微反应器
微反应器
引言微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器，微换热器
和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
关键词：微反应器；微通道反应器；微反应技术
1．微反应器的定义
微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器是一个比较广泛的概念，并有很多形式，既包括传统的微量反应器，也包括聚合反应器、反相胶束条纹反应器、微聚合反应器和固体模板微反应器等。这些微反应器的对化学反应的共同特点是将其控制在极其微小的空间内，反应通道的平均尺寸一般为微米甚至纳米。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。
2．微反应器可能实现的过程
用传统的釜式反应器，反应放出的热量不能及时的释放，反应温度不能精确控制。因此反应速度常常被人为的加以限制，否则可能会发生爆炸。
利用微反应器能克服釜式反应器的缺点。如果关于微反应器的这个预言是正确的，那么这将是对化工工艺的一次彻底的改革。这种新化工工艺必然会有广阔的应用前景。许多学术报道都做了传统反应器与微反应器的比较，并发现应用微反应器比传统反应器更能强化反应过程。
3．微反应器的分类
微反应器研究在逐渐发展中，现在还难以给微反应器进行准确的分类。对微反应器的分类可以借助传统反应器的分类标准。微反应器的类型按照不同的分类方法有多种类型。首先根据操作模式微反应器可分为半连续式微反应器、间歇微式微反应器和连续式微反应器；根据不同的能量输入源，可将其分为主动微混合器和被动微混器。其次根据用途的不同又可将微反应器分为实验型微反应器和生产型微反应器两大类，其中前者的主要用于检测催化剂性能、筛选药物及工艺设计和优化等。在化学反应工程的角度上，微反应器的类型和反应过程密切相关，微反应器结构随着不同相态的反应过程有不同要求，因此根据反应过程的相态的不同，又可以将微反应器分为气固相催化微反应器、气液相微反应器、气液固三相催化微反应器和液液相微反应器等。下面简略的介绍上述几种类型的微反应器。
3.1 气固两相催化微反应器
由于气固相催化反应适合在微反应器中进行，到目前为止微反应器的研究主要集中于气固相催化反应，因此种类最多的是气固相催化微反应器。最简
单的气固相催化微反应器微通道的壁面固定有催化剂。而复杂的气固相催化微反应器一般都将换热、混合、分离和传感等功能结合在一起。。最具代表性的是麻省理工学院Srinivason等设计制造的T形薄壁微反应器[1]，见下图，该反应器用于进行氨的氧化反应，氧气和氨气分别从两侧通道进入形反应器，然后分别经流量传感器到正下方通道进口处进行混合，通道壁外侧装有加热器和温度传感器，而这种反应器的薄壁就相当于换热器，通过制作薄壁材料的变化调整壁厚，从而改变热导率，对反应热量的转移进行控制，因此适合放热量不同的各种化学反应。
3.2 气液两相微反应器
有关气液相微反应器的研究较少，根据气液接触的方式可以将微反应器分为两类。一类是沉降膜式微反应器，液体从上而下呈膜状流动，在膜的表面气液两相可以接触充分[2]。气液反应的速率和转化率等往往与气液两相的接触面积有关。另一类是气体和液体分别从两个微通道进入一个微通道，整个结构类似于T形。由于在气液两相中，流体的流动类型与泡罩塔相似，随着气液的流速变化会出现气泡流、环状流、节涌流和喷射流等典型的流型，这一类型的反应器被称为微泡罩塔微反应器[3]。这两类气液相反应器都有非常大的气液相接触面积，其内表面积接近20000m2/m3，与传统的气液相反应器相比要大一个数量级[4]。
3.3 气液固三相催化微反应器
气液固三相反应在化学反应中也比较常见且种类较多，在大部分情况下催化剂是固体，反应物和产物为气体和液体，美国麻省理工学院设计了一种微填充床反应器[5]，其结构与固定床反应器类似，主要运用于气液固三相催化反应，在反应室中填充了固定的催化剂颗粒，液相和气相被分为若干流股，再流经管道在反应室中混合，进行催化反应。该学院还尝试“放大”微反应器，并联10个微填充床反应器，在产量相同的情况下，使微填充床反应器的压力降大大降低。
3.4 液液两相微反应器
影响液液相反应的一个关键因素是充分混合，因而单独一个液液相微反应器或者与微混合器耦合在一起，本身就是一个微混合器。英国Hull大学设计了一种T形液液相微反应器[6]，用电渗析(electro-osmotic flow)法输送流体是该微反应器的最大特点，如图4所示：它由盖板和底板两部分组成，用退火法将两部分焊接在一起。盖板上有A、B和C共3个与微孔道连接的直径为2mm的圆柱形容器，用来贮存反应物和产物。盖板上的容器内装有用于加载电流的铂电极。底板上蚀刻有呈T形的微通道，其中有一条为装有金属催化剂的微通道。而麻省理工学院设计了一种用于完成Dushman化学表了两种典型的液相混合方式，前者采用流体动力学的集中方法，即有多个呈扇形分布的进料微通道，在一个狭窄的微通道中通过液体的扩散作用迅速混合，而后者采用静态的混合方式，即将流体反复分割合并，从而使扩散路径缩短。
T形薄壁微反应器
T形液液相微反应器
4.微反应器的优点
微通道反应器具有以下特点:
（1）由于反应器中微通道宽度和深度比较小, 一般为几十到几百微米, 使反应物间的扩散距离大大缩短, 传质速度快, 反应物在流动的过程中短时间内即可充分混合[ 7] 。
（2）微通道的比表面积一般为5 000 ) 50 000m2m- 3 , 而在常规反应容器内, 比表面积约为100m2m- 3 , 少数为1 000m2m- 3[ 8] 。微通道的比表面积大, 具有很大的热交换效率, 即使是激烈的放热反应, 瞬间释放出大量反应热也能及时移出, 维持反应温度在安全范围内[ 9] 。由于反应物总量少, 传热快,特别适用于研究异常激烈的合成反应而避免爆炸的危险。
（3）在微通道反应器中进行合成反应时, 需要反应物用量甚微[ 10] , 不但能减少昂贵、有毒、有害反应物的用量, 反应过程中产生的环境污染物也极少, 实验室基本无污染, 是一种环境友好、合成研究新物质的技术平台。
（4）在微通道反应器中得到产物的量与近代分析仪器, 如GC、GC2MS、HPLC 及NMR 的进样量相匹配, 使近代分析仪器可用于直接在线监测反应进行的程度[ 11] , 大大提高了研究合成路线的速度。
