انواع راکتورهای شیمیایی

انواع راکتورهای شیمیایی مختلفی وجود دارد درواقع راکتور شیمیایی یکی از بخش های اصلی و اساسی هر واحد صنعتی شیمیایی است که در این دستگاه واکنش یا واکنش های شیمیایی مختلفی مثل ترکیب شدن، تجزیه شدن و یا تبدیل جهت تولید محصول مورد نظر انجام می گیرد. راکتور های شیمیایی که انواع مختلفی از نظر نوع و کارایی دارند ممکن است در جایگاه های مختلفی از یک واحد صنعتی شیمیایی مورد استفاده قرار بگیرند

معمولا در هر واحد صنعتی شیمیایی ابتدا مواد ورودی را به عنوان مواد خام طی یکسری از مراحل فیزیکی خاص مثل فیلتراسیون و یا اختلاط که در آن واحد طراحی گشته است آماده واکنش های شیمیایی جهت تولید محصول مورد نظر می نمایند و بعد جهت تغییرات شیمیایی بر روی مواد خام، راکتور های شیمیایی وظیفه اصلی این قسمت را به دوش می کشند.

در داخل انواع راکتورهای شیمیایی واحد، یک یا چندین واکنش خواسته و یا ناخواسته بر روی مواد خام انجام می شود تا محصول اصلی به وجود بیاید. هر چند در شرایط واقعی محصول یا محصولات جانبی به عنوان خروجی های هر راکتور شیمیایی جزء جدایی ناپذیر این تجهیز فرایندی است که در این گونه موارد عملیات تخلیص و جداسازی های فیزیکی و شیمیایی به کمک تجهیزاتی مانند برج های جداسازی در مراحل بعدی راکتور در واحد شیمیایی انجام می گیرد تا محصول قابل عرضه در بازار به وجود بیاید.

انواع راکتورهای شیمیایی

تقسیم بندی های گوناگونی برای راکتور های شیمیایی بر اساس شاخص ها و کارایی متفاوت انجام شده است.

انواع راکتورهای شیمیایی بر اساس شاخص نوع و تعداد فازهایی که واکنش در آن صورت می گیرد، به صورت زیر تقسیم بندی می شوند:

1. راکتورهای تک فازی: در این راکتورها واکنش در فاز گاز یا در فاز مایع انجام می شود.
2. راکتورهای چند فازی: در این راکتورها واکنش میان فازهای گاز و مایع یا میان دو فاز مایع یا میان فازهای سیال و جامد انجام می شود.

اما در تقسیم بندی دیگری از راکتورها، انواع راکتورهای شیمیایی بر حسب نحوه کار به سه گروه کلی تقسیم بندی می شوند که به شرح زیر می باشد:

1. راکتورهای ناپیوسته (Batch Reactors)
2. راکتورهای نیمه پیوسته (Semi-batch Flow Reactors)
3. راکتورهای پیوسته(Continuous/Steady state flow reactor)

راکتورهای ناپیوسته (Batch Reactors)

در راکتور هایی که حین انجام واکنش، ماده ای به راکتور وارد نشده و از آن هم خارج نمی شود، سیستم ناپیوسته گفته می شود. به عبارتی دیگر، در این نوع از راکتور، ابتدا مواد اولیه وارد راکتور می شود و بعد از انجام واکنش در زمان مشخص، محصول یا محصولات و موادی که واکنش نداده اند از راکتور خارج می شوند. بعد از تخلیه محصولات از راکتور، راکتور جهت انجام واکنش دوره های بعدی پاکسازی و مهیا می شود.

راکتور های ناپیوسته نسبت به انواع دیگر راکتور ها نیاز به سیستم های کنترلی کمتری دارند و ساختار ساده تری هم دارند. مصرف این نوع از راکتورها در مواردی است که انجام واکنش مورد نظر به مدت زمان نسبتا طولانی نیاز دارند تا واکنش گرها فرصت انجام واکنش را در یک راکتور ناپیوسته داشته باشند.

راکتورهای نیمه پیوسته (Semi-batch Flow Reactors)

این نوع از راکتورها دارای انواع مختلفی هستند، دارای فقط ورودی و یا خروجی ماده هستند. راکتورهای نیمه پیوسته دارای همان محدودیت های راکتور ناپیوسته هستند اما از نظر مزایا نسبت به راکتورهای ناپیوسته، دارای کنترل مناسب تر حرارت و واکنش های نامطلوب می باشد. به این صورت که می توان با وارد کردن تدریجی یکی از اجزای واکنش دهنده با غلظت پایین از ایجاد محصولات نامطلوب جلوگیری کرد. از موارد استفاده راکتورهای نیمه پیوسته می توان به کاربرد آن برای واکنش های دو فازی نام برد که گاز به صورت حباب وارد فاز مایع شود.

دو نوع غالب از ترکیب مواد در راکتور نیمه پیوسته وجود دارد که در نوع اول راکتور از یکی از مواد اولیه پر شده و ماده یا مواد اولیه دیگر به آن اضافه می شوند. در نوع دیگر مواد اولیه به طور همزمان وارد راکتور می شوند و تا پایان واکنش هیچ ماده ای از راکتور خروج پیدا نمیکند.

راکتورهای پیوسته(Continuous/Steady state flow reactor)

در راکتورهای پیوسته، به طور مداوم ورودی ماده اولیه و خروجی محصول وجود دارد و از آن جایی که در این حالت ترکیب درصد ورودی و خروجی با زمان تغییر نمی کند که اصطلاحا حالت پایا (Steady State) گفته می شود.

زمانیکه لازم باشد تا حجم زیادی از محصول در زمانی کم تولید شود، راکتورهای پیوسته بهترین گزینه برای انجام واکنش هستند. در این نوع از راکتور ها، دستگاه های و ابزار های کمکی و کنترلی بسیاری مورد نیاز است تا بتوان کنترل کیفیت محصولات واکنش را به بهترین نحو انجام داد.

جدا از تقسیم بندی های اصلی بالا، راکتورهای لوله ای و مخزنی و همچنین بستر سیال و بستر ثابت انواعی از راکتورهای زیر مجموعه تقسیم بندی های ذکر شده هستند که بسته به نیاز هر فرایند از هر کدام از آن ها مورد استفاده قرار میگیرند.

با کلیک برروی قسمت لینک شده می توانید محصولات شرکت مریک شیمی را ببینید که سابقه فعالیت گسترده در زمینه مواد شیمیایی و تجهیزات آزمایشگاهی را دارد.