(2)反应器型式选择 化学反应工程原理及反应器是化学反应工程学科的主要研究内容，此处仅以列举的方式， 作为化工过程开发反应器型式选择的参考。 A气固相反应器 这类反应器用得极为广泛。固体或为原料之一，或为催化剂。按固体运动方式，又分为固 定床、流化床、移动床、气流床、回转窑等。 固定床。当催化剂为负载型，为防止磨碎与损失，在温度对选择性并不十分敏感的情况 下，多采用固定床反应器。又可按绝热、换热，流体流动方向不同进一步分类。如绝热固定床 反应器、多段换热式（间接一一段问采用换热器换热，直接一一段间采用原料气或非原料气激 冷或激热)固定床反应器，连续换热式固定床反应器，以及轴向反应器，径向反应器等等。 b流化床。与固定床相反，当流体通过床层时，固体颗粒处于悬浮运动状态。加工的对 象可以是固体颗粒，例如矿石培烧、煤的气化与燃烧：也可以是流体，此时固体为催化剂，例 如，重质油催化裂化、丙烯氨氧化、萘氧化制邻苯二甲酸酐、正丁烷或正丁烯氧化制顺丁烯二 酸酐。流化床有如下优点。其一，可以实现固体物料连续输入和输出，从而为大量固体颗粒再 生、循环使用提供了可能。其二，床层内温度均匀，为抑制对温度敏感的副反应创造了前提： 床层传热系数较大、一般要比固定床大10余倍，有利于床层的热量输入、输出。流化床也有 若干缺点：其一，固体颗粒、流体都存在返混现象，使除并联副反应的反应级数高于主反应级 数外的其他反应的转化率、选择性下降。弥补的措施是对反应器进行轴向、径向分割。其二， 固体颗粒磨损严重，大量粉尘带出器外，为后工序留下隐患。其三，因为气泡存在，使气固接 触的相界面降低，气体的单程转化率受到限制。弥补的办法是增加构件，破碎气泡。 c移动床 反应器的固体颗粒（原料、催化剂、惰性物料）在工作过程中是移动的，例如鲁奇、UGI煤 气化炉，此时，煤参与反应：铂重整反应器，固体颗粒为催化剂，随过程进行，催化剂逐渐为 碳覆盖而失活，移动床为催化剂及时再生、循环使用创造了条件。 d气流床 又称携带床、喷流床。固体或液体颗粒很小，约0.04mm,对气流的跟随性良好，在床层 中气固相基本上没有相对运动。这类反应器在干煤粉气化、水煤浆气化、渣油气化中得到广泛 应用。该类反应器有如下主要特点：炉内存在温度分布与浓度分布。温度一般很高，介于 1300℃一1900℃，所以化学反应速率极快，约100ms即可完成，属飞速反应。这意味着，传 递是过程的控制步骤。为提高传递速率，减小颗度是重要途径。炉内流场结构与喷嘴结构及尺 寸、炉膛结构及尺寸、两者间的综合结果或称匹配与工艺条件有密切关系。一般存在射流区、 回流区与管流区。流场结构决定了每个区中可能参与化学反应的组分，也就决定了炉内的化学 反应的区域模型。气流床存在返混，停留时间分布测试表明，其流型较为趋近全混流，对高转 化率的过程（例如气化过程中，碳的转化率均在95%以上）进一步提高转化率带来困难。 B气液相反应器 在气液反应系统中，气体与液体体积比变化较大，当气液比大时，一般气体为连续相，液 体为分散相，此时单位液体具有较大的气液相界面：反之，液体为连续相，气体为分散相，此 时单位液体具有较小的气液相界面。依气液比大小顺序，气液反应器可区分为：喷雾塔、填料 塔、膜式反应器（含降膜反应器、升膜反应器、旋转气掖膜反应器）、板式塔、搅拌釜（槽）、管 式反应器、鼓池塔、气体升液式反应器等。 按气液本征化学反应快慢依次区分为如下类型：瞬时不可逆反应，本征反应速率比扩散 速率大很多倍，反应在液膜内的某个面上完成，不是在一个区间完成：b快反应，它比瞬时反 应的速率要慢，在液膜内的某个区间中完成：c中速反应，它比快速反应稍慢，在液膜与掖相 主体中均有反应：d慢反应，反应主要发生在液相主体中，液膜中反应极少：e极慢反应，反 应完全在液相主体中完成，气膜、液膜的传质阻力已可略而不计，过程属于反应动力学控制。 化工过程研究与开发工作者可能在两种情况下遇到气液反应，一种是用于净化、分离。还 有一种情况则是开发主体，生产某种产品，例如生工、聚合、氯化、氧化、酯化、烷基化。