（5）可以将各种催化剂固定在芯片微通道中得到高比表面积的微催化床, 提高催化效率[ 12] 。
（6）在微通道反应器中进行合成反应时, 反应物配比、温度、压力、反应时间和流速等反应条件容易控制。反应物在流动过程中发生反应, 浓度不断降低, 生成物浓度不断提高, 副反应较少[ 13] 。
（7）在微通道反应器中采用连续流动的方式进行反应, 对于反应速度很快的化学反应, 可以通过调节反应物流速和微通道的长度, 精确控制它们在微通道反应器中的反应时间[ 14] 。
（8）随着微加工技术的发展, 由微传感器、微热交换器、微混合器、微分离器、微反应单元、微流动装置等组成的集成系统, 在合成反应研究中受到越来越多的关注[ 15] 。
（9）微流控芯片高通量、大规模、平行性等特点使多个或大量微反应器的集成化与平行操作成为可能, 从而提高了合成新物质、筛选新药物的效率,大幅度地降低了研究成本。
5．微反应器的缺点
微反应器的微结构最大的缺点是固体物料无法通过微通道，如果反应中有大量固体产生，微通道极易堵塞，导致生产无法连续进行。
6．微反应器特性
微反应器不仅仅在尺寸上微型化，更为重要是微反应器内流体的宏观流动特性和传递特性由其尺寸决定，因而使它具有一系列超越传统反应器的独特的优越性，如很小的反应器体积、温度易于控制、转化率和收率高以及良好的安全性能等，在化学动力学研究、合成工艺开发等领域的应用前景非常广泛。
6.1 传热特性
由于微反应器通道狭窄，使温度梯度增加了，且微反应器的比表面积非常大，大大增大了微反应器的导热能力。在微换热器中，导热系数可达到25000W/(m2·K)以上，相对于传统换热器而言，导热系数值至少要大一个数量级[17]。
6.2 传质特性
狭窄的微通道还使微反应器质量传递的时间和距离大大缩短了。对于微混合反应器，传递时间和距离可以运用下式[16]：tmin∝I2/D，式中tmin表示达到混合完全时所需要的时间，I为传递距离，D为扩散系数。因此，混合时间与传递距离之间有一个二次方的比例关系，通道尺寸减小将使扩散时间缩短。所以微混合器通常在毫秒级范围即可达到反应物的完全混合，在这个时间范围，混合距离为微米范围。很显然，微反应技术对于那些强放热的反应以及受传质控制的反应具有很大的应用前景。
6.3 宏观流动特性
由于微通道内的流体为层流流型，这将会导致流体在径向上速度分布不均匀。所以在微通道内轴向上流体微元存在返混现象，但是对于单个微通道来说，微反应器的微通道非常狭窄，其轴径比一般远远大于100，所以宏观上
可以将其看作平推流模型，可以忽略流体流动的返混现象。
6.4 动量传递特性
在工业生产中，管道内流体边界层厚度的数量级一般为10-3m，而微反应
器微通道当量直径的数量级一般为微米(10-6m)。在流速相同的情况下，当
流体分别流经当量直径为50mm的管道和直径为50μm的通道时，微通道内的
流体流动的雷诺数非常小，通常在几十到几百之间，甚至可能更小，相比惯性力而言黏滞力较大。所以微通道内的流体为层流流型，只有通过扩散来完成反应物的混合。
7.展望
目前微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用，商业化生产中的应用正日益增多。其主要应用领域包括有机合成过程，微米和纳米材料的制备和日用化学品的生产。但微反应器要取代传统反应器地位，应用于实际生产，还需要解决一系列难题，如微通道易堵塞、催化剂设计、传感器和控制器的集成及微反应器的放大等[17]。微反应技术和微化学单元目前还不太可能取代所有的传统生产工艺和单元设备。但是微反应技术给我们提供了一种新的技术选择和研究开发概念。它们从学术界的“微小玩具”变成了可运用于生产的产品。对于石油化学下游产品而言，特别对精细化学品和制药以及生物技术等有着越来越大的影响。但在其自身的研究和开发中仍需要做许多工作。其中关键的问题有催化剂设计、系统综台和放大。随着微反应器技术的不断发展完善，它在学术和工业界的应用必将不断扩展。
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烷基化反应器介绍 (2)
烷基化反应器装置 江苏开锐德机械有限公司 2015年12月18日
目录 第一部分公司简介 (3) 第二部分烷基化反应器装置简图 (4) 第三部分技术文件 (6) 1.技术参数表 2.产品主要技术特点描述 3.烷基化反应器装置说明 4.传动系统介绍 第四部分产品质量控制 (10) 1.主要制造、验收标准 2.制造工艺 第五部分安装、售后服务 (14) 1.设备安装调试施工方案 2.售后服务 第六部分主要业绩 (15)
第一部分公司简介 江苏开锐德机械有限公司是一家以石油化工设备和环保设备的生产、化工技术服务为主的高科技、新能源、技术密集型企业。公司位于江苏省扬州市邗江区扬州环保科技产业园内。 公司创立于2007年初，2014年6月11日改组注册为江苏开锐德机械有限公司，目前，公司已经取得A1（高压容器）、A2（第三类低、中压容器）级压力容器制造许可证，通过了ISO9001质量管理体系经、ISO14001环境管理体系认证。 公司主要从事化工机械、石油装备、环保水处理等行业的研发制造、销售。同时公司与设计院（武汉炼化工程设计有限责任公司、中石油华东设计院、胜利油田炼化工业设计院、上海华西设计院、中国环球工程公司辽宁分公司等）、研究院所（石科院、抚顺石油化工研究院、大连化学物理研究所等）、高校（石油大学、东南大学、东华大学等）建立了良好合作关系。公司将致力于为客户提供技术领先、节能低耗的优质产品和服务,致力于与客户共同发展。 “管理创造价值，服务提升优势，品质至上，服务至优”是公司的发展理念；“团结、创新、务实、奋进”是公司矢志不渝的追求。公司将积极贯彻《中国制造2025》行动纲领，坚持落实创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针，致力于为客户提供优质产品和服务,致力于与客户共同发展。
微通道反应器的特点
