REAKTÖRLER

Reaktör bir Kimyasal reaksiyonun oluştuğu kaplardır. Laboratuarda ( küçük ölçekli ) veya

kimya sanayinde ( büyük ölçekli ) kimyasal tepkimelerin gerçekleştiği kap veya cihazlara

denir. Reaktörler, cam, çelik, paslanmaz çelik veya özel alaşımlı çeliklerden basınçlı veya

basınçsız olarak yapılırlar.

Kimyasal reaktörleri basit olarak 4 kısma ayırabiliriz,

 Kesikli reaktörler

 Yarı kesikli reaktörler

 Devamlı karıştırmalı reaktörler ( CSTR )

 Devamlı Plug – akışlı reaktör. ( PRF )

TANK TİPİ REAKTÖRLER

Bu tip reaktörler genellikle basınçlıdır. Bu tip reaktörlerde basınç ve sıcaklık kontrolü ile reaksiyon şartları istenen değerlerde kontrol edilir. Basınç kontrolü çok hassas olduğu için otomatik basınç kontrol vanaları ile yapılır. Sıcaklık kontrolü kataliz şarj ile yapılır. Bu tip reaktörler karıştırıcılı olup, karıştırıcı reaksiyon sıcaklığının ve karışımın homojen olmasını sağlar. Reaksiyon bozulmasını önler.

Bu tip reaktörler reaksiyonun cinsine bağlı olarak ısıtmalı veya soğutmalı olur. Isıtma veya soğutmayı sağlamak için soğuk su, sıcak su, sıcak hava, buhar ve sıcak yağ kullanılabilinir.

TÜBÜLER REAKTÖRLER

Genellikle tüplerin yanı boruların birbirine eklenmesi ile oluşur. Bu tip reaktörlerde genellikle basınçlar yüksektir. Sıcaklık kontrolü tüplerin dışındaki ceketle yapılır. Ürün verimini artırmak için birkaç kademeden kataliz ilavesi yapılır. Çok hassas basınç ve sıcaklık kontrolü reaksiyon şartlarının aynı değerde kalmasını sağlar. Bu tip reaktörlerde karıştırıcı sistemi yoktur. Basınç farkı ile içeride türbülans ve hareket sayesinde homojen karışım sağlanır.

REAKTÖR TÜRLERİ

Reaktörler, operasyon şekline göre, sıcaklık dağılımına göre, ısı alışverişine göre, faz

sayısına göre, katalist türüne göre ve bağlanma şekline göre sınıflandırılır.

OPERASYON ŞEKLİNE GÖRE REAKTÖRLER

1. KESİKLİ ( Batch ) Reaktörler: Hammaddeler ve katkılar, katalizler doldurulur.

Basınç ve ısı altında belirli bir süre sonra reaksiyon tamamlanarak, ürün oluşur.

2. SÜREKLİ (continious ) Reaktörler: Hammadde ve katkı maddeleri sisteme sürekli beslenir. Basınç ve ısı kontrolü altında belirli süre sonra reaksiyon ürünleri devamlı alınır.

3. YARI KESİKLİ ( Semibatch ) Reaktörler: Hammaddeler ve katkılar, katalizler kesikli olarak beslenir. Basınç ve ısı altında belirli süre içeride reaksiyon ve ürün oluşur ve çıkar. Reaksiyon verimini artırmak için bazen çıkan ürünün belirli bir kısmı sisteme tekrar beslenir.

SICAKLIK DAĞILIMINA GÖRE REAKTÖRLER

1. EŞ ISILI ( isothermal ) REAKRÖLER: Reaktör ceketinin her tarafı aynı sıcaklıkta tutulur.

Agora Bilim Pazarı

ÇOCUKLARIMIZIN KARAKTERİNİ İNŞA EDERKEN

Devamını Göster

₺430.00

Satın Al Tüm Ürünler

2. FARKLI ISILI (Non isothermal ) REAKTÖRLER: Reaktör ceketinin değişik yerleri farklı sıcaklıklarda tutulur. Reaksiyona uygun belirli sıcaklık görüntüsü oluşturulur.

