反應(yīng)設(shè)備與附屬設(shè)備（藥物合成技術(shù)課件）

反應(yīng)器基礎(chǔ)反應(yīng)器基礎(chǔ)（一）反應(yīng)器基礎(chǔ)2.反應(yīng)器基本形式

1.化學(xué)反應(yīng)器的分類化學(xué)反應(yīng)器的分類藥合實(shí)驗(yàn)玻璃儀器

化學(xué)反應(yīng)器按操作方式分類

化學(xué)反應(yīng)器據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分類化學(xué)反應(yīng)器按物料的聚集狀態(tài)分類化學(xué)反應(yīng)器的分類

根據(jù)溫度條件和傳熱方式分類反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)終點(diǎn)的控制包括液相均相與氣相均相。均相包括氣-液相、氣-固相、液-液相、液-固相、氣-液-固相等。非均相化學(xué)反應(yīng)器按物料的聚集狀態(tài)分類均相包括液相均相（如阿司匹林的生產(chǎn)、乙酸丁酯的生產(chǎn)等）與氣相均相（如石油烴管式裂解）。非均相包括氣-液相（如苯的烷基化）、氣-固相（如合成氨）、液-液相（相轉(zhuǎn)移催化劑反應(yīng)）、液-固相（如離子交換）、氣-液-固相（如催化氫化反應(yīng)）等。

按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)不同，反應(yīng)器可分為釜式、管式、塔式、床式反應(yīng)器等化學(xué)反應(yīng)器的分類（2）反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分類(f)流化床(a)釜式(b)管式(c)板式塔(d)填料塔(e)鼓泡塔

化學(xué)反應(yīng)器的分類

釜式反應(yīng)器一種低高徑比的圓筒形反應(yīng)器，器內(nèi)常設(shè)有攪拌（機(jī)械攪拌、氣流攪拌等）裝置優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣泛，投資少，投產(chǎn)容易，可以方便地改變反應(yīng)內(nèi)容。絕大多數(shù)用于有液相參與的反應(yīng)，如：液液、液固、氣液、氣液固反應(yīng)等。缺點(diǎn)：換熱面積小，反應(yīng)溫度不易控制，停留時(shí)間不一致。

根據(jù)操作方式，反應(yīng)器可分為間歇操作反應(yīng)器、連續(xù)操作反應(yīng)器、半連續(xù)操作反應(yīng)器。化學(xué)反應(yīng)器的分類

化學(xué)反應(yīng)器的分類

在反應(yīng)之前將原料一次性加入反應(yīng)器中，直到反應(yīng)達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率，即得反應(yīng)物，通常帶有攪拌器的釜式反應(yīng)器。優(yōu)點(diǎn)：操作彈性大，主要用于小批量生產(chǎn)間歇操作反應(yīng)器化學(xué)反應(yīng)器的分類連續(xù)操作反應(yīng)器

反應(yīng)物連續(xù)加入反應(yīng)器產(chǎn)物連續(xù)引出反應(yīng)器，屬于穩(wěn)態(tài)過程，可以采用釜式、管式和塔式反應(yīng)器

優(yōu)點(diǎn)：適宜于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力較強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定易于實(shí)現(xiàn)自動化操作?；瘜W(xué)反應(yīng)器的分類半連續(xù)操作反應(yīng)器

預(yù)先將部分反應(yīng)物在反應(yīng)前一次加入反應(yīng)器，其余的反應(yīng)物在反應(yīng)過程中連續(xù)或斷連續(xù)加入，或者在反應(yīng)過程中將某種產(chǎn)物連續(xù)地從反應(yīng)器中取出，屬于非穩(wěn)態(tài)過程

優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)不太快，溫度易于控制，有利于提高可逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率根據(jù)溫度條件和傳熱方式分類

