A nyomástartó edényes reaktor hőcserélő üzemmódja

A reakciófolyamat hőcserélő körülményei szerint a reaktor felosztható: izoterm reaktor, ideális reaktor, amelyben a reagensrendszer hőmérséklete mindenhol egyenlő. A reakcióhőhatás kicsi, vagy elegendő a hőcsere a reakcióanyag és a hőhordozó között, vagy a reaktorban nagy hővisszacsatolású reaktor megközelítőleg izoterm reaktornak tekinthető.

Az adiabatikus reaktor ideális reaktor, amelyben a reakciózónában nincs hőcsere a környezettel. A reakciózónában hőcserélő eszközökkel nem rendelkező, nagyméretű ipari reaktorok megközelítőleg adiabatikus reaktoroknak tekinthetők, ha a hőcsere a külvilággal elhanyagolható. Nem izoterm, nem adiabatikus reaktor Olyan reaktor, amely hőt cserél a külvilággal, és hővisszacsatolás van a reaktorban, de nem éri el az izoterm körülményeket, például egy cső alakú fixágyas reaktor.

A hőcsere végrehajtható a reakciózónában, például egy keverőtartályban a köpenyen keresztüli hőcseréhez, vagy egy reakciózónában, például egy többlépcsős reaktorban a szakaszok közötti hőcseréhez. Főleg a reaktor üzemi hőmérsékletére és üzemi nyomására vonatkozik. A hőmérséklet a reakciófolyamatot befolyásoló érzékeny tényező, ezért megfelelő működési hőmérsékletet vagy hőmérsékleti sorrendet kell kiválasztani, hogy a reakciófolyamat optimális körülmények között menjen végbe. Például reverzibilis exoterm reakciók esetén a hőmérsékleti sorrendnek először magasnak, majd alacsonynak kell lennie, hogy figyelembe vegyük mind a reakciósebességet, mind az egyensúlyi konverziós sebességet.

A reaktor üzemeltethető normál nyomáson, megnövelt nyomáson vagy negatív nyomáson (vákuum). A túlnyomásos reaktort főként gázt tartalmazó reakciófolyamatokhoz használják. Az üzemi nyomás növelése elősegíti a gázfázisú reakció felgyorsítását. A csökkentett összmólszámú gázfázisú reverzibilis reakciónál az egyensúlyi konverziós sebesség javítható, például szintetikus ammónia és szintetikus metanol. Az üzemi nyomás növelése a gáz folyadékban való oldhatóságát is növelheti, ezért számos gáz-folyadék fázisú reakciófolyamat és gáz-folyadék-szilárd fázisú reakciófolyamat nyomás alatti működést alkalmaz a reakciósebesség növelésére, ilyen például a p-xilol oxidációja.