化学反应器分类及其特点
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化学反应器的分类及特点
秦财德
(中南大学、化学化工学院、化工1002班)
摘要: 反应器的应用始于古代,制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样。化学反应器,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。本文主要介绍化学反应器的分类和特点
关键词:化学反应器 特点 典型反应
现在的化工反应器在向高精端方向发展,在化工反应中处于主要地位,化学反应器是化学反应的载体,是化工研究、生产的基础,是决定化学反应好坏的重要因素之一,因此反应器的设计、选型是十分重要的。 反应器的种类很多,设计和选型很重要,座椅应该按照实际情况来设计制造。 一.釜式反应器
(一)反应器的简介
一种低高径比的圆筒形反应器,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。
(二)反应器的特点
反应器中物料浓度和温度处处相等,并且等于反应器出口物料的浓度和温度。物料质点在反应器内停留时间有长有短,存在不同停留时间物料的混合,即返混程度最大。 反应器内物料所有参数,如浓度、温度等都不随时间变化,从而不存在时间这个自变量。
优点:适用范围广泛,投资少,投产容易,可以方便地改变反应内容。
缺点:换热面积小,反应温度不易控制,停留时间不一致。绝大多数用于有液相参与的反应,如:液液、液固、气液、气液固反应等。
(三)典型反应:
在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应:
CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+ C2H5OH
二.管式反应器
(一)反应器的简介
管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流.
(二)反应器的特点
(1)由于反应物的分子在反应器内停留时间相等,所以在反应器内任何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化,只随管长变化。