主講教師：周寅飛知識(shí)點(diǎn)7管式反應(yīng)器工作特點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)技術(shù)管式反應(yīng)器概述管式反應(yīng)器是由多根細(xì)管串聯(lián)或并聯(lián)而構(gòu)成的一種反應(yīng)器，通常管式反應(yīng)器的長(zhǎng)度和直徑之比大于50~100。管式反應(yīng)器在實(shí)際應(yīng)用中，多數(shù)采用連續(xù)操作，少數(shù)采用半連續(xù)操作，使用間隙操作的極為罕見(jiàn)。管式反應(yīng)器常見(jiàn)的形式有水平管式、立管式、盤(pán)管式和U形管式。管式反應(yīng)器工作特點(diǎn)理想的連續(xù)操作管式反應(yīng)器，其工作過(guò)程具有以下幾個(gè)特點(diǎn)。①與釜式反應(yīng)器相比，管式反應(yīng)器返混較小，在流速較低的情況下，其管內(nèi)流體流型接近于平推流，反應(yīng)物的分子在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間相等。②穩(wěn)定操作時(shí)，管式反應(yīng)器內(nèi)各截面處的過(guò)程參數(shù)不隨時(shí)間而變化。③反應(yīng)器內(nèi)濃度、溫度等參數(shù)僅隨軸向位置變化，故化學(xué)反應(yīng)速度隨軸向位置而變化，只隨管長(zhǎng)變化。等溫等容過(guò)程將物料在連續(xù)操作管式反應(yīng)器的空間時(shí)間與間歇釜的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行對(duì)比，可以看出等溫等容過(guò)程是完全相同的。這是因?yàn)樵谶@兩種反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物濃度經(jīng)歷了相同的變化過(guò)程。即在間歇釜內(nèi)反應(yīng)物濃度隨時(shí)間在逐漸減小，而在管式反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物濃度沿著管子軸向延長(zhǎng)（空間時(shí)間的延長(zhǎng)）也在逐漸減小。等溫等容過(guò)程對(duì)于同一個(gè)均相一級(jí)不可逆反應(yīng)，選用連續(xù)操作的管式反應(yīng)器時(shí)所需要的容積比選用連續(xù)操作釜式反應(yīng)器容積要小得多。原因是連續(xù)操作的釜式反應(yīng)器，一直在最低濃度下進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)速度較慢，而管式反應(yīng)器的反應(yīng)速度則是先大后小，其最低速度為釜式反應(yīng)器的反應(yīng)速度。管式反應(yīng)器特點(diǎn)由于反應(yīng)物在管式反應(yīng)器中反應(yīng)速度快、流速快，所以它的生產(chǎn)能力高；與其它反應(yīng)器相比管式反應(yīng)器具有體積小、比表面大、單位容積的傳熱面積大，特別適用于熱效應(yīng)較大的反應(yīng)。管式反應(yīng)器既適用于液相反應(yīng)，又適用于氣相反應(yīng)，用于加壓反應(yīng)尤為合適。因此，管式反應(yīng)器普遍用于大型化和連續(xù)化的化工生產(chǎn)，如己內(nèi)酰胺的聚合反應(yīng)器、石化企業(yè)的管式裂解爐等。

均相反應(yīng)器小結(jié)

以釜式反應(yīng)器為代表的全混流反應(yīng)器機(jī)械混合最大，逆向混合最大，所以返混程度無(wú)窮大。以管式反應(yīng)器為代表平推流反應(yīng)器機(jī)械混合為零，逆向混合為零，所以返混程度等于零。反應(yīng)器內(nèi)的返混程度不同，會(huì)導(dǎo)致停留時(shí)間不同，進(jìn)而使得反應(yīng)器內(nèi)濃度分布不同，反應(yīng)速率不同，最終的反應(yīng)結(jié)果也就不盡相同，生產(chǎn)能力也就有的高低之分。