微通道反应器是微化工技术发展过程中研发的新型反应器产品，依据微化工技术着重研究的时空特征尺度的特点，该类型反应器具有微米级尺寸的反应通道。 相比于传统化工设备，微通道反应器内部通道尺寸小，流体薄层间距离极短，通过流体微团的介观粘性变形和分子扩散可实现反应物料间的快速微观混合；微通道反应器具有极大的比表面积，流体与器壁间有充分的接触面积，故而使换热效率显著提高，可实现反应过程中的原位高效换热；再者，微通道反应器通道内微小的持液量使得微通道反应器具有明显的安全性能；综上特点，该类反应器可应用于快速混合、强放热及易燃易爆的化工反应过程，并且能显著提高过程安全性以及实现连续化操作的过程。 一、微通道反应器有很多特点： (1)比表面积大，传递率高，接触时间短，副产物少:微反应通道特征尺度小，微通道比一般为5000 ~50000m2.m,单位体面积上传热、传质能力显著增强。(2)快速、直接放大：传统放大过程存在着放大效应，通过增大生产设备体积和规模达到放大目的，过程耗时费力，不能根据市场需求立即作出相应的反应，具有滞后性。而微反应系统呈多通道结构,每一通道相当于一独立反应器，在扩大生产时不再需要对反应器进行尺度放大，只需并行增加微反应器的数量，即所谓的“数增放大”。(3)安全性高：大量热量也可以及时移走，从而保证反应温度维持在设定范围以内，最大程度上减少了发生事故可能性。(4)操作性好：微反应系统是呈模块结构的并行系统，具有便携
性好特点，可实现在产品使用地分散建设并就地生产、供货,真正实现将化工厂便携化，并可根据市场情况增减通道数和更换模块来调节生产具有很高的操作弹性。 目前在大多数含能材料的合成过程中常伴有剧烈的放热反应，在这些反应过程中一旦温度控制不好，就会在短时间释放大量的热量和气体，从而引起冒料等一系列严重后果。在强放热反应过程中，一般很难控制反应温度，也很难实现高效快速混合。对强放热反应过程，常规反应器一般采用逐渐滴加的方式加料，即使这样，在滴加的瞬时局部也会因过热而产生一定量的副产物。 相对常规反应器，微反应器因有较高的比表面积而能缩短反应时间，从而实现快速传热并保持恒温；而且微反应器能提供快速混合，能及时导出热量，反应温度可实现精确控制，因此消除了局部过热，显著提高反应的收率和选择性。所以将微反应器和强放热反应结合起来，可以减小生产危险性、减少副产物并提高生产效率。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项
微通道反应器系统技术要求
微通道反应器系统技术要求 一、技术要求 1、★整体要求：合成反应系统包含可相互独立的反应物通道，独立的反应物通道不小于6个。 2、★反应器支架可灵活配置反应模块的数量（不少于4个），含不少于8个入料与收集接口，4个换热流体接口。 3、★反应器可通过两个恒温循环器与密封隔热板分隔实现两个温区，两个温区各自的控制区域可灵活设置。 4、★反应模块为三层结构，上层为底板，中间层为混合或反应通道，下层为换热通道。模块均采用碳化硅材质，成型工艺采用扩散焊接技术，整体成型，保证气密性和耐高压性能，为了避免金属溶出性污染，模块中间不得安装金属连接件。 5、★反应器包含多组碳化硅模块，包含混合模块及反应模块，可执行A+B→P或A+B→P’+C→P，混合模块也可用作猝灭模块，用于反应停止或降温。 6、★反应通道结构设计能够在强化传质的同时减少返混，保证物料在反应器内停留时间的一致性，要求提供内部结构图。 7、热传导率：≥100W/mK（温度200℃范围内）。 8、耐腐蚀性：反应器的触液材质能够耐反应器操作温度下的硫酸、氢氟酸、氢溴酸、强碱等物质。 9、年损失率：≤0.1mm/年(120℃1:1 HF/HNO3条件下测试)。 10、工艺侧工作温度范围：-20-150℃，换热测温度范围：-20-150℃。 11、工艺侧压力范围：0-25bar，测试压力75bar，提供压力检测证书；换热侧压力范围0-5bar。 12、通量：0.2-20mL/min。 13、★反应器内体积：0.95-13.5ml，单板的最小持液量不大于1ml，单板的最大持液量不大于4.8ml。 14、★反应通道尺寸不大于1.4×1.4mm，预热通道尺寸不大于1×1mm。 15、停留时间：2.7sec-60min。 16、反应器配件要求：进、出料管路及背压系统均采用抗腐蚀、耐压材质，保证气液反应、液液反应的进行。 二、配置要求 1、主反应器（含阳极氧化铝支架） 2、A+B型碳化硅预热混合模块 3、P’+C型碳化硅预热混合模块 4、碳化硅反应模块 5、背压系统（16bar） 三、技术支持及售后服务 1、技术支持： 生产厂家技术工程师进行仪器的安装调试和免费培训3名以上操作人员，培训时间根据用户实际情况来定，内容包括仪器的基本原理、结构、基本操作、维护知识及实验的应用与开发。前期使用供应方派专业技术人员陪用户技术人员共同操作仪器，直到用户使用人员可独立进行操作为止。供应商应提供仪器应用的详细应用资料，用户能够在此基础上开展新的实验研究。 2、售后服务：
微通道反应器的适用范围
我们都知道微反应器有很多的优点，比如说优秀的传质传热能力，很大程度上减少了发生事故的可能性；快速直接的放大能力，节省成本时间等等。当然对于它也是有一定的局限性的，而正是因为有这样一些原因有很多实验不能使用微反应器进行实验。所以对于化工企业来说了解微通道反应器的适用的范围是很有必要的。 首先严格来说，目前很难界定哪些反应适用于微通道反应器，因为每个反应的特性不同，同时微通道反应器装置的种类也非常多。但一般认为，现有的合成反应有20-30%可以通过微通道反应器进行技改。同时利用微通道反应器，我们可以将大约20%-30%过去认为是危险的工艺流程进行实现。也就是说目前来看有接近30-50%的化工工艺可以通过微通道反应器进行技改。 从结构特点上来说，目前微通道反应器可以用于以下几种类型反应 1. 反应本身速度很快，但受制于传递过程的，整体反应速度偏低的反应这类反应主要为液液多相反应，也包括液液萃取等物理过程。这种过程的特点就在于：反应本身速度快，但是由于底物要在液相间扩散导致反应整体速率偏低。在传统的反应釜内部一般采用搅拌器进行反应，效率较低，无法充分实现两个液相间的混合，因此反应效率低下。而在微通道反应器内由于通道尺寸小带来的扩散尺度减小，导致这类反应可以快速进行。
