反应釜是什么

反应堆

反应器是实现反应过程的一种设备，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。总是有搅拌装置（机械搅拌、气流搅拌等。）在设备中。当高径比较大时，可以使用多层搅拌叶片。当反应过程中物料需要加热或冷却时，可以在反应器壁上设置夹套，或者在反应器中设置换热面，或者通过外部循环进行换热。

按操作模式划分

1.间歇反应器或间歇反应器【/br/]

操作灵活，容易适应不同的操作条件和产品品种，适合小批量、多品种和反应时间长的产品生产。间歇反应器的缺点是需要装卸料等辅助操作，产品质量不稳定。然而，在一些反应过程中仍然难以实现连续生产，例如一些发酵反应和聚合反应，迄今为止仍然使用间歇反应器。

反应器间歇操作是将原料按一定比例一次性加入反应器中，待反应达到一定要求后一次性出料。连续操作反应器连续进料并连续排出反应产物。当操作达到稳态时，反应器中任何位置的物料的组成和温度等状态参数不随时间变化。半连续操作反应器又称半间歇操作反应器，介于上述两者之间。通常，一种反应物添加一次，然后连续添加另一种反应物。反应达到一定要求后，停止操作，出料。

间歇反应器的优点是设备简单，同一设备可生产多种产品，特别适用于制药、染料等工业部门的小批量、多品种生产。此外，间歇反应器中没有物料的返混，这对大多数反应都是有益的。缺点是需要装卸、清洗等辅助工序，产品质量不稳定。

2、连续釜反应器，或连续釜

间歇反应器的缺点可以避免，但是搅拌会引起反应器中流体的返混。当搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长时，釜内物料流型可视为全混流，反应釜相应称为全混釜。当需要高转化率或存在一系列副反应时，釜式反应器中的返混是不利的。此时，可以使用串联的多个反应器来减少返混的不利影响，并且可以通过单独的反应器来控制反应条件。

在大规模生产中应尽可能使用连续反应器。连续反应器的优点是产品质量稳定，易于操作和控制。其缺点是在连续反应器中存在不同程度的返混，这不利于大多数反应，应通过合理的反应器选择和结构设计来抑制返混。

按结构划分

单管反应器

它由空管或大长度、大直径的填充管组成，可用于实现气相反应和液相反应。

性能特征:

1.由于反应物的分子在反应器中停留的时间相同，因此反应器中任何一点的反应物浓度和化学反应速度都不会随时间而变化，而仅随管的长度而变化。

2.管式反应器体积小，比表面积大，单位体积传热面积大，特别适用于热效应较大的反应。

3.由于管式反应器中反应物的反应速度和流速快，其生产能力高。

4.管式反应器适用于大规模和连续的化学生产。

5.与釜式反应器相比，返混较小，管内流体流型在低流速下接近理想流体。

6.管式反应器适用于液相和气相反应。它特别适用于加压反应。

此外，管式反应器可以实现分段控温。其主要缺点是在反应速率很低时所需的管道太长，在工业上不易实现。

1个卧式管式反应器

它由无缝钢管和U形管连接而成。这种结构易于制造和维修。高压反应管线的连接采用标准坡口对焊钢法兰，可承受1600-10000kPa的压力。如果使用镜面钢法兰，压力可达10000-20000千帕。

2垂直管式反应器

立式管式反应器用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等过程。

3线圈电抗器

管式反应器制成盘管，设备紧凑，节省空间。然而，管道很难维修和清洗。

4U形管式反应器

在U形管式反应器的管内设置多孔挡板或搅拌装置，以强化传热传质过程。U形管直径大，物料停留时间增加，因此可用于反应速率较慢的反应。

5多管平行管式反应器

具有多管并联结构的管式反应器一般用于气固相反应，例如，气态氯化氢和乙炔在具有固相催化剂的多管并联反应器中反应以生产氯乙烯，气态氮气和氢气混合物在具有固相铁催化剂的多管并联反应器中合成氨。

双釜反应器

它由一个长度和直径相对较小的圆柱形容器组成，通常配有机械搅拌装置或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液-液、气-液和气-液-固多相反应过程。

性能特征:

釜式反应器具有适用温度和压力范围广、适应性强、操作弹性大、连续操作时温度浓度容易控制、产品质量均匀的特点。然而，当它用于更高的转换过程要求时，它需要更大的体积。通常，它在温和的操作条件下操作，如大气压、低温和低于物料沸点的条件下操作，这种反应器最常用。

1个间歇釜【/br/]

间歇反应器，或间歇反应器。操作灵活，容易适应不同的操作条件和产品品种，适合小批量、多品种和反应时间长的产品生产。间歇反应器的缺点是需要装卸料等辅助操作，产品质量不稳定。然而，在一些反应过程中仍然难以实现连续生产，例如一些发酵反应和聚合反应，迄今为止仍然使用间歇反应器。

2个连续水壶

连续釜反应器或连续釜。

三釜搅拌反应器

有三种类型的搅拌釜反应器:立式容器中心搅拌、偏心搅拌、倾斜搅拌和卧式容器搅拌。其中，立式容器中心搅拌反应器是最典型的一种。

4多级串联反应器

三塔反应器

用于实现气液相或液液相反应过程的塔类设备，包括填料塔、板式塔、鼓泡塔等。

1个鼓泡塔反应器

鼓泡塔反应器广泛应用于中速和慢速反应以及放热较大的反应。例如，这种鼓泡塔反应器用于各种有机化合物的氧化、各种石蜡和芳香烃的氯化、各种生化反应、污水处理的曝气氧化和氨水的碳酸化以生产固体碳酸氢铵。