羰（2）反应器型式选择 化学反应工程原理及反应器是化学反应工程学科的主要研究内容，此处仅以列举的方式， 作为化工过程开发反应器型式选择的参考。 A 气固相反应器 这类反应器用得极为广泛。固体或为原料之一，或为催化剂。按固体运动方式，又分为固 定床、流化床、移动床、气流床、回转窑等。 a 固定床。当催化剂为负载型，为防止磨碎与损失，在温度对选择性并不十分敏感的情况 下，多采用固定床反应器。又可按绝热、换热，流体流动方向不同进一步分类。如绝热固定床 反应器、多段换热式(间接——段问采用换热器换热，直接——段间采用原料气或非原料气激 冷或激热)固定床反应器，连续换热式固定床反应器，以及轴向反应器，径向反应器等等。 b 流化床。 与固定床相反，当流体通过床层时，固体颗粒处于悬浮运动状态。加工的对 象可以是固体颗粒，例如矿石焙烧、煤的气化与燃烧；也可以是流体，此时固体为催化剂，例 如，重质油催化裂化、丙烯氨氧化、萘氧化制邻苯二甲酸酐、正丁烷或正丁烯氧化制顺丁烯二 酸酐。流化床有如下优点。其一，可以实现固体物料连续输入和输出，从而为大量固体颗粒再 生、循环使用提供了可能。其二，床层内温度均匀，为抑制对温度敏感的副反应创造了前提； 床层传热系数较大、一般要比固定床大 10 余倍，有利于床层的热量输入、输出。流化床也有 若干缺点：其一，固体颗粒、流体都存在返混现象，使除并联副反应的反应级数高于主反应级 数外的其他反应的转化率、选择性下降。弥补的措施是对反应器进行轴向、径向分割。其二， 固体颗粒磨损严重，大量粉尘带出器外，为后工序留下隐患。其三，因为气泡存在，使气固接 触的相界面降低，气体的单程转化率受到限制。弥补的办法是增加构件，破碎气泡。 c 移动床 反应器的固体颗粒(原料、催化剂、惰性物料)在工作过程中是移动的，例如鲁奇、UGI 煤 气化炉，此时，煤参与反应；铂重整反应器，固体颗粒为催化剂，随过程进行，催化剂逐渐为 碳覆盖而失活，移动床为催化剂及时再生、循环使用创造了条件。 d 气流床 又称携带床、喷流床。固体或液体颗粒很小，约 0.04mm，对气流的跟随性良好，在床层 中气固相基本上没有相对运动。这类反应器在干煤粉气化、水煤浆气化、渣油气化中得到广泛 应用。该类反应器有如下主要特点：炉内存在温度分布与浓度分布。温度一般很高，介于 1300℃一 1900℃，所以化学反应速率极快，约 100ms 即可完成，属飞速反应。这意味着，传 递是过程的控制步骤。为提高传递速率，减小颗度是重要途径。炉内流场结构与喷嘴结构及尺 寸、炉膛结构及尺寸、两者间的综合结果或称匹配与工艺条件有密切关系。一般存在射流区、 回流区与管流区。流场结构决定了每个区中可能参与化学反应的组分，也就决定了炉内的化学 反应的区域模型。气流床存在返混，停留时间分布测试表明，其流型较为趋近全混流，对高转 化率的过程(例如气化过程中，碳的转化率均在 95％以上)进一步提高转化率带来困难。 B 气液相反应器 在气液反应系统中，气体与液体体积比变化较大，当气液比大时，一般气体为连续相，液 体为分散相，此时单位液体具有较大的气液相界面；反之，液体为连续相，气体为分散相，此 时单位液体具有较小的气液相界面。依气液比大小顺序，气液反应器可区分为：喷雾塔、填料 塔、膜式反应器(含降膜反应器、升膜反应器、旋转气掖膜反应器)、板式塔、搅拌釜(槽)、管 式反应器、鼓池塔、气体升液式反应器等。 按气液本征化学反应快慢依次区分为如下类型：a 瞬时不可逆反应，本征反应速率比扩散 速率大很多倍，反应在液膜内的某个面上完成，不是在一个区间完成；b 快反应，它比瞬时反 应的速率要慢，在液膜内的某个区间中完成；c 中速反应，它比快速反应稍慢，在液膜与掖相 主体中均有反应；d 慢反应，反应主要发生在液相主体中，液膜中反应极少；e 极慢反应，反 应完全在液相主体中完成，气膜、液膜的传质阻力已可略而不计，过程属于反应动力学控制。 化工过程研究与开发工作者可能在两种情况下遇到气液反应，一种是用于净化、分离。还 有一种情况则是开发主体，生产某种产品，例如生工、聚合、氯化、氧化、酯化、烷基化。羰