【廣告】
微化工技術(shù)和微反應(yīng)器微化工技術(shù)于上個世紀(jì)九十年代初興起,該技術(shù)利用微米級的通道式反應(yīng)器進行反應(yīng),能促進過程強化和化工系統(tǒng)小型化,提高資源利用率,節(jié)能降耗,從根本上解決傳統(tǒng)工藝反應(yīng)不及時及易會爆等技術(shù)難題,實現(xiàn)化工生產(chǎn)的本質(zhì)安全微化工技術(shù)的核心是微反應(yīng)器(也叫微通道反應(yīng)器),它是一種通過微加工技術(shù)制造的帶有微結(jié)構(gòu)的反應(yīng)設(shè)備,其流體通道或者分散尺度在微米量級叫而其處理量則是從每分鐘數(shù)微升到每年數(shù)萬噸。
微反應(yīng)器的應(yīng)用研究發(fā)展4個階段
1階段,上世紀(jì)在90年代,大家開始設(shè)計和制造微反應(yīng)器的一些器件,并用它去嘗試一些常規(guī)的化學(xué)反應(yīng);
第2階段,微反應(yīng)器已經(jīng)相對成熟,商業(yè)化反應(yīng)器,開始投放市場,反應(yīng)和工藝的研究比較火熱;
第3階段,開始做反應(yīng)器系統(tǒng)化的集成,包括前端、后端、在線的處理等;
第4階段,人工智能化。當(dāng)然,走到第四階段離不開一階段的工作,離不開第二階段的研究,更離不開第三階段的經(jīng)驗和教訓(xùn)。
微通道反應(yīng)器是如何控制反應(yīng)溫度和時間的
1 對反應(yīng)溫度的控制:微反應(yīng)設(shè)備極大的比表面積決定了微通道反應(yīng)器有極大的換熱效率,即使是反應(yīng)瞬間釋放出大量熱量,微通道反應(yīng)器也可及時將其導(dǎo)出,維持反應(yīng)溫度穩(wěn)定。而在常規(guī)反應(yīng)器中的強放熱反應(yīng),由于換熱效率不夠高,常常會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。而局部過熱往往導(dǎo)致副產(chǎn)物生成,這就導(dǎo)致收率和選擇性下降。而且,在生產(chǎn)中劇烈反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量如果不能及時導(dǎo)出,會導(dǎo)致沖料事故甚至發(fā)生boom。
2 對反應(yīng)時間的控制:常規(guī)的批次反應(yīng),往往采用將反應(yīng)物逐漸滴加的方式來防止反應(yīng)過于劇烈。這就使一部分物料的停留時間過長。而在很多反應(yīng)中,反應(yīng)物、產(chǎn)物、或中間過渡態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下停留時間一長就會導(dǎo)致副產(chǎn)物的產(chǎn)生,使反應(yīng)收率降低。而微通道反應(yīng)器采取的是微管道中的連續(xù)流動反應(yīng),可以控制物料在反應(yīng)條件下的停留時間。一旦達到反應(yīng)時間就立即將物料傳遞到下一步反應(yīng),或終止反應(yīng),這樣就有效避免了因反應(yīng)時間長而導(dǎo)致的副產(chǎn)物。
怎么判斷微反應(yīng)器的適用性呢?
一,物料的流動性。
二,快速反應(yīng)和中速的反應(yīng)在微反應(yīng)器中有可能性。
二,反應(yīng)本身是不是受傳質(zhì)控制。
第三,反應(yīng)體系是否受傳熱的限制。
如何看待微反應(yīng)器的未來?對于這個問題,一,星星之火,可以燎原。這是指我們對微反應(yīng)器技術(shù)要有信心;第二,講論持久的戰(zhàn)術(shù)。微反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展和微反應(yīng)器在業(yè)界的推廣和發(fā)展不會是一種boom式的發(fā)展,對于這種新技術(shù),我們需要有足夠的耐心,扎扎實實的去推進。