
【化】 tubular reactor
canal; duct; fistula; guarantee; meatus; pipe; tube; wind instrument
【化】 pipe; tube
【醫】 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
【醫】 F.; feature; formula; Ty.; type
reactor
【醫】 reactor
管式反應器(tubular reactor)是化工領域中一種以長管狀結構為特征的連續流動反應裝置。其英文術語"tubular reactor"在《化學工程術語詞典》中被定義為:"A reactor consisting of one or more tubes in which reactants flow continuously while undergoing chemical transformations" 。該設備的長徑比通常大于30:1,采用不鏽鋼、哈氏合金或石英等材質制成管體,適用于高溫高壓的工業化生産環境。
在操作特性方面,管式反應器遵循平推流(plug flow)原理,物料停留時間分布均勻,這一流體力學特征在《化學反應工程》(Levenspiel, O. 1999)中有詳細數學推導,其設計方程可表示為: $$ frac{dX}{dV} = frac{-rA}{F{A0}} $$ 式中X為轉化率,V為反應器體積,$-rA$為反應速率,$F{A0}$為初始摩爾流量。這種流動特性使其特别適合快速反應和熱敏性物料的處理,美國化學工程師協會(AIChE)技術報告指出,超過78%的石油裂解裝置采用此類反應器結構 。
工業應用涵蓋三大領域:①石油化工中的烴類裂解(如乙烯生産),②制藥行業的連續合成工藝,③食品加工的巴氏殺菌系統。德國化工協會(DECHEMA)2019年白皮書顯示,現代甲醇合成裝置中管式反應器的能效比傳統釜式反應器提升約40% 。設備通常配備夾套或盤管式傳熱結構,英國化學工程師學會(IChemE)的操作指南強調,其傳熱系數可達200-500 W/(m²·K),特别適用于強放熱反應控制 。
管式反應器是一種管狀、長徑比極大的連續操作反應裝置,廣泛應用于化工、石油、制藥等行業。以下從定義、結構、分類、特點及應用等方面進行詳細說明:
管式反應器以管道為主體結構,長度可達數公裡(如聚乙烯生産)。其核心特征包括:
主要包含四部分():
根據布局形式分為():
如需更詳細的技術參數或案例,可參考、4中的工程實例說明。
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