【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(jìn)行反應(yīng),能促進(jìn)過程強(qiáng)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(shí)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)器的優(yōu)點(diǎn)
(1)準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度
對于強(qiáng)放熱反應(yīng),傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器由于受體積影響,混合及換熱效率不高,容易出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象,產(chǎn)品收率和選擇性都會下降副產(chǎn)物較多。而在微通道反應(yīng)器內(nèi),比表面積可以達(dá)到10 000-50 000,液相傳熱系數(shù)可以達(dá)到10 000 W/(m2 K ,出色的傳熱特性使得反應(yīng)溫度能準(zhǔn)確控制在一定范圍內(nèi),這對于精細(xì)化工中涉及中間產(chǎn)物和熱不穩(wěn)定產(chǎn)物的部分反應(yīng)具有重大意義。
(2)準(zhǔn)確控制反應(yīng)時間
在傳統(tǒng)的間歇釜式反應(yīng)器中,為防止反應(yīng)過于劇烈,往往采用逐漸滴加或分批加入反應(yīng)物的方式,來促進(jìn)反應(yīng)平衡向產(chǎn)物移動,但這也造成了部分反應(yīng)物停留時間過長,產(chǎn)生較多的副產(chǎn)物。而反應(yīng)物在微通道反應(yīng)器中是連續(xù)流動的物料在反應(yīng)條件下的停留時間可以準(zhǔn)確控制,一旦達(dá)到良好反應(yīng)時間就立即傳遞到下一步或終止反應(yīng),可以有效消除因反應(yīng)時間過長而產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
染料工業(yè)的生產(chǎn)過程主要采用單批釜式反應(yīng)器生產(chǎn),常需控制反應(yīng)溫度來減少重氮組份的分解,存在停留時間較長、混合欠充分、選擇性欠佳、產(chǎn)品純度不高、批次間差別大等不足。因此,微通道反應(yīng)器, 能夠改進(jìn)混合方式、簡化工藝、連續(xù)化生產(chǎn), 是染料工業(yè)實(shí)現(xiàn)工藝綠色化的一個發(fā)展方向 。
微通道反應(yīng)器應(yīng)用于染料生產(chǎn),具有以下優(yōu)勢:
1、連續(xù)化反應(yīng)代替了間歇式反應(yīng),減小批差;
2、瞬間混合,有效的防止了活潑化合物的分解;
3、在線反應(yīng)體積小,保證了化學(xué)反應(yīng)的安全性;
4、反應(yīng)溫度和時間能夠準(zhǔn)確控制,有利于提高收率和選擇性。
“微反應(yīng)器”也稱“微通道反應(yīng)器”,自20世紀(jì)90年代中期微反應(yīng)技術(shù)興起以來,由于其特別的特點(diǎn)和優(yōu)勢得以迅速發(fā)展并成為科研院校和企業(yè)界共同的研究熱點(diǎn)。近年來,不但取得了很多令人矚目的研究成果,而且在醫(yī)i藥、農(nóng)i藥、特種材料以及精細(xì)化工產(chǎn)品及中間體的合成中得到了越來越多的應(yīng)用。
21世紀(jì)由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題,使化學(xué)工業(yè)面臨前面未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),由于微反應(yīng)器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點(diǎn),科學(xué)界致力于探索新的反應(yīng)途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保,所以我們有必要相信微反應(yīng)器將在化學(xué)工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。