تلعب المفاعلات الكيميائية دورًا رئيسيًا في عملية الفصل والإنتاج الكيميائي. تم استخدام المفاعلات في الصناعة لسنوات عديدة وتأتي في أنواع عديدة ، بما في ذلك مفاعلات التحفيز المتجانسة ومفاعلات التحفيز غير المتجانسة. هذه المفاعلات الكيميائية متاحة بسهولة في السوق في الوقت الحالي. ومع ذلك ، هناك شركات تصنيع مفاعلات مختلفة ، فضلاً عن مجموعة متنوعة من النماذج ، مما يجعل من الصعب معرفة المفاعلات الكيميائية المناسبة للشراء.
ستقدم هذه المقالة نظرة عامة على سوق المفاعلات الكيميائية ، قبل مناقشة الأنواع المختلفة من المفاعلات الكيميائية أو الصيدلانية المتاحة وكيفية اختيار النوع والنموذج المناسبين لاحتياجات الفرد.
جدول المحتويات
الحصة السوقية للمفاعلات الكيميائية
أنواع المفاعلات الكيميائية أو الصيدلانية
كيفية اختيار المفاعلات الكيميائية الصحيحة
وفي الختام
الحصة السوقية للمفاعلات الكيميائية
بشكل عام، شهدت الصناعة الكيميائية نموًا كبيرًا خلال العامين الماضيين. ومن المتوقع أن يرتفع خلال الفترة من 2020 إلى 2030. وسيُعزى هذا النمو إلى الحاجة المتزايدة إلى مفاعلات كيميائية حديثة وحديثة لتحقيق الكفاءة في العمليات. تسلط أبحاث السوق الشفافة الضوء على أن سوق المفاعلات الكيميائية لديه طلب كبير من العديد من المستخدمين النهائيين لتمكين الأداء المتزامن للعمليات في عملية واحدة.
هناك منافسة شديدة من اللاعبين الرئيسيين مثل Rohco Inc و Dharma Engineering و Hexamide Agrotech Inc. وقد انغمس هؤلاء المنتجون في أنشطة البحث والتطوير لتلبية احتياجات المستهلكين. سيستمر سوق المفاعلات الكيميائية في النمو بسبب هذه الاستثمارات لتحسين الكفاءة.
خلال فترة التوقعات ، ستحقق منطقة آسيا والمحيط الهادئ نموًا هائلاً في المفاعلات الكيميائية. ويرجع ذلك إلى زيادة التصنيع في دول مثل الصين والهند. أيضًا ، أدت التطورات مثل مكون المفاعلات الصديقة للبيئة إلى فرص نمو واسعة في السوق. والجدير بالذكر أن Syzygy Plasmonics استثمرت 5.8 دولار أمريكي مليون في مفاعلات كيميائية صديقة للبيئة.
أنواع المفاعلات الكيميائية أو الصيدلانية
1. المفاعلات الدفعية
المفاعلات الدفعية هي مفاعلات كيميائية توضع فيها المواد المتفاعلة في أوعية مغلقة ، ويُسمح لها بالخلط والتفاعل ، وإزالة العناصر النهائية. تعني ميزة الدُفعة الحكيمة أن المعدات لها بداية محددة وتوقف لعمليات التفاعل. يتم استخدامها بشكل أساسي في الصناعة الكيميائية للبحث والتطوير وكذلك الإنتاج على نطاق صغير. تستفيد التفاعلات الطاردة للحرارة التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في الضغط ودرجة الحرارة ووقت التفاعل من مرونة المفاعلات الدفعية. يتم استخدامها أيضًا في المستحضرات الصيدلانية والكيميائية و الصناعات الغذائية والمشروبات.
2. المفاعلات ذات الخزان المستمر التقليب
مفاعلات الخزان ذات التحريك المستمر (CSTRs) هي مفاعلات كيميائية تشارك في تفاعلات مستمرة حيث يتم تغذية المواد المتفاعلة باستمرار في المفاعل حيث تتم إزالة المنتجات باستمرار. تحتوي CSTRs على أوعية أسطوانية بها محرضات تمزج المواد المتفاعلة مع الحفاظ على محتويات متجانسة. لديهم منافذ مدخل ومخرج لإدخال وإخراج المواد المتفاعلة والمنتجات. المعدات تستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية نظرًا لقدرته على تحقيق تفاعلات الحالة المستقرة حيث تظل تركيزات المواد المتفاعلة والمنتجات ثابتة أثناء العملية وبعدها.