2.反应本身速度快，但反应剧烈，强放热，产物容易破坏的反应这类反应主要有硝化，重氮化以及部分水解与烷基化反应。硝化以及重氮化反应本身是非常快速而剧烈的，但是实际工厂操作的时候往往反应时间是以小时计的。这是因为反应釜传热能力有限，为了防止体系内温度过高不可控制，需要一点一点的滴加试剂。可以说反应速度完全由移热能力确定。如果使用移热能力强的微通道反应器就可以快速通入试剂并维持反应平稳进行。可以说这一类反应最具有工业化前景，是应当优先考虑的过程。 3.需要严格控制反应器内部流型的反应。 这种反应主要为纳米颗粒的合成等，这类过程在之前已经介绍过了，主要利用微通道内部的流动规律性制备颗粒分布窄的材料，提高产品附加值。这类反应一般产品产量低，附加值很大，有的时候几块实验装置结合就能成为生产装置，应用前景也较为广阔。 4.部分气液反应从机理上可以采用微通道反应器，但是目前尚未出现好的气液反应器结构最明显的就是加氢，加氢当然有很多种类，部分加氢反应反应速率高，但受到氢气向液相扩散的限制，导致整体反应速率较低。在这种状况下，当然可以利用微通道的反应器的混合特性进行反应，类似于第一类反应，不过这里加强的是气液传质过程。但是气液过程有其特殊性，主要是在流体分配与控制方面，这导致适宜放大的气液微通道反应器还不存在。因此这方面实验研究非常活跃，工业应用上除非产量小可以直接使用实验装置否则没有可行性。
连续流微反应器的优势
连续流微反应器技术对于传统化工装置来说是一门颠覆性的创新技术。而这项技术最大的创举就是让医药化工连续制造生产开启了崭新的高效精细化、大数据智能化时代。 近十年来，连续流微反应器技术发展迅速，通过对通道形状的优化设计，通道尺寸已经延展到毫米级，且能保持微反应器特性，以满足工业化生产的需求，同时实现“尺寸放大”和“数增放大”。尤其适用于难混合、强放热、难控制的多相快反应，及中间体不稳定，易燃易爆反应。目前此设备的材质主要是玻璃、碳化硅及金属，主要设备供应商来自欧洲。 配位聚合对聚合反应条件要求苛刻，其聚合过程伴随剧烈放热，撤热不利时，很容易暴聚。微反应器体系相对封闭，容易实现反应条件的高要求，并且其混合空间小，能够快速混合单体和催化剂，控制反应局部环境的均匀性。通常，所使用的金属反应管道壁面可以使撤热更容易。此外，工业上烯烃配位聚合压力一般较高，烯烃单体易燃易爆，而连续流微反应器更容易实现高等级耐压。采用多个连续流微反应器并联，一个反应器出问题，可以隔离处理，不会造成更大的伤害。 一、连续流微反应器的优点优势： 传质、传热效率高，传质速度快，转化率和收率比表面积大，具有高效热交换效率。降低能耗的同时提高产物选择性，保持环境清洁减少化工生产过程中对环境的影响。快速有效的混合，精准控制反应时间和反应温度提高转化率，避免副反应发生。采用连续流动反应，
反应器中停留的化学品很少易于控制反应过程，提高反应安全性。温度可控，时间可控。可以实现实验室到工业生产的直接放大。 二、连续流微反应器缺点： 由于连续流微反应器结构所限，目前最大的缺点是固体物料无法通过微通道，如果反应中有大量固体生成，微通道极易堵塞，导致生产无法继续进行。虽然能放大，但目前生产能力还是较弱。不是所有反应都适合微反应。如很慢的液固反反应，反应无吸放热现象，传统工艺选择性和收率很高的反应。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目开发思路为指导，着眼于“双赢”和共同发展。目前，公司已经完成了多个项目的工业化，有丰富的工程化经验。完善的设施，丰富的经验覆盖工艺开发到工业化的各个阶段。惠和化德是您理想的合作伙伴！
微反应器应用领域
微反应器，即“微通道反应器”的简称。顾名思义，微反应器是一种反应物质在微小通道内连续流动、发生反应、同时实现换热的装备。然而，随着精细化工行业对微反应器用于化学品一定规模工业化生产的需求，微反应器通道的不断优化与改进，微反应通道尺寸早已达到毫米级。而我们可以使用它进行很多复杂且危险的实验了，并且成功解决了很多之前使用传统反应器所造成的弊端。而在医药制造领域这个成效是非常显而易见的。下面我们就为大家详细介绍一下。 一、在化工产品生产中的应用 由于香精挥发性高、留香时间短影响终产品的品质，所以香精香料的缓释和控释技术是目前国内外研究的热点和难点。微胶囊香精技术是香精香料的缓释和控释技术中非常重要的一种，主要是指制造固体香精的技术。它是指选择某些特殊材料以物理结合或化学结合与香精分子之间形成一定的包覆关系，从而减缓或控制香精香料在应用中的挥发性，延长香精香料的留香时间。目前商品化的微胶囊香精基本上由三聚氰胺-甲醛的界面聚合反应制得，但是该工艺中存在不少问题——使用了大型反应器、反应时间长、以环境不友好的化合物为原料，而且微胶囊强度不理想导致其储存稳定性不高。 二、微反应技术在化工安全中的应用 特别地，在精细化工领域，微反应技术所具有的优势能极大地提高精细化工过程的本质安全性: 极大的传热系数，能让反应接近等温条件下进行，没有热点的聚集，对于放热量巨大的快速化学反应，控制过程失控具有重大意义; 通过控制通道尺寸小于易燃易爆物质的
临界直径，能有效地阻断自由基的链式反应，从而使爆炸无从发生; 多反应单元线性组合可以保证即使有毒有害物质发生泄漏，泄漏量也非常小，对周围环境和人体健康造成的危害有限，且能在其他单元继续生产的同时予以更换。有研究统计，现阶段微反应技术可应用在20% ～30%的精细化工反应中，提升反应安全性，由于精细化工面宽量多，这已经是一个相当大的应用规模。另外随着基础研究和设备制造的进步，该应用比例还会进一步提高。 微反应技术提高了产品的收率，减少了副产物的产生，降低了能耗，并且微反应器因其微小的反应体积特性，而对试剂消耗量减少。从环保角度来说它可以有效减少化工产业中污染物的排放实现可持续发展。目前，微反应器技术广泛涉猎于精细化研发和生产的各个领域，比如在农药中间体、医药中间体、染料中间体、纳米材料、环保处理、萃取、乳化等等，等多个工业化项目中有较为成功的使用。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目
微反应器工业化解决方案
