Россия

+7 (383) 363-85-90, (499) 346-39-14

Реакторные системы высокого давления скомплектуем под Ваши задачи

Реакторы с перемешиванием. Конструкция.

 

 

  • Лабораторные реакторы с перемешиванием совмещают в себе высокую гибкость комплектации с традиционным для Autoclave Engineers высочайшим качеством. Модульная конструкция позволяет скомплектовать подходящий реактор практически для любых задач, используя широкий набор имеющихся возможностей.
  • Подбор комплектации реактора начинается с выбора типа и материала реакционного сосуда (автоклава) согласно требуемым температуре, давлению и химической стойкости. Далее подбирается мешалка согласно требованиям к вращающему моменту, типу перемешивающего элемента и двигателя. Наконец, подбираются внутренние и внешние компоненты реактора,  контрольная аппаратура и дополнительное оборудование, необходимое для построения системы.

 

Реакционный сосуд (автоклав)

Для комплектации реакторов с перемешиванием компания Autoclave Engineers предлагает три стандартных типа реакционных сосудов. Выбор подходящего сосуда производится с учетом требований к температуре, давлению, химической стойкости, а также простоте открытия-закрытия реактора. По специальному заказу возможно также изготовление реакторов на базе сосудов других видов (см. раздел "Сосуды высокого давления"), а также реакторов из специальных материалов или нестандартных объемов.

ZipperClave

EZE-Seal

На болтах

ZipperClave обеспечивает наиболее быстрое открытие-закрытие реактора. Никаких болтов и зажимов - достаточно вставить пружину в паз при помощи ручки, и реактор закрыт. Для герметизации реакторов этого типа используются уплотнения из полимерных материалов. Автоклавы EZE-Seal позволяют работать при умеренных температурах и давлениях. Свободный фланец позволяет легко менять один реакционный сосуд на другой. Для затягивания болтов не требуется больших усилий. Уплотнения для реакторов этого типа изготавливаются из металлов с серебряным покрытием или полимерных материалов. Автоклав с крышкой на болтах обеспечивает более высокие давления и температуры. Уплотнения для реакторов этого типа изготавливаются из металлов (без покрытия) или полимерных материалов.

Максимальное рабочее давление

145 бар (при 232°C) 217 бар (при 454°C) 362 бар (при 343°C)
329 бар (при 510°C)

Объем сосуда

500, 1000, 2000, 4000, 8000 мл 100, 300, 500, 1000, 2000, 4000 мл 100, 300, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 мл

Материал сосуда

Нержавеющая сталь AISI 316
Хастеллой C-276
Нержавеющая сталь AISI 316
Хастеллой C-276
Нержавеющая сталь AISI 316
Хастеллой C-276

Материалы уплотнений и их максимальная рабочая температура

Buna N (121°C)
Полиэтилен-пропилен (149°C
)
Силикон (204°C
)
Тефлон (ПТФЭ) (232°C)
Витон (232°C)
Кальрез (260°C)
Buna N (121°C)
Полиэтилен-пропилен (149
°C)
Силикон (204
°C)
Тефлон (ПТФЭ) (232°C)
Витон (232°C)
Кальрез (260°C)
Металл (с покрытием Ag) (454°C)
Buna N (121°C)
Полиэтилен-пропилен (149
°C)
Силикон (204
°C)
Тефлон (ПТФЭ) (232°C)
Витон (232°C)
Кальрез (260°C)
Металл (343°C)
Металл (510
°C)

 

Взаимозаменяемость сосудов

Чертеж сосуда высокого давления

Для всех типов реакционных сосудов их размеры унифицированы для разных объемов. Это позволяет использовать несколько сосудов разных объемов с одной и той же крышкой, при условии, что они одного и того же типа и имеют одинаковый диаметр. Взаимозаменяемые объемы сосудов: 100 и 300 мл, 500 и 1000 мл, 2000 и 4000 мл.

 

Доступны для заказа наборы для конверсии, включающие сменный реакционный сосуд с нагревателем и внутренние компоненты реактора.