根據(jù)溫度條件，反應(yīng)器可分為等溫式和非等溫式反應(yīng)器。根據(jù)傳熱方式，反應(yīng)器可分為絕熱式、外熱式以及蒸發(fā)傳熱式反應(yīng)器。2.反應(yīng)器基本形式（1）間歇操作的攪拌釜這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是物料一次加入，反應(yīng)完畢后一起放出，全部物料參加反應(yīng)的時(shí)間是相同的；在良好的攪拌下，釜內(nèi)各點(diǎn)的溫度、濃度可以達(dá)到均勻一致；釜內(nèi)反應(yīng)物濃度隨時(shí)間而變化，所以反應(yīng)速度也隨時(shí)間而變化。2.反應(yīng)器基本形式（2）連續(xù)操作的管式反應(yīng)器這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是從反應(yīng)器的一端加入反應(yīng)物，從另一端引出反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)物沿流動方向前進(jìn)，反應(yīng)時(shí)間是管長的函數(shù)；反應(yīng)物濃度、反應(yīng)速度沿流動方向逐漸降低，在出口處達(dá)到最低值。管式反應(yīng)器及其濃度變化

2.反應(yīng)器基本形式（3）連續(xù)操作的攪拌釜特點(diǎn)是釜內(nèi)裝有強(qiáng)烈攪拌器，使物料劇烈翻動，反應(yīng)器內(nèi)各點(diǎn)的溫度、濃度均勻一致；物料隨進(jìn)隨出，連續(xù)流動，出口物料中的反應(yīng)物濃度與釜內(nèi)反應(yīng)物濃度相同；在定常狀態(tài)流動時(shí)，釜內(nèi)反應(yīng)物溫度、濃度都不隨時(shí)間而變化，因而反應(yīng)速度也保持恒定不變。連續(xù)操作反應(yīng)釜及其濃度變化

2.反應(yīng)器基本形式（4）多釜串聯(lián)連續(xù)操作例如采用三臺有效容積均為VR/3的釜式反應(yīng)器串聯(lián)連續(xù)操作，以代替一臺有效容積為VR的連續(xù)釜式反應(yīng)器。若兩者的反應(yīng)物初始濃度、終了濃度和反應(yīng)溫度均相同，則三釜串聯(lián)連續(xù)操作時(shí)僅第三臺釜內(nèi)的反應(yīng)物濃度CA3與單釜連續(xù)操作反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物濃度CA相同，而其余二臺的濃度均較之為高。多釜串聯(lián)連續(xù)操作反應(yīng)釜

反應(yīng)器基礎(chǔ)反應(yīng)器基礎(chǔ)（一）反應(yīng)器基礎(chǔ)2.反應(yīng)器基本形式

1.化學(xué)反應(yīng)器的分類化學(xué)反應(yīng)器的分類藥合實(shí)驗(yàn)玻璃儀器

化學(xué)反應(yīng)器按操作方式分類

化學(xué)反應(yīng)器據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分類化學(xué)反應(yīng)器按物料的聚集狀態(tài)分類化學(xué)反應(yīng)器的分類

根據(jù)溫度條件和傳熱方式分類反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)終點(diǎn)的控制包括液相均相與氣相均相。均相包括氣-液相、氣-固相、液-液相、液-固相、氣-液-固相等。非均相化學(xué)反應(yīng)器按物料的聚集狀態(tài)分類均相包括液相均相（如阿司匹林的生產(chǎn)、乙酸丁酯的生產(chǎn)等）與氣相均相（如石油烴管式裂解）。非均相包括氣-液相（如苯的烷基化）、氣-固相（如合成氨）、液-液相（相轉(zhuǎn)移催化劑反應(yīng)）、液-固相（如離子交換）、氣-液-固相（如催化氫化反應(yīng)）等。

按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)不同，反應(yīng)器可分為釜式、管式、塔式、床式反應(yīng)器等化學(xué)反應(yīng)器的分類（2）反應(yīng)器結(jié)構(gòu)分類(f)流化床(a)釜式(b)管式(c)板式塔(d)填料塔(e)鼓泡塔

化學(xué)反應(yīng)器的分類

釜式反應(yīng)器一種低高徑比的圓筒形反應(yīng)器，器內(nèi)常設(shè)有攪拌（機(jī)械攪拌、氣流攪拌等）裝置優(yōu)點(diǎn)：適用范圍廣泛，投資少，投產(chǎn)容易，可以方便地改變反應(yīng)內(nèi)容。絕大多數(shù)用于有液相參與的反應(yīng)，如：液液、液固、氣液、氣液固反應(yīng)等。缺點(diǎn)：換熱面積小，反應(yīng)溫度不易控制，停留時(shí)間不一致。

