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微反應器適合的反應類型
1、反應物配比要求很嚴的快速反應
某些反應對反應物配比要求很嚴格,其中某一反應物過量就會引起副反應,如要求單取代的反應,會有二取代和三取代產(chǎn)物生成。微反應器系統(tǒng)可以瞬時達到均勻混合,這就避免了局部過量的問題,使副產(chǎn)物減少到較低。
2、危險化學反應以及高溫高壓反應
某些易失控的化學反應,一旦失控,就會造成反應溫度急劇升高,壓力急劇增加,引起沖料,甚至引發(fā)boom。微反應器由于反應熱可以快速導出,而且又是 連續(xù)流動反應,在線的化學品量很少,因此保證了反應的安全性。
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(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(chǎn)物移動,但這也造成了部分反應物停留時間過長,產(chǎn)生較多的副產(chǎn)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(chǎn)生的副產(chǎn)物。
微通道反應器是一種連續(xù)流動的管道式反應器,包括化工單元所需要的混合器、換熱器、反應器、控制器等。由于管道尺寸遠遠小于常規(guī)管式反應器,是利用precise加工技術制造的特征尺寸在數(shù)百μm以下的微型設備,與傳統(tǒng)反應器相比,具有傳質傳熱效率較高、瞬間混合、返混幾率小,能更好地控制反應溫度和停留時間等優(yōu)點,能夠解決工藝放大問題,具有良好的反應安全性能。