反應器

反應器是一種實現反應過程的設備，用于實現液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。器内常設有攪拌（機械攪拌、氣流攪拌等）裝置。在高徑比較大時，可用多層攪拌槳葉。在反應過程中物料需加熱或冷卻時，可在反應器壁處設置夾套，或在器内設置換熱面，也可通過外循環進行換熱。

按操作方式分

1、間歇釜式反應器或稱間歇釜

操作靈活，易于适應不同操作條件和産品品種，适用于小批量、多品種、反應時間較長的産品生産。間歇釜的缺點是：需有裝料和卸料等輔助操作，産品質量也不易穩定。但有些反應過程，如一些發酵反應和聚合反應，實現連續生産尚有困難，至今還采用間歇釜。

間歇操作反應器系将原料按一定配比一次加入反應器，待反應達到一定要求後，一次卸出物料。連續操作反應器系連續加入原料，連續排出反應産物。當操作達到定态時，反應器内任何位置上物料的組成、溫度等狀态參數不随時間而變化。半連續操作反應器也稱為半間歇操作反應器，介于上述兩者之間，通常是将一種反應物一次加入，然後連續加入另一種反應物。反應達到一定要求後，停止操作并卸出物料。

2立管式反應器

立管式反應器被應用于液相氨化反應、液相加氫反應、液相氧化反應等工藝中。

3盤管式反應器

将管式反應器做成盤管的形式，設備緊湊，節省空間。但檢修和清刷管道比較困難。

4U形管式反應器

U形管式反應器的管内設有多孔擋闆或攪拌裝置，以強化傳熱與傳質過程。U形管的直徑大，物料停留時間增長，可應用于反應速率較慢的反應。

5多管并聯管式反應器

多管并聯結構的管式反應器一般用于氣固相反應，例如氣相氯化氫和乙炔在多管并聯裝有固相催化劑的反應器中反應制氯乙烯，氣相氮和氫混合物在多管并聯裝有固相鐵催化劑的反應器中合成氨。

二釜式反應器

由長徑比較小的圓筒形容器構成，常裝有機械攪拌或氣流攪拌裝置，可用于液相單相反應過程和液液相、氣液相、氣液固相等多相反應過程。

性能特點：

釜式反應器具有适用的溫度和壓力範圍寬、适應性強、操作彈性大、連續操作時溫度濃度容易控制、産品質量均一等特點。但用在較高轉化率工藝要求時，需要較大容積。通常在操作條件比較緩和的情況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料沸點時，應用此類反應器最為普遍。

1間歇釜

間歇釜式反應器,或稱間歇釜。操作靈活，易于适應不同操作條件和産品品種，适用于小批量、多品種、反應時間較長的産品生産。間歇釜的缺點是：需有裝料和卸料等輔助操作，産品質量也不易穩定。但有些反應過程，如一些發酵反應和聚合反應，實現連續生産尚有困難，至今還采用間歇釜。

2連續釜

連續釜式反應器,或稱連續釜

3釜式攪拌反應器

釜式攪拌反應器有立式容器中心攪拌、偏心攪拌、傾斜攪拌，卧式容器攪拌等類型。其中以立式容器中心攪拌反應器是最典型的一種。

4多級串聯反應釜

三塔式反應器

用于實現氣液相或液液相反應過程的塔式設備，包括填充塔、闆式塔、鼓泡塔等。

1鼓泡塔反應器

鼓泡塔反應器廣泛應用于液體相也參與反應的中速、慢速反應和放熱量大的反應。例如，各種有機化合物的氧化反應、各種石蠟和芳烴的氯化反應、各種生物化學反應、污水處理曝氣氧化和氨水碳化生成固體碳酸氫铵等反應，都采用這種鼓泡塔反應器。

2填料塔反應器

填料塔是以塔内的填料作為氣液兩相間接觸構件的傳質設備。液體從塔頂經液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經氣體分布裝置（小直徑塔一般不設氣體分布裝置）分布後，與液體呈逆流連續通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進行傳質。填料塔屬于連續接觸式氣液傳質設備，兩相組成沿塔高連續變化，在正常操作狀态下，氣相為連續相，液相為分散相。

