化学反应器分类及其特点

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

< br>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，

< br>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：

CH

3

COOC

2

5

+NaOH

?

CH

3

COONa+ C

2

H

5

OH

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；

< br>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

< br>；

填充段长与粒径之比大于

100(

气体

)

或

200

< br>（液体）

，

1

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。

（

2

） 管式反应器具有容积小、比表面大、单位容积的传热面积大，特别适

用于热效应较大的反 应。

（

3

） 由于反应物在管式反应器中反应速度快、流速快，所以它的生产能力

高。

（

4

）管式反应器适用于大 型化和连续化的化工生产。

（

5

）和釜式反应器相比较，其返混较小，在流速较低的情况下，其管内流

体流型接近与理想流体。

（

6

）管式反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应。用于加压反应尤

为合适。

（三）典型反应：

（

1

）将乙烷热裂解以生产乙烯：

（

2

）二氟 一氯甲烷分解反应为

:

C

2

H

6

?

C

2

H

4

?

H

2

< /p>

2

C

H

C

lF

2

(

g