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微反應(yīng)器適合的反應(yīng)類型
1、反應(yīng)物配比要求很嚴(yán)的快速反應(yīng)
某些反應(yīng)對反應(yīng)物配比要求很嚴(yán)格,其中某一反應(yīng)物過量就會引起副反應(yīng),如要求單取代的反應(yīng),會有二取代和三取代產(chǎn)物生成。微反應(yīng)器系統(tǒng)可以瞬時(shí)達(dá)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(xiǎn)化學(xué)反應(yīng)以及高溫高壓反應(yīng)
某些易失控的化學(xué)反應(yīng),一旦失控,就會造成反應(yīng)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(yīng)器由于反應(yīng)熱可以快速導(dǎo)出,而且又是 連續(xù)流動反應(yīng),在線的化學(xué)品量很少,因此保證了反應(yīng)的安全性。
微反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
(1)準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度
對于強(qiáng)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(dá)到10 000-50 000,液相傳熱系數(shù)可以達(dá)到10 000 W/(m2 K ,出色的傳熱特性使得反應(yīng)溫度能準(zhǔn)確控制在一定范圍內(nèi),這對于精細(xì)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(zhǔn)確控制反應(yīng)時(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)間可以準(zhǔn)確控制,一旦達(dá)到良好反應(yīng)時(shí)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(shí)間過長而產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
微通道反應(yīng)器是一種連續(xù)流動的管道式反應(yīng)器,包括化工單元所需要的混合器、換熱器、反應(yīng)器、控制器等。由于管道尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于常規(guī)管式反應(yīng)器,是利用precise加工技術(shù)制造的特征尺寸在數(shù)百μm以下的微型設(shè)備,與傳統(tǒng)反應(yīng)器相比,具有傳質(zhì)傳熱效率較高、瞬間混合、返混幾率小,能更好地控制反應(yīng)溫度和停留時(shí)間等優(yōu)點(diǎn),能夠解決工藝放大問題,具有良好的反應(yīng)安全性能。