ISI ALIŞVERİŞİNE GÖRE REAKTÖRLER

1. Adiabatic Reaktörler: Reaktör çok iyi izole edildiği için ısı alışverişi yoktur.

2. Non Adiabatic Reaktörler: Reaktörde ısı alışverişi vardır.

FAZ SAYISINA GÖRE REAKTÖRLER

1. Gaz Fazlı Reaktörler: Reaksiyon gaz fazında gerçekleşir.

2. Sıvı fazlı Reaktörler: Reaksiyon sıvı fazında gerçekleşir.

3. Karışık fazlı reaktörler (Gaz + Sıvı ): Reaksiyon gaz ve sıvı fazında gerçekleşir.

KATALİZ TÜRÜNE GÖRE REAKTÖRLER

1. Homojen Katalitik Reaktörler: Reaksiyonda katalistin homojen dağılımı vardır.

 Homojen Sabit Akışlı Katalitik Reaktörler

 Homojen Sürekli Karıştırıcılı Katalitik Reaktörler

2. Heterojen Katalitik Reaktörler

 Sabit Yataklı Katalitik Reaktörler: Katalist parçaları reaktör içerisinde hareketsizdir.

 Hareketli Yataklı Katalitik Reaktör: Katalist parçaları reaktör içinde yavaş bir şekilde hareket eder.

 Akışkan Yataklı Katalitik Reaktörler: Reaktör içinde Katalist parçacıkları yüzer vaziyette ve asılı durur.

 Süspansiyon Yataklı Katalitik Reaktörler: Hammadde, Kataliz ve ürün

reaktör için de yüzer vaziyettedir.

BAĞLAMA ŞEKLİNE GÖRE REAKTÖRLER

1. Seri Bağlı Reaktörler: Reaksiyon kademeli olarak seri bağlı reaktörlerde sıra ile gerçekleşir.

2. Paralel Bağlı Reaktörler: Paralel bağlı Reaktörlerde reaksiyon aynı anda Gerçekleşir. En önemli avantajı kapasite artırımıdır.

SABİT YATAKLI KATALİTİK REAKTÖRLER

Hammadde Reaktör içindeki özel tüplerde veya delikli sac plakalar arasında bulunan katalizin içinden geçerken, reaksiyon oluşur. Kataliz reaksiyonu hızlandırır, verimin artmasında yardımcı olur. Katalizler üretim miktarına göre aktivite kayıp eder. Aktivite kaybı, sıcaklıkla ve verim azalması ile takip edilir.

ENTALPİ VE TEPKİME ISISI NEDİR?

Isı kapsamı ya da entalpi, bir maddenin yapısında depoladığı her tür enerjinin toplamıdır. H ile simgelenir. Bir maddenin bir molünde depolanmış enerjiye o maddenin molar entalpisi denir.

Maddelerin entalpileri ölçülemez. Ancak tepkimeye girenlerle ürünler arasındaki fark belirlenir. Kimyasal tepkimelerde, ürünlerin entalpileri toplamı ile girenlerin entalpileri toplamı arasındaki farka, tepkimenin entalpi değişimi ya da tepkime entalpisi adı verilir ve ΔH ile simgelenir. ΔH değerleri - ve + olabilir bu tepkimenin ısı veren veya ısı alan olduğunu belirler.

Termodinamikte ısı ve işin toplamına eşittir. Maddenin fiziksel haline, sıcaklık ve basınca,madde miktarına bağlı olarak değişebilir.

Her kimyasal tepkimede az ya da çok ısı alınır ya da verilir. Sabit basınç altında, kimyasal bir tepkimede açığa çıkan ya da alınan ısıya tepkime entalpisi denir.

KATALİZÖRLER

Bazı katalizörler reaksiyonun hızını yavaşlatır. Bunlara negatif katalizör denir.

Katalizörlerin çoğu reaksiyon hızını artırır ve reaksiyon hızını artıran katalizörlere pozitif katalizör denir.

Çok bilinen katalizörler metalik bileşiklerin ve metallerin tozlarıdır. Katalizörler, bileşik ve reaksiyon tipine bağlı olarak sınıflandırılabilir. Mesela, sülfat asidi, hidrokarbonların izomerizasyonunda, platin, çift bağların hidrojenlendirilmesinde kullanılır. Hayvan ve bitki hücrelerinde bulunan enzimler, hayat için gerekli olan biyokimyevi reaksiyonları katalize ederler.

Kaynak: Öğr. Gör. Dr. DOĞAN EMRE YÜKSEL İşletme Ekipmanları Ders Notu