微反应器技术的应用
微反应器在化学化工领域中的应用研究

微反应器在化学化工领域中的应用研究摘要:微型化学反应系统又称微反应器,在化学化工领域中有很大的优势,比如它的换热和传质效率很高,对于反应的时间可以进行严格地把控,便于放大进行利用,具有很好的安全性等优点。
相对比于一般的搅拌反应器,微反应器可以进一步使化学反应转化率得到有效地提高,获得更多的产品收率。
但是微反应器也有一定的缺点,比如容易堵塞,催化剂也容易超负荷运行,制造微通道的难度比较大等不足。
因此,本文将对微反应技术进行简要的介绍,并针对微反应器在化学化工领域的应用进行研究和分析,让微反应器发挥出更大的能力和空间,更广泛的在化学化工领域得到科学合理的运用。
关键词:微反应器;化学化工;领域;应用研究引言微反应器按照操作模式的不同,可以分为连续微反应器、间歇微反应器以及半连续微反应器等等。
如果按照反应相态进行分类的话,可以分为气固相催化微反应器、气液相微反应器等等。
如果按照用途进行划分的话,可以分为生产所需要的微反应器,和实验室所需要的微反应器。
微反应器最简单的结构是管式结构,更加复杂的还有微通道结构、和集多种功能为一体的复合式结构。
我们可以根据不同的化学反应情况,比如实验室的温度,实验材料的腐蚀性以及电特性等,去寻找科学、合适的微反应器进行材料的制作。
制作的材料也分为很多的种类,如玻璃,陶瓷以及聚合物等等,其中最经常使用的就是玻璃材料,因为这种材料是化学惰性的,可以在容器中添加电渗流,并且容易制造。
一、微反应器技术的特点1.1精确控制反应时间我们可以通过对微反应器的长度和流率进行控制,来把控反应时间,反应过程中所产生的中间,在分解之前会自动转到下一个反应区域。
因此,微反应器在不稳定中间体中可以得到有效的应用。
但是如果遇到多项体系,控制其流速来对反应时间进行把控,就会使流体流型发生变化,从而对整体的效果产生不好的影响,这种情况下就可以利用微反应器,流体在微反应器中停留的时间越长,效果反而会更好,相关工作人员也应该让流体保持恒定的流速。
微型反应器和微流体技术的应用前景

微型反应器和微流体技术的应用前景随着科技的不断发展,微型反应器和微流体技术正逐渐被应用到各个领域中。
这两种技术虽然各自独立,但它们的应用领域却有着许多重叠和共同点。
本文将从科技创新、医疗诊疗、生命科学研究三个方面探讨微型反应器和微流体技术的应用前景。
1. 科技创新微型反应器和微流体技术的出现,为科技创新提供了新的思路和途径。
微型反应器具有小尺寸、高效率、低能耗和环保等特点,可替代传统的反应器在化学、生物等领域中的应用。
同时,微流体技术则可实现微小液滴、微小颗粒物的精细控制及操纵。
这两种技术的结合,可将微小反应器与微流体技术相结合,实现化学反应、药物筛选、分析测试等方面的应用。
例如,可利用微型反应器对药物进行高效率合成,同时利用微流体技术对药物的分子结构进行分析,以快速筛选出理想的药物先导化合物。
2. 医疗诊疗微型反应器和微流体技术可应用于医疗诊疗领域。
以微流控芯片为例,它具有小体积、高精度的特点,能够在微小空间内实现高灵敏度的分析。
这种技术在病毒感染、新冠检测、基因分析等方面具有广泛的应用前景。
通过将样品与试剂混合,并利用光学成像技术进行检测操作,可实现高通量的新冠检测。
同时,微流控技术也可被广泛应用于基因剪切、基因变异分析等生命科学领域。
微型反应器在药物研发领域也有广泛的应用。
它可以在不同的反应条件下,实现高效率的药物合成和模拟。
微流体技术则可实现纳米颗粒、微小颗粒物的制备和分析。
利用微小空间的优势,可实现分子药物的精确制备,同时也可对纳米颗粒进行高通量的筛选和分析。
3. 生命科学研究微型反应器和微流体技术在生命科学研究方面同样具有广泛的应用前景。
以单细胞学为例,该领域研究的是单个细胞的生物学现象,目的是解决不同细胞之间的异质性问题。
利用微流体技术,可以将单个细胞置于微小空间中,控制细胞的生长、分裂、转移等过程,以实现对单个细胞行为的研究。
此外,微流控技术在体外器官模拟方面也具有潜在应用。
一个体外器官系统,由多个组织模块、生命支持系统和微流体系统组成。
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。
微反应器在化工工艺中的应用研究

微反应器在化工工艺中的应用研究摘要:随着微纳技术的不断发展和进步,微反应器的设计和制备也在不断创新和改进。