Размеры сосудов 100 мл 300 мл 500 мл 1000 мл 2000 мл 4000 мл
Внутренний диаметр (ID) 46 мм 46 мм 76 мм 76 мм 127 мм 127 мм
Внутренняя высота (IL) 70 мм 170 мм 116 мм 221 мм 153 мм 312 мм

 

 

Сливной вентиль

Реакторы Autoclave Engineers могут быть оснащены сливным вентилем в донной части. Сливной вентиль позволяет легко слить содержимое реактора через отверстие диаметром 1/2" (12,7 мм). В закрытом состоянии вентиль не нарушает гладкость дна сосуда и не образует застойных зон. Возможно оснащение сливного вентиля пневматическим приводом.

 

Примечание: в силу пространственных ограничений реакторы со сливным вентилем монтируются только на напольной стойке.

 

 

 

Сертификация

Все оборудование Autoclave Engineers разработано в соответствии с требованиями ASME (Американское общество инженеров-механиков). Сертификат ASME выдается по требованию клиента. Для европейских потребителей на оборудование может быть поставлен штамп о соответствии европейским нормам безопасности (CE, PED).

 

Производство продукции Autoclave Engineers также сертифицировано по ISO 9001.

 

Примечание: отдельные комплектации реакторов могут не соответствовать нормам CE. Также, на сосуды ZipperClave не ставится штамп ASME.

 

 

Стойка

Реакторы с перемешиванием монтируются на открытых стойках, что обеспечивает удобный доступ к их отдельным частям. Выпускается четыре вида стоек: два настольных и два напольных варианта, выбираемые в зависимости от объема реактора.

 

Настольная стойка

Легкая напольная стойка

Тяжелая напольная стойка

 

 Выбор стойки

   Габаритные размеры, мм

 Тип  100 и 300 мл  500 и 1000 мл  2000 и 4000 мл  Ширина  Глубина  Высота
 Низкая настольная  V      521  665  884
 Высокая настольная    V    521  665  1001
 Легкая напольная    V    635  673  1570
 Тяжелая напольная      V  721  782  1565

 

Подъемный механизм

Все стойки для лабораторных реакторов сконструированы следующим образом: крышка реактора закреплена в стойке неподвижно, а реакционный сосуд после открытия снимается вниз. Для облегчения подъема и опускания сосуда стойка оснащается подъемным механизмом. Наличие подъемника необходимо для реакторов больших объемов, а также в тех случаях, когда требуется частое открытие-закрытие сосуда.

 

 

 

Перемешивание

Магнитный привод MagneDrive

Для подвода вращения в реакторах с перемешиванием используется бесконтактный магнитный привод MagneDrive, конструкция которого была впервые разработана инженерами Autoclave Engineers. Используемые в конструкции привода магниты из редкоземельных элементов создают высокий вращающий момент. Привод MagneDrive - герметичная система, в ней нет динамических уплотнений, которые могли бы износиться, вызывая утечки и в итоге простой реактора. Широкий диапазон скоростей перемешивания - до 3300 оборотов в минуту - удовлетворит практически любые потребности. Для лабораторных реакторов применяются магнитные приводы серии MAG075. Эти приводы имеют улучшенную конструкцию с длительным сроком службы подшипников, а также возможность увеличения вращающего момента с 0,79 Н-м до 1,8 Н-м путем установки более мощного модуля статора.

 

 

Подшипники скольжения

В магнитных приводах MagneDrive используются подшипники скольжения из материала Purebon 658RCH (углеродное волокно). По заказу клиента привод может быть оснащен подшипниками из высокотемпературных полимеров.

 

Примечание: подшипники из высокотемпературных полимеров подходят не для любых процессов. Перед приобретением проконсультируйтесь со специалистами Autoclave Engineers.

 

 

Датчик тахометра

Для контроля скорости вращения вала мешалки на магнитный привод устанавливается магниточувствительный датчик, что позволяет реализовать цифровую индикацию скорости перемешивания и управление с обратной связью.
 
 
 

 

 

 

Двигатель

Двигатель с регулируемой скоростью вращения соединяется с магнитным приводом MagneDrive посредством ременной передачи, закрытой защитным кожухом. Электропитание двигателя подается через контроллер, осуществляющий также регулирование скорости перемешивания.

