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。
微反应器的应用研究发展4个阶段
1阶段,上世纪在90年代,大家开始设计和制造微反应器的一些器件,并用它去尝试一些常规的化学反应;
第2阶段,微反应器已经相对成熟,商业化反应器,开始投放市场,反应和工艺的研究比较火热;
第3阶段,开始做反应器系统化的集成,包括前端、后端、在线的处理等;
第4阶段,人工智能化。当然,走到第四阶段离不开一阶段的工作,离不开第二阶段的研究,更离不开第三阶段的经验和教训。
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。
怎么样去评价一款微反应器?主要从以下四个方面:
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。
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