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發布時間:2021-09-18 20:34  
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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。
利用微通道反應器技術進行生產時,工藝放大不是通過增大微通道的特征尺寸,而是通過增加微通道的數量來實現的,所以小試反應條件不需做任何改變就可直接用于生產,不存在常規批次反應器的放大難題,從而大幅縮短了產品由實驗室到市場的時間。
微通道反應器采用連續流動反應,因此在反應器中停留的化學品數量總是很少的,即使萬一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微反應器換熱效率很高,即使反應突然釋放大量熱量,也可以被迅速導出,從而保證反應溫度的穩定,減少了發生安全事故和質量事故的可能性。因此微反應器可以輕松應對苛刻的工藝要求,實現安全生產。
連續流化學提高了化學反應的效率
連續流動化學系統是一種微通道高通量且易于放大生產規模的反應器,由于傳統釜式反應技術要求化學反應的許多條件適應于現有的釜式反應設備,而此項技術能取代傳統的低效間隙化的反應釜生產操作,實現有效節能、安全、低碳和環保的連續化合成生產,能夠為單個反應或大范圍的反應組合提供更具成本效率的解決方案。
此外,反應器提高了化學反應的效率、生產規模放大可行性以及化工過程質量,并可以根據客戶的需求滿足日產5mL試劑消耗量的化學品篩選,在降低成本的同時,也降低了對環境的影響,以及所生產的產品性能的不穩定性,使得操作昂貴化學藥品進行前期優化條件時降低成本。
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。