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在國內(nèi),微反應技術(shù)處于研究與開發(fā)階段。雖然有很多高校從事微反應技術(shù)研究,尚沒有成熟的國產(chǎn)設(shè)備面世。
微反應器特別的結(jié)構(gòu)給它帶來了一系列優(yōu)良的性能,故它被應用到許多領(lǐng)域中。例如對于小規(guī)模的光化學過程,采用透明的微反應器可有利于薄流體層靠近輻射源。德國美因茲微技術(shù)研究所開發(fā)了一種平行盤片結(jié)構(gòu)的電化學微反應器。
微反應器技術(shù)的硬件設(shè)備配備
硬件部分包括微反應器設(shè)備和配套設(shè)備。微反應器設(shè)備從材質(zhì)的角度可分為金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)、碳化硅材質(zhì),從通道設(shè)計的角度可分為簡單通道和復雜通道。怎么樣去評價一款微反應器?
① 傳質(zhì)性能。傳質(zhì)性能受到通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計、流速范圍、停留時間分布、壓力降等因素影響。
② 傳熱性能。微反應器是一種換熱能力很強的技術(shù)裝備,其換熱能力受流速、溫差、材質(zhì)、換熱介質(zhì)等因素影響。
③ 放大的設(shè)計,實驗室研發(fā)型微反應器到工業(yè)化微反應器應當保持比較好的傳質(zhì)、傳熱、停留時間一致性。
④ 材質(zhì)和加工,設(shè)備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應當與具體的工況相匹配。
配套設(shè)備對于要實現(xiàn)工業(yè)化用途來講同樣重要。微反應器配套包括進料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中,動部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設(shè)計等都需要認真考量。
微反應器連續(xù)合成化及應用
加氫反應占所有制藥反應類型的約14%。普遍采用的加氫釜很危險,而采用均相加氫,廢物處理又比較難,目前開發(fā)的微填充床技術(shù)將會解決這個問題。把催化劑填充到相應的管道固定中,跟微反應器結(jié)合,料液和氫氣通過微反應器和微填充床即可完成反應。當然難點也很大。氣液固反應是很難的,氣液在微反應器中的流動,傳質(zhì)和反應行為非常復雜。但催化劑只要不失活可以一直用,失活后需要開發(fā)再生工藝。前期的催化劑篩選和工藝開發(fā)過程也較為復雜,但是考慮到醫(yī)i藥行業(yè)的特點,對成本要求比較低,可以做的較快。
微通道反應器行業(yè)有廣闊的應用前景
用傳統(tǒng)的釜式反應器,反應放出的熱量不能及時的釋放,反應溫度不能控制,利用微通道反應器能克服釜式反應器的缺點,如果關(guān)于微反應器的這個預言是正確的,那么這將是對化工工藝的一次完全的改革,這種新化工工藝必然會有廣闊的應用前景。
微通道反應器采用連續(xù)流動的方式進行反應,對于反應速度很快的化學反應,可以通過調(diào)節(jié)反應物流速和微通道的長度,控制它們在反應器中的反應時間。