Slurry reactor
Páginas: 7 (1624 palabras)
Publicado: 1 de diciembre de 2014
SLURRY REACTOR
Definición
Un slurry reactor o reactor con sólidos suspendidos es un reactor multifásico en el cual el reactante gaseoso es burbujeado a través de una solución que contiene partículas del catalizador suspendidas.
La solución puede ser cualquier reactante como en la hidrogenación del linoleato metílico o un inerte como en la síntesis Fischer-Tropsch del metano.
El slurryreactor puede operar de dos modos:
Semibatch
Continuo
Tipos
Los slurry reactor´s dependiendo de su aplicación y de la escala de operación pueden clasificarse como:
Reactor slurry de agitación mecánica.
Reactor slurry de lazo.
Reactor slurry de columna de burbujas.
Reactor slurry agitado de multietapas.
Figura Nº 1 Reactor Slurry Catalítico
Ventajas
Temperatura uniforme.Fácil regeneración del catalizador.
Mejor control de temperatura para reacciones altamente exotérmicas.
Ausencia de resistencia a la difusión en el interior de partículas.
La constante de la actividad catalítica se mantiene constante por adición de pequeñas cantidades de catalizador durante la operación batch o con una alimentación continua durante la operación continua.
Desventajas
Laseparación del catalizador y el manejo de sólidos suspendidos son difíciles.
Los sólidos pueden producir erosión en el equipo.
Una significante mezcla de la fase líquida no permitiría la operación a manera de flujo pistón.
Aplicaciones
El reactor con sólidos suspendidos puede ser usado para:
Producción de agentes quelantes.
Tratamiento de aguas.
Emulsiones (dos fases líquidas).Hidrogenación de:
Ácidos grasos sobre un catalizador de níquel.
2 buteno-1,4-diol sobre un catalizador de Pd-CaCO3.
Glucosa sobre catalizador de níquel Raney.
Oxidación de:
C2H4 en un líquido inerte sobre un catalizador de PdCl2-C.
SO2 en agua inerte sobre catalizador de carbón activado.
Hidroformación de CO con olefinas de alto peso molecular sobre cualquier complejo de cobalto o rutenio parapolímeros.
Hidrodinámica y Régimen de Flujo en los Slurry Reactor´s
Un slurry reactor contiene generalmente una fase gaseosa y una fase líquida (reactantes) con una fase sólida (catalizador).
El comportamiento de este reactor depende de la transferencia de masa de gas-líquido y líquido-partícula, de la superficie de reacción y de las características de mezclas.
Reactores Mecánicamente AgitadosRégimen de Flujo
Los modelos de flujo dependen del tipo de agitador y su velocidad y del rango de las fases líquida y gaseosa.
Suspensión de Partículas Sólidas
En estos reactores es importante asegurar que las partículas del sólido estén en completa suspensión y esto se consigue al considerar el diseño y composición del agitador.
Así mismo, los perfiles de concentración dependen de lavelocidad del agitador y del diámetro de las partículas sólidas.
Gas Holdup
Este parámetro hidrodinámico ayuda a determina el área interfacial gas-líquido y la velocidad de transferencia de masa.
El gas holdup depende de la velocidad superficial del gas, poder de consumo, tensión superficial, viscosidad de los fluidos y concentración del sólido.
Reactores de Columna de Burbuja
Régimende Flujo
El régimen de flujo se ha caracterizado en base a la distribución del tamaño de la gota y de su movimiento ascendente.
Para pequeñas partículas de catalizador y poca carga de catalizador, la fase en suspensión puede ser tratada como una pseudo fase y se puede asumir que sus características hidrodinámicas son similares a los sistemas gas-líquido.
Sin embargo para grandes partículasde catalizador y enorme carga del catalizador, la presencia de sólidos afecta a la distribución de tamaño de la gota y al régimen de flujo.
Figura Nº 2 Reactor de Columna de Burbujas para la Síntesis de Metanol
En estos reactores, el régimen de flujo se ha clasificado en tres categorías:
Régimen Laminar de Gotas: En este régimen, las burbujas de gas de tamaño uniforme se distribuyen...
