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                反应类压力】容器
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                反应类压力容器

                反应器

                产品描述:反应器是一种实现反应过程的设备,用于实现液□ 相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅ㄨ拌等)装置。在高径比∑ 较大时,可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面
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                反应器是一种实现反应过程的设备,用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面,也可通◎过外循环进行换热。


                反应器类型:

                常用反应器的类∑ 型(见表)有:①管式反应器。由长径比〒较大的空管或填充管构成,可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反〖应器。由长径比较小的圆筒形容器构成,常装有机械搅拌或⊙气流搅拌装置,可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过☆程。用于气液相反应过程的称为鼓▼泡搅拌釜(见鼓泡反应器);用于气液◆固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多①相反应过程,包括固定床反应器、流化床反应※器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实♀现气液相或液液相反应过程的塔式设备,包括填↘充塔、板式塔、鼓泡塔等(见彩图)。⑤喷射◣反应器。利用喷射器进行混合,实现气相或液相单相反应过程卐和气液相、液液相等多相反应过程的设备。⑥其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。


                反应器操作方式:

                反应∴器按操作方式可分为:

                ①间歇釜式反应¤器,或称间Ψ 歇釜。

                操作灵活,易于适应不同操作条件和产品品种,适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点【是:需有装〇料和卸料等辅助操作,产品★质量也不易稳定。但有些反应过√程,如一些发酵反应和聚合反应,实现连续生⊙产尚有困难,至今还采用间歇釜。

                间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器,待反应达到一定要⌒ 求后,一次卸出物料。连续〖操作反应器系连续加入原料,连续排出反应产物。当操作达到定↓态时,反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参☆数不随时间而变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器,介于上述两者ζ 之间,通常是将一种反▽应物一次加入,然后连续加入另一种反应物。反应达到一定要【求后,停止操作并卸出物料。

                间歇反应器的优点是设备简单,同一设备可用于生产多种产品,尤其〗适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生○产。另外,间歇反应器中不存在物料的返混,对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序,产□ 品质量不易稳定。

                ②连续釜式反应器,或称︽连续釜

                釜式反应器

                釜式反应器

                )。可避免间歇釜的缺点,但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留◎时间较长的场合,釜内物料流型可视作全混流,反应釜相※应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合,釜式反应器中的返混现象≡是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减小返混的不利影响,并可分釜控制反】应条件。

                大规模生产应尽可能采用连续反应器。连续反应器的优点是产品质量稳定▆▆,易于操作控制。其■缺点是连续反应器中都存在程度不同的返混,这对大多数反应皆为◥不利因素,应通过反应器合理选型和结构设计加以抑制。

                ③半连续釜式反应器。

                指一种原◥料一次加入,另一种原料连续加入的反应器,其特性介于间歇釜和连①续釜之间。


                反应器加料方式:

                对有两种以上原料的连续反应器,物料流向可采用并流或逆流。对几个反应器组成级↑联的设备█,还可采用错流加料,即一种原料依次通过№各个反应器,另一种原料分别加入各反应器。除流向外,还有原料是从反应器的一端(或两端)加入和分段加♂入之分。分段加入指一种原料由一端加入,另一种原料分成几段从反应器的不同位置加入,错流也可看成一种分段加料方≡式。采用什么加料方式,须根据反※应过程的特征决定。


                反应器换热方式:

                多数反应有明显的热效应。为使反应在适宜的温度条件下进行,往往需对反应物系进行换热。换热方式有间接换热和直接换热。间接换热︾指反应物料和载热体通过间壁进行换热,直接换热指反应物料和载热体直接接触〗进行换热。对放热反应,可以用反应产物携带的反应热来加热反应原料,使之达到所需的反应温度,这种反应器称为自热式反应器。

                按反应过程中的换热状々况,反应器可分为:

                ① 等温反应器 反应物系温度处处相等的一种理想反应器。反应╳热效应极小,或反应物料和载热体间充分换热,或反应器内的热◤量反馈极大(如剧烈搅拌的釜式反应器)的反应器,这样可近似看作等温反应器。

                ② 绝热反应器■ 反应区与环境无热量交换的一种理想反应器。反应区内无换热装置的大型工业反应器,与外界换热可忽略时,可近似♀看作绝热反应器。

                ③ 非等温非绝热反应器 与外界有热□量交换,反应▃器内也有热反馈,但达不到等温条件的反应器,如列管式固定床反应器。

                换热可在反应区进★行,如通过夹套进行换热的搅拌釜,也可←在反应区间进行,如级间换热的多级反应器。


                反应器操作条件:

                主要指反应器的操□ 作温度和操作压力。温度是影响反应过程的敏感々因素,必须选择适宜的操作温度或温度序列,使反应过程在优化条件下进行。例如对可逆放热反应应采用∮先高后低的☆温度序列以兼顾反应速率和平衡转化率(见化→学平衡)。

                反应器可在常压、加压或负压(真空)下操作。加压操作的反应器主要用于有气体参与的反㊣应过程,提高操作压力有利于加速气相反应,对于总摩尔数减小的气相可↓逆反应,则可提高平衡转化率,如合成氨、合成甲醇等。提高操作压力还可增加气体在▲液体中的溶◥解度,故许多气液相反应过程、气液固相反应过程采用加压操作,以提←高反应速率,如对二甲苯氧化等。


                反应器选型:

                对于特定的反应过程,反应器的选型需综合考虑技术、经济及安全等诸方面的因素。

                反应⊙过程的基本特征决定了适宜的反应器形式。例如气固相反⌒ 应过程大致是用固定床反应器、流化床反应器或移动床反应器。但是适宜的选型则需考虑反应的热效应、对反应转化率和▓选择率的要求、催化剂物理化学性态和失@活等多种因素,甚至需要对不同的反应器分别作出概念设计,进行技术的和经济的分析以后才能确定。

                除反应器的形式〒以外,反应锅的操作方式和加料方式也需考虑。例如,对于有串联或∮平行副反应的过程,分段进料可能优于一次进料。温度序列也是反应器选型的一个重要因素。例如,对于放热的可逆反应,应采用先高后低的温度序列,多级、级间换热式反应器可使反应器的温度ㄨ序列趋于合理。反应器在过程工业生产中占有重要地位。就全流程的建设投资和操作费用而言,反应∮器所占的比例未必很大。但其性能和◣操作的优劣却影响着前后处理及产品的产量ζ和质量,对原料消耗、能量消耗和产品成本也产生重要影响。因此,反应器的研究和开发工作对于发展各种过程工业有重要◥的意义。