研究者们致力于开发新型的微结构、材料和制备方法,以满足不同化工工艺的需求。
同时,结合计算模拟和实验验证,深入研究微反应器在不同反应体系中的应用效果,推动了微反应器技术的发展和应用。
本文将结合相关理论研究微反应器在化工工艺中的应用。
关键词:微反应器;化工工艺;设计和制备一、引言微反应器是一种相对较小的反应器,其尺寸通常介于微米和毫米之间。
相比传统的宏观反应器,微反应器具有独特的优势,因此在化工工艺中得到越来越广泛的应用和研究。
微反应器在化工工艺中的应用研究具有重要的意义。
通过精确控制反应条件、提高反应速率和选择性,以及提升反应过程的安全性,微反应器为化工领域的创新和可持续发展提供了新的途径。
因此,对微反应器在化工工艺中的应用进行深入研究具有重要的理论和实践价值。
二、微反应器的概念和原理(一)微反应器的概念微反应器是一种小型化的反应器,其尺寸通常在微米至毫米之间。
与传统的宏观反应器相比,微反应器具有更小的体积和更大的表面积与体积比,以及更高的传热和传质效率。
微反应器通过在微通道内进行反应,利用微观尺度上的流体动力学效应和界面效应,实现对反应过程的精确控制和优化。
微反应器借助微流控技术,将反应物通过微通道引入,并在微通道中与催化剂或其他反应物发生反应[1]。
微通道的设计可以根据需要调整,包括通道形状、尺寸、流动模式等,以满足特定反映的需求。
微反应器的微通道可采用不同材料制成,例如玻璃、金属或聚合物等。
微反应器具有许多独特的特点和优势。
首先,由于微反应器体积小且具有高比表面积与体积比,从而实现了高效的传热和传质。
这使得微反应器能够快速均匀地加热或冷却反应物,并促进反应物之间的混合,提高反应速率和选择性。
其次,微反应器的小尺寸有助于实现反应条件的精确控制。
由于微通道的尺寸小,反映物在通道内的停留时间短,可以更好地控制温度、压力和浓度等反映参数。
微型反应器的应用前景

微型反应器的应用前景微型反应器是一种新型的化学反应器,它以微细的体积、高效的反应、可控的反应条件、安全可靠和环保等诸多优点,在化学制造、药物开发、生物工程以及材料科学等各个领域得到了广泛的应用。
本文将探讨微型反应器的应用前景,从三个方面进行讨论。
一、微型反应器在化学制造领域的应用前景化学制造是传统的应用领域,微型反应器在化学制造中的应用可以提高反应效率,降低废料产生,提高产品的质量和安全性。
由于微型反应器具有小尺寸、可定量控制反应毒性和温度等诸多特点,因此被广泛应用于化学催化、聚合、氢化加氢、脱羧、酯化、酰胺化、酰基化和氧化等反应。
例如,微型反应器在化学催化中应用广泛,可以有效解决传统液相催化反应中分离副反应产物和清洗催化剂等问题,从而提高反应产物的纯度和产量。
此外,微型反应器还可以用于制造无机、有机、金属和半导体等领域的新材料。
二、微型反应器在药物开发领域的应用前景微型反应器在药物开发中的应用越来越受到关注。
首先,微型反应器可以精细调节反应条件和反应速率,从而获得更加稳定和高质量的药物分子。
其次,微型反应器由于其小尺寸和授权设计,可以通过数据分析和仿真技术准确预测和控制不同药物的反应特性,提高药物研发效率和降低研发成本。
此外,微型反应器还可以用于药物质量控制、动物试验、临床前研究以及药物生产等领域。
三、微型反应器在生物工程领域的应用前景生物工程是应用生物学原理和工程技术解决人类社会问题的科学,微型反应器在生物工程领域具有很高的应用前景。
首先,微型反应器可以加速生物学反应过程,减少生物产物的流失和丢失,并实现精细调节反应条件,提高生物产物的质量和效率。
其次,微型反应器具有可靠性和安全性,可以保护生物体系中不稳定的生物样品,使生物反应更加稳定和可持续。
此外,微型反应器还可以用于生物学研究、基因工程、合成生物学以及环境监测等领域。
总的来说,微型反应器作为一种快速、有效、精细和可控的化学反应器,在化学制造、药物开发和生物工程等领域拥有广阔的应用前景。
微通道反应器的应用领域

微通道反应器的应用领域1. 微通道反应器简介微通道反应器,听起来是不是很高科技?其实,它就像一位默默无闻的厨师,在化学和工程的厨房里大显身手。
这种小巧玲珑的设备,凭借着它独特的结构和反应机制,正在各个领域悄然改变我们的生活。
想象一下,您在厨房里用小锅煮面,火候把控得恰到好处,面条也就恰如其分。
