化學(xué)反應(yīng)過程和反應(yīng)器是化工生產(chǎn)流程中的中心環(huán)節(jié)，一個(gè)化工生產(chǎn)流程往往是圍繞反應(yīng)過程展開的。相對(duì)而言，化工生產(chǎn)流程中的單元操作如熱交換、蒸餾、吸收和干燥等，只涉及物理變化，其設(shè)計(jì)計(jì)算理論較為成熟，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較為豐富；而在反應(yīng)器中，傳熱、傳質(zhì)等物理變化和化學(xué)反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，反應(yīng)結(jié)果也是這些變化共同作用的結(jié)果，因此，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)也需要將化學(xué)反應(yīng)和傳遞過程相結(jié)合。反應(yīng)器設(shè)計(jì)所依據(jù)的是化學(xué)反應(yīng)工程理論，是化學(xué)反應(yīng)工程理論的實(shí)際應(yīng)用。由于化學(xué)反應(yīng)的多樣性，反應(yīng)器設(shè)計(jì)往往較多地倚重研究試驗(yàn)工作。

 反應(yīng)器按結(jié)構(gòu)大致可分為管式、釜式、塔式、固定床和流化床等類型。它們的型式與特性見表。由于每種反應(yīng)均有其自身的特點(diǎn),選型時(shí)需要結(jié)合反應(yīng)器的特性進(jìn)行綜合分析,做出合理選擇。

 一、管式反應(yīng)器

 一種呈管狀、長(zhǎng)徑比很大的連續(xù)操作反應(yīng)器。這種反應(yīng)器可以很長(zhǎng)，如丙烯二聚的反應(yīng)器管長(zhǎng)以公里計(jì)。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)可以是單管，也可以是多管并聯(lián)；可以是空管鍛件，如管式裂解爐，也可以是在管內(nèi)填充顆粒狀催化劑的填充管鍛件，以進(jìn)行多相催化反應(yīng)，如列管式固定床反應(yīng)器。通常，反應(yīng)物流處于湍流狀態(tài)時(shí)，空管的長(zhǎng)徑比大于50；填充段長(zhǎng)與粒徑之比大于100(氣體)或200（液體），物料的流動(dòng)可近似地視為平推流。

 二、釜式反應(yīng)器

 釜式反應(yīng)器也稱槽式、鍋式反應(yīng)器，它是各類反應(yīng)器中結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單且應(yīng)用較廣的一種。主要應(yīng)用于液—液均相反應(yīng)過程，在氣—液、液—液非均相反應(yīng)過程中也有應(yīng)用。在化工生產(chǎn)中，既適用于間歇操作過程，又可單釜或多釜串聯(lián)用于連續(xù)操作過程，但在間歇生產(chǎn)過程應(yīng)用最多。

 三、固定床反應(yīng)器

 又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑或固體反應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過程的一種反應(yīng)器。固體物通常呈顆粒狀，粒徑2～15mm左右，堆積成一定高度（或厚度）的床層。床層靜止不動(dòng)，流體通過床層進(jìn)行反應(yīng)。它與流化床反應(yīng)器及移動(dòng)床反應(yīng)器的區(qū)別在于固體顆粒處于靜止?fàn)顟B(tài)。固定床反應(yīng)器主要用于實(shí)現(xiàn)氣固相催化反應(yīng)，如氨合成塔、二氧化硫接觸氧化器、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化爐等。用于氣固相或液固相非催化反應(yīng)時(shí)，床層則填裝固體反應(yīng)物。涓流床反應(yīng)器也可歸屬于固定床反應(yīng)器，氣、液相并流向下通過床層，呈氣液固相接觸。