Конструкции реакторов

В реакционной аппаратуре химические процессы сопровождаются про­те­канием разнообазных физических процессов (гидродинамических, тепло­вых, диффузионных и др.). С их помощью создаются необходимые условия для протекания собственно химических реакций.

Для реализации физических процессов в реакторах применяют различ-ные конструктивные элементы (мешалки, теплообменники, контактные уст-ройства, распылители и т. д.). Поскольку сочетаний этих устройств может быть велико, то и разнообразие реакционных устройств большое количество.

8.5.1. Требования к реакторным конструкциям. Требования к уст­рой­ству конкретных реакторов вытекают из постулата максимальной эффек­тивности проведения в них химических процессов. Среди них следует выде-лить в первую очередь следующие требования:

- возможность размещения в реакторе необходимого количества ката-ли­затора максимальной активности;

- создание требуемой поверхности контакта взаимодействующих реа-гентов и катализатора, а также отдельных фаз для обеспечения максимально эффективного массобмена между ними;

- обеспечение необходимого гидродинамического режима движения ре-а­гентов и фаз;

- создание необходимого теплообмена при подводе или отводе тепла;

- наличие необходимого реакционного объема для обеспечения требу-емой производительности;

- возможность поддержания необходимого режима процесса;

- обеспечение максимальной скорости протекания реакций.

8.5.2. Типизация реакторов. Все реакторы, применяемые в нефтепе­ре-работке, нефтехимии и основном органическом синтезе, относят к тому или иному типу в зависимости от следующих факторов:

- агрегатного состояния участников процесса в реакторной подсистеме;

- состояния катализатора: жидкий или твердый катализатор (в стацио-нарном, псевдоожиженном, диспергированном состоянии);

- расположения поверхности теплообмена (внешнее, внутреннее);

- способа отвода тепла (через поверхность теплообмена, за счет испаре­ния реагентов или продуктов реакций, за счет подачи хладагентов);

- способа диспргировани газа, жидкости и твердых частиц (регентов, катализаторов и вспомогательных веществ);

- способа развития поверхности контакта фаз.

Анализ этих факторов во многом определяет выбор конструкции вспомогательных устройств (перемешивающих, теплообменных и т. д.).

По конструктивному признаку реакторы делят на следующие типы:

- реакторы типа реакционной камеры;

- реакторы колонного типа;

- реакторы шахтного типа;

- реакторы теплообменного типа;

- реакторы типа печи.

Классификация реакторов по конструкции приведена в табл. 8.1.

Таблица 8.1