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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，實驗室研發型微反應器到工業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、在線監測裝置、控制系統及管件閥門等。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的化學反應；

第2階段，微反應器已經相對成熟，商業化反應器，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，維持反應溫度穩定。而在常規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生boom。

　　2 對反應時間的控制：常規的批次反應，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，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;節省從實驗室研發到工業過程的時間和成本。