微通道反應器,利用精密加工技術制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應器,微通道反應器的“微”表示工藝流體的通道在微米級別,而不是指微反應設備的外形尺寸小或產品的產量小。微通道反應器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實現(xiàn)很高的產量。它可以控制反應溫度和時間。
1 對反應溫度的控制:微反應設備極大的比表面積決定了微通道反應器有極大的換熱效率,即使是反應瞬間釋放出大量熱量,微通道反應器也可及時將其導出,維持反應溫度穩(wěn)定。而在常規(guī)反應器中的強放熱反應,由于換熱效率不夠高,常常會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。而局部過熱往往導致副產物生成,這就導致收率和選擇性下降。而且,在生產中劇烈反應產生的大量熱量如果不能及時導出,會導致沖料事故甚至發(fā)生爆炸。
2 對反應時間的控制:常規(guī)的批次反應,往往采用將反應物逐漸滴加的方式來防止反應過于劇烈。這就使一部分物料的停留時間過長。而在很多反應中,反應物、產物、或中間過渡態(tài)產物在反應條件下停留時間一長就會導致副產物的產生,使反應收率降低。而微通道反應器采取的是微管道中的連續(xù)流動反應,可以控制物料在反應條件下的停留時間。一旦達到反應時間就立即將物料傳遞到下一步反應,或終止反應,這樣就有效避免了因反應時間長而導致的副產物。
3 物料以比例瞬間均勻混和:在那些對反應物料配比要求很嚴格的快速反應中,如果混合不夠好,就會出現(xiàn)局部配比過量,導致產生副產物,這一現(xiàn)象在批次反應器中很難避免,而微通道反應器的反應通道一般只有數(shù)十微米,物料可以按配比快速均勻混和,從而避免了副產物的形成。
4 結構保證安全:與間歇式反應釜不同,微通道反應器采用連續(xù)流動反應,因此在反應器中停留的化學品數(shù)量總是很少的,即使萬一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微通道反應器換熱效率*,即使反應突然釋放大量熱量,也可以被迅速導出,從而保證反應溫度的穩(wěn)定,減少了發(fā)生安全事故和質量事故的可能性。