Lò phản ứng hóa học đóng vai trò chính trong quá trình tách hóa chất và sản xuất. Lò phản ứng đã được sử dụng trong ngành công nghiệp trong nhiều năm và có nhiều loại, bao gồm cả lò phản ứng xúc tác đồng nhất và lò phản ứng xúc tác không đồng nhất. Các lò phản ứng hóa học này hiện có sẵn trên thị trường. Tuy nhiên, có nhiều nhà sản xuất lò phản ứng khác nhau, cũng như nhiều loại mẫu mã, khiến việc biết được lò phản ứng hóa học phù hợp để mua trở nên khó khăn.
Bài viết này sẽ cung cấp cái nhìn tổng quan về thị trường lò phản ứng hóa học trước khi thảo luận về các loại lò phản ứng hóa học hoặc dược phẩm khác nhau hiện có và cách lựa chọn loại và kiểu máy phù hợp với nhu cầu của mình.
Mục lục
Thị phần lò phản ứng hóa học
Các loại lò phản ứng hóa học hoặc dược phẩm
Làm thế nào để lựa chọn lò phản ứng hóa học phù hợp
Kết luận
Thị phần lò phản ứng hóa học
Nhìn chung, ngành công nghiệp hóa chất đã có sự tăng trưởng đáng kể trong vài năm trở lại đây. Dự kiến sẽ tăng mạnh trong giai đoạn từ năm 2020 đến năm 2030. Sự tăng trưởng này sẽ được quy cho nhu cầu ngày càng tăng đối với các lò phản ứng hóa học hiện đại và tiên tiến để nâng cao hiệu quả hoạt động. Nghiên cứu thị trường minh bạch nhấn mạnh rằng thị trường lò phản ứng hóa học có nhu cầu lớn từ nhiều người dùng cuối để có thể thực hiện đồng thời các hoạt động trong một quy trình duy nhất.
Có sự cạnh tranh gay gắt từ các công ty chủ chốt như Rohco Inc, Dharma Engineering và Hexamide Agrotech Inc. Các nhà sản xuất này đã tham gia vào các hoạt động nghiên cứu và phát triển để đáp ứng nhu cầu mong đợi của người tiêu dùng. Thị trường lò phản ứng hóa học sẽ tiếp tục tăng trưởng nhờ những khoản đầu tư này để cải thiện hiệu quả.
Trong suốt giai đoạn dự báo, khu vực Châu Á - Thái Bình Dương sẽ đạt được sự tăng trưởng mạnh mẽ về lò phản ứng hóa học. Điều này là do quá trình công nghiệp hóa ngày càng tăng ở các quốc gia như Trung Quốc và Ấn Độ. Ngoài ra, các phát triển như thành phần lò phản ứng thân thiện với môi trường đã dẫn đến các cơ hội tăng trưởng mở rộng trên thị trường. Đáng chú ý, Syzygy Plasmonics đã đầu tư USD 5.8 triệu đô la cho các lò phản ứng hóa học thân thiện với môi trường.
Các loại lò phản ứng hóa học hoặc dược phẩm
1. Lò phản ứng mẻ
Lò phản ứng mẻ là lò phản ứng hóa học trong đó các chất phản ứng được đưa vào các bình kín, được phép trộn và phản ứng, và các sản phẩm đã hoàn thành được lấy ra. Tính năng theo mẻ có nghĩa là thiết bị có thời điểm bắt đầu và dừng xác định cho các quy trình phản ứng. Chúng chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất để nghiên cứu và phát triển cũng như sản xuất quy mô nhỏ. Các phản ứng tỏa nhiệt đòi hỏi phải kiểm soát chính xác áp suất, nhiệt độ và thời gian phản ứng được hưởng lợi từ tính linh hoạt của lò phản ứng mẻ. Chúng cũng được sử dụng trong dược phẩm, hóa chất và ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống.
2. Lò phản ứng bể khuấy liên tục
Lò phản ứng bể khuấy liên tục (CSTR) là lò phản ứng hóa học liên quan đến các phản ứng liên tục, trong đó chất phản ứng liên tục được đưa vào lò phản ứng khi các sản phẩm liên tục được loại bỏ. CSTR có các bình hình trụ với các máy khuấy trộn các chất phản ứng trong khi vẫn duy trì được các thành phần đồng nhất. Chúng có các cổng vào và ra để đưa vào và đưa ra các chất phản ứng và sản phẩm liên tục. Thiết bị được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất do khả năng đạt được các phản ứng ở trạng thái ổn định vì nồng độ chất phản ứng và sản phẩm vẫn không đổi trong và sau quá trình.
