1、引言
毕业实习是每个本科生学习期间一个非常重要的环节，是我们在本科期间接触现场设备、工艺等的一次全面性、系统性的学习的唯一机会。为学生由学校到工厂，由理论到实践之间架起的一座“桥梁”。本次实习是在连云港朋隆香料科技有限公司进行的，该工厂规模不大，主要生产某些香料以及简单合成中间体。实习主要参观学习了化工生产过程中各种反应设备，结合相关书籍资料，增加了我对化工生产企业的了解，掌握了反应设备、工艺流程及其他许多细节方面的知识，更好地巩固了所学相关知识，提高理论与实际的结合程度。
2、化工用反应器设备
化工行业中的工业制造技术一般包括原料纯化、反应制备、反应物的分离和提纯等。化工反应过程复杂，反应物料相态多样化且反应环境相对苛刻。反应器作为化工生产的核心设备，其技术先进程度对化工生产有重要影响，尤其是在化学品制备和工程放大方面。文中介绍化工用反应器的分类、结构、原理、应用及进展等情况。
2.1 反应器分类和基本方程
反应器按结构特征分为管式、釜式和塔式反应器，按操作方法分为间歇、连续和半间歇(半连续)反应器，按物料相态分为均相和非均相反应器，均相反应器又分为气相、液相反应器，非均相反应器分为气-液、气-固、液-液、液-固及气-液-固反应器。
反应器中的化学反应遵循3大基本方程，即物料衡算式、反应动力学方程式和热量衡算式。这3大方程式紧密联系，是描述反应器性能的基本方程。
物料衡算式给出了反应物物质的量浓度或转化率随时间的函数关系，关键组分a的物料衡算式可以表示为:组分a输入量=组分a输出量+组分a转化量+组分a累积量。
热量衡算式表示为：输入热量+反应的热效应=输出热量+累积热量+传给环境的热量。
2.2 常见反应器类型
2.2.1 固定床反应器
通过不动固体物料形成的床层进行反应的装置称为固定床反应器, 其中以气-固相催化反应器为主。
固定床中孔道弯曲、交错，数目、形状不断变化，造成流体在流动过程中不断地分散和混合。在气-固相固定床反应器中，气流分布不均会造成短路，使不同径向位置处的转化率不同，从而降低反应效果。为使气流均布，在装填物料时各部分量要相同，也可通过加稳流装置达到均匀布气的目的。常见的气流分布装置有分布锥、栅板等，也可在入口处设置环形进料口或螺旋形进料装置。
2.2.2 流化床反应器
流体自下而上通过固体颗粒床层，当流体速度增加到一定程度时，颗粒被流体拖起作悬浮运动，这种现象叫固体流态化。利用流态化技术进行化学反应的装置叫流化床反应器。传统流化床反应器的应用始于1922年，经过近100年的发展，流化床反应器以其独特优势在化学工业中得到了广泛应用。
尽管流化床反应器的结构形式很多，但组成大同小异，都是由壳体、气体分布装置、内部构件、换热装置及气固分离装置等组成。
与固定床反应器相比，流化床反应器有以下优点：①所使用的催化剂颗粒较小，催化剂有效系数大。②从传热角度看，由于采用小颗粒催化剂，使得催化剂颗粒间、床层与器壁间的给热系数增大，传热效率高。由于反应处于流态化状态，使床层温度均匀，避免了固定床反应器中的热点现象。③从传质上看，流体和催化剂颗粒处于剧烈搅动状态，气固相界面不断更新，使传质速率加快。④操作方面，反应处于流动状态，从床层中取出颗粒和加入新颗粒都很方便，对于催化剂易失活的反应，操控简捷。
2.3 组合应用
2.3.1 旋流反应器
旋流反应器是一种新型高效化工反应设备，由传统的旋风收尘器与水力旋流器改进而成，当外加一些辅助设备时可用于高温下的两相或三相反应。工作时流体从切线方向进入反应器，在离心力、摩擦力和重力等共同作用下，各组分均沿反应器内壁旋转向下运动，其间各流体组分充分接触并发生反应。最后，密度大的组分从反应器下部排出，密度小的组分则沿反应器的轴向部位逆流而上，从上端排出。流体在旋流反应器中的这种运动过程，使得该设备具有比传统的流化床、固定床等两相或三相反应器更大的优越性。旋流反应器具有结构简单、操作方便、传质性能良好、反应分离同时进行、停留时间短及分离效率高等优点，尤其是处理热敏性物料时更具有无可比拟的优越性。目前在光化学、生物工程和工业领域中的水泥窑外分解、碎屑燃料旋流燃烧、旋涡炉以及沸腾焙烧等均有应用。但由于旋流反应器传递特性的研究涉及化学、流体力学、传热传质等多门学科，难度较大，所以其工作机理研究进展较慢。
目前旋流反应器的研究重点有：①在原有旋风与旋流器基础上，改进结构、优化尺寸，使其更适于化学反应。②水力学特性，如阻力、生产能力、效率的最优化。③反应器的气、液、固三相流动的传热、传质与反应特性，流场与物料关系。
2.3.2 环流反应器
环流反应器综合了鼓泡塔和机械搅拌釜的优良性能,具有反应速度快、结构简单、无机械传动部件以及易于工程放大等优点,是一类高效的气液接触反应设备。环流反应器包括上升管、下降管、气液分离器和底部连接段4部分。
由于上升管和下降管内气含率的不同，因此在两管间产生压差，推动液体在反应器内循环流动。气体从上升管底部或中下部鼓入，气液并流向上，此区具有较高的气含率，气液相间传质主要发生在此区。液体离开上升管后进入气液分离器，实现部分或完全的气液分离，不含气体或含少量气体的液体进入下降管向下流动，通过反应器底部的连接进入上升管，完成一个循环。环流反应器不仅可以应用于常温常压下的反应过程，而且可以用于高温高压的反应过程，环流反应器以其较高的传质速率、良好的多相混合优势，在能源化工、水处理及生物工程等领域发挥着巨大作用。
按流动形式，环流反应器分为内环流、外环流反应器;按导流筒组成，环流反应器分为单级、多级环流反应器;按流体驱动方式，环流反应器分为气升式、喷射式和推进式环流反应器。影响环流反应器反应效率的流体力学参数主要有气含率、环流速率和流型等。
气含率是反应器单位体积内气体占的体积分数，是影响气液相传质速率的重要因素。气速较低时气含率近似呈线性关系，气速较高时气含率随气速增加而增加。液体粘度增加，气含率降低，气含率随系统压力的增加而增加。