微化工技術(shù)和微反應(yīng)器

微反應(yīng)器內(nèi)部流體的流動或分散尺度在1μm到1 mm之間，稱為微流體。微流體相對于常規(guī)尺度的流體在傳遞特性、安全性以及可控性等方面都有很大優(yōu)勢。

微反應(yīng)器的類型

1、微反應(yīng)器有很多種類型：按照反應(yīng)相態(tài)不同，分為氣固相微反應(yīng)器、氣液相微反應(yīng)器、 液液相微反應(yīng)器和氣液固相微反應(yīng)器;

2、按照操作方式不同，分為連續(xù)微反應(yīng)器、半連續(xù)微反應(yīng)器和間歇微反應(yīng)器;

3、按照分析應(yīng)用不同，分為化學(xué)和生物中應(yīng)用的微反應(yīng)器以及化學(xué)工程和化學(xué)中應(yīng)用的微反應(yīng)器；

4、按照用途不同，分為生產(chǎn)用微反應(yīng)器和實驗用微反應(yīng)器。

微反應(yīng)器適合的反應(yīng)類型

據(jù)統(tǒng)計，大約有30%的精細(xì)化工反應(yīng)可以在微反應(yīng)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(yīng)器的優(yōu)勢集中體現(xiàn)在以下類型的反應(yīng)。

1、劇烈放熱的反應(yīng)

對劇烈放熱的反應(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，也依然會存在過熱 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)溫度可實現(xiàn)準(zhǔn)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(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，停留時間一長就會分解而降低產(chǎn)品收率。微反應(yīng)器系統(tǒng)是連續(xù)流動體系，反應(yīng)的停留時間可以準(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。

千萬別小看了微通道反應(yīng)器

微通道反應(yīng)器，利用precise加工技術(shù)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(yīng)器，微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別，而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)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。

　　微通道反應(yīng)器特別的結(jié)構(gòu)給它帶來了一系列的性能，故它被應(yīng)用到許多領(lǐng)域中。例如對于小規(guī)模的光化學(xué)過程，采用透明的微反應(yīng)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(xué)微反應(yīng)器。

連續(xù)流化學(xué)提高了化學(xué)反應(yīng)的效率

　　連續(xù)流化學(xué)的生產(chǎn)手段正在制藥研發(fā)中受到重視，考慮到其以下優(yōu)勢：更好的工藝過程，安全性更優(yōu)的質(zhì)量空間，節(jié)省更高的產(chǎn)能，以其簡單的形式，連續(xù)流動化學(xué)始于兩種以上的物料，比如起始反應(yīng)物，這些物料流以設(shè)定流速用泵打入反應(yīng)艙室、反應(yīng)管，流進反應(yīng)艙室的不同反應(yīng)物料在此進行混合和反應(yīng)。

　　根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)和物料流速，需要保證反應(yīng)物料在微型反應(yīng)器中達(dá)到某一特定的停留時間，從而獲得預(yù)期的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率，相繼，從微型反應(yīng)器出口流出的物料用燒瓶或其它適當(dāng)?shù)娜萜魇占饋怼?