微反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
(1)準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度
對(duì)于強(qiáng)放熱反應(yīng),傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器由于受體積影響,混合及換熱效率不高,容易出現(xiàn)局部過(guò)熱現(xiàn)象,產(chǎn)品收率和選擇性都會(huì)下降副產(chǎn)物較多。而在微通道反應(yīng)器內(nèi),比表面積可以達(dá)到10 000-50 000,液相傳熱系數(shù)可以達(dá)到10 000 W/(m2 K ,出色的傳熱特性使得反應(yīng)溫度能準(zhǔn)確控制在一定范圍內(nèi),這對(duì)于精細(xì)化工中涉及中間產(chǎn)物和熱不穩(wěn)定產(chǎn)物的部分反應(yīng)具有重大意義。
(2)準(zhǔn)確控制反應(yīng)時(shí)間
在傳統(tǒng)的間歇釜式反應(yīng)器中,為防止反應(yīng)過(guò)于劇烈,往往采用逐漸滴加或分批加入反應(yīng)物的方式,來(lái)促進(jìn)反應(yīng)平衡向產(chǎn)物移動(dòng),但這也造成了部分反應(yīng)物停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物。而反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器中是連續(xù)流動(dòng)的物料在反應(yīng)條件下的停留時(shí)間可以準(zhǔn)確控制,一旦達(dá)到良好反應(yīng)時(shí)間就立即傳遞到下一步或終止反應(yīng),可以有效消除因反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
微反應(yīng)器連續(xù)合成化及應(yīng)用
不適合的反應(yīng)類型
a、本征動(dòng)力學(xué)上的慢反應(yīng)。
b、反應(yīng)過(guò)程中有大量固體或氣體產(chǎn)生。
c、平衡反應(yīng),過(guò)程中需要不斷移除某物質(zhì)。
d、氣相反應(yīng)。
3、如何開(kāi)發(fā)微反應(yīng)連續(xù)合成工藝
設(shè)備:a、設(shè)計(jì)微反應(yīng)器
b、提升反應(yīng)器的混合性能和傳遞性能
c、解決工程放大效應(yīng)
d、構(gòu)建完整的反應(yīng)器系統(tǒng)
工藝:a、動(dòng)力學(xué)及反應(yīng)機(jī)理研究
b、工藝條件設(shè)計(jì)
c、流程模擬
d、安全評(píng)價(jià)
微通道反應(yīng)器行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景
微通道反應(yīng)器可以將各種催化劑固定在芯片微通道中得到高比表面積的微催化床,提高催化效率,在反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物配比、溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間和流速等反應(yīng)條件容易控制,反應(yīng)物在流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生反應(yīng),濃度不斷降低,生成物濃度不斷提高,副反應(yīng)較少。
微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)的方式進(jìn)行反應(yīng),對(duì)于反應(yīng)速度很快的化學(xué)反應(yīng),可以通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)物流速和微通道的長(zhǎng)度,控制它們?cè)诜磻?yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間。
展望未來(lái)微反應(yīng)器研究,預(yù)計(jì)將在以下幾個(gè)領(lǐng)域取得進(jìn)展
(1)、設(shè)計(jì)新的微反應(yīng)器模型,對(duì)微反應(yīng)器進(jìn)行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反應(yīng)器中研究反應(yīng)原理, 對(duì)微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬、優(yōu)化;
(3)、在微反 應(yīng)器中探索新的反應(yīng)途徑和使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)更加環(huán)保的方法,并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),這是研究微反應(yīng)器的真正價(jià)
值所在。