Требования, предъявляемые к реакторам
Важным требованием является
ремонтопригодность
промышленных реакторов, определяющаяся простотой конструкции, доступностью внутренних деталей и возможностью их ремонта и замены.
Выбор конструкции реактора
Внешние формы и конструкционные особенности промышленных реакторов определяются следующими показателями химического процесса:
1. Агрегатным состоянием реагирующей системы и их свойствами. Реакторы наиболее простой конструкции используются в случае гомогенных газо- или жидкофазных систем. Более сложны реакторы для гетерогенных процессов, особенно при наличии твердых компонентов.
Выбор конструкции реактора
2. Требуемой интенсивностью контакта фаз.
В гетерогенных процессах химическое превращение, как правило, протекает в одной из фаз и повышение интенсивности контакта фаз усиливает массообмен и ускоряет химическое превращение в результате увеличения концентрации компонентов в соответствующей фазе.
В случае межфазного химического превращения (катализ на твердом катализаторе, обжиг и т.д.) при увеличении поверхности контакта фаз непосредственно ускоряется процесс.
Необходимая интенсивность контакта фаз определяет конструкцию смесителей в реакторе.
Выбор конструкции реактора
3. Режимными параметрами процесса. При высоких температуре и давлении резко повышаются требования к жаропрочности материала и механической прочности корпуса реактора. Необходимость утолщения корпуса часто ограничивает диаметр реактора.
Выбор конструкции реактора
4. Тепловым эффектом реакции и требуемой интенсивностью теплообмена.
Необходимость компенсации теплового эффекта обусловливает включение в состав реактора теплообменных устройств, что серьёзно осложняет его конструкцию.
Выбор конструкции реактора
5. Коррозионной агрессивностью компонентов, осложняющей подбор материала реактора и обусловливающей необходимость футеровки.
6. Взрыво- и пожароопасностью процесса, требующей снабжение реактора защитными устройствами, препятствующими распространению пламени (огнепреградители, водные затворы) и превышению давления (обратные клапаны и предохранительные разрывные мембраны и т.д.)
Классификация промышленных реакторов
По способу организации процессы подразделяют на периодические и
непрерывные.
В реакторе периодического действия все этапы процесса проводятся последовательно, и загрузка и выгрузка не совпадают по времени. Между отдельными реакционными циклами в периодическом реакторе осуществляются вспомогательные операции, вследствие чего снижается его производительность.
В реакторе непрерывного действия все этапы процесса осуществляются параллельно, одновременно, поэтому непроизводительные затраты времени отсутствуют.
Классификация промышленных реакторов
По фазовому составу реакционной смеси
подразделяют реакторы для гомогенных и для гетерогенных процессов. Особо выделяют реакторы для гетерогенно- каталитических процессов.
Классификация промышленных реакторов
По гидродинамической обстановке в реакционной зоне реакторы подразделяют на
реакторы смешения и вытеснения.
Для реакторов смешения характерна выравненность всех параметров процесса по объему реакционной зоны, что достигается наличием специального перемешивающего устройства.
В реакторах вытеснения реакционная смесь перемещается по реакционной зоне от входа к 
выходу практически без перемешивания.
Перемешивание в таких реакторах имеет лишь локальный характер и вызывается возможной неравномерностью распределения скорости потока и завихрениями из-за конструктивных особенностей реактора.
Классификация промышленных реакторов
По организации тепловых потоков реакторы подразделяют на изотермические, адиабатические и с частичным теплообменом.
В изотермическом реакторе тепловой эффект реакции полностью компенсируется за счет теплообмена с внешней средой.
В адиабатическом реакторе реакционное тепло компенсируется изменением температуры выходящего потока.
Реакторы с частичным теплообменом занимают промежуточное положение – это реакторы, в которых часть реакционного тепла компенсируется путем теплообмена с внешней средой, остальная часть - изменяет температуру выходящего потока.