化工反應釜是一種實現反應過程的設備,用于實現液相反應過程和液-液、氣-液、液-固、氣-液-固等多相反應過程。有攪拌器(機械攪拌器、氣流攪拌器等),當高徑較大時,可采用多個攪拌器葉片。在反應過程中,當化工反應釜物料需要加熱或冷卻時,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,或通過外循環進行熱量交換。
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品品種,適合小批量、多品種、長反應時間的產品生產。間歇釜的缺點是需要進行裝卸等輔助操作,產品質量不穩定。但有些反應過程,如發酵反應、聚合反應等,仍難以實現連續生產,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,連續排放反應產物。當操作達到穩定狀態時,反應器內任何位置的物料組成、溫度等狀態參數均不隨時間變化。半連續操作反應器,也稱為半間歇操作反應器,介于兩者之間,通常一次添加一個反應物,另一個反應物連續添加。反應達到一定要求后,停止操作,卸料。
間歇反應器的優點是設備簡單,同一設備可用于生產多種產品,特別適用于制藥、染料等工業部門的小批量、多品種生產。另外,間歇反應器中沒有物料返混,這對大多數反應都是有利的。缺點是需要裝卸材料、清洗等輔助工藝,產品質量不穩定。
二、連續釜式反應器
間歇釜的缺點是可以避免,但攪拌作用會使釜內的流體返混。在劇烈攪拌、液體粘度低或平均停留時間長的情況下,釜內物料的流動模式可視為全混流,反應釜相應地稱為全混流釜。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,可以使用串聯的多個反應器來減少返混的不利影響,并且反應條件可以通過單獨的反應器來控制。
連續反應器應盡可能用于大規模生產。連續反應器的優點是產品質量穩定,易于操作和控制。它的缺點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,應通過合理的反應器選擇和結構設計來抑制。