3.4. Промышленные химические реакторы. Реакторы для гомогенных процессов, гетерогенных процессов с твердой фазой, гетерогенно-каталитических процессов, гетерофазных процессов.

Рассмотрим наиболее типичные реакторы для гомогенных процессов. Среди них различают емкостные и трубчатые. Емкостные аппараты – периодические и проточные – снабжены мешалками, конструкции которых разнообразны: пропеллерные (рис. а), лопастные (б), турбинные с центральной трубой (в), обеспечивающие наиболее интенсивное перемешивание реакционной массы. Особый тип мешалок – для вязких жидкостей – рамные и червячные (г,д).

а) б) в)

г) д)

В случае необходимости подвода или отвода тепла предусматриваются теплообменные устройства в реакторах. В качестве таковых используются рубашки или теплообменники внутри реактора в виде змеевиков или секций трубок (е)

е)

Реакторы а, б, г) используются в периодических процессах, реакторы в), д) – в непрерывных. В то же время реактор а) может быть приспособлен для непрерывного режима, однако в этом случае необходимо изменить порядок подачи реагентов и отвода продуктов реакции: снизу – реагенты, сверху – продукты. В последнем случае необходимо организовать отвод через боковой штуцер.

Т ипичным примером трубчатого реактора является реактор типа "труба в трубе" (3).

В таком реакторе теплоноситель циркулирует через рубашку реактора. Выбор пространства для теплоносителя и реакционной массы определяется тем, какой из этих потоков быстрее загрязняет пространство. Для того, который загрязняет быстрее, выбирается внутренняя труба, т.к. ее проще прочищать. Если требуется достаточно большое время пребывания реакционного потока в зоне реакции, то выбирается многосекционный аппарат "труба в трубе" (ж).

В высокотемпературных процессах (например) в термическом крекинге углеводородов проще помещать секцию трубок в камеру сгорания, в которой аккумулируется тепло, необходимое для обеспечения необходимой температуры (з). Такие реакторы называются трубчатыми печами.