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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上千萬的微型通道，因此也實現(xiàn)很高的產(chǎn)量。

美國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)是一個錯流式微通道換熱器，與傳統(tǒng)相比，相同的處理能力，反應(yīng)器體積可減小l～2個數(shù)量級。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，自面世以來迅速引起相關(guān)領(lǐng)域人士的濃厚興趣和關(guān)注。

目前微反應(yīng)器在化工工藝過程的研究與開發(fā)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，商業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用正日益增多。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括有機(jī)合成過程，微米和納米材料的制備和日用化學(xué)品的生產(chǎn)。在化工生產(chǎn)中，新的Miprowa技術(shù)已經(jīng)可以實現(xiàn)每小時上萬升的流量。

微反應(yīng)器的微結(jié)構(gòu)大的缺點是固體物料無法通過微通道，如果反應(yīng)中有大量固體產(chǎn)生，微通道極易堵塞，導(dǎo)致生產(chǎn)無法連續(xù)進(jìn)行。

目前這一問題主要是通過改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計來解決。例如拜耳-埃爾費(fèi)爾德微技術(shù)公司開發(fā)的閥式混合器（反應(yīng)器）可以用于快速沉淀反應(yīng)，基于這一技術(shù)，拜耳公司成功開發(fā)了商業(yè)化生產(chǎn)工藝，用于生產(chǎn)高的性能的微米材料和納米材料。 

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

微反應(yīng)器的優(yōu)點

1、傳質(zhì)、傳熱效率較高，傳質(zhì)速度快，轉(zhuǎn)化率和收率較高;

2、比表面積大。具有很大的熱交換效率;

3、在降低能耗的同時提高產(chǎn)物選擇性,保持環(huán)境清潔，減少化工生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響;

4.快速有效的混合，準(zhǔn)確控制停留時間與反應(yīng)溫度是得到更高的轉(zhuǎn)化率和選擇性，避免副反應(yīng)發(fā)生;

5、微反應(yīng)器采用連續(xù)流動反應(yīng),在反應(yīng)器中停留的化學(xué)品很少。易于控制反應(yīng)過程，大大提高了反應(yīng)過程的安全性;

6、溫度可控,時間可控:

7、可以實現(xiàn)實驗室到工業(yè)過程的直接放大;