化工反應器的類型

反應器的類型：化學反應器是一種工藝設備，其中加入化學品以使它們彼此發生化學反應，從而制造所需的產品。化學反應器的設計方式是為了增加給定反應的凈現值，并通過確保以高效率輸出所需產品來實現。

反應器類型

間歇式反應器

連續攪拌釜反應器 (C.S.T.R)

平推流反應器 (P.F.R)

半間歇式反應器

1. 間歇式反應器

間歇式反應器是在其中發生反應的密閉容器，是一種非連續類型的反應器。最初將反應物一次性全部送入反應器。該容器包含攪拌器。攪拌器的目的是充分混合反應物，使它們的接觸使它們有效地反應并產生產物。

為了處理放熱反應，間歇式反應器通常配備有冷卻盤管。為了進行吸熱反應，間歇式反應器具有加熱反應混合物的裝置。

間歇式反應器是一種非穩態、瞬態反應器。這意味著反應器內的轉化程度取決于時間。由于攪拌器，間歇式反應器本質上是高度均勻的。這意味著轉化程度不取決于反應器內的位置。在給定時間，反應器體積的任何位置處的反應程度將彼此相等。

優勢

操作間歇式反應器的優點是其多功能性。同一間歇反應器可用于對不同種類的反應物進行化學反應。間歇式反應器特別適用于反應產生大量產物的情況。間歇式反應器經常在實驗室中用于研究液相反應系統的動力學。

缺點

間歇式反應器的缺點是需要大量的勞動力不斷地加入反應物、排出產物，然后清潔反應器以進行下一批反應。

2. 連續攪拌釜反應器（C.S.T.R）

連續攪拌釜反應器 (C.S.T.R) 通常也稱為混流反應器 (M.F.R)。在該反應器中，反應也在密閉罐中進行。罐內還設有攪拌器，以充分混合反應物。它與間歇式反應器的不同之處在于它的名稱本身表明它是連續式設備。

反應物以一定的質量流量進入反應器，在容器內反應一段時間（由反應器的空間時間決定），然后形成產物。產物以相同的質量流量流出反應器。一個空間時間是處理一反應器體積所需的時間。

C.S.T.R 是穩態設備。這意味著轉換的程度不依賴于時間。攪拌器使整個反應器的濃度均勻。這意味著轉換的程度也不取決于位置。轉化程度取決于反應器的體積。

優勢

在工業中使用 C.S.T.R 的優點是它可以生產大量產品，并且是連續穩態反應器，反應器可以連續運行幾個小時。

缺點

缺點是 C.S.T.R 不能用于動力學非常慢的反應，因為它需要非常大體積的反應器。反應堆的制造和運行成本可能使其不可行。在這種情況下使用間歇式反應器。

3.平推流反應器(P.F.R)

活塞流反應器（P.F.R）有時也稱為連續管式反應器（C.T.R）。在理想化模型中，反應混合物的分布可以被認為是由許多塞子組成，并且每個塞子具有均勻的濃度。

理想化的 P.F.R 模型假設不存在軸向混合。這意味著反應器內部沒有返混。

優勢

P.F.R相對于C.S.T.R的優勢在于，對于相同的空間時間和相同的轉化水平，P.F.R的體積相對小于C.S.T.R，這意味著對于相同的反應器體積和轉化水平，反應器需要更小的空間P.F.R 中的值高于 C.S.T.R 中的值。P.F.R 通常用于研究氣相催化反應的動力學。

缺點

缺點是如果我們在 P.F.R 中進行放熱反應，則溫度梯度很難控制。P.F.R 的運營和維護成本也高于 C.S.T.R。

4. 半間歇式反應器

半間歇反應器是半流動反應器。它是間歇式反應器的改進型。它也是一個密閉容器，其中裝有攪拌器，用于充分混合反應物。不同之處在于，一種反應物最初裝入反應器中，而另一種反應物隨著時間的推移連續裝入反應器中。

優勢

使用半間歇式反應器的優點是，如果我們進行多個反應，那么我們可以更好地控制產物的產率或選擇性。當我們進行放熱反應時，該反應器非常有用，因為可以改變其他反應物的連續流量以更好地控制放熱反應。

缺點

如果我們想要擴大半間歇工藝的規模，那么與連續工藝反應器（C.S.T.R 和 P.F.R）相比，缺點是每單位的資本成本相對增加很多。需要更多的人力來填充和排出反應器的內容物、清潔葉片、清潔反應器等。