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高通量微通道反应器

高通量微通道反应器

简要描述:

高通量微通道反应器技术已应用于医药、农药和染料中间体合成

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   高通量微通道反应器技术已应用于医药、农药和染料中间体合成。常见的应用领域包括选择性硝化、浆态加氢、重氮偶合、磺化、卤化和氧化等反应,以及在材料和催化剂制备中用于纳米材料合成、特种试剂制备如格氏试剂和过氧化试剂等。
  微反应器技术,特别是液相微反应器技术最早于上世纪90年代后期在德国出现。当时根据原子能技术民用化项目的要求,微型机械加工技术以及微通道结构热交换器被用于处理强放热和高危险化学品。德国在1997年开发成功微米级高硼硅玻璃高通量微通道反应器用于偶氮偶合反应。
  微反应器技术很多年来一直徘徊在研发和科研应用阶段,停留在“微小”的流体通量水平上,主要用于实验室小剂量化学合成路线的研究和筛选。将微反应器优良的传质和传热效能体现在大规模的产业化装置中,一直是该领域的瓶颈。但现在已经成为具有生产成本优势的工业化利器。据统计,在精细化工反应中,大约有20%的反应可以通过采用微流体化工技术,在收率、选择性或安全性等方面得到提高。微化工技术可用于高效换热、高效混合、强放热反应过程,高附加值精细化学品、剧毒物质、超细/纳米颗粒以及高能zha药的生产过程。
  微流体化工技术涉及物理、化学、化工、生物、材料、微电子以及微机械加工等诸多领域,学科交叉性强,其基本原理是通过特殊设计的微结构单元对流经的反应流体进行切割,实现反应流体见以微米时空尺寸,甚至更小进行混合和换热。与传统化工技术相同,微化工技术也使用反应器、混合器、换热器等单元组件。但同传统化工工艺相比,微化工工艺微反应工艺实现了对传质传热的真正强化,使化学过程更快的传质传热、更好的时空收率、更安全环保、更经济节能、占地面积小,大大降低投资成本及能耗。技术优势明显。
  高通量微通道反应器根据Lonza对化学反应的动力学分类(A-C三类,反应时间从100ms到10 min),微反应器的常规应用准则如下:
  A类化学反应(瞬间反应),只单独使用微结构反应元件即可:如微混合器(通常内部设计有微热换器),不需要连接管线;
  B类化学反应(快速反应),可将微反应器和常规的流动式反应器组合使用:如微混合器加延时管线;
  C类化学反应(慢反应),使用常规的流动式反应器:如管式反应器,反应器的管径zui好是阶梯式增加,以减少压降;

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