उच्च दाब आटोक्लेव रिएक्टर

A उच्च दाब आटोक्लेव रिएक्टरयह एक प्रकार का उपकरण है जो उच्च तापमान और दबाव की स्थितियों में रासायनिक प्रतिक्रियाओं का संचालन करने में सक्षम है। इसका व्यापक रूप से रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान, जैविक इंजीनियरिंग, दवा और अन्य क्षेत्रों में संश्लेषण, उत्प्रेरक, हाइड्रोलिसिस, पोलीमराइजेशन और अन्य प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं के लिए उपयोग किया जाता है।

आटोक्लेव रिएक्टर मुख्य रूप से रिएक्टर बॉडी, हीटिंग सिस्टम, सरगर्मी प्रणाली, दबाव नियंत्रण प्रणाली, तापमान नियंत्रण प्रणाली और सुरक्षा उपकरण से बना होता है।

रिएक्टर निकाय:आमतौर पर स्टेनलेस स्टील (जैसे एसएस 316) या विशेष मिश्र धातुओं (जैसे हेस्टेलॉय सी/बी, मोनेल, इनकोनेल, निकेल, टाइटेनियम, टैंटालम, आदि) से बना होता है जो उच्च तापमान और दबाव वाले वातावरण का सामना कर सकता है, और इसमें अच्छा संक्षारण प्रतिरोध होता है।

तापन प्रणाली:विद्युत तापन, भाप तापन या तेल स्नान तापन आदि द्वारा, प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक ऊष्मीय ऊर्जा प्रदान करना।

सरगर्मी प्रणाली:चुंबकीय सरगर्मी या यांत्रिक सरगर्मी विधि का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि अभिकारक केतली में समान रूप से मिश्रित हो जाएं और प्रतिक्रिया दक्षता में सुधार हो।

दबाव नियंत्रण प्रणाली:दबाव सेंसरों और स्वचालित वाल्वों तथा अन्य उपकरणों के माध्यम से केतली में दबाव की वास्तविक समय निगरानी और नियंत्रण सुनिश्चित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रतिक्रिया सुरक्षित सीमा के भीतर हो।

तापमान नियंत्रण प्रणाली:तापमान संवेदक और तापमान नियंत्रण उपकरण और अन्य उपकरणों के माध्यम से, विभिन्न प्रतिक्रियाओं की जरूरतों को पूरा करने के लिए प्रतिक्रिया तापमान का सटीक नियंत्रण।

सुरक्षा उपकरण:इसमें अतिदबाव संरक्षण, अतिताप संरक्षण, आपातकालीन दबाव राहत और अन्य उपकरण शामिल हैं, ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि असामान्य परिस्थितियों में समय पर बिजली की आपूर्ति में कटौती की जा सके, दबाव या तापमान को कम किया जा सके, ताकि उपकरणों और कर्मियों की सुरक्षा सुनिश्चित की जा सके।

 

 

 

 

 

आटोक्लेव रिएक्टर का कार्य सिद्धांत अभिकारकों को रिएक्टर में डालना, और हीटिंग सिस्टम के माध्यम से ऊष्मा ऊर्जा प्रदान करना है, ताकि अभिकारक उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में रासायनिक प्रतिक्रियाएं कर सकें।

 

साथ ही, मिश्रण प्रणाली यह सुनिश्चित करती है कि रिएक्टर में अभिकारक समान रूप से मिश्रित हो जाएं, जिससे प्रतिक्रिया दक्षता में सुधार होता है।

 

प्रतिक्रिया प्रक्रिया के दौरान, दबाव नियंत्रण प्रणाली और तापमान नियंत्रण प्रणाली वास्तविक समय में केतली में दबाव और तापमान की निगरानी और नियंत्रण करती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रतिक्रिया सुरक्षित और स्थिर परिस्थितियों में की जाती है।

 

उच्च दाब आटोक्लेव रिएक्टर के संचालन में कई चरण शामिल होते हैं, जिसमें अभिकारकों को तैयार करना और उन्हें रिएक्टर पात्र में भरना, प्रतिक्रिया की निगरानी करना और उत्पादों को एकत्रित करना शामिल है।

◆ तैयारी

रिएक्टर वेसल में अभिकारकों को लोड करने से पहले, उन्हें सावधानीपूर्वक तौलना और उचित अनुपात में मिलाना महत्वपूर्ण है। अभिकारकों में कोई भी अशुद्धता या संदूषक प्रतिक्रिया के परिणाम को प्रतिकूल रूप से प्रभावित कर सकता है।

◆ लोड हो रहा है

इसके बाद अभिकारकों को रिएक्टर वेसल में लोड किया जाता है, जिसे आमतौर पर गैसकेटेड ढक्कन या फ्लैंज से सील किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए विशेष ध्यान रखा जाना चाहिए कि प्रतिक्रिया के दौरान रिसाव को रोकने के लिए वेसल को ठीक से सील किया गया है।

◆ दबाव और तापन

एक बार अभिकारक लोड हो जाने के बाद, रिएक्टर वेसल को नाइट्रोजन या हीलियम जैसी निष्क्रिय गैस का उपयोग करके वांछित स्तर तक दबावित किया जाता है। फिर हीटिंग सिस्टम सक्रिय हो जाता है, और वेसल के अंदर का तापमान धीरे-धीरे वांछित स्तर तक बढ़ा दिया जाता है।

◆ निगरानी

प्रतिक्रिया के दौरान, ऑपरेटर को रिएक्टर वेसल के अंदर दबाव और तापमान पर बारीकी से नज़र रखनी चाहिए। वांछित स्थितियों को बनाए रखने के लिए समायोजन आवश्यक हो सकता है, और समान मिश्रण सुनिश्चित करने के लिए प्रतिक्रिया मिश्रण को समय-समय पर हिलाना पड़ सकता है।

