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微反应器在化学化工领域中的应用研究

2018-10-21丁啸啸

中国化工贸易·中旬刊 2018年6期
关键词:应用

丁啸啸

摘 要:对微反应技术进行运用是化学化工业的发展方向,可以说微反应技术的兴起为化工业的发展指明了正确方向。微反应器在使用过程中,通常会体现出可靠性明显、性能强等良好特点,并且这些良好特点的强度也是其它反应器无法比拟的。在本文中,就对微反应技术的特点进行了阐述,并且对微反应器在化工领域中的运用也进行了探讨。

关键词:微反应器;化工领域;应用

0 引言

在化工行业领域中,微反应器通常被运用于化工合成以及药品制造方面,而微反应技术也在长期运用中得到了良好的发展,那么在本文中,对微反应技术在化工合成方面的运用进行了探讨。

1 微反应器技术的特点

1.1 精确控制反应时间

微反应器对于化学反应时间的把控,重点是借助于对反应器装置的管道规格和流率来进行的。在化学反应中所体现出的中间体,通常会在分解前就已进入到了另一化学反应中。可以说,这种微反应技术能够对化学反应中的中间体分解时间进行控制。然而在现实中,这种技术往往会被运用于多相的化学体系中,在以往化学反应中,若是借助于对液体流速控制而达到化学反应的的加快,则现实结果往往是只是液体形态的改变,甚至会对化学反应的稳定带来干扰。针对这样的情况,若是将微反应器加以运用,也就是说将硬件方面的,微反应器管道长度缩短,来实现化学反应速度的提升,但必须要强调的是,在化学反应加快后,其中液体流速需要维持在匀速流动状态。

1.2 高度集成化

如果将国内现阶段发展程度较为完善的微技术加以运用,会很有可能达到将化学反应中的多相体系与配套设备归入到一个芯片,继而达到对化学反应的动态化监控的目标。这样目标如果顺利实现,就会在很大程度上强化化学反应时效,而且还会明显减少产品加工在财力方面的投入,比如,将两种化学物质混合液和反应换热装置集中到同一空间内,借助这样的形式,以期能够体现出额外反应效果。除此之外,这样的实验形式还通常会体现出循环性,如此一来,如果将微反应器运用于平行化学反应中,也会较为适用并实现理想的反应效果。

1.3 换热效率和混合效率高

在运用过程中,微反应技术所体现出的高效率换热的特点,重点是借助于反应器中的管道长度缩减而达到的。这主要是由于管道长度通常都处于毫米以下,管道的雷诺数值较小,由于层流的分散也容易导致对化学混合液化的影响,所导致的结果通常为,物理力学方面的二次流现象。可以理解为由于管道长度的微小,造成化学反应中流体分散速度的提升,并且還会在转瞬间相互混合。在这样良好特点的展现过程中,微反应器中的换热能力也会提升,充分强化了化学的反应中流体的分散能力,这也恰恰是强化化学反应时效的合理方法。可以说微反应器传热效果取决于管道长度,也就是说管道越长、传热效果也会相应提升,微反应器内传热系数能达到一万瓦每平米每开,尺寸缩小使其比表面积能达到一万到五万,传统搅拌设备最多只能达到一千。

2 反应器在化学化工领域的应用

2.1 缩短反应时间

在实际运用过程中,微反应器可以一些化学反应的速度加快,明显提升了化学反应的时效,这重点归因于微反应器所带有的传热性能较高。而如此高时效的反应,实际在相关资料中就大量的显示,其中主要内容大部分都是对于醇醛缩合反应过程的阐述。这样的化学实验通常是由三种物质混合所发生的反应的而实现的,且在与此同时,体现出理想实验效果。而其中的三种物质,主要就是甲醛类以及TBAB等。可想而知,实验的理想效果就是具体化学反应过程速度明显示提升,也就是总体用到了十五分钟左右。这相对于以往的实验过程来说,其速度无可比拟,而从相关资料中可以总结出,以往所运用的反应器,所实现的化学反应时间通常会达到二十小时以上。

2.2 提高选择性和转化率

在将微反应器运用于化学实验过程时,所会引起的第一个实验结果就是酰化反应。然而在一般状态下,盐物质在化学混合液听溶解程度较低,甚至还导致微反应器管封堵的现象。针对这样的问题,就需要借助于对三乙胺的运用,也就是说人微化学反应中的盐物质替换为三乙胺,在微反应器中,先进行溶剂的预混合,接着将溶剂运到预加热反应器,温度设置在一百三十摄氏度,最后收率能达到百分之百,而在釜式反应器中只是百分之八十六到百分之九十六。AMII等报道了二羰基化合物的直接氟化反应,此反应在宏观反应器中转化率一般只能到百分之十五,而微反应器中转化率则能达到百分之九十。

可以说,微反应器类型很多,精细化工反应类型自然也多。市场现有的微反应器主要对于放热剧烈的精细化工反应,如果在反应中不能控制热量的转化,很可能产生副产物,生成物的纯度,而微反应器可以及时在反应通道中导出热量,利于反应正常进行。

3 结语

综上所述,将微反应技术合理运用于化学化工行业,可以有效提升化学反应时效。对这项技术进行运用,可以说意味着化工业对主体工作技术进行了全面的改良和革新,为化工企业向现高层次发展提供了保障。但因为目前,国内相关部门对于微反应器的研究正处在起步时期,所以,在化工业将来的发展进程中,微反应技术也将会有很大的发展前景,并且可以说,在国内相关人员的不断探索和研究中,微反应技术必然会体现出更高现实作用。

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