Modell 5400 Strömungs und Rohrreaktoren

Strömungsreaktoren sind die Arbeitstiere in der chemischen und petrochemischen Industrie. Unter einem Strömungsrohr-Reaktor versteht man einen röhrenförmigen Reaktionsapparat, dessen innerer Durchmesser konstant und klein gegenüber seiner Länge ist.
Das Ausgangsgemisch (Edukte) wird stetig (kontinuierlich) dem Reaktor zugeführt und durchwandert diesen in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit ohne axiale Rückvermischung. Die Umsetzung der zugeführten Edukte erfolgt dann während des Rohrdurchgangs und nimmt mit steigender Entfernung vom Rohreingang zu. Das bedeutet, dass man entlang des Rohres verschiedene Umsatzgrade erreicht.
In zeitlicher Hinsicht ist die Konzentration der Edukte an jeder Stelle des Reaktor-Rohres konstant. Produkte und nicht umgesetzte Reaktionspartner werden ebenfalls kontinuierlich dem Ablaufstrom des Reaktors entnommen. Der Reaktor arbeitet somit stationär.


      



Für Reaktionen von Feststoffen (z.B. Katalysator) mit gasförmigen oder flüssigen Phasen - man spricht in diesem Fall von heterogener Katalyse - werden sehr häufig sog. Festbettreaktoren eingesetzt. In dieser Unterart der Strömungsrohr-Reaktoren wird der Feststoff innerhalb des Rohres platziert. Das Reaktionsgemisch durchströmt diesen Feststoff (Katalysatorbett) üblicherweise von oben nach unten, um eine Austragung des Katalysators zu vermeiden. Die Reaktionstemperaturen innerhalb dieser Reaktoren liegen meist zwischen 200 und 600°C. Vermehrt werden diese Reaktionen auch unter hohen Drücken ausgeführt. Um den Druckverlust beim Durchströmen des Reaktors so gering wie möglich zu halten, liegt der Feststoff nicht als Pulver vor, sondern als Schüttung mit bekannter bzw. definierter Partikelgröße.

Für Reaktionen, bei denen die Reaktionsmischung in allen Teilen den gleichen Aggregatszustand einnimmt - man spricht hier von homogenen Reaktionen - können Strömungsreaktoren ebenfalls eingesetzt werden. Dabei besteht der Reaktor üblicherweise aus einem einfachen Rohr ohne Katalysatorplatzierung. Strömungsrohr-Reaktoren stellen eine sehr gute, einfache und günstige Basis für heterogen-katalysierte und thermische homogene Reaktionen dar. Aufgrund der Bauweise und der damit verbundenen großen Wärmeaustauschfläche sind Strömungsrohr-Reaktoren besonders gut für stark exo- und endotherme Reaktionen geeignet. Weitere Vorteile dieses Reaktortyps sind die kontinuierliche Betriebsweise, die besonders für großtechnische Prozesse von Bedeutung ist, und die damit verbundene hohe Raum-Zeitausbeute.




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