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淺談化學(xué)反應(yīng)設(shè)備的三種操作方式
閱讀：2513 發(fā)布時(shí)間：2019-9-30
化工生產(chǎn)常遇到各種不同類型的化學(xué)反應(yīng)過程，為了適應(yīng)不同的化學(xué)反應(yīng)，在工業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)了形狀、大小、操作方式等不同的反應(yīng)器。化學(xué)反應(yīng)設(shè)備有三種操作方式：間歇（分批）式、連續(xù)式和半連續(xù)（半間歇）式。
一、間歇（分批）式操作
采用間歇操作的反應(yīng)器稱為間歇反應(yīng)器，其特點(diǎn)是進(jìn)行所需的原料一次性裝入反應(yīng)器內(nèi)，然后在其中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)一定時(shí)間后，達(dá)到所要求的反應(yīng)程度時(shí)卸出全部物料，其中主要是反應(yīng)產(chǎn)物以及少量未被轉(zhuǎn)化的原料。接著是清洗反應(yīng)器，繼而進(jìn)行下一批原料的裝入、反應(yīng)和卸料。所以間歇反應(yīng)器又稱為分批反應(yīng)器。間歇反應(yīng)過程是一個(gè)非定態(tài)過程，反應(yīng)器內(nèi)物系的組成隨時(shí)間而變，這是間歇過程的基本特征。間歇反應(yīng)器在反應(yīng)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(dòng)，整個(gè)反應(yīng)過程都是在恒容下進(jìn)行的。反應(yīng)物系若為氣體，則必充滿整個(gè)反應(yīng)器空間；若為液體，則雖不充滿反應(yīng)器空間，由于壓力的變化而引起液體體積的改變通?？梢院雎?，因此按恒容處理也足夠準(zhǔn)確。
采用間歇操作的反應(yīng)器幾乎都是釜式反應(yīng)器，其余類型極為罕見。間歇反應(yīng)器適用于反應(yīng)速率慢的化學(xué)反應(yīng)，以及產(chǎn)量小的化學(xué)品生產(chǎn)過程，對(duì)于那些批量少而產(chǎn)品的品種又多的企業(yè)尤為適宜，例如醫(yī)藥等精細(xì)化工往往就屬于這種。
二、連續(xù)式操作
這一操作方式的特征是連續(xù)地將原料輸入反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物也連續(xù)地從反應(yīng)器流出，采用連續(xù)操作的反應(yīng)器稱為連續(xù)反應(yīng)器或流動(dòng)反應(yīng)器。前面所述的各類反應(yīng)器都可采用連續(xù)操作。對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)中某些類型的反應(yīng)器，連續(xù)操作是可采用的操作方式。連續(xù)操作的反應(yīng)器多屬于定態(tài)操作，此時(shí)反應(yīng)器內(nèi)任何部位的物系參數(shù)，如濃度及反應(yīng)溫度等均不隨時(shí)間而改變，但卻隨位置而改變。大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的反應(yīng)器絕大部分都是采用連續(xù)操作，因?yàn)樗哂挟a(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。這些都是間歇操作無法與之相比的。然而連續(xù)操作系統(tǒng)一旦建立，想要改變產(chǎn)品品種是十分困難的，有時(shí)甚至要較大幅度地改變產(chǎn)品產(chǎn)量也不易辦到，但間歇操作系統(tǒng)則較為靈活。
三、半連續(xù)（半間歇）式操作
原料與產(chǎn)物只要其中的一種為連續(xù)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(xù)操作，相應(yīng)的反應(yīng)器稱為半連續(xù)反應(yīng)器或半間歇反應(yīng)器。由此可見，半連續(xù)操作具有連續(xù)操作和間歇操作的某些特征。有連續(xù)流動(dòng)的物料，這點(diǎn)與連續(xù)操作相似；也有分批加入或卸出的物料，因而生產(chǎn)是間歇的，這反應(yīng)了間歇操作的特點(diǎn)。由于這些原因，半連續(xù)反應(yīng)器的反應(yīng)物系組成必然既隨時(shí)間而改變，也隨反應(yīng)器內(nèi)的位置而改變。管式、釜式、塔式以及固定床反應(yīng)器都可采用半連續(xù)操作方式。