高通量微通道反應(yīng)器技術(shù)已應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料中間體合成。常見的應(yīng)用領(lǐng)域包括選擇性硝化、漿態(tài)加氫、重氮偶合、磺化、鹵化和氧化等反應(yīng)，以及在材料和催化劑制備中用于納米材料合成、特種試劑制備如格氏試劑和過氧化試劑等。
微反應(yīng)器技術(shù)，特別是液相微反應(yīng)器技術(shù)最早于上世紀(jì)90年代后期在德國出現(xiàn)。當(dāng)時根據(jù)原子能技術(shù)民用化項目的要求，微型機(jī)械加工技術(shù)以及微通道結(jié)構(gòu)熱交換器被用于處理強(qiáng)放熱和高危險化學(xué)品。德國在1997年開發(fā)成功微米級高硼硅玻璃高通量微通道反應(yīng)器用于偶氮偶合反應(yīng)。
微反應(yīng)器技術(shù)很多年來一直徘徊在研發(fā)和科研應(yīng)用階段，停留在“微小"的流體通量水平上，主要用于實驗室小劑量化學(xué)合成路線的研究和篩選。將微反應(yīng)器優(yōu)良的傳質(zhì)和傳熱效能體現(xiàn)在大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化裝置中，一直是該領(lǐng)域的瓶頸。但現(xiàn)在已經(jīng)成為具有生產(chǎn)成本優(yōu)勢的工業(yè)化利器。據(jù)統(tǒng)計，在精細(xì)化工反應(yīng)中，大約有20%的反應(yīng)可以通過采用微流體化工技術(shù)，在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。微化工技術(shù)可用于高效換熱、高效混合、強(qiáng)放熱反應(yīng)過程，高附加值精細(xì)化學(xué)品、劇毒物質(zhì)、超細(xì)/納米顆粒的生產(chǎn)過程。
微流體化工技術(shù)涉及物理、化學(xué)、化工、生物、材料、微電子以及微機(jī)械加工等諸多領(lǐng)域，學(xué)科交叉性強(qiáng)，其基本原理是通過特殊設(shè)計的微結(jié)構(gòu)單元對流經(jīng)的反應(yīng)流體進(jìn)行切割，實現(xiàn)反應(yīng)流體見以微米時空尺寸，甚至更小進(jìn)行混合和換熱。與傳統(tǒng)化工技術(shù)相同，微化工技術(shù)也使用反應(yīng)器、混合器、換熱器等單元組件。但同傳統(tǒng)化工工藝相比，微化工工藝微反應(yīng)工藝實現(xiàn)了對傳質(zhì)傳熱的真正強(qiáng)化，使化學(xué)過程更快的傳質(zhì)傳熱、更好的時空收率、更安全環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)節(jié)能、占地面積小，大大降低投資成本及能耗。技術(shù)優(yōu)勢明顯。
高通量微通道反應(yīng)器根據(jù)Lonza對化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)分類（A-C三類，反應(yīng)時間從100ms到10 min），微反應(yīng)器的常規(guī)應(yīng)用準(zhǔn)則如下：
A類化學(xué)反應(yīng)（瞬間反應(yīng)），只單獨使用微結(jié)構(gòu)反應(yīng)元件即可：如微混合器（通常內(nèi)部設(shè)計有微熱換器），不需要連接管線；
B類化學(xué)反應(yīng)（快速反應(yīng)），可將微反應(yīng)器和常規(guī)的流動式反應(yīng)器組合使用：如微混合器加延時管線；
C類化學(xué)反應(yīng)（慢反應(yīng)），使用常規(guī)的流動式反應(yīng)器：如管式反應(yīng)器，反應(yīng)器的管徑是階梯式增加，以減少壓降；
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更新時間：2024-08-27
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