微通道反應(yīng)器是一種反應(yīng)物質(zhì)在微小通道內(nèi)連續(xù)流動高效、發(fā)生反應(yīng)兩個角度入手、同時實現(xiàn)換熱的裝備系統穩定性。狹義上技術的開發,微反應(yīng)器的通道尺寸一般在500微米以內(nèi)建立和完善,以實現(xiàn)分子間擴散距離足夠短特點、傳質(zhì)效率高強大的功能,和比表面積大認為、換熱效率高這樣的特性服務好。然而,隨著精細化工行業(yè)對微反應(yīng)器用于化學(xué)品一定規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需求長效機製,和微反應(yīng)器通道的不斷優(yōu)化與改進講實踐,微反應(yīng)通道尺寸早已達到毫米級。因此奮戰不懈,廣義上市場開拓,微反應(yīng)器是指能夠?qū)崿F(xiàn)高效換熱、高效傳質(zhì)的連續(xù)式平推流反應(yīng)器有所增加。
微反應(yīng)器的制造可以由金屬和非金屬等多種材質(zhì)經(jīng)過精密微通道加工與密封實現(xiàn)各項要求。通常使用的材質(zhì)包括有:玻璃、碳化硅、不銹鋼新技術、特種合金等等共同學習,反應(yīng)器的溫度范圍(通常為-50oC–200oC)和壓力范圍(可達50公斤以上)也足夠?qū)挘梢詽M足多種化學(xué)反應(yīng)對工藝條件的需求深入。
微反應(yīng)器是一種“工藝強化”利器效高,可以讓反應(yīng)在受控的時間和空間內(nèi)以更高的溫度、更高的濃度基礎、和更快的混合來快速完成性能。通過工藝強化,化學(xué)反應(yīng)通硨ν忾_放?梢栽诜昼娂壖夹g創新、甚至秒級實現(xiàn)轉(zhuǎn)化,同時能夠較好地控制副反應(yīng)與雜質(zhì)的生成資料,從而達到提高收率廣泛應用、提升安全性、提高合成效率的綜合效果橫向協同。
然而哪些領域,微反應(yīng)器并不是萬能的技術(shù),對微反應(yīng)器適用性的準(zhǔn)備判斷是應(yīng)用微反應(yīng)器進行技術(shù)開發(fā)的重要一步不斷創新〗⒑屯晟??梢詮乃膫€方面判斷其在具體化學(xué)反應(yīng)上的適用性:
一、反應(yīng)體系流動性是否良好:
即參與水平,是否存在影響體系流動性的因素大型。通常,液液相反應(yīng)明確相關要求、氣液相反應(yīng)能力建設、甚至氣液固三相催化類反應(yīng)(如催化加氫),均可以在微反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定流動生產體系。然而服務,若反應(yīng)原料、中間態(tài)能力和水平、或者反應(yīng)產(chǎn)物存在固體覆蓋,則需要考慮固體含量、形態(tài)等研究,以不堵塞反應(yīng)通道為前提高效。另外,對于某些高粘度體系提高,同樣存在流動性障礙機構,其實用性需要仔細考察。
二、反應(yīng)體系是否受傳質(zhì)控制:
從反應(yīng)物到產(chǎn)物的反應(yīng)轉(zhuǎn)化速率受到傳質(zhì)速率和本征反應(yīng)速率的影響基礎。相對較慢的一個速率通常決定了整個反應(yīng)轉(zhuǎn)化速率提供堅實支撐。對于液液非均相反應(yīng)、氣液非均相反應(yīng)高產、氣液固催化反應(yīng)等信息化技術,反應(yīng)轉(zhuǎn)化速率往往受到傳質(zhì)速率的影響比較顯著。其中一個表現(xiàn)就是良好,如果攪拌速度加快逐步顯現,則反應(yīng)轉(zhuǎn)化速率加快。然而引領,對于工業(yè)化反應(yīng)設(shè)備自動化裝置,無法大幅度提升攪拌速度。因此應用前景,通過微反應(yīng)器的應(yīng)用可以強化傳質(zhì)速率開展攻關合作,從而提升整體反應(yīng)速率。
三預下達、反應(yīng)體系是否存在換熱限制:
反應(yīng)器的有效換熱面積和整體換熱系數(shù)是反應(yīng)“撤熱”的重要指標(biāo)。換熱效率不夠統籌推進,輕則反應(yīng)雜質(zhì)增加方案,重則發(fā)生反應(yīng)失控。對于常規(guī)存在換熱局限的反應(yīng)設(shè)備的必然要求,如攪拌式反應(yīng)釜研究成果,通常采用長時間緩慢滴加、大量溶劑稀釋反應(yīng)完善好、大幅度降低反應(yīng)溫度等操作以減緩反應(yīng)速度大面積,適應(yīng)反應(yīng)器的換熱能力。此類反應(yīng)往往可以利用微反應(yīng)器的高換熱能力的特點得到本質(zhì)改善問題分析。
四培養、反應(yīng)本征動力學(xué)速度:
反應(yīng)本征動力學(xué)速度與反應(yīng)的活化能、反應(yīng)物濃度更加完善、反應(yīng)溫度形式、和催化劑等因素密切相關(guān)。微反應(yīng)器擅長處理本征動力學(xué)速度為快速和中速的反應(yīng)支撐作用。本征反應(yīng)速率過慢的反應(yīng)仍然無法通過微反應(yīng)器工藝強化實現(xiàn)秒級或者分鐘級反應(yīng)日漸深入。雖然很多反應(yīng)并沒有本征反應(yīng)速率的研究數(shù)據(jù),但是實踐中常見硝化反應(yīng)同時、重氮化反應(yīng)互動式宣講、氯化反應(yīng)、氧化過氧化反應(yīng)等等,反應(yīng)速率較快自動化。而需要高溫長時間加熱的反應(yīng)提升,往往本征反應(yīng)速率較慢。