微反應(yīng)器的定義

微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，利用精密加工技術(shù)制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之間的微型反應(yīng)器，微反應(yīng)器的“微”表示工藝流體的通道在微米級(jí)別，而不是指微反應(yīng)設(shè)備的外形尺寸小或產(chǎn)品的產(chǎn)量小。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬(wàn)上千萬(wàn)的微型通道，因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。

美國(guó)PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要開展燃料電池氫源系統(tǒng)微型化研究，反應(yīng)器主體結(jié)構(gòu)是一個(gè)錯(cuò)流式微通道換熱器，與傳統(tǒng)相比，相同的處理能力，反應(yīng)器體積可減小l～2個(gè)數(shù)量級(jí)。微反應(yīng)器在傳質(zhì)、傳熱、恒溫等方面表現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì)，自面世以來(lái)迅速引起相關(guān)領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的濃厚興趣和關(guān)注。

微化工技術(shù)和微反應(yīng)器微化工技術(shù)于上個(gè)世紀(jì)九十年代初興起，該技術(shù)利用微米級(jí)的通道式反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，能促進(jìn)過(guò)程強(qiáng)化和化工系統(tǒng)小型化，提高資源利用率，節(jié)能降耗，從根本上解決傳統(tǒng)工藝反應(yīng)不徹底及易會(huì)爆等技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)的本質(zhì)安全微化工技術(shù)的核心是微反應(yīng)器（也叫微通道反應(yīng)器），它是一種通過(guò)微加工技術(shù)制造的帶有微結(jié)構(gòu)的反應(yīng)設(shè)備，其流體通道或者分散尺度在微米量級(jí)叫而其處理量則是從每分鐘數(shù)微升到每年數(shù)萬(wàn)噸。

　　微通道反應(yīng)器獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予其一系列的性能，故被應(yīng)用于許多領(lǐng)域。例如，氨基甲酸酯的多步化學(xué)合成可以通過(guò)連續(xù)性工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括分步反應(yīng)工序和反應(yīng)步驟間的兩步分離工序。通過(guò)使用一系列串聯(lián)的由三個(gè)微通道反應(yīng)器和兩個(gè)相分離器組成的反應(yīng)裝置，可以在一個(gè)緊湊型芯片基的工藝系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)溶劑轉(zhuǎn)換、危險(xiǎn)中間產(chǎn)物原位生產(chǎn)和消耗、高能量化學(xué)品的安全處理以及化學(xué)品的小批量生產(chǎn)。因此，可以用于快速及放熱反應(yīng)、精密顆粒制備、工業(yè)環(huán)境拓展等方面。

連續(xù)流化學(xué)提高了化學(xué)反應(yīng)的效率

　　連續(xù)流化學(xué)的生產(chǎn)手段正在制藥研發(fā)中受到重視，考慮到其以下優(yōu)勢(shì)：更好的工藝過(guò)程，安全性更優(yōu)的質(zhì)量空間，節(jié)省更高的產(chǎn)能，以其簡(jiǎn)單的形式，連續(xù)流動(dòng)化學(xué)始于兩種以上的物料，比如起始反應(yīng)物，這些物料流以設(shè)定流速用泵打入反應(yīng)艙室、反應(yīng)管，流進(jìn)反應(yīng)艙室的不同反應(yīng)物料在此進(jìn)行混合和反應(yīng)。

　　根據(jù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和物料流速，需要保證反應(yīng)物料在微型反應(yīng)器中達(dá)到某一特定的停留時(shí)間，從而獲得預(yù)期的反應(yīng)轉(zhuǎn)換率，相繼，從微型反應(yīng)器出口流出的物料用燒瓶或其它適當(dāng)?shù)娜萜魇占饋?lái)。