目前微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用,商业化生产中的应用正日益增多。其主要应用领域包括有机合成过程,微米和纳米材料的制备和日用化学品的生产。在化工生产中,新的Miprowa技术已经可以实现每小时上万升的流量。
微反应器的微结构大的缺点是固体物料无法通过微通道,如果反应中有大量固体产生,微通道极易堵塞,导致生产无法连续进行。
目前这一问题主要是通过改进反应器的设计来解决。例如拜耳-埃尔费尔德微技术公司开发的阀式混合器(反应器)可以用于快速沉淀反应,基于这一技术,拜耳公司成功开发了商业化生产工艺,用于生产高的性能的微米材料和纳米材料。
迄今为止国内外学术界对微反应器已进行了广泛的研究,对它的原理和特性有了较好的认识,且在微反应器的设计、制造、集成和放大等方面都取得了可喜的成绩。但是对它的研究还不够成熟,传统的“三传一反”理论必须进行修正、补充和创新,反应的一些原理还没有探讨清楚,还需要大量的工作。另外在它的制造、催化剂的壁载和系统的自动控制方面还存在许多技术难点,有必要进行微反应系统中表面和界面现象、传递规律、反应特性和放大集成的深人研究。
21世纪由于环境恶化以及能源枯竭等一系列问题,使化学工业面临前面没有的机遇和挑战,由于微反应器表现出的诸多优点,科学界致力于探索新的反应途径使化工生产更加经济和环保。所以我们有必要相信微反应器将在化学工业中发挥出巨大的作用。
微反应器技术的硬件设备配备
硬件部分包括微反应器设备和配套设备。微反应器设备从材质的角度可分为金属材质和非金属材质、碳化硅材质,从通道设计的角度可分为简单通道和复杂通道。怎么样去评价一款微反应器?
① 传质性能。传质性能受到通道结构的设计、流速范围、停留时间分布、压力降等因素影响。
② 传热性能。微反应器是一种换热能力很强的技术装备,其换热能力受流速、温差、材质、换热介质等因素影响。
③ 放大的设计,实验室研发型微反应器到工业化微反应器应当保持比较好的传质、传热、停留时间一致性。
④ 材质和加工,设备的耐腐蚀性、密封性、耐压性、死体积应当与具体的工况相匹配。
配套设备对于要实现工业化用途来讲同样重要。微反应器配套包括进料泵、传感器、阀门、在线监测装置、控制系统及管件阀门等。其中,动部件的寿命、耐腐蚀性、管道的设计等都需要认真考量。
微通道反应器应用已成趋势
微通道反应器气-液-固浆状流,选择性加氢:高转化率,选择性好,二肽合成选择萃取和连续反应耦合提高产品收率,光化学合成反应(氯化等):易于控制,提高收率。微通道反应器简化传统的磺化反应:采用工业硫酸,无需SO3也能达到高收率,易于控制,提高下游产品纯度,50°C的反应在0°C完成不影响收率,-20°C的反应能在常温下实现,工艺稳定,收率提高。
以上信息由专业从事微化工反应器的那央生物于2024/5/7 3:13:23发布
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