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Reattoristica Trasformazione chimica = reazione reattore Reattore = cuore dellimpianto non è lunità più appariscente, ma determina dimensioni e costi delle.

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Presentazione sul tema: "Reattoristica Trasformazione chimica = reazione reattore Reattore = cuore dellimpianto non è lunità più appariscente, ma determina dimensioni e costi delle."— Transcript della presentazione:

1 Reattoristica Trasformazione chimica = reazione reattore Reattore = cuore dellimpianto non è lunità più appariscente, ma determina dimensioni e costi delle apparecchiature a monte e a valle

2 Processo interessante? dipende molto dal reattore Bisogna valutare preliminarmente: 1 - velocità di produzione della specie voluta ( ) 2 - numero e quantità di sottoprodotti ( x OUT )

3 Sottoprodotti pressoché sempre vantaggio o spreco? comunque quantificazione (NR>1 !!) le separazioni costano! ottimizzare il reattore!

4 Competenze richieste nella reattoristica Principi di ingegneria chimica (fenomeni di trasporto) + cinetica

5 Verifiche/scelte preliminari Condizioni fisiche dei reagenti a T IN, P IN Tipo di reattore/modo di operare: - continuo/discontinuo - isotermo/adiabatico/altro

6 Obiettivo reattoristica 1.Dimensione reattore/reattori 2.Configurazione 3.x OUT e stato fisico 4.T ovvero T(t) o T(z) 5.P ovvero P(t) o P(z) P x = composizione z = coordinate spaziali

7 Classificazione dei reattori 1)Numero di fasi 2)Tempo 3)Modalità di alimentazione 4)Temperatura

8 Classificazione Numero di fasi 1) Omogenei (monofase) G, L, [S] vs. Eterogenei(multifase)G-S[cat], L-S G-L, G-L-S, L-L Tutti sono multicomponenti ! ( mixing !!)

9 Gli eterogenei sono molto vari (precedenza allo studio dei reattori omogenei) Spesso le condizioni monofase non sono possibili Reazione allinterfase /nella massa

10 discontinuo (batch) vs. continuo Classificazione 2) Tempo

11 Reattore discontinuo: piccole/varie produzioni

12 Reattore continuo: a) perfettamente miscelato

13 Rettore continuo: b) segregato

14 Reattore semi-continuo (o semi-batch) Per usare un reagente e controllare la reazione (o reazioni parallele/parassite) Per minimizzare i volumi (se si dosa con gas)

15 Il reattore semi-batch è una variante sui modi di alimentare. Altre varianti:

16 Classificazione 4) Temperatura principale variabile di controllo ! Tutte le reazioni hanno H R 0 T influenza enormemente la velocità di reazione

17 a)Adiabatico (isolamento) c) Intermedio (compromesso, TC costoso e delicato) b)Isotermo (traferimento di calore!) (dettaglio più avanti) Classificazione 4) Temperatura

18 Verifiche preliminari: H R | 2)Segno T MAX accettabile Classificazione 4) Temperatura

19 Reattori adiabatici Nessuno scambio termico con lesterno Il calore viene dato/tolto fuori dal reattore, se necessario Reforming catalitico di nafta – i 3 reattori operano adiabaticamente

20 Reattori con scambio termico a tino (vessel) Possono essere isotermi o riprodurre una T(t)

21 Reattori con scambio termico tubolari Simili a scambiatori di calore Possono essere isotermi o riprodurre una T(z)

22 Reattori autotermici catalitici Recupero di calore dalla reazione (heat integration) Recupero esterno o interno

23 Reattori autotermici omogenei

24 Scelta condizioni operative 1)chimica-fisica della reazione: equilibrio (termodinamica); velocità di reazione (cinetica) 2)sperimentazione laboratorio; impianti pilota; impianti industriali simili

25 Scelta condizioni operative 1) chimica-fisica della reazione Reversibilità (?) equilibrio termodinamica! (molto affidabile) Velocità di reazione cinetica (molto empirica) è il vero scoglio! (può vanificare le indicazioni della termodinamica)


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