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高通量微通道反應器

高通量微通道反應器

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高通量微通道反應器技術已應用于醫藥、農藥和染料中間體合成

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   高通量微通道反應器技術已應用于醫藥、農藥和染料中間體合成。常見的應用領域包括選擇性硝化、漿态加氫、重氮偶合、磺化、鹵化和氧化等反應,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。
  微反應器技術,特别是液相微反應器技術最早于上世紀90年代後期在德國出現。當時根據原子能技術民用化項目的要求,微型機械加工技術以及微通道結構熱交換器被用于處理強放熱和高危險化學品。德國在1997年開發成功微米級高硼矽玻璃高通量微通道反應器用于偶氮偶合反應。
  微反應器技術很多年來一直徘徊在研發和科研應用階段,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合成路線的研究和篩選。将微反應器優良的傳質和傳熱效能體現在大規模的産業化裝置中,一直是該領域的瓶頸。但現在已經成為具有生産成本優勢的工業化利器。據統計,在精細化工反應中,大約有20%的反應可以通過采用微流體化工技術,在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。微化工技術可用于高效換熱、高效混合、強放熱反應過程,高附加值精細化學品、劇毒物質、超細/納米顆粒以及高能zha藥的生産過程。
  微流體化工技術涉及物理、化學、化工、生物、材料、微電子以及微機械加工等諸多領域,學科交叉性強,其基本原理是通過特殊設計的微結構單元對流經的反應流體進行切割,實現反應流體見以微米時空尺寸,甚至更小進行混合和換熱。與傳統化工技術相同,微化工技術也使用反應器、混合器、換熱器等單元組件。但同傳統化工工藝相比,微化工工藝微反應工藝實現了對傳質傳熱的真正強化,使化學過程更快的傳質傳熱、更好的時空收率、更安全環保、更經濟節能、占地面積小,大大降低投資成本及能耗。技術優勢明顯。
  高通量微通道反應器根據Lonza對化學反應的動力學分類(A-C三類,反應時間從100ms到10 min),微反應器的常規應用準則如下:
  A類化學反應(瞬間反應),隻單獨使用微結構反應元件即可:如微混合器(通常内部設計有微熱換器),不需要連接管線;
  B類化學反應(快速反應),可将微反應器和常規的流動式反應器組合使用:如微混合器加延時管線;
  C類化學反應(慢反應),使用常規的流動式反應器:如管式反應器,反應器的管徑zui好是階梯式增加,以減少壓降;

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