Hidrogenēšanas reaktora ieviešana

Katalizatora hidrogenēšanas reaktora reakcijā parasti tiek izmantota trīsfāzu virca - šķidrā eļļa, cietais katalizators vircas fāzē un ūdeņraža burbuļi kā gāzes fāze. Tā kā ir vairākas fāzu robežas, masas pārnese un jo īpaši ūdeņraža dispersija ir ļoti svarīgs faktors. Reaktorā izmantotā sajaukšanas sistēma ļoti ietekmē gāzes-šķidruma pārneses masas pārneses koeficientu.

Pašlaik izmantotos sajaukšanas sistēmu veidus var iedalīt divos plašos veidos:

• Maisīti trauki

• (Ārējie) cilpas reaktori

Maisīti trauki

Tie parasti ir partijas “dead-end"(t.i., nav ārējas ūdeņraža recirkulācijas) reaktori.

Agrāk recirkulācijas reaktorus bieži izmantoja, kur ūdeņradis tika pārstrādāts ārēji no reaktora. Šis veids vairs netiek plaši izmantots.

Galvenās atšķirības starp strupceļa maisīšanas reaktoriem parasti ir tas, kāda veida lāpstiņritenis tiek izmantots un kā tiek uzlabota ūdeņraža aizvadīšana no augšdaļas.

Galvenos veidus var iedalīt šādi:

Plakanais turbīnas lāpstiņritenis (Rushton):

Šis ir visizplatītākais lāpstiņriteņa veids. Tam parasti ir 6 asmeņi, lai gan šis skaits var atšķirties, pieskrūvēts pie diska uz rotējošas vārpstas. Tas rada radiālās plūsmas modeļus. Ūdeņraža smidzinātājs diezgan bieži ir gredzena forma tieši zem lāpstiņriteņa. Tas, iespējams, ir visizplatītākais lāpstiņritenis pārtikas eļļas reaktoros (īpaši vecākos), taču tas nekādā gadījumā nav ideāls ūdeņraža izkliedēšanai eļļā.

CD-6/BT-6 lāpstiņritenis (Chemineer):

Tas ir uzlabojums salīdzinājumā ar iepriekšējo lāpstiņriteni ar lielākiem masas pārneses koeficientiem un mazāku kavitācijas iespējamību. Tālāk ir sniegta informācija par CD-6 un BT-6 no Chemineer tīmekļa vietnes.

Aksiālais lāpstiņritenis (Lightnin):

Lai gan iepriekšējiem diviem lāpstiņriteņiem ir radiālas sajaukšanas shēmas, aksiālo sajaukšanas modeli nodrošina Lightnin sūknēšanas lāpstiņriteņi A315 (uz leju) un A340 (augšup). Ražotāji apgalvo, ka tam ir labāka ūdeņraža indukcija no augšdaļas un nodrošina labāku ūdeņraža izkliedi reaktora apakšējā daļā.

Ūdeņraža transportēšana caur šahtu (Ekato):

Šī tehnoloģija izkliedē ūdeņradi, izsūcot to no galvas telpas un izlaižot caur vārpstu. Pēc tam ūdeņradis atkal tiek izkliedēts šķidrumā zem šķidruma virsmas. Šī tehnoloģija ir piemērota uzstādīšanai esošajā reaktorā.

Uzlabotais gāzes reaktors (Praxair):

To varētu uzskatīt par “loop veidu"reaktorā, lai gan ūdeņraža cilpa atrodas reaktora iekšpusē. Uz leju sūknējams spirālveida skrūves lāpstiņritenis “sleeve.tube ietvaros ievelk ūdeņradi no augšdaļas un piespiež to uz reaktora apakšdaļu, no kurienes tas recirkulē uz augšu caurules otrā pusē. Tas nodrošina augstu ūdeņraža masas pārneses ātrumu eļļai.

Cilpas reaktori

Šīs tehnoloģijas ietver nereaģējuša ūdeņraža un/vai eļļas ārējo cirkulāciju. Eļļas-katalizatora vircas sildīšana/dzesēšana tiek veikta arī ārēji.

BUSS cilpas reaktors:

Reaktors sajauc eļļas-katalizatora vircu un ūdeņradi augstas bīdes režīmā Venturi maisīšanas strūklā. Eļļas-katalizatora virca tiek cirkulēta caur ārējo siltummaini un tiek izspiesta caur Venturi maisītāju reaktora augšpusē. Sūkšanas efekts šeit piesaista svaigu ūdeņradi.

Šis reaktora tips ir izdevīgs, ja rodas augsts spiediens, temperatūra un reakcijas ātrums. Tas dod lielāku masas pārneses koeficientu, un tas, ka reaktorā nav sildelementu, ir priekšrocība.

Šīs sistēmas trūkumi ir augstākas kapitāla un ekspluatācijas izmaksas (ūdeņraža izkliedēšanai šķidrumā tiek izmantots vairāk enerģijas — 5 kW/m _, nekā tvertnēs ar tradicionālo maisīšanu, kur enerģijas nepieciešamība parasti ir 2–3 kW/m°)

Citi reaktoru veidi: Pārtikas eļļas rūpniecībā tiek izmantoti arī nepārtrauktas un vircas fāzes pastāvīgas slāņa reaktori. Tomēr nepārtraukti reaktori kļūst dzīvotspējīgi tikai tad, ja tiek ražots liels viens produkts.