连续化微通道反应器的特征及其优势连续化微通道反应器的特征及其.PDF

微反应技术微反应技术概述概述 微反应技术微反应技术概述概述 “微反应器“也被称为“微通道”反应器 （Microreactor, Micro-channel reactor）， 是微反 应器、微混合器、微换热器、微控制器等微通道化工设备的通称。自20世纪90年代中期微反应技术兴 起以来，由于其独特的特色和优势得以迅速发展并成为科研院校和企业界共同的研究热点；不但取得 了很多令人瞩目的研究成果，而且在医药、农药、特种材料以及精细化工产品及中间体的合成中得到 了越来越多的应用 （参见图1，微反应器技术领域历年来的专利申请情况）。尤其进入本世纪以后，各 大跨国公司也开始关注这一新兴技术，纷纷成立专门的微反应技术部门开展在其相关工业领域的应用 研究；同时开发微反应技术的公司之间也强强联合，以期进一步拓展微反应技术在工业生产中的应 用。美国化学会权威杂志 Chem Engineering News 于2010年3月1日刚刚报道了瑞士Lonza公司和德 国拜耳Ehrfeld Mikrotechnik BTS （EMB）公司相互合作的进展。在可以预见的未来，这一技术必将 得到广泛应用 （参考文献：Chemical Reviews 2007, 107, 2300-2318.）。 图1 微反应器技术领域历年来的专利申请情况 1．1．连续化微通道反应器的特征及其优势连续化微通道反应器的特征及其优势 11．．连续化微通道反应器的特征及其优势连续化微通道反应器的特征及其优势 “微反应器“从本质上讲是一种连续流动的管道式反应器；反应器中的微通道利用精密加工工艺 制造而成，特征尺寸通常在10－1000微米之间。由于微反应器内工艺流体的通道尺寸非常小，相对于 常规管式反应器而言其比表面积体积比非常大 （可达10,000－50,000 m2/m3，见图2），因此微反应器 具有极高的混合效率 （毫秒级范围实现径向完全混合）、极强的换热能力 （传热系数可达25,000 几乎无返混，基本接近平推流）。“微反应器”的两大特征 W/(m2?K))和极窄的停留时间分布 （ 比表面积大以及连续操作方式，使得我们对反应工艺的精确控制成为可能。相对于传统的间歇反 应工艺，微反应器具有高速混合、高效传热、反应物停留时间的窄分布、重复性好、系统响应迅 速而便于操控、几乎无放大效应以及在线的化学品量少，从而达到的高安全性能等优势。 拜耳技术工程 （上海）有限公司，上海市化学工业区目华路F3 地块，201507 联系人：赵东波 博士；电话：＋86 21 6146 5244； 传真：＋86 21 6712 0397 Page 1 of 4 100 10 10 1 0. d [mm] 2 3 比表面积比表面积/ 体积体积 (m / m ) 比表面积比表面积 体积体积 微反应器 10,000 – 50,000 小反应器/整装反应器 1,500-4,000 列管式反应器 100 - 400 搅拌反应釜 4 - 40