Vad är en flödesreaktor?

En flödesreaktor är en kemisk process där råvaror läggs till ett reaktionsfartyg, vanligtvis en serie rör, för att skapa produkter kontinuerligt.Detta skiljer sig från en batchprocess, där allt material läggs till och reageras, sedan tas bort och bearbetas.Flödesreaktioner fortsätter så länge råvaror tillsätts i ena änden och kan användas för både vätskor och gaser.

Utformningen av en flödesreaktor är vanligtvis en serie rör i ett temperaturkontrollerat skal.Värme eller kylvätska kan tillsättas till skalet för att ge temperaturkontrollen av reaktionen inuti rören.Reaktorn kan konstrueras från metaller, plast eller kompositer efter behov för att förhindra att råvarorna attackerar den.

Rörkonstruktioner för en flödesreaktor kan variera mycket beroende på önskade reaktioner.Sällan är rören tomma, eftersom blandning inte kommer att förekomma i tomma rör;Materialen kommer att förbli separerade i rören och inte reagera.Spolar med mindre rör, små former som kallas förpackning eller inre barriärer som kallas bafflar används alla för att blanda reaktanterna eller råvarorna tillsammans.

Att placera spiralrör i en flödesreaktor kan hjälpa till med blandning eller värmeöverföring.Spolar lägger till avståndet för kemikalierna att resa i reaktionsavsnittet, vilket ger mer tid för den kemiska processen att inträffa.Uppvärmning eller kylvätskor kan också vara inne i spolarna, med reaktanterna utanför, för bättre temperaturkontroll.Rörstorlek, som ändrar den inre diametern eller tvärsnittet, kan varieras för att ändra reaktantflödeshastigheter.

Rör kan packas med olika material baserat på vilka reaktioner som behövs.Vissa kemikalier kräver en katalysator, ett material som påskyndar reaktioner utan att användas under processen.Katalysatorer kan tillsättas till keramiska glaspärlor eller andra material och packas i rören.Icke-katalysatorförpackning kan också användas för att blanda reaktanterna, som ofta behövs om värme eller kylning appliceras på utsidan av rören.Utan blandning kommer det material som är närmast rörväggarna att vara för varma eller kalla, vilket kommer att påverka produktkvaliteten.

Bafflar kan variera mycket i design, men alla hjälper till att blanda genom att skapa virvlar eller virvlar av turbulens inuti röret.De kan vara lager av nät installerade i rören eller spår som bearbetas i rörväggarna.Katalysatorer kan också beläggas på baffelytor, vilket ger reaktionskontroll utöver blandning.

Flödesreaktordesign tar också hänsyn till reaktionshastigheten för kemikalierna.Rörelsen av kemikalier genom alla rör måste vara densamma, eller den färdiga produktkvaliteten kan vara annorlunda än varje rör.Att utforma flödeshastigheterna för att få pluggflödesförhållanden säkerställer en jämn produkt.Plugflöde är ett kännetecken för rörkonstruktion och flödeshastighetskontroll där tidsreaktanterna tillbringar i reaktorn är densamma oavsett vilket rör som observeras.