07 Jul Optimización de reactores
Claves para optimizar reacciones desde el punto de vista de los procesos
Procesos limitantes
Una experiencia de más de 20 años trabajando con tecnologías como EKATO, DEC o SULZER, entre otras, ha permitido a CAPERVA adquirir un know-how propio en el ámbito de la optimización de reactores químicos. De acuerdo con esa experiencia, podemos listar los que son, a nuestro juicio, los cuatro “cuellos de botella” más típicos en un proceso reactivo existente:
- Tiempos añadidos o “side-times”. Corresponden al tiempo que toman operaciones consideradas secundarias como pueden ser la carga de sólidos, precalentamientos, inertizaciones o periodos de enfriamiento antes de descargar el tanque.
- Transferencia de materia. En la mayoría de las ocasiones, el contacto entre reactivos suele ser el limitante del proceso, ya que es un fenómeno habitualmente más lento que la propia reacción una vez que los reactivos se han puesto ya en contacto íntimo.
- Transferencia de calor. Se utilizan frecuentemente intercambiadores de calor con diseños no apropiados para las características de los fluidos, o se intenta enfriar o calentar únicamente con la camisa externa del reactor, cuando es necesario un intercambio de calor más efectivo con un equipo externo en recirculación.
- Condiciones de operación. Muchas veces, un nivel de vacío insuficiente o una inadecuada inertización influyen en la velocidad de reacción, en la destilación o en otras etapas del proceso.
Reacción desde el punto de vista de los procesos. [CLICK en la imagen para descargar pdf]
Estrategia para la optimización
Para optimizar un proceso reactivo, en primer lugar es necesario un análisis y detección de cuellos de botella. En segundo lugar, debe hacerse una selección de aquellos procesos que limitan en mayor medida el rendimiento global. Posteriormente, entra en juego la selección y aplicación de soluciones con tecnologías adecuadas a las que hay que tener acceso. Y todo ello aderezado con la posibilidad de utilizar herramientas adecuadas para realizar cálculos y tener capacidad de hacer pruebas empíricas.
Tecnologías disponibles
En CAPERVA disponemos de las siguientes tecnologías principales para la optimización de reactores:
Mejora operativa en la carga de sólidos mediante PTS de DEC: operaciones intrínsecamente seguras que evitan manipulación directa, contacto con el polvo y rotura de la inertización del reactor, por lo que es posible adicionar sólido en cualquier momento.
Carga de líquidos con mezcladores estáticos SULZER: precalentamiento de la alimentación, mezcla y dispersión en línea a la entrada del reactor o en recirculación, intercambiadores de calor a la salida y en recirculación. Destilación y destilación reactiva. Ahorro de tiempos de reacción y mejora la conversión.
Mejora en la transferencia de materia y calor con agitadores EKATO: con diseños específicos de palas EKATO como la Viscoprop®, la Paravisc® o la Phasejet® con el objetivo de mejorar coeficientes de transferencia KLA y U, incluyendo reacciones heterogéneas.
Sistemas de vacío NASH: carga de reactores, enfriamiento por evaporación, devolatilización, extracción de oxígeno, etc. Es clave una selección adecuada del tipo de bomba compatible con el proceso.
La experiencia es sumamente importante para poder conjugar todos estos factores y saber optimizar un sistema que cumpla con los requisitos.
El equipo de CAPERVA.