Reatores.
Autor: Daniel Andrade | Publicado: 2014-04-29T04:34:00-07:00


Os
reatores são equipamento muito complexos e de um grau de importância
vital para qualquer ramo da industria. Seja ela química,
petroquímica, alimentícias e etc.

Os
reatores, basicamente, são vasos que possibilitam reações quinicas
em seu interior (trata-se de um Processo Unitário). Através de condições de pressão e temperatura,
especificas de processo. 


O
objetivo de um reator é promover o máximo de um rendimento em uma
reação. E para isso condiciona, usando aparatos e recursos pelo
quais otimizam e favorecem a reação. Com o conhecimento da técnica
atrelado a engenharia se desenvolveu diversos tipos de reatores dos
quais se tem uma serie de classificações e conhecimento atrelado.





&nbsp;Quanto a classificação
dos Reatores:



Os reatores são classificados de
acordo com o tipo de operação, com o numero de fases envolvidas e
características de projeto.



A forma mais fácil de entender  um
reator químico quanto a sua classificação são pelas fases
envolvidas, podendo ser:




Reatores Homogêneos e heterogêneos:





As reações químicas são realizadas
em condições homogêneas e heterogêneas (quanto as fases) e como os reatores são
equipamentos industriais que condiciona as reações químicas, os
reatores pode ser classificados assim.



Quando uma reação ocorre em um
reator numa fase gasosa ou líquida, este é classificado como reator
homogêneo. 




As reações que se processam em duas
ou mais fases são ditas como heterogenias, logo as reatores que
acondicionam substâncias em duas ou mais fases também são reatores
heterogêneos. Este último é largamente empregado na industria
química e petroquímica.



Os reatores que contem catalizadores
também são classificados como reatores&nbsp;heterogêneos. Onde os&nbsp;catalizadores são colocados nos reatores em duas condições. Sendo
uma fixa ao reator classificado como reator de leito fixo, e outro fica solto dentro do reator chamado de leito de fluidizado.




Reator de leito fixo:





Devido a facilidade de operação e
manutenção este tipo de reator é bastante aplicado na industria
química e petroquímica. Onde os catalizadores são fixados no
interior do reator. Devendo ter uma certa atenção especial á forma
de carregamento, pois, dependendo da colocação do material e do
escoamento do fluido pelo leito catalítico, pode ter efeitos de
mistura causados pelo escoamento não homogêneo, e pela dispersão
devido aos gradientes de temperatura e concentração.





A perda de carga é um aspecto
importante deste tipo de reator, pois a condição de fixação do
leito catalítico impõe uma limitação da própria operação do
reato,r  se a perda de carga for excessiva. Levando em consideração
ás características de resistência mecânica do catalizador, as
forças resultantes da perda de carga não devem exceder a
resistência ao esmagamento das partículas.



O critério para determinas a
granulometria esta relacionada a perda de carga  que esta partícula
pode dar.  Todos os critério devem seguir em certas condições de
equilíbrio para que  todo o processo ocorra  de forma adequada.




Reator de Leito Fluidizado: 
 





São reatores em forma vertical na
qual se tem o catalizador fluidizado em seu interior.  Com a corrente
do fluido que reage sedo introduzido no fundo do reator  a uma
velocidade  que força os sólidos a flutuarem  na corrente fluida,
mas sem serem carregados para fora do sistema. 






A capacidade de ter uma maior
superfície de contato, pelo fato do catalizador esta na forma de
fluidizada, e formar uma mistura com os produtos se torna uma
vantagem desse tipo de reator. Mas a facilidade  de arraste desta
partículas fluidizadas e consequentemente a saída do catalizador do
sistema se torna uma desvantagem deste equipamento.





Reatores quanto à sua
operação:



Reator de Batelada



Os reatores em batelada, a operação
acondicionam todas as substâncias que fazem parte da reação de uma unica vez. Sem haver a entrada ou saída de reagente ou produto, antes que toda a reação de formação de produto se tenha
processado. Geralmente é um tanque que pode ter agitador ou não.
Usualmente para estudo de cinética química.



É um tipo de reator muito aplicado em
industriais de pequeno porte ou que tem um produção diversificada.
Além de trabalhar com menos equipamento auxiliar, como bombas,
podendo funciona com sistema de controle meno sofisticado. 






Recomendado para industriais de
tintas, química fina e produtos farmacêutico, ou ate mesmo em
reações polimerização e fermentação, porque o intervalo entre as
operações proporciona uma oportunidade de limpar completamente o
sistema.





Reator Continuo:



Esse tipo de reator os reagentes são
colocados na entrada continuamente e os produtos são retirados pela
saída continuamente também. Onde tem uma maior aplicabilidade em
industriais de grade porte por questões de redução de custo de
operação e manutenção da qualidade.



Tem a forma de tanques , estruturas
tubulares ou torres, com geralmente um sistema de agitação e
trocador de calor. Muito comum em industria química.



Um exemplo de reator é o CSTR muito
aplicado em reações liquidas  e usa-se muito na industria dos
produtos químicos orgânico de media e grade escala, pois
proporciona regularidade  na qualidade do produto, facilidade de
controle automático e pequena ocupação de mão de obra. Operando 
continuamente dentro de ambos intervalo de temperatura e
pressão.





Este reator (CSTR) pode ser colocado
numa operação continua simples, com apenas um reator em operação,
ou em serie, com vários conectados (CSTR em série).



Um outro tipo de reator é de fluxo
tubular (tubular flow) sendo constituído por simples tubos contínuos
ou por diversos tubos em paralelo.





A alimentação é feita por uma
extremidade e a retirada por outra. Onde a transferência de calor para o reator é feita mediante uma camisa de circulação ou
um trocador multitubular. Além de poder conter catalizador em grãos
e sólidos inertes.



No reator ideal supões-se que o fluxo
em massa e as propriedades do fluido são uniformes, radialmente, o
mesmo não acontecendo na direção longitudinal, onde há variação
na composição, podendo haver variação nas outra propriedades. 




O reator torre se características por
uma estrutura cilíndrica vertical com uma razão bastante grande
entre altura e diâmetro. Pode ter chincanas  ou recheio sólido ou
pode ser simplesmente uma torre vazia.



São muito aplicado em reações
envolvendo reações heterogêneas. Sendo constituídos por leito
fixo.



Composição do Reator:




Casco;


Boca de visita;


Conexão de entrada e saída de
 produtos;


Conexão de ventilação;


Conexão de dreno;


Conexão para acessório operacional;


Conexão para acessório de
 segurança;


Isolamento térmico;


Contra incedio;


Camisa ou jaqueta;


Agitador;


Disco de ruptura;


Válvula de segurança;


Camisa;


Trocador de calor internos.