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微反應器的應用研究發(fā)展4個階段
1階段,上世紀在90年代,大家開始設計和制造微反應器的一些器件,并用它去嘗試一些常規(guī)的化學反應;
第2階段,微反應器已經(jīng)相對成熟,商業(yè)化反應器,開始投放市場,反應和工藝的研究比較火熱;
第3階段,開始做反應器系統(tǒng)化的集成,包括前端、后端、在線的處理等;
第4階段,人工智能化。當然,走到第四階段離不開一階段的工作,離不開第二階段的研究,更離不開第三階段的經(jīng)驗和教訓。
微通道反應器特別的結(jié)構(gòu)賦予其一系列的性能,故被應用于許多領域。例如,氨基甲酸酯的多步化學合成可以通過連續(xù)性工藝來實現(xiàn),其中包括分步反應工序和反應步驟間的兩步分離工序。通過使用一系列串聯(lián)的由三個微通道反應器和兩個相分離器組成的反應裝置,可以在一個緊湊型芯片基的工藝系統(tǒng)中實現(xiàn)溶劑轉(zhuǎn)換、危險中間產(chǎn)物原位生產(chǎn)和消耗、高能量化學品的安全處理以及化學品的小批量生產(chǎn)。因此,可以用于快速及放熱反應、工業(yè)環(huán)境拓展等方面。
碳化硅反應器保溫隔熱性能大大提高
換熱系統(tǒng)的冷熱媒可直接注入碳化硅反應器芯片的換熱通道內(nèi),通道采用流線型設計并安裝有擾流擴散器,既滿足了媒介的快速流動,不會產(chǎn)生明顯壓降,又可保證媒介與芯片本體充分接觸,有利于準確控溫。碳化硅反應器模塊單元帶有特別制的保溫隔熱層,使用特殊保溫材料將碳化硅反應器芯片充分包裹,碳化硅芯片與外部金屬部分無接觸,保溫隔熱性能大大提高,有利于節(jié)能降耗,同時增加了設備使用中的安全性。
近年來,微反應器技術(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),證明微反應器技術(shù)可以成功地應用于幾乎所有的有機化學領域。這項新技術(shù)的一大優(yōu)點被認為是更高的產(chǎn)率和選擇性,更有效地利用資源(對環(huán)境友好)和更強大的反應控制(避免boom,使等溫線反應控制成為可能)。這就打開了通向優(yōu)雅的組合反應器布置的通道,包括在線分析設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器增強的表面體積比。