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微反應(yīng)器的發(fā)展
拜耳-埃爾費(fèi)爾德微技術(shù)公司(Ehrfeld Mikrotechnik BTS,簡(jiǎn)稱(chēng)EMB)是領(lǐng)i先的微反應(yīng)器技術(shù)的供應(yīng)商。在化工和精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)領(lǐng)域,EMB開(kāi)發(fā)的Miprowa系列微反應(yīng)器已經(jīng)被世界各大化工公司應(yīng)用于工藝開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)中;在藥生產(chǎn)領(lǐng)域,2010年EMB與龍沙公司(Lonza)合作向市場(chǎng)推出了符合GMP認(rèn)證要求的Flowplate系列微反應(yīng)器。
微反應(yīng)器適合的反應(yīng)類(lèi)型
1、反應(yīng)物配比要求很?chē)?yán)的快速反應(yīng)
某些反應(yīng)對(duì)反應(yīng)物配比要求很?chē)?yán)格,其中某一反應(yīng)物過(guò)量就會(huì)引起副反應(yīng),如要求單取代的反應(yīng),會(huì)有二取代和三取代產(chǎn)物生成。微反應(yīng)器系統(tǒng)可以瞬時(shí)達(dá)到均勻混合,這就避免了局部過(guò)量的問(wèn)題,使副產(chǎn)物減少到較低。
2、危險(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)以及高溫高壓反應(yīng)
某些易失控的化學(xué)反應(yīng),一旦失控,就會(huì)造成反應(yīng)溫度急劇升高,壓力急劇增加,引起沖料,甚至引發(fā)boom。微反應(yīng)器由于反應(yīng)熱可以快速導(dǎo)出,而且又是 連續(xù)流動(dòng)反應(yīng),在線的化學(xué)品量很少,因此保證了反應(yīng)的安全性。
據(jù)統(tǒng)計(jì),大約有30%的精細(xì)化工反應(yīng)可以在微反應(yīng)器中進(jìn)行,并且在收率、選擇性或安全性等方面得到較大提高。微反應(yīng)器的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在以下類(lèi)型的反應(yīng)。
1、劇烈放熱的反應(yīng)
對(duì)劇烈放熱的反應(yīng),常規(guī)反應(yīng)器一般采用逐漸滴加或分批加入的方式,即便如此,也依然會(huì)存在過(guò)熱 而產(chǎn)生一定量的副產(chǎn)物。微反應(yīng)器由于良好的傳熱特 性,反應(yīng)溫度可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制,消除局部過(guò)熱,顯著提高產(chǎn)品的收率和選擇性。
2、反應(yīng)物或產(chǎn)物不穩(wěn)定的反應(yīng)
某些反應(yīng)物或產(chǎn)物很不穩(wěn)定,停留時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)分解而降低產(chǎn)品收率。微反應(yīng)器系統(tǒng)是連續(xù)流動(dòng)體系,反應(yīng)的停留時(shí)間可以準(zhǔn)確控制,因此可避免常規(guī)反應(yīng)器中出現(xiàn)的由于反應(yīng)物或產(chǎn)物不穩(wěn)定而分解的情況。
怎么樣去評(píng)價(jià)一款微反應(yīng)器?主要從以下四個(gè)方面:
1)傳質(zhì)性能。傳質(zhì)性能受到通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、流速范圍、停留時(shí)間分布、壓力降等等因素影響。
2)傳熱性能。微反應(yīng)器是一種換熱能力很強(qiáng)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(jì),實(shí)驗(yàn)室研發(fā)型微反應(yīng)器到工業(yè)化微反應(yīng)器應(yīng)當(dāng)保持比較好的傳質(zhì)、傳熱、停留時(shí)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(yīng)當(dāng)與具體的工況相匹配。