
【化】 tubular reactor
canal; duct; fistula; guarantee; meatus; pipe; tube; wind instrument
【化】 pipe; tube
【医】 canal; canales; canalis; channel; duct; ductus; salpingo-; salpinx
syringo-; tuba; tube; tubi; tubing; tubo-; tubus; vas; vaso-; vessel
ceremony; formula; model; pattern; ritual; style; type
【化】 expression
【医】 F.; feature; formula; Ty.; type
reactor
【医】 reactor
管式反应器(tubular reactor)是化工领域中一种以长管状结构为特征的连续流动反应装置。其英文术语"tubular reactor"在《化学工程术语词典》中被定义为:"A reactor consisting of one or more tubes in which reactants flow continuously while undergoing chemical transformations" 。该设备的长径比通常大于30:1,采用不锈钢、哈氏合金或石英等材质制成管体,适用于高温高压的工业化生产环境。
在操作特性方面,管式反应器遵循平推流(plug flow)原理,物料停留时间分布均匀,这一流体力学特征在《化学反应工程》(Levenspiel, O. 1999)中有详细数学推导,其设计方程可表示为: $$ frac{dX}{dV} = frac{-rA}{F{A0}} $$ 式中X为转化率,V为反应器体积,$-rA$为反应速率,$F{A0}$为初始摩尔流量。这种流动特性使其特别适合快速反应和热敏性物料的处理,美国化学工程师协会(AIChE)技术报告指出,超过78%的石油裂解装置采用此类反应器结构 。
工业应用涵盖三大领域:①石油化工中的烃类裂解(如乙烯生产),②制药行业的连续合成工艺,③食品加工的巴氏杀菌系统。德国化工协会(DECHEMA)2019年白皮书显示,现代甲醇合成装置中管式反应器的能效比传统釜式反应器提升约40% 。设备通常配备夹套或盘管式传热结构,英国化学工程师学会(IChemE)的操作指南强调,其传热系数可达200-500 W/(m²·K),特别适用于强放热反应控制 。
管式反应器是一种管状、长径比极大的连续操作反应装置,广泛应用于化工、石油、制药等行业。以下从定义、结构、分类、特点及应用等方面进行详细说明:
管式反应器以管道为主体结构,长度可达数公里(如聚乙烯生产)。其核心特征包括:
主要包含四部分():
根据布局形式分为():
如需更详细的技术参数或案例,可参考、4中的工程实例说明。
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