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       連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的一般性質(zhì)已經(jīng)在前面文章中作了說明。反應(yīng)器由一個充分?jǐn)嚢璧母M成，反應(yīng)物料穩(wěn)定地流入釜中，而已反應(yīng)（或部分反應(yīng)）的物料則連續(xù)地從釜流出。以后將看到，把幾個連續(xù)攪拌反應(yīng)釜串聯(lián)起來往往是有益的。和管式反應(yīng)器相比較，其重要區(qū)別在于每個容器內(nèi)有意識地使其獲得良好的混和，這樣做可以確保容積全部用于反應(yīng)，而不產(chǎn)生死角。在管式反應(yīng)器中，反應(yīng)流體能通過全部反應(yīng)容積，而在連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中，如果沒有攪拌，就不會出現(xiàn)這種情況。

       所以，對管式反應(yīng)器，最簡單的設(shè)計方法是建立在活塞流假定的基礎(chǔ)上的，而對連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器相應(yīng)的簡化假定，是基于每個容器中存在完全的混和。倘若攪拌良好，并且流體粘度不大，實際情況與本假定的偏離，通常比活塞流假定的偏離小得多。“混和時間”和在釜中的“循環(huán)時間”有關(guān)，要正確地定義這兩個量不是很容易的，不過用不同型式的攪拌槳、擋板等對它們進(jìn)行了測量。假如這些時間比平均逗留時間小得多，那么這種釜可視為完全混和，這時，反應(yīng)器的性能和按“完全混和”假定計算得到的結(jié)果只有很小差別。

       混和會產(chǎn)生兩個重要的結(jié)果（兩者實際是相同的）（1）短路作用，（2）從一容器到下一容器出現(xiàn)一個階躍變化。首先，混和良好的標(biāo)志顯然是在反應(yīng)器進(jìn)口處加入的分子能夠瞬間地均勻分布于容器內(nèi)的任何部位（在完全混和的極端情況下，在反應(yīng)器中“任何部位”確實存在著相等的幾率），尤其是該分子也可能存在于當(dāng)時離開容器的流體中。與此相反的情況，有些分子一直留在反應(yīng)器中，以致在經(jīng)過相當(dāng)長時間后，還能在出口流中發(fā)現(xiàn)它們，簡單地講，也就是在每個容器中有較寬的返留時間分布。其次要充分注意短路作用的存在，不但有有益的方面，而且也有不利的影響。有益的方面是在進(jìn)口處濃度的任意變化立刻就會在出口處反映出來，這在自動控制方面是一種極為有用的特性，而不利的一面是，當(dāng)出現(xiàn)短路時，通常不是使用一只，而是需要用幾只攪拌釜串聯(lián)起來，以組成連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器。使用單個攪拌釜，只有在反應(yīng)（例如自由基聚合反應(yīng)）相對于平均逗留時間是非?？斓那闆r下，才有可能避免反應(yīng)物的過份損失。

       混和的其它影響是濃度作階躍變化。如果混和是完全的，這就意味著在特定容器的整個容積內(nèi)，反應(yīng)流體的組成也是均勻的。因此，該組成也就是離開容器的流體的組成，并且和串聯(lián)的下一級容器內(nèi)流體的組成相差一個有限值。總而言之，在采用完全混和的假定時，為了邏輯上的一致，需要我們假設(shè)流體在進(jìn)入容器后，立即混入已經(jīng)存在的流體之中，而新鮮物料所經(jīng)歷的中間濃度的時間實際上是零。

       對大多數(shù)動力學(xué)類型，同一進(jìn)料物質(zhì)，如果濃度作階躍變化，其最終的平均反應(yīng)速率將比它在間歇或在管式反應(yīng)器中反應(yīng)的平均反應(yīng)速率要小得多。因此要獲得相同的產(chǎn)量，反應(yīng)空間的容積也必須大些，而有時將要大得多——串聯(lián)容器的數(shù)目愈少增大得愈多（但是如果反應(yīng)按絕熱，而不是按等溫地進(jìn)行，就不一定是這樣的情況。這是為什么？）。

       這一點可以初步理解如下。考慮物質(zhì)A和B之間的反應(yīng)，在進(jìn)料溶液中每一物質(zhì)的濃度各為20kg mol/m3。如果兩個溶液以等體積一起進(jìn)入間歇或管式反應(yīng)器，則每一反應(yīng)物的濃度在混合后立即成為10kg mol/m3。設(shè)過程在經(jīng)濟(jì)上容許反應(yīng)有足夠的時間讓濃度下降到0．5kg mol/m3——也就是轉(zhuǎn)化率95％。因而，間歇或管式反應(yīng)過程相應(yīng)的反應(yīng)物濃度將沿著圖11的曲線減小。對比一下，如果用相同的進(jìn)料溶液在單個連續(xù)攪拌釜式容器中進(jìn)行同樣的反應(yīng)，而若達(dá)到相同的轉(zhuǎn)化程度，在整個釜的容積內(nèi)，濃度必然是0．5kg mol/m3（假定完全混和）。這就是說，在攪拌釜內(nèi)均勻恒定的濃度與間歇或管式反應(yīng)過程的最終濃度相同，即對應(yīng)于圖上的P點。顯然，攪拌釜內(nèi)的反應(yīng)速率將比間歇或管式的速率減小很多，且其速率實際上就是以P點的斜率來度量的。而在P點，它是整條曲線上斜率為最小的。

       這種反應(yīng)速率的降低導(dǎo)至所需的反應(yīng)器容積增加，顯然可用幾個釜串聯(lián)來減小這種影響，如圖11中所示三釜串聯(lián)的情況，其中濃度是階躍式下降的。盡管如此，單位產(chǎn)量所需的反應(yīng)器容積仍然大于間歇反應(yīng)器（除去排料和再加料的時間）或具有活塞流假定的管式反應(yīng)器所需的容積。

       由于容積增大所引起的連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器的額外投資通常不太顯著。這種反應(yīng)器經(jīng)常用于常壓下進(jìn)行的液相反應(yīng)，而且，對這種過程反應(yīng)器容積的費用常常僅占總值的很小部分。盡管如此，工廠的設(shè)計者應(yīng)該意識到所需的容積是要大一些的事實，這一點是極端重要的。從實驗室間歇反應(yīng)器簡單地放大，可能導(dǎo)致在生產(chǎn)裝置中只能得到所需產(chǎn)量的一部分。此外，如何確定組成連續(xù)攪拌釜的釜數(shù)以期具有最小的反應(yīng)器成本，這將是設(shè)計者的一種藝術(shù)，這種情況可預(yù)期如同圖12所示的那樣。

       用于輕石油蒸汽加氫反應(yīng)以生產(chǎn)城市煤氣的一種重要反應(yīng)器，基本上可認(rèn)為是連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器。該過程的必要條件之一是要有較高溫度以促使反應(yīng)較易進(jìn)行，但又不能太高以導(dǎo)致副反應(yīng)。如果使反應(yīng)氣體混和物在反應(yīng)器內(nèi)迅速地循環(huán)，進(jìn)入的氣體就很快達(dá)到反應(yīng)溫度，而由于稀釋作用又可避免出現(xiàn)熱點。