Reatores.

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.

 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 heterogêneos. Onde os 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.