根據(jù)操作方式，反應(yīng)器可分為間歇操作反應(yīng)器、連續(xù)操作反應(yīng)器、半連續(xù)操作反應(yīng)器?；瘜W(xué)反應(yīng)器的分類

化學(xué)反應(yīng)器的分類

在反應(yīng)之前將原料一次性加入反應(yīng)器中，直到反應(yīng)達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)化率，即得反應(yīng)物，通常帶有攪拌器的釜式反應(yīng)器。優(yōu)點(diǎn)：操作彈性大，主要用于小批量生產(chǎn)間歇操作反應(yīng)器化學(xué)反應(yīng)器的分類連續(xù)操作反應(yīng)器

反應(yīng)物連續(xù)加入反應(yīng)器產(chǎn)物連續(xù)引出反應(yīng)器，屬于穩(wěn)態(tài)過程，可以采用釜式、管式和塔式反應(yīng)器

優(yōu)點(diǎn)：適宜于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力較強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定易于實(shí)現(xiàn)自動化操作。化學(xué)反應(yīng)器的分類半連續(xù)操作反應(yīng)器

預(yù)先將部分反應(yīng)物在反應(yīng)前一次加入反應(yīng)器，其余的反應(yīng)物在反應(yīng)過程中連續(xù)或斷連續(xù)加入，或者在反應(yīng)過程中將某種產(chǎn)物連續(xù)地從反應(yīng)器中取出，屬于非穩(wěn)態(tài)過程

優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)不太快，溫度易于控制，有利于提高可逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率根據(jù)溫度條件和傳熱方式分類

根據(jù)溫度條件，反應(yīng)器可分為等溫式和非等溫式反應(yīng)器。根據(jù)傳熱方式，反應(yīng)器可分為絕熱式、外熱式以及蒸發(fā)傳熱式反應(yīng)器。2.反應(yīng)器基本形式（1）間歇操作的攪拌釜這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是物料一次加入，反應(yīng)完畢后一起放出，全部物料參加反應(yīng)的時(shí)間是相同的；在良好的攪拌下，釜內(nèi)各點(diǎn)的溫度、濃度可以達(dá)到均勻一致；釜內(nèi)反應(yīng)物濃度隨時(shí)間而變化，所以反應(yīng)速度也隨時(shí)間而變化。2.反應(yīng)器基本形式（2）連續(xù)操作的管式反應(yīng)器這種反應(yīng)器的特點(diǎn)是從反應(yīng)器的一端加入反應(yīng)物，從另一端引出反應(yīng)產(chǎn)物；反應(yīng)物沿流動方向前進(jìn)，反應(yīng)時(shí)間是管長的函數(shù)；反應(yīng)物濃度、反應(yīng)速度沿流動方向逐漸降低，在出口處達(dá)到最低值。管式反應(yīng)器及其濃度變化

2.反應(yīng)器基本形式（3）連續(xù)操作的攪拌釜特點(diǎn)是釜內(nèi)裝有強(qiáng)烈攪拌器，使物料劇烈翻動，反應(yīng)器內(nèi)各點(diǎn)的溫度、濃度均勻一致；物料隨進(jìn)隨出，連續(xù)流動，出口物料中的反應(yīng)物濃度與釜內(nèi)反應(yīng)物濃度相同；在定常狀態(tài)流動時(shí)，釜內(nèi)反應(yīng)物溫度、濃度都不隨時(shí)間而變化，因而反應(yīng)速度也保持恒定不變。連續(xù)操作反應(yīng)釜及其濃度變化

