Sự ra đời của lò phản ứng hydro hóa

Phản ứng phản ứng hydro hóa xúc tác thường bao gồm bùn ba pha - dầu lỏng, chất xúc tác rắn trong pha bùn và bong bóng hydro ở pha khí. Vì có một số ranh giới pha nên sự truyền khối và đặc biệt là sự phân tán hydro là một yếu tố rất quan trọng. Hệ thống trộn được sử dụng trong lò phản ứng ảnh hưởng rất lớn đến hệ số truyền khối của quá trình truyền khí-lỏng.

Các loại hệ thống trộn hiện đang được sử dụng có thể được chia thành hai loại lớn:

• Tàu khuấy

• (Bên ngoài) Lò phản ứng vòng lặp

Tàu khuấy

Đây thường là lô “dead-end"(tức là không có lò phản ứng tuần hoàn hydro bên ngoài).

Trước đây, các lò phản ứng tuần hoàn thường được sử dụng trong đó hydro được tái chế từ bên ngoài lò phản ứng. Loại này không còn được sử dụng rộng rãi nữa.

Sự khác biệt chính giữa các lò phản ứng có khuấy ở ngõ cụt thường là loại cánh quạt được sử dụng và cách tăng cường sự cuốn theo hydro từ không gian phía trên.

Các loại chính có thể được phân loại như sau:

Cánh quạt tuabin lưỡi phẳng (Rushton):

Đây là loại cánh quạt được sử dụng phổ biến nhất. Nó thường có 6 lưỡi dao, mặc dù con số này có thể thay đổi - được bắt vít vào một đĩa trên trục quay. Nó tạo ra các mô hình dòng chảy xuyên tâm. Bộ phun hydro thường có dạng vòng ngay bên dưới cánh quạt. Đây có lẽ là bánh công tác phổ biến nhất trong các lò phản ứng dầu ăn (đặc biệt là các lò phản ứng cũ) nhưng nó không phải là loại lý tưởng để phân tán hydro trong dầu.

Cánh quạt CD-6/BT-6 (Chemineer):

Đây là một cải tiến trên bánh công tác trước đó với hệ số truyền khối cao hơn và xác suất tạo bọt thấp hơn. Có một số thông tin bên dưới về CD-6 và BT-6 từ trang web Chemineer.

Cánh quạt hướng trục (Lightnin):

Trong khi hai cánh quạt trước có kiểu trộn hướng tâm, kiểu trộn hướng trục được đưa ra bởi các cánh bơm A315 (hướng xuống) và A340 (hướng lên) từ Lightnin. Các nhà sản xuất khẳng định điều này có khả năng cảm ứng hydro tốt hơn từ khoảng trống phía trên và giúp phân tán hydro tốt hơn ở nửa dưới của lò phản ứng.

Vận chuyển hydro qua trục (Ekato):

Công nghệ này phân tán hydro bằng cách hút nó từ không gian đầu và đưa nó qua trục. Hydro sau đó lại được phân tán trong chất lỏng bên dưới bề mặt chất lỏng. Công nghệ này phù hợp để lắp đặt trong lò phản ứng hiện có.

Lò phản ứng khí tiên tiến (Praxair):

Đây có thể được coi là một loại “loop"lò phản ứng, mặc dù vòng hydro nằm bên trong lò phản ứng. Một bánh công tác trục vít xoắn ốc bơm hướng xuống trong “sleeve.tube kéo hydro từ khoảng trống phía trên và buộc nó xuống đáy lò phản ứng từ đó hydro được tuần hoàn trở lên ở phía bên kia của ống. Nó mang lại tốc độ truyền khối lượng lớn của hydro sang dầu.

Lò phản ứng vòng

Những công nghệ này liên quan đến sự tuần hoàn bên ngoài của hydro và/hoặc dầu không phản ứng. Việc làm nóng/làm mát bùn xúc tác dầu cũng được thực hiện từ bên ngoài.

Lò phản ứng vòng BUSS:

Lò phản ứng trộn bùn xúc tác dầu và hydro ở chế độ cắt cao trong máy trộn phản lực Venturi. Bùn xúc tác dầu được tuần hoàn qua bộ trao đổi nhiệt bên ngoài và được ép qua máy trộn Venturi ở phía trên lò phản ứng. Hiệu ứng hút ở đây hút hydro tươi vào.

Loại lò phản ứng này có lợi khi xảy ra áp suất, nhiệt độ và tốc độ phản ứng cao. Nó mang lại hệ số truyền khối cao hơn và thực tế là không có cuộn dây đốt nóng trong lò phản ứng là một lợi thế.

Nhược điểm của hệ thống này là chi phí vốn và vận hành cao hơn (Nhiều năng lượng hơn - 5kW/m _ được sử dụng để phân tán hydro trong chất lỏng so với các bình khuấy truyền thống có yêu cầu năng lượng thường là 2 - 3 kW/m°)

Các loại lò phản ứng khác: Ngoài ra còn có lò phản ứng liên tục giai đoạn bùn và lớp cố định được sử dụng trong ngành công nghiệp dầu ăn. Tuy nhiên, lò phản ứng liên tục chỉ thực sự khả thi khi sản xuất một lượng lớn sản phẩm.