水素化反応器の導入

触媒水素化反応器の反応には通常、液体オイル、スラリー相の固体触媒、気相としての水素泡の 3 相スラリーが含まれます。多くの相境界があるため、物質移動、特に水素の分散は非常に重要な要素です。反応器内で採用される混合システムは、気液移動の物質移動係数に大きな影響を与える。

現在使用されている混合システムのタイプは、大きく 2 つのタイプに分類できます。

• 撹拌容器

• (外部) ループリアクトル

撹拌容器

これらは通常、バッチ “死んだ-終わり です"（つまり、水素の外部再循環がない）反応器。

過去には、水素が反応器の外部で再循環される再循環反応器がよく使用されていた。このタイプは現在ではあまり使用されていません。

デッドエンド撹拌反応器間の主な違いは、通常、どのタイプのインペラが使用されるか、およびヘッドスペースからの水素の同伴がどのように強化されるかです。

主な種類は次のように分類できます。

平刃タービンインペラ (ラッシュトン):

これは、現在使用されている最も一般的なタイプのインペラです。通常は 6 枚のブレードがあり、この数は異なる場合があります。回転シャフト上のディスクにボルトで固定されています。放射状の流れパターンを生成します。水素スパージャーは、インペラのすぐ下のリング状であることがよくあります。これはおそらく食用油反応器 (特に古いもの) で最も一般的なインペラですが、油中の水素の分散には決して理想的なものではありません。

CD-6/BT-6 インペラ (ケミニアー):

これは以前のインペラを改良したもので、物質移動係数が高く、キャビテーションの可能性が低くなります。 ケミニアー ウェブ サイトからの CD-6 および BT-6 に関する情報は以下のとおりです。

アキシャルインペラ (ライトニング):

前の 2 つのインペラは半径方向の混合パターンを持っていますが、ライトニング の A315 (下向き) および A340 (上向き) ポンピング インペラによって軸方向の混合パターンが得られます。メーカーは、これによりヘッドスペースからの水素の導入が改善され、反応器の下半分での水素の分散が改善されると主張しています。

シャフトによる水素輸送 (エカト):

ヘッドスペースから水素を吸引し、シャフト内を通過させることで水素を分散させる技術です。その後、水素は液面下の液体中に再び分散されます。この技術は既存の反応器への設置に適しています。

先進的ガス反応炉 (プラクスエア):

これは “ループ の一種と考えられます。"ただし、水素ループは反応器の内部にあります。 “スリーブ.チューブ 内の下向きポンピング螺旋スクリュー インペラは、ヘッドスペースから水素を引き込み、反応器の底部に押し込み、そこからチューブの反対側で上向きに再循環します。水素から油への高い物質移動率が得られます。

ループリアクター

これらの技術には、未反応の水素および/または石油の外部循環が含まれます。油触媒スラリーの加熱・冷却も外部から行います。

バスループリアクター:

反応器は、ベンチュリ混合ジェット内の高せん断領域で油触媒スラリーと水素を混合します。油触媒スラリーは外部熱交換器を通って循環され、反応器の上部にあるベンチュリミキサーを通過します。ここでの吸引効果により新鮮な水素を取り込みます。

このタイプの反応器は、高圧、高温、および反応速度が高い場合に有利です。より高い物質移動係数が得られ、反応器内に加熱コイルがないという事実が利点となります。

このシステムの欠点は、資本コストと運用コストが高いことです（エネルギー要件が通常 2 ～ 3 キロワット/m である従来の撹拌容器よりも、液体中に水素を分散させるためにより多くのエネルギー - 5 キロワット/m が使用されます）

他のリアクタータイプ: 食用油産業では固定床連続反応器やスラリー相連続反応器も使用されます。しかし、連続反応器は、単一の製品を大量に生産する場合にのみ実際に実用的になります。