◆ संग्रह

प्रतिक्रिया पूरी होने के बाद, रिएक्टर वेसल को ठंडा करके उसका दबाव कम किया जाता है। फिर उत्पादों को एकत्र किया जाता है और उनकी संरचना और शुद्धता निर्धारित करने के लिए उनका विश्लेषण किया जाता है।

 

उच्च दाब ऑटोक्लेव रिएक्टर ऐसी सामग्रियों से बनाए जाते हैं जो उच्च तापमान और दबाव की चरम स्थितियों का सामना कर सकें। आमतौर पर, रिएक्टर बॉडी शुद्ध टाइटेनियम (TAI-2), हेस्टेलॉय C-207, या 316L स्टेनलेस स्टील जैसी सामग्रियों से बनी होती है। इन सामग्रियों में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक शक्ति होती है, जो रिएक्टर की स्थायित्व और दीर्घायु सुनिश्चित करती है। दूसरी ओर, ऑपरेटिंग टेबल आमतौर पर आसान सफाई और रखरखाव के लिए 316L स्टेनलेस स्टील से बनी होती है।

 

रिएक्टर को 6 एमपीए तक के दबाव और 400 डिग्री से कम तापमान को झेलने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हीटिंग सिस्टम, जिसमें आमतौर पर एक इलेक्ट्रिक फाइबर फर्नेस या एक इलेक्ट्रिक हीटिंग रिंग शामिल होती है, 300W से 500W तक की हीटिंग पावर के साथ तेज़ और सटीक तापमान नियंत्रण प्रदान करती है। तापमान नियंत्रण प्रणाली अत्यधिक सटीक है, ± 1 डिग्री की परिशुद्धता के साथ, यह सुनिश्चित करता है कि प्रतिक्रिया की स्थिति तंग मार्जिन के भीतर बनी रहे।

 

रिएक्टर में वाल्व और फिटिंग की एक श्रृंखला भी है, जिनमें से कई जर्मनी से आयात किए गए हैं, ताकि रिसाव-रहित संचालन और विभिन्न प्रयोगात्मक सेटअपों के साथ संगतता सुनिश्चित की जा सके। मिश्रण तंत्र, जो सजातीय प्रतिक्रिया मिश्रण प्राप्त करने के लिए महत्वपूर्ण है, डिजिटल रूप से नियंत्रित है और 3-5 RPM की परिशुद्धता के साथ 1500 RPM तक की गति तक पहुँच सकता है।

 

उच्च दाब ऑटोक्लेव रिएक्टरों का अनुसंधान और उद्योग दोनों में व्यापक अनुप्रयोग है। इनमें से कुछ सबसे आम अनुप्रयोग इस प्रकार हैं:

उत्प्रेरक प्रतिक्रियाएं:रिएक्टर की सटीक तापमान और दबाव की स्थिति बनाए रखने की क्षमता इसे उत्प्रेरक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने और उन्हें अनुकूलित करने के लिए आदर्श बनाती है। शोधकर्ता इसका उपयोग विभिन्न उत्प्रेरकों, अभिकारक सांद्रता और प्रतिक्रिया स्थितियों के प्रतिक्रिया दर और उत्पाद वितरण पर पड़ने वाले प्रभावों की जांच करने के लिए कर सकते हैं।

उच्च तापमान और उच्च दबाव संश्लेषण:रिएक्टर का उपयोग ऐसे यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए किया जा सकता है जिनके निर्माण के लिए उच्च तापमान और दबाव की आवश्यकता होती है। इसमें अकार्बनिक पदार्थों, पॉलिमर और ऑर्गेनोमेटेलिक यौगिकों का संश्लेषण शामिल है।

गतिविज्ञान अध्ययन:वास्तविक समय में प्रतिक्रिया की स्थितियों की निगरानी करके, शोधकर्ता रिएक्टर का उपयोग विभिन्न प्रतिक्रियाओं की गतिकी का अध्ययन करने के लिए कर सकते हैं, जिसमें प्रतिक्रिया की दर, सक्रियण ऊर्जा और प्रतिक्रिया तंत्र शामिल हैं।

विशिष्ट प्रतिक्रियाएँ:रिएक्टर का उपयोग विशेष प्रतिक्रियाओं जैसे कि फिशर-ट्रॉप्स संश्लेषण, हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं और बहुलकीकरण के लिए भी किया जाता है।

उच्च दाब ऑटोक्लेव रिएक्टर प्रौद्योगिकी में हाल ही में हुई प्रगति ने उन्हें और भी अधिक बहुमुखी और उपयोगकर्ता के अनुकूल बना दिया है। उदाहरण के लिए, कुछ रिएक्टरों में अब RS232 संचार इंटरफेस की सुविधा है जो उन्हें डेटा अधिग्रहण और विश्लेषण के लिए कंप्यूटर से कनेक्ट करने की अनुमति देता है। यह शोधकर्ताओं को प्रतिक्रिया स्थितियों की दूर से निगरानी और नियंत्रण करने और प्रयोगात्मक डेटा को अधिक कुशलता से संग्रहीत और विश्लेषण करने में सक्षम बनाता है।

 

इसके अतिरिक्त, मल्टी-रिएक्टर सिस्टम के विकास ने विभिन्न परिस्थितियों में समानांतर अभिक्रियाएँ करना या एक ही रिएक्टर में क्रमिक अभिक्रियाएँ करना संभव बना दिया है। इससे न केवल समय और संसाधनों की बचत होती है, बल्कि शोधकर्ताओं को प्रतिक्रिया स्थितियों को अधिक व्यवस्थित रूप से अनुकूलित करने की सुविधा भी मिलती है।