3. سد مفاعلات التدفق
سد مفاعلات التدفق (PFRs) هي مفاعلات كيميائية مع التغذية المستمرة للمواد المتفاعلة في وعاء أنبوبي حيث تتدفق وتتفاعل. يشتمل التصميم الأساسي لـ PFR على أنبوب مستقيم مع منافذ مدخل ومخرج للمواد المتفاعلة والمنتجات ، على التوالي. بطريقة تشبه السدادة ، تتدفق المواد المتفاعلة عبر مفاعل أنبوبي ، حيث تتحرك كل طبقة على طول دون ملامسة الطبقات المجاورة. في هذه الحالة ، هناك تحكم دقيق في التفاعلات ، حيث يعطي نمط التدفق منتجات موحدة. يتم تطبيقها في الغالب في المستحضرات الصيدلانية والبوليمرات والصناعات الكيماوية في درجات الحرارة العالية والتفاعلات التحفيزية.
4. المفاعلات نصف دفعة
المفاعلات نصف دفعة هي مفاعلات كيميائية تدمج ميزات المفاعلات الدفعية والمستمرة. على هذا النحو ، يتم تغذية واحد أو أكثر من المواد المتفاعلة باستمرار في المفاعل بينما يتم وضع واحد أو أكثر من المواد المتفاعلة بطريقة دفعية في محطة واحدة أو أكثر أثناء التفاعل. بصرف النظر عن تصميم الوعاء المغلق والمحرض في المفاعلات الدفعية ، تحتوي المفاعلات شبه الدفعية على منافذ إضافية لمدخلات ثابتة ومتقطعة من المواد المتفاعلة. يقوم هذا الجهاز بأرشفة عائدات وتحويلات أعلى مع التحكم الدقيق في ظروف التفاعل. يتم استخدامها بشكل عام في الصناعة الكيميائية ، والمستحضرات الصيدلانية ، وإنتاج البوليمر.
5. المفاعلات الحفازة
المفاعلات التحفيزية هي مفاعلات كيميائية يقوم فيها المحفز بتسهيل التفاعلات. يقلل المحفز من تنشيط الطاقة اللازمة للتفاعل وبالتالي يزيد من معدل التفاعل مع تقليل درجة الحرارة والضغط. هناك العديد من المفاعلات التحفيزية ، بما في ذلك مفاعلات الطبقة المميعة والمفاعلات ذات القاعدة الثابتة والمفاعلات الملاطية. تشمل تطبيقات المفاعلات الحفازة في الصناعة الكيميائية الأكسدة والهدرجة والتكسير. تتطلب هذه التفاعلات معدلات تحويل وانتقائية عالية لإنتاج المستحضرات الصيدلانية والبتروكيماوية ومنتجات البلاستيك عالية القيمة.
كيفية اختيار المفاعلات الكيميائية الصحيحة
1. تطبيق
تتضمن ميزات التطبيق طبيعة التفاعل ، ومقياس التشغيل ، وظروف التفاعل المطلوبة ، وإنتاجية المنتج المطلوب ونقاوته. لتحسين كفاءة التفاعل والسلامة وعائد المنتج ، يجب على المشترين اختيار النوع المناسب من المفاعلات الكيميائية لتطبيقات محددة. على سبيل المثال ، تُستخدم المفاعلات الدفعية في القطاعات الكيميائية والصيدلانية والغذائية الدقيقة لعمليات التفاعل على نطاق صغير. مفاعلات التدفق المستمر مناسبة لتفاعلات إنتاج البوليمر والبتروكيماويات واسعة النطاق. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك مفاعلات الخزان المقلوبة نطاقًا واسعًا من التطبيقات في الأسترة والبلمرة والأكسدة.
