5. REACTORUL2.2

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

1/51

REACTORUL

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

2/51

R e a c t o r u l

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

3/51

REACTOR - aparat n care se efectueaz procese

chimice (reacii chimice) sau biologice n condiiispeciale de temperatur, presiune, mediu de

reacie, pe baza unui / unorprocesetehnologice.

PROCES TEHNOLOGIC - totalitatea operaiilor

care cuprind procedeele mecanice, fizice, chimice

sau combinate ale acestora, folosite pentru

transformarea materiilor prime i/sau intermediare

n produse finite.

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

4/51

n reactoare au loc i anumite procese fizice prin carese urmrete s se creezecondiii optime pentrurealizarea procesului chimic.

Din acest motiv ele sunt prevzute cu o serie deaparate simple (elemente de aparate) cu ajutorul crorase pot efectua procesele fizice (agitare, schimbtoare de

cldur .a.).

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

5/51

REACTOR FUNCII ELEMENTARE

Dup modul de lucru, toate reactoarele trebuie s ndeplineasc oserie de operaiisimple (funcii elementare), cele mai importante fiind:

- introducerea materialelor n reactor (alimentare)

- realizarea condiiilor de reacie necesare procesului chimic

- realizarea cantitativ a procesului chimic

- circulaia materialelor n interiorul aparatelor- evacuarea produselor

Pentrundeplinirea funciilor elementare, reactoarele sunt prevzute cu dispozitivespeciale (elemente funcionale) ca de exemplu:

- dispozitive (amenajri) pentru introducerea materialelor- dispozitive pentru procese fizice (mecanice) pentru realizarea condiiilor de reacie

- spaiul (zona) de reacie n care are loc cantitativ procesul chimic

- dispozitive (amenajri) pentru circulaia materialelor n interiorul reactorului

- dispozitive (amenajri) pentru evacuarea materialelor

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

6/51

CRITERII DE CLASIFICARE A REACTORELOR

1. Parametrii tehnologici care condiioneaz regimul de lucru

2. Starea de agregare a reactanilor

3. Dinamica proceselor chimice

4. Termodinamic

5. Constructiv

6. Practic (Economic)

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

7/51

1. Parametrii tehnologici care

condiioneaz regimul de lucru

tipul reaciilor

natura termic a procesului temperatur

presiune

dinamica proceselor chimice

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

8/51

Presiunea, temperatura condiioneaz

dimensiunea i regimul de lucru

0-6 atm. / sub 350C

6-50 atm. / sub 350C

peste 50 atm. / peste 550C

presiuni neglijabile / peste 350C

sinteza de medicamente 0-6 atm. / sub 350C

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

9/51

2. Starea de agregare a reactanilor Statice

Cilindrice

Fund concav

Capac bombat

Cu dispozitive de amestecare (agitatoare)

Sistemele de reaciidup starea de agregare a reactanilor Pentru reacii n fazomogengazoas

Pentru reacii n fazomogenlichid

Reacii n sistem eterogen G-L

Reacii n sistem eterogen G-S

Catalitice / Necataliltice

Reacii n sistem eterogen L-L (faze nemiscibile)

Reacii n sistem eterogen L-S

Reacii n sistem eterogen S-S

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

10/51

Natura termic a procesului

Pentru procese exoterme

Pentru procese endoterme

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

11/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

12/51

Condiii termodinamice

Izoterme

Adiabatice Neadiabatice

(pseudoizoterme, neizoterme)

