化學反應器是化工裝置的重要設備之一,其設計是否科學、選型是否合理、運行是否安全,直接關系到整套化工裝置的安全性和經濟效益。
用于進行化學反應的設備稱為化學反應器?;どa中所用的反應器也稱為工業反應器。
間歇操作:一次性投料、卸料,反應物系數(濃度、組成等)隨時間變化。
連續操作:原料不斷加入,產物不斷引出,反應器內物系數不隨時間變化。
半連續操作:原料和產物只有一種為連續化輸入或輸出,其余為分批加入或卸出,反應物系數隨時間變化。
一個典型的化工生產一般經過原料預處理、化學反應、產物分離等幾個階段,其中化學反應式生產的核心過程,需要化學反應器。
化學反應器按照其結構形式來分,可以分為釜式反應器、管式反應器、塔式反應器、固定床反應器、流化床反應器等。
化學反應器按照其結構和功能不同,可適用于不同的化工反應場景。
高度與直徑比約為2-3,內部設有攪拌裝置和擋板,用于液相單相反應過程和液-液、氣-液、氣-液-固等多相反應過程,應用最為廣泛,磺化、硝化、加氫、烴化、聚合等。
2)管式反應器
環管反應器
管式反應器長度遠大于管徑,長度甚至可以達到數千米,內部沒有任何構件,多用于氣相和液相均相反應過程,常見應用如乙二醇制備、聚丙烯、聚乙烯制備等。
3)塔式反應器
簡單鼓泡塔反應器
塔式反應器高度遠大于直徑,內部設有填料、塔板等以提高相互接觸面積,用于氣-液、液-液等多相反應過程,如鼓泡塔反應器、填料塔反應器等。
4)固定床反應器
單段絕熱式固定床反應器
固定床反應器底層內部裝有固定不動的固體顆粒,固體顆??梢允谴呋瘎┗蚴欠磻?,用于氣-固、液-固等多相反應過程,例如乙烯氧化制備環氧乙烷、乙苯脫氫制備苯乙烯等。
5)流化床反應器
流化床反應器
流化床反應器反應過程中,反應器內部有固體顆粒的懸浮和循環運動,提高反應器內液體的混合性能,用于氣-固、液-固等多相反應體系,可提高傳熱效率,常見應用如丙烯氨氧化制備丙烯腈、催化裂化反應等。
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