近十年来，微反应器技术发展迅速，通过对通道形状的优化设计，通道尺寸已经延展到毫米级，且能保持微反应器特性，以满足工业化生产的需求，同时实现“尺寸放大”和“数增放大”。尤其适用于难混合、强放热、难控制的多相快反应，及中间体不稳定，易燃易爆反应。目前微反应器设备的材质主要是玻璃、碳化硅及金属，主要设备供应商来自欧洲。而在这个行业中走在技术前端的企业一般都在欧美，而随着这些国家和我们进行越来越多技术方面的交流，也使得我国的微反应技术得到了长足的进步。 绿色化工的发展不仅能给传统医药化学工业带来革命性的变化，而且必将推动绿色化工工业、绿色能源工业和绿色农业等新兴领域的建立和发展。绿色工艺技术是指一种在化学过程中运用新材料、新技术和新设备，从而减小设备体积或增加设备生产能力的高效、节能、清洁的新技术。微通道反应器正是一种体积小、效率高，安全又节能的化学反应新设备。目前，微反应技术在医药、精细化工领域的工艺研发和生产中已得到大量应用。全球有相当多的企业建成了微反应器的研发平台，尝试开发新的产品和新合成路线，为智能化连续制造提供了有力的保障。 1、连续化生产 先进科学技术在制药行业的应用正在反逼药品监管政策，如GMP 的改变和调整。利用PAT（过程分析技术）可以提供实时且连续的质量信息这一特点，从而将药品“批量生产”转变为“连续化生产”过
程。即在生产过程中不间断地进行质量检测，而不必进行最终质量检查即可在产品生产出来后，马上放行到市场上去。 在可以预知的将来，采用“连续化生产”方式的药企可以采用足够多的原材料并集中生产出大量药品，满足市场需求。其优势在于提高设备使用效率，实现更高的生产率并确保药品的高质量。即基于智能的生产理念，利用最新自动化和各学科知识，将连续化生产与实时放行变成现实。化工过程的连续化具有缩短生产时间和提高制造工艺效率的优势，这些好处转化为更低的生产成本。它还允许更快捷、更灵活的监测和控制，有助于减少制造失败的可能性，从而降低生产安全的风险，保证产品的质量。 随着中国环保和安全政策的不断收紧和全球一体化进程的进一步推进，微通道连续流技术急需在中国建立工业化示范工程，建立更加完善和快捷的工业化工程服务体系，让企业从连续流技术的实践中得到实惠。同时，先进技术需注重和化工园区的紧密合作。在多方面组织与医药化工园区的交流；现场展示先进的微通道反应器技术和应用成果；重点客户对接，组织座谈，参观和回访，开展深度交流和合作。围绕“拓展应用研发、增强全局观念、强化工程服务、培养本土人才”宗旨，继续让更多的化工企业享受到科技创新带来的收益。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微
高密度和微涡反应器的原理、功能、优劣、特点和应用
1. 高密度反应器 1.1高密度反应器简介 高密度澄清技术是采用泥渣循环的高密度沉淀处理技术，适用于饮用水生产、污水处理、工业废水处理和污泥处理等领域。每座高密度沉淀池工艺区域包括凝聚反应区、絮凝反应区、沉淀区、集水区、污泥循环设备、污泥排放设备等，各区域功能如下： (1) 反应区 反应区分为两个部分：快速混凝搅拌反应池和慢速混凝搅拌反应池。前者可以使反应池内水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能；后者可以产生扫粒絮凝以获得较大的絮状物，达到沉淀区内的快速沉淀。 (2) 预沉区/浓缩区 为避免冲碎已形成的较大絮状物，已形成的絮状物通过一个较宽的进水口流到沉淀区。为取得更好的沉淀效果，可在沉淀区内设置异向流斜管，并在集水区内的每个集水槽底部设隔板，把斜管部分分成几个单独的水力区，保证斜管下面的水力平衡。 (3) 斜管分离区 在逆流式斜管沉淀区沉淀剩余的矶花。通过固定在清水收集槽下侧的纵向板进行水力分 布。澄清水由一个集水槽系统回收。絮凝物堆积在澄清池的下部，形成的污泥也在这部分区域浓缩，通过刮泥机将污泥收集起来，循环至反应池入口处，剩余污泥排放。 1.2高密度混凝机理 (1) 内筒循环和污泥回流产生均质的絮凝体和高密度的矶花 水流在内筒和外筒之间循环的独特设计，加大了絮体的水力停留时间；浓缩区上部的污 泥回流，增大了反应区中絮体颗粒的碰撞几率。由此形成的高密度矶花具有优良的絮凝沉降 性能和良好的抗冲击性能。 (2) 推流式反应池至沉淀池之间的慢速传输 絮凝区和沉降区的平稳结合过渡，使絮凝后的水平稳慢速地进入沉降区，大部分絮体在 进入斜管前就已经沉降，通过斜管后可进一步降低浊度。 1.3高密度反应器工艺特点 (1) 独特的一体化反应区和水流内筒循环设计，提高了混凝效率。⑵增加了污泥回流装置，提高了反
反应器介绍(操作方式、操作条件)5页
反应器介绍 简介 用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 反应器的应用始于古代，制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉；生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器，都是不同形式的反应器。 类型 常用反应器的类型（见表）有：①管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等（见彩图）。⑤喷射反应器。利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程的设备。⑥其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。
操作方式 反应器按操作方式可分为： ①间歇釜式反应器,或称间歇釜。 操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。 间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器，待反应达到一定要求后，一次卸出物料。连续操作反应器系连续加入原料，连续排出反应产物。当操作达到定态时，反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器，介于上述两者之间，通常是将一种反应物一次加入，然后连续加入另一种反应物。反应达到一定要求后，停止操作并卸出物料。 间歇反应器的优点是设备简单，同一设备可用于生产多种产品，尤其适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。另外，间歇反应器中不存在物料的返混，对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质量不易稳定。 ②连续釜式反应器,或称连续釜,可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体 粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减
