L'introduction du réacteur d'hydrogénation

La réaction du réacteur d'hydrogénation du catalyseur implique généralement une suspension triphasée : l'huile liquide, le catalyseur solide en phase suspension et les bulles d'hydrogène en phase gazeuse. Comme il existe un certain nombre de limites de phases, le transfert de masse, et notamment la dispersion de l'hydrogène, est un facteur très important. Le système de mélange utilisé dans le réacteur influence grandement le coefficient de transfert de masse du transfert gaz-liquide.

Les types de systèmes de mélange actuellement utilisés peuvent être divisés en deux grands types :

• Récipients agités

• (Externes) Réacteurs en boucle

Récipients agités

Il s'agit généralement de lots “dead-end"(c'est-à-dire pas de recirculation externe de l'hydrogène).

Dans le passé, on utilisait souvent des réacteurs à recirculation où l'hydrogène était recyclé à l'extérieur du réacteur. Ce type n'est plus largement utilisé.

Les principales différences entre les réacteurs agités sans issue résident généralement dans le type de turbine utilisé et dans la manière dont l'entraînement de l'hydrogène depuis l'espace de tête est amélioré.

Les principaux types peuvent être classés comme suit :

Roue de turbine à pales plates (Rushton) :

Il s’agit du type de turbine le plus couramment utilisé. Il comporte généralement 6 pales, bien que ce nombre puisse varier - boulonnées à un disque sur un arbre rotatif. Cela génère des modèles d'écoulement radiaux. Le distributeur d'hydrogène est assez souvent en forme d'anneau juste en dessous de la turbine. Il s’agit probablement de la turbine la plus courante dans les réacteurs à huile comestible (en particulier les plus anciens), mais elle n’est en aucun cas la turbine idéale pour la dispersion de l’hydrogène dans l’huile.

Turbine CD-6/BT-6 (Chemineer) :

Il s'agit d'une amélioration par rapport à la roue précédente avec des coefficients de transfert de masse plus élevés et une probabilité de cavitation plus faible. Il y a quelques informations ci-dessous sur les CD-6 et BT-6 du site Web Chemineer.

Roue axiale (Lightnin) :

Alors que les deux roues précédentes ont des modèles de mélange radiaux, un modèle de mélange axial est donné par les roues de pompage A315 (vers le bas) et A340 (vers le haut) de Lightnin. Les fabricants affirment que cela permet une meilleure induction de l'hydrogène depuis l'espace libre et une meilleure dispersion de l'hydrogène dans la moitié inférieure du réacteur.

Transport d’hydrogène via puits (Ekato) :

Cette technologie disperse l'hydrogène en l'aspirant de l'espace libre et en le faisant passer à travers le puits. L'hydrogène est ensuite dispersé à nouveau dans le liquide sous la surface du liquide. Cette technologie est adaptée à une installation dans un réacteur existant.

Réacteur à gaz avancé (Praxair) :

Cela pourrait être considéré comme un type de “loop"réacteur, bien que la boucle d'hydrogène soit à l'intérieur du réacteur. Une turbine à vis hélicoïdale pompant vers le bas dans un “sleeve.tube aspire l'hydrogène de l'espace libre et le force vers le bas du réacteur d'où il recircule vers le haut de l'autre côté du tube. Cela donne un taux de transfert de masse élevé d’hydrogène vers le pétrole.

Réacteurs en boucle

Ces technologies impliquent la circulation externe d’hydrogène et/ou d’huile n’ayant pas réagi. Le chauffage/refroidissement de la suspension huile-catalyseur se fait également de l’extérieur.

Réacteur à boucle BUSS :

Le réacteur mélange la suspension huile-catalyseur et l'hydrogène dans un régime de cisaillement élevé dans un jet de mélange Venturi. La suspension huile-catalyseur circule à travers un échangeur de chaleur externe et est forcée à travers un mélangeur Venturi au sommet du réacteur. L’effet d’aspiration attire ici de l’hydrogène frais.

Ce type de réacteur est avantageux lorsque des pressions, des températures et des vitesses de réaction élevées se produisent. Cela donne un coefficient de transfert de masse plus élevé et le fait qu'il n'y ait pas de serpentins de chauffage dans le réacteur est un avantage.

Les inconvénients de ce système sont les coûts d'investissement et d'exploitation plus élevés (plus d'énergie - 5 kW/m _ est utilisée pour disperser l'hydrogène dans le liquide que les récipients agités traditionnels où les besoins énergétiques sont généralement de 2 à 3 kW/m°)

Autres types de réacteurs : Il existe également des réacteurs continus à lit fixe et des réacteurs continus à phase en suspension utilisés dans l'industrie des huiles comestibles. Toutefois, les réacteurs continus ne deviennent réellement viables que lorsqu'il y a une production importante d'un seul produit.