رآکتور شیمیایی: تفاوت میان نسخه‌ها

[[واکنش شیمیایی]] فرآیندی است که طی آن یک یا چند ماده به مواد دیگر تبدیل می‌شوند. مواد اولیه موادی با ارزش اقتصادی کمتر می‌باشند و در عوض محصولات موادی با ارزش بالاتر است. درک [[سینتیک شیمیایی|سینتیک]] و [[سازوکار واکنش]] یکی از نکات مهم در طراحی رآکتورهای صنعتی است. [[معادله سرعت]]، [[واکنش تعادلی|تعادلی]] بودن یا نبودن، [[فاز (ماده)|فاز]] مواد درگیر در واکنش ([[جامد]]، [[مایع]]، [[گاز]])، [[واکنش گرماگیر|گرماگیر]] یا [[واکنش گرماده|گرماده]] بودن و همچنین اثر [[کاتالیزور]] بر واکنش، از جمله مهمترین نکاتیست که در طراحی رآکتور حائز اهمیت است.<ref>{{پک|مورتیمر|۱۳۸۳|ک=شیمی عمومی ۱|ص=۴۰}}</ref>

[[کاتالیزور|کاتالیزورها]] موادی هستند که با دخالت در واکنش و تغییر مسیر واکنش، سرعت واکنش را بالا می‌برند.<ref group="واژه‌نامه">البته منظور از کاتالیزورها در این مقاله، موادی است که به محفظه واکنش تزریق می‌شود. گونه دیگری از کاتالیزورها، اتوکاتالیست‌ها هستند که در واقع یکی از مواد شرکت کننده در واکنش است که اثر کاتالیستی نیز بر واکنش دارد.</ref> از کاتالیزورها در واکنش‌هایی که در شرایط معمول با سرعت پایین انجام می‌شوند استفاده می‌شود. در نقطه مقابل مواد دیگری به نام [[بازدارنده واکنش|بازدارنده‌ها]] وجود دارند که مانند کاتالیست هستند با این تفاوت که افزودن آن به واکنش موجب کندی و حتی توقف واکنش می‌شود. بازدارنده‌ها به طور ویژه در صنایع [[پلیمر]] و برای کنترل فرآیندهای [[بسپارش|پلیمراسیون]] در رآکتور شیمیایی کاربرد دارد. کاتالیزورها و بازدارنده‌ها می‌توانند به صورت همگن با [[فاز]] مواد درگیر در واکنش مصرف شوند که به واکنش‌های کاتالیستی همگن<ref group="واژه‌نامه">homogeneous catalysis</ref> معروف هستند. واکنش‌هایی که کاتالیست و مواد درگیر در واکنش در یک فاز قرار ندارند به واکنش‌های کاتالیستی ناهمگن<ref group="واژه‌نامه">heterogeneous catalysis</ref> معروف هستند.<ref>{{پک|Faulk|۲۰۰۴|ک=Encyclopedia of Chemistry|ص=۱۰۰-۱۰۱-۲۹۶|زبان=en}}</ref>

طراحی رآکتورها با توجه به مکانیسم واکنش و همچنین نوع واکنش و [[فاز]] مواد درگیر در واکنش متفاوت است. در طراحی رآکتورهای شیمیایی برخی از پارامترها مانند [[دما]]، [[فشار]] و [[دبی جرمی|دبی]] مواد ورودی و خروجی، توسط طراح قابل تغییر است. اما برخی پارامترها مانند ماهیت واکنش، گرماگیر یا گرماده بودن، ایجاد [[گاز]] و یا تغییر در [[حجم]] مواد، از جمله مواردیست که به طبیعت واکنش مربوط بوده و در اختیار طراح قرار ندارد. از مجموع این موارد می‌توان نتیجه گرفت که رآکتورها در اشکال پیوسته و یا بسته، بستر ثابت و یا بستر متلاطم، تحت فشار یا در فشار اتمسفری و یا با اثر [[کاتالیست]] و یا بدون اثر کاتالیست طراحی می‌شوند.<ref>{{پک|Faulk|۲۰۰۴|ک=Encyclopedia of Chemistry|ص=۱۲۱|زبان=en}}</ref>

واکنش‌ها در رآکتور ممکن است به صورت همگن (تمامی مواد در یک [[فاز]] هستند) و یا ناهمگن (مواد درگیر در واکنش در فازهای مختلف قرار دارند) انجام شود. این امر موجب می‌شود تا در طراحی رآکتور محدودیت‌هایی ایجاد شود. واکنش‌های گازی نمونه‌ای از واکنش‌های همگن هستند که معمولاً در رآکتورهای لوله‌ای انجام می‌شوند. رآکتورهای ناهمگن بر اساس فازهای درگیر در واکنش شکل‌های مختلفی دارند اما نکته مهم در این رآکتورها ایجاد انتقال جرم و تماس مناسب بین فازها برای انجام واکنش است.