Endüstride Reaktör Tasarım Uygulamaları

Reaksiyonların gerçekleştiği aygıt olan reaktör, reaksiyon için gerekli hacmi veya gerekli olan katalizör miktarını temin eder. Reaktörler ayrıca uygun sıcaklık ve derişim dağılımını temin edecek şekilde donatılmalıdır. Bu nedenle, ideal koşulların sağlanabileceği durumlar ve tesisin ekonomik, güvenli ve çevreye uyumlu bir şekilde çalıştırılması göz önüne alınarak reaktörün seçim ve tasarımının yapılması gerekir.
Reaktör tasarımı; kütle ve enerji denkliklerinin, kimyasal kinetik (reaksiyon hız ifadesi vb.) bilgilerin birlikte ele alınması ile elde edilen denklemlerin (çoğu kez diferansiyel denklemler) eş anlı çözümlerinden elde edilir.

Endüstride kazaların birçoğu kimyasal reaktörün kötü tasarım ve işletilmesinden kaynaklanır. Bu nedenle bir reaktör gerçekçi koşullar altında tasarlanmalıdır. Tasarımda, sadece reaktör boyutları, boru sayısı gibi tasarım sonuçları düşünülmemeli, aynı zamanda reaktörde alınacak/verilecek ısı enerjilerinin aktarımı, sıvı reaktörlerde karıştırıcının seçim ve tasarımı, reaktörün mekanik tasarımı, güvenlik tedbirleri ve süreç denetim sistemleri de tasarlanmalıdır. Özellikle ekzotermik ve tersinmez reaksiyonlarda reaktör güvenliği ve kontrol edilebilme problemleri ortaya çıkacağından bu tip reaktörlerde hem kontrol sistemleri hem de herhangi bir aksilikte reaktörün boşaltım sistemlerinin çok iyi tasarlanmaları gerekir.

Kitapta; mekanik tasarım, reaktörlerde kontrol ve güvenlik sistemleri hakkında temel bigiler sunulmuş ve endüstride kullanılan kesikli reaktör, sürekli beslemeli karıştırılan tank reaktör, piston akışlı sabit yataklı ve çok borulu reaktör, akışkan yataklı reaktör, kabarcıklı sıvı-gaz faz reaktör ve ısıl molekül parçalanmanın gerçekleştirildiği fırın reaktör gibi değişik tip endüstriyel reaktörlerin tasarım ilkeleri verilerek bu endüstride uygulamalarına örnekler verilmiştir.

Aşağıda listelenen örnekler, Ege Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü’nde verdiğim Analysis of Chemical Reactor dersini alan yüksek lisans öğrencilerimin hazırladıkları dönem projelerinden seçilmiştir.
• Biyoetanol Üretiminde Kesikli Tank Reaktör Tasarımı
• Biodizel Üretiminde Sürekli Beslenen Karıştırılan Reaktör
• Sabit Yataklı ve Piston (Tapa) Akışlı Reaktörde (PAR) Kümen Üretimi
• Çok Borulu Reaktörde Karbondioksitten Metanol Üretimi
• Akışkan Yatak Reaktör İle Propilenden Akrilonitril Üretimi
• Etanın Isıl Parçalanması İle Etilen Üretimi
• Etilbenzenden Etilbenzenhidroperoksit Üretimi
• Biyolojik Atıksu Arıtımında Reaktör Tasarımı
• Islak Hava Oksidasyonunda Reaktör Tasarımı
Sonuç olarak bu kitap, endüstriyel reaktör tasarımı ile ilgilenen lisans, yüksek lisans öğrencilerine ve mühendislere yararlı olabilecek bir kaynak olarak hazırlanmıştır.