间歇式反应器(专业教育)

反应器的类型很多，特点不一，为便于分析研究各种反 应器的性能、基本原理和工艺设计等问题，需将反应器进行 科学的分类。常用的分类方法如下：
⑴按几何形状分
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立式搅拌反应锅
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2
管式反应器
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3
卧式反应器
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4
塔式反应器
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固定床反应器
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流化反应器
喷射反应器
泵式反应器
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③蒸发传热
特点：靠蒸发性反应物或反应介质（如溶剂） 的蒸发移除热量。
适用场合：在沸腾下进行的化学反应。 控制温度的方法：沸点温度、气相压力。 如：通过回流冷凝器除热。
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④绝热型
特点：靠进料的显热及反应热维持一定的温 度变化。
适用场合：反应热不太大的情况下，允许温 度在一定范围变化的场合。
热交换Baidu Nhomakorabea
气 — 液 相
非
均
相
反
应
器：液 液
— —
固 相
液相 固相
要尽量扩大相接触面积
对 非 均 相 反 应 物 料 必 须保 证 质 量 传 递
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*对于气—液相反应器要采用能形成液膜或鼓泡的装置； 液—液及液—固相反应器（甚至固相）要有搅拌装置；液— 固相反应常用塔式反应器，将固体物料做成固定床，使液体 物料通过床层，因此要装液体喷淋装置。
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锅式反应器的特点及应用 1、特点：结构简单、加工方便、传质效率好、温度分布
均匀、便于控制和改变反应条件、操作上灵活性较大，适合 于多品种、小批量生产。
2、应用：
从反应物料看：它能够适应于各种不同相态组合的反 应物料。如：均液相、非均液相、液—固相、气—液相等
从反应类型看：它几乎适用于所有有机合成的单元操作。 如：氧化、还原、硝化、磺化、卤化、缩合、聚合、烷化、 酰化、重氮化、偶合等。
控制温度的方法：进料的温度、流速。
如：乙烯水合制乙醇的绝热固定床反应器。
当反应器内部不能设置传热构件时，或需要 强化传热速率时，常常采用外循环传热方式，外部 热交换器常用列管式或螺旋板式的。
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⑶ 按反应物相态分 均相：无相间界面，反应速率仅与温度、浓度有关。
气相—管式 均液相—锅式、管式、喷射器型
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4.间歇式反应器的类型
从几何形式上看：常用锅式（釜式）反应器，也有用管 式和塔式反应器的。
从所处理物料的相态上来看，有：
均 相 反 应 器 ： 物 料 为 气相 或 均 液 相
对 反 应 器 要 求 较 低 ， 一般 用 管 式 或 塔 式 反 应 器
液 相 物 料 有 时 还 装 搅 拌器 ， 以 提 高 物 料 扩 散 和
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3、缺点：设备生产效率低，间歇操作的辅助时间有时占
的比例较大，特别是压热釜的操作，升温和降温所占的时间 长。若采用连续操作，由于返混效应，要求达到与间歇操作 相同转化率时，需要更大的反应体积。由于间歇操作劳动生 产率低，大吨位产品常常需要多个反应锅同时操作。
4、结构：典型搅拌反应锅由下面几部分组成
传质过程。
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制药工业属于精细有机合成工业，其产量小、规模一 般较小，因此大多采用间歇操作，所用反应器常为带搅拌装 置的锅式反应器（间歇式反应器）。 5.典型搅拌反应锅的结构
这类设备的化工零部件国内 已标准化，可参见《化工设备设计手 册》第一分册（材料与零部件）。
主要由以下部分组成： ⑴锅的主体 ⑷轴密封装置 ⑵换热装置 ⑸传动装置 ⑶搅拌装置 ⑹工艺接管
第三章 间歇式反应器
第一节 概述
一、反应器类型
反应、分离、制剂构成了药品生产的主要工艺过程。原 料在反应器内进行反应，通过分离等方法获得原料药，原料 药经过一定的制剂工艺(如混合、造粒、干燥、压片、包衣、 包装等)即成为出厂的药品。其中，反应是整个生产工艺过程 的核心，而反应器则是反应过程的核心设备。
1. 间 歇 操 作 ： 参 与 反 应 的 物 料 一 次 性 投 入 反 应 器 ， 反 应完毕后产物又一次性卸出的操作过程 （或称分批操作）。
间歇反应器：用于间歇操作的反应器。 2.操作特点：反应器内的工艺参数（温度、压力、反 应物的
浓度等）随时间而变；操作过程的灵活性大， 便于改变工艺条件和更换产品。 3.使用场合：反应速率较慢，热效应较小，生产规模不大的 场合，以及多品种的生产和工艺条件变化复 杂的场合。在制药工业中应用较广。
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⑵按传热方式分类 ①间壁传热
特点：反应物与传热剂通过间壁传热图 适用场合：反应物不能与传热剂直接接触，温度控制较 严格。 控制温度的方法：传热剂的流量、温度和压力。 如：夹套传热、蛇管传热、电热、列管传热等。
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②直接传热
特点：反应物直接与传热剂接触图 适用场合：反应物允许接触传热剂，要求快速升 温或降温。 控制温度的方法：传热剂的用量及温度。 如：直接蒸汽加热、直接加水冷却等。
锅的主体、传热装置、搅拌装置、轴密封装置、传动 装置、工艺接管
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第二节 反应锅的物料衡算
一、物料衡算的基本内容
1.物料衡算的依据—质量守恒定律。物料衡算就是依据此定 律定量地对生产工艺的各个间段作物料计算。
如：混酸的硝化过程即是液—液非均相反应，硝化反应同时 在两相内进行，但在酸相内反应速度比在有机相中的速度大 好几倍，当相接触面小时，总反应速度会显著下降。为了扩 大流体两相间的接触面积，通常在反
应器内装有高效搅拌器，在急剧
搅拌下，使液滴分散的很细，大
大增加两相间的接触面积，同时
由于各相内所形成的湍流而强化
非均相：过程的速率与温度、浓度、相间传质速率均有关。
气-液相—锅式、塔式、管式 液-液相—锅式、列管式 气-固相—沸腾床、固定床、锅式 液-固相—锅式 气-液-固相—锅式、塔式、流化床 固-半固相—球磨机型、螺杆型、卧式带钢球的锅式
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⑷按操作方式分
①间歇操作（也称分批操作）反应器 ②连续操作反应器 ③半连续操作（或称半间歇操作）反应器：
原料与产物只要其中的一种为连续输入或输出，而其余 则为分批加入或卸出的操作。 a.常用反应器：锅式、塔式 b.操作特征：半连续反应器中的反应物系组成必然随时间而 改变，也随反应器内的位置而改变。 c.适用场合：改变连续流动物料的加料速度，可调节反应速 率。
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第三章 间歇式反应器
二、间歇式反应器