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Fotoreactores industriales

Nuevas síntesis mediante fotorreactores agitados - Llave en mano de un solo proveedor Fotoreactores

Las reacciones químicas pueden ser desencadenadas por la luz UV sin necesidad de catalizadores. El fotorreactor agitado EKATO es ideal para reacciones multifásicas con líquidos, gases y sólidos.

Un gran número de reacciones químicas se llevan a cabo a temperaturas entre 100 y 250 °C para conseguir una reacción rápida y, por tanto, una alta productividad. Sin embargo, a estas temperaturas ya se inician procesos de descomposición con las correspondientes pérdidas de rendimiento y subproductos no deseados.

Con la ayuda de catalizadores, las reacciones pueden activarse incluso a temperaturas más bajas, pero son caros de conseguir y manejar. La fotoquímica ofrece una alternativa elegante y permite nuevas síntesis. No es el calor ni los catalizadores, sino la energía de la luz la que activa la reacción, que puede tener lugar a temperaturas muy inferiores a 100 °C y, a menudo, incluso a temperatura ambiente. Gracias a este proceso, la descomposición o los subproductos se reducen al mínimo o no surgen en absoluto. Al utilizar la luz en lugar del calor, este principio puede aplicarse a una gran variedad de síntesis, como cloraciones, sulfonaciones, sulfoxidaciones o nitrosilaciones.

Process Product Industry Multiphase
Cloración Intermedios, disolventes, C-PVC, cauchos Especialidades, Polímeros l-g, l-g-s
Bromación Intermedios Especialidades l
Sulfoxidación Intermedios, Ácidos sulfónicos, Materiales tensioactivos Especialidades, Productos de consumo, Polímeros l-g
Sulfochlorination Intermedios, Ácidos sulfónicos, Materiales tensioactivos Especialidades, Productos de consumo, Polímeros l-g
Nitrosilación Intermedios, Nylon 6 y 12 Especialidades, polímeros l-g-s
Oxidación Intermedios, Materiales tensioactivos Especialidades, perfumes, productos farmacéuticos l, l-g, l-g-s
Isomerización Intermedios Especialidades, productos farmacéuticos l
Cicloadición, reacciones electrocíclicas Intermedios Especialidades, productos farmacéuticos l
Polimerización Polímeros Especialidades, polímeros l, l-g, l-g-s
El fotorreactor agitado de EKATO permite realizar síntesis mediante la energía de la luz y una avanzada técnica de agitación que garantiza altas tasas de circulación en el reactor. El concepto de este nuevo reactor agitado es ideal para reacciones multifásicas en las que intervienen líquidos, gases y sólidos. Combina una alta productividad y flexibilidad con el funcionamiento seguro de las fuentes de luz sumergidas. Con este diseño comprobado se realizan reactores de hasta 50 m³ y un escalado seguro por parte de nuestros especialistas permite tamaños de reactores adicionales.
Las fuentes de luz son módulos de lámparas de vapor de mercurio o LED con certificación ATEX, que obtenemos a través de nuestro socio de cooperación, Peschl Ultraviolet GmbH (el experto mundial en el campo de las fuentes de luz UV industriales). Los módulos de luz UV están alojados en tubos de protección de vidrio de cuarzo, que se introducen a través de boquillas en la parte superior del recipiente, donde también se conectan a la fuente de alimentación y al sistema de refrigeración. Estas lámparas de inmersión UV tienen una potencia de 5 a 60 kW. Por lo tanto, se requiere una refrigeración dentro del tubo de vidrio, ya que de lo contrario las moléculas sensibles pueden resultar dañadas por las altas temperaturas de la superficie. Los reactores industriales están equipados con entre 4 y 20 de estos tubos de vidrio. Los tubos de vidrio con sus fuentes de luz están expuestos a cargas hidráulicas y térmicas en el recipiente agitado. Un reto especial en este caso es el montaje seguro de las lámparas de inmersión UV en el reactor. Soportes especiales desarrollados y patentados por EKATO para garantizar que en cualquier condición de funcionamiento no se produzcan tensiones o vibraciones inadmisibles en el componente. Los reactivos peligrosos se detectan inmediatamente, incluso en el improbable caso de que se rompa el cristal, y no llegan al exterior a través de las conexiones eléctricas o la refrigeración. En el centro técnico de EKATO se investigó la fiabilidad de estos diseños mediante pruebas y se ha confirmado ampliamente en numerosos encargos operativos.
La radiación UV sólo penetra ligeramente en el producto. El sistema de mezcla se adapta individualmente a las reacciones y garantiza, gracias a las altas velocidades de circulación, que los reactivos se transporten de forma óptima a las fuentes de luz. El sistema de gaseado combinado EKATO, con su turbina autocebante, se utiliza para aplicaciones gaseadas como los procesos de cloración. Los reactivos gaseosos, como el Cl2, el O2 o el SO2, se dispersan de forma eficiente para lograr la máxima transferencia de masa y obtener un alto rendimiento espacial. La distribución homogénea de los sólidos (por ejemplo, los polímeros) y la disipación del calor de reacción son también un reto importante a la hora de diseñar el recipiente y el agitador. Esto se resuelve de forma óptima con el fotorreactor EKATO. Cuando se utilizan sustancias peligrosas, por ejemplo, el gas cloro, las cuestiones relativas al concepto de estanqueidad y seguridad ocupan el primer lugar en la lista de prioridades. Es importante no perder de vista el panorama general. El sellado del eje agitador a la atmósfera es un elemento clave para la seguridad de funcionamiento. EKATO utiliza cierres mecánicos especiales de doble o triple efecto o incluso accionamientos magnéticos de producción propia. Los fotorreactores EKATO pueden fabricarse con numerosas variantes de materiales. Los materiales más comunes son: acero esmaltado, aceros inoxidables, materiales a base de Ni o titanio.

