Статьи +7 (495) 223-18-03
8-800-600-18-03

г. Москва
 
   Главная | Выставки | Статьи | Каталоги | Склад | Новости | Партнеры | Услуги | Контакты

Оборудование (по алфавиту)
Анализаторы катализаторов
Анализаторы волокон и порошков
Анализаторы пены KRUSS
Анализаторы полимеров
Анализаторы размера частиц
Биореакторы и ферментёры
Диспергаторы лабораторные
Испарители роторные
Калориметры (выделяемое тепло)
Камеры испытательные Liebisch
Камеры климатические CTS
Камеры низкотемпературные
Клапаны Sitec
Колонны ректификационные
Лазерные конфокальные микроскопы
Мельницы лабораторные
Мешалки лабораторные
Насосы лабораторные
Печи лабораторные
Приборы для измерения краевого угла смачивания (KRUSS)
Реакторы металлические
Реакторы проточные Syrris
Реакторы стеклянные
Реометры порошков
Стерилизаторы паровые CertoClav
Сушки лабораторные
Тензиометры KRUSS
Теплообменники
Термостаты HUBER
Тестеры фармпрепаратов
Фильтры лабораторные
Флэш-хроматографы Teledyne
Центрифуги фильтрующие
Шкафы и инкубаторы Memmert
Шланги лабораторные
Эксикаторы и перчаточные боксы
Галерея реакторов и фильтров




mistakes



Нагрев и охлаждение промышленных эмалированных реакторов

При очевидных преимуществах эмалированных реакторов: применение для фармацевтических синтезов, работа под давлением, механическая и химическая стойкость эмали и т.д., температурный диапазон значительно ограничивает применение данного оборудования для различных технологических задач. Эмаль чувствительна к резким изменениям температуры, приводящим к растрескиванию эмалевого покрытия и возникновению коррозии, температурные режимы, которые выходят за рекомендуемые рамки, ведут к разрушению реактора. Но так ли это? Стандартные допустимые границы температуры внутри реактора и рубашки от -10(-25) до 200°С.

Нестандартное оборудование, изготовленное с использованием специальной термостойкой эмали, нанесенной большим количеством слоев внутри реактора, предусматривает увеличение допустимого диапазона до -60°С, и даже до -90°С.

На практике стойкость эмали к низким температурам была проверена с помощью промышленных циркуляционных термостатов Huber с эмалированными реакторами разного объема. Варьирование температурных пределов проводили и при охлаждении, и при нагреве реактора, повреждений эмали не наблюдалось, реакторная система работала в безаварийном режиме.

Эмалированный реактор объемом 200 л наполнили этанолом, который выступал в качестве реакционной среды, в качестве теплоносителя использовали DW-Therm (специальный теплоноситель для Unistat). Для охлаждения реактора с 20°С до -60°С использовали мощный охлаждающий термостат Unistat 925w (мощность охлаждения при 0°С - 16 кВт).

Температура теплоносителя достигла отметки -60°С почти за 1.5 часа, в этот момент температура среды прошла отметку -40°С. Температура среды достигла отметки -57°С в среднем за 4.5 часа, при этом температура теплоносителя в рубашке составила -60°С. Производитель эмалированного реактора ограничивает рабочую температуру отметкой -60°С, поэтому нельзя было снизить температуру в рубашке ниже заданной. В данном эксперименте использовали апериодический режим контроля (без превышения заданного значения), динамический режим контроля (с превышением) позволяет более быстро достичь заданной температуры.


На следующем этапе эксперимента этот же реактор периодически охлаждали и нагревали, при этом для более быстрого получения заданной температуры использовали динамический режим контроля. Так как реактор выдерживает температуры до -60°С, то в динамическом режиме температура теплоносителя опустилась именно на этот, пороговый уровень, что позволило достичь температуры -50°С в самом реакторе всего за 2 часа. После стабилизации температуры при -50°С, включился режим нагрева.

В режиме динамического контроля теплоноситель в рубашке нагрелся от -55°С до 20°С всего за 10 минут, при этом он продолжил нагреваться. Разница температуры в рубашке реактора и в нем самом составила 65°С и по мере нагрева теплоносителя эта разница увеличивалась. Термический шок для эмалированного покрытия составляет 100°С, а в термостате Huber можно запрограммировать допустимые разницы температур. В районе 65°С, когда тем-пература в реакторе была примерно -15°С (T = 80°С) скорость нагрева снизилась, а затем термостат переключился на охлаждение, хотя температура среды продолжала увеличиваться.

Для достижения -50°С понадобилось около 2 часов, а для возврата на прежний уровень - около 1 часа, но дело тут не столько в теплопотерях, а сколько в режиме динамического контроля, который возможен в термостатах Huber. При охлаждении превышение заданной температуры составило всего 10°С (60°С - 50°С), что было ограничено возможностями эмалированного оборудования. При нагреве превышение составило 47°С (67°С - 20°С).


Как было сказано выше, некоторые эмалированные реакторы могут работать при температурах от -90°С. Данный диапазон также был протестирован с помощью охлаждающего термостата Unistat 930w и 100 л эмалирован-ного реактора. В качестве реакционной среды в реактор залили 75 л силиконового масла М90.055.03, в качестве теплоносителя использовался DW-Therm.

В ходе эксперимента реактор сначала охладили до -90°С, а затем нагрели до 180°С (температура теплоноси-теля в рубашке реактора). Температура реакционной среды достигла отметки -80°С чуть больше, чем за 2 часа, при этом температура теплоносителя в рубашке была на уровне -88°С. Последующий нагрев теплоносителя до отметки +180°С произошел всего за 45 мин, при этом разница температур рубашки и среды не выходила за допустимый предел 100°С, чтобы не создать термического шока для эмали. В данном примере среду не смогли нагреть до +180°С, т.к. используемое силиконовое масло не было рассчитано на такие температуры.

Эмалированные реакторы в ходе нагрева и охлаждения не пострадали и до сих пор используются для тестирования термостатов Huber.


В заключение обзора необходимо отметить, что перечислены далеко не все проведенные испытания системы "эмалированный реактор - термостат Unistat". Тестируемые рабочие среды, конечно, идеализированы, поскольку реальные химические процессы в основном сопровождаются процессами выделения или поглощения тепла. Также индивидуальны для конкретных процессов и потери тепла в окружающую среду, и конструкционные материалы оборудования (их теплопроводность), и требуемые температурные режимы.

Но изначально поставленный вопрос о температурных пределах применения эмалированных реакторов был решен: допустимый предел может достигать отметок ниже -25°С без вреда для оборудования, для эффективного проведения низкотемпературных испытаний была использована теплоизоляция.

 Создание сайта — Вячеслав Курашенко
© 2008-2020 Tirit.org - ООО | Карта сайта