间歇式反应器.ppt

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1、第三章间歇式反应器第一节概述一、反应器类型反应、分离、制剂构成了药品生产的主要工艺过程。原料在反应器内进行反应，通过分离等方法获得原料药，原料药经过一定的制剂工艺(如混合、造粒、干燥、压片、包衣、包装等)即成为出厂的药品。其中，反应是整个生产工艺过程的核心，而反应器则是反应过程的核心设备。反应器的类型很多，特点不一，为便于分析研究各种反应器的性能、基本原理和工艺设计等问题，需将反应器进行科学的分类。常用的分类方法如下：⑴按几何形状分立式搅拌反应锅管式反应器卧式反应器塔式反应器固定床反应器流化反应器

2、喷射反应器泵式反应器⑵按传热方式分类①间壁传热特点：反应物与传热剂通过间壁传热图适用场合：反应物不能与传热剂直接接触，温度控制较严格。控制温度的方法：传热剂的流量、温度和压力。如：夹套传热、蛇管传热、电热、列管传热等。②直接传热特点：反应物直接与传热剂接触图适用场合：反应物允许接触传热剂，要求快速升温或降温。控制温度的方法：传热剂的用量及温度。如：直接蒸汽加热、直接加水冷却等。③蒸发传热特点：靠蒸发性反应物或反应介质（如溶剂）的蒸发移除热量。适用场合：在沸腾下进行的化学反应。控制温度的方法：沸点温

3、度、气相压力。如：通过回流冷凝器除热。④绝热型特点：靠进料的显热及反应热维持一定的温度变化。适用场合：反应热不太大的情况下，允许温度在一定范围变化的场合。控制温度的方法：进料的温度、流速。如：乙烯水合制乙醇的绝热固定床反应器。当反应器内部不能设置传热构件时，或需要强化传热速率时，常常采用外循环传热方式，外部热交换器常用列管式或螺旋板式的。均相：无相间界面，反应速率仅与温度、浓度有关。气相—管式均液相—锅式、管式、喷射器型非均相：过程的速率与温度、浓度、相间传质速率均有关。气-液相—锅式、塔式、管式

4、液-液相—锅式、列管式气-固相—沸腾床、固定床、锅式液-固相—锅式气-液-固相—锅式、塔式、流化床固-半固相—球磨机型、螺杆型、卧式带钢球的锅式⑶按反应物相态分⑷按操作方式分①间歇操作（也称分批操作）反应器②连续操作反应器③半连续操作（或称半间歇操作）反应器：原料与产物只要其中的一种为连续输入或输出，而其余则为分批加入或卸出的操作。a.常用反应器：锅式、塔式b.操作特征：半连续反应器中的反应物系组成必然随时间而改变，也随反应器内的位置而改变。c.适用场合：改变连续流动物料的加料速度，可调节反应速率

5、。第三章间歇式反应器二、间歇式反应器1.间歇操作：参与反应的物料一次性投入反应器，反应完毕后产物又一次性卸出的操作过程（或称分批操作）。间歇反应器：用于间歇操作的反应器。2.操作特点：反应器内的工艺参数（温度、压力、反应物的浓度等）随时间而变；操作过程的灵活性大，便于改变工艺条件和更换产品。3.使用场合：反应速率较慢，热效应较小，生产规模不大的场合，以及多品种的生产和工艺条件变化复杂的场合。在制药工业中应用较广。4.间歇式反应器的类型从几何形式上看：常用锅式（釜式）反应器，也有用管式和塔式反应器的

6、。从所处理物料的相态上来看，有：*对于气—液相反应器要采用能形成液膜或鼓泡的装置；液—液及液—固相反应器（甚至固相）要有搅拌装置；液—固相反应常用塔式反应器，将固体物料做成固定床，使液体物料通过床层，因此要装液体喷淋装置。如：混酸的硝化过程即是液—液非均相反应，硝化反应同时在两相内进行，但在酸相内反应速度比在有机相中的速度大好几倍，当相接触面小时，总反应速度会显著下降。为了扩大流体两相间的接触面积，通常在反应器内装有高效搅拌器，在急剧搅拌下，使液滴分散的很细，大大增加两相间的接触面积，同时由于各相

7、内所形成的湍流而强化传质过程。制药工业属于精细有机合成工业，其产量小、规模一般较小，因此大多采用间歇操作，所用反应器常为带搅拌装置的锅式反应器（间歇式反应器）。5.典型搅拌反应锅的结构这类设备的化工零部件国内已标准化，可参见《化工设备设计手册》第一分册（材料与零部件）。主要由以下部分组成：⑴锅的主体⑷轴密封装置⑵换热装置⑸传动装置⑶搅拌装置⑹工艺接管锅式反应器的特点及应用1、特点：结构简单、加工方便、传质效率好、温度分布均匀、便于控制和改变反应条件、操作上灵活性较大，适合于多品种、小批量生产。2、

8、应用：从反应物料看：它能够适应于各种不同相态组合的反应物料。如：均液相、非均液相、液—固相、气—液相等从反应类型看：它几乎适用于所有有机合成的单元操作。如：氧化、还原、硝化、磺化、卤化、缩合、聚合、烷化、酰化、重氮化、偶合等。3、缺点：设备生产效率低，间歇操作的辅助时间有时占的比例较大，特别是压热釜的操作，升温和降温所占的时间长。若采用连续操作，由于返混效应，要求达到与间歇操作相同转化率时，需要更大的反应体积。由于间歇操作劳动生产率低，大吨位产品常常需要多个反应锅同时操作。4、结构