管式反应器

一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流(见流动模型)(见彩图)。

管式反应器

管式反应器返混小,因而容积效率(单位容积生产能力)高,对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。此外,管式反应器可实现分段温度控制。其主要缺点是,反应速率很低时所需管道过长,工业上不易实现。

对A转化为B的单一反应,物料流动可视为平推流的等温管式反应器,其基础设计式为:

公式 符号

式中τ为平均停留时间;CA为反应物A的浓度;C岹和C岏分别为A的进口浓度和出口浓度;rA为反应速率;V为反应器的有效容积;v为进料体积流率。