第三节   化学反应器设计

化学反应器是制备化学药物的主要设备，通常又称为反应釜或反应罐、反应锅。

一、立式搅拌反应器的结构

（一）结构特点与应用

立式搅拌反应器主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐及其附属装置组成，如图18-16.是广泛用于气-液相、液-液和液-固相反应的一种标准釜式反应器。标准釜一般为椭圆形，其结构简单，加工方便，操作灵活性大，适合于多品种，小批量生产。

（二）搅拌装置

化学反应器中的搅拌装置也包括传动装置、搅拌轴和搅拌桨。

桨式搅拌浆、涡轮式、推进式、框式和锚式、螺带式和螺杆式。

二、 化学反应器的设计要点

（一）确定反应器的体积和数量

 VR=VT/24nφ

式中：VR为反应釜体积，m3；V为物料处理量，m3/h；T为每生产周期所需时间，h；n为反应器的台数，φ为装料系数，一般取0.7~0.85，对易发泡或沸腾反应液取0.4~0.5。每生产周期所需时间T=T1+T2 。

T1为物料达到要求转化率所需反应时间，T2为辅助生产时间，包括加料预热、冷却、卸料、洗涤、烘干等。

（二）传热面积计算

 A=Q/K△t

式中△t为传热两侧流体间平均温度差，K；Q为反应时所需热量传递的热量，W；K为传热系数，W/(m2.K)；A为所需传热面积，m2。

v对于一定体积的反应釜，传热面积固定不变。当计算所需的传热面积大于反应釜实际所具有传热面积时，则需按要求增加蛇管换热器以保证传热要求。

（三）反应时间

 v反应时间取决于反应速率，反应速率就跟物料浓度、温度有关系，由化学反应动力学进行计算