微反应器
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。
什么是微反应器
微反应器作为一种新型化工反应设备，是一种利用微加工技术集换热、混合、反应、分离等基本操作单元于一体的装置。
在很多领域微反应技术的微都反应器表现出来诸多的优势，解决了实验在环境、安全、成本、产品质量等方面的问题。
所以包含医药化工领域在内的很多领域都在致力于微反应技术的开发和应用。
一、微反应器的特点1、微反应器内部有百万乃至千万条连续流动的通道，一般这种反应器的工艺流微通道尺寸一般在500微米以内，比表面积大，传递速率高，接触时间短，副产物少等特点。
2、与传统放大过程相比，通过增大生产设备体积和规模达到放大的目的费时费力，并且对于市场需求无法做出及时反映，具有滞后性的特点。
而微反应器体内因为有大量的连接通道机构，并且每个通道都具有一个独立的反应器，在扩大生产的时候，不需要进行尺寸放大，只需要进行增加微反应器的数量即可拥有较高的产量。
3、因为反应发生的时候大量的热量被及时被带走，保证了反应温度可以维持在设定的范围之内，大大减少了人为因素发生的可能性。
4、因为微反应器系统是呈模块结构并行的系统，具有良好的便携性。
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。
二、微反应器的分类微反应器包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器控制器等。
目前，微反应器总体构造可分为两种：1、一种是整体结构，这种方式以错流或逆流热交换器的形式体现，可在单位体积中进行高通量操作。
在微反应器的整体结构中只能同时进行一种操作步骤，最后由这些相应的装置连接起来构成复杂的系统。
2、另一种是层状结构，这类体系由一叠不同功能的模块构成，在一层模块中进行一种操作，而在另一层模块中进行另一种操作。
流体在各层模块中的流动可由智能分流装置控制对于更高的通量，某些微通道反应器或体系通常以并联方式进行操作。
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。
微反应器系统设计
微反应器系统设计
系统组成与功能
系统组成与功能
微反应器系统概述
1.微反应器是一种用于化学反应的微型化设备，具有高度集成、高效传质和传热等优点。 2.微反应器系统由反应器、混合器、控制器等多个部分组成，各部分协同工作实现化学反应的高效 进行。 3.微反应器系统在设计上需要考虑化学反应的特性、流体的流动性和传热传质等因素。
▪ 微尺度效应
1.微尺度效应是指微反应器中由于尺度缩小而带来的流体行为 的变化。 2.微尺度下，流体的惯性力减小，粘性力占主导地位，导致流 体的流动行为发生变化。 3.微尺度效应对反应流体的混合、传质和传热等行为都有重要 影响。
反应流体动力学
▪ 流动行为
1.微反应器中的流动行为包括层流和湍流，流动行为对反应效率和产物质量有重要影响。 2.层流流动有利于反应的均匀混合和传热，提高反应效率。 3.湍流流动可以增强传质和传热，但也可能导致反应的不均匀性和副产物的生成。
控制系统与优化
控制系统软件设计
1.控制系统软件需要实现与硬件的通讯和数据交互。 2.软件设计需要考虑反应过程的特性和需求，以实现最佳的控制效果。
先进控制算法应用
1.引入先进控制算法，如神经网络、模糊控制等，可以优化控制系统的性能。 2.这些算法能够更好地处理非线性、时变等复杂反应过程，提高控制精度和鲁棒性。
控制系统与优化
▪ 优化目标与评估指标
1.控制系统的优化目标可能包括提高产率、降低能耗、提高产 品质量等。 2.评估控制系统性能的主要指标包括稳态误差、响应速度、抗 干扰能力等。
微反应器工作原理
微反应器工作原理微反应器是一种在微观尺度下进行化学反应的装置。