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

13/51

Tipul de construcie

Tip autoclav Utilizat n procesele de sintez organic

Reacii n

faz lichid

sistem eterogen S-L cel mai utilizat n industria de medicamente

uor de construit

uor de exploatat

Tip turn

Tip cuptor

Tip schimbtorde cldur

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

14/51

Tipul de construcie/reacie

Tip autoclav

denumite

clorurator clorurare

sulfonator sulfonare nitrator nitrare

Din motive economice se folosesc aceleai reactoare ca

- Reactoare principale pentru operaii fundamentale

- Reactoare secundareoperaii auxiliare

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

15/51

CONSTRUCIAREACTOARELOR

Materialul de construcie n funcie de

Materiile prime

Temperatura

Presiunea

Forma - cilindric

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

16/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

17/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

18/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

19/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

20/51

Stratul protector din interior

rezistent fa de

aciuneacoroziv a reactanilor

temperatur

presiune

concentraii ridicate

emailate

fontemailat - coeficieni de dilataie mai apropiai

oel emailat transfer caloric mai bun

rezistenmecanicmic control

ptur de aer

placate cu Aluminiu

gresie antiacid

foiesubiri de Plumb

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

21/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

22/51


Elemente de susinere

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

23/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

24/51

ELEMENTE FUNCIONALE CAPACUL

AGITATORUL

GURA DE NCRCARE / DESCRCARE

TIJA (TEACA) TERMOMETRULUI

MANOMETRE DISPOZITIVE PENTRU PROTECIE LA

SUPRAPRESIUNE

ROBINETUL DE EVACUARE AL PRESIUNIIINTERIOARE

VIZOARE

PLONJORUL

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

25/51


Capacul

plat (calot semisferic)

detaabil

fixat cu buloane

oel moale cu rezisten mai mare la alungire

etaneizare garnituri de

azbest grafitat

azbest cu cupru

cupru moale

clingher

inele de plumb

cauciuc

orificii pentru racorduri la diverse

accesorii

pentru dispozitivul de agitare

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

26/51

ELEMENTE FUNCIONALE AGITATORULomogenizarea

masei de reacie

temperaturii

rar reactorul n jurul agitatorului

forme

ancor

palete

combinat ancor-palete

grebl

oel inox emailat

acionat mecanic de un motor electric cu reductor de vitez

500-5000 / 20-100 rot./min.

presgarnitur(presetup)

leag corpul agitatorului reactor

manon metalic cptuit cu un material de duritate mic: azbestgrafitat, cauciuc, piele

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

27/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

28/51

ELEMENTE FUNCIONALEAccesoriile reactorului

GURA DE NCRCARE (de vizitare) mannloch (deschidere pentru om) 40-60 cm

handloch (deschidere pentru mn) 20-30 cm

pentru

controlul la intervale planificate

n caz de defeciuni

introducerea materiilor prime solideGURA DE DESCRCARE (tu de golire)

robinet de scurgere

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

29/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

30/51


Tija termometrului

ct mai lung pentru a ptrunde ct mai adnc n masa de reacie

n tij se pune

-ap

- ulei

- glicerin

Manometre

pentru controlul presiunii interioare pentru controlul presiunii din manta

situat lateral n exteriorul reactorului, presiunea fiind reglat dela un distribuitor central

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

31/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

32/51

dispozitive pentruprotecia reactoarelor la suprapresiune

supapa de siguran

se deschide automat

la depirea unei presiunii interioare stabilite

robinet cu ventil prghie cu contragreutate

se monteaz n diferite locuri

conducta de evacuare merge n afara instalaiei

robinetul de evacuare a presiunii din interiorul reactorului


8/2/2019 5. REACTORUL2.2

33/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

34/51

2 vizoarepentru urmrirea mersului reaciei

unul pentru iluminarea interiorului reactorului

altul pentru privirea in interior

sticlgroas

mic (plexi)ventil cueav (plonjor)

coboarpn n fundul reactorului

pentru prelevarea de probe din masa de reacie n timpul procesului

tehnologic

pentru uurareadescrcrii


8/2/2019 5. REACTORUL2.2

35/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

36/51

NCLZIREA REACTOARELOR

DIRECT- foc sau bi electrice

- dezavantaje

INDIRECT(fr diafragm/ prin diafragm)- ageni de nclzire

- avantaje

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

37/51

Modaliti de nclzire a reactorului manta exterioar prin care circul - ap

- ap cald

- vapori de ap- vapori de ap supranclzii- vapori de ap sub presiune

10-15C temperatura bii de nclzire/masa de reacie ap cald

- temperaturi moderate 80-90C

vapori de ap- foarte uoar- numai pn la 180C- pot fi

- nclzii- sub presiune

- supranclzii prinnclzireasuplimentarfr modificarea presiunii lor avantaj

temperatura lor este mai marecobortfr a provoca condensarea lor

folosii n mod curent

au o mare putere caloric temperatura depinde de temperatur

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

38/51

Modaliti de nclzire a reactorului

supranclzii

- prin nclzirea suplimentar fr modificarea presiunii lor- avantaj

- temperatura lor este mai mare- cobort fr a provoca condensarea lor- folosii n mod curent

