Systém více reaktorů řady 5000


Systém více reaktorů Parr řady 5000 byl navržen tak, ...

Kategorie dle parametru
Reaktory /
Reaktory a tlakové nádoby
Výrobce
Parr

Popis

Systém více reaktorů Parr řady 5000 byl navržen tak, aby poskytoval integrovaný systém pro provádění více reakcí současně a uplatňoval principy vysoce výkonných experimentů na reakce prováděné při zvýšených teplotách a tlacích.

Mezi hlavní vlastnosti systému 5000 patří:

  • Šest reaktorů s vnitřním mícháním.
  • Provozní tlak až 3000 psi.
  • Provozní teploty do 300 °C.
  • Individuální regulace teploty.
  • Nepřetržité individuální monitorování tlaku.
  • Počítačové řízení a záznam dat.
  • Systém rozdělovačů pro rychlou výměnu a umožňující vstup dvou různých plynů.
  • Objem a geometrie reaktoru navržené pro třífázové reakce.
  • Flexibilní řídicí software.

Reakční nádoba s míchanou dávkou

Systém více reaktorů řady 5000 byl navržen pro nádobu o celkovém objemu 75 ml. Do této nádoby se vejde 15 až 40 ml kapalných reaktantů, což se blíží minimálnímu objemu vhodnému pro heterogenní katalytické reakce.

Ventily a příslušenství nádoby jsou navrženy pro maximální provozní tlak až 3 000 psi při provozní teplotě až 300 °C. K dispozici je také systém s nádobami o objemu 45 ml.

Míchací systém

Všech šest nádob je mícháno jediným magnetickým míchadlem, které je speciálně navrženo a vyrobeno pro tuto aplikaci. Magnetické pohony a pole jsou soustředěny na míchací tyče v každé nádobě. K zajištění spojovacích sil, které budou působit přes ohřívače a nádoby, se používají vysoce pevné kompaktní magnety. Rychlost míchání míchací tyče je variabilní v rozmezí 0-1200 otáček za minutu. Všechny nádoby budou mít během jednoho spuštění přístroje stejnou rychlost míchání. Toto uspořádání zajišťuje, že rozdíly v reakčních rychlostech mezi paralelně provozovanými nádobami jsou způsobeny jinými nastavenými podmínkami než změnami rychlosti míchadla.

Ohřívače

Vnější ohřívače obklopují stěny nádoby a zajišťují rychlý a rovnoměrný ohřev a regulaci teploty. Každá nádoba má individuální regulaci teploty. Topné těleso o výkonu 250 W použité na každé nádobě dosahuje rychlosti ohřevu až 15 °C za minutu. Pro chlazení reaktoru vzduchem je k dispozici volitelný podpůrný chladicí stojan.

Provozní režimy

Systém pro vícenásobné reakce řady 5000 poskytuje přístroj pro paralelní spuštění až šesti reakcí a vytvoření databáze pro porovnání a optimalizaci provozních podmínek. Uživatel může provádět následující experimenty:

  • Provádět všechny reakce při stejné teplotě a tlaku a zároveň měnit zatížení katalyzátoru nebo koncentrace reaktantů za účelem optimalizace těchto parametrů.
  • Spustit všechny reaktory s identickým zatížením měnícím se tlakem při společné teplotě a studovat vliv tlaku na reakční rychlost.
  • Spustit jednotlivé reaktory s individuálním zatížením a teplotou a tlakem, aby se prověřilo více možností aktivity.

Nejužitečnějším prostředkem pro měření reakčních rychlostí a porovnání provozních podmínek je obvykle porovnání grafů závislosti poklesu tlaku na čase v reaktorech pracujících za paralelních podmínek. Vnitřní termočlánek rovněž poskytuje prostředky pro zjišťování teplotních změn způsobených exotermickými reakcemi.

Možnosti reaktoru

Jak si zákazníci společnosti Parr zvykli u naší řady laboratorních tlakových reaktorů očekávat, jsou tyto reaktory nabízeny s řadou možností, které uživateli umožňují konfigurovat systém podle jeho reakcí a zamýšlených provozních podmínek. Mezi tyto možnosti patří:

O-kroužek nebo ploché těsnění. Nádoby s těsnicími O-kroužky se uzavírají pouhým dotažením šroubového uzávěru rukou. Maximální provozní teplota závisí na materiálu O-kroužku. Při použití O-kroužků FKM (Viton®) jsou přípustné provozní teploty až 225 °C. Nahrazením O-kroužků FFKM (Kalrez®) lze tento limit zvýšit na 300 °C. Při výběru materiálů O-kroužků je třeba také pečlivě zvážit chemickou kompatibilitu. Těsnění z PTFE lze používat až do teplot 300 °C a nabízejí prakticky univerzální chemickou kompatibilitu. K vyvinutí těsnicích sil na PTFE těsnění se v tomto provedení používá šest přítlačných šroubů.

