管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續(xù)操作反應器。這種反應器可以很長,如丙烯二聚的反應器管長以公里計。反應器的結(jié)構(gòu)可以是單管,也可以是多管并聯(lián);可以是空管,如管式裂解爐,也可以是在管內(nèi)填充顆粒狀催化劑的填充管,以進行多相催化反應,如列管式固定床反應器。通常,反應物流處于湍流狀態(tài)時,空管的長徑比大于50;填充段長與粒徑之比大于100(氣體)或200(液體),物料的流動可近似地視為平推流。
1、反應物的分子在反應器內(nèi)停留時間相等,反應器內(nèi)任何一點上的反應物濃度和化學反應速度都不隨時間而變化,只隨管長變化。
2、管式反應器的單位反應器體積具有較大的換熱面,特別適用于熱效應較大的反應。
3、由于反應物在管式反應器中返混小,反應速度快,流速快,所以它的生產(chǎn)率高。
4、管式反應器適用于大型化和連續(xù)化的化工生產(chǎn)。
5、和釜式反應器相比較,其返混較小,在流速較低的情況下,其管內(nèi)流體流型接近于理想置換流。
6、反應器內(nèi)各處的濃度未必相等,反應速率隨空間位置而變化;
7、由于徑向具有嚴格均勻的速度分布,也就是在徑向不存在濃度變化,所以反應速率隨空間位置的變化將只限于軸向。
8、理想管式反應器的反應結(jié)果唯—地由化學反應動力學所確定。
9、結(jié)構(gòu)簡單緊湊,強度高,抗腐蝕強,抗沖擊性能好,使用壽命長,便于檢修。