化工反應釜是一種實(shí)現反應過(guò)程的設備,用于實(shí)現液相反應過(guò)程和液-液、氣-液、液-固、氣-液-固等多相反應過(guò)程。有攪拌器(機械攪拌器、氣流攪拌器等),當高徑較大時(shí),可采用多個(gè)攪拌器葉片。在反應過(guò)程中,當化工反應釜物料需要加熱或冷卻時(shí),可在反應器壁上設置夾套,或在化工反應釜內設置置換熱面,或通過(guò)外循環(huán)進(jìn)行熱量交換。
根據操作方式:
一、間歇反應器
操作靈活,易于適應不同的操作條件和產(chǎn)品品種,適合小批量、多品種、長(cháng)反應時(shí)間的產(chǎn)品生產(chǎn)。間歇釜的缺點(diǎn)是需要進(jìn)行裝卸等輔助操作,產(chǎn)品質(zhì)量不穩定。但有些反應過(guò)程,如發(fā)酵反應、聚合反應等,仍難以實(shí)現連續生產(chǎn),仍采用間歇釜。
在間歇反應器系統中,原料按一定比例一次加入反應器,反應達到一定要求后一次排放。連續運行反應器系統連續添加原料,連續排放反應產(chǎn)物。當操作達到穩定狀態(tài)時(shí),反應器內任何位置的物料組成、溫度等狀態(tài)參數均不隨時(shí)間變化。半連續操作反應器,也稱(chēng)為半間歇操作反應器,介于兩者之間,通常一次添加一個(gè)反應物,另一個(gè)反應物連續添加。反應達到一定要求后,停止操作,卸料。
間歇反應器的優(yōu)點(diǎn)是設備簡(jiǎn)單,同一設備可用于生產(chǎn)多種產(chǎn)品,特別適用于制藥、染料等工業(yè)部門(mén)的小批量、多品種生產(chǎn)。另外,間歇反應器中沒(méi)有物料返混,這對大多數反應都是有利的。缺點(diǎn)是需要裝卸材料、清洗等輔助工藝,產(chǎn)品質(zhì)量不穩定。
二、連續釜式反應器
間歇釜的缺點(diǎn)是可以避免,但攪拌作用會(huì )使釜內的流體返混。在劇烈攪拌、液體粘度低或平均停留時(shí)間長(cháng)的情況下,釜內物料的流動(dòng)模式可視為全混流,反應釜相應地稱(chēng)為全混流釜。在需要高轉化率或存在副反應的情況下,釜式反應器中的返混現象是不利因素。此時(shí),可以使用串聯(lián)的多個(gè)反應器來(lái)減少返混的不利影響,并且反應條件可以通過(guò)單獨的反應器來(lái)控制。
連續反應器應盡可能用于大規模生產(chǎn)。連續反應器的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量穩定,易于操作和控制。它的缺點(diǎn)是在連續反應器中存在不同程度的返混,這是大多數反應的不利因素,應通過(guò)合理的反應器選擇和結構設計來(lái)抑制。