일신오토클레이브에서 소개하는 촉매반응기

일신오토클레이브에서 소개하는 촉매반응기

촉매란?
반응속도에는 영향을 주지만 공정을 변화시키지 않는 물질입니다. 촉매는 일반적으로 반응에서 다른 분자경로를 촉진시킴으로써 반응속도를 변화시킵니다.

촉매반응이란?
가장 빠르게, 혹은 완벽하게 반응을 진행할 수 있도록 최적의 조건을 유지시켜 주는 반응을 말합니다. 반응기에서 반응 속도를 높여주기 위해서는 반응물의 온도를 높여주며 반응물을 저어 주거나 반응 결과에는 영향을 주지 않고 반응 속도에 영향을 줄 수 있는 촉매들이 필요합니다. 이러한 촉매가 반응속도를 증가시키는 이유는 촉매가 사용되는 반응에서는 촉매 없이 진행되는 반응과 다른 반응 경로로 반응이 진행되어 반응의S 활성화 에너지를 낮추기 때문입니다. 촉매는 균일 촉매와 불균일 촉매로 분류되는데, 균일 촉매란 반응물과 같은 상으로 존재하는 촉매이며, 불균일 촉매는 반응물과 다른 상으로 존재하는 촉매입니다.

촉매반응의 방법
균일 촉매반응(Homogeneous catalysis)은 적어도 반응물 중의 한 성분과 용해 상태가 되는 공정으로 n-이소부틸 알데하이드 제조를 예로 들 수 있습니다. 불균일 촉매반응(Heterogeneous catalysis)은 2개 이상의 상이 수반되며 일반적으로 고체이며, 반응물은 액체 또는 기체의 형태가 일반적입니다. 경우에 따라서는 기체-액체 반응도 있을 수 있으며, 시클로헥산의 탈수소화 반응을 통한 벤젠 제조를 예로 들 수 있습니다.
일신오토클레이브에서 제작하는 촉매 반응기 시스템은 다양한 물질에 대한 촉매 반응을 수행할 수 있는 설비로 제작하며, 촉매 반응시에 발생하는 발열과 흡열 등에 안전성을 우선 검토하고, 설비 자체내에서 이루어지는 온도 상승과 압력 유지에 대한 정밀한 공정 수행이 이루어집니다. 공정 수행에 중요한 부분인 압력 용기 부분은 미국기계학회의 압력용기 인증인 ASME 규격에 맞추어 설계·제작 및 인증을 받았으며, 한국가스안전공사나 산업안전관리공단 인증을 통하여 안전하게 제작합니다.

 

 

 

화학반응의 속도를 증가시키는 방법에는 여러가지 방법이 있는데, 촉매를 사용하는 방법은 매우 중요하게 다뤄지고 있으며, 공업적으로는 중요한 반응의 반응속도를 증가시키기 위하여 촉매를 사용합니다. 촉매반응기란 반응에서 소모되지 않으면서 반응속도에 영향을 주는 촉매를 이용하여 반응물을 생성할 수 있는 System을 말합니다.

특징
화학 공정에서 반응기는 화학 공정의 목적을 이루기 위한 필수적인 요소입니다.

반응기의 역할은 각 단계의 반응을 진행하는데 가장 빠르게, 혹은 가장 완벽하게 반응이 진행 될 수 있는 최적의 조건을 유지시켜 주는데 있습니다. 반응기에서 반응 속도를 높여주기 위해서는 반응물의 온도를 높여주며 반응물들을 저어주거나 반응 결과에는 영향을 주지 않고 반응 속도에 영향을 줄 수 있는 촉매들이 필요합니다. 이러한 촉매가 반응속도를 증가시키는 이유는 촉매가 사용되는 반응에서는 촉매 없이 진행되는 반응과 다른 반응경로로 반응이 진행되어 반응의 활성화 에너지를 낮추기 때문입니다.촉매는 균일 촉매와 불균일 촉매로 분류되는데, 균일 촉매란 반응물과 같은 상으로 존재하는 촉매이며, 불균일 촉매는 반응물과 다른 상으로 존재하는 촉매로서 일반적으로 고체입니다.

균일 촉매반응 (HOMOGENIOUS CATALYSIS )은 적어도 반응물 중의 한 성분과 용해 상태가 되는 공정으로 n-이소부틸 알데하이트 제조를 예로 들 수 있으며,불균일 촉매반응 (HETEROGENIOUS CATALYTIC PROCESS)은 2개 이상의 상이 수반되며 일반적으로 촉매는 고체이며 반응물은 액체 또는 기체 형태입니다. 경우에 따라서 기-액 반응도 있을 수 있으며 사이클로 헥산의 탈수소화 반응을 통한 벤젠 제조를 예로 들 수 있습니다.

당사는 이러한 화학 공정에 지대한 영향을 미칠 수 있는 압력 용기의 압력 설계 및 온도 제어 시스템, 교반기에 이르기까지 오랜 기술력과 경험을 바탕으로 최적의 반응기 조건을 만들어 드리고 있습니다.

촉매 반응기의 종류
Batch Reactor System (한번 생산을 통해 반응기를 비우는 System)
* CSTR ( 연속교반탱크반응기) - Continuous Stirred Tank Reactor
공업적으로 가장 많이 쓰이고, 심한 반응열의 제거 및 급격한 가열·냉각이 쉬운 장점이 있으며, 석유의 열분해반응 및 촉매를 이용한 고분자합성에 사용됩니다.

강한 교반이 요구될 때 사용되며. 단독으로 사용되거나 여러 개의 CSTR 이 연결된 것 중 일부분이 사용될 수도 있습니다.
온도 조절이 용이하나 반응기 부피당 반응물 전환율이 낮아 큰 반응기가 필요합니다

Continuous Reactor System (반응물을 꾸준히 공급하여 생산하는 System)
* Tubular Reactor ( 관형 반응기 )
체류시간의 불균형이 없고 연차 반응 등에 의한 부반응 방지가 가능합니다.
1) PFR (플러그 흐름 반응기 )
- 긴 관 형태의 반응기로 유지 관리가 쉽고 흐름 반응기 중 부피당 생성물 전환율이 높은 반면, 반응기 내부 온도 조절이
어려우며 발열반응시 반응온도의 전환이 어렵습니다.

2) Fixed Bed Reactor
고체 촉매 입자들이 충전된 관형 반응기 불균일 반응계는 주로 기상 반응을 촉진 시키는데 사용하며, 기-액 반응에서도
사용됩니다. 촉매 반응기의 촉매 무게당 전환율이 높고 온도 조절이 어려우며, 기상 흐름에 CHANNELING 현상이 일어날
수 있습니다.