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
的载体,选型是
叶。
也可通
(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
通常,
200(液(1
(2
反应。
(3
(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:
三.塔式反应器
(一)反应器的简介
(1)填料塔结构简单,耐腐蚀,适用于快速和瞬间反应过程,轴向返混可忽略。
能获得较大的液相转化率。
由于气相流动压降小,降低了操作费用,特别适宜于低压和介质具腐蚀性的操作。
但液体
(2)
因此
(3)
(4)鼓泡塔储液量大,适于速度慢和热效应大的反应。
掖相袖向返混严重,连续操作型反应速率明显下降。
在单一反应器中,很难达到高的液相转化率,因此常用多级鼓泡塔串联或采用间歇操作方式。
(二)典型反应:
全回流塔式反应器制备二氢月桂烯醇
四.固定床反应器
(一)反应器的简介
固定床反应器又称填充床反应器,装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。
固体物通常呈颗粒状,粒径2~15mm左右,堆积成一定高度(或厚度)的床层。
床层静止不动,流体通过床层进行反应。
它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。
固定床反应器主要用于实现气固相催化反应,如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。
用于气固相或液固相非催化反应时,床层则填装固体反应物。
涓流床反应器也可归属
五.流化床反应器
(一)反应器的简介
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态,并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。
在用于气固系统时,又称沸腾床反应器。
流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化;但现代流化反应技术的开拓,
是以40年代石油催化裂化为代表的。
目前,流化床反应器已在化工、石油、冶金、核工业等部门
得到广泛应用。
(二)反应器的特点
(三)典型反应:
自由流化床合成乙酸乙烯:乙烯气相水合后与气化乙酸直接酯化生成乙酸乙酯。
此反应的反应式:
CH2CH2+CH3COOH=CH3COOCH2CH3
六、结束语:
化学反应器实现反应过程的设备,广泛应用于化工、炼油、冶金、轻工等工业部门。
化学反应工程以工业反应器中进行的反应过程为研究对象,运用数学模型方法建立反应器数学模型,研究反应器传递过程对化学反应的影响以及反应器动态特性和反应器参数敏感性,以实现工业反应器的可靠设计和操作控制。
化学反应器的设计选择十分重要,它关系到生产的吃呢公共与否和经济的进步
01期
年
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支银芳,上向连续流A/O反应器生物除磷的探索与试验[D];重庆大学;2002年。