双填料塔式反应器【/br/]

填料塔是以塔内填料作为气液接触元件的传质设备。液体从塔顶通过液体分布器喷到填料上，并沿填料表面向下流动。气体从塔的底部进料，由气体分布装置分布（小直径塔通常没有气体分布装置），并与液体逆流连续通过填料层的空间隙。在填料表面，气体和液体紧密接触进行传质。填料塔属于连续接触气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化。在正常操作条件下，气相是连续的，液相是分散的。

三板式塔式反应器

板式塔反应器中的液体是连续相，气体是分散相。借助于通过塔板分散成小气泡的气体，它与板上的液体接触进行化学反应。板式塔反应器适用于快速和中速反应。通过使用多块板可以将轴向返混降至最低，并且可以在非常小的液体流速下操作，从而可以在单个塔中直接获得非常高的液相转化率。同时，板式塔反应器的气液传质系数大，因此可以在板上放置冷却或加热元件以满足维持所需温度的要求。然而，板式塔反应器存在气相流动压降大、传质表面积小的缺点。

4喷雾塔反应器

喷雾塔式反应器的结构相对简单，液体以细小液滴的形式分散在气体中，气体为连续相，液体为分散相，具有相接触面积大、气相压降小的优点。它适用于即时、界面和快速反应，也适用于生成固体的反应。喷雾塔反应器的缺点是持液量小、液侧传质系数太小、气液返混严重。

四固定床反应器

又称填充床反应器，一种填充有固体催化剂或固体反应物以实现非均相反应过程的反应器。固体通常呈颗粒状，粒径约2 ~ 15 mm，堆积成具有一定高度（或厚度）的床层。床是静止的，流体通过床起反应。它不同于流化床反应器和移动床反应器，因为固体颗粒处于静止状态。固定床反应器主要用于实现气固催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。当用于气-固相或液-固相非催化反应时，床中充满固体反应物。滴流床反应器也可以属于固定床反应器，其中气体和液体平行向下流动通过床层，表现为气-液-固接触。

1轴向绝热固定床反应器

流体沿轴向自上而下流过床，床与外界没有热交换。

2绝热固定床反应器

其结构简单，催化剂在床层中均匀堆积，床层中没有换热装置，预热到一定温度的反应物料可以流过床层进行反应。

3径向绝热固定床反应器

流体沿径向流过床层，可以是离心的或向心的，床层与外界没有热交换。与轴向反应器相比，径向反应器的流体流动距离更短，流道截面积更大，流体压降更小。但是径向反应器的结构比轴向反应器复杂。上述两种形式均为绝热反应器，适用于反应热效应不大，或反应体系在绝热条件下能承受反应热效应引起的温度变化的情况。

四管固定床反应器

由多个并联的反应管组成。催化剂放置在管内或管间，热载体流经管内或管间进行加热或冷却。管径通常在25至50毫米之间，管数可达数万根。管式固定床反应器适用于热效应较大的反应。此外，还有由上述基本形式串联组成的反应器，称为多级固定床反应器。例如，当反应热效应较大或需要分段控制温度时，可以将多个绝热反应器串联起来形成多级绝热固定床反应器，并在反应器之间设置热交换器或辅助材料来调节温度，以便在接近最佳温度的条件下操作。

5多级绝热固定床反应器

五流化床反应器

流化床反应器是利用气体或液体通过粒状固体层使固体颗粒处于悬浮状态，进行气固相反应或液固相反应的反应器。用于气固系统时，又称为沸腾床反应器。流化床反应器在现代工业中的早期应用是20世纪20年代出现的带有粉煤气化的温克勒炉。然而，现代流化反应技术的发展是以20世纪40年代的石油催化裂化为代表的。目前，流化床反应器已广泛应用于化工、石油、冶金、核工业等部门。

优点是:

1.可实现固体物料的连续输入和输出；

2.流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀且易于控制，特别适用于强放热反应；

3.它便于催化剂的连续再生和循环操作，适用于高催化剂失活速率的过程。石油馏分催化流化床裂化的迅速发展是这方面的一个典型例子。

1床式流化床反应器

气固系统流化床中的大气泡和喘振

六移动床反应器

具有固体颗粒的反应器类似于固定床反应器，但不同之处在于固体颗粒从反应器的顶部连续加入，从顶部移动到底部并从底部排出。适用于催化剂需要连续再生的催化反应过程和固相处理反应。

鲁奇炉【/br/]

在钢铁工业和城市燃气工业发展初期，移动床反应器用于煤气化。1934年研制成功的移动床加压气化炉（鲁奇炉）至今仍是最大的煤气化装置，日产能已达1毫米以上。石油催化裂化早期采用移动床反应器，但现在已被流化床反应器和提升管反应器取代。目前，使用移动床反应器的重要化学生产过程包括催化反应过程，例如连续重整和二甲苯异构化，以及连续离子交换水处理过程。

三塔移动床工艺流程图【/br/]

移动床反应过程