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簡單介紹化學反應器的三種操作方式

化學反應器有三種操作方式:間歇(分批)式、連續式和半連續(半間歇)式。
一、間歇(分批)式操作
采用間歇操作的反應器稱為間歇反應器,其特點是進行所需的原料一次性裝入反應器內,然后在其中進行化學反應,經一定時間后,達到所要求的反應程度時卸出全部物料,其中主要是反應產物以及少量未被轉化的原料。接著是清洗反應器,繼而進行下一批原料的裝入、反應和卸料。所以間歇反應器又稱為分批反應器。間歇反應過程是一個非定態過程,反應器內物系的組成隨時間而變,這是間歇過程的基本特征。間歇反應器在反應過程中既沒有物料的輸入,也沒有物料的輸出,即不存在物料的流動,整個反應過程都是在恒容下進行的。反應物系若為氣體,則必充滿整個反應器空間;若為液體,則雖不充滿反應器空間,由于壓力的變化而引起液體體積的改變通常可以忽略,因此按恒容處理也足夠準確。
采用間歇操作的反應器幾乎都是釜式反應器,其余類型極為罕見。間歇反應器適用于反應速率慢的化學反應,以及產量小的化學品生產過程,對于那些批量少而產品的品種又多的企業尤為適宜,例如醫藥等精細化工往往就屬于這種。

二、連續式操作
這一操作方式的特征是連續地將原料輸入反應器,反應產物也連續地從反應器流出,采用連續操作的反應器稱為連續反應器或流動反應器。前面所述的各類反應器都可采用連續操作。對于工業生產中某些類型的反應器,連續操作是唯一可采用的操作方式。連續操作的反應器多屬于定態操作,此時反應器內任何部位的物系參數,如濃度及反應溫度等均不隨時間而改變,但卻隨位置而改變。大規模工業生產的反應器絕大部分都是采用連續操作,因為它具有產品質量穩定、勞動生產率高、便于實現機械化和自動化等優點。這些都是間歇操作無法與之相比的。然而連續操作系統一旦建立,想要改變產品品種是十分困難的,有時甚至要較大幅度地改變產品產量也不易辦到,但間歇操作系統則較為靈活。

三、半連續(半間歇)式操作
原料與產物只要其中的一種為連續輸入或輸出而其余則為分批加入或卸出的操作,均屬半連續操作,相應的反應器稱為半連續反應器或半間歇反應器。由此可見,半連續操作具有連續操作和間歇操作的某些特征。有連續流動的物料,這點與連續操作相似;也有分批加入或卸出的物料,因而生產是間歇的,這反應了間歇操作的特點。由于這些原因,半連續反應器的反應物系組成必然既隨時間而改變,也隨反應器內的位置而改變。管式、釜式、塔式以及固定床反應器都可采用半連續操作方式。

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