化工反应器的类型

反应器的类型：化学反应器是一种工艺设备，其中加入化学品以使它们彼此发生化学反应，从而制造所需的产品。化学反应器的设计方式是为了增加给定反应的净现值，并通过确保以高效率输出所需产品来实现。

反应器类型

间歇式反应器

连续搅拌釜反应器 (C.S.T.R)

平推流反应器 (P.F.R)

半间歇式反应器

1. 间歇式反应器

间歇式反应器是在其中发生反应的密闭容器，是一种非连续类型的反应器。最初将反应物一次性全部送入反应器。该容器包含搅拌器。搅拌器的目的是充分混合反应物，使它们的接触使它们有效地反应并产生产物。

为了处理放热反应，间歇式反应器通常配备有冷却盘管。为了进行吸热反应，间歇式反应器具有加热反应混合物的装置。

间歇式反应器是一种非稳态、瞬态反应器。这意味着反应器内的转化程度取决于时间。由于搅拌器，间歇式反应器本质上是高度均匀的。这意味着转化程度不取决于反应器内的位置。在给定时间，反应器体积的任何位置处的反应程度将彼此相等。

优势

操作间歇式反应器的优点是其多功能性。同一间歇反应器可用于对不同种类的反应物进行化学反应。间歇式反应器特别适用于反应产生大量产物的情况。间歇式反应器经常在实验室中用于研究液相反应系统的动力学。

缺点

间歇式反应器的缺点是需要大量的劳动力不断地加入反应物、排出产物，然后清洁反应器以进行下一批反应。

2. 连续搅拌釜反应器（C.S.T.R）

连续搅拌釜反应器 (C.S.T.R) 通常也称为混流反应器 (M.F.R)。在该反应器中，反应也在密闭罐中进行。罐内还设有搅拌器，以充分混合反应物。它与间歇式反应器的不同之处在于它的名称本身表明它是连续式设备。

反应物以一定的质量流量进入反应器，在容器内反应一段时间（由反应器的空间时间决定），然后形成产物。产物以相同的质量流量流出反应器。一个空间时间是处理一反应器体积所需的时间。

C.S.T.R 是稳态设备。这意味着转换的程度不依赖于时间。搅拌器使整个反应器的浓度均匀。这意味着转换的程度也不取决于位置。转化程度取决于反应器的体积。

优势

在工业中使用 C.S.T.R 的优点是它可以生产大量产品，并且是连续稳态反应器，反应器可以连续运行几个小时。

缺点

缺点是 C.S.T.R 不能用于动力学非常慢的反应，因为它需要非常大体积的反应器。反应堆的制造和运行成本可能使其不可行。在这种情况下使用间歇式反应器。

3.平推流反应器(P.F.R)

活塞流反应器（P.F.R）有时也称为连续管式反应器（C.T.R）。在理想化模型中，反应混合物的分布可以被认为是由许多塞子组成，并且每个塞子具有均匀的浓度。

理想化的 P.F.R 模型假设不存在轴向混合。这意味着反应器内部没有返混。

优势

P.F.R相对于C.S.T.R的优势在于，对于相同的空间时间和相同的转化水平，P.F.R的体积相对小于C.S.T.R，这意味着对于相同的反应器体积和转化水平，反应器需要更小的空间P.F.R 中的值高于 C.S.T.R 中的值。P.F.R 通常用于研究气相催化反应的动力学。

缺点

缺点是如果我们在 P.F.R 中进行放热反应，则温度梯度很难控制。P.F.R 的运营和维护成本也高于 C.S.T.R。

4. 半间歇式反应器

半间歇反应器是半流动反应器。它是间歇式反应器的改进型。它也是一个密闭容器，其中装有搅拌器，用于充分混合反应物。不同之处在于，一种反应物最初装入反应器中，而另一种反应物随着时间的推移连续装入反应器中。

优势

使用半间歇式反应器的优点是，如果我们进行多个反应，那么我们可以更好地控制产物的产率或选择性。当我们进行放热反应时，该反应器非常有用，因为可以改变其他反应物的连续流量以更好地控制放热反应。

缺点

如果我们想要扩大半间歇工艺的规模，那么与连续工艺反应器（C.S.T.R 和 P.F.R）相比，缺点是每单位的资本成本相对增加很多。需要更多的人力来填充和排出反应器的内容物、清洁叶片、清洁反应器等。