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微反應(yīng)器的優(yōu)點
(1)準(zhǔn)確控制反應(yīng)溫度
對于強放熱反應(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(yīng)溫度能準(zhǔn)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(yīng)具有重大意義。
(2)準(zhǔn)確控制反應(yīng)時間
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)條件下的停留時間可以準(zhǔn)確控制,一旦達到良好反應(yīng)時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)時間過長而產(chǎn)生的副產(chǎn)物。
連續(xù)流化學(xué)提高了化學(xué)反應(yīng)的效率
連續(xù)流化學(xué)的生產(chǎn)手段正在制藥研發(fā)中受到重視,考慮到其以下優(yōu)勢:更好的工藝過程,安全性更優(yōu)的質(zhì)量空間,節(jié)省更高的產(chǎn)能,以其簡單的形式,連續(xù)流動化學(xué)始于兩種以上的物料,比如起始反應(yīng)物,這些物料流以設(shè)定流速用泵打入反應(yīng)艙室、反應(yīng)管,流進反應(yīng)艙室的不同反應(yīng)物料在此進行混合和反應(yīng)。
根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)和物料流速,需要保證反應(yīng)物料在微型反應(yīng)器中達到某一特定的停留時間,從而獲得預(yù)期的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率,相繼,從微型反應(yīng)器出口流出的物料用燒瓶或其它適當(dāng)?shù)娜萜魇占饋怼?
近年來,微反應(yīng)器技術(shù)已經(jīng)開始在實驗室和工業(yè)規(guī)模上影響化學(xué)加工的概念,這一點越來越明顯。在過去的幾年里,實驗室研究人員已經(jīng)收集到證據(jù),證明微反應(yīng)器技術(shù)可以成功地應(yīng)用于幾乎所有的有機化學(xué)領(lǐng)域。這項新技術(shù)的一大優(yōu)點被認(rèn)為是更高的產(chǎn)率和選擇性,更有效地利用資源(對環(huán)境友好)和更強大的反應(yīng)控制(避免boom,使等溫線反應(yīng)控制成為可能)。這就打開了通向優(yōu)雅的組合反應(yīng)器布置的通道,包括在線分析設(shè)備或涂有多相催化劑的微通道,同時大限度地利用了微反應(yīng)器增強的表面體積比。