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在精细化工中,微反应器技术该如何应用?

2019-08-28 10:09:22 苏州汶颢微流控技术股份u9彩票 已读

        微反应器技术与精细化工的结合应用,改良优化了我国精细化行业的操作水平,提升了精细化工的高效运作,但微反应器技术在精细化工的应用中还存在一些缺陷问题,需要将微反应器技术从理论研究逐渐转为实践应用中去,充分发挥微反应器技术的特点及优势,在精细化工行中体现其应有的价值。本文对其在精细化工领域的应用进行深入分析,为大家提供参考。

        微反应器技术出现于上个世纪九十年代,是一种新型的现代化科技技术,国内发展起步较晚,经过不断的优化提升,如今的微反应器技术已经取得了很大的成就,可应用于药物的制作和精细化工业的公斤合成中。

        从本质来看微反应器属于一种管道式的反应器,它由反应器、换热器控制器以及混合器等精细化工制造所需要的全部化工单位。微反应器的特别之处可以从它连续流动的运作模式看出,并且微反应器的管道尺寸跟常规的管式反应器相比要小很多,这些小细节增强了反应器的工作效率,最明显的就是混合效率和换热效率。微反应器的特殊结构特征可以让操作员在操作过程中对反应温度进行精确的控制,实现对反应物料的精确配比及瞬间混合,提高了操作的安全性以及精细化工制造产品的质量。

微反应器反应特征分析

  1、反应温度能够精确的控制

    微反应器具有优良的换热效率,能够迅速在反应过程中释放出热量,足够维持反应的温度。而在强放热反应中,常规的反应器换热效率和混合速率效果不是很好,会因多种因素的影响,而发生局部温度过高的情况。在精细化生产工作中,如果剧烈反应的热量不能及时的排出,就会引发冲料的现象,严重时会出现爆炸,危害工作人员的人身安全。

    2、小试工艺能力直接放大

    精细化工中常采用间歇式反应器,可以让微反应器在生产的过程中,只要增加微通道就可以实现微反应器应发挥的功能,不仅快速有效的解决了小试用反应器增大的现象,也极大的减少了试验的时间,对于促进精细化工业的发展有着十分积极的效用。

    3、物料能够精确比例,实现瞬时混合

    精细化工对反应物料的配合比有着严格的要求,如果反应物料的配合比达不到规定的标准,则会致使反应过程中会出现副产物,这种现象是传统常规反应器中经常出现的。微反应器跟常规反应器相比较,微反应器反应通道可以实现更精准的配比,有效的阻止了副产物的产生。

    4、有着良好的操作性

    微反应器是一种密闭性反应器,它能够对反应的温度实现最精准的控制,微反应器的制作材料可以是具有耐腐性以及高强度的材料,有着良好的操作性。

    5、结构安全性

    微反应器拥有很高的换热效率,所以就算释放出较多的热量也能够被充分吸收,以此来保障反应温度的充裕,从而减少事故的发生。跟单锅反应做出比较,微反应器因采用的是连续性流动反应法,拥有的化学数量较少,所以即使发生事故,也能将危害程度降到最低。

微反应器适宜应用的反应类型

 根据有关人员的调查发现,目前我国有超过30%的精细化工反应采用了微反应器,微反应器的应用促进了反应过程中的安全性和选择性,给工作人员的安全带来了保障,微反应主要适宜应用在以下几种反应类型中:

    1、低温反应及金属有机化学反应

    很多有机化学中的反应要在温度低的环境下进行,尤其是金属有机化学反应。而它们反应的共同点是对温度有着独特的要求,如果温度高于设定值时就会导致副产物的产生,致使收率以及选择性出现大幅度的下降。所以,反应的操作过于复杂,工作人员要在反应温度低时增加物料。温度的要求,在实验室很容易实现,而生产上实现比较困难,就算使用内加盘管的反应罐也需要很长的时间才能加物料,这样严重的造成了能源消耗。

    2、剧烈放热反应

    在精细化工中经常出现的反应类型就是剧烈放热反应,通常在使用常规反应器时需要采用逐渐滴加的措施,但是就算使用逐渐滴加的方式,也会因为过热反应而产生出副产物。但是如果使用微反应器,可以将过多的热量及时导出,同时也能够精准的控制好反应的温度,这样即消除了局部过热的现象也对反应的选择性进行了优化,增强了反应收率。

    3、配比严格的快速反应

    各别的反应对于反应物的配比有着严格的标准,当某种反应物过量就会产生副反应,这时将微反应器应用在这些反应中可以加快反应物的均匀融合,有效的防止了局部过量现象的出现,从而减少了副产物的生成量。

    4、反应物与产物稳定性低的反应

    由于一些反应物和产物的不稳定,如果停留较长的时间就会自动分解,而微反应器作为一种连续流动的体系,可以精确的控制好反应物停留的时间,有效的阻止了反应物和产物出现分解的情况。

    5、高温高压与危险化学反应

    有些高温高压跟危险化学物产生反应失去控制时,就会导致反应温度过高,压力增大,从而致使发生爆炸的危险事故。微反应器是一种连续性的流动体系它的应用可以将过量的反应热度快速导出,所以安全性能非常可靠。

微反应器技术在精细化工中的应用

在精细化工中,很多反应对于温度的要求条件十分的严格,需要在零下几十度甚至几百度的环境下进行。在这些反应中,金属有机化学反应占据着较大的比例,如果温度超过标准值,就会导致收率下降,还会出现大量的副产物,因此,此类反应对于操作的要求十分高,需要在滴加物料,要做到这一点,使用常规的反应器是难以实现的,只有微反应器才能够很好的满足反应要求。

 微反应器技术在我国精细化工中的应用还存在着许多的不足之处,还有许多的特殊优势尚未被推广使用,还需要不断的研究,让微反应器技术更好的为u9彩票服务。

参考资料:《微反应器技术在精细化工中的应用》林如平

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