Desde el asesoramiento y la ingeniería hasta la producción y el montaje: Ofrecemos todos los servicios relacionados con los reactores fotoquímicos agitados para aplicaciones industriales. Como proveedor único, EKATO asume la responsabilidad general de gestionar su proyecto en todas sus fases. Los conocimientos especiales y los muchos años de experiencia en el diseño y la entrega de reactores agitados nos convierten en un socio competente, desde la idea hasta la puesta en marcha de una planta de producción fotoquímica.

Scale-Up
La transferencia de los procesos fotoquímicos del laboratorio a la producción requiere conocimientos profundos e interdisciplinarios y experiencia en química, física e ingeniería. EKATO agrupa los conocimientos, que están muy repartidos en los distintos campos de especialización, y ofrece un asesoramiento completo y competente en el ámbito de los reactores fotoquímicos agitados.
  • Asesoramiento en procesos fotoquímicos
  • Simulación y cálculo físico y de dinámica de fluidos
  • Realización de mediciones ópticas
  • Pruebas en reactores a escala de laboratorio y piloto (5 litros y 50 litros)
  • Diseño de reactores a escala y de ingeniería de procesos
  • Modelización del reactor mediante los métodos CAE más avanzados (CFD, FEM)
  • Ingeniería de reactores
  • Entrega del reactor fotoquímico llave en mano
  • Instalación y puesta en marcha

Nuestro objetivo es apoyar constantemente a nuestros clientes como socio de desarrollo e integrador de sistemas en el camino desde la idea hasta la planta de producción fotoquímica. Como proveedor único, asumimos la responsabilidad general del diseño y la entrega del mejor sistema de reactores para cada proceso individual del cliente.

Todo funciona a la perfección para reducir las pérdidas por fricción y los costes. Reducimos las interfaces de nuestros clientes a la hora de planificar una planta de producción fotoquímica a un solo punto de contacto.

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