微反應(yīng)器的定義

微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，利用精細(xì)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(jí)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)器中可以包含有成百萬(wàn)上千萬(wàn)的微型通道，因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。

美國(guó)PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要開展燃料電池氫源系統(tǒng)微型化研究，反應(yīng)器主體結(jié)構(gòu)是一個(gè)錯(cuò)流式微通道換熱器，與傳統(tǒng)相比，相同的處理能力，反應(yīng)器體積可減小l～2個(gè)數(shù)量級(jí)。微反應(yīng)器在傳質(zhì)、傳熱、恒溫等方面表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì)，自面世以來(lái)迅速引起相關(guān)領(lǐng)域人士的濃厚興趣和關(guān)注。

微反應(yīng)器技術(shù)的硬件設(shè)備配備

硬件部分包括微反應(yīng)器設(shè)備和配套設(shè)備。微反應(yīng)器設(shè)備從材質(zhì)的角度可分為金屬材質(zhì)和非金屬材質(zhì)、碳化硅材質(zhì)，從通道設(shè)計(jì)的角度可分為簡(jiǎn)單通道和復(fù)雜通道。怎么樣去評(píng)價(jià)一款微反應(yīng)器？

① 傳質(zhì)性能。傳質(zhì)性能受到通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、流速范圍、停留時(shí)間分布、壓力降等因素影響。

② 傳熱性能。微反應(yīng)器是一種換熱能力很強(qiáng)的技術(shù)裝備，其換熱能力受流速、溫差、材質(zhì)、換熱介質(zhì)等因素影響。

③ 放大的設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室研發(fā)型微反應(yīng)器到工業(yè)化微反應(yīng)器應(yīng)當(dāng)保持比較好的傳質(zhì)、傳熱、停留時(shí)間一致性。

④ 材質(zhì)和加工，設(shè)備的耐腐蝕性、密封性、耐壓性、死體積應(yīng)當(dāng)與具體的工況相匹配。

配套設(shè)備對(duì)于要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化用途來(lái)講同樣重要。微反應(yīng)器配套包括進(jìn)料泵、傳感器、閥門、在線監(jiān)測(cè)裝置、控制系統(tǒng)及管件閥門等。其中，動(dòng)部件的壽命、耐腐蝕性、管道的設(shè)計(jì)等都需要認(rèn)真考量。

反應(yīng)器工藝開發(fā)

一，硝化反應(yīng)。硝化反應(yīng)一般有三大類：

① 烷i基的硝化，比如硝基丙烷；

② 活潑基團(tuán)的硝化，比如羥基、氨基、肼的硝化；

③ 芳香環(huán)的硝化，這是精細(xì)化工里面遇到多的、有代表性意義的硝化。芳環(huán)上的硝化反應(yīng)，通常要考慮硝化底物的活性，也要考慮硫酸濃度、混酸比例、催化劑、反應(yīng)溫度等。

第二，過(guò)氧化反應(yīng)。有機(jī)過(guò)氧化物是聚合物領(lǐng)域非常重要的引發(fā)劑。