Pengenalan reaktor hidrogenasi

Reaksi reaktor hidrogenasi katalis biasanya melibatkan bubur tiga fase – minyak cair, katalis padat dalam fase bubur dan gelembung hidrogen sebagai fase gas. Karena terdapat sejumlah batas fasa, perpindahan massa, dan terutama dispersi hidrogen, merupakan faktor yang sangat penting. Sistem pencampuran yang digunakan dalam reaktor sangat mempengaruhi koefisien perpindahan massa dari perpindahan gas-cair.

Jenis sistem pencampuran yang saat ini digunakan dapat dibagi menjadi dua tipe besar:

• Kapal yang Diaduk

• (Eksternal) Reaktor loop

Kapal yang Diaduk

Ini biasanya merupakan “dead-end batch"(yaitu tidak ada resirkulasi hidrogen secara eksternal) reaktor.

Di masa lalu, reaktor resirkulasi sering digunakan dimana hidrogen didaur ulang secara eksternal dari reaktor. Jenis ini sudah tidak banyak digunakan lagi.

Perbedaan utama antara reaktor berpengaduk buntu biasanya terletak pada jenis impeler yang digunakan dan bagaimana peningkatan masuknya hidrogen dari ruang kepala.

Jenis utama dapat dikategorikan sebagai berikut:

Impeler turbin sudu datar (Rushton):

Ini adalah jenis impeler yang paling umum digunakan. Biasanya memiliki 6 bilah meskipun jumlah ini dapat bervariasi- dibaut ke cakram pada poros yang berputar. Ini menghasilkan pola aliran radial. Sparger hidrogen seringkali berbentuk cincin tepat di bawah impeler. Ini mungkin merupakan impeler yang paling umum digunakan dalam reaktor minyak nabati (terutama yang sudah tua) namun ini bukanlah impeler yang ideal untuk dispersi hidrogen dalam minyak.

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

Ini merupakan perbaikan pada impeler sebelumnya dengan koefisien perpindahan massa yang lebih tinggi dan kemungkinan kavitasi yang lebih rendah. Ada beberapa informasi di bawah mengenai CD-6 dan BT-6 dari situs web Chemineer.

Impeler aksial (Lightnin):

Meskipun dua impeler sebelumnya memiliki pola pencampuran radial, pola pencampuran aksial dihasilkan oleh impeler pemompaan A315 (bawah) dan A340 (atas) dari Lightnin. Pabrikan mengklaim bahwa ini memiliki induksi hidrogen yang lebih baik dari ruang atas dan memberikan dispersi hidrogen yang lebih baik di bagian bawah reaktor.

Transportasi Hidrogen melalui Poros (Ekato):

Teknologi ini menyebarkan hidrogen dengan cara menyedotnya dari ruang kepala dan melewatkannya melalui poros. Hidrogen kemudian didispersikan lagi dalam cairan di bawah permukaan cairan. Teknologi ini cocok untuk dipasang pada reaktor yang sudah ada.

Reaktor Gas Tingkat Lanjut (Praxair):

Ini bisa dianggap sebagai jenis “loop"reaktor, meskipun loop hidrogen ada di dalam reaktor. Impeler sekrup heliks yang memompa ke bawah di dalam tabung menarik hidrogen dari ruang atas dan memaksanya ke bagian bawah reaktor dan kemudian disirkulasikan kembali ke atas di sisi lain tabung. Hal ini memberikan laju perpindahan massa yang tinggi dari hidrogen ke minyak.

Reaktor Lingkaran

Teknologi ini melibatkan sirkulasi eksternal hidrogen dan/atau minyak yang tidak bereaksi. Pemanasan/pendinginan bubur katalis minyak juga dilakukan secara eksternal.

Reaktor Lingkaran BUSS:

Reaktor mencampurkan bubur katalis minyak dan hidrogen dalam rezim geser tinggi dalam jet pencampur Venturi. Bubur katalis minyak disirkulasikan melalui penukar panas eksternal dan dipaksa melalui pencampur Venturi di bagian atas reaktor. Efek hisapan di sini menarik hidrogen segar.

Reaktor jenis ini menguntungkan ketika terjadi tekanan, suhu, dan laju reaksi yang tinggi. Ini memberikan koefisien perpindahan massa yang lebih tinggi dan fakta bahwa tidak ada koil pemanas di dalam reaktor merupakan suatu keuntungan.

Kerugian dari sistem ini adalah biaya modal dan operasi yang lebih tinggi (Lebih banyak energi - 5kW/m _ digunakan untuk mendispersikan hidrogen dalam cairan dibandingkan bejana berpengaduk tradisional yang kebutuhan energinya biasanya 2 - 3 kW/m°)

Jenis reaktor lainnya: Ada juga reaktor kontinu unggun tetap dan reaktor kontinu fase bubur yang digunakan dalam industri minyak nabati. Namun, reaktor kontinyu hanya dapat berfungsi jika terdapat produksi produk tunggal dalam jumlah besar.