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迄今為止國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)微反應(yīng)器已進(jìn)行了廣泛的研究,對(duì)它的原理和特性有了較好的認(rèn)識(shí),且在微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造、集成和放大等方面都取得了可喜的成績(jī)。但是對(duì)它的研究還不夠成熟,傳統(tǒng)的“三傳一反”理論必須進(jìn)行修正、補(bǔ)充和創(chuàng)新,反應(yīng)的一些原理還沒有探討清楚,還需要大量的工作。另外在它的制造、催化劑的壁載和系統(tǒng)的自動(dòng)控制方面還存在許多技術(shù)難點(diǎn),有必要進(jìn)行微反應(yīng)系統(tǒng)中表面和界面現(xiàn)象、傳遞規(guī)律、反應(yīng)特性和放大集成的深人研究。
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)面臨前面沒有的機(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。
微反應(yīng)器的連續(xù)合成
a、微反應(yīng)技術(shù)可以提高反應(yīng)過程收率,提高安全性,實(shí)現(xiàn)化學(xué)品的連續(xù)可控制備;
b、微通道反應(yīng)器不是universal的,有它特別的特點(diǎn)和適應(yīng)的反應(yīng)類型。
c、開發(fā)微反應(yīng)連續(xù)工藝不容易一蹴而就,要求設(shè)備和工藝的完好結(jié)合,需要細(xì)致的前期研究和優(yōu)化。
開發(fā)難度:均相反應(yīng)<液液兩相反應(yīng)<氣液兩相反應(yīng)<氣液固三相反應(yīng)。
利用微通道反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),工藝放大不是通過增大微通道的特征尺寸,而是通過增加微通道的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)的,所以小試反應(yīng)條件不需做任何改變就可直接用于生產(chǎn),不存在常規(guī)批次反應(yīng)器的放大難題,從而大幅縮短了產(chǎn)品由實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)的時(shí)間。
微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)反應(yīng),因此在反應(yīng)器中停留的化學(xué)品數(shù)量總是很少的,即使萬一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微反應(yīng)器換熱效率很高,即使反應(yīng)突然釋放大量熱量,也可以被迅速導(dǎo)出,從而保證反應(yīng)溫度的穩(wěn)定,減少了發(fā)生安全事故和質(zhì)量事故的可能性。因此微反應(yīng)器可以輕松應(yīng)對(duì)苛刻的工藝要求,實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
微反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
1、傳質(zhì)、傳熱效率較高,傳質(zhì)速度快,轉(zhuǎn)化率和收率較高;
2、比表面積大。具有很大的熱交換效率;
3、在降低能耗的同時(shí)提高產(chǎn)物選擇性,保持環(huán)境清潔,減少化工生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境的影響;
4.快速有效的混合,準(zhǔn)確控制停留時(shí)間與反應(yīng)溫度是得到更高的轉(zhuǎn)化率和選擇性,避免副反應(yīng)發(fā)生;
5、微反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)反應(yīng),在反應(yīng)器中停留的化學(xué)品很少。易于控制反應(yīng)過程,大大提高了反應(yīng)過程的安全性;
6、溫度可控,時(shí)間可控:
7、可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)過程的直接放大;