微反應(yīng)器對比釜式反應(yīng)的優(yōu)勢
1.對反應(yīng)溫度的精確控制:
微反應(yīng)設(shè)備極大的比表面積決定了微反應(yīng)器有極高的換熱效率,即使是反應(yīng)瞬間釋放出大量熱量,微反應(yīng)器也可及時將其導(dǎo)出,維持反應(yīng)溫度穩(wěn)定。而在常規(guī)反應(yīng)器中的強放熱反應(yīng),由于換熱效率不夠高,常常會出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象。而局部過熱往往導(dǎo)致副產(chǎn)物生成,這就導(dǎo)致收率和選擇性下降。而且,在生產(chǎn)中劇烈反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量如果不能及時導(dǎo)出,會導(dǎo)致沖料事故甚至發(fā)生爆炸;
2.對反應(yīng)時間的精確控制:
常規(guī)的批次反應(yīng)往往采用將反應(yīng)物逐漸滴加的方式來防止反應(yīng)過于劇烈,這就使一部分物料的反應(yīng)時間過長,而在很多反應(yīng)中,反應(yīng)物、產(chǎn)物或中間過渡態(tài)產(chǎn)物在反應(yīng)條件下停留時間過長就會導(dǎo)致副產(chǎn)物的產(chǎn)生,使反應(yīng)收率降低。微反應(yīng)器技術(shù)采取的是微管道中的連續(xù)流動反應(yīng),可以精確控制物料在反應(yīng)條件下的停留時間,一旦達到最佳反應(yīng)時間就立即將物料傳遞到下一步反應(yīng)或終止反應(yīng),這樣就有效避免了因反應(yīng)時間長而導(dǎo)致產(chǎn)生過多副產(chǎn)物;
3.物料以精確比例瞬間均勻混和:
在那些對反應(yīng)物料配比要求很嚴格的快速反應(yīng)中,如果混合不夠好,就會出現(xiàn)局部配比過量,導(dǎo)致產(chǎn)生副產(chǎn)物,這一現(xiàn)象在批次反應(yīng)器中很難避免,而微反應(yīng)器的反應(yīng)通道一般只有數(shù)十至數(shù)千微米,物料可以按配比精確快速均勻混和,從而有效減少了副產(chǎn)物的形成;
4.結(jié)構(gòu)保證安全:
與間歇式反應(yīng)釜不同,微反應(yīng)器采用連續(xù)流動反應(yīng),因此在反應(yīng)器中停留的化學(xué)品數(shù)量總是很少的,即使萬一失控,危害程度也非常有限。同時,由于微反應(yīng)器換熱效率極高,即使反應(yīng)突然釋放大量熱量,也可以被迅速移出,從而保證反應(yīng)溫度的穩(wěn)定,減少了發(fā)生安全事故和質(zhì)量事故的可能性。因此微反應(yīng)器可以輕松應(yīng)對苛刻的工藝要求,實現(xiàn)安全高效生產(chǎn);
5.無放大效應(yīng):
精細化工生產(chǎn)多使用間歇式反應(yīng)器,由于大生產(chǎn)設(shè)備與小試設(shè)備傳熱傳質(zhì)效率的不同,小試工藝放大時,一般需要一段時間的摸索。一般的流程都是:小試-中試-大生產(chǎn)。利用微反應(yīng)器技術(shù)進行生產(chǎn)時,工藝放大不是通過增大微通道的特征尺寸,而是通過增加微通道的數(shù)量來實現(xiàn)的,所以小試最佳反應(yīng)條件不需做任何改變就可直接用于生產(chǎn),不存在常規(guī)批次反應(yīng)器的放大難題,從而大幅縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期。