微通道反應(yīng)器的特性研究:
1、快速攪拌。
微通道的寬度和深度較小(通常為幾十至幾百微米),使反應(yīng)物之間的擴(kuò)散距離大大縮短,因而質(zhì)的傳遞速度加快,反應(yīng)物在流動過程中短時間內(nèi)即可充分混合。
2、比表面積大。
微孔道的比表面積一般在5000~50000m2左右,而常規(guī)反應(yīng)容器則在100m2左右,少數(shù)在1000m2左右。微槽道比表面積大,熱交換效率高,即使在強(qiáng)烈放熱反應(yīng)中瞬間釋放的大量反應(yīng)熱也能及時轉(zhuǎn)移出去,保持反應(yīng)溫度在安全范圍內(nèi)。所以,微通道反應(yīng)器特別適合研究反應(yīng)量小、反應(yīng)異常劇烈的合成反應(yīng)。
3、環(huán)保保障
用微流道反應(yīng)器進(jìn)行合成反應(yīng),所需反應(yīng)物的用量微乎其微,因此可以減少昂貴、有毒、有害反應(yīng)的用量,并減少反應(yīng)過程中的環(huán)境污染物。微通道反應(yīng)器是一種環(huán)境友好、合成和研究新型物質(zhì)的技術(shù)平臺。
4、體積小。
微通道反應(yīng)器尺寸的減小直接導(dǎo)致反應(yīng)體積明顯降低,在很小的占地面積下實現(xiàn)高效的合成,同時具有安全、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。
5、反應(yīng)少。
用微孔道反應(yīng)器進(jìn)行合成反應(yīng)時,反應(yīng)物配比、溫度、壓力、反應(yīng)時間、流速等反應(yīng)條件都比較容易控制。在反應(yīng)過程中,反應(yīng)物的濃度不斷下降,生成物的濃度不斷增加,副反應(yīng)的減少。
6、持續(xù)反應(yīng)。
反應(yīng)過程以連續(xù)流動的方式在微通道反應(yīng)器中進(jìn)行。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)速度較大時,可通過調(diào)整反應(yīng)物流速度和微流道長度來準(zhǔn)確控制微通道反應(yīng)器中物料的反應(yīng)時間。
7、數(shù)增加放大。
在生產(chǎn)過程中,采用微流道反應(yīng)器技術(shù),工藝放大并不是通過增加微流道的特征尺寸,而是增加微流道的數(shù)量。因此,小試所得到的反應(yīng)條件無需任何改變,即可直接進(jìn)行生產(chǎn),沒有小試反應(yīng)器放大的困難。這種方法可以大大縮短產(chǎn)品從實驗室到市場的時間,對化工行業(yè)意義極為重大。
8、彈性生產(chǎn)。
從理論上講,微通道反應(yīng)器可以通過改變單個微通道反應(yīng)器的連接管道直接用于其它反應(yīng)過程,因此微通道反應(yīng)器具有很高的操作彈性,工業(yè)上可根據(jù)市場供需情況,實時增減部分反應(yīng)器進(jìn)行調(diào)整。
9、微通道反應(yīng)器的主要缺點(diǎn)是固體物料不能通過微通道,如果在反應(yīng)中產(chǎn)生了大量固體物質(zhì),微通道很容易被堵塞,導(dǎo)致不能連續(xù)生產(chǎn)。