2.反應(yīng)器基本形式（4）多釜串聯(lián)連續(xù)操作例如采用三臺有效容積均為VR/3的釜式反應(yīng)器串聯(lián)連續(xù)操作，以代替一臺有效容積為VR的連續(xù)釜式反應(yīng)器。若兩者的反應(yīng)物初始濃度、終了濃度和反應(yīng)溫度均相同，則三釜串聯(lián)連續(xù)操作時(shí)僅第三臺釜內(nèi)的反應(yīng)物濃度CA3與單釜連續(xù)操作反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)物濃度CA相同，而其余二臺的濃度均較之為高。多釜串聯(lián)連續(xù)操作反應(yīng)釜

攪拌釜及附屬設(shè)備（二）攪拌釜及附屬設(shè)備1.攪拌釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用1-攪拌器；2-罐體；3-夾套；4-攪拌軸；5-壓出管；6-支座；7-人孔；8-軸封；9-傳動裝置攪拌釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)釜式反應(yīng)器特點(diǎn)釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、加工方便；釜內(nèi)設(shè)有攪拌裝置,釜外常設(shè)傳熱夾套,傳質(zhì)和傳熱效率均較高;在攪拌良好的情況下,釜式反應(yīng)器可近似看成理想混合反應(yīng)器,釜內(nèi)濃度、溫度均一,化學(xué)反應(yīng)速度處處相等;釜式反應(yīng)器操作靈活,適應(yīng)性強(qiáng),便于控制和改變反應(yīng)條件,尤其適用于小批量、多品種生產(chǎn)。釜式反應(yīng)器在藥品生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。2.釜式反應(yīng)器傳熱裝置

反應(yīng)器的傳熱裝置（a）夾套式；（b）蛇管式；（c）列管式；（d）外部循環(huán)式；（e）回流冷凝式；（f）電加熱式(a)（b）（c）（d）（e）（f）反應(yīng)釜傳熱裝置

