عملکرد گاز بی اثر در راکتور شیشه ای چیست؟

راکتور شیشه اینوعی تجهیزات واکنش است که معمولاً در آزمایشگاه های شیمیایی استفاده می شود که معمولاً در سنتز آلی، واکنش کاتالیزوری، واکنش دمای بالا و غیره استفاده می شود. در برخی از شرایط واکنش خاص، گاز بی اثر باید پر شود تا یک اتمسفر خنثی ایجاد شود، تا از مواد واکنش در برابر تأثیر اکسیژن و بخار آب در هوا محافظت شود و در عین حال، بتوان شرایط واکنش را کنترل کرد. اجتناب از واکنش های جانبی غیر ضروری

واکنش سنتز آلی: بسیاری از واکنش های سنتز آلی باید در یک اتمسفر بی اثر انجام شوند تا از تأثیر اکسیژن یا رطوبت بر مواد واکنش جلوگیری شود. به عنوان مثال، در واکنش هیدروژناسیون، لازم است از هیدروژن به عنوان عامل کاهنده استفاده شود و راکتور شیشه ای آزمایشگاهی با گاز بی اثر پر شود تا از خروج اکسیژن در طول واکنش اطمینان حاصل شود و در نتیجه از پیشرفت آرام واکنش اطمینان حاصل شود.

واکنش کاتالیزوری: برخی از واکنش های کاتالیزوری باید در محیطی بدون اکسیژن یا کم اکسیژن انجام شود تا از فعالیت کاتالیزور اطمینان حاصل شود. با شارژ گاز بی اثر، می توان اکسیژن موجود در سیستم واکنش را به طور موثر حذف کرد، اثر سمی اکسیژن بر روی کاتالیزور را کاهش داد و راندمان واکنش را بهبود بخشید.

واکنش دمای بالا: در شرایط واکنش دمای بالا، مانند پیرولیز، کلسینه کردن و سایر فرآیندهای واکنش، از گاز بی اثر می توان برای رقیق کردن اکسیژن و بخار آب، کاهش فشار جزئی اکسیژن سیستم واکنش، کاهش احتمال واکنش اکسیداسیون و محافظت از واکنش استفاده کرد. محصولات حاصل از اکسیداسیون یا هیدرولیز.

 

گاز بی اثر به نوعی گاز با خواص شیمیایی بسیار پایدار اطلاق می شود که به سختی با سایر مواد واکنش می دهد.

 

هلیوم (او)

مشخصات: هلیم فراوان ترین گاز جهان است و محتوای آن در جو زمین بسیار ناچیز است. هلیم گازی تک اتمی، سبک ترین گاز بی اثر، بی رنگ، بی بو، غیر سمی و چگالی بسیار کم است. رسانایی حرارتی و هدایت الکتریکی بالایی دارد.

نوع واکنش: از آنجایی که بسیار پایدار است، به سختی در هیچ واکنشی شرکت می کند و عمدتاً برای محافظت از گاز، فناوری لیزر و باد کردن بالون استفاده می شود.

 

نئون (Ne)

امکانات: نئون گازی بی رنگ، بی بو و غیر سمی است که گاز کمیاب با چگالی کم است. هنگام تخلیه نور نارنجی مایل به قرمز از خود ساطع می کند و به طور گسترده در چراغ های نئون استفاده می شود.

نوع واکنش: نئون نیز گازی بسیار پایدار است و در اکثر واکنش های شیمیایی شرکت نمی کند. به دلیل انرژی یونیزاسیون بالای آن، می توان از آن برای تولید لوله های تخلیه و لیزر استفاده کرد.

 

آرگون (Ar)

• ویژگی ها: آرگون گازی بی رنگ، بی بو و غیر سمی با چگالی بالا است. هنگام تخلیه نور آبی از خود ساطع می کند و به طور گسترده در منبع نور و جوشکاری استفاده می شود.
• نوع واکنش: آرگون نیز گازی پایدار است که واکنش آن با سایر مواد آسان نیست. اغلب به عنوان اتمسفر بی اثر، گاز محافظ و گاز خنک کننده در راکتورهای شیشه ای برای ایجاد حفاظت و کنترل شرایط واکنش استفاده می شود.

 

نیتروژن (N2)

• ویژگی ها: نیتروژن یکی از فراوان ترین اجزای موجود در هوا است، بنابراین به دست آوردن و استفاده از آن نسبتاً آسان است. خلوص آن همچنین می تواند از طریق تصفیه و تصفیه مناسب به سطح بالایی برسد تا از یک فضای بی اثر خوب اطمینان حاصل شود. در مقایسه با سایر گازهای بی اثر، مانند هلیوم، نئون، آرگون و کریپتون، هزینه نیتروژن کمتر است، که آن را به یک انتخاب رایج در کاربردهای آزمایشگاهی و صنعتی در مقیاس بزرگ تبدیل می کند. به طور کلی، نسبتاً پایدار است و هیچ تداخل آشکاری در اکثر واکنش های شیمیایی وجود ندارد.
• نوع واکنش: در یک راکتور شیشه ای، از نیتروژن می توان برای حذف اکسیژن و بخار آب از هوا برای ایجاد یک محیط بدون اکسیژن یا هیپوکسی استفاده کرد. این برای محافظت از مواد واکنش در برابر اکسیداسیون یا هیدرولیز، و بهبود عملکرد و انتخاب پذیری در برخی از سنتز آلی و واکنش های کاتالیزوری مفید است. علاوه بر این، نیتروژن همچنین می تواند برای کنترل دمای واکنش و تنظیم سرعت واکنش با سرد کردن یا گرم کردن استفاده شود.