微反应器技术的应用
过程强化技术 结业论文 论文题目：微反应器技术及其在有机反应中的应用姓名：姜炜 学号：10110494 学院：化工学院 班级：循环110
摘要 近年来，微反应器技术已逐渐成为国际化工技术领域的研究热点。该文介绍了微反应技术的研究进展；阐明了微反应器的特殊优势；分析了微反应器适合的化学反应；列举了大量微反应器在有机化学中应用的成功案例。 关键词：微反应器，有机氧化，有机合成
Abstract As an emerging technology,micro-reaction technology is becoming an increasing hot spot in the global chemical industry.The advances of this technology are introduced. This paper demonstrates the superior advantage of micro-reactor,types of chemical reactions that could benefit from the micro-reactor are discussed.In the major part of this paper,many successful applications of micro-reaction technology are presented. Keywords: micro-reactor,oxidation of organic,organic synthesis
目录 1 微反应器的分类............................. 错误！未定义书签。 1.1 气固相催化反应器 (2) 1.2 液液相微反应器................................... 错误！未定义书签。 1.3 气液相微反应器................................... 错误！未定义书签。 1.4 气液固三相微反应器 (3) 1.5 电化学和光化学微反应器 (3) 2 微反应器的反应特征 (4) 2.1 反应温度能够精确控制 (4) 2.2 物料能够精确比例................................. 错误！未定义书签。 2.3 反应时间的精确控制 (4) 2.4 小试工艺能力可以直接放大 (4) 2.5 有着良好的操作性 (4) 2.6 结构安全性 (5) 3 微反应器适合的反应类型 (6) 3.1 放热剧烈的反应 (6) 3.2 反应物或产物不稳定的反应 (6) 3.3 对反应物配比要求很严的快速反应 (6) 3.4 危险化学反应以及高温高压反应 (6) 3.5 纳米材料及需要产物均匀分布的颗粒形成反应或聚合反应 (7) 4 反应器的优点总结 (8) 4.1 温度控制 (8) 4.2 反应器体积 (8) 4.3 转化率和收率 (8) 4.4 安全性能 (8) 4.5 放大问题 (9) 5 微反应器在有机氧化反应中的应用 (10) 5.1 低温Swern氧化反应 (10) 5.2 高温硝化反应 (11) 6 微反应器在有机合成方面的应用 (14) 7 结语 (18) 8 参考文献 (19)
微反应工艺开发介绍
微反应技术是目前化工过程实现强化的主要方式之一，它帮助化工企业实现高效、安全、环保生产的新兴技术。它也是未来化工技术发展的方向，而微反应器是企业化工研究和生产所依赖的主要手段。本文主要对微反应工艺中的重氮化反应工艺开发进行详细介绍. 一、实验方法 称定量的红色基ＫＤ、水及盐酸在烧杯中，搅拌，打浆成均匀乳状液；称取定量的亚硝酸钠配成水溶液；调整两者体积达到一定比例；利用计量泵将ＫＤ乳液与亚硝酸钠溶液以摩尔化学反应量准确注入到微通道反应器中反应。记录入口温度、出口温度、流速、出口物料状态。 二、实验装置 将微通道反应器做成微预混器和微混合器两个部件，将进、出料系统与微通反应器相连，建立连续重氮化反应装置。（下图） 三、结果和讨论
影响重氮化反应的因素包括温度、酸用量、流速、停留时间、微通道尺寸、加料方式等，经过反应装置和合成工艺条件的优化，对各种不同的芳胺进行重氮化反应，实验结果见表1所示。 微通道反应器可实现溶液、乳化液、悬浮液等状态芳胺的连续重氮化反应。大多数的重氮化反应温度一般在０～５℃进行，温度稍高就会产生很多杂质，影响重氮液的品质和偶合反应的收率。但是表
1中温度条件下的实验结果说明，在微通道反应器中大部分氨基物的重氮化反应温度可在１０～２０℃或更高的室温下进行，这样可大大减少冰的使用，节能效果明显。所得重氮盐溶液外观清澈透明、无分解物，可直接进入下一步，与对应的化合物进行偶合反应，以重氮盐计偶合收率可达９８％～１００％。 与传统釜式方法生产的产品相比，采用微通道反应器合成有机颜料，产品收率较传统方法均有所提高；色光、近似，着色力略高。颜料产品的透明度可根据要求通过改变设备参数进行调整，且更适合生产透明性颜料。另外，从所得粗品的粒径分布看，微通道反应装置合成的颜料化合物，其粒径分布更集中，总体粒径更小。 采用微通道反应器连续化合成分散染料，产品收率较传统方法均有所提高；产品纯度略有提高，着色力等与传统釜式方法生产的产品近似或略优；部分产品因纯度提高造成色光有微差；发现部分分散染料的分散研磨普遍得到改善，扩散性及分散性均优于现有产品。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项
微通道反应器简介
存档日期：存档编号: 北京化工大学 研究生课程论文 课程名称：化学反应器理论 课程代号：ChE540 任课教师：文利雄 完成日期：2013 年04 月13 日 专业：化学工程与技术 学号： 姓名： 成绩：