釜式反應(yīng)器的傳熱裝置是用傳熱介質(zhì)來加熱或冷卻反應(yīng)物料，使之符合工藝要求的溫度條件的設(shè)備。反應(yīng)釜傳熱裝置傳熱介質(zhì)一般指傳輸熱量的液體或氣體。常用傳熱介質(zhì)1.加熱介質(zhì)2.冷卻介質(zhì)反應(yīng)釜夾套傳熱裝置序號介質(zhì)名稱適用范圍/℃?zhèn)鳠嵯禂?shù)/W/m2℃性能及特點(diǎn)1熱水30～8050～1400優(yōu)點(diǎn)：使用成本低廉，可以用于熱敏性物質(zhì)；缺點(diǎn)：加熱溫度低2低壓飽和蒸汽（表壓小于600kpa）100～1501.7x103～1.2x104優(yōu)點(diǎn)：蒸汽冷凝的潛熱大，傳熱系數(shù)高，調(diào)節(jié)溫度方便；缺點(diǎn)：需要配備蒸汽鍋爐系統(tǒng)，使用高壓管路輸送，設(shè)備投資大。3高壓飽和蒸汽（表壓大于600kpa）150～2004高壓汽－水混合物5導(dǎo)熱油100～25050～175優(yōu)點(diǎn)：可以用較低的壓力，達(dá)到較高加熱溫度，加熱均勻；缺點(diǎn)：需配備專用加熱油爐和循環(huán)系統(tǒng)。6道生油（液體）100～250200～500由26.5%的聯(lián)苯和73.5%的二苯醚組成的混合物，沸點(diǎn)258℃。優(yōu)點(diǎn)：可在較低的蒸汽壓力下獲得較高的加熱溫度，加熱均勻；缺點(diǎn)：需配備專用加熱油爐和循環(huán)系統(tǒng)。7煙道氣300～100012～50優(yōu)點(diǎn)：加熱溫度高；缺點(diǎn)：效率低，溫度不易控制。8熔鹽400～540由40%的NaNO2、53%KNO3、7%NaNO3組成。優(yōu)點(diǎn)：蒸氣壓力低，加熱溫度高，傳熱效果好，加熱穩(wěn)定9電加熱＜500加熱速度快，清潔高效，控制方便，適用范圍廣；缺點(diǎn)：電耗較高，一般僅用于加熱量較小，要求較高的場合。熱介質(zhì)冷卻介質(zhì)序號介質(zhì)及主要設(shè)備適用范圍/℃性能及特點(diǎn)1空氣（空氣冷卻器）10～40優(yōu)點(diǎn)：使用成本低廉，設(shè)備簡單。缺點(diǎn)：冷卻效率低，溫度適用范圍較窄。2冷卻水（循環(huán)水-晾水塔）15～30優(yōu)點(diǎn)：使用成本低廉，設(shè)備簡單，控制方便，是最常用的冷卻劑。缺點(diǎn)：冷卻溫度有限3冷鹽水（溴化鋰?yán)錂C(jī)-7℃水）（螺桿機(jī)-冷鹽水）-15～-20優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，設(shè)備簡單，控制方便缺點(diǎn)：設(shè)備投資較大，需要配備壓縮機(jī)等制冷系統(tǒng)，對管道系統(tǒng)有腐蝕4冷凍機(jī)組（深冷壓縮機(jī)）-10～-60優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，控制方便，能夠達(dá)到很低的溫度。缺點(diǎn)：設(shè)備投資很大，一般會使用破壞臭氧層的氟利昂等制冷劑，在-60℃以下深冷效率降低。5液氮（液氮儲罐）-60或更低優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，控制比較方便，能夠達(dá)到極低的溫度，與使用深冷機(jī)組相比，設(shè)備投資少，清潔無污染。缺點(diǎn)：使用成本較貴，液化氣體有比較大的危險(xiǎn)性。反應(yīng)釜夾套傳熱裝置反應(yīng)釜夾套傳熱裝置3、夾套式換熱器的傳熱系數(shù)較小，傳熱面積又受容器限制，因此，適用于傳熱量不太大的場合。4、為了提高其傳熱性能，可在容器內(nèi)安裝攪拌器，使器內(nèi)液體作強(qiáng)制對流。為了彌補(bǔ)傳熱面積的不足，可在容器內(nèi)加設(shè)蛇管等夾套傳熱特點(diǎn)1、如果傳熱介質(zhì)是水蒸氣，則進(jìn)口管應(yīng)靠近夾套上端，冷凝液從底部排出（上進(jìn)下處）；2、如果傳熱介質(zhì)是液體，則進(jìn)口管應(yīng)安置在底部，液體從底部進(jìn)入，上部流出，使換熱介質(zhì)能充滿整個(gè)夾套（下進(jìn)上出）。課后思考題：夾套式傳熱裝置中，傳熱介質(zhì)都有哪些？它們的進(jìn)出方式有何要求？攪拌釜及附屬設(shè)備（二）攪拌釜及附屬設(shè)備1.攪拌釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)及應(yīng)用1-攪拌器；2-罐體；3-夾套；4-攪拌軸；5-壓出管；6-支座；7-人孔；8-軸封；9-傳動裝置攪拌釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)釜式反應(yīng)器特點(diǎn)釜式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、加工方便；釜內(nèi)設(shè)有攪拌裝置,釜外常設(shè)傳熱夾套,傳質(zhì)和傳熱效率均較高;在攪拌良好的情況下,釜式反應(yīng)器可近似看成理想混合反應(yīng)器,釜內(nèi)濃度、溫度均一,化學(xué)反應(yīng)速度處處相等;釜式反應(yīng)器操作靈活,適應(yīng)性強(qiáng),便于控制和改變反應(yīng)條件,尤其適用于小批量、多品種生產(chǎn)。釜式反應(yīng)器在藥品生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。2.釜式反應(yīng)器傳熱裝置

反應(yīng)器的傳熱裝置（a）夾套式；（b）蛇管式；（c）列管式；（d）外部循環(huán)式；（e）回流冷凝式；（f）電加熱式(a)（b）（c）（d）（e）（f）反應(yīng)釜傳熱裝置

