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在國內,微反應技術處于研究與開發階段。雖然有很多高校從事微反應技術研究,尚沒有成熟的國產設備面世。
微反應器特別的結構給它帶來了一系列優良的性能,故它被應用到許多領域中。例如對于小規模的光化學過程,采用透明的微反應器可有利于薄流體層靠近輻射源。德國美因茲微技術研究所開發了一種平行盤片結構的電化學微反應器。
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。
微通道反應器特別的結構賦予其一系列的性能,故被應用于許多領域。例如,氨基甲酸酯的多步化學合成可以通過連續性工藝來實現,其中包括分步反應工序和反應步驟間的兩步分離工序。通過使用一系列串聯的由三個微通道反應器和兩個相分離器組成的反應裝置,可以在一個緊湊型芯片基的工藝系統中實現溶劑轉換、危險中間產物原位生產和消耗、高能量化學品的安全處理以及化學品的小批量生產。因此,可以用于快速及放熱反應、工業環境拓展等方面。
微通道反應器具有特別的通道結構,顯著提高流體混合程度,增強傳質性能,提高總傳熱效率,適用于多種低溫、高溫、高危、非均相等化學反應。微通道反應器可采用各種金屬材質及碳化硅材質加工制造,金屬材質可耐壓至10MPa。
微通道反應器減少溶劑用量,提高收率,更安全環保,安全,可以在線生產,大大改善過氧化物物流過程和成本,氣-液兩相(純氧)氧化反應:微通道反應器操作安全,傳質效率較高,選擇性好,溶劑用量少,酯化和水解反應穩定,收率好。