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“微反應(yīng)器”從本質(zhì)上講是一種連續(xù)流動的管道式反應(yīng)器;反應(yīng)器中的微通道利用精i密加工工藝制造而成。由于微反應(yīng)器內(nèi)工藝流體的通道尺寸非常小,相對于常規(guī)管式反應(yīng)器而言,其比表面積體積比非常大(可達10000~50000㎡/m3)。因此微反應(yīng)器具有極高的混合效率(毫秒級范圍實現(xiàn)徑向完全混合)、極強的換熱能力(傳熱系數(shù)可達25000W/(㎡·K))和極窄的停留時間分布(幾乎無返混,基本接近了平推流)。
微通道反應(yīng)器作為化學(xué)工程學(xué)科的前沿和熱點方向,逐漸成為聚合物合成的新裝備、新工藝與新產(chǎn)品開發(fā)的重要平臺,得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。
能夠通過微通道反應(yīng)器實現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)類型很多,目前已成功反應(yīng)的類型有:硝化反應(yīng)(芳環(huán)硝化、硝i酸酯制備);低溫反應(yīng);氟化反應(yīng);重氮化反應(yīng)(重氮化還原、重氮化取代、重氮化偶聯(lián)等)等。
微通道反應(yīng)器具有特別的通道結(jié)構(gòu),顯著提高流體混合程度,增強傳質(zhì)性能,提高總傳熱效率,適用于多種低溫、高溫、高危、非均相等化學(xué)反應(yīng)。微通道反應(yīng)器可采用各種金屬材質(zhì)及碳化硅材質(zhì)加工制造,金屬材質(zhì)可耐壓至10MPa。
微通道反應(yīng)器減少溶劑用量,提高收率,更安全環(huán)保,安全,可以在線生產(chǎn),大大改善過氧化物物流過程和成本,氣-液兩相(純氧)氧化反應(yīng):微通道反應(yīng)器操作安全,傳質(zhì)效率較高,選擇性好,溶劑用量少,酯化和水解反應(yīng)穩(wěn)定,收率好。
展望未來微反應(yīng)器研究,預(yù)計將在以下幾個領(lǐng)域取得進展
(1)、設(shè)計新的微反應(yīng)器模型,對微反應(yīng)器進行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反應(yīng)器中研究反應(yīng)原理, 對微反應(yīng)器的設(shè)計進行模擬、優(yōu)化;
(3)、在微反 應(yīng)器中探索新的反應(yīng)途徑和使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟更加環(huán)保的方法,并應(yīng)用于實際生產(chǎn),這是研究微反應(yīng)器的真正價
值所在。