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微反應(yīng)器的優(yōu)點
(1)準確控制反應(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),比表面積可以達到10 000-50 000,液相傳熱系數(shù)可以達到10 000 W/(m2 K ,出色的傳熱特性使得反應(yīng)溫度能準確控制在一定范圍內(nèi),這對于精細化工中涉及中間產(chǎn)物和熱不穩(wěn)定產(chǎn)物的部分反應(yīng)具有重大意義。
(2)準確控制反應(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準確控制,一旦達到良好反應(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。
染料工業(yè)的生產(chǎn)過程主要采用單批釜式反應(yīng)器生產(chǎn),常需控制反應(yīng)溫度來減少重氮組份的分解,存在停留時間較長、混合欠充分、選擇性欠佳、產(chǎn)品純度不高、批次間差別大等不足。因此,微通道反應(yīng)器, 能夠改進混合方式、簡化工藝、連續(xù)化生產(chǎn), 是染料工業(yè)實現(xiàn)工藝綠色化的一個發(fā)展方向 。
微通道反應(yīng)器應(yīng)用于染料生產(chǎn),具有以下優(yōu)勢:
1、連續(xù)化反應(yīng)代替了間歇式反應(yīng),減小批差;
2、瞬間混合,有效的防止了活潑化合物的分解;
3、在線反應(yīng)體積小,保證了化學(xué)反應(yīng)的安全性;
4、反應(yīng)溫度和時間能夠準確控制,有利于提高收率和選擇性。
微反應(yīng)器連續(xù)合成化及應(yīng)用
不適合的反應(yīng)類型
a、本征動力學(xué)上的慢反應(yīng)。
b、反應(yīng)過程中有大量固體或氣體產(chǎn)生。
c、平衡反應(yīng),過程中需要不斷移除某物質(zhì)。
d、氣相反應(yīng)。
3、如何開發(fā)微反應(yīng)連續(xù)合成工藝
設(shè)備:a、設(shè)計微反應(yīng)器
b、提升反應(yīng)器的混合性能和傳遞性能
c、解決工程放大效應(yīng)
d、構(gòu)建完整的反應(yīng)器系統(tǒng)
工藝:a、動力學(xué)及反應(yīng)機理研究
b、工藝條件設(shè)計
c、流程模擬
d、安全評價