连续流微反应器您不知道的那些事~

　　对这些已证结果在持续流程中进行了再分析，确立了3种反应类型，连续性生产过程对这些反应都起到积极作用。

　　A型反应: 非常快，半衰期<1sec。这种反应主要发生在混合区，并且受控于混合工艺(微观混合领域)。其中，流量和混合装置的形式起着重要作用。并且需要微观结构组织对当地温度梯度进行控制。A型反应涉及多种活性物质，如：氯、溴、胺及酰氯，并往往在0℃左右形成，有机反应(锂和格式反应)也属于这一类型，通常有对低温的需求。

　　　　B型反应：速度快，发生速度介于1~10sec。它主要由动力学控制，然而，这些反应也受益于微结构，使它能更好地对热流量以及反应温度进行控制。常规的系统，例如：管壳式换热器，通常由于较少的选择性而产生高温度梯度。混合对这类的反应并不是很关键，降低压力会将可使用停留时间模块完成反应的可能性也降低。如果能够保持相同区域的体积比，将可避免规模化问题的出现。

　　C型反应：缓慢反应(反应时间>10min)，从动力学上看，这一反应比较适合间歇式流程，但连续性反应会更加安全，并且具有质量优势。事实上，进行连续的热危险性反应或自催化反应可以看做是反应体积，因此，潜在的风险被大大降低。流程中需要短期暴露于高温，同时压力会受益于这种持续性反应，而分批反应很难实现这种效果。在设备方面，较长的停留时间模块是必要的，并且需要常规技术，如：静态混合器、管壳式换热器。微反应器的使用是基于热量的突然产生(催化作用)的要求。

　　芳香胺和双乙烯酮在一个管式反应器中，真实情况下经过乙酰化，并通过电脑模拟得出测量的热密度，用于停留时间和转换的功能报告中。反应的半衰期约为1.5sec，所以主要分布在动力情况中(B型反应)，二阶反应说明了大部分的热密度都分布在反应的初始时期，在这种情况下，小的传统管(直径3㎜)无法提取足够的建立在流体力学(Tr)和导热液之间的热量和温度梯度。反应初期需要使用微反应器，然而一旦最初的热密度被消耗(99%的转换耗时154sec)，便可使用常规的(非微型)停留时间模块。以下参数可用于仿真模拟：传热系数500w/㎡/k，流体热容量2kJ/kg/k，二阶动力学常数0.363l/mol/s，焓180kJ/mol，双乙烯酮与胺浓度15%，传热流体在25℃恒温时，未考虑活化能。

　　对于A型与B型反应来说，需要一个微反应器以实现有效的连续生产(至少有较大的绝热温升)。实际上，应用微反应器的主要动力之一就是其较强的局部热发生，也就是较高的热密度(单位w/l，瓦特每升，见图2)。间歇反应器中较高的局部热密度通常会转化为局部温度梯度，这将降低选择性。带有集成热交换性能的微反应器可以解决此问题。

　　除反应动力学外，需要考虑连续过程的另一因素是所涉及的不同相态(固-液-气)。在研究的反应中，高于60%的反应中存在固体，作反应试剂、催化剂或产品用。根据的经验，当前使用的微反应器在处理固体时效果较差。到目前为止，多用途的微反应器还局限于均相反应，且在一定程度上局限于气-液和液-液反应。这个声明对微反应器设备的广泛应用非常重要。当考虑多种相态并将涉及固体的反应排除后，微反应器技术的可候选数量将显著减少。因此，与反应容器有关的各种用途仍然是间歇生产的一项重要优势。此项技术的发展趋势是开发模块化的可处理固体的微反应器。

　　以上知识仅供参考，希望帮助您更快的了解。