微反应器的主要特征及其优缺点

微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。

微反应器的主要特征

1、大比表面积：强化了传质、传热；缩短了扩散时间，实现流体间的快速均匀混合以及等温操作；通道内作用力主要为：界面张力，粘性应力以及毛细管力。

2、独特的流动行为：流体流动通常属于层流；具有很强的方向性、对称性和高度有序性；具有窄的停留时间分布和均匀的传质过程；便于对过程进行精确的理论描述和模拟。

3、催化剂的高通量筛选：催化剂用量少，操作连续，安全；适用于含有毒物质、易爆、危险的反应。

4、无放大效应：通过集成众多的反应器可以处理大批量的原料；节省从实验室研发到工业过程的时间和成本。

微反应器的优点

1、传质、传热效率高，传质速度快，转化率和收率高；

2、比表面积大。具有很大的热交换效率；

3、在降低能耗的同时提高产物选择性，保持环境清洁，减少化工生产过程对环境的影响；

4、快速有效的混合，精确控制停留时间与反应温度是得到更高的转化率和选择性，避免副反应发生；

5、微反应器采用连续流动反应，在反应器中停留的化学品很少，易于控制反应过程，大大提高了反应过程的安全性；

6、温度可控，时间可控；

7、可以实现实验室到工业过程的直接放大；

    微反应器的缺点

1、微反应器的微结构最大的缺点是固体物料无法通过微通道，如果反应中有大量固体产生，微通道极易堵塞，导致生产无法连续进行；

2、虽然能够放大，但现在的技术，生产能力还是比较弱；

3、微反应器的数量大大增加时，微反应器的检测和控制的复杂程度大大增加，成本也相应增加；

4、不是所有的反应都适合微反应器。如很慢的液-固反应，反应无放热或吸热现象；传统工艺的选择性和收率已经很高的反应。

展望未来微反应器研究，预计将在以下几个领域取得进展

（1）、设计新的微反应器模型，对微反应器进行耦合、集成和“放大”；

（2）、在微反应器中研究反应原理，对微反应器的设计进行模拟、优化；

（3）、在微反应器中探索新的反应途径和使化工生产更加经济更加环保的方法，并应用于实际生产，这是研究微反应器的真正价值所在。