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在国内,微反应技术处于研究与开发阶段。虽然有很多高校从事微反应技术研究,尚没有成熟的国产设备面世。
微反应器特别的结构给它带来了一系列优良的性能,故它被应用到许多领域中。例如对于小规模的光化学过程,采用透明的微反应器可有利于薄流体层靠近辐射源。德国美因兹微技术研究所开发了一种平行盘片结构的电化学微反应器。
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。
微通道反应器具有特别的通道结构,显著提高流体混合程度,增强传质性能,提高总传热效率,适用于多种低温、高温、高危、非均相等化学反应。微通道反应器可采用各种金属材质及碳化硅材质加工制造,金属材质可耐压至10MPa。
微通道反应器减少溶剂用量,提高收率,更安全环保,安全,可以在线生产,大大改善过氧化物物流过程和成本,气-液两相(纯氧)氧化反应:微通道反应器操作安全,传质效率较高,选择性好,溶剂用量少,酯化和水解反应稳定,收率好。