Доступны следующие типы двигателей:

  • Двигатели постоянного тока мощностью 373 Вт (0,5 л.с.) в обычном или взрывобезопасном исполнении;
  • Воздушные двигатели мощностью 560 Вт (0,75 л.с.) с ручной или электронной регулировкой скорости.

 

Перемешивающий элемент (импеллер)

В лабораторных реакторах могут быть использованы различные виды импеллеров:

 

  • запатентованная газодисперсионная турбина Dispersimax с полым валом при вращении захватывает газ из внутреннего объема реактора и барботирует его через жидкость. Создавая радиальный поток жидкости с одновременным барботажем газа, эта турбина хорошо подходит для реакций газ – жидкость в средах с низкой вязкостью;
  • турбина с прямыми лопастями (турбина Раштона), так же как и Dispersimax, хорошо подходит для реакций газ – жидкость, где требуется большое усилие в горизонтальном направлении;
  • турбина с наклонными лопастями создает осевой поток и особенно хороша для ситуаций, когда использование волнорезов нежелательно. Поток может быть восходящим или нисходящим, в зависимости от наклона лопастей. Угол наклона может варьироваться от 0 до 90°;пропеллер также создает осевой поток и хорош для жидкостей с низкой вязкостью;
  • якорь предназначен для создания радиального потока при невысоких скоростях перемешивания и хорошо подходит для вязких жидкостей (5 – 50 Па-с). Зазор между якорем и стенкой реактора минимален;
  • ленточный импеллер используется в средах с высокой вязкостью, таких как полимеры. Работает на невысоких скоростях перемешивания с минимальным расстоянием до стенки реактора. Также как и якорь, обеспечивает хорошую теплопередачу в вязких жидкостях.

Реактор можно также оснастить съемными волнорезами для повышения эффективного перемешивания.

 

 

Вместо традиционной мешалки в реактор могут быть установлены различные корзины для катализаторов, как неподвижные, так и вращающиеся (подробнее - см. раздел "Каталитические реакторы"). Ниже приведены некоторые из них.

 

 

Внутренние компоненты реактора

 

Для комплектации реактора имеется широкий выбор внутренних компонентов. Как правило, каждый компонент представлен в нескольких вариантах. Обычно внутренние компоненты снабжаются ручными вентилями, которые удобно расположены на передней панели стойки реактора. Все компоненты являются съемными и могут быть демонтированы, когда в них нет необходимости, а затем установлены вновь. Если какой-либо компонент не заказан клиентом, на заводе в соответствующий порт будет установлена заглушка, что позволяет установить этот компонент в будущем.

 

Пробоотборник

Трубка-пробоотборник позволяет исследователю отобрать жидкую пробу из нижней части реактора. Трубка выходит наружу в верхней части крышки реакционного сосуда и может быть снабжена ручным вентилем. Также на конце трубки-пробоотборника может быть установлен фильтр для предотвращения попадания в трубку твердых частиц. Фильтр несъемный, замена его производится вместе с трубкой.

 

Трубка для слива / ввода жидкости

Эта трубка доходит до дна и позволяет слить содержимое реактора, не открывая его. Жидкость попадает в трубку под давлением газа в реакторе. Можно также использовать эту трубку, например, для подачи жидких реагентов в реактор с помощью насоса высокого давления или удаления твердых частиц со дна реактора. Трубка выходит наружу в верхней части крышки сосуда и может быть снабжена ручным вентилем.

 

Трубка-барботер

Трубка-барботер в нижней части имеет кольцо с отверстиями, через которые производится ввод газа внутрь реактора и барботирование его через жидкость. Трубка выходит наружу в верхней части крышки сосуда и может быть снабжена ручным вентилем.

 

Охлаждающий змеевик

В реакторах имеется возможность охлаждения содержимого путем циркуляции охлаждающего агента через змеевик, расположенный внутри сосуда. Вход и выход змеевика находятся в верхней части крышки сосуда. На входе может быть установлен ручной вентиль или электромагнитный клапан для автоматического регулирования потока хладагента. Управление электромагнитным клапаном осуществляется через контроллер (см. раздел "Контрольное оборудование").

