技术中心
反应设备是化工生产的核心设备，应用广泛，它的形式多种多样，主要的有塔式、管式和釜式，其中釜式占有相当重要的地位， 例如 ， 染料、医药、食品、试剂及合成材料等工业生产中都普遍采用反应釜作为主要反应设备，许多酯化反应、硝化反应、磺化反应以及氯化反应等，都在反应釜中进行。
广义的反应釜实际上是一个罐式容器，有 时也称为反应槽或反应罐，反应釜主要由釜体、釜盖、搅拌器、减速器及密封装置等组成。在反应釜中心位置垂直安装的机械搅拌器，可以使物料充分混匀，并加速反应。反应釜的提底可以是碟形、锥形或圆形 。 多采用碟形底以降低功率消耗，特殊情况下用锥形底。如有固体产物的情况。
典型的釜式反应器主要有以下几部分构成：
（1）壳体结构。壳体是进行化学反应的空间，由筒体和上下封头组成，其容积大小由生产能力和产品的反应要求所决定。
（2） 搅拌装置。搅拌装置由搅拌轴和搅拌器组成，其传动装置一般为电机经减速器、联轴器带动。搅拌装置可以使参与反应的物料搅拌均匀，接触良好，改善传质传热效果，提高反应速率。
（3）密封装置。由于化工过程易燃易爆有毒的特点，多数反应釜一般是密封的，由于搅拌轴是动的，而设备是静止的，在搅拌轴和设备之间必须进行密封，密封装置的作用就是为了保证反应釜内的压力一定，防止物料的泄露或杂质的进人．通常采用的密封方式为填料密封或机械密封。
（4）换热装置。化学反应一般都伴随吸热或放热的热效应，所以在反应釜的内部或外部需设置加热或冷却的换热装置，使反应温度控制在需要的范围内。
反应釜的特点及其应用
釜式反应器结构简单、加工方便，传质传热效率高，温度浓度分布均匀，操作灵活性大，便于控制和改变反应条件，适合于多品种布均匀适合于多品种、小批量生产。几乎所有的合成单元操作（如：氧化、还原、硝化、磺化、卤化、聚合，缩合，烷化，酰化，重氮化，偶合等），只要选择合适的溶剂作为反应介质，都可以在反应釜中进行。
反应釜广泛应用于精细化工反应中和它的特性是分不开的。
( 1）温度易于控制，对于连续操作的反应釜，良好的混合可以使反应速率较低而易于控制。当反应剧烈放热时，反应釜可以消除过热点，间歇操作时，可以设置一个顺序控制系统．将温度作为反应的时间常数从而实现自动调节。
( 2 ）操作的灵活性．可按生产需要进行间歇、半间歇或连续操作。
( 3 ）对于容量大和反应时间长的反应，往往更为经济。
( 4 ）细小的催化剂颗粒能充分悬浮在整个液体反应体系中从而获得有效的接触。
反应釜的操作方式釜式反应器的操作方式非常灵活，可分为间歇、半间歇、连续操作。
（1）间歇操作是将反应物料一次投人釜内，调节温度至反应温度，待反应结束后，取出产物。
这种操作方式的优点是：
采用间歇操作的反应釜操作灵活．易于适应不同操作条件和产品品种适用于小批量，多品种反应时间较长产品，较多的用于产量低，规模小的精细化工生产重。结构简单，容易清洗，只需要反应完成后进行一般清洗即可。
间歇釜的缺点是：
间歇操作的搅拌釜式反应器的生产产能力较小，劳动强度大，装抖， 卸料、清洗等辅助操作消耗 一 定时间，产品品种难以控制，但设备操作简单、使用灵活．投资小，所以在精细化工领域广泛应用。
连续操作
连续操作方式是反应物料连续进人．反应产物连续取出．这样反应器内的物料始终保持不变达到隐定后，反应釜内各点充分混合，组成均匀，且不随时间而变，反应釜出口物料组成和内部相同。
这种操作方式的优点如下：
（1）由于连续操作，釜内各点参数不随时间变化，反应速率也不发生变化，便于将反应控制在条件下反应釜内的温度容易控，不需要频繁进行调节。
（2）这种方式可以进行两相液体逆流反应，互不相容的两个液相进行反应时，密度轻的可以从反应器的底部进入，较重的从上部进入，使两相在逆流接触过程中进行反应。
（3）连续反应器的是生产能力强，操作成本低。因为连续进出料节省了装卸料、清洗时间，劳动强度降低，产品质示容易控制。在重化工领域常常选用这类反应器。在某些需要采用连续反应的精细化工领域也可以选用连续反应器。
采用连续操作的反应釜可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体黏度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜在要求转化率高或有小联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素 ， 为了达到同一工艺条件下的相同转化率，可采用多釜串联反应器。以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。