Definición
Un slurry reactor o reactor con sólidos suspendidos es un reactor multifásico en el cual el reactante gaseoso es burbujeado a través de una solución que contiene partículas del catalizador suspendidas.
La solución puede ser cualquier reactante como en la hidrogenación del linoleato metílico o un inerte como en la síntesis Fischer-Tropsch del metano.
El slurryreactor puede operar de dos modos:
Semibatch
Continuo
Tipos
Los slurry reactor´s dependiendo de su aplicación y de la escala de operación pueden clasificarse como:
Reactor slurry de agitación mecánica.
Reactor slurry de lazo.
Reactor slurry de columna de burbujas.
Reactor slurry agitado de multietapas.
Figura Nº 1 Reactor Slurry Catalítico
Ventajas
Temperatura uniforme.Fácil regeneración del catalizador.
Mejor control de temperatura para reacciones altamente exotérmicas.
Ausencia de resistencia a la difusión en el interior de partículas.
La constante de la actividad catalítica se mantiene constante por adición de pequeñas cantidades de catalizador durante la operación batch o con una alimentación continua durante la operación continua.
Desventajas
Laseparación del catalizador y el manejo de sólidos suspendidos son difíciles.
Los sólidos pueden producir erosión en el equipo.
Una significante mezcla de la fase líquida no permitiría la operación a manera de flujo pistón.
Aplicaciones
El reactor con sólidos suspendidos puede ser usado para:
Producción de agentes quelantes.
Tratamiento de aguas.
Emulsiones (dos fases líquidas).Hidrogenación de:
Ácidos grasos sobre un catalizador de níquel.
2 buteno-1,4-diol sobre un catalizador de Pd-CaCO3.
Glucosa sobre catalizador de níquel Raney.
Oxidación de:
C2H4 en un líquido inerte sobre un catalizador de PdCl2-C.
SO2 en agua inerte sobre catalizador de carbón activado.
Hidroformación de CO con olefinas de alto peso molecular sobre cualquier complejo de cobalto o rutenio parapolímeros.
Hidrodinámica y Régimen de Flujo en los Slurry Reactor´s
Un slurry reactor contiene generalmente una fase gaseosa y una fase líquida (reactantes) con una fase sólida (catalizador).
El comportamiento de este reactor depende de la transferencia de masa de gas-líquido y líquido-partícula, de la superficie de reacción y de las características de mezclas.
Reactores Mecánicamente AgitadosRégimen de Flujo
Los modelos de flujo dependen del tipo de agitador y su velocidad y del rango de las fases líquida y gaseosa.
Suspensión de Partículas Sólidas
En estos reactores es importante asegurar que las partículas del sólido estén en completa suspensión y esto se consigue al considerar el diseño y composición del agitador.
Así mismo, los perfiles de concentración dependen de lavelocidad del agitador y del diámetro de las partículas sólidas.
Gas Holdup
Este parámetro hidrodinámico ayuda a determina el área interfacial gas-líquido y la velocidad de transferencia de masa.
El gas holdup depende de la velocidad superficial del gas, poder de consumo, tensión superficial, viscosidad de los fluidos y concentración del sólido.
Reactores de Columna de Burbuja
Régimende Flujo
El régimen de flujo se ha caracterizado en base a la distribución del tamaño de la gota y de su movimiento ascendente.
Para pequeñas partículas de catalizador y poca carga de catalizador, la fase en suspensión puede ser tratada como una pseudo fase y se puede asumir que sus características hidrodinámicas son similares a los sistemas gas-líquido.
Sin embargo para grandes partículasde catalizador y enorme carga del catalizador, la presencia de sólidos afecta a la distribución de tamaño de la gota y al régimen de flujo.
Figura Nº 2 Reactor de Columna de Burbujas para la Síntesis de Metanol
En estos reactores, el régimen de flujo se ha clasificado en tres categorías:
Régimen Laminar de Gotas: En este régimen, las burbujas de gas de tamaño uniforme se distribuyen...
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