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Application note A043-FP01

反应器系统

化学反应器应用于(石油)化工公司、制药公司以及生命科学公司研发实验室的许多工艺流程。
Bronkhorst开发了电子压力和热式质量流量控制器的特定组合,用于反应器的自动压力控制。本标准解决方案可用于小流量实验室反应器系统以及高流量工业应用,例如低压或(超)高压(高达400bar)下在食品和制药工业或化工厂的氢化工艺中。

反应器系统
带有可更换玻璃和钢制压力容器的用于低压和高压反应的小型实验室反应器系统(图片来自Büchi AG)


应用要求

为了优化化学反应,化学家必须找到化合物的最佳组合,并将它们以最佳比例注入反应器。该反应器可保持一定的压力和温度,并可添加催化剂以加速反应。

给反应器加压的同时,必须始终准确测量输入的反应气体。应避免流量超调(在质量流量计刻度之外),因为这会影响精确性。

重要议题

  • 精确测量反应气体和过程压力
  • 可编程压力曲线
  • 批量控制

工艺方案

质量流量-压力控制组合实现安全自动的反应器压力控制。

由于该概念可应用于模拟或数字系统,因此建议的装置可能因应用而略有不同。此外,所用仪表可以是“实验室应用”外壳或是IP65防护等级并可选ATEX 2区认证的坚固的工业用外壳。请见右图就Bronkhorst提供的独特解决方案所作详细说明。

在反应器入口,质量流量控制器(MFC)负责工艺气体输送,而电子压力变送器(EPT)测量反应器压力。在系统出口处设置流量限制,可以是(针阀)阀,或者如图所示,带有本地显示的质量流量调节器(MFR)。反应器压力由压力变送器设定值控制。右图中通过RS232编程到PC。该压力表(主站)的集成PID控制器控制质量流量控制器控制阀(从站)的阀位置。当反应器中建立压力,最大入口流量受到质量流量控制器的限制,从而防止出现流量峰值。通过使用“从属因子”选项,可以调整最大流量。

反应器系统
包含Bronkhorst产品的技术示意图