3. Lò phản ứng dòng chảy cắm
Lò phản ứng dòng chảy cắm (PFR) là lò phản ứng hóa học với việc liên tục đưa chất phản ứng vào một bình hình ống, tại đó chúng chảy và phản ứng. Thiết kế chính của PFR bao gồm một ống thẳng có các cổng vào và ra cho chất phản ứng và sản phẩm. Theo cách giống như phích cắm, chất phản ứng chảy qua lò phản ứng hình ống, tại đó mỗi lớp di chuyển dọc theo mà không tiếp xúc với các lớp liền kề. Trong trường hợp này, có thể kiểm soát chính xác các phản ứng, vì kiểu dòng chảy tạo ra các sản phẩm đồng nhất. Chúng chủ yếu được ứng dụng trong các ngành công nghiệp dược phẩm, polyme và hóa chất trong các phản ứng nhiệt độ cao và xúc tác.
4. Lò phản ứng bán mẻ
Lò phản ứng bán mẻ là lò phản ứng hóa học kết hợp các tính năng của lò phản ứng mẻ và lò phản ứng liên tục. Theo đó, một hoặc nhiều chất phản ứng được liên tục đưa vào lò phản ứng trong khi một hoặc nhiều chất phản ứng khác được đưa vào theo từng mẻ tại một hoặc nhiều trạm trong quá trình phản ứng. Ngoài thiết kế bình kín và máy khuấy trong lò phản ứng mẻ, lò phản ứng bán mẻ có thêm các cổng để đưa chất phản ứng vào liên tục và không liên tục. Thiết bị này lưu trữ năng suất và chuyển đổi cao hơn với khả năng kiểm soát chặt chẽ các điều kiện phản ứng. Chúng thường được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, dược phẩm và sản xuất polyme.
5. Lò phản ứng xúc tác
Lò phản ứng xúc tác là lò phản ứng hóa học trong đó chất xúc tác tạo điều kiện cho phản ứng. Chất xúc tác làm giảm hoạt hóa năng lượng cần thiết cho phản ứng và do đó làm tăng tốc độ phản ứng trong khi giảm thiểu nhiệt độ và áp suất. Có nhiều lò phản ứng xúc tác khác nhau, bao gồm lò phản ứng tầng sôi, tầng cố định và lò phản ứng bùn. Các ứng dụng của lò phản ứng xúc tác trong ngành công nghiệp hóa chất bao gồm oxy hóa, hydro hóa và cracking. Các phản ứng này đòi hỏi tỷ lệ chuyển đổi và chọn lọc cao để sản xuất dược phẩm, hóa dầu và các sản phẩm nhựa có giá trị cao.
Làm thế nào để lựa chọn lò phản ứng hóa học phù hợp
1. Ứng dụng
Các tính năng ứng dụng bao gồm bản chất của phản ứng, quy mô hoạt động, điều kiện phản ứng mong muốn và sản lượng và độ tinh khiết sản phẩm cần thiết. Để tối ưu hóa hiệu quả phản ứng, tính an toàn và sản lượng sản phẩm, người mua nên chọn loại lò phản ứng hóa học phù hợp cho các ứng dụng cụ thể. Ví dụ, lò phản ứng mẻ được sử dụng trong các ngành hóa chất tinh khiết, dược phẩm và thực phẩm cho các hoạt động phản ứng quy mô nhỏ. Lò phản ứng dòng chảy liên tục phù hợp cho các phản ứng sản xuất polyme và hóa dầu quy mô lớn. Ngoài ra, lò phản ứng bể khuấy có nhiều ứng dụng trong quá trình este hóa, trùng hợp và oxy hóa.
