微反應(yīng)器的 用途

微反應(yīng)器設(shè)備根據(jù)其主要用途或功能可以細(xì)分為微混合器，微換熱器和微反應(yīng)器。由于其內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)使得微反應(yīng)器設(shè)備具有極大的比表面積，可達(dá)攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。微反應(yīng)器有著很好的傳熱和傳質(zhì)能力，可以實現(xiàn)物料的瞬間均勻混合和有效的傳熱，因此許多在常規(guī)反應(yīng)器中無法實現(xiàn)的反應(yīng)都可以微反應(yīng)器中實現(xiàn)。

目前微反應(yīng)器在化工工藝過程的研究與開發(fā)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，商業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用正日益增多。

微反應(yīng)器的優(yōu)點

（1）精準(zhǔn)控制反應(yīng)溫度

對于強放熱反應(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)溫度能精準(zhǔn)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）精準(zhǔn)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精準(zhǔn)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。

怎么判斷微反應(yīng)器的適用性呢？

 一，反應(yīng)本身是不是受傳質(zhì)控制。一般來講，液-液非均相反應(yīng)、氣-液非均相反應(yīng)、氣-液-固三相催化反應(yīng)、需要劇烈攪拌或者存在放大效應(yīng)的體系受傳質(zhì)控制，這些體系往往比較適合用微反應(yīng)器；

第二，反應(yīng)體系是否受傳熱的限制。如果反應(yīng)體系的溫度很低、反應(yīng)過程需要滴加、放熱劇烈反應(yīng)、稀釋反應(yīng)體系，由于傳統(tǒng)反應(yīng)釜傳熱面積的限制往往存在傳熱限制，這類反應(yīng)在微反應(yīng)器上實現(xiàn)的可能性會比較大。

 “微反應(yīng)器”從本質(zhì)上講是一種連續(xù)流動的管道式反應(yīng)器；反應(yīng)器中的微通道利用精密加工工藝制造而成。由于微反應(yīng)器內(nèi)工藝流體的通道尺寸非常小，相對于常規(guī)管式反應(yīng)器而言，其比表面積體積比非常大（可達(dá)10000~50000㎡/m3）。因此微反應(yīng)器具有極高的混合效率（毫秒級范圍實現(xiàn)徑向完全混合）、極強的換熱能力（傳熱系數(shù)可達(dá)25000W/(㎡·K)）和極窄的停留時間分布（幾乎無返混，基本接近了平推流）。