微反應(yīng)器在幾年之間已經(jīng)從小眾的學(xué)術(shù)應(yīng)用研究轉(zhuǎn)化為一種*的工業(yè)技術(shù)。其優(yōu)勢在于該技術(shù)所表現(xiàn)出安全、高效、高質(zhì)與低成本的特點。
由于人們越對傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)中反應(yīng)體積及容器的限制越發(fā)感到不滿,因此,連續(xù)流技術(shù)在這一背景下應(yīng)運而生。這項技術(shù)可以根據(jù)具體反應(yīng)過程和目標(biāo),對反應(yīng)器尺寸及其性能進行很好的優(yōu)化調(diào)整。該技術(shù)的關(guān)鍵在于反應(yīng)系統(tǒng)在滿足所需性能的同時要使得其體積盡量小。流動化技術(shù)表現(xiàn)出了廣泛的使用性能,既可以滿足于小試規(guī)模下對反應(yīng)基本調(diào)試的需求,也可以滿足大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。因此不管是工藝項目中研發(fā)階段還是生產(chǎn)實施階段,用戶都能夠充分感受到連續(xù)流技術(shù)區(qū)別于釜式反應(yīng)所帶來的切切實實的好處。
其優(yōu)勢在于:
1、混合生產(chǎn)時永遠是新投料,不返混反應(yīng)底物。提高反應(yīng)效率,降低了副反應(yīng)發(fā)生的概率。
2、因為是微通道反應(yīng),反應(yīng)過程中的傳質(zhì)與傳熱不像釜式反應(yīng),因為模塊中持載的反應(yīng)物料相對較少,同時微通道形狀極大的擴展了傳熱面積,對于反應(yīng)溫度的控制更為精準(zhǔn),同時微通道內(nèi)“心”形設(shè)計,有利于反應(yīng)物料持續(xù)均勻的混合。
3、安全性,反應(yīng)投料及生產(chǎn)在連續(xù)流反應(yīng)器內(nèi),泄漏和人工投料所帶來的安全隱患降到較低。
4、從小產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝到放大的產(chǎn)業(yè)化,可以無縫對接,無放大效應(yīng)。
連續(xù)流微反應(yīng)器技術(shù)優(yōu)點:
1、可以精確的控制反應(yīng)的時間
可以對反應(yīng)的時間進行精確的控制,通過改變反應(yīng)器的反應(yīng)通道控制化學(xué)反應(yīng)的流速,控制化學(xué)反應(yīng)可能產(chǎn)生的中間物質(zhì),在化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生之前將物質(zhì)轉(zhuǎn)換到另一個反應(yīng)區(qū)間,因此該技術(shù)的產(chǎn)生不會對化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,如果遇到多相體系,也能通過控制流速而改變物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)的時間,通過改變流體的類型,對整體反映效果達到控制的目的。
2、集成化程度較高
實現(xiàn)微反應(yīng)以及微分離等操作步驟,一些微反應(yīng)單元的操作可以集成到固定的反應(yīng)芯片之中,從而實現(xiàn)對微反應(yīng)進行實時監(jiān)控的目標(biāo),這樣的反應(yīng)效果可以提升反應(yīng)的效率,節(jié)省產(chǎn)品生產(chǎn)的成本。如果材料混合之后反應(yīng)還有停留時間,則需要及時更換反應(yīng)的速度,將反應(yīng)安排在同一個區(qū)域。通過多種形式的反應(yīng)控制模式,可以實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的重復(fù)性,對平行試驗方式的實現(xiàn)較為有利。
3、混合效率和熱轉(zhuǎn)換效率均有所提升
熱轉(zhuǎn)換效率可以通過化學(xué)反應(yīng)通道來實現(xiàn),因為反應(yīng)通道的尺寸只有幾百微米,雷諾數(shù)比較低,層流擴散有可能會對反應(yīng)產(chǎn)生的混合物的種類產(chǎn)生影響,產(chǎn)生二次混流的效果,連續(xù)流微反應(yīng)器的尺度也可能因為反應(yīng)擴散,讓時間變得更短,混合的效率加快。在一定的優(yōu)勢條件下,反應(yīng)器的內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)會因為反應(yīng)條件的影響而有所加強,為了擴大反應(yīng)的通道數(shù)量,提升反應(yīng)的條件和質(zhì)量,熱傳播系數(shù)需要和通道的尺寸成正相關(guān)關(guān)系。微反應(yīng)的效率如果可以達到每平米一萬瓦以上,則可以起到縮小表面積的效果傳統(tǒng)的攪拌設(shè)備只能達到一千瓦左右。