微反应器技术的硬件设备配备
硬件部分包括微反应器设备和配套设备。微反应器设备从材质的角度可分为金属材质和非金属材质、碳化硅材质,从通道设计的角度可分为简单通道和复杂通道。怎么样去评价一款微反应器?
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。
配套设备对于要实现工业化用途来讲同样重要。微反应器配套包括进料泵、传感器、阀门、在线监测装置、控制系统及管件阀门等。其中,动部件的寿命、耐腐蚀性、管道的设计等都需要认真考量。
微通道反应器特别的结构赋予其一系列的性能,故被应用于许多领域。例如,氨基甲酸酯的多步化学合成可以通过连续性工艺来实现,其中包括分步反应工序和反应步骤间的两步分离工序。通过使用一系列串联的由三个微通道反应器和两个相分离器组成的反应装置,可以在一个紧凑型芯片基的工艺系统中实现溶剂转换、危险中间产物原位生产和消耗、高能量化学品的安全处理以及化学品的小批量生产。因此,可以用于快速及放热反应、工业环境拓展等方面。
微反应器的优点
1、传质、传热效率较高,传质速度快,转化率和收率较高;
2、比表面积大。具有很大的热交换效率;
3、在降低能耗的同时提高产物选择性,保持环境清洁,减少化工生产过程对环境的影响;
4.快速有效的混合,准确控制停留时间与反应温度是得到更高的转化率和选择性,避免副反应发生;
5、微反应器采用连续流动反应,在反应器中停留的化学品很少。易于控制反应过程,大大提高了反应过程的安全性;
6、温度可控,时间可控:
7、可以实现实验室到工业过程的直接放大;
展望未来微反应器研究,预计将在以下几个领域取得进展
(1)、设计新的微反应器模型,对微反应器进行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反应器中研究反应原理, 对微反应器的设计进行模拟、优化;
(3)、在微反 应器中探索新的反应途径和使化工生产更加经济更加环保的方法,并应用于实际生产,这是研究微反应器的真正价
值所在。