2. أحجام العمل
يتضمن حجم عمل المفاعل الكيميائي حجم وعاء المفاعل الذي تشغله المواد المتفاعلة أثناء التفاعل. يعتمد هذا على الطاقة الإنتاجية المطلوبة وتكلفة المعدات والتوافر. بشكل عام ، توفر المفاعلات الصغيرة تنوعًا ولكن لها أحجام عمل أقل. في المقابل ، تعتبر المفاعلات الأكبر حجمًا فعالة من حيث التكلفة وفعالة ، على الرغم من أنها تحتاج إلى إجراءات أمان وعمليات أكثر تعقيدًا. توفر المفاعلات الدقيقة نطاق حجم عمل يبلغ 1-10 ميكرولتر. يمكن أن تصل المفاعلات الكيميائية على نطاق معمل إلى أحجام عمل تبلغ 100-400 ملليلتر. مفاعلات النطاق التجريبي لها أحجام عمل تبلغ لتر 20-150. بالإضافة إلى ذلك ، توفر المفاعلات ذات النطاق الصناعي أحجام عمل تتراوح بين 400 إلى 1900 متر مكعب.
3. لزوجة المحتويات
يجب على المشترين النظر في اللزوجة ، وهي مقياس مقاومة تدفق السوائل ، ولها تأثير كبير على تصميم وأداء المفاعل الكيميائي. يعتمد هذا على حركية التفاعل ، والخصائص الانسيابية للمواد المتفاعلة ، واحتياجات المعدات والعملية. على هذا النحو ، تتطلب المواد عالية اللزوجة أدوات وتعديلات متخصصة للخلط الفعال ونقل الحرارة ومنع الانسداد. على سبيل المثال ، تتعامل مفاعلات الخزان المقلوبة مع نطاق واسع من اللزوجة. يتراوح هذا من اللزوجة المنخفضة إلى المتوسطة ويمكن تعديلها لاستخدامها مع المواد عالية اللزوجة. ومع ذلك ، تؤدي اللزوجة العالية إلى انسداد وأنماط تدفق غير منتظمة ، مما يقلل من كفاءة التفاعل. في المتوسط ، بالنسبة لمعظم التفاعلات الكيميائية ، يجب أن تكون لزوجة المواد المتفاعلة منخفضة جدًا ، مع نطاق يبلغ حوالي أقل من 1 سنتيبواز (cP) إلى بضع مئات من سنتيمترات.
4. المذيبات المستخدمة
بشكل عام ، تؤثر المذيبات المستخدمة في التفاعلات الكيميائية على حركية التفاعل وأداء المفاعل وخصائص المنتج. يجب على المشترين مراعاة الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمذيبات ، وظروف التفاعل المطلوبة ، ومتطلبات المعدات والعملية. على هذا النحو ، يمكن عمل المذيبات المائية المستخدمة في التخليق العضوي والتفاعلات الكيميائية الحيوية في مفاعلات الخزان المقلوبة لنقل الحرارة والخلط بكفاءة. يمكن تنفيذ المذيبات غير القطبية مثل الكحول المستخدم في التفاعلات العضوية في خزانات مقلوبة ومفاعلات الطبقة المميعة والمفاعلات ذات الطبقة الثابتة. تتطلب المذيبات المتطايرة مفاعلات متخصصة مثل مفاعلات التقطير المستمرة والدُفعية.
5. كلف
يجب على المشترين ملاحظة أن تكلفة المفاعلات الكيميائية تعتمد على عوامل مختلفة. تشمل هذه العوامل الحجم والمواد المستخدمة في البناء والتعقيد وظروف التشغيل. يجب عليهم أيضًا مراعاة متطلبات العملية ومواصفات المفاعل وعوائد الاستثمار المحتملة. على سبيل المثال ، تعتبر المفاعلات الدفعية أرخص من المفاعلات المستمرة بسبب تصميمها البسيط. تتمتع المفاعلات المستمرة بجودة أفضل للمنتج وكفاءة عملية في الإنتاج بكميات كبيرة. يتراوح متوسط تكلفة المفاعلات المستمرة من 10,000 دولار أمريكي إلى 50,000 دولار أمريكي. من ناحية أخرى ، فإن تكلفة مفاعلات الضغط العالي الصناعية تبدأ من 30,000 دولار أمريكي.
وفي الختام
يتطلب الحصول على المفاعلات الكيميائية المناسبة لتطبيقات معينة دراسة متأنية للعوامل المذكورة في الدليل أعلاه. يكون أقل تعقيدًا عندما يفهم المشترون متطلبات العمليات الكيميائية. يجب أن توفر المعدات أيضًا أكبر قيمة للاستثمارات التي يتم إجراؤها. لقراءة المزيد ، أو لعرض قوائم المنتجات الخاصة بالمفاعلات الكيميائية عالية الجودة ، قم بزيارة Alibaba.com.