2. Khối lượng làm việc
Thể tích làm việc của lò phản ứng hóa học liên quan đến thể tích bình phản ứng mà chất phản ứng chiếm giữ trong quá trình phản ứng. Điều này phụ thuộc vào công suất sản xuất cần thiết, chi phí thiết bị và tính khả dụng. Nhìn chung, lò phản ứng nhỏ cung cấp tính linh hoạt nhưng có thể tích làm việc thấp hơn. Ngược lại, lò phản ứng lớn hơn tiết kiệm chi phí và hiệu quả, mặc dù chúng cần các biện pháp an toàn và quy trình phức tạp hơn. Lò phản ứng vi mô cung cấp phạm vi thể tích làm việc 1-10 microlit. Các lò phản ứng hóa học quy mô phòng thí nghiệm có thể đạt được khối lượng làm việc 100-400 mililit. Các lò phản ứng quy mô thí điểm có khối lượng làm việc là 20-150 lít. Ngoài ra, các lò phản ứng quy mô công nghiệp cung cấp khối lượng làm việc dao động từ 400 đến 1900 mét khối.
3. Độ nhớt của nội dung
Người mua nên cân nhắc đến độ nhớt, là thước đo sức cản dòng chảy của chất lỏng, và nó có tác động đáng kể đến thiết kế và hiệu suất của lò phản ứng hóa học. Điều này phụ thuộc vào động học phản ứng, đặc tính lưu biến của chất phản ứng và nhu cầu về thiết bị & quy trình. Do đó, các chất có độ nhớt cao đòi hỏi các công cụ và sửa đổi chuyên dụng để trộn hiệu quả, truyền nhiệt và ngăn ngừa tắc nghẽn. Ví dụ, lò phản ứng thùng khuấy xử lý nhiều loại độ nhớt. Độ nhớt này dao động từ thấp đến trung bình và có thể được sửa đổi để sử dụng với các vật liệu có độ nhớt cao. Tuy nhiên, độ nhớt cao dẫn đến tắc nghẽn và các kiểu dòng chảy không đều, làm giảm hiệu quả phản ứng. Trung bình, đối với hầu hết các phản ứng hóa học, độ nhớt của chất phản ứng phải khá thấp, với phạm vi khoảng ít hơn 1 centipoise (cP) đến vài trăm centipoise.
4. Dung môi được sử dụng
Nhìn chung, dung môi được sử dụng trong phản ứng hóa học ảnh hưởng đến động học phản ứng, hiệu suất lò phản ứng và tính chất sản phẩm. Người mua nên cân nhắc các đặc điểm vật lý và hóa học của dung môi, điều kiện phản ứng mong muốn và các yêu cầu về thiết bị và quy trình. Do đó, dung môi nước được sử dụng trong phản ứng tổng hợp hữu cơ và phản ứng sinh hóa có thể được thực hiện trong lò phản ứng bể khuấy để truyền nhiệt và trộn hiệu quả. Các dung môi không phân cực như rượu được sử dụng trong phản ứng hữu cơ có thể được thực hiện trong bể khuấy, lò phản ứng tầng sôi và lò phản ứng tầng cố định. Các dung môi dễ bay hơi yêu cầu các lò phản ứng chuyên dụng như lò phản ứng chưng cất liên tục và chưng cất mẻ.
5. Chi phí
Người mua nên lưu ý rằng chi phí của lò phản ứng hóa học phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Các yếu tố này bao gồm kích thước, vật liệu được sử dụng trong xây dựng, độ phức tạp và điều kiện vận hành. Họ cũng nên xem xét các yêu cầu về quy trình, thông số kỹ thuật của lò phản ứng và lợi nhuận đầu tư tiềm năng. Ví dụ, lò phản ứng mẻ rẻ hơn lò phản ứng liên tục do thiết kế đơn giản của chúng. Lò phản ứng liên tục có chất lượng sản phẩm và hiệu quả quy trình tốt hơn trong sản xuất khối lượng lớn. Chi phí trung bình của lò phản ứng liên tục dao động từ USD 10,000 đến USD 50,000Mặt khác, chi phí của lò phản ứng áp suất cao công nghiệp bắt đầu từ USD 30,000.
Kết luận
Việc tìm nguồn lò phản ứng hóa học phù hợp cho các ứng dụng cụ thể đòi hỏi phải cân nhắc cẩn thận các yếu tố được đề cập trong hướng dẫn trên. Sẽ ít phức tạp hơn khi người mua hiểu được các yêu cầu của quy trình hóa học. Thiết bị cũng phải cung cấp giá trị cao nhất cho các khoản đầu tư đã thực hiện. Để đọc thêm hoặc xem danh sách sản phẩm lò phản ứng hóa học chất lượng cao, hãy truy cập AliExpress.
