Mode d'échange de chaleur du réacteur à cuve sous pression

Selon les conditions d'échange de chaleur dans le processus de réaction, le réacteur peut être divisé en : réacteur isotherme, un réacteur idéal dans lequel la température du système de réactifs est égale partout. L'effet thermique de la réaction est faible, ou l'échange de chaleur entre le matériau de réaction et le caloporteur est suffisant, ou le réacteur avec un retour de chaleur important dans le réacteur peut être considéré approximativement comme un réacteur isotherme.

Un réacteur adiabatique est un réacteur idéal dans lequel la zone réactionnelle n'a pas d'échange de chaleur avec l'environnement. Les réacteurs industriels de grande taille sans dispositif d'échange thermique dans la zone réactionnelle peuvent être considérés comme des réacteurs approximativement adiabatiques lorsque l'échange thermique avec l'extérieur est négligeable. Réacteur non isotherme non adiabatique Réacteur qui échange de la chaleur avec le monde extérieur et qui a un retour de chaleur dans le réacteur, mais qui n'atteint pas les conditions isothermes, comme un réacteur tubulaire à lit fixe.

L'échange de chaleur peut être effectué dans la zone de réaction, telle qu'une cuve agitée pour l'échange de chaleur à travers une chemise, ou dans une zone de réaction, telle qu'un réacteur à plusieurs étages pour l'échange de chaleur entre les étages. Il se réfère principalement à la température de fonctionnement et à la pression de fonctionnement du réacteur. La température est un facteur sensible affectant le processus de réaction, et une température de fonctionnement ou une séquence de température appropriée doit être sélectionnée pour que le processus de réaction se déroule dans des conditions optimales. Par exemple, pour les réactions exothermiques réversibles, la séquence de température doit d'abord être élevée puis faible pour tenir compte à la fois de la vitesse de réaction et du taux de conversion à l'équilibre.

Le réacteur peut fonctionner sous pression normale, sous pression accrue ou sous pression négative (vide). Le réacteur sous pression est principalement utilisé pour le processus de réaction impliquant du gaz. L'augmentation de la pression de fonctionnement est propice à l'accélération de la réaction en phase gazeuse. Pour la réaction réversible en phase gazeuse avec un nombre total de moles réduit, le taux de conversion à l'équilibre peut être amélioré, comme l'ammoniac synthétique et le méthanol synthétique. L'augmentation de la pression de fonctionnement peut également augmenter la solubilité du gaz dans le liquide, de sorte que de nombreux procédés de réaction en phase gaz-liquide et procédés de réaction en phase gaz-liquide-solide utilisent un fonctionnement sous pression pour augmenter la vitesse de réaction, comme l'oxydation du p-xylène.