连续流微通道反应器介绍

连续流微通道反应器可以在各种不同的反应器类型和条件下进行反应，模块化系统组件灵活且易于使用，微反应系统灵活能适应不断变化的研究需求;系统高效允许每个用户完成更多工作;提供一流的流量和温度控制精度确保结果的可重复性;系统可靠、使用方便，用户花时间考虑化学反应，而不是系统。将批量生产转为连续流程生产，能够更好解决爆炸、效率低、污染严重、能耗大的重大隐患。

流动化学具有改善反应时间、精准的温度控制、多步合成、提高选择性等优势。在化学中，温度是实现反应所需活化能的最重要的物理参数。根据阿伦尼乌斯方程，温度每升高10°C反应速率就会加倍。流动化学方法因能够精确控制反应温度，所以可以更好控制反应的结果。流动化学反应器通常采用HPLC部件。背压调节阀对反应混合物的流动产生阻力，可产生高压。结合快速传热，这意味着我们可以将低沸点溶剂加热至超过其沸点。这种方式可以避免使用难以去除且昂贵高沸点溶剂。此外，流动反应器另一附加优点是可以使用非偶极矩溶剂。

流动化学反应器是一种经过验证、更安全、更高效、更耐用、更安全、高效、节省成本且可靠的替代化学处理的传统间歇设备。微反应器具有显着节省空间、成本和时间，同时还提高纯度、增加产量并显着改善药品生产过程的质量、生产信心和经济性。

采用连续流微通道反应器好处:

.更好的过程控制、更高的产品收率和纯度、更短的反应时间和更少的浪费。

.结构紧凑、高效和模块化的反应器设计，具有良好的可扩展性。

.更好、更一致的产品和工艺质量。

.更小的物理占地面积，从而降低资本、运营和维护成本。

.卓越的混合、增强的传热和传质、宽泛的压力和温度操作控制。

·“即插即用”模块化设备，较低的资本投资。

.减少对环境的影响。

微通道反应器显著特点:

.微通道结构实现更好混合效果

.适用于混溶、不混溶的液体和气体的混合

.比表面积大

·优良的传热传质

·易于清洁、安全性

.快速和放热反应的理想选择

.连续流动可行性研究的筛选工具

主要应用领域&反应类型

混溶的液体或不混溶的液体或气体的混合，使不混溶的流体或气体在液体中分散，并进行非常快速、放热和均相的反应。

1.连续流动化学-微通道反应器工艺

微反应工艺，即采用微通道反应器代替传统的化学反应器进行化学反应的工艺，并实现工业生产的技术。

微流体工艺过程连续，系统密闭，瞬间反应物料量小，可精确控制反应条件自动控制程度高,实现了反应过程。

近年来微流体技术的快速发展。已经在化学、中间体及生命科学等领域上造成革命性的冲击。据不完全统计，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。相信未来将会有更多的反应可以通过该技术实现。

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/纳米颗粒以及高能炸药的生产过程。

在目前世界范围资源日趋减少，环境问题越来越严重的情况下，微反应技术可以打造更安全、更环保、更高效的化学产品的生产之路，对于未来化工行业的发展具有十分重大的意义。

2.连续流动化学-微通道反应器技术原理及优势

微反应化工工艺有利于实现“更好”“更快”“更便宜”“更安全”“更环保”化学反应过程。更高的产率和更好的选择性是微反应工艺的主要目标。

基本原理:

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。

技术优势:

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:

(1)传质传热快:微反应器能使化学反应速率接近他们的动力学极限，比表面积大，扩散距离短，传递速率高;传质传热效率较常规设备提高2-3个数量级;

(2)收率高:精确控制停留时间与反应温度，减少副产物，提高选择性和收率，简化工艺，提高产能;

(3)安全环保:反应过程密闭连续，瞬间持有量小，自动化控制程度高，可精确控制反应;

(4)经济节能:数增放大，无放大效应，转化周期短;占地面积小，大大降低投资成本及能耗;

3.连续流动化学-微通道反应器应用领域

微反应器目前主要应用于:精细化工(农药、染料、助剂、香精香料)、医药中间体、纳米材料、高分子材料等。

微反应器主要应用反应类型:快速反应、瞬间反应、强放热反应、传质控制反应(液液非均相、气液非均相)、反应时间敏感(不稳定中间体、不稳定产品)、工艺难放大体系等。

微通道反应器具有独特的内部结构，能够改善流体的混合，增强传质和提高总传热效率，因此适用于多相反应以及高风险或恶劣条件下的反应高温、低温等条件。

微反应器设备特点:

(1)适用于黏度0-100cp范围的液液反应;

(2)比表面积大;

(3)模块化、可灵活扩展。可以实现多个反应模块串/并联任意组合，延长停留时间，可用于多种原料同时或分批进料，实现一步或多步连续化反应;

(4)可以实现多段控温，根据不同反应条件进行多端温度控制;

(5)反应过程的温度可选择由无纸记录仪或者PLC控制系统记录并输出;

(6)反应过程中有反应压力安全保护装置;

(7)可以选配高气相分压液体辅助输送装置，保证介质的输送精度;

(8)良好的传热、传质

适用工艺范围:

1、快速的强放热、吸热反应，高温、高压反应;

2、 要求快速均匀混合达到浓度均一的反应;

3、涉及不稳定中间产物或存在多种连串副反应的反应;

4、要求精确控制反应工艺参数(如温度、压力、摩尔比、反应时间)的反应;

5、涉及危险化学品或高温高压的反应;

6、要求工艺稳定、可重复性好的反应;

7、要求高摩尔收率的反应;

8、要求减少溶剂比例的反应;

9、放大效应或批次量限制无法大规模生产的反应;

10、严格控制光化学纯度的反应;

11、要求缩短反应时间、降低能耗的反应;

12、将批量生产转为连续生产，解决了爆炸、效率低、污染严重、能耗大的重大隐患。连续化装备常规由四大部分组成:反应系统、换热系统、反馈和调节系统、框架系统。

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