La introducción del reactor de hidrogenación.

La reacción del reactor de hidrogenación del catalizador generalmente implica una suspensión de tres fases: el aceite líquido, el catalizador sólido en la fase de suspensión y las burbujas de hidrógeno como fase gaseosa. Como hay varios límites de fase, la transferencia de masa, y especialmente la dispersión de hidrógeno, es un factor muy importante. El sistema de mezcla que se emplea en el reactor influye en gran medida en el coeficiente de transferencia de masa de la transferencia gas-líquido.

Los tipos de sistemas de mezcla que se utilizan actualmente se pueden dividir en dos grandes tipos:

• Recipientes agitados

• (Externo) Reactores de bucle

Recipientes agitados

Suelen ser lotes “ sin salida"(es decir, sin recirculación externa de hidrógeno).

En el pasado se utilizaban a menudo reactores de recirculación en los que el hidrógeno se reciclaba externamente del reactor. Este tipo ya no se usa mucho.

Las principales diferencias entre los reactores agitados sin salida suelen estar en el tipo de impulsor que se utiliza y en cómo se mejora el arrastre de hidrógeno desde el espacio de cabeza.

Los principales tipos se pueden clasificar de la siguiente manera:

Impulsor de turbina de palas planas (Rushton):

Este es el tipo de impulsor más común en uso. Generalmente tiene 6 cuchillas, aunque este número puede variar, atornilladas a un disco en un eje giratorio. Genera patrones de flujo radial. El rociador de hidrógeno suele tener forma de anillo justo debajo del impulsor. Este es probablemente el impulsor más común en los reactores de aceite comestible (especialmente los más antiguos), pero de ninguna manera es el ideal para la dispersión del hidrógeno en el aceite.

Impulsor CD-6/BT-6 (Chemineer):

Esta es una mejora con respecto al impulsor anterior con mayores coeficientes de transferencia de masa y menor probabilidad de cavitación. A continuación encontrará información sobre el CD-6 y el BT-6 del sitio web de Chemineer.

Impulsor axial (Lightnin):

Mientras que los dos impulsores anteriores tienen patrones de mezcla radial, los impulsores de bombeo A315 (hacia abajo) y A340 (hacia arriba) de Lightnin proporcionan un patrón de mezcla axial. Los fabricantes afirman que esto tiene una mejor inducción de hidrógeno desde el espacio de cabeza y proporciona una mejor dispersión del hidrógeno en la mitad inferior del reactor.

Transporte de hidrógeno por eje (Ekato):

Esta tecnología dispersa el hidrógeno succionándolo del espacio superior y haciéndolo pasar a través del eje. A continuación, el hidrógeno se dispersa de nuevo en el líquido por debajo de la superficie del líquido. Esta tecnología es adecuada para su instalación en un reactor existente.

Reactor de gas avanzado (Praxair):

Esto podría considerarse un tipo de “loop."reactor, aunque el circuito de hidrógeno está dentro del reactor. Un impulsor de tornillo helicoidal que bombea hacia abajo dentro de un tubo con manguito extrae hidrógeno del espacio de cabeza y lo fuerza al fondo del reactor desde donde recircula hacia arriba en el otro lado del tubo. Proporciona una alta tasa de transferencia de masa de hidrógeno al petróleo.

Reactores de bucle

Estas tecnologías implican la circulación externa de hidrógeno y/o aceite sin reaccionar. El calentamiento/enfriamiento de la suspensión de aceite-catalizador también se realiza externamente.

Reactor de bucle BUSS:

El reactor mezcla la suspensión de aceite y catalizador y el hidrógeno en un régimen de alto cizallamiento en un chorro mezclador Venturi. La suspensión de aceite-catalizador se hace circular a través de un intercambiador de calor externo y se fuerza a través de un mezclador Venturi en la parte superior del reactor. El efecto de succión aspira aquí hidrógeno fresco.

Este tipo de reactor es ventajoso cuando se producen altas presiones, temperaturas y velocidades de reacción. Proporciona un coeficiente de transferencia de masa más alto y el hecho de que no haya serpentines de calentamiento en el reactor es una ventaja.

Las desventajas de este sistema son los mayores costos de capital y operación (se utiliza más energía: 5 kW/m para dispersar el hidrógeno en el líquido que los recipientes agitados tradicionales donde el requisito de energía suele ser de 2 a 3 kW/m).

Otros tipos de reactores: También hay reactores continuos de lecho fijo y de fase lechada que se utilizan en la industria del aceite comestible. Sin embargo, los reactores continuos sólo se vuelven realmente viables cuando hay una gran producción de un solo producto.