微反應器

微反應器,即微通道反應器,主要用途或功能可以細分為微混合器,微換熱器和微反應器。

定義

微反應器,即微通道反應器,利用精密加工技術製造的特徵尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應器,微反應器的“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,因此也實現很高的產量。

用途

微反應器設備根據其主要用途或功能可以細分為微混合器,微換熱器和微反應器。由於其內部的微結構使得微反應器設備具有極大的比表面積,可達攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。微反應器有著極好的傳熱和傳質能力,可以實現物料的瞬間均勻混合和高效的傳熱,因此許多在常規反應器中無法實現的反應都可以微反應器中實現。
目前微反應器在化工工藝過程的研究與開發中已經得到廣泛的套用,商業化生產中的套用正日益增多。其主要套用領域包括有機合成過程,微米和納米材料的製備和日用化學品的生產。

缺點

微反應器的微結構最大的缺點是固體物料無法通過微通道,如果反應中有大量固體產生,微通道極易堵塞,導致生產無法連續進行。
目前這一問題主要是通過改進反應器的設計來解決。例如拜耳-埃爾費爾德微技術公司開發的閥式混合器(反應器)可以用於快速沉澱反應,基於這一技術,拜耳公司成功開發了商業化生產工藝,用於生產高性能的微米材料和納米材料。

設備供應商

拜耳-埃爾費爾德微技術公司(Ehrfeld Mikrotechnik BTS,簡稱EMB)是全球領先的微反應器技術的供應商。在化工和精細化工產品生產領域,EMB開發的Miprowa系列微反應器已經被世界各大化工公司套用於工藝開發與生產中;在藥物生產領域,2010年EMB與龍沙公司(LONZA)合作向市場推出了符合GMP認證要求的Flowplate系列微反應器。

麥克默瑞提克(上海)儀器有限公司(MicromeriticsInstrument(Shanghai)Ltd.)微型反應器 運用最先進的過程控制技術和數字通訊的高壓催化反應研究,專有的多孔板管式反應器與全加熱的低熱慣量反應器爐,在全球範圍內第一次實現了在液氣分離器的死體積小於1cc時的實時反應結果。多種型號可選擇:單眼應器、一體串聯雙反應器、一體並聯雙反應器、多達16個單元的反應器模組組合,可在電腦上進行程式控制,既可用於研發階段,也可用於生產階段,採用專利的控制系統確保能在微尺度條件下運行,微觀流動速度從mL/min到L/min,壓力範圍從真空到100bar,無需調節真空控制閥,反應溫度範圍從環境溫度到1000℃,微型反應器採用最新的液-氣以及液-液分離技術,可實現諸多反應,如加氫裂化、氫化處理、異構反應、加氫反應、加氫脫硫、加氫脫氮、氧化反應、聚合反應、重整(芳構化)、水蒸汽重整等等。

中國相關

在國內,微反應技術處於研究與開發階段。雖然有很多高校從事微反應技術研究,尚沒有成熟的國產設備面世。

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