微反应器适合的反应类型
据统计,大约有30%的精细化工反应可以在微反应器中进行,并且在收率、选择性或安全性等方面得到较大提高。微反应器的优势集中体现在以下类型的反应。
1、剧烈放热的反应
对剧烈放热的反应,常规反应器一般采用逐渐滴加或分批加入的方式,即便如此,也依然会存在过热 而产生一定量的副产物。微反应器由于良好的传热特 性,反应温度可实现准确控制,消除局部过热,显著提高产品的收率和选择性。
2、反应物或产物不稳定的反应
某些反应物或产物很不稳定,停留时间一长就会分解而降低产品收率。微反应器系统是连续流动体系,反应的停留时间可以准确控制,因此可避免常规反应器中出现的由于反应物或产物不稳定而分解的情况。
微反应器连续合成化及应用
不适合的反应类型
a、本征动力学上的慢反应。
b、反应过程中有大量固体或气体产生。
c、平衡反应,过程中需要不断移除某物质。
d、气相反应。
3、如何开发微反应连续合成工艺
设备:a、设计微反应器
b、提升反应器的混合性能和传递性能
c、解决工程放大效应
d、构建完整的反应器系统
工艺:a、动力学及反应机理研究
b、工艺条件设计
c、流程模拟
d、安全评价
聚合反应对反应器的传热和混合有很高的要求,传统的釜式反应器在这方面的缺陷成为获得高的性能聚合产物的瓶颈之一。
微通道反应器可实现可控的多相微尺度流动,能够强化聚合反应中的混合、传质和传热过程,严格控制反应时间,实现反应单元的模块化组合。
与传统搅拌反应器相比,这些特点使得微通道反应器在控制聚合物分子量分布,简化反应环境,提高反应选择性,调节聚合物分子结构和宏观形貌等方面展现出了一定优势。
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。