A introdução do reator de hidrogenação

A reação do reator de hidrogenação do catalisador geralmente envolve uma pasta trifásica - o óleo líquido, o catalisador sólido na fase de pasta e as bolhas de hidrogênio como fase gasosa. Como existem vários limites de fase, a transferência de massa, e especialmente a dispersão de hidrogênio, é um fator muito importante. O sistema de mistura empregado no reator influencia grandemente o coeficiente de transferência de massa da transferência gás-líquido.

Os tipos de sistemas de mistura atualmente em uso podem ser divididos em dois grandes tipos:

• Recipientes Agitados

• Reatores de loop (externos)

Recipientes Agitados

Geralmente são lotes “dead-end"(ou seja, sem recirculação externa de reatores de hidrogênio).

No passado, os reactores de recirculação eram frequentemente utilizados onde o hidrogénio era reciclado externamente do reactor. Este tipo não é mais amplamente utilizado.

As principais diferenças entre os reatores agitados sem saída são geralmente o tipo de impulsor usado e como o arraste de hidrogênio do espaço superior é melhorado.

Os principais tipos podem ser categorizados da seguinte forma:

Impulsor de turbina de lâmina plana (Rushton):

Este é o tipo de impulsor mais comum em uso. Geralmente tem 6 lâminas, embora esse número possa variar - aparafusadas a um disco em um eixo giratório. Ele gera padrões de fluxo radial. O aspersor de hidrogênio geralmente tem a forma de anel logo abaixo do impulsor. Este é provavelmente o impulsor mais comum em reatores de óleo comestível (especialmente os mais antigos), mas não é de forma alguma o ideal para dispersão do hidrogênio no óleo.

Impulsor CD-6/BT-6 (Chemineer):

Isto é uma melhoria em relação ao impulsor anterior, com coeficientes de transferência de massa mais elevados e menor probabilidade de cavitação. Há algumas informações abaixo no CD-6 e BT-6 no site da Chemineer.

Impulsor axial (Lightnin):

Embora os dois impulsores anteriores tenham padrões de mistura radiais, um padrão de mistura axial é fornecido pelos impulsores de bombeamento A315 (para baixo) e A340 (para cima) da Lightnin. Os fabricantes afirmam que isso proporciona melhor indução de hidrogênio no espaço livre e proporciona melhor dispersão de hidrogênio na metade inferior do reator.

Transporte de hidrogênio via eixo (Ekato):

Essa tecnologia dispersa o hidrogênio sugando-o do espaço superior e passando-o pelo eixo. O hidrogênio é então disperso no líquido novamente abaixo da superfície do líquido. Esta tecnologia é adequada para instalação em um reator existente.

Reator de gás avançado (Praxair):

Isso pode ser considerado um tipo de “loop"reator, embora o circuito de hidrogênio esteja dentro do reator. Um impulsor de parafuso helicoidal que bombeia para baixo dentro de um tubo com manga puxa o hidrogênio do espaço superior e o força para o fundo do reator, de onde ele recircula para cima, no outro lado do tubo. Isso proporciona uma alta taxa de transferência de massa de hidrogênio para óleo.

Reatores Loop

Estas tecnologias envolvem a circulação externa de hidrogénio e/ou óleo que não reagiu. O aquecimento/resfriamento da pasta óleo-catalisador também é feito externamente.

Reator de Loop BUSS:

O reator mistura a pasta de óleo-catalisador e o hidrogênio em regime de alto cisalhamento em um jato de mistura Venturi. A pasta de óleo-catalisador é circulada através de um trocador de calor externo e forçada através de um misturador Venturi no topo do reator. O efeito de sucção aqui atrai hidrogênio fresco.

Este tipo de reator é vantajoso quando ocorrem altas pressões, temperaturas e taxas de reação. Isso proporciona um coeficiente de transferência de massa mais alto e o fato de não haver serpentinas de aquecimento no reator é uma vantagem.

As desvantagens deste sistema são os custos de capital e operação mais elevados (Mais energia - 5kW/m _ é usada para dispersar o hidrogênio no líquido do que recipientes agitados tradicionais, onde a necessidade de energia é normalmente de 2 - 3 kW/m%°)

Outros tipos de reatores: Existem também reatores contínuos de leito fixo e reatores contínuos de fase de pasta usados ​​​​na indústria de óleo comestível. Porém, os reatores contínuos só se tornam realmente viáveis ​​quando há uma grande produção de um único produto.