- au o mare putere caloric- temperatura depinde de presiune- modificnd presiunea se poate modifica temperatura

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

39/51

nclzirea cu vapori de ap se poate facefr diafragm

- prin contactul direct al vaporilor circulani cu masa dereacie (de obicei lichid)

- tub de barbotare

- vaporii nclzesc lichidulse condenseaz

- se folosetela antrenarea cu vapori apcnd se admite diluarea lichidului nclzit cu

condensatul


8/2/2019 5. REACTORUL2.2

40/51

nclzirea cu vapori de ap se poate face

prindiafragm

peretele care separ mediul de nclzit de cel supusnclzirii

pot fi- mantale cu aburi- serpentine cu aburi n interiorul reactoarelor- supranclzitoare cu mai multe tuburi, n exteriorul

reactorului


8/2/2019 5. REACTORUL2.2

41/51

temperaturi pn la 350C instalaii speciale denclzit

folosesc- vapori de ap- apa fierbinte sub presiune foarte mare

sistemul Frederking- tuburi

-- de oel inox-- rezistente la presiuni de 200 atm.-- situate n fundul dublu al reactorului

- circul-- vapori de ap-- ap fierbinte sub presiune foarte mare

sitemul Samka- serpentine de nclzire sudate de peretele aparatuluitemperaturi ridicate fr folosirea instalaiilor depresiune


8/2/2019 5. REACTORUL2.2

42/51

ulei mineral - pn la 250-300C difil (difenil + difeniloxid) bi metalice (aliaje topite) sruri topite (azotat de sodiu i de potasiu) nclzire electric mai rar n industria farmaceutic mai scump


8/2/2019 5. REACTORUL2.2

43/51


nclzireadirect

mai rar

pentru o temperatur ridicat peste 250C

deficiene

utilizarea incomplet a cldurii - 30%

dificil reglarea

temperaturii intensitii nclzirii

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

44/51

EXPLOATAREA REACTORULUI

NCERCAREA

NCRCAREA

GOLIREA

VERIFICAREA

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

45/51

ncercareareactorului

- reactorul trebuie s reziste la temperaturi ipresiuni mult mai mari dect regimulnormal de lucru

presiune x 5-8

preshidraulic cu petrol

pres pneumatic cu 5%amoniac

miros detectarea fisurilor

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

46/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

47/51

golireareactorului

prin cdere liber

prin crearea unei uoare suprapresiuni cu

- aer comprimat

- gaz inert (solveni ca mediu de lucru)

- autopresiune

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

48/51

verificareareactorului

scos din uzi verificat

demontarea capacului prin desfacerea buloanelor

-n diagonal (alternativ, n cruce) 12, 6, 3, 9;

- cu atenie s nu se strice materialele de etanare

se ridic capacul macara

se spal interiorul

se controleaz cu lupa

se aplic garniturilese fixeaz capacul cu buloanele

se controleaz accesoriile (manometrele)

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

49/51

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

50/51

MODUL DE LUCRU

8/2/2019 5. REACTORUL2.2

51/51

MODUL DE LUCRU

Proces Discontinuu Dup descrcarea reactorului

- se spal prin gura de ncrcare cu o soluie adecvat

- se usucSe nchide gura de descrcare

- prin mannlochse introduc materiile prime solide- se nchide gura de ncrcare- se controleaz termometrul, manometrele- se fixeaz prghia de siguran la presiunea dat- se nchide robinetul de evacuare a presiunii

- se controleaz din nou toate accesoriile- se pune n micare agitatorul- se nclzete treptat- se crete presiunea- se controleaz permanent (periodic) [aspectul masei, presiunea, temperatura, ali parametrii]

La final- nu se mai crete presiunea- se oprete nclzirea

- se oprete agitatorul- se las s se rceasc- se deschide ncet robinetul de evacuare a presiunii interioare- numai cnd manometrul indic valoarea 0 - se deschide gura de descrcare- se evacueaz materialul

Proces continuu[descrcarea, splarea, ncrcarea - se fac automat]

5. REACTORUL2.2

Documents

Transcript of 5. REACTORUL2.2