它利用微流控技术将反应物料以微滴或薄膜的形式进行加工和流动控制，从而实现反应的快速、高效和精确控制。
微反应器的工作原理主要包括微流控技术、微观尺度和加工控制三个方面。
微反应器利用微流控技术对反应物料进行流动控制。
微流控技术是一种通过微型通道和微型阀门来控制流体的流动的技术。
微反应器中的微流控通道可以精确地控制反应物料的流动速度、流动方向和混合程度，从而实现反应物料的快速混合和反应。
微反应器利用微观尺度来增加反应速度和效率。
由于微反应器中的反应物料以微滴或薄膜的形式存在，相比传统的宏观尺度反应器，微反应器具有更大的比表面积和更短的传质距离。
这使得反应物料能够更快速地进行反应，从而提高反应速度和效率。
微反应器通过加工控制来实现反应的精确控制。
微反应器中的微流控通道和微阀门可以精确地控制反应物料的流动速度和混合程度，从而实现反应的精确控制。
此外，微反应器还可以通过调节温度、压力和反应时间等参数来实现反应条件的精确控制，从而实现对反应产物的选择性合成。
微反应器的工作原理可以通过以下步骤来描述。
首先，反应物料通过进料口进入微反应器中的微流控通道。
然后，根据需要，可以通过微阀门来控制反应物料的流动速度和混合程度。
在微流控通道中，反应物料会快速混合并进行化学反应。
最后，反应产物通过出料口排出微反应器。
微反应器具有许多优点。
首先，由于微反应器可以实现反应物料的快速混合和反应，因此可以大大缩短反应时间，提高反应速度和效率。
其次，微反应器可以实现对反应条件的精确控制，从而实现对反应产物的选择性合成。
此外，由于微反应器的微观尺度和微流控技术的应用，反应物料的用量可以大大降低，从而减少了废物的产生，有利于环境保护。
微反应器在许多领域都有广泛的应用。
例如，微反应器可以用于药物合成、有机合成、催化反应、生物反应等领域。
在药物合成中，微反应器可以实现对药物合成过程的精确控制，从而提高药物的纯度和产率。
微反应器必须知道的那些事儿
微反应器必须知道的那些事儿-微反应技术的关键概念与实践一、专业知识点1.微反应器的定义和特点微反应器是一种新型的反应技术，其核心是采用微米级的反应通道，使反应物在微观尺度上实现高效率的混合、反应和分离。
微反应器具有高传热、高传质、高效率、低污染等优点，在化工、制药、生物等领域得到了广泛应用。
2.微反应器的分类根据结构特点和应用领域，微反应器可分为平板型、柱型、球型等多种类型。
其中，平板型微反应器是最常见的一种，其反应通道为薄片状，具有高传热、高传质的特点；柱型微反应器适用于大规模、连续化的生产过程；球型微反应器则具有高空间利用率和良好的热传导性能。
3.微反应器的应用领域微反应器在化工领域中可用于实现高效化学合成、生物催化、精细化工等；在制药领域中可用于药物合成、生物药提取、疫苗制备等；在生物领域中可用于生物催化、生物医药、生物燃料等。
此外，微反应器还广泛应用于环境科学、能源等领域。
二、技术知识点1.微反应器的设计原则微反应器的设计应遵循以下原则：（1）优化反应通道结构，提高物料的混合效果和反应速度；（2）强化传热、传质性能，保证反应过程的稳定性和安全性；（3）选择合适的材料和制造工艺，确保设备的耐用性和可靠性；（4）考虑实际生产需求，实现设备的规模化生产和操作。
2.微反应器的制造工艺微反应器的制造工艺主要包括光刻技术、干法刻蚀技术、金属蒸发镀膜技术等。
这些技术可实现微米级精确加工，制作出复杂的三维结构，从而制造出性能优良的微反应器。
3.微反应器的操作技巧在微反应器的操作过程中，需要注意以下几点：（1）精确控制物料的流量和比例，确保反应的稳定性和安全性；（2）密切关注反应过程中的温度、压力等参数，及时调整以保证反应效果；（3）定期清洗和保养设备，防止物料残留和细菌滋生；（4）做好安全防护措施，确保操作人员的安全和设备的稳定运行。
