简介

反应器是各种化工设备中关键性的设备，在反应器中不仅发生物理变化，而且发生化学变化，由于它的作用，决定了反应的转化率、产率、副产品的生成量和三废的组成与数量，因此反应器的选型是十分重要的。

多釜串联反应器是化学反应工程中的基本反应器类型，广泛地运用于化学工业。通常活塞流反应器有着较高的转化率，但如物料的粘度大，停留时间要求较长，就需要采用连续搅拌釜式反应器在这种情况下，为了提高反应的推动力，有效办法是采用多釜串联反应器，即将多个反应器用串联的方式连接起来。其结构如图所示。

串联反应器设计基础

设计要求

设计化工反应器要满足下述要求：

（1）化学因素：动力学数据，必须提供达到规定的转化率时反应所需要的停留时间。

（2）传质因素：对于非均相反应，反应过程速率可能是扩散控制，而不是化学动力学控制。

（3）传热因素：反应热的移出和加入。

（4）安全因素：危险的反应物和产品的限制，反应和过程条件的控制。

这些互相联系的有时是互相矛盾的因素使反应器的设计复杂化和困难，然而在许多情况是一个因素占优势，由它决定反应器的型式和设计方法的选择。

反应器设计的基本衡算式

在工业反应器中，发生化学反应时，总是伴随着传质、传热等物理过程。这些物理过程对化学反应速率都有直接的影响。所以设计反应器时，必须综合起来考虑，通常反应器设计的基本方程（或称反应器的数学模型）是由物料衡算式、热量衡算式和化学反应动力学方程式组成。

串联反应器的应用

混合多级串联反应器在草甘膦生产中的应用

草甘膦是有机磷类内吸传导性广谱灭生性除草剂，化学名称为N-（膦酸甲基）甘氨酸，其它名称有农达、镇草宁、膦干酸、草干磷、Roundup、Mon -0573等。草甘膦的使用范围较广泛,是目前农药使用量中最大吨位的一个产品，有着较好的市场前景,但随着国内厂家的增多，其竞争越将激烈，为此提高产品的生产效率、降低成本成为各生产企业竞相研究的重点。

目前，国内草甘膦的生产工艺仍以甘氨酸法为主，占目前国内草甘膦产量的60%以上。在甘氨酸法草甘膦生产工艺中，目前基本上都采用间歇化单反应器生产，有些企业为了扩大规模，采取单纯增加反应器个数，这必然会增大固定资产的投资和操作人员的增加等，不利于成本的竞争。生产率的提高和单位成本的降低（通常总是把它等同于规模经济）主要是来自通过能力在数量上和速度上的增加，而不是工厂或设备在规模上的扩大。因此有研究者通过对混合多级串联反应器设计的初步研究，并将其应用于草甘膦的生产，目的就是使生产连续化，提高生产率，降低产品成本。

结果证明：采用混合多级反应器,实现了生产连续化，不需要专职的作业人员实现单批操作（加料、滴加、保温、出料及伴随的升降温操作），连续化后，只要控制好两种物料的流量，实现连续进料、出料，不需要设置专门的操作人员。采用混合多级串联反应锅,其生产率得到很大的提高。