微反應器技術的硬件設備配備

硬件部分包括微反應器設備和配套設備。微反應器設備從材質的角度可分為金屬材質和非金屬材質、碳化硅材質，從通道設計的角度可分為簡單通道和復雜通道。怎么樣去評價一款微反應器？

① 傳質性能。傳質性能受到通道結構的設計、流速范圍、停留時間分布、壓力降等因素影響。

② 傳熱性能。微反應器是一種換熱能力很強的技術裝備，其換熱能力受流速、溫差、材質、換熱介質等因素影響。

③ 放大的設計，實驗室研發(fā)型微反應器到工業(yè)化微反應器應當保持比較好的傳質、傳熱、停留時間一致性。

④ 材質和加工，設備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應當與具體的工況相匹配。

配套設備對于要實現工業(yè)化用途來講同樣重要。微反應器配套包括進料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中，動部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設計等都需要認真考量。

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驗和教訓。

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，常常會出現局部過熱現象。而局部過熱往往導致副產物生成，這就導致收率和選擇性下降。而且，在生產中劇烈反應產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、產物、或中間過渡態(tài)產物在反應條件下停留時間一長就會導致副產物的產生，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物。

微反應器的主要特征

1、大比表面積:強化了傳質、傳熱;縮短了擴散時間，實現流體間的快速均勻混合以及等溫操作;通道內作用力主要為:界面張

力，粘性應力以及毛細管力。

2、特別的流動行為:流體流動通常屬于層流;具有很強的方向性、對稱性和高度有序性;具有窄的停留時間分布和均勻的傳質過

程;便于對過程進行準確的理論描述和模擬。

3、催化劑的高通量篩選:催化劑用量少,操作連續(xù)，安全;適用于含有毒物質、易暴危險的反應。

4.無放大效應:通過集成眾多的反應器可以處理大批量的原料;節(jié)省從實驗室研發(fā)到工業(yè)過程的時間和成本。