非均相合成反應器研究及應用進展

武文娟,石博文

(國家能源集團寧夏煤業有限責任公司,寧夏 靈武 750411)

有機反應即涉及有機化合物的化學反應,是有機合成的基礎。幾種基本反應類型為:加成反應、取代反應、消除反應、重排反應、氧化還原反應和周環反應?；瘜W反應類型又可按反應物系的相態來分類,分為均相反應和多相反應兩大類,均相反應分為氣相均相、液相均相及固相均相三類;多相反應分為氣固、氣液、液液、液固、固固以及氣液固等六大類。有機合成工業化的關鍵是有效解決動量傳遞、熱量傳遞和質量傳遞問題,而合成反應器是反應工藝技術的核心。從反應工程角度分析,根據相態與反應類型的不同,反應器采用的結構形式也不同。對于多相反應常見有攪拌釜式反應器、固定床反應器、環流反應器和微通道反應器等裝置。本文主要針對氣液、液液、氣液固多相反應,分析了不同反應器的結構特點,在不同工藝條件下,為反應器選型提供幫助,從而實現工業裝置安穩長滿優運行。

1 不同類型合成反應器

1.1 攪拌釜式反應器

攪拌釜是化工單元操作中常用的反應設備,常被用來攪拌傳質、傳熱,在有機化工生產中85%以上的反應器是攪拌釜。攪拌釜操作簡單,卻涉及極為復雜的因素。

在有機反應攪拌釜中依靠轉子進行反應物料的傳熱傳質,轉子又以渦輪式攪拌葉輪是最為常用的。其從形式上可以分為兩類:一類是葉片安裝在一個圓盤上的,稱為圓盤式渦輪,如圖1中(a)直葉圓盤渦輪(DT)、(b)斜葉圓盤渦輪(PDT);另一類是葉片直接安裝在輪轂上的,稱為開啟式渦輪,如圖1中(c)直葉滿輪、(d)斜葉渦輪?！?br>