这就是微通道反应器的魅力所在,能够在极小的空间里实现高效的化学反应,省时省力又省资源。
2. 应用领域2.1 化学合成说到化学合成,大家可能想到那些高大上的实验室,身穿白大褂的科学家们在忙得不可开交。
而微通道反应器就是这些科学家们的得力助手。
它可以在几毫升的空间里进行各种化学反应,效率比传统反应器高多了!这就好比在拥挤的地铁里,您总能找到那条最省力的捷径,不用挤来挤去,省时省心。
无论是制药、材料合成,还是催化反应,微通道反应器都能游刃有余地完成任务,真是“小身材,大能量”!2.2 生物工程再说说生物工程,这可是一块广阔的蓝海。
微通道反应器在这个领域的应用同样出色。
比如,在生物反应器中,它能够为细胞提供更好的生长环境,像一位耐心的园丁,悉心照料着每一株小苗。
通过精确控制温度、pH值和营养物质的浓度,微通道反应器能显著提高细胞的生长速度和产量,生物药物的生产效率直线上升。
听起来是不是有点像魔法?而且,它的体积小、能耗低,真的是一举多得。
3. 环境保护3.1 废水处理说到环境保护,微通道反应器在废水处理方面的表现可谓是相当亮眼。
咱们常说“水是生命之源”,但有些工业废水可不太“友好”。
微通道反应器能有效地去除废水中的污染物,真是“有苦说不出”的环境卫士。
通过先进的催化技术,它能将难降解的有机物转化为无害物质,确保排放水质达标。
想象一下,原本浑浊的水变得清澈见底,这背后可少不了微通道反应器的辛苦付出。
3.2 二氧化碳捕集再来聊聊二氧化碳捕集,这也是当前环保领域的热点话题。
微通道反应器通过高效的气体吸收和反应,将二氧化碳转化为可再利用的化学品。
微反应器的发展的意义和前景

微反应器是一种反应物质在微米级别通道内连续流动、发生反应、同时实现换热的装备。
他具体传统反应器所不具备的恒温、传热、传质、生产效率高等诸多优点,所以包含医药、饮料、化工、颜料、树脂、科研等多个领域有着广泛的应用。
本篇主要对微反应器的意义和发展的前景意义做出概述。
一、微反应技术发展的意义微反应成套技术属于国家产业结构调整目录鼓励发展的先进实用化工生产技术,具有投资小、占地少、能耗低、收率高、品质优、环境友好的特点,可实现连续、稳定、大规模、清洁化生产。
因此,该技术还可拓展用于含能材料、医药中间体合成等领域,对传统化工生产的转型升级意义巨大。
微反应成套技术实现了从实验室到工业化的完整跨越,具有两个方面的重大科学意义:第一,将微化工技术的过程强化及微型化、系统风险分散、并行放大与柔性生产模式从科学原理转变为技术现实,实现了微反应硝化成套技术工业化应用的重大技术突破,为现代化工技术提供了一种全新的工业化生产理念和方式。
第二,微反应硝化成套技术作为具有完全自主知识产权的高新技术,有力促进了我国化工技术水平跨越式进步,对我国含能材料、医药中间体合成等产业的现代化转型升级开辟了新的思路和方法,为能源、化工、军工和医药等行业提供了安全高效的生产解决方案。
二、前景与展望近几年,微反应器在制备无机颗粒材料的研究方面取得了很多成果,具有很大的潜力和应用前景。
微化学工艺在各领域中的应用随着不同领域之间合作研究的加强而不断增加,利用微反应器可以合成半导体材料、金属、聚合物等,与传统的反应器相比,颗粒的尺寸大大减少,达到纳米级。
但是利用微流体技术合成纳米颗粒和生物材料仍处于初期阶段,存在一些难度,如微通道堵塞、监测与控制问题,有待进一步研究开发。
在未来,利用微流体技术可以开发出大量的新型材料。
所以我们有必要相信微反应器将在化学工业中发挥出巨大的作用。
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。
微通道反应器应用案例

微通道反应器应用案例微通道反应器是一种在微尺度下进行化学反应的装置。
与传统的宏观反应器相比,微通道反应器具有体积小、传质效果好、热量更容易控制等优势。
它在许多领域都得到了广泛的应用,例如化学合成、能源转化、环境保护和生物医药等。
下面就几个典型的微通道反应器应用案例进行介绍。
一、化学合成领域在化学合成领域,微通道反应器可以用于有机合成、阻尼物质的制备和生物化学反应等。
由于微通道反应器具有高比表面积和传质效果好的特点,可以提高反应速率和选择性。
同时,微通道反应器还可以更好地控制反应温度,有效避免副反应的发生。
例如,将微通道反应器应用于酯交换反应中,可以实现高产率和高选择性的合成。