三、浏览量大标题1.揭秘微反应器的奥秘：高效、环保的反应新技术！2.走进微反应器世界：应用广泛、优势明显的化工利器！3.掌握微反应器技术：推动制药、生物产业创新发展！4.探索微反应器设计制造工艺：精细化工领域的突破口！5.玩转微反应器操作技巧：安全、高效、环保的反应操作方法！。
微反应器的原理
微反应器是现代技术的结晶，它在传热、传质、恒温等性能方面和传统的反应器相比具有较大的优势。
合成材料大规模生产存在的难题是安全性较差感度较高，往往伴随着强放热现象，控制不好非常容易产生爆炸现象。
而微反应器是利用微加工技术制造的一种流体流动通道，是特征尺寸在数百微米内的化学反应器。
而微反应器在传热、安全等方面有着独特的优势，将微反应器应用于含能材料的合成是未来含能材料生产发展的重大趋势之一。
一、关于微通道反应器微反应器，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。
二、工作原理设备内的反应放出的热量是与体积成正比的，因为反应是发生在整个设备内部的。
但是这些热量从体系内移除是通过表面的，也就是说同设备的表面积成正比。
对于一个圆柱形容器，不考虑两端的情况下，它的体积与半径立方成正比，面积与半径平方成正比。
在这里我们再说一下比表面积的概念，它是设备换热面积与体积的比值，比表面积越大设备的移热能力就越强。
同时我们可以看到比表面积与半径成反比，也就是说半径越大的设备换热能力越差。
换热能力这在化工中对工艺的影响也是明显的。
比如说酸碱中和反应，比如说用烧碱中和硫酸。
工厂里做这个操作可能需要半个小时到一个小时的时间，实际上这个反应很快，大概在毫秒级。
但是这个反应放热，必须要把热量移走，因此在工厂里面只能一点一点的把烧碱加到反应釜里，然后反应釜用冷却水冷却。
烧碱的加料速度完全取决于反应釜的移热能力，反应本身可以很快，你可以一下吧烧碱全部加进去，但是放热问题解决不了，溶液会升温甚至沸腾，非常危险。
如果有有一个设备能够瞬间把反应热移走，那么烧碱就可以快速加入，节省大量操作时间。
这就是微通道的意义，我们可以把通道做的很小，然后让一些放热非常强的反应也可以安全快速地进行。
微型反应器的设计和优化
微型反应器的设计和优化微型反应器是一种形态小、功能强大的化学反应器，因其占用空间小、反应速度快、生产效率高等优点，已经成为化学工程领域重要的研究对象。
在微型反应器中，化学反应通过流动方式进行，使得反应时间得以缩短，同时还可以更精准地控制温度、压力等反应条件，从而提高反应的选择性、产率和效率。
本文将详细介绍微型反应器的设计和优化方法。
一、微型反应器的设计微型反应器的设计需要考虑多方面因素，其中涉及到的参数包括反应床材料、反应器形态、反应器尺寸、进料方式、流量、反应温度、压力等。
下面将对这些参数进行详细说明。
1. 反应床材料反应床材料是微型反应器中最重要的一个参数，不同的材料能够适用于不同类型的反应。
一般来说，反应床材料需要具备耐腐蚀、高温、高压的特性。
常见的反应床材料包括金属、玻璃、陶瓷、聚合物等。
2. 反应器形态微型反应器的形态分为两种：管式反应器和板式反应器。
管式反应器结构简单，方便制备和使用，但是转化率和选择性不够高，适合于容易控制的反应情况。
而板式反应器焓流动性强，具有更高的转化率和选择性，但结构较为复杂。
3. 反应器尺寸反应器的尺寸需要根据具体的反应条件来决定。
在反应速度较慢的化学反应中，反应器的尺寸应该大一些，以便增加反应物在反应器中的停留时间。
但对于反应速度快的反应，反应器的尺寸则需要尽量小，以便缩短反应时间。
4. 进料方式和流量微型反应器的进料方式包括连续进料和脉冲进料。
连续进料适合于反应时间较长、反应物稳定的反应情况；而脉冲进料适用于反应时间较短、反应物不稳定的反应情况。
流量则需要根据反应器尺寸、反应物浓度、反应速度等因素来决定。
5. 反应温度和压力反应温度和压力是微型反应器中最重要的因素，它们会直接影响到反应速度、反应选择性和反应产率。
因此，在微型反应器的设计过程中需要对反应温度和压力进行精细的控制，以便使得反应条件达到最佳状态。