 

Карман для термопары

Этот компонент обеспечивает регулирование температуры в реакторе с использованием термопары, которая вводится через верхнюю часть крышки сосуда. Вы можете укомплектовать реактор термопарой типа К (хромель – алюмель) или типа J (железо – константан) на выбор.

 

Внешние компоненты реактора

 

Порт для ввода газов

Реактор с перемешиванием может быть снабжен портом для ввода газов во внутренний объем сосуда. Порт расположен в верхней части крышки сосуда, к нему могут быть одна или две подающие линии для газов с ручными вентилями.

 

Выпускной вентиль

Выпускной вентиль служит для сброса давления в реакторе после окончания реакции или в случае необходимости.

 

 

Манометр / датчик давления

Все лабораторные реакторы оборудуются механическими манометрами с двойной шкалой (бар/psi) для контроля за давлением. Также может быть установлен электронный датчик давления для передачи данных в контроллер и автоматического управления давлением. Датчик давления – двухконтактный с выходным сигналом 4-20 мА. Измерение давления производится в следующих диапазонах:

0-41 бар (0-600 psi),
0-69 бар (0-1,000 psi),
0-138 бар (0-2,000 psi),
0-207 бар (0-3,000 psi),
0-345 бар (0-5,000 psi)
0-517 бар (0-7,500 psi).

Также каждый реактор обязательно оснащается предохранительным устройством с разрывной мембраной для защиты измерительного оборудования от превышения давления.

 

 

Нагрев / охлаждение


Существует два основных способа внешнего нагрева (или охлаждения) реакционного сосуда:

  • съемный однозонный электрический нагреватель. Электропитание к нагревателю подается через контроллер, осуществляющий также регулирование температуры. Для использования во взрывоопасной атмосфере в нагревателе может быть предусмотрен продув инертным газом;
  • рубашка для циркуляции нагревающего или охлаждающего агента.

 

 

Контрольная термопара

В целях защиты от перегрева электронагреватель оснащается дополнительной термопарой, контролирующей температуру на внешней стенке реактора. При достижении предельного значения температуры происходит отключение нагревателя до тех пор, пока температура не опустится ниже порогового значения. Имеются термопары типов К (хромель-алюмель) и J (железо-константан) на выбор.

 

Порт для ввода реагентов

Для ввода внутрь реактора каких-либо веществ в крышке может быть предусмотрен дополнительный порт с шаровым краном (внутренний диаметр 1/4"). Этот порт позволяет вводить как жидкие, так и твердые реагенты, например, катализаторы.

Вместо шарового крана в этот порт может быть установлен обратный холодильник для конденсации и возврата в реактор испаряющихся жидких реагентов при работе в проточном режиме.
 
 

 

 

 

 

 

Контрольное оборудование

Компания Autoclave Engineers предлагает различные варианты контрольно-регулирующего оборудования для реакторов - от простых контрольных модулей до мощных логических контроллеров.

 

  • Простые контрольные модули UHC, UMC, UFC и UTD обеспечивают управление температурой нагревателя, скоростью перемешивания, расходом газообразных реагентов и цифровую индикацию скорости перемешивания.
  • Контроллеры серии URC объединяют в себе возможности нескольких контрольных модулей обеспечивают высокую точность контроля и поддержания температуры, давления и скорости перемешивания.
  • Контроллеры нового поколения Sentinel имеют подключение к компьютеру и управляются с помощью сенсорного экрана, что делает их очень удобными в работе. Кроме контроля традиционных параметров (температуры, давления и скорости перемешивания) эти контроллеры способны также управлять газовыми и жидкостными потоками, а также дополнительными периферийными устройствами, что позволяет автоматизировать процесс. Программное обеспечение WatchTower дает возможность сбора информации и управления процессом с компьютера.
 
 
Контроллер серии URC
 
Контроллер серии Sentinel
 
Программное обеспечение WatchTower

 



www.high-pressure.ru
equipment@noykem.ru
(383) 363-85-90
(499) 346-39-14

Copyright (с) 2013-2018 ООО "Нойкем"



creater by | TT-DESIGN 2013