另外,在药物合成中,微通道反应器的小体积特点使得反应物浓度更高,从而可以减少副反应,提高产率和产品质量。
二、能源转化领域在能源转化领域,微通道反应器可以应用于燃料电池、水电解等领域。
在燃料电池中,微通道反应器可以提供更好的传质效果和催化剂利用率,提高燃料电池的能源转化效率。
同时,微通道反应器还可以减少水电解过程中的质量传递阻力,降低能量消耗。
三、环境保护领域在环境保护领域,微通道反应器可以应用于废水处理、大气污染治理等。
由于微通道反应器具有小体积和高传质效果的特点,可以提高污染物的降解速率和环境治理效率。
例如,将微通道反应器应用于催化氧化降解有机废水中的有害物质,可以提高废水处理的效率和降解效果。
四、生物医药领域在生物医药领域,微通道反应器可以应用于药物合成、基因测序等。
例如,将微通道反应器应用于药物合成中,可以实现更高的产率和选择性,提高药物合成的效率和质量。
同时,微通道反应器还可以用于基因测序中的荧光标记反应,提高基因测序的准确性和效率。
以上只是微通道反应器应用的几个典型案例,实际上微通道反应器在许多领域都有广泛的应用。
随着微纳技术的不断发展和创新,微通道反应器的应用前景将更加广阔。
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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AbstractAs 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)1微反应器的分类20世纪50年代末,物理学家Richard Feynman提出[1],未来科学发展的方向是微型化。
纵观半个多世纪的科学技术发展概况,我们可以看出微型化的确是科学技术发展的一个重要趋势,尤其是信息技术和微机电系统这两种技术,这两种技术已经应用到各个领域,对社会的发展产生了很大的影响。
20世纪80年代初,Tuckerman和Pease提出了“微通道散热器”概念,这一概念成功解决了大规模化和超大规模化集成电路散热困难问题。
1993年,DuPont公司应用微电子技术制造了首个芯片反应器,这反应器能够用来生产氰氢酸、异氰酸甲酯(MIC)等有毒物质。
微反应器是一个比较广泛的概念[2],且有很多种形式,既包括传统的微量反应器(积分反应器),也包括反相胶束微反应器、聚合物微反应器、固体模板微反应器、微条纹反应器和微聚合反应器等。
这些微反应器都有一个根本特点,那就是把化学反应控制在尽量微小的空间内,化学反应空间的尺寸数量级一般为微米甚至纳米。
而本文所指的微反应器具有上述反应器的共同特点,但又有所区别,主要是指用微加工技术制造的用于进行化学反应的三维结构元件或包括换热、混合、分离、分析和控制等各种加热和冷却功能的高度集成的微反应系统,通常含有当量直径数量介于微米和毫米之间的流体流动通道,化学反应发生在这些通道中,因此微反应器又称作微通道(microchannel)反应器[3]。
严格来讲微反应器不同于微混合器、微换热器和微分离器等其它微通道设备,但由于它们的结构类似,在微混合器、微换热器和微分离器等微通道设各中可以进行非催化反应,且当把催化剂固定在微通道壁时,微混合器、微换热器和微分离器等微通道设备就成为微反应器,因而国外有的学者将这一类型的微通道设备统称为微反应器。
微反应器还应与微全分析设备相区别,虽然它们的结构可以相同,但它们的功能和目的完全不同。
微反应器有着十分理想的混合效率与换热效率,可以很好的控制反应物料与反应温度的精确配比,从而提升了生产的安全性与选择性。
由于微反应器的研究正在深入发展中,现在对微反应器进行分类难免有失偏颇。
借鉴传统反应器的分类标准,对微反应器进行分类归纳。
按照不同的分类方法,微反应器有多种类型。
首先按微反应器的操作模式可分为连续微反应器、半连续微反应器和间歇微反应器。
一般的微反应器均为连续微反应器,间歇微反应器的报道较少,而半连续微反应器几乎未见有报道。
其次按微反应器的用途又可分为生产用微反应器和实验用微反应器两大类,其中实验用微反应器的用途主要有药物筛选、催化剂性能测试及工艺开发和优化等。
再若从化学反应工程的角度看,微反应器的类型与反应过程密不可分,不同相态的反应过程对微反应器结构的要求不同,因此对应于不同相态的反应过程,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。
