Reattore chimico batch

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Schematizzazione di un reattore batch.

Un reattore chimico di tipo batch è un apparecchio normalmente costituito da un vessel con un sistema di agitazione e di condizionamento termico per portare a termine una data reazione chimica.

Un reattore batch è un reattore discontinuo che opera secondo una sequenza:

Carico di tutti i reagenti e chiusura del reattore
Condizionamento termico
Reazione
Spegnimento
Apertura e svuotamento
Lavaggio

I reattori batch vengono preferiti ai reattori continui quando:

La produzione è inferiore a 500 t/anno
Il reattore deve produrre una gamma di prodotti diversi
L'impianto è attivo solo durante alcune stagioni
Il prodotto ha una vita commerciale molto corta
La reazione chimica è molto lenta
Si lavorano fluidi che ostruiscono i tubi e che sporcano il reattore
Si lavorano basse portate di slurry

Rispetto ai reattori continui tuttavia il reattore batch non è utilizzabile se esiste il rischio concreto che si possa verificare una reazione fuggitiva (runaway) al suo interno.

[modifica] Dimensionamento

Se si considera una reazione fra composti liquidi del tipo:
A + B → C
Supponendo il reattore isotermo a volume costante è possibile scrivere la velocità di reazione come scomparsa della specie A in funzione della conversione X
-ra=f(Cj)
Cj=hj(X)
-ra=g(X)

quindi il tempo necessario perché avvenga la reazione con conversione X è

$t=Na_0 \int_{0}^{V} - \frac {1} {ra \cdot V}\, dV$

con:

Na₀ = numero di moli della specie A al tempo t=0

V = volume della fase liquida, normalmente si può assumere costante e pari a circa il 75% del volume del reattore.

Per ottenere la produttività reale è necessario sommare a questo tempo caratteristico anche il tempo necessario per effettuare tutte le altre operazioni.