(Hot spot) مي گردند.
راكتورهاي لوله اي بصورت تك لوله اي بوده و يا بصورت مجموعهاي از چندين لوله كوتاهتر كه با اتصال موازي مطابق شكل (4-4) به يكديگر متصلند مورد استفاده قرار مي گيرند. اغلب واكنشهاي متجانس گازي در اين نوع راكتورها انجام مي گيرد.
***
راكتور بستر ثابت (Fixed bed reactor)
راكتورهاي بسترثابت در واقع همان راكتورهاي لوله اي پرشده از دانه هاي جامد كاتاليزور هستند (شكل 5-4). واكنشهاي غيرمتجانس از نوع گازي و كاتاليزوري در اين نوع راكتورها انجام مي گيرد. از معايب اين نوع راكتورها عدم كنترل حرارتي و مشكل جايگزيني كاتاليزور بعد از غيرفعال شدن آن مي باشد.
***
همچنين بعضي اوقات پديدة كاناليزه شدن موادگازي در حين عبور از درون راكتور باعث كاهش زمان اقامت لازم براي انجام واكنش مي شود كه اين خود يكي ديگر از محدوديت هاي اين نوع راكتور است. امتياز اين نوع راكتورها درصد تبديل بالاي آن در واحد وزن كاتاليزور مصرف شده در مقايسه با ساير راكتورهاي كاتاليزوري مي باشد.
راكتور بستر سيال (Fluidized – bed reactor)