下面对上述几种类型的微反应器予以简略地的介绍。
1.1气固相催化微反应器[4]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。
具代表性的气相微反应器是麻省理工学院Ravi Srinivason等人设计制作的T型薄壁微反应器。
该反应器用于氨的氧化反应,氨气和氧气分别从T型反应器的两侧通道进入,各自经过流量传感器,在正下方通道进口处混合,正下方通道壁外侧装有温度传感器和加热器,而T型反应器的薄壁本身就是一个换热器,通过变化薄壁的制作材料改变热导率和调整壁厚度,可以控制反应热量的移出,从而适合放热量不同的各种化学反应。
1.2液液相微反应器到目前为止,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它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。
两者分别代表了两种典型的液相混合方式,前者采用静态混合方式,即将流体反复分割合并以缩短扩散路径,而后者采用流体动力学集中方法,即多个进料微通道呈扇形分布,集中汇入一个狭窄的微通道,通过液体的扩散作用迅速混合。
1.3气液相微反应器所报道的气液相微反应器按照气液接触方式可以分为两类。
一类是气液分别从两根微通道汇流至一个微通道,整个结构呈T字形。
由于在气液两相中,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作微泡罩塔。
另一类是沉降模式微反应器,液相自上而下成膜状流动,气液两相在膜表面充分接触。
气液反映的速率和转化率往往取决于气液两相的接触面积。
这两类的气液反应器气液相接触面积都非常大,其内表面积都接近20000m2/m3,比传统的气液相反应器大一个数量级。
1.4气液固三相微反应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,美国麻省理工发明了一种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,在微通道中填充催化剂固体颗粒,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。
麻省理工还将该微反应器“放大”,将十个微填充床反应器并连在一起,在维持产量不变的情况下,大大减小了微填充床反应器的压力降。
1.5电化学和光化学微反应器电化学微反应器属于液相微反应器,而光化学微反应器其反应物既有液相也有气相的,由于它们都有其特殊性,故不能简单的划为气相微反应器和液相微反应器,应单独类为一类。
德国美因茨学院率先研制了一种用于从对甲氧基苯甲烷合成对甲氧基苯甲醛的电化学微反应器。
2微反应器的反应特征分析2.1反应温度能够精确控制微反应器有着良好的换热效率,能够在反应过程中迅速释放出热量,与能够维持反应的温度,在强放热反应中,常规反应器换热效率与混合速率并不理想,在各种因素的影响下,常会发生局部过热现象。
在精细化生产工作中,若剧烈反应的热量未及时排除,就会引起冲料事故,情况严重时甚至会发生爆炸。
2.2物料能够精确比例,实现瞬时混合对于那些对反应物料配比要求很精确的快速反应,如果搅拌不好,就会在局部出现配比过量,产生副产物,在常规反应器中几乎无法避免,而微反应器的反应通道一般只有数十微米,可以精确按配比混合,避免副产物生成。
2.3对反应时间的精确控制[5]常规的单锅反应,往往采用逐渐滴加反应物,以防止反应过于剧烈,这就造成一部分先加入的反应物停留时间过长。
对于很多反应,反应物、产物或中间过渡态产物在反应条件下停留时间一长就会导致副产物的产生。
而微反应器技术采取的是微管道中的连续流动反应,可以精确控制物料在反应条件下的停留时间。
一旦达到最佳反应时间就立即传递到下一步或终止反应,这样就能有效消除因反应时间长而产生的副产物。
2.4小试工艺能力可以直接放大小试工艺放大到大反应釜,由于传热传质效率的不同,工艺条件一般都要通过实验来修改以适应大的反应器。
一般的流程都是:小试~中试~大生产。
而利用微反应器技术进行生产时,工艺放大不是通过增大微通道的特征尺寸,而是通过增加微通道的数量来实现的。