توضیحات
راکتورهای لوله ای یا پلاگ، یکی از انواع رایج راکتورهای شیمیایی هستند که در صنایع مختلف به ویژه پتروشیمی به کار می‌روند. این راکتورها به دلیل سادگی طراحی، هزینه ساخت پایین و راندمان بالا در بسیاری از فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ویژگی‌های راکتورهای لوله ای
- جریان پلاگی: در این نوع راکتور، سیال ورودی به صورت یک پلاگ یا لایه وارد راکتور می‌شود و بدون اختلاط جانبی، به صورت موازی با محور لوله حرکت می‌کند. این بدان معنی است که ترکیب و خواص سیال در هر مقطع عرضی لوله یکسان است، اما از یک مقطع به مقطع دیگر تغییر می‌کند.
- عدم اختلاط شعاعی: در راکتورهای لوله ای، اختلاط شعاعی بسیار کم است. این ویژگی باعث می‌شود که پروفایل غلظت مواد واکنش دهنده و محصولات در جهت شعاعی یکنواخت باشد.
- توزیع زمان اقامت باریک: زمان اقامت هر مولکول در راکتور تقریباً برابر است. این ویژگی باعث می‌شود که تبدیل واکنش دهنده‌ها در این نوع راکتورها نسبت به راکتورهای مخلوط شده بیشتر باشد.
کاربردهای راکتورهای لوله ای
راکتورهای لوله ای در صنایع مختلفی از جمله پتروشیمی، صنایع غذایی و دارویی کاربرد دارند. برخی از کاربردهای مهم این راکتورها عبارتند از:
- واکنش‌های کاتالیستی: بسیاری از واکنش‌های کاتالیستی در راکتورهای لوله ای انجام می‌شوند.
- واکنش‌های فاز گاز: برای واکنش‌های فاز گاز که نیاز به سطح تماس بالایی بین فاز گاز و کاتالیست دارند.
- واکنش‌های پلیمری شدن: برای تولید پلیمرهایی با توزیع وزن مولکولی باریک.
مقایسه با سایر انواع راکتورها
راکتورهای لوله ای در مقایسه با راکتورهای مخلوط شده (CSTR) دارای مزایای و معایبی هستند. به طور کلی، راکتورهای لوله ای برای واکنش‌های با تبدیل بالا و راکتورهای مخلوط شده برای واکنش‌هایی که نیاز به اختلاط شدید دارند، مناسب‌تر هستند.
در صنایع شیمیایی برای فرایندهای با مقیاس بزرگ معمولاً از راکتورهای لوله ای استفاده می شود. زیرا نگهداری سیستم راکتورهای لوله ای آسان می باشد (چون دارای قسمت های متحرک نیستند). راکتورهای لوله ای معمولاً بالاترین درصد تبدیل مواد اولیه در واحد حجم راکتور را در مقایسه با سایر راکتورهای سیستم جاری دارا هستند. از محدودیت های این راکتورها مشکل کنترل حرارتی برای واکنش های گرمازایی است که بسیار سریع عمل می کنند و نهایتاً منجر به نقاط داغ Hot Spot می گردند.شکل زیر یک راکتور لوله ای همراه سیستم سرمایشی می باشدکه به علت سرعت زیاد واکنش،با وجود خنک شدن، در مرکز آن نقاط داغ Hot Spot بوجود آمده است. نقاط داغ Hot Spot باعث می شوند که کیفیت محصول کاهش یابد و دستگاه آسیب ببیند.
در این پروژه پروفایل دمایی راکتور لوله ای (plug) به منظور رسیدن به بالاترین درصد تبدیل در نرم افزار متلب کد نویسی شده است. جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.