Konfigurace hlavice. Každá reakční nádoba obsahuje kromě vnitřního termočlánku také vstupní ventil, výfukový ventil, bezpečnostní průtržný kotouč a snímač tlaku. Nádoby lze upravit tak, aby obsahovaly ponornou trubku pro odběr vzorků kapaliny nebo chladicí prst pro chlazení. Uživatel si může zvolit, zda chce mít ventily, snímač a průtržný kotouč namontované na adaptéru s více porty připojeném přímo k hlavě nádoby, nebo zda chtějí být namontovány dálkově na zadním panelu.

  • Montáž na hlavici. Konstrukce namontovaná na hlavici umožňuje vyjmout tlakové nádoby ze sestavy ohřívače/rozprašovače nebo předplnit nádoby na vzdáleném místě. Pro každou nádobu je k dispozici ohebná trubka PEEK s rychlým násuvným konektorem pro přívod plynu. Po naplnění plynem se hadičky snadno odstraní.
  • Montáž na panel. Uspořádání pro vzdálenou montáž na panel spojuje všechny tlakové vstupy/výstupy ke každé nádobě jedinou nerezovou trubkou s PTFE výstelkou. V případě potřeby jsou nabízeny alternativní trubky z nerezové oceli. U uspořádání ventilu namontovaného na panelu zůstává hadička přívodu plynu během provozu zpravidla připojena k nádobám.

Konstrukční materiály. Nerezová ocel typu 316 je standardním konstrukčním materiálem jak pro nádobu s jejími smáčenými částmi, tak pro sestavy měřicích bloků vystavených působení par. Pro zkoušející, kteří pracují se systémy obsahujícími silné minerální kyseliny nebo jiné korozivnější systémy, mohou být tyto nádoby vyrobeny z většiny standardních konstrukčních materiálů Parr.

Konfigurace míchadla. Míchání se provádí pomocí magnetických míchadel potažených PTFE nebo sklem.

Konfigurace termočlánků. Termočlánky jsou namontovány uvnitř nádoby pro nejlepší monitorování a kontrolu teploty. Termočlánky jsou chráněny plášti z nerezové oceli, které jsou vloženy do ochranné jímky. Tyto jímky usnadňují instalaci a vyjímání termočlánků z nádob a také poskytují dodatečnou chemickou a mechanickou ochranu termočlánku.

Nabízíme také možnost externího termočlánku s termočlánky umístěnými v kontaktu s každou stěnou válce.

Plynový rozdělovač. Mosazný rozdělovač přívodu plynu může být konstruován pro čisticí plyn, obvykle dusík, i pro reakční plyn, obvykle vodík. Lze jej nastavit tak, aby automaticky plnil každou nádobu na stejný počáteční tlak nebo aby ručně plnil každou nádobu na jedinečný provozní tlak. Tento plynový rozdělovač lze dodat také v provedení T316SS, aby splňoval požadavky na korozivnější prostředí.

Plynové byrety. Pro aplikace, kde je důležité měření spotřeby plynu, lze dodat volitelné vysokotlaké plynové byrety. Tyto byrety umožňují sledovat/vypočítat počet molů plynu spotřebovaného během reakce.

4871 Procesní ovladač

Vícenásobný reakční systém řady 5000 je řízen speciálním procesním regulátorem Parr 4871. Podrobný popis této řídicí jednotky naleznete v sekci Procesní řídicí jednotka 4871.

Pro tuto aplikaci je regulátor nastaven tak, aby poskytoval:

  • Monitorování teploty a PID řízení každého jednotlivého reaktoru.
  • Monitorování tlaku v každém jednotlivém reaktoru.
  • Záznam dat o teplotě a tlaku v každém reaktoru.
  • Řízení a zaznamenávání rychlosti společného míchání reaktorů.

Řídicí jednotka poskytuje programování Ramp & Soak pro jednotlivé reakční nádoby, digitální vstupy a výstupy pro blokování, alarmy nebo jiné bezpečnostní funkce a další analogové a digitální vstupy a výstupy pro řízení průtokoměrů nebo jiného příslušenství, které může být přidáno v budoucnu. Uživatelskou řídicí stanicí je počítač s libovolným současným operačním systémem Windows. Pro ovládání a monitorování vícenásobného reakčního systému řady 5000 bylo navrženo zjednodušené grafické uživatelské rozhraní. Počítač slouží výhradně jako uživatelské rozhraní a modul pro záznam dat. Všechny řídicí akce jsou generovány v procesním regulátoru 4871 (nikoli v PC).

150 150 Systém více reaktorů řady 5000 2022-01-05