微化工反应器/微反应器对不同类型化学反应的作用
反应类型 | 反应的特征 | 微反应器的主要作用 |
瞬时反应(A类) | 反应特征时间(<1s);混合与传热控制 | 强化混合与传热 |
快反应(B类) | 反应特征时间(10s-30min);主要受本征动力学控制 | 精确控制反应条件;(停留时间和温度) |
慢反应(C类) | 反应特征时间(>30min);本征动力学控制 | 热量控制、安全;新的工艺窗口 |
基于微反应器微米至亚毫米级微通道,不仅要求反应原料不能含固体或者限制固体粒径,而且对于产生固体的反应过程也是避而远之。对于需要用连续流工艺改造,或者需要利用到微反应器强化混合及强化热交换能力的优点的改类型反应,那央芯微反应器提出的解决方案如下:
快速预混模块和管式反应器(环管式)连用,快速预混模块我们采用经典的叉指结构,0.1mm微通道,数百上千条并排设置,高效混合、通量大、耐高压、适于多相体系(气气,气液,气、有机相、水相,液液)。管式反应器,我们采用环管腔式,2.5~5.5mm间距的环形腔体,立式放置,大孔径出液口,保证强的换热能力,流路通畅阻力小。对于瞬时和快速反应,控制环管腔长度,设定合适的停留时间即刻连续化生产;对于慢反应,可以将该段产物导入反应釜完成后续熟化过程。
该微反应器方案,提供了高效混合策略,解决了强放热反应的大部分热交换问题,既利用微通道的优势又避免了产物固体对微通道的堵塞,方便和现行生产装置连用,融入现行工艺过程中,安全高效,节省大量工艺时间。
作为革命性现代化工技术,微化工技术是绿色化工、安全生产的解决方案,既可以自成体系,建设所谓“未来化工厂”,也可融入现行化工生产体系中,强化混合、强化换热能力,提高生产效率,保证安全生产。市面上也有数家微化工设备供应商提供各类微反应器或微反应器的模块,各有各的特色,各有各的优点。但这些设备或模块都是企业按照自己的标准加工制造,如果抱着试一试的态度,或者希望拿来就能用,拿来就能提升现行的生产效率,优化现行的生产工艺,那十之八九是要失望而归的。
基于对现行生产工艺和过程机理的了解,做出微化工工艺过程的预判,并利用微反应器设备测试传质、传热和传动的效果,与其说是为了初步验证现行工艺改造升级成微化工工艺的可行性,不如说是为了发现问题,找到微化工工艺改造的解决方案更准确些。
因为,微化工技术对于现行大多数生产工艺都有其存在的价值,它不仅在于高效生产,更在于其高效的混合和换热能力。
大部分国内微反应器设备厂商都愿意跟进客户产业升级的进程,都能够提供微化工工艺升级的解决方案,提供微反应器及系统的设备定制的服务,那央芯微反应器亦是如此!