二、微型反应器的优化微型反应器的优化需要考虑到多个方面因素，其中包括反应物浓度、反应床材料、反应器形态、反应温度、压力等。
微反应器的基本特征
微反应器的基本特征一、微反应器的概念及发展历程微反应器是指在微米尺度下进行的反应器，其体积小、传质效率高、热质量传递快等特点，使其在化学合成、药物合成等领域得到广泛应用。
自1960年代以来，随着微加工技术的发展，微反应器得到了快速发展。
目前已经有多种类型的微反应器问世，如毛细管微反应器、芯片式微反应器等。
二、微反应器的基本结构及原理1.基本结构微反应器通常由两个或多个互相连接的流道组成，其中一个流道中装有催化剂或固相催化剂。
通过控制流体在不同流道中的流动速度和混合程度，可以实现高效地混合和传质，并且可以控制温度和压力等参数。
2.原理与传统宏观反应器不同，微反应器中的液体和气体通常是分散相或连续相。
当液滴或气泡通过催化剂时，会发生化学反应。
由于液滴或气泡非常小，因此表面积大大增加，并且传质效率也大大提高。
此外，微反应器中的流体可以通过微流控技术进行精密控制，从而实现高效、可重复的反应。
三、微反应器的优点1.高效传质：由于微反应器中液滴或气泡非常小，表面积大大增加，因此传质效率比传统宏观反应器高出数倍甚至数十倍。
2.快速热质量传递：由于微反应器体积小、表面积大，因此热质量传递速度非常快。
3.精密控制：微反应器可以通过微流控技术进行精密控制，从而实现高效、可重复的反应。
4.节约成本：由于微反应器体积小、催化剂用量少，因此可以节约催化剂和溶剂等原材料成本。
5.绿色环保：微反应器通常使用的是非常少量的催化剂和溶剂等原材料，在一定程度上减少了对环境的污染。
四、微反应器在化学合成中的应用1.合成有机物利用微反应器可以实现高效合成各种有机物，例如药物、农药、染料等。
2.生物化学反应微反应器可以用于生物化学反应，如酶催化反应、细胞培养等。
3.合成纳米材料微反应器可以用于合成纳米材料，如金属纳米粒子、氧化物纳米管等。
4.研究反应机理微反应器可以用于研究各种化学反应的机理，从而深入了解其原理和规律。
五、微反应器的发展趋势1.多功能化：未来的微反应器将不仅仅是单一的合成工具，还将具有多种功能，例如分离、传感和检测等。
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在反应完全，当他们稳定后， 回到安稳的层流状态时，可利 用生成物的溶解性质进行一些 前期的分离。在精细化工中， 使用这样的工艺可以节约大量 的分离成本。
4、展望
• 目前在微反应器的设计、制造、集成和放大等方 而都取得了可喜的成绩 • 展望未来微反应器研究, 预计将在以下几个领域 取得进展 (1) 设计新的微反应器模型,对微反应器进行耦合、 集成和“放大” (2) 在微反应器中研究反应原理,对微反应器的设 计进行模拟、优化 (3) 在微反应器中探索新的反应途径和使化工生 产更加经济更加环保的方法,并应用于实际生产, 这是研究微反应器的真正价值所在
10μm～3.00mm内
微化工技术着重研究时空特征尺度在数百毫秒和数百微米范围内的微 型设备和并行分布系统中的过程特征和规律
微反应器是指以反应为主要目的, 以一个或多个微反应器为主,同时还 可能包括有微混合、微换热、微分离、微萃取等辅助装置以及微传感 器和微执行器等关键组件的一个微反应系统
1.3 微反应器的主要特征
微泡罩 塔反应 器
气液反应
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。这两类气液相微反应器气液相接触面积都非常大，其 内表面积均接近20000 m－1，比传统的气液相反应器大一 个数量级，显然优于传统的气液反应器 MIT研制应用的类似于填充柱的降膜式微反应器，具有较大 的内部界面 用于共轭链烯烃的加氢反应，产率高达100％ ；用苯甲醇氧 化制备苯甲醛得到70％的转化率；环已烯加氢得到10％的转 化率