摘要 近年来，微化工技术已成为化学工程学科中一个新的发展方向和研究热点。微化工设备的主要组成部分是特征尺度为纳米到微米级的微通道，因此，微通道内的流体流动和传递行为就成为微化工系统设计和实际应用的基础，对其进行系统深入的研究具有重要意义。 本文综合概括了微通道反应器的基本概念及主要优点，讲述了微通道反应器的发展历程，详细介绍了微通道反应器的分类及结构，重点讲述微通道反应器的流体力学性能，接着介绍了微通道反应器所使用的体系，最后介绍了目前微通道反应器的工业应用实例。 关键词：微通道反应器 Abstract In recent years, micro-chemical technology has become a new developing direction and research focus for chemical engineering. Microchannels with diameter ranging from nanometer to micron are main sections of the micro-chemical equipments, therefore, the characteristics of fluid flow and mass and heat transfer in microchannels are of key importance for the design and application of micro-chemical processes. The article firstly summarizes the basic conception and major advantages of Microchannel Reactor, as well as its development history. Meanwhile, it introduces the classification and structure of Microchannel Reactor in deatails, which forcusing on its hydrodynamics performance. Then the text explains the system that applied to Microchannel Reactor. And lastly, it describes the application examples of Microchannel Reactor in industry. Keywords：Microchannel Reactor
反应器设计说明
乙酸乙酯反应器的设计 ： 班级：化学工程与工艺二班学号：3009207057
目录 第一章背景介绍 (3) 1 乙酸乙酯的理化性质 (3) 2 乙酸乙酯的用途 (3) 第二章乙酸乙酯的发展 (4) 1 乙酸乙酯的实验室制法 (4) 2 工业合成乙酸乙酯的工艺 (5) 第三章设计的方法与步骤 (6) 1 物料核算 (8) 1-1 流量计算 (8) 1-2 反应体积及时间的计算........................................................................。（9） 2 热量核算 (10) 2-1 能量衡算 (10) 2-2 换热设计 (13) 第四章设计心得 (14) 第五章文献检索 (15)
一、背景介绍 1、乙酸乙酯的理化性质 乙酸乙酯ethyl acetate 简写EA 乙酸乙酯又称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。我们所说的酒很好喝，就是因为酒中含有乙酸乙酯。乙酸乙酯具有果香味。因为酒中含有少量乙酸，和乙醇进行反应生成乙酸乙酯。因为这是个可逆反应，所以要具有长时间，才会积累导致酒香气的乙酸乙酯。 危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳。现场应急监测方法：气体检测管法实验室监测方法：无泵型采样气相色谱法(WS/T155-1999，作业场所空气）应急处理处置方法：一、泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器，回收或运至废物处理场所处置。 2、乙酸乙酯的用途 其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作溶剂，及用于染料和一些医药中间体的合成。是食用香精中用量较大的合成香料之一，大量用于调配香蕉、梨、桃、菠萝、葡萄等香型食用香精。是硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素和氯丁橡胶的快干溶剂，也是工业上使用的低毒性溶剂。还可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。
微反应器在化学化工领域中的应用_刘兆利
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2016年第35卷第1期 ·10· 化 工 进 展 微反应器在化学化工领域中的应用 刘兆利，张鹏飞 （天津大学化工学院，天津 300072） 摘要：微反应器是微型化学反应系统，具有换热和传质效率高、严格控制反应时间、易于放大、安全性能好等特点。和传统搅拌反应器相比，这些特点使得微反应器在缩短反应时间、大幅度提高化学反应的转化率和产品收率等方面展现出一定的优势。但微反应器也存在易堵塞，催化剂负载、微通道的设计与制造难度大等问题。本文介绍了近年来快速发展的微反应器技术，回顾了微反应器的特点，重点探讨微反应器在化学化工领域的应用以及微反应器在精细化工和制药工业、生物化工领域的应用实例，讨论了微反应器目前存在的诸多挑战。微反应器目前是化学和化工学科的前沿和热点方向，分析表明微反应器仍然有很大的发展空间，有潜力改变化学化工前景。提出应进一步深入系统地认识微反应器内化学反应以及微通道设计的基本规律和机理，将微反应器技术引入更广泛的反应体系中，加强微反应器的集成化水平。 