微反应器的优点
(1)可以实现按需生产
微反应系统是模块化的分布系统,可根据市场情况增减通道数和更换模块来调节生产,具有很高的操作弹性的同时也可在产品使用地分散加工并就地供应,从而克服运输和储存大批有害物质的安全难题,另外废弃物的处理系统也可以模块化、微型化,并同生产模块集成在一起同,真正实现化工厂的小型化和 便携化,并能按时按地按需进行生产。
(2)促进化工绿色智能发展
利用微加工技术可将微混合、微反应、微换热、微 分离、微分析等单元操作和与之相匹配的微传感器、微 阀门等器件集成到一块控制芯片上,实现单一反应芯片的多功能化操作,从而达到对微反应系统的实时监测和智能控制,提高反应速度,同时节省反应成本。例如可以将混合和停留时间功能与换热在同一区域进行集成从而产生额外的反应性能。
微反应器连续合成化及应用
加氢反应占所有制药反应类型的约14%。普遍采用的加氢釜很危险,而采用均相加氢,废物处理又比较难,目前开发的微填充床技术将会解决这个问题。把催化剂填充到相应的管道固定中,跟微反应器结合,料液和氢气通过微反应器和微填充床即可完成反应。当然难点也很大。气液固反应是很难的,气液在微反应器中的流动,传质和反应行为非常复杂。但催化剂只要不失活可以一直用,失活后需要开发再生工艺。前期的催化剂筛选和工艺开发过程也较为复杂,但是考虑到医i药行业的特点,对成本要求比较低,可以做的较快。
微通道反应器应用已成趋势
微通道反应器气-液-固浆状流,选择性加氢:高转化率,选择性好,二肽合成选择萃取和连续反应耦合提高产品收率,光化学合成反应(氯化等):易于控制,提高收率。微通道反应器简化传统的磺化反应:采用工业硫酸,无需SO3也能达到高收率,易于控制,提高下游产品纯度,50°C的反应在0°C完成不影响收率,-20°C的反应能在常温下实现,工艺稳定,收率提高。
展望未来微反应器研究,预计将在以下几个领域取得进展
(1)、设计新的微反应器模型,对微反应器进行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反应器中研究反应原理, 对微反应器的设计进行模拟、优化;
(3)、在微反 应器中探索新的反应途径和使化工生产更加经济更加环保的方法,并应用于实际生产,这是研究微反应器的真正价
值所在。
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