“微反應器”也稱“微通道反應器”,自20世紀90年代中期微反應技術(shù)興起以來,由于其特別的特點和優(yōu)勢得以迅速發(fā)展并成為科研院校和企業(yè)界共同的研究熱點。近年來,不但取得了很多令人矚目的研究成果,而且在醫(yī)i藥、農(nóng)i藥、特種材料以及精細化工產(chǎn)品及中間體的合成中得到了越來越多的應用。
21世紀由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題,使化學工業(yè)面臨前面未有的機遇和挑戰(zhàn),由于微反應器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點,科學界致力于探索新的反應途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟和環(huán)保,所以我們有必要相信微反應器將在化學工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。
微通道反應器是如何控制反應溫度和時間的
1 對反應溫度的控制:微反應設(shè)備極大的比表面積決定了微通道反應器有極大的換熱效率,即使是反應瞬間釋放出大量熱量,微通道反應器也可及時將其導出,維持反應溫度穩(wěn)定。而在常規(guī)反應器中的強放熱反應,由于換熱效率不夠高,常常會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。而局部過熱往往導致副產(chǎn)物生成,這就導致收率和選擇性下降。而且,在生產(chǎn)中劇烈反應產(chǎn)生的大量熱量如果不能及時導出,會導致沖料事故甚至發(fā)生boom。
2 對反應時間的控制:常規(guī)的批次反應,往往采用將反應物逐漸滴加的方式來防止反應過于劇烈。這就使一部分物料的停留時間過長。而在很多反應中,反應物、產(chǎn)物、或中間過渡態(tài)產(chǎn)物在反應條件下停留時間一長就會導致副產(chǎn)物的產(chǎn)生,使反應收率降低。而微通道反應器采取的是微管道中的連續(xù)流動反應,可以控制物料在反應條件下的停留時間。一旦達到反應時間就立即將物料傳遞到下一步反應,或終止反應,這樣就有效避免了因反應時間長而導致的副產(chǎn)物。
連續(xù)流化學提高了化學反應的效率
連續(xù)流動化學系統(tǒng)是一種微通道高通量且易于放大生產(chǎn)規(guī)模的反應器,由于傳統(tǒng)釜式反應技術(shù)要求化學反應的許多條件適應于現(xiàn)有的釜式反應設(shè)備,而此項技術(shù)能取代傳統(tǒng)的低效間隙化的反應釜生產(chǎn)操作,實現(xiàn)有效節(jié)能、安全、低碳和環(huán)保的連續(xù)化合成生產(chǎn),能夠為單個反應或大范圍的反應組合提供更具成本效率的解決方案。
此外,反應器提高了化學反應的效率、生產(chǎn)規(guī)模放大可行性以及化工過程質(zhì)量,并可以根據(jù)客戶的需求滿足日產(chǎn)5mL試劑消耗量的化學品篩選,在降低成本的同時,也降低了對環(huán)境的影響,以及所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定性,使得操作昂貴化學藥品進行前期優(yōu)化條件時降低成本。