釜式反應(yīng)器的傳熱裝置是用傳熱介質(zhì)來加熱或冷卻反應(yīng)物料，使之符合工藝要求的溫度條件的設(shè)備。反應(yīng)釜傳熱裝置傳熱介質(zhì)一般指傳輸熱量的液體或氣體。常用傳熱介質(zhì)1.加熱介質(zhì)2.冷卻介質(zhì)反應(yīng)釜夾套傳熱裝置序號介質(zhì)名稱適用范圍/℃?zhèn)鳠嵯禂?shù)/W/m2℃性能及特點(diǎn)1熱水30～8050～1400優(yōu)點(diǎn)：使用成本低廉，可以用于熱敏性物質(zhì)；缺點(diǎn)：加熱溫度低2低壓飽和蒸汽（表壓小于600kpa）100～1501.7x103～1.2x104優(yōu)點(diǎn)：蒸汽冷凝的潛熱大，傳熱系數(shù)高，調(diào)節(jié)溫度方便；缺點(diǎn)：需要配備蒸汽鍋爐系統(tǒng)，使用高壓管路輸送，設(shè)備投資大。3高壓飽和蒸汽（表壓大于600kpa）150～2004高壓汽－水混合物5導(dǎo)熱油100～25050～175優(yōu)點(diǎn)：可以用較低的壓力，達(dá)到較高加熱溫度，加熱均勻；缺點(diǎn)：需配備專用加熱油爐和循環(huán)系統(tǒng)。6道生油（液體）100～250200～500由26.5%的聯(lián)苯和73.5%的二苯醚組成的混合物，沸點(diǎn)258℃。優(yōu)點(diǎn)：可在較低的蒸汽壓力下獲得較高的加熱溫度，加熱均勻；缺點(diǎn)：需配備專用加熱油爐和循環(huán)系統(tǒng)。7煙道氣300～100012～50優(yōu)點(diǎn)：加熱溫度高；缺點(diǎn)：效率低，溫度不易控制。8熔鹽400～540由40%的NaNO2、53%KNO3、7%NaNO3組成。優(yōu)點(diǎn)：蒸氣壓力低，加熱溫度高，傳熱效果好，加熱穩(wěn)定9電加熱＜500加熱速度快，清潔高效，控制方便，適用范圍廣；缺點(diǎn)：電耗較高，一般僅用于加熱量較小，要求較高的場合。熱介質(zhì)冷卻介質(zhì)序號介質(zhì)及主要設(shè)備適用范圍/℃性能及特點(diǎn)1空氣（空氣冷卻器）10～40優(yōu)點(diǎn)：使用成本低廉，設(shè)備簡單。缺點(diǎn)：冷卻效率低，溫度適用范圍較窄。2冷卻水（循環(huán)水-晾水塔）15～30優(yōu)點(diǎn)：使用成本低廉，設(shè)備簡單，控制方便，是最常用的冷卻劑。缺點(diǎn)：冷卻溫度有限3冷鹽水（溴化鋰?yán)錂C(jī)-7℃水）（螺桿機(jī)-冷鹽水）-15～-20優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，設(shè)備簡單，控制方便缺點(diǎn)：設(shè)備投資較大，需要配備壓縮機(jī)等制冷系統(tǒng)，對管道系統(tǒng)有腐蝕4冷凍機(jī)組（深冷壓縮機(jī)）-10～-60優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，控制方便，能夠達(dá)到很低的溫度。缺點(diǎn)：設(shè)備投資很大，一般會使用破壞臭氧層的氟利昂等制冷劑，在-60℃以下深冷效率降低。5液氮（液氮儲罐）-60或更低優(yōu)點(diǎn)：冷卻效果好，控制比較方便，能夠達(dá)到極低的溫度，與使用深冷機(jī)組相比，設(shè)備投資少，清潔無污染。缺點(diǎn)：使用成本較貴，液化氣體有比較大的危險(xiǎn)性。反應(yīng)釜夾套傳熱裝置反應(yīng)釜夾套傳熱裝置3、夾套式換熱器的傳熱系數(shù)較小，傳熱面積又受容器限制，因此，適用于傳熱量不太大的場合。4、為了提高其傳熱性能，可在容器內(nèi)安裝攪拌器，使器內(nèi)液體作強(qiáng)制對流。為了彌補(bǔ)傳熱面積的不足，可在容器內(nèi)加設(shè)蛇管等夾套傳熱特點(diǎn)1、如果傳熱介質(zhì)是水蒸氣，則進(jìn)口管應(yīng)靠近夾套上端，冷凝液從底部排出（上進(jìn)下處）；2、如果傳熱介質(zhì)是液體，則進(jìn)口管應(yīng)安置在底部，液體從底部進(jìn)入，上部流出，使換熱介質(zhì)能充滿整個(gè)夾套（下進(jìn)上出）。課后思考題：夾套式傳熱裝置中，傳熱介質(zhì)都有哪些？它們的進(jìn)出方式有何要求？攪拌器攪拌器用途(1)使物料均勻混合互溶液體乳濁液懸浮液泡沫液(2)強(qiáng)化傳質(zhì)(3)強(qiáng)化傳熱提高對流傳熱系數(shù)增大相際接觸面積降低液膜阻力攪拌的目的與分類分類(1)氣流攪拌(2)機(jī)械攪拌適用范圍廣

