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化學反應工程實驗裝置的操作流程

更新時間:2018-04-25  |  點擊率:1970
  化學反應工程實驗裝置的批式反應器又名分批式反應器,批次反應器或間歇反應器。此類型反應器的操作方式顧名思義就是以批次為單位,將反應原料分批次加入反應器中進行反應,待反應完成或是到到達預定時間,得到所需的轉化率后,停止反應,同時將所有產品取出,并在下一批次操作前,視情況將反應器的內部進行清理,即完成這一批次的操作流程。特點是所有的操作流程都是以分批方式進行,因此在每一批次的反應過程中均不受前后批次操作的影響。在反應系統方面,批式反應器zui常用于液相反應,固相及液-固混合相也適用,但氣相反應則較不適合,因為其所能處理的量少,而且反應過程中操作不易,只有在像是氣體成分分析時,樣品量少且需要數據的情況下,才會使用精密的批式反應裝置(如氣相層析儀)來進行分析,一般在處理大量氣體反應時,則大多以連續式反應器為主。操作過程中包含進料、卸料以及清理設備等步驟,有相當長的非反應時間以及勞動力需求,因此,批式反應器通常應用于規模與產量較小的產業,如食品、藥品、精密化學品等產品的制造。
 
 
  化學反應工程實驗裝置一般于實驗室中所使用的反應器,通常體積較小而且結構簡單,例如在實驗室僅需一個燒杯、一支試管即可進行一項簡單的化學反應,而在工業上所使用的反應器,通常體積巨大、結構復雜,同時又不單單只進行化學反應,內部除了反應過程之外常伴隨質傳、熱傳、物料輸送等工業程序。在化工生產中,反應器是相當重要的生產設備,約占生產設備總投資額的15-20%,并可依不同的生產流程與操作條件,調整反應器的規格與形式,舉凡如煉油廠的輕油裂解爐、煉鋼廠的高爐、塑膠工廠的聚合反應器、制藥廠的藥物合成裝置、釀酒廠的酒精發酵槽等,均是反應器的應用。
 
  化學反應工程實驗裝置是將一個或數個物質經由化學變化轉變為另一種物質的過程。反應器則是借由控制化學反應的進行,將原先不具有經濟價值的原料轉變為商業化的產品,是化工生產中的核心設備之一,其性能優劣會直接影響整個生產流程。因此,設計一個具穩定生產、低耗能,同時又具備安全與環保的反應器即是化學工程師的主要任務。當原料在反應器內進行反應時,除了化學變化之外,也會伴隨著一些物理變化的產生(如溫度、濃度變化),兩者在操作過程中會交互影響,影響zui終產率、設備穩定度、操控難度等。這些問題在尺度較小而且簡易的實驗室反應器中較不顯著,但在規模較大的工業反應器中往往會造成大量的工程問題,所以了解化學反應相關的基本理論即是反應器設計的重點之一,其中包含化學動力學、反應機構、化學平衡、反應速率方程式、物理相態(固態、液態、氣態)、吸(放)熱反應、催化劑等理論。
 
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