微通道反應器是一種反應物質(zhì)在微小通道內(nèi)連續(xù)流動最為突出、發(fā)生反應應用創新、同時實現(xiàn)換熱的裝備。狹義上更高要求,微反應器的通道尺寸一般在500微米以內(nèi)喜愛,以實現(xiàn)分子間擴散距離足夠短保持穩定、傳質(zhì)效率高規模,和比表面積大薄弱點、換熱效率高這樣的特性上高質量。然而,隨著精細化工行業(yè)對微反應器用于化學品一定規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的需求效高,和微反應器通道的不斷優(yōu)化與改進建設應用,微反應通道尺寸早已達到毫米級。因此發展需要,廣義上創新內容,微反應器是指能夠?qū)崿F(xiàn)高效換熱、高效傳質(zhì)的連續(xù)式平推流反應器信息。
微反應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)實踐者。通常使用的材質(zhì)包括有:玻璃、碳化硅廣泛關註、不銹鋼豐富、特種合金等等,反應器的溫度范圍(通常為-50oC–200oC)和壓力范圍(可達50公斤以上)也足夠?qū)掞@示,可以滿足多種化學反應對工藝條件的需求善於監督。
微反應器是一種“工藝強化”利器,可以讓反應在受控的時間和空間內(nèi)以更高的溫度豐富內涵、更高的濃度數據、和更快的混合來快速完成。通過工藝強化就能壓製,化學反應通尺~出了重要的一步?梢栽诜昼娂墶⑸踔撩爰墝崿F(xiàn)轉(zhuǎn)化發揮,同時能夠較好地控制副反應與雜質(zhì)的生成應用創新,從而達到提高收率、提升安全性足夠的實力、提高合成效率的綜合效果和諧共生。
然而,微反應器并不是萬能的技術全面闡釋,對微反應器適用性的準備判斷是應用微反應器進行技術開發(fā)的重要一步用上了〗Y構?梢詮乃膫€方面判斷其在具體化學反應上的適用性:
一、反應體系流動性是否良好:
即生產製造,是否存在影響體系流動性的因素拓展基地。通常,液液相反應多元化服務體系、氣液相反應處理、甚至氣液固三相催化類反應(如催化加氫),均可以在微反應器內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定流動實力增強。然而自然條件,若反應原料、中間態(tài)、或者反應產(chǎn)物存在固體體系流動性,則需要考慮固體含量、形態(tài)等深度,以不堵塞反應通道為前提助力各行。另外,對于某些高粘度體系帶來全新智能,同樣存在流動性障礙互動互補,其實用性需要仔細考察。
二自主研發、反應體系是否受傳質(zhì)控制:
從反應物到產(chǎn)物的反應轉(zhuǎn)化速率受到傳質(zhì)速率和本征反應速率的影響力度。相對較慢的一個速率通常決定了整個反應轉(zhuǎn)化速率。對于液液非均相反應意向、氣液非均相反應持續發展、氣液固催化反應等,反應轉(zhuǎn)化速率往往受到傳質(zhì)速率的影響比較顯著系統性。其中一個表現(xiàn)就是合作,如果攪拌速度加快,則反應轉(zhuǎn)化速率加快覆蓋範圍。然而一站式服務,對于工業(yè)化反應設備,無法大幅度提升攪拌速度高質量發展。因此,通過微反應器的應用可以強化傳質(zhì)速率形勢,從而提升整體反應速率攻堅克難。
三、反應體系是否存在換熱限制:
反應器的有效換熱面積和整體換熱系數(shù)是反應“撤熱”的重要指標高效節能。換熱效率不夠相關,輕則反應雜質(zhì)增加取得明顯成效,重則發(fā)生反應失控。對于常規(guī)存在換熱局限的反應設備影響力範圍,如攪拌式反應釜大力發展,通常采用長時間緩慢滴加、大量溶劑稀釋反應雙向互動、大幅度降低反應溫度等操作以減緩反應速度集成技術,適應反應器的換熱能力。此類反應往往可以利用微反應器的高換熱能力的特點得到本質(zhì)改善生產效率。
四創新的技術、反應本征動力學速度:
反應本征動力學速度與反應的活化能、反應物濃度更合理、反應溫度有序推進、和催化劑等因素密切相關。微反應器擅長處理本征動力學速度為快速和中速的反應顯著。本征反應速率過慢的反應仍然無法通過微反應器工藝強化實現(xiàn)秒級或者分鐘級反應深入開展。雖然很多反應并沒有本征反應速率的研究數(shù)據(jù),但是實踐中常見硝化反應需求、重氮化反應、氯化反應、氧化過氧化反應等等有所應,反應速率較快道路。而需要高溫長時間加熱的反應,往往本征反應速率較慢今年。