半连续（半间歇）操作
根据反应特点，反应釜可以采取半间歇（或半连续）操作，半连续操作是指一种原料一次加入。另一种原料连续加入的反应器，其特性介于间歇操作和连续操作之间。如有机硝化反应为剧烈的放热反应 ·，反应物之一硝化酸（硝酸和硫酸的混合物）可以采用连续滴加的方法 ，以控制反应初期的反应速率不至过快。
还有一种半间间歇式反应是对于可逆反应在反应过程中将某一组分不断取出，使该组分在反应体系中维持较低浓度，使反应向正方向移动 。抑制某些副产物的发生，提高主产物的收率 。例如，工业上就采用半间歇反应釜进行酯化反应，丁醇和醋酸在硫酸催化作用下所进行的酯化反应为一级可逆反应，反应进行到一定程度后，要及时将酯化反应生成的水不断除去 ， 反应才可不断向右移动，使醋化产率提高。
反应釜的换热为满足反应过程中加热或冷却的需要，反应釜大多设有传热装置。传热方式、传热结构形式和载热体的选择主要取决于所需控制的温度、反应热、传热速率和工艺上要求等。工业上采用的主要换热方式有以下几种。
1夹套和蛇管换热
当传热速率要求不高并且载热体工作压力低于 600kPa时，常采用夹套传热结构，夹套换热器是包裹在反应釜外面的夹层，换热介质在夹层里通过，如果载热体是液体（水或者油），则从下面进人夹套，从上面出来，这样可以使载热体充满整个夹套；如果载热体是蒸汽，则上进下出，防止蒸汽人口被底部的冷凝水淹没，产生气蚀现象。
夹套换热器的优点是不易堵塞、制作相对简单，因此，反应釜一般都带有夹套．它的缺点是单位换热面积较小，换热而积较难调节。
夹套内通蒸汽时，其蒸汽压力一般不超过 0 . 6MPa 。当反应器的直径大于或者加热蒸汽压力较高时．夹套必须采取加强措施分别用支撑短管加强的“蜂窝夹套”冲压式蜂窝夹套和角钢焊在釜的外壁上的夹套。
蛇管浸没在物料中，热量损失少，且由于蛇管内传热介质流速高．它的给热系数比夹套大很多，单位体积换热面积大且可以根据情况增减。缺点是占据反应内有效体积，对于含有固体颗粒的物料及黏稠的物料，容易引起物料堆积和挂料．影响换热效果好器内有效体积响传热效果。
（二）釜外换热
当反应器的夹套和蛇管传热面积仍不能满足工艺要求，或由于工艺的特殊要求无法在反应器内安装蛇管而夹套的传热而积又不能满足工艺要求时，可以通过泵将反应器内的料液抽出，经过外部换热器换热后再循环回反应器内。对于常压反应，沸点是最容易建立的反应条件，而且物料在沸腾情况下混合良好，所以许多化工生产中，常根据选用溶剂的沸点使反应控制在一定温度下进行，对于这种反应在沸腾下进行活蒸发量大的场合，可以选用回流冷凝式，即反应釜只需要用夹套加热，再配以釜外回流冷凝器即可。
（三）强化传热的途径
增加单位体积传热面积，可以增大热负荷。蛇管与夹套相比，蛇管可以在釜内放置，但是蛇管的安装和清洁都不太方便，必要时才装设。
为了适应各种溶液的腐蚀性，反应釜有时需要做各种材料的衬里，如陶瓷衬里、铅衬里等，应选择传热效果好的衬里。
夹套式无挡板釜中的传热系数约为螺旋管釜内的 65 %，故螺旋管换热优于夹套换热，此外 ，纵向盘管无论是径向流或轴向流，流体总是与加热管垂直，因此可以提高加热表面的湍流程度，使盘管与流体间的传热系数较高．但因釜内安排的换热面积小于蛇管，所以实际生产较少使用。
提高搅拌功率可以提高流体的湍动程度，从而提高传热系数，但是一旦搅拌达到强制对流，搅拌功率再增加，传热系数并没有显著增加，所以，从提高传热系数角度出发，无限制的提高搅拌功率是没有必要的。
在黏滞性液体中使用螺带式和锚式叶轮的乱板，可使功率增加两倍，同时，传热系数也几乎增加两倍，所以在黏性物料中使用刮板来改善传热是有实际意义的。
反应釜的搅拌装置
搅拌在化工生产中的应用非常广泛，精细化工的许多过程都是在有搅拌结构的反应釜中进行的搅拌的目的有以下几个方面：
（1）帮助传质。通过搅拌使互溶的两种活两种以上的液体混合均匀，使不互溶的物质形成乳液活悬浮液。
（2）强化传热。通过搅拌使釜内各处温度均匀，加速物理化学变化过程。
（3）提高反应速率。通过提高传质和传热效果，以及搅拌本身输人的能量使反应物接触更充分从而促进化学反应提高反应速率。
由于不同的生产过程对搅拌程度有不同的要求。对于部分生产过程只要求宏观上搅拌均匀．这样的搅拌任务比较容易达到。而有些生产过程中如两液体的快速反应，不但要求混合物宏观上均匀，而且在小尺寸上也希望获得快速均匀的混合。这就对搅拌操作提出了更高的要求。针对不同的生产过程对搅拌的要求选择恰当的搅拌器特性和操作条件，才能获得的搅拌效果。
搅拌的方法很多，主要有机械搅拌、通气搅拌和罐外循环式搅拌等。
