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。
微反应器的连续合成
a、微反应技术可以提高反应过程收率,提高安全性,实现化学品的连续可控制备;
b、微通道反应器不是universal的,有它特别的特点和适应的反应类型。
c、开发微反应连续工艺不容易一蹴而就,要求设备和工艺的完好结合,需要细致的前期研究和优化。
开发难度:均相反应<液液两相反应<气液两相反应<气液固三相反应。
碳化硅反应器保温隔热性能大大提高
碳化硅反应器芯片原材料为亚微米级高纯碳化硅,纯度99.5%以上,采用无压烧结工艺经2150度烧制,并经precise加工而成,单组反应器单元为多片式结构,采用技术高温键合成一个整体,完全地消除了泄露风险。芯片自身带有温度探头,可灵活监控反应温度。碳化硅反应器芯片采用“反应/换热一体式”设计,一面是反应通道,一面是换热通道,两种功能集成在一块碳化硅板上,得到了换热效率。
利用微通道反应器技术进行生产时,工艺放大不是通过增大微通道的特征尺寸,而是通过增加微通道的数量来实现的,所以小试反应条件不需做任何改变就可直接用于生产,不存在常规批次反应器的放大难题,从而大幅缩短了产品由实验室到市场的时间。
微通道反应器采用连续流动反应,因此在反应器中停留的化学品数量总是很少的,即使万一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微反应器换热效率很高,即使反应突然释放大量热量,也可以被迅速导出,从而保证反应温度的稳定,减少了发生安全事故和质量事故的可能性。因此微反应器可以轻松应对苛刻的工艺要求,实现安全生产。
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