反应器基础（药物合成技术课件）

教学培训课件反应器基础药物合成技术反应器基础（一）反应器基础2.反应器基本形式1.化学反应器的分类化学反应器的分类药合实验玻璃仪器化学反应器按操作方式分类化学反应器据反应器结构分类化学反应器按物料的聚集状态分类化学反应器的分类

根据温度条件和传热方式分类反应时间与反应终点的控制包括液相均相与气相均相。均相包括气-液相、气-固相、液-液相、液-固相、气-液-固相等。非均相化学反应器按物料的聚集状态分类均相包括液相均相（如阿司匹林的生产、乙酸丁酯的生产等）与气相均相（如石油烃管式裂解）。非均相包括气-液相（如苯的烷基化）、气-固相（如合成氨）、液-液相（相转移催化剂反应）、液-固相（如离子交换）、气-液-固相（如催化氢化反应）等。按反应器的结构不同，反应器可分为釜式、管式、塔式、床式反应器等化学反应器的分类（2）反应器结构分类(f)流化床(a)釜式(b)管式(c)板式塔(d)填料塔(e)鼓泡塔

化学反应器的分类釜式反应器一种低高径比的圆筒形反应器，器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。绝大多数用于有液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。缺点：换热面积小，反应温度不易控制，停留时间不一致。根据操作方式，反应器可分为间歇操作反应器、连续操作反应器、半连续操作反应器。化学反应器的分类

化学反应器的分类在反应之前将原料一次性加入反应器中，直到反应达到规定的转化率，即得反应物，通常带有搅拌器的釜式反应器。优点：操作弹性大，主要用于小批量生产间歇操作反应器化学反应器的分类连续操作反应器反应物连续加入反应器产物连续引出反应器，属于稳态过程，可以采用釜式、管式和塔式反应器

优点：适宜于大规模的工业生产，生产能力较强，产品质量稳定易于实现自动化操作。化学反应器的分类半连续操作反应器预先将部分反应物在反应前一次加入反应器，其余的反应物在反应过程中连续或断连续加入，或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出，属于非稳态过程

优点：反应不太快，温度易于控制，有利于提高可逆反应的转化率根据温度条件和传热方式分类

根据温度条件，反应器可分为等温式和非等温式反应器。根据传热方式，反应器可分为绝热式、外热式以及蒸发传热式反应器。2.反应器基本形式（1）间歇操作的搅拌釜这种反应器的特点是物料一次加入，反应完毕后一起放出，全部物料参加反应的时间是相同的；在良好的搅拌下，釜内各点的温度、浓度可以达到均匀一致；釜内反应物浓度随时间而变化，所以反应速度也随时间而变化。2.反应器基本形式（2）连续操作的管式反应器这种反应器的特点是从反应器的一端加入反应物，从另一端引出反应产物；反应物沿流动方向前进，反应时间是管长的函数；反应物浓度、反应速度沿流动方向逐渐降低，在出口处达到最低值。管式反应器及其浓度变化2.反应器基本形式（3）连续操作的搅拌釜特点是釜内装有强烈搅拌器，使物料剧烈翻动，反应器内各点的温度、浓度均匀一致；物料随进随出，连续流动，出口物料中的反应物浓度与釜内反应物浓度相同；在定常状态流动时，釜内反应物温度、浓度都不随时间而变化，因而反应速度也保持恒定不变。连续操作反应釜及其浓度变化2.反应器基本形式（4）多釜串联连续操作例如采用三台有效容积均为VR/3的釜式反应器串联连续操作，以代替一台有效容积为VR的连续釜式反应器。若两者的反应物初始浓度、终了浓