3闆式塔反應器

闆式塔反應器的液體是連續相而氣體是分散相，借助于氣相通過塔闆分散成小氣泡而與闆上液體相接觸進行化學反應。闆式塔反應器适用于快速及中速反應。采用多闆可以将軸向返混降低至最小程度，并且它可以在很小的液體流速下進行操作，從而能在單塔中直接獲得極高的液相轉化率。同時，闆式塔反應器的氣液傳質系數較大，可以在闆上安置冷卻或加熱元件，以适應維持所需溫度的要求。但是闆式塔反應器具有氣相流動壓降較大和傳質表面較小等缺點。

4噴淋塔反應器

噴淋塔反應器結構較為簡單，液體以細小液滴的方式分散于氣體中，氣體為連續相，液體為分散相，具有相接觸面積大和氣相壓降小等優點。适用于瞬間、界面和快速反應，也适用于生成固體的反應。噴淋塔反應器具有持液量小和液側傳質系數過小，氣相和液相返混較為嚴重的缺點。

四固定床反應器

又稱填充床反應器，裝填有固體催化劑或固體反應物用以實現多相反應過程的一種反應器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2～15mm左右，堆積成一定高度（或厚度）的床層。床層靜止不動，流體通過床層進行反應。它與流化床反應器及移動床反應器的區别在于固體顆粒處于靜止狀态。固定床反應器主要用于實現氣固相催化反應，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應時，床層則填裝固體反應物。涓流床反應器也可歸屬于固定床反應器，氣、液相并流向下通過床層，呈氣液固相接觸。

1軸向絕熱式固定床反應器

流體沿軸向自上而下流經床層，床層同外界無熱交換。

2絕熱式固定床反應器

它的結構簡單，催化劑均勻堆置于床内，床内沒有換熱裝置，預熱到一定溫度的反應物料流過床層進行反應就可以了。

3徑向絕熱式固定床反應器

流體沿徑向流過床層，可采用離心流動或向心流動，床層同外界無熱交換。徑向反應器與軸向反應器相比，流體流動的距離較短,流道截面積較大,流體的壓力降較小。但徑向反應器的結構較軸向反應器複雜。以上兩種形式都屬絕熱反應器,适用于反應熱效應不大,或反應系統能承受絕熱條件下由反應熱效應引起的溫度變化的場合。

4列管式固定床反應器

由多根反應管并聯構成。管内或管間置催化劑，載熱體流經管間或管内進行加熱或冷卻，管徑通常在25～50mm之間，管數可多達上萬根。列管式固定床反應器适用于反應熱效應較大的反應。此外，尚有由上述基本形式串聯組合而成的反應器，稱為多級固定床反應器。例如：當反應熱效應大或需分段控制溫度時，可将多個絕熱反應器串聯成多級絕熱式固定床反應器,反應器之間設換熱器或補充物料以調節溫度，以便在接近于最佳溫度條件下操作。

5多段絕熱式固定床反應器

五流化床反應器

流化床反應器是一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運動狀态，并進行氣固相反應過程或液固相反應過程的反應器。在用于氣固系統時，又稱沸騰床反應器。流化床反應器在現代工業中的早期應用為20世紀20年代出現的粉煤氣化的溫克勒爐（見煤氣化爐）；但現代流化反應技術的開拓，是以40年代石油催化裂化為代表的。目前，流化床反應器已在化工、石油、冶金、核工業等部門得到廣泛應用。

優點是：

1、可以實現固體物料的連續輸入和輸出；

2、流體和顆粒的運動使床層具有良好的傳熱性能，床層内部溫度均勻，而且易于控制，特别适用于強放熱反應；

3、便于進行催化劑的連續再生和循環操作，适于催化劑失活速率高的過程的進行，石油餾分催化流化床裂化的迅速發展就是這一方面的典型例子。

1流化床反應器的床型

氣——固系統流化床的大氣泡和騰湧

六移動床反應器

由固體顆粒參與的反應器，與固定床反應器相似，不同之處固體顆粒自反應器頂部連續加入，自上而下移動，由底部卸出。适用于催化劑需連續進行再生的催化反應過程和固相加工反應。

魯奇爐

鋼鐵工業和城市煤氣工業發展之初，移動床反應器就曾被用于煤的氣化。1934年研制成功的移動床加壓氣化器（魯奇爐），至今仍是規模最大的煤氣化裝置，其單台日生産能力已達到1Mm以上。石油催化裂化發展初期，曾采用移動床反應器，但現已被流化床反應器和提升管反應器所取代。目前，應用移動床反應器的重要化工生産過程有連續重整、二甲苯異構化等催化反應過程和連續法離子交換水處理過程。

三塔式移動床工藝流程圖

移動床反應工藝流程

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!