1.8 微反应器制造技术
硅的干法蚀刻 LIGA过程 注模技术
硅的异性湿法蚀刻
微制造技术
玻璃湿法化学蚀刻
其它
技术适用性评价
微反应器制造技术
微反应系统的层次结构
微反应器制造技术
混合器
降膜反应器
1.9 微反应器制造技术的适用性评价
生产成本 加工耗时 精确度 可靠性 选材 可实现性
各种制造技术精确度差异的比较以及它们的适用性
1.2 微反应器的简介
微反应器是一种单元反应界面宽度为微米量级的微型化的化学反应系 统, 是90年代兴起的微化工技术；不是现有反应器的简单缩小 ,而是融 03,4 第一届“微通道和 合了材料技术、微细加工技术、传感器技术和控制技术等各种要素技 微小型通道国际会议” 限定微通道特征尺度在 术的新的综合系统之一
两种液体分别从各自的管道中进入 同一个反应管道，形成纵向界面， 整个结构呈Y字型；
纵向－Y混合
液液相反应
2.将一种液体用多次脉冲的方法注射到另一种液体流中，扩散和反应发生在 多个横向接触面上
将一种液体垂直喷射到另一种液体 中进行混合，形成横向界面，整个 结构呈T字型。
横向－T混合
此外还有J－混合，两进两出的双Y混合，两步T混合
气固反应
• 代表：麻省理工学院 RaviSrinivason等设计制作的T形薄壁微反应器 • 该反应器用于氨的氧化反应
氨气和氧气分别从T形反应器的两侧通 道进入,分别经过流量传感器, 而T形 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。
液液相微反应器
液液相微反应器
改变油水两相流 速比可得到不同 内部液滴数（n） 的多相乳液 (a) n = 1 (b)n = 2 (c) n = 4 (d) n= 8
2.2 气液相反应器
气液微反应系统需要有效的方法将气体扩散到液体中，增大 接触面同时在整个微通道中保持扩散范围
气液微反应 器
微泡罩塔反应 器
提高转化率和收率：
缩短部分氧化反应中反应物停留时间，减少深度氧化副产物
最佳停留时间获得最高收率的反应, 精确控制反应时间 及时移走热量，减少强放热反应的副反应，提高选择性
安全性能：
反应体积小，传质传热快，避免“飞温”现象 通道尺寸数量级在微米级范围内，有效阻断链式反应， 使其能在爆炸极限范围内稳定进行
E
D
原本因选择性不高 而缺乏工业价值的 反应得以重新被工 业化学家审视
谢谢！
2.当颗粒小到纳米级，特别是具有晶体形貌的金属化合物， 它们会处于一种亚稳定状态，在催化过程中会具有更高的活 性。故而可以利用微通道反应器来制备一些分子筛类型的催 化剂。
3.2 应用例子2—精细化工过程
在微通道里，我们可以 实现在没表面活性剂的 情况下，使不互溶的两 相形成动态的乳液。从 而增加了它们的接触面， 使反应更充分。
降膜式微反应器
气液相微反应器
Heat exchanger medium supply and withdrawal
降膜式微 反应器
Liquid supply Gas supply
LIGA-dispersion unit attached to backside of reaction plate
Segmented Gas/Liquid flow
2、分类
半连续
操作模式
间歇
连续
微反应器
不同相态的反应过程
液液反应
气液反应
气液固 反应
气固相 催化反应
2.1 液液相反应器
• 反应液体呈层流状态流动.扩散是传质主要途径 液液相反应的关键影响因素是充分混合 为了增大液体的接触面积和减少扩散距离 异相液体接触主要有两种基本方式：纵向和横向 1.由泵输送的两种液体分别进入各自的输送通道，然后在平行的纵向接 触面上混合、扩散到发生化学反应
降膜式微反应 器
微泡罩塔反应器
气液分别从两根微通道汇流进一根微通道，整个结构呈T字型。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
