反应器安全问题最为复杂,涉及反应器物系配置、投料速度、投料量、升温冷却系统、检测、显示、控制系统以及反应器结构、搅拌、安全装置、泄压系统等。
反应器是化工生产中的关键设备,合理选择设计好反应器是有效利用原料,提高收率,减少分离装置的负荷,节省分离所需的能量,满足生产要求的一项必不可少的工作。
反应器应该满足反应动力学要求、热量传递的要求、质量传递过程与流体动力学过程的要求、工程控制的要求、机械工程的要求、安全运行要求。
反应器的种类很多。按基本结构分类如下。
一、? 管式反应器
特点是传热面积较大,传热系数较高,流体流速较快,因此反应物停留时间短,便于分段控制以创造最适宜的温度梯度和浓度梯度。此外还有结构简单、耐高压等优点。管式反应器一般用于大规模的气相反应和某些液相反应,还可用于强烈放热或吸热的化学反应。
二、 釜式反应器
特点是可间歇操作也可连续操作,停留时间可长可短,温度、压力范围可高可低,在停止操作时易于开启进行清理。釜式反应器一般用于有液相参加的化学反应,如液—固、液—液、液—气、液—固—气等化学反应。典型的釜式反应器结构如图3—3所示。主要由以下部件组成。
(1)釜体及封头? 提供足够的反应体积以保证反应物达到规定转化率所需的时间,并且有足够的强度、刚度和稳定性及耐腐蚀能力以保证运行可靠。
(2)换热装置? 有效地输入或移出热量,以保证反应过程最适宜的温度。
(3)搅拌器? 使各种反应物、催化剂等均匀混合,充分接触,强化釜内传热与传质。
(4)轴密封装置? 用来防止釜体与搅拌轴之间的泄漏。
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三、? 固定床反应器和流化床反应器
其共同特点是气固相间传热、传质面积大,传质、传热系数高,便于实现过程连续化和自动化。它们之间的区别是停留时间分布和温度分布不同。固定床与流化床反应器用于气—固相反应和气—固相的催化反应。除了以上几种反应器之外,还有鼓泡式反应器、塔式反应器等。鼓泡反应器主要用于气—液反应。工艺接管? 为满足工艺要求,设备上开有各种加料口、出料口、视镜、人孔及测量孔等。其大小和安装位置均由工艺条件确定。