РЕАКТОРА
Химический реактор аппарат или устройство, в котором осуществляется химическая реакция.
-
Химический реактор аппарат, в котором осуществляется химическая реакция с целью получения определенного вещества в условиях одного технологического процесса.
Оценка работы реактора
Реактор комплексный аппарат, состоящий из известных конструктивных элементов, большинство из которых отдельно используется для проведения технологических операций, не сопровождающихся химическим превращением перерабатываемых веществ.
Классификация химических реакторов
-
По физическим процессам:
-
гидродинамические;
-
тепловые;
-
диффузионные.
Классификация химических реакторов
-
По принципу организации процесса :
-
- непрерывного действия;
-
- периодического действия;
-
- полунепрерывного действия.
-
По гидродинамическому режиму различают следующие типы реакторов:
-
- полного вытеснения;
-
- полного смешения;
-
- промежуточного типа (с промежуточным гидродинамическим режимом).
-
По тепловому режиму работы :
-
- изотермический реактор;
-
- адиабатический реактор;
-
- реактор с программированным тепловым режимом.
-
По фазовому состоянию:
-
- гомогенные;
-
- гетерогенные.
-
По конструктивным особенностям :
-
- типа реакционной камеры;
-
- типа колонны;
-
- типа теплообменника;
-
- типа печи.
-
По конструктивным элементам для проведения собственно физических процессов:
-
Мешалки;
-
Контактные устройства;
-
Распределительные устройства;
-
Теплообменники;
-
и другое.
-
По типу химического процесса:
-
Нитратор
-
Сульфуратор;
-
Эфиризатор;
-
Полимеризатор;
-
Гидратор;
-
Хлоратор;
-
другие
Выбор конструкционных материалов
-
Используют различные конструкционные материалы, обладающие разнообразными, часто специфическими свойствами:
-
Механическую прочность;
-
Коррозионностойкость;
-
Различной теплопроводностью;
-
Не катализировать химический процесс;
-
Иметь хорошую обрабатываемость
-
Быть доступными и дешевыми.
Аппараты идеального вытеснения
-
Характеризуется:
-
переменной концентрацией реагирующих веществ по длине аппарата;
-
наибольшей разницей концентраций на входе и выходе из реактора и, следовательно, наибольшей средней движущей силой процесса.
Аппараты идеального вытеснения
а) однотрубный реактор; б) многотрубный реактор.
Аппараты идеального смешения
-
Реактор полного смешения характеризуется:
-
постоянством концентрации реагирующих веществ во всем объеме реактора в данный момент времени; объеме;
-
обычно снабжен перемешивающим устройством;
-
изменение концентрации реагирующих веществ на входе в реактор носит скачкообразный характер.
Аппараты идеального смешения
Реакторы для проведения гомогенных реакций в газовой фазе
Реактор типа Саксе для парциального окисления метанола кислородом в ацетилен.
1 - камера смешения; 2 - диффузор; 3 - блок горелки.
Реактор для синтеза соляной кислоты.
1 - взрывной диск; 2 - стальной корпус; 3 - горелка.
Реактор для хлорирования метана
1 - смеситель; 2 - трубопровод; 3 - кольца Рашига; 4 - центральная керамическая труба; 5 - стальной цилиндр; 6 - реакционная камера; 7 - гильза для пирометра; 8 - топка.
Реакторы для системы жидкость - жидкость
Реактор для гомогенной системы Ж-Ж с незначительной вязкостью
1 - корпус; 2 - мешалка; 3 - рубашка.
Реактор полимеризации для системы со средней вязкостью
1 - спираль большого диаметра; 2 - спираль малого диаметра; 3 - рубашка.
Реактор для получения феноло-формальдегидных смол.
1 - привод; 2 - стойка; 3 - сальники; 4 - гильза для термопары; 5 - крышка; 6 - корпус; 7 - механизм сливного клапана; 8 - мешалка; 9 - штуцер для удаления масла; 10 - загрузное отверстие; 11 - электродвигатель; 12 - редуктор.
Реакторы с полным вытеснением для проведения реакций в жидкой среде
1 - первая секция; 2 - вторая стадия; 3 - рубашка.
Реакторы гетерогенной системы жидкость-жидкость
-
Они должны быть просты по конструкции и, кроме того, удовлетворять следующим требованиям:
-
1) иметь поверхность, достаточную для быстрого удаления тепла реакции в случае, когда скорость реакции становится очень большой.
-
2) обеспечивать наибольшую поверхность контакта между органическим веществом и нитрующим или сульфирующим агентом.
-
3) оказывать сопротивление коррозийному воздействию реагентов и продуктов реакции.
-
4) иметь автоматическую систему питания по крайней мере одного из реагентов, чтобы температура, при которой проводится процесс, не превышала допускаемого максимума.
Схема нитратора непрерывного действия.
1 - трубы; 2 - мешалка; 3 - крышка.
Реакторы для системы газ-жидкость
-
Такие реакторы конструируются главным образом, по принципу абсорбционных аппаратов (хемосорбция)
-
Реакторы с мешалками
-
Реакторы с механическим распылением жидкости
-
Реакционные аппараты колонного типа
-
Реакторы барботажного типа
-
Реакторы пленочного типа
-
Пенный реактор
-
Реакторы типа "эрлифт"
-
Барботажный кожухотрубный реактор
Реакторы с мешалками обычного типа применяются редко, да и то при малых масштабах производства.
Плохо обеспечивается контакт фаз, и условия теплообмена не из лучших.
Реакторы с механическим распылением жидкости
-
Реакторы этого типа тоже очень редко применяются для системы газ - жидкость вследствие следующих причин:
-
это реакторы периодического действия;
-
трудности с уплотнением валов;
-
движущиеся части быстро выходят из строя;
-
большие затраты энергии.
Реакционные аппараты колонного типа
-
Реакторы аналогичны абсорбционным аппаратам насадочного
