“微反應(yīng)器”也稱“微通道反應(yīng)器”,自20世紀(jì)90年代中期微反應(yīng)技術(shù)興起以來,由于其特別的特點(diǎn)和優(yōu)勢得以迅速發(fā)展并成為科研院校和企業(yè)界共同的研究熱點(diǎn)。近年來,不但取得了很多令人矚目的研究成果,而且在醫(yī)i藥、農(nóng)i藥、特種材料以及精細(xì)化工產(chǎn)品及中間體的合成中得到了越來越多的應(yīng)用。
21世紀(jì)由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題,使化學(xué)工業(yè)面臨前面未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn),由于微反應(yīng)器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點(diǎn),科學(xué)界致力于探索新的反應(yīng)途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保,所以我們有必要相信微反應(yīng)器將在化學(xué)工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。
微通道反應(yīng)器是如何控制反應(yīng)溫度和時間的
1 對反應(yīng)溫度的控制:微反應(yīng)設(shè)備極大的比表面積決定了微通道反應(yīng)器有極大的換熱效率,即使是反應(yīng)瞬間釋放出大量熱量,微通道反應(yīng)器也可及時將其導(dǎo)出,維持反應(yīng)溫度穩(wěn)定。而在常規(guī)反應(yīng)器中的強(qiáng)放熱反應(yīng),由于換熱效率不夠高,常常會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。而局部過熱往往導(dǎo)致副產(chǎn)物生成,這就導(dǎo)致收率和選擇性下降。而且,在生產(chǎn)中劇烈反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量如果不能及時導(dǎo)出,會導(dǎo)致沖料事故甚至發(fā)生boom。
2 對反應(yīng)時間的控制:常規(guī)的批次反應(yīng),往往采用將反應(yīng)物逐漸滴加的方式來防止反應(yīng)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(yīng)中,反應(yīng)物、產(chǎn)物、或中間過渡態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下停留時間一長就會導(dǎo)致副產(chǎn)物的產(chǎn)生,使反應(yīng)收率降低。而微通道反應(yīng)器采取的是微管道中的連續(xù)流動反應(yīng),可以控制物料在反應(yīng)條件下的停留時間。一旦達(dá)到反應(yīng)時間就立即將物料傳遞到下一步反應(yīng),或終止反應(yīng),這樣就有效避免了因反應(yīng)時間長而導(dǎo)致的副產(chǎn)物。
連續(xù)流化學(xué)提高了化學(xué)反應(yīng)的效率
連續(xù)流動化學(xué)系統(tǒng)是一種微通道高通量且易于放大生產(chǎn)規(guī)模的反應(yīng)器,由于傳統(tǒng)釜式反應(yīng)技術(shù)要求化學(xué)反應(yīng)的許多條件適應(yīng)于現(xiàn)有的釜式反應(yīng)設(shè)備,而此項(xiàng)技術(shù)能取代傳統(tǒng)的低效間隙化的反應(yīng)釜生產(chǎn)操作,實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能、安全、低碳和環(huán)保的連續(xù)化合成生產(chǎn),能夠?yàn)閱蝹€反應(yīng)或大范圍的反應(yīng)組合提供更具成本效率的解決方案。
此外,反應(yīng)器提高了化學(xué)反應(yīng)的效率、生產(chǎn)規(guī)模放大可行性以及化工過程質(zhì)量,并可以根據(jù)客戶的需求滿足日產(chǎn)5mL試劑消耗量的化學(xué)品篩選,在降低成本的同時,也降低了對環(huán)境的影響,以及所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定性,使得操作昂貴化學(xué)藥品進(jìn)行前期優(yōu)化條件時降低成本。