 

کریپتون (Kr)

• خصوصیات: کریپتون گازی کمیاب، بی رنگ، بی بو و غیر سمی با چگالی بالا است. وقتی تخلیه می شود به رنگ زرد مایل به سبز می درخشد. این حاوی مقادیر کمی در اتمسفر است و می توان آن را از هوای مایع با شکنش جدا کرد. لامپ تزریق شده با کریپتون یک منبع نور بسیار روشن است که اغلب برای ساخت لامپ های فلورسنت استفاده می شود.
• نوع واکنش: کریپتون نیز گازی پایدار است که شرکت در واکنش های شیمیایی آسان نیست. عمدتاً برای پر کردن لامپ های تخلیه گاز، لیزرها و ابزارهای نوری استفاده می شود.

 

زنون (Xe)

• ویژگی ها: زنون گازی بی رنگ، بی بو و غیر سمی با چگالی بالا است. هنگام تخلیه نور آبی تا سبز از خود ساطع می کند. در هوا (حدود 0.0087 میلی لیتر زنون در هر 100 لیتر هوا) و همچنین در گاز چشمه های آب گرم وجود دارد. با کریپتون از هوای مایع جدا می شود.
• نوع واکنش: زنون نیز گازی پایدار است که واکنش آن با سایر مواد آسان نیست. این به طور گسترده در لامپ تخلیه گاز و فناوری لیزر استفاده می شود و همچنین می تواند در تحقیقات پزشکی و علمی استفاده شود.

 

رادون (Rn)

• مشخصات: رادون گازی بی رنگ، بی بو و سمی با چگالی بالا است. این یک گاز رادیواکتیو است که معمولاً در خاک، آب و هوا وجود دارد. به دلیل رادیواکتیویته بودن، نیمه عمر کوتاهی دارد.
• نوع واکنش: رادون به دلیل ناپایداری و رادیواکتیویته برای واکنش شیمیایی مناسب نیست. رادون عمدتاً برای رادیوتراپی و تحقیقات علمی استفاده می شود.

مشکلات ایمنی که هنگام استفاده از گاز بی اثر به عنوان گاز محیط کتری واکنش شیشه ای باید به آن توجه کرد.

 

1. از بالا بودن غلظت اکسیژن جلوگیری کنید: وظیفه اصلی گاز بی اثر حذف اکسیژن از هوا برای محافظت از مواد واکنش است. با این حال، اگر گاز بی اثر استفاده شده کافی نباشد یا نشت کند، غلظت اکسیژن در راکتور ممکن است افزایش یابد. غلظت بالای اکسیژن ممکن است خطر انفجار یا آتش سوزی را افزایش دهد. بنابراین، در فرآیند بهره برداری، باید از تامین کافی گاز بی اثر اطمینان حاصل کرده و به طور منظم سیستم تامین گاز را بررسی و نگهداری کنیم.

2. عملکرد آب بندی و نشت: اطمینان از عملکرد آب بندی خوب راکتور شیشه ای ژاکت شده بسیار مهم است. هر گونه نشتی ممکن است منجر به از دست دادن گاز بی اثر شود و در نتیجه فرآیند واکنش را تحت تاثیر قرار دهد. دستگاه آب بندی کتری واکنش را به طور مرتب بررسی و نگهداری کنید تا از عملکرد آب بندی خوب اطمینان حاصل کنید و هر گونه مشکل نشتی را به موقع تعمیر کنید.

3. حذف اکسیژن و تهویه: استفاده از گاز بی اثر درراکتور شیشه ایهدف آن حذف اکسیژن از هوا است. قبل از استفاده از گاز بی اثر، اطمینان حاصل کنید که هوای راکتور کاملاً خارج شده است و یک سیستم تهویه مناسب برای جلوگیری از ورود مجدد اکسیژن به راکتور ایجاد کنید. در طول عملیات، اطمینان حاصل کنید که تجهیزات تهویه به طور معمول کار می کنند تا ترکیب گاز محیط واکنش پایدار بماند.

4. کنترل فشار گاز: هم تامین و هم تخلیه گاز بی اثر نیاز به کنترل فشار گاز دارند. فشار گاز خیلی زیاد یا خیلی کم ممکن است منجر به مشکلات ایمنی یا انحراف شرایط واکنش شود. برای کنترل فشار گاز بی اثر از دستگاه های تنظیم کننده فشار مناسب و تجهیزات نظارتی استفاده کنید و اطمینان حاصل کنید که همیشه در محدوده مناسب قرار دارد.

5. از تجمع گاز بی اثر جلوگیری کنید: در فرآیند استفاده از گاز بی اثر باید از تجمع گاز بی اثر در فضای بسته خودداری شود. تجمع گاز بی اثر ممکن است منجر به خطر هیپوکسی و خفگی شود. بنابراین، در فرآیند بهره برداری، لازم است از تهویه و جریان هوای کافی اطمینان حاصل شود تا از تجمع گاز بی اثر جلوگیری شود.

 

هر گونه دانش دیگری در مورد راکتورهای شیشه ای شیمی آزمایشگاهی، خوشحالیم که از طریق آن با شما در ارتباط هستیمsales@achievechem.com