氣體鼓泡優(yōu)點(diǎn)：腐蝕性、高溫高壓缺點(diǎn)：不適合高粘度流體攪拌的目的與分類1.常用的攪拌器類型（1）漿式攪拌器(a)平漿式(b)斜漿式(c)多斜漿式漿式攪拌器旋轉(zhuǎn)直徑為釜徑的0.35~0.8倍常用轉(zhuǎn)速為1~100rpm葉端圓周速度為1~5m

s-1（1）漿式攪拌器

(a)平漿式(b)斜漿式

槳葉可分成24°、45°、或60°傾角軸向和徑向運(yùn)動可用于簡單的固液懸浮槳式攪拌器的徑向攪拌范圍大，可用于較高粘度液體的攪拌。(c)多斜漿式釜內(nèi)液位較高時(shí)切向和徑向運(yùn)動（2）框式和錨式攪拌器

(a)錨式(b)框式旋轉(zhuǎn)直徑可達(dá)釜徑的0.9~0.98倍，轉(zhuǎn)速n=1～100rpm2.框式和錨式攪拌器

一般在層流狀態(tài)下操作主要使液體產(chǎn)生水平環(huán)向流動基本不產(chǎn)生軸向流動在槳上增加橫梁和豎梁錨式和框式攪拌器常用于中、高粘度液體的攪拌難以保證軸向混合均勻特點(diǎn)與應(yīng)用:（3）推進(jìn)式攪拌器

葉輪直徑一般為釜徑的0.2~0.5倍,常用轉(zhuǎn)速為100～500rpm，葉端圓周速度可達(dá)5～15m

s-1。

（3）推進(jìn)式攪拌器總體循環(huán)流動

軸向分速度:切向分速度:總體循環(huán)流動,起到混合液體的作用使釜內(nèi)液體產(chǎn)生圓周運(yùn)動,不利于液體的混合（3）推進(jìn)式攪拌器常用于低粘度(<2Pa

s)液體以及固液比較小的懸浮、溶解等過程。特點(diǎn)與應(yīng)用:液體循環(huán)量較大湍動程度不高總體流動沖向釜底適合于大尺寸的調(diào)勻有利于固體顆粒的懸?。?）渦輪式攪拌器

(a)直葉圓盤葉輪(b)彎葉圓盤葉輪直葉渦輪彎葉渦輪

（4）渦輪式攪拌器總體循環(huán)流動使液體以很高的絕對速度沿徑向流出，流向壁面，形成上、下兩條回路流入攪拌器使釜內(nèi)液體產(chǎn)生圓周運(yùn)動,不利于液體的混合軸向分速度:切向分速度:液體循環(huán)量較大湍動程度高適合于小尺寸均勻常用于低粘度和中等粘度的液體攪拌流體有兩個(gè)回路不利于易分層的物料特點(diǎn)與應(yīng)用:

2.提高攪拌效果的措施（1）打旋現(xiàn)象

危害:各層液體之間幾乎不發(fā)生軸向混合，當(dāng)物料為多相體系時(shí)，還會發(fā)生分層或分離現(xiàn)象。攪拌效率下降（2）提高攪拌效果的措施裝設(shè)擋板目的：破壞釜內(nèi)的圓周運(yùn)動釜內(nèi)液面的下凹現(xiàn)象基本消失對軸向和徑向流動無影響提高了混合效果作用：（2）提高攪拌效果的措施偏心安裝