微泡罩塔反应器
降膜式反应器
降膜式微反应器的液相自上而下呈膜状流动、气相自下而上 进入，气液两相在膜表面充分接触
气液固三相反应器
2.4 气固相反应器
气固反应系统是常见的反应系统，固体是催化剂，两种或多 种混合气体是反应物。
Chen Guangwen 等制备的用 于氢气中一氧化碳选择氧化的 气固微反应器
结果表明在毫秒时间间隔， 170~250℃的温度范围内， 99%的CO被优先氧化为CO2， 同时选择性在80%以上。说明 该反应器高效、安全、快捷
1.7 微反应器的缺点
① 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。 ② 虽然能够放大，但现在的技术，生产能力还是比较弱。 ③ 微反应器的数量大大增加时，微反应器的检测和控制的复 杂程度大大增加，成本也相应增加。 ④ 不是所有的反应都适合微反应。如很慢的液-固反应，反 应无放热或吸热现象；传统工艺的选择性和收率已经很高 的反应。
2.3 气液固三相反应器
保证在整个反应器中 气体在液体中的分散 要求气－液－固大的 净接触面积
沿着反应通道低的压力降
气液固三相反应器
• 固体为催化剂,气体和液体为反应物或产物 在整个反应中气体在液体中的分散 气液固有较大的净接触面积 沿着反应通道具有低的压力 • 代表：麻省理工学院 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；还尝试对该微反应器进行放大， 将10个微填充床反应器并联在一起，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降
5、结语
以往不得不小心 翼翼操作的易失 控反应被改造成 安全高效的工艺
低温反应不再是 “低温”反应
B
缓慢的反应被提高到以 往不敢想像的温度和压 力下快速进行
A
很多常规反 应器很难操 作的反应， 微反应器技 术提供了新 的解决方案
C
以毫秒级的停留时间 进行反应，充分防止 了高度活泼的过渡态 中间体的分解
3.催化剂的高通量筛选
•催化剂用量少，操作连续、安 全 •适用于含有毒物质、易爆、危 险的反应
4.无放大效应
•通过集成众多的反应器可 以处理大批量的原料 •节省从实验室研发到工业 过程的时间和成本
1.4 通道设计
复杂的微系统
A－微通道截面积；△p－微通道压降；CR－微通道几何 系数；η－流体粘度；L－微通道长度
1.6 微反应器的优点
温度控制：
极好的传热性质和非常短的反应时间，有利于反应器的 控制，对于反应器内的温度分布变化可以瞬时响应，对 于涉及中间产物和热稳定产物的部分反应具有重大意义
反应器体积：
几何特性 传递特性 宏观流动特性
非零级反应(自催化除外，F，X0，XF相同),VCSTR>VPFR 微通道几乎完全符合PFR,使得反应物能在毫秒级范围内 完全混合,大大加速了传质控制反应的速率,在维持产量 不变的情况下使反应器总体积大大减小
U—微管道湿润周长，P0—泊肃数
圆形的几何系数最小，但存在刻蚀困难的问题，所以微 通道通常是矩形或梯形的；常采用宽高比为1:10的矩形 截面结构 通道长度只需满足管道中流体的相互混合即可，一般不小于1mm； 为忽略流体的入口效应，入口通道长度一般大于300μm
1.5 微反应器内的反应过程
适用于微反应器内的反应过程有三种： 第一类：瞬间反应，反应半衰期小于1s，这类反 应主要受微观混合效果控制。 第二类：快反应，反应半衰期介于1s~10min之间， 处于传质过程和本征动力学共同控制区域。 第三类：慢反应，反应半衰期大于10 min，处于 本征动力学控制区域。
1.大比表面积
•强化了传质、传热 •缩短了扩散时间，实现流 体间的快速均匀混合以及 等温操作 •通道内作用力主要为：界 面张力，粘性应力以及毛 细管力
2.独特的流动行为