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微反應器的優(yōu)點
(1)準確控制反應溫度
對于強放熱反應,傳統(tǒng)釜式反應器由于受體積影響,混合及換熱效率不高,容易出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象,產品收率和選擇性都會下降副產物較多。而在微通道反應器內,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溫度能準確控制在一定范圍內,這對于精細化工中涉及中間產物和熱不穩(wěn)定產物的部分反應具有重大意義。
(2)準確控制反應時間
在傳統(tǒng)的間歇釜式反應器中,為防止反應過于劇烈,往往采用逐漸滴加或分批加入反應物的方式,來促進反應平衡向產物移動,但這也造成了部分反應物停留時間過長,產生較多的副產物。而反應物在微通道反應器中是連續(xù)流動的物料在反應條件下的停留時間可以準確控制,一旦達到良好反應時間就立即傳遞到下一步或終止反應,可以有效消除因反應時間過長而產生的副產物。
怎么判斷微反應器的適用性呢?
一,反應本身是不是受傳質控制。一般來講,液-液非均相反應、氣-液非均相反應、氣-液-固三相催化反應、需要劇烈攪拌或者存在放大效應的體系受傳質控制,這些體系往往比較適合用微反應器;
第二,反應體系是否受傳熱的限制。如果反應體系的溫度很低、反應過程需要滴加、放熱劇烈反應、稀釋反應體系,由于傳統(tǒng)反應釜傳熱面積的限制往往存在傳熱限制,這類反應在微反應器上實現(xiàn)的可能性會比較大。
展望未來微反應器研究,預計將在以下幾個領域取得進展
(1)、設計新的微反應器模型,對微反應器進行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反應器中研究反應原理, 對微反應器的設計進行模擬、優(yōu)化;
(3)、在微反 應器中探索新的反應途徑和使化工生產更加經濟更加環(huán)保的方法,并應用于實際生產,這是研究微反應器的真正價
值所在。
微反應器作為化學工程學科的前沿和熱點方向,逐漸成為聚合物合成的新裝備、新工藝與新*品開發(fā)的重要平臺,得到學術界和產業(yè)界的廣泛關注。
聚合反應對反應器的傳熱和混合有很高的要求,傳統(tǒng)的釜式反應器在這方面的缺陷成為獲得高的聚合產物的瓶頸之一。微反應器可實現(xiàn)可控的多相微尺度流動,能夠強化聚合反應中的混合、傳質和傳熱過程,嚴格控制反應時間,實現(xiàn)反應單元的模塊化組合。