微反應器的優點
(1)準確控制反應溫度
對于強放熱反應,傳統釜式反應器由于受體積影響,混合及換熱效率不高,容易出現局部過熱現象,產品收率和選擇性都會下降副產物較多。而在微通道反應器內,比表面積可以達到10 000-50 000,液相傳熱系數可以達到10 000 W/(m2 K ,出色的傳熱特性使得反應溫度能準確控制在一定范圍內,這對于精細化工中涉及中間產物和熱不穩定產物的部分反應具有重大意義。
(2)準確控制反應時間
在傳統的間歇釜式反應器中,為防止反應過于劇烈,往往采用逐漸滴加或分批加入反應物的方式,來促進反應平衡向產物移動,但這也造成了部分反應物停留時間過長,產生較多的副產物。而反應物在微通道反應器中是連續流動的物料在反應條件下的停留時間可以準確控制,一旦達到良好反應時間就立即傳遞到下一步或終止反應,可以有效消除因反應時間過長而產生的副產物。
微反應器連續合成化及應用
不適合的反應類型
a、本征動力學上的慢反應。
b、反應過程中有大量固體或氣體產生。
c、平衡反應,過程中需要不斷移除某物質。
d、氣相反應。
3、如何開發微反應連續合成工藝
設備:a、設計微反應器
b、提升反應器的混合性能和傳遞性能
c、解決工程放大效應
d、構建完整的反應器系統
工藝:a、動力學及反應機理研究
b、工藝條件設計
c、流程模擬
d、安全評價
微通道反應器行業有廣闊的應用前景
微通道反應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,在反應器中進行合成反應時,反應物配比、溫度、壓力、反應時間和流速等反應條件容易控制,反應物在流動過程中發生反應,濃度不斷降低,生成物濃度不斷提高,副反應較少。
微通道反應器采用連續流動的方式進行反應,對于反應速度很快的化學反應,可以通過調節反應物流速和微通道的長度,控制它們在反應器中的反應時間。
展望未來微反應器研究,預計將在以下幾個領域取得進展
(1)、設計新的微反應器模型,對微反應器進行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反應器中研究反應原理, 對微反應器的設計進行模擬、優化;
(3)、在微反 應器中探索新的反應途徑和使化工生產更加經濟更加環保的方法,并應用于實際生產,這是研究微反應器的真正價
值所在。