微通道反應(yīng)器不同于其他反應(yīng)器的一些明顯優(yōu)勢
反應(yīng)器,用于實現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。器內(nèi)常設(shè)有攪拌(機械攪拌、氣流攪拌等)裝置。在高徑比較大時,可用多層攪拌槳葉。在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻時,可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套,或在器內(nèi)設(shè)置換熱面,也可通過外循環(huán)進行換熱。
而微通道反應(yīng)器(微反應(yīng)器),利用精i密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應(yīng)器,微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器是一個比較廣泛的概念,并有很多形式,既包括傳統(tǒng)的微量反應(yīng)器,也包括聚合反應(yīng)器、反相膠束條紋反應(yīng)器、微聚合反應(yīng)器和固體模板微反應(yīng)器等。這些微反應(yīng)器的對化學反應(yīng)的共同特點是將其控制在很微小的空間內(nèi),反應(yīng)通道的平均尺寸一般為微米甚至納米。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
微反應(yīng)器的優(yōu)點
1、傳質(zhì)、傳熱效率較高,傳質(zhì)速度快,連續(xù)流設(shè)備,轉(zhuǎn)化率和收率較高;
2、比表面積大。具有很大的熱交換效率;
3、在降低能耗的同時提高產(chǎn)物選擇性,保持環(huán)境清潔,減少化工生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響;
4.快速有效的混合,準確控制停留時間與反應(yīng)溫度是得到更高的轉(zhuǎn)化率和選擇性,避免副反應(yīng)發(fā)生;
5、微反應(yīng)器采用連續(xù)流動反應(yīng),在反應(yīng)器中停留的化學品很少。易于控制反應(yīng)過程,大大提高了反應(yīng)過程的安全性;
6、溫度可控,時間可控:
7、可以實現(xiàn)實驗室到工業(yè)過程的直接放大;
微通道反應(yīng)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、新工藝與新產(chǎn)品開發(fā)的重要平臺,得到學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。
能夠通過微通道反應(yīng)器實現(xiàn)的化學反應(yīng)類型很多,目前已成功反應(yīng)的類型有:硝化反應(yīng)(芳環(huán)硝化、硝i酸酯制備);低溫反應(yīng);氟化反應(yīng);重氮化反應(yīng)(重氮化還原、重氮化取代、重氮化偶聯(lián)等)等。
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