バッチ反応器編集
最も単純なタイプの反応器はバッチ反応器です。 材料はバッチ反応器に装填され、反応は時間とともに進行する。 バッチ反応器は定常状態に達しず、温度、圧力および体積の制御がしばしば必要である。 従って多くのバッチリアクターにセンサーおよび物質的な入出力のための港がある。 バッチ反応器は、典型的には、醸造、パルプ化、および酵素の生産などの生物学的材料との小規模生産および反応に使用される。 バッチ反応器の一例は、圧力反応器である。
CSTR（連続攪拌タンク反応器）編集
- 定常状態では、質量流量inは質量流量outに等しくなければならず、そうでなければタンクはオーバーフローまたは空になります（過渡状態）。 リアクトルが過渡状態にある間、モデル方程式は微分質量とエネルギー収支から導出されなければならない。
- 反応は、最終（出力）濃度に関連する反応速度で進行する。
- 濃度は反応器全体で均質であると仮定されるため、反応は、最終（出力）濃度に関連する反応
- 多くの場合、複数のCSTRsを直列に動作させることは経済的に有益です。 これにより、例えば、第１のＣＳＴＲが、より高い試薬濃度、したがってより高い反応速度で動作することが可能になる。 これらの場合、反応器のサイズは、プロセスを実施するために必要とされる総設備投資を最小限に抑えるために変化させることができる。直列に動作する無限の数の無限小のCSTRsがPFRと同等であることを実証することができます。 CSTRの挙動は、多くの場合、連続理想攪拌タンク反応器（CISTR）の挙動によって近似またはモデル化されます。 CISTRsで実行されるすべての計算は、完全な混合を前提としています。 滞留時間が混合時間の5-10倍である場合、この近似は工学目的で有効であると考えられる。 CISTRモデルは工学計算を単純化するためによく使用され、研究炉を記述するために使用することができます。 実際には、特に混合時間が非常に大きくなる可能性のある工業用サイズの反応器でのみ接近することができます。
ループ反応器は、物理的に管状反応器に似ていますが、CSTRのように動作するハイブリッドタイプの触媒反応器です。 反応混mixtureは冷却するか、または熱することのためのジャケットによって囲まれる管のループで循環され、出発材料およびプロダクトの連続的な流れが
PFR（プラグフローリアクター）編集
プラグフローリアクターモデルを示す簡単な図メイン記事：プラグフローリアクターモデルpfrで、時には連続管状反応器（CTR）と呼ばれる。一つ以上の流体試薬は、パイプまたはチューブを介してポンピングされます。 化学反応は、試薬がＰＦＲを通過するにつれて進行する。 このタイプの反応器では、変化する反応速度は横断距離に関して勾配を作り、PFRへの入口では速度は非常に高いが、試薬の濃度が低下し、生成物の濃度が増加するにつれて反応速度が遅くなる。 PFRのいくつかの重要な側面：
- 理想化されたPFRモデルは、軸方向の混合を前提としていません：リアクターを通過する流体の任意の要素は、用語”プラグフロー”によ
- 試薬は、入口以外の反応器内の位置でPFRに導入されてもよい。
- 試薬は、PFRに導入されてもよい。 このようにして、より高い効率を得ることができ、またはＰＦＲのサイズおよびコストを低減することができる。
- PFRは、同じ体積のCSTRよりも高い理論効率を有する。 すなわち、同じ時空（または滞留時間）が与えられると、反応は、ＣＳＴＲにおけるよりもＰＦＲにおけるより高い割合の完了に進行するであろう。 これは可逆反応には必ずしも当てはまるわけではありません。
工業的に関心のあるほとんどの化学反応では、反応が100％完了することは不可能です。 反応速度は、システムが動的平衡に達するまで反応物が消費されるにつれて減少する（正味の反応がない、または化学種の変化が起こる）。 ほとんどのシステムの平衡点は完全な100%よりより少しです。 この理由から、蒸留などの分離プロセスは、所望の生成物から任意の残りの試薬または副生成物を分離するために、しばしば化学反応器に従う。 これらの試薬は、Haberプロセスなど、プロセスの開始時に再使用されることがあります。 場合によっては、平衡に近づくために非常に大きな反応器が必要であり、化学技術者は部分的に反応した混合物を分離し、残りの反応物をリサイクルすることを選択することができる。
層流条件下では、チューブの中心を通過する流体が壁の流体よりもはるかに速く移動するため、プラグの流れの仮定は非常に不正確です。 連続振動バッフルリアクター（COBR）は流動振動および開口部のバッフルの組合せによって完全な混合を達成し、層流の条件の下で近似されるようにプラグ
Semibatch reactorEdit
主な記事：Semibatch reactorsemibatch reactorは、連続入力とバッチ出力の両方で動作します。 発酵槽は、例えば、絶えず絶えず取除かれなければならない二酸化炭素を作り出す媒体および微生物のバッチと荷を積まれる。 同様に、気体を液体と反応させることは、大量の気体が等しい質量の液体と反応するために必要とされるため、通常は困難である。 この問題を克服するためには、ガスの連続的な供給は液体のバッチを通して泡立つことができます。 一般的に、セミバッチ操作では、一つの化学反応物を反応器に装填し、第二の化学物質をゆっくりと添加する（例えば、副反応を防止するために）、または相変化に起因する生成物を連続的に除去する（例えば、反応によって形成されたガス、析出する固体、または水溶液中で形成される疎水性生成物）。
触媒反応器edit
触媒反応器はプラグフローリアクターとして実装されることが多いが、その分析にはより複雑な処理が必要である。 触媒反応の速度は、試薬が接触する触媒の量および反応物の濃度に比例する。 固相触媒および流動相試薬では、これは露出面積、試薬の拡散および生成物の効率、および混合の有効性に比例する。 完全な混合は通常仮定することができません。 さらに、触媒反応経路は、触媒に化学的に結合している中間体を有する複数の工程で起こることが多く、触媒への化学的結合も化学反応であるため、速度論に影響を与える可能性がある。 触媒反応は、見かけの速度論が物理的輸送効果のために実際の化学速度論と異なる場合、いわゆる偽の速度論を示すことが多い。
触媒の生成物も考慮される。 特に高温石油化学プロセスでは、触媒は焼結、コークス、中毒などのプロセスによって不活性化されます。
触媒反応器の一般的な例は、自動車の排気ガスの有毒成分を処理する触媒コンバータです。 しかし、ほとんどの石油化学反応器は触媒であり、ほとんどの工業化学生産を担当しており、硫酸、アンモニア、改質/BTEX（ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン）、流体接触分解などの非常に大量の例がある。 様々な構成が可能であり、不均一触媒反応器を参照してください。
