관형 반응기의 종류

관형 반응기는 관형 형상과 높은 길이-대-직경 비율을 갖는 연속 반응기의 일종이다. 이러한 반응기는 매우 길 수 있습니다. 예를 들어, 폴리에틸렌 반응기의 길이는 킬로미터 단위로 측정 할 수 있습니다. 구조는 단일 튜브 또는 병렬로 배열된 다중 튜브로 구성될 수 있다. 관형 크래킹로와 같은 빈 튜브 또는 쉘 및 튜브 고정 층 반응기와 같은 다상 촉매 반응을 위해 미립자 촉매로 채워진 포장 된 튜브일 수 있습니다. 일반적으로 반응물의 흐름이 난류 상태에있을 때 빈 튜브의 길이 대 직경 비율은 50 보다 큽니다. 길이 대 입자 직경의 비율은 가스에 대한 100 액체에 대한 200 더 큽니다. 재료의 흐름은 플러그 흐름으로 근사될 수 있다.

관형 반응기의 분류

1 、 수평 관 반응기
이 반응기는 원활한 강관을 U 자형 튜브와 연결하여 만들어집니다. 이 구조는 제조 및 유지 보수가 쉽습니다. 고압 원자로 파이프 라인은 1600-10,000 kPa의 압력을 견딜 수있는 표준 홈 맞대기 용접 강철 플랜지를 사용합니다. 렌즈 형 스틸 플랜지를 사용할 때 최대 10,000-20,000 kPa의 압력을 견딜 수 있습니다. 예를 들어, 고압 폴리에틸렌 반응기는 최대 280 MPa의 압력에 도달할 수 있다.

2 、 수직 관 반응기
수직 관형 반응기는 액상 아민화, 액상 수소화 및 액상 산화와 같은 공정에 사용된다. 수직 관형 반응기는 단일 통과이거나 중앙 삽입 튜브 디자인을 가질 수 있습니다.

3 、 코일 관 반응기
이들은 코일로 형성된 관형 반응기로 장비를 콤팩트하고 공간을 절약합니다. 그러나 파이프의 유지 보수 및 청소는 상대적으로 어렵습니다.

4, U 형 관형 원자로
U자형 관형 반응기는 열 및 질량 전달 공정을 향상시키기 위해 튜브 내부에 다공성 배플 또는 교반 장치를 갖는다. U자형 튜브의 큰 직경은 재료의 더 긴 체류 시간을 허용하므로 반응 속도가 느린 반응에 적합합니다.

5, 멀티 튜브 병렬 관 반응기

다중 튜브 평행 구조를 갖는 관형 반응기는 일반적으로 기체-고체 상 반응에 사용된다. 예를 들어, 염화 비닐의 제조에서, 염화 수소 가스와 아세틸렌 가스는 고체상 촉매로 채워진 다중 튜브 병렬 반응기에서 반응한다. 유사하게, 암모니아 합성에서, 질소와 수소 가스의 혼합물은 고체상 철 촉매를 함유하는 다중 튜브 병렬 반응기에서 반응한다.

6 、 시리즈 관형 반응기
다수의 관형 반응기는 폴리프로필렌 생산 공정에서와 같이 직렬로 연결될 수 있다. 폴리프로필렌 제조를 위한 Spheripol 공정 흐름도는 사전 중합 반응기, 제 1 반응기 및 직렬로 연결된 제 2 반응기를 포함한다.

관형 반응기와 스털링 탱크 반응기의 차이점

관형 반응기는 플러그 흐름 반응기로 분류되는 반면, 교반 탱크 반응기는 연속 교반 탱크 반응기 (CSTR) 입니다. 관형 반응기에서의 체류 시간은 비교적 짧은 반면, 교반 탱크 반응기에서는 더 길다. 반응 열을 제거하는 측면에서 관형 반응기에서는 더 어려운 반면, 외부 재킷 또는 내부 코일을 가질 수있는 교반 탱크 반응기에서는 더 쉽습니다. 때로는 결합 된 관형 및 교반 탱크 원자로 시스템이 사용됩니다. 물질이 교반 탱크 반응기의 바닥에서 빠져 나와 교반 탱크 반응기로 복귀하기 전에 외부 루프를 통해 관형 반응기로 흐릅니다. ExteRnal 루프 냉각기는 온도를 제어하기 위해 관형 반응기 후에 설치될 수 있다. 반응물은 관형 반응기의 입구 또는 외부 순환 펌프의 입구를 통해 들어가고, 생성물은 교반 탱크 반응기의 상부로부터 넘쳐 흐르고, 이로써 두 가지 유형의 반응기를 모두 이용한다.