反應器安全問題最為復雜，涉及反應器物系配置、投料速度、投料量、升  溫冷卻系統、檢測、顯示、控制系統以及反應器結構、攪拌、安全裝置、泄壓  系統等。

　　反應器是化工生產中的關鍵設備，合理選擇設計好反應器是有效利用原料，  提高收率，減少分離裝置的負荷，節省分離所需的能量，滿足生產要求的一項必  不可少的工作。

　　反應器應該滿足反應動力學要求、熱量傳遞的要求、質量傳遞過程與流體動力學過程的要求、工程控制的要求、機械工程的要求、安全運行要求。

　　反應器的種類很多。按基本結構分類如下。

　　1  管式反應器

　　特點是傳熱面積較大，傳熱系數較高，流體流速較快，因此反應物停留時間短，便于分段控制以創造最適宜的溫度梯度和濃度梯度。此外還有結構簡單、’耐高壓等優點。管式反應器一般用于大規模的氣相反應和某些液相反應，還可用于強烈放熱或吸熱的化學反應。

　　2  釜式反應器

　　特點是可間歇操作也可連續操作，停留時間可長可短，溫度、壓力范圍可高可低，在停止操作時易于開啟進行清理。釜式反應器一般用于有液相參加的化學反應，如液—固、液—液、液—氣、液—固—氣等化學反應。

　　典型的釜式反應器結構如圖3—3所示。主要由以下部件組成。

　　(1)釜體及封頭  提供足夠的反應體積以保證反應物達到規定轉化率所需的  時間，并且有足夠的強度、剛度和穩定性及耐腐蝕能力以保證運行可靠。

　　(2)換熱裝置  有效地輸入或移出熱量，以保證反應過程最適宜的溫度。

　　(3)攪拌器  使各種反應物、催化劑等均勻混合，充分接觸，強化釜內傳熱  與傳質。

　　(4)軸密封裝置  用來防止釜體與攪拌軸之間的泄漏。

圖3-3　反應釜的基本結構

1.電動機；2.傳動裝置；3.人孔；4：密封裝置；5：攪拌器；6，12：夾套直管；7：攪拌器軸承；8：出料管；9：釜底；10：夾套；11：釜體；13：頂蓋；14：加料管

　　3  固定床反應器和流化床反應器

　　其共同特點是氣固相間傳熱、傳質面積大，傳質、傳熱系數高，便于實現過程連續化和自動化。它們之間的區別是停留時間分布和溫度分布不同。固定床與流化床反應器用于氣—固相反應和氣—固相的催化反應。

　　除了以上幾種反應器之外，還有鼓泡式反應器、塔式反應器等。

　　鼓泡反應器主要用于氣—液反應。

　　工藝接管  為滿足工藝要求，設備上開有各種加料口、出料口、視鏡、人孔及測量孔等。其大小和安裝位置均由工藝條件確定。

　　4  反應釜計算

　　根據工藝流程特點確定反應釜的操作方式；收集包括反應物、生成物及其他組分的物性數據；計算依據如生產能力、轉化率、反應時間、裝料系數、溫度、壓力、密度等；物料衡算和熱量衡算；反應釜體積的計算。

　　(1)間歇反應釜的體積可由下式求得：

式中  V_a——反應器的實際體積，m^₃； 

　　 V_c——每晝夜處理物料的體積量，m^₃；

　　r周——生產一個周期的時間，h；包括加熱、反應、卸料及清洗設備等所用的時間；

　　θ——裝料系數，液相反應時，θ一般取0．75～0．8；對易起泡和有氣相參加的反應，θ取0．4—0．5；

　　N _p——生產中實際操作的反應釜臺數。考慮到設備的檢修和生產能力的后備，反應釜實際臺數N＝nN_p；

　　n——設備的安全系數或備用系數，通常在1．05～1．3范圍內，若Np大

　　時，n可以取小些，反之可取大些。

　　(2)連接反應釜的體積計算。若為滿釜操作則有：

　   式中  vn _p——滿釜操作時，每臺設備體積(也是物料所占的體積)，m ³；

　　Vc——每小時處理的物料量，m ³臺；

　　t——物料平均反應時間，h；

　　N_p--滿釜操作設備臺數。同樣，N＝nN_p。

　　若為非滿釜操作，其裝料系數為θ，則每臺設備的體積為：

　　

　　 (3)反應釜直徑D _i與簡體高(長)H的確定。根據釜總體積與筒體高徑比即確定H、D _i的大小。即：

　　

　　式中 Va——每臺反應釜的總體積，m ³；

　　v_封——封頭容積，m ³；先算出D _i，據此D _i化整為公稱尺寸D _i；，由此D _i查手冊，將查得的V_封容積代入上式計算；

　　λ——H/D _i筒高徑比。

　　λ趨于1時，釜型趨于短胖型，釜內液體表面更新容易，適用于間歇反應，這時單位釜容所消耗的鋼材比λ大時要少。

　　λ增大時，釜型趨向細長型，此時單位釜容的夾套傳熱面積相應增大，有利于傳熱。同時，λ增大，對氣體的吸收有利，還可以減少物料返混。但是，λ愈大同一釜容的軸愈長，加工愈難，支承要求也高，攪拌器結構亦復雜不易檢修。

　　由于各種要求不同，所以，高徑比沒有統一的規定。一般高徑比入在1～3之間。