关键词：微反应器；微通道；微尺度；层流；安全 中图分类号：TQ 052 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）01–0010–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.002 Applications of microreactor in chemistry and chemical engineering LIU Zhaoli ，ZHANG Pengfei （School of Chemical Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ） Abstract ：Microreactor belongs to the miniature chemical reaction system ，which has some characteristics of high heat- and mass- transfer rates ，strictly-controlled reaction time ，easy scale-up ，excellent safety performance ，and so on. Comparing with the common batch reactors ，advantages of microreactors are reducing reaction time ，greatly promoting conversion and yields. On the other hand ，there are some existing challenges ，such as the clogging problem ，catalyst loading ，design and fabrication of microchannels ，and so on. This paper aims to introduce the microreactor technology ，which has been growing rapidly in recent years. Some of the basic characteristics of microreactor are summarized focusing on applications of microreactor in chemistry and chemical engineering as well as some of typical examples of existing in fine chemical and pharmaceutical industry. A variety of challenges are also discussed. Microreactor is a frontier and hot topic in the research of chemistry and chemical engineering and analysis shows that microreactor still has very big development space and has the potential to change the chemistry and chemical engineering landscape. In the future ，further in-depth and systematic understanding of the regularities and mechanisms of chemical reaction in microreactor and design of microchannels should be emphasized. Introducing the microreactor technology into more reaction systems and further improving the integration level still need to be perfected. Key words ：microreactor ；microchannels ；microscale ；laminar flow ；safety 收稿日期：2015-07-08；修改稿日期：2015-07-29。 第一作者：刘兆利（1989—），男，硕士。E-mail liuzhaoli0302@https://www.360docs.net/doc/d215398336.html, 。 联系人：张鹏飞，副研究员，研究方向为化工传质与分离。E-mail zhangpf@https://www.360docs.net/doc/d215398336.html, 。
微通道反应器的分类介绍
微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。 微反应器又可分为气固相催化微反应器、液液相微反应器、气液相微反应器和气液固三相催化微反应器等。 1.气固相催化微反应器 由于微反应器的特点适合于气固相催化反应，迄今为止微反应器的研究主要集中于气固相催化反应，因而气固相催化微反应器的种类最多。最简单的气固相催化微反应器莫过于壁面固定有催化剂的微通道。复杂的气固相催化微反应器一般都耦合了混合、换热、传感和分离等某一功能或多项功能。运用最广的甲苯气-固催化氧化。 2.液液相反应器 到目前为止，与气固相催化微反应器相比较，液相微反应器的种类非常少。液液相反应的一个关键影响因素是充分混合，因而液液相微反应器或者与微混合器耦合在一起，或者本身就是一个微混合器。专为液液相反应而设计的与微混合器等其他功能单元耦合在一起的微反应器案例为数不多。主要有BASF设计的维生素前体合成微反应器和麻省理工学院设计的用于完成Dushman化学反应的微反应器。 3.气液相微反应器 一类是气液分别从两根微通道汇流进一根微通道，整个结构呈T
字形。由于在气液两相液中，流体的流动状态与泡罩塔类似，随着气体和液体的流速变化出现了气泡流、节涌流、环状流和喷射流等典型的流型，这一类气液相微反应器被称做微泡罩塔。 另一类是沉降膜式微反应器，液相自上而下呈膜状流动，气液两相在膜表面充分接触。气液反应的速率和转化率等往往取决于气液两相的接触面积。这两类气液相反应器气液相接触面积都非常大，其内表面积均接近20000m2/m3，比传统的气液相反应器大一个数量级。4.气液固三相催化微反应器 气液固三相反应在化学反应中也比较常见，种类较多，在大多数情况下固体为催化剂，气体和液体为反应物或产物，美国麻省理工学院发展了一种用于气液固三相催化反应的微填充床反应器，其结构类似于固定床反应器，在反应室(微通道)中填充了催化剂固定颗粒，气相和液相被分成若干流股，再经管汇到反应室中混合进行催化反应。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目