Permuurahaishapon valmistaminen putkireaktorissa
Räsänen, Jukka (2008-03-27T08:03:30Z)
Kandidaatintyö
27.03.2008
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe200803141158
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe200803141158
Tiivistelmä
Työn tavoitteena oli suunnitella ja mitoittaa permuurahaishapon valmistukseen käytettävä putkireaktori. Reaktorin kapasiteetiksi asetettiin 100 kg/h puhdasta tuotetta.
Permuurahaishappo on hyvin herkkä reagoimaan ja voi konsentroituina pitoisuuksina räjähtää huoneenlämmössäkin spontaanisti. Tästä syystä suunnittelun lähtökohdaksi asetettiin 10 % konversio, jolloin permuurahaishapon osuudeksi tuotevirrasta saadaan noin 6 p-%.
Reaktorin viipymäajaksi määritettiin 680 sekuntia. Reaktoriputken sisähalkaisijaksi määritettiin ISO-standardin DN 40 mukainen halkaisija. Putken sisäpinnan pinnoitteeksi valittiin polytetrafluorieteeni ja pinnoitteen paksuudeksi 0,127 mm. Reaktorin tilavuudeksi laskettiin 0,25 m3, jolloin reaktioputken pituudeksi saatiin 170 metriä.
Reaktio-olosuhteiden homogenisoimiseksi poikkileikkauksen alalla laskettiin tarvittavien staattisten sekoittimien määrä. Sekoitintyypiksi valittiin Sulzerin SMV-malli, joita tarvitaan yhteensä 531 elementtiä. Työssä tarkasteltiin myös putkireaktorin lämmönsiirtoa.
Permuurahaishappo on hyvin herkkä reagoimaan ja voi konsentroituina pitoisuuksina räjähtää huoneenlämmössäkin spontaanisti. Tästä syystä suunnittelun lähtökohdaksi asetettiin 10 % konversio, jolloin permuurahaishapon osuudeksi tuotevirrasta saadaan noin 6 p-%.
Reaktorin viipymäajaksi määritettiin 680 sekuntia. Reaktoriputken sisähalkaisijaksi määritettiin ISO-standardin DN 40 mukainen halkaisija. Putken sisäpinnan pinnoitteeksi valittiin polytetrafluorieteeni ja pinnoitteen paksuudeksi 0,127 mm. Reaktorin tilavuudeksi laskettiin 0,25 m3, jolloin reaktioputken pituudeksi saatiin 170 metriä.
Reaktio-olosuhteiden homogenisoimiseksi poikkileikkauksen alalla laskettiin tarvittavien staattisten sekoittimien määrä. Sekoitintyypiksi valittiin Sulzerin SMV-malli, joita tarvitaan yhteensä 531 elementtiä. Työssä tarkasteltiin myös putkireaktorin lämmönsiirtoa.