目的：破壞循環(huán)回路的對稱性圖3-16攪拌器的垂直偏心安裝（2）提高攪拌效果的措施設(shè)置導(dǎo)流筒

既提高了循環(huán)流量和混合效果，又有助于消除短路與流動死區(qū)。設(shè)備選型設(shè)備選型1．設(shè)備的主要參數(shù)選擇(l)生產(chǎn)率設(shè)備的生產(chǎn)率一般用設(shè)備單位時(shí)間(分、時(shí)、班、年)的產(chǎn)品產(chǎn)量來表示。設(shè)備生產(chǎn)率要與企業(yè)的經(jīng)營方針、工廠的規(guī)劃、生產(chǎn)計(jì)劃、運(yùn)輸能力、技術(shù)力量、勞動力以及原材料供應(yīng)等相適應(yīng)，不能盲目要求生產(chǎn)率越高越好，否則生產(chǎn)不平衡，服務(wù)跟不上，不僅不能發(fā)揮全部效果反而造成損失。(2)工藝性機(jī)器設(shè)備最基本的一條是要符合產(chǎn)品工藝的技術(shù)要求，把設(shè)備滿足生產(chǎn)工藝要求的能力叫工藝性。2．設(shè)備的可靠性和維修性(l)設(shè)備的可靠性可靠性是保持和提高設(shè)備生產(chǎn)率的前提條件。選擇設(shè)備可靠性時(shí)要求使其主要零部件平均故障間隔期越長越好，具體的可以從設(shè)備設(shè)計(jì)選擇的安全系數(shù)、冗余性設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、元器件穩(wěn)定性設(shè)計(jì)、安全性設(shè)計(jì)和人-機(jī)因素等方面進(jìn)行分析。(2)設(shè)備的維修性

對設(shè)備的維修性可從以下幾方面衡量：①設(shè)備的技術(shù)圖紙、資料齊全。②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。③結(jié)構(gòu)的簡單性。④標(biāo)準(zhǔn)化、組合化原則。⑤結(jié)構(gòu)先進(jìn)。⑥狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷能力。⑦提供特殊工具和儀器、適量的備件或有方便的供應(yīng)渠道。3．設(shè)備的安全性和操作性(1)設(shè)備的安全性安全性是設(shè)備對生產(chǎn)安全的保障性能，即設(shè)備應(yīng)具有必要的安全防護(hù)設(shè)計(jì)與裝置，以避免帶來人、機(jī)事故和經(jīng)濟(jì)損失。在設(shè)備選型中，若遇有新投入使用的安全防護(hù)性元部件，必須要求其提供實(shí)驗(yàn)和使用情況報(bào)告等資料。(2)設(shè)備的操作性設(shè)備的操作性屬人機(jī)工程學(xué)范疇內(nèi)容，總的要求是方便、可靠、安全，符合人機(jī)工程學(xué)原理。通常要考慮的主要事項(xiàng)如下：①操作機(jī)構(gòu)及其所設(shè)位置應(yīng)符合勞動保護(hù)法規(guī)要求，適合一般體型的操作者的要求。②充分考慮操作者生理限度，不能使其在法定的操作時(shí)間內(nèi)承受超過體能限度的操作力、活動節(jié)奏、動作速度、耐久力等。③設(shè)備及其操作室的設(shè)計(jì)必須符合有利于減輕勞動者精神疲勞的要求。4．設(shè)備的環(huán)保與節(jié)能在設(shè)備選型時(shí)必須要求其噪聲、振動頻率和有害物排放等控制在國家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍內(nèi)。設(shè)備的能源消耗是指其一次能源或二次能源消耗。通常是以設(shè)備單位開動時(shí)間的能源消耗量來表示。5．設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性設(shè)備選型時(shí)要考慮的經(jīng)濟(jì)性影響因素主要有：①初期投資；②對產(chǎn)品的適應(yīng)性；③生產(chǎn)效率；④耐久性；⑤能源與原材料消耗；⑥維護(hù)修理費(fèi)用等。知識拓展知識拓展（