石化反应器

釜式反应器的高径比为1-2，在石化行业中，除用于液相均相、液相非均相或气相反应外，主要用于聚合反应，即将小分子变为大分子，使反应物具有可塑、成纤、成膜、高弹等特性。很多釜内含有搅拌器和换热装置。大部分反应釜由釜体、搅拌器、减速器、密封装置、换热装置和挡板组成。

釜体是一个压力容器，其内壁有的要求镜面，有的无此要求。

除聚合过程外，还有许多其他化工过程需要搅拌器。

按工艺过程搅拌器可分为混合、搅动、悬浮和分散四种。

按型式，搅拌器有推进器式、透平式、浆式、锚式、螺轴式、螺带式以及有刮壁作用的搅拌器。前三种适用于高速搅拌低粘稠流体，后几种适用于低速搅拌高粘稠流体。

聚合反应往往严格控制聚合温度，要求反应物料纯净不被污染，加之粘度高易结垢，要求传热装置传热效率要高，结构要简单，避免有容易挂胶的粗糙表面和导致结垢的死角，并便于清洗。

在流体粘度较低，搅拌器转数较高时，容易产生漩涡流况，漩涡是离心力作用于旋转的液体而产生的。可以在釜内安装挡板来消除涡流。通常安装四块挡板，挡板宽度可以为釜直径的1/10至1/12。挡板亦可兼做传热装置。

石化反应器是进行化学反应的关键设备，而化学反应过程又是原料转化为目的产品的主要过程。因为反应过程是一个极其复杂的过程，不仅要遵守化学热力学和化学反应动力学的规律，还要受到能量传递和热量传递过程的制约，特别指出的是各个过程之间相互影响，使得反应过程极其复杂，所以反应器与其他石化单元设备(如塔、冷换设备、泵、压缩机等)不同。反应器的设计都要单独进行，没有系列可言，设备制造一定要完全满足设计要求，才能保证生产的顺利进行。

塔式反应器高径比很大，常用于气-液反应和液-液反应。常用的有鼓泡式反应器(鼓泡塔)，其中又可分为简单鼓泡塔和气升式鼓泡塔。

鼓泡塔为盛液体的空心圆筒，底部装有气体分布器。气体通过分布器上小孔均匀以鼓泡形式进入液相，液相间歇或连续加入反应器，液体和气体可以并流或逆流(并流常见)。为了提高气体的分散程度，减少液位纵向循环，在反应器中安置水平多孔隔板进行时，往往有热效应，常采用夹套或其他外部散热方式。

气升式鼓泡塔塔内装有一根或几根气升管，气体从下部的气体分布器进入气升管。在气升管中，气液混合物密度比环形空间中的液体密度小得多，引起液体在环形空间和气升管内做循环流的，故称为气升式鼓泡反应器。苯乙烯装置中的烃化/烃化转移反应器就是这种结构。

环流反应器借助于搅拌推进器或喷射器的推动，使反应物沿着规定的路线循环流动，在流动中边混合边发生化学反应。这种反应器适用于处理高粘物料，其优点是:

1、流向确定，流动损失少，混合均匀;

2、结构简单，无运动密封件;

3、气液接触良好，能耗低;

4、便于改善工艺条件。

管反应器是用热管作传热装置的总称。热管具有高效能和低能耗的优点。

这也是一种气-固相反应的一种反应器。气体从反应器底部的气体分布板、分布管进入，将反应器床层上固体催化剂颗粒流化如液体沸腾状，在流化状态中进行反应。

流化床反应器经典结构

流化床的下部称为浓相段，或称密相段，化学反应主要在此完成。在浓相段中装有冷却水管和导向挡板。浓相段之上为稀相段，稀相段也装有冷却水管，稀相段之上为扩大段。扩大段之内装有旋风分离器，以分离并回收被反应气体夹带走的催化剂细粒。

1、床层温度分布均匀，可避免局部过热或局部反应不完全现象。

2、可利用循环颗粒作为传热介质，大大简化了反应器结构。

3、流化床单位体积内气固相之间接触面积很大，提高了界面的传热、传质速率。

4、催化剂内孔表面利用率高，加速气固相间的反应。

5、反应过程及再生过程连续化。

6、流化床中换热器所需面积较小。

7、设备生产强度大，适于大规模生产。

1、反应的转化率低，流化床一般达不到固化床的转化率。

2、催化剂损失率高，防尘比较困难。

3、流化床的管子和容器磨损非常严重。

管式反应器长径比极大，内部结构简单，能承受较高的压力。

管式反应器可以是单管，也可以是环管，一般没有内件。适用于单一气相或液相(即单相)的连续反应。比如液相本体法聚丙烯装置采用的就是环管式反应器，而热裂解炉管采用的是单管式反应器。

这是进行气-固相反应的一种反应器。气体通过静止的催化剂固体颗粒进行反应。

固定床反应器的经典结构有容器式、列管式、径向流动式等。

1、床层极薄，流体流速很低;

2、床层内的流体轴向流动可看成是理想置换流动，因而化学反应速度较快;

3、流体停留时间可严格控制，温度分布可以适当调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性;

4、催化剂不易磨损;

5、可在高温下操作

催化剂颗粒不能太大，不能使用细粒催化剂;催化剂导热性较差，催化剂的再生、更换不方便。