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微反應器適合的反應類型
據(jù)統(tǒng)計,大約有30%的精細化工反應可以在微反應器中進行,并且在收率、選擇性或安全性等方面得到較大提高。微反應器的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在以下類型的反應。
1、劇烈放熱的反應
對劇烈放熱的反應,常規(guī)反應器一般采用逐漸滴加或分批加入的方式,即便如此,也依然會存在過熱 而產(chǎn)生一定量的副產(chǎn)物。微反應器由于良好的傳熱特 性,反應溫度可實現(xiàn)準確控制,消除局部過熱,顯著提高產(chǎn)品的收率和選擇性。
2、反應物或產(chǎn)物不穩(wěn)定的反應
某些反應物或產(chǎn)物很不穩(wěn)定,停留時間一長就會分解而降低產(chǎn)品收率。微反應器系統(tǒng)是連續(xù)流動體系,反應的停留時間可以準確控制,因此可避免常規(guī)反應器中出現(xiàn)的由于反應物或產(chǎn)物不穩(wěn)定而分解的情況。
微通道反應器不同于其他反應器的一些明顯優(yōu)勢
反應器,用于實現(xiàn)液相單相反應過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應過程。器內常設有攪拌(機械攪拌、氣流攪拌等)裝置。在高徑比較大時,可用多層攪拌槳葉。在反應過程中物料需加熱或冷卻時,可在反應器壁處設置夾套,或在器內設置換熱面,也可通過外循環(huán)進行換熱。
而微通道反應器(微反應器),利用精i密加工技術制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應器,微反應器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應設備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應器是一個比較廣泛的概念,并有很多形式,既包括傳統(tǒng)的微量反應器,也包括聚合反應器、反相膠束條紋反應器、微聚合反應器和固體模板微反應器等。這些微反應器的對化學反應的共同特點是將其控制在很微小的空間內,反應通道的平均尺寸一般為微米甚至納米。微反應器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
近年來,微反應器技術已經(jīng)開始在實驗室和工業(yè)規(guī)模上影響化學加工的概念,這一點越來越明顯。在過去的幾年里,實驗室研究人員已經(jīng)收集到證據(jù),證明微反應器技術可以成功地應用于幾乎所有的有機化學領域。這項新技術的一大優(yōu)點被認為是更高的產(chǎn)率和選擇性,更有效地利用資源(對環(huán)境友好)和更強大的反應控制(避免boom,使等溫線反應控制成為可能)。這就打開了通向優(yōu)雅的組合反應器布置的通道,包括在線分析設備或涂有多相催化劑的微通道,同時大限度地利用了微反應器增強的表面體積比。