反應(yīng)器,用于實現(xiàn)液相單相反應(yīng)過程和液液、氣液、液固、氣液固等多相反應(yīng)過程。器內(nèi)常設(shè)有攪拌(機(jī)械攪拌、氣流攪拌等)裝置。在高徑比較大時,可用多層攪拌槳葉。在反應(yīng)過程中物料需加熱或冷卻時,可在反應(yīng)器壁處設(shè)置夾套,或在器內(nèi)設(shè)置換熱面,也可通過外循環(huán)進(jìn)行換熱。
而
微通道反應(yīng)器(微反應(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)器是一個比較廣泛的概念,并有很多形式,既包括傳統(tǒng)的微量反應(yīng)器,也包括聚合反應(yīng)器、反相膠束條紋反應(yīng)器、微聚合反應(yīng)器和固體模板微反應(yīng)器等。這些微反應(yīng)器的對化學(xué)反應(yīng)的共同特點是將其控制在很微小的空間內(nèi),反應(yīng)通道的平均尺寸一般為微米甚至納米。微反應(yīng)器中可以包含有成百萬上千萬的微型通道,因此也實現(xiàn)很高的產(chǎn)量。
微反應(yīng)設(shè)備很大的比表面積決定了微反應(yīng)器有很大的換熱效率,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(qiáng)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。
利用微通道反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)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)品由實驗室到市場的時間。
微通道反應(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。而且,由于微反應(yīng)器換熱效率很高,即使反應(yīng)突然釋放大量熱量,也可以被迅速導(dǎo)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)安全生產(chǎn)。