微反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微反应器通常含有小的通道尺寸(当量直径小于500 μm)和通道多样性,流体在这些通道中流动,并要求在这些通道中发生所要求的反应。这样就导致了在微构造的化学设备中具有非常大的表面积/体积比率。
中文名 微反应器
外文名 Micro-reactor
又 称 微通道反应器
分 类 微混合器,微换热器和微反应器
微反应器的 用途
微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着很好的传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和有效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
目前微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用,商业化生产中的应用正日益增多。
微反应器连续合成化及应用
加氢反应占所有制药反应类型的约14%。普遍采用的加氢釜很危险,而采用均相加氢,废物处理又比较难,目前开发的微填充床技术将会解决这个问题。把催化剂填充到相应的管道固定中,跟微反应器结合,料液和氢气通过微反应器和微填充床即可完成反应。当然难点也很大。气液固反应是很难的,气液在微反应器中的流动,传质和反应行为非常复杂。但催化剂只要不失活可以一直用,失活后需要开发再生工艺。前期的催化剂筛选和工艺开发过程也较为复杂,但是考虑到医i药行业的特点,对成本要求比较低,可以做的较快。
怎么样去评价一款微反应器?主要从以下四个方面:
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。
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