微通道反應器優(yōu)點很多,但同時我們要看到更多的是反應器的局限性。這種局限性可以來自設備本身,也可以來自廠家自身因素,也可以來自工藝研發(fā)的一些固有思維。而現實生產中正是因為這些制約的存在,導致相當一部分生產單位引入這項技術后不能很快轉化為工藝。在這里我們來說說微通道反應器的適用范圍。首先嚴格來說,目前很難界定那些反應適用于微通道反應器,因為每個反應的特性不同,同時微通道反應器裝置的種類也非常多。但一般認為,現有的合成反應有20-30%可以通過微通道反應器進行技改。同時利用微通道反應器,我們可以將大約20%-30%過去認為是危險的工藝流程進行實現。也就是說目前來看有接近30-50%的化工工藝可以通過微通道反應器進行技改。液液反應微通道反應器。湖北羰基化反應微通道反應器發(fā)展現狀
微通道反應器的局限性:研發(fā)中的放大效應。理論上微通道反應器是采用數量放大的,并不會出現放大效應。但是實際操作過程中并非如此,由于單純采用數量放大會導致非常高的設備成本與控制成本。這導致實際的放大過程中,可能需要對通道尺寸,反應器的組合方式進行調整,而這些調整極度有可能導致微通道反應器的比表面積,傳遞特征長度,停留時間分布發(fā)生改變,導致實際生產過程與小試實驗存在偏差。工藝流程的適配性問題。微反應器由于通量的問題,在選泵與其他后續(xù)工段的銜接上都會有問題。比如說如果微通道反應器通量小,有可能會導致后續(xù)的過程,比如說精餾根本選不出合適的設備。這樣不得不把后續(xù)過程變成間歇過程或者需要在兩個流程之間加入緩沖單元。湖北羰基化反應微通道反應器推薦廠家氨化反應微通道反應器。
微通道反應器的缺點:設備腐蝕問題參與反應的流體對微反應器通道的腐蝕也是一個很大的問題。由于微反應器很高的比表面積和很小的微通道特征尺寸,即使是極微小的腐蝕降解作用對于微反應器的影響也是非常明顯的,這使得微反應器對于通道的材質有很高的防腐要求,這無疑增加了微反應器的制造成本,限制了它的大規(guī)模工業(yè)化應用。工業(yè)化實現復雜微反應器采用“數增放大”來擴大產能,雖然能有效降低放大成本,但處理能力也受到很大限制。其次,微反應器的放大看起來簡單,但要實現卻是一個巨大的挑戰(zhàn)。當微反應器的數量巨大增加時,微反應器監(jiān)測和控制的復雜程度巨大增加了問,對于實際生產來說運行成本也巨大提高了.
微通道反應器適用于中和反應、重排反應、開環(huán)反應等放熱劇烈的反應類型,常規(guī)反應器一般采用逐漸滴加的方式,但即使如此,滴加瞬時局部也會因過熱和產生副產物;重氮化反應、丁基鋰反應等原料危險,且存在反應物或生成物不穩(wěn)定的問題,常規(guī)反應器中停留時間一長就會分解;硝化、氨化反應等容易失控,在常規(guī)反應器中容易發(fā)生反應溫度急劇升高甚至暴乍。因此,這種快速劇烈放熱、原料或者產品不穩(wěn)定、危險化學反應及高溫高壓反應就適用微通道反應器。此外,微反應器還適用氟化反應、氯化反應、烷基化反應、過氧化反應、磺化反應等多種反應類型,在農藥、醫(yī)藥、專門的化學品等領域具有很廣的應用范圍。 氯化反應微通道反應器。
微通道反應器結構特性:傳熱特性反應器中狹窄的微通道結構增加了溫度梯度,再加上較大的比表面積故使得微通道反應器的傳熱能力增強,傳熱系數可高達25000W/(m2·K),比傳統(tǒng)換熱器的傳熱系數至少大一個數量級。傳質特性對于為混合反應器來說,傳遞時間和傳遞距離的關系可以用下式來描述式中,tmin—達到完全混合所需的時間;I-傳遞距離;D—擴散系數?;旌蠒r間與傳遞距離的二次方成正比,故微通道尺寸狹窄,微型的通道尺寸提高了反應混合時間。而對于互不相容液-液兩相流體在實際的傳質與反應過程中,其流動狀態(tài)會隨傳質、反應深度的增加呈動態(tài)的變化,反應過程中將會發(fā)生流型轉捩現象。什么?做化工的你,還不知道微通道反應器?四川液液反應微通道反應器產品介紹
加氫反應微通道反應器。湖北羰基化反應微通道反應器發(fā)展現狀
該實驗主要在微通道反應器內對氯苯硝化反應進行了研究,分別考慮氯苯與硝酸的摩爾比、體積流速、反應溫度等因素對單程轉化率及選擇性的影響。微通道采用不銹鋼材質,微反應通道特征尺寸為16×φ400μm,實驗過程中,同時并行完成常規(guī)范應器中氯苯硝化反應,實驗結果顯示微通道反應與常規(guī)反應器鄰對比相比有明顯提高,且副產物相對較少;微通道反應器的時空轉化率比常規(guī)反應器約高出4個數量級,生產能力約為常規(guī)反應器的3.08×104倍。上述反應均采用實際的反應操作與具體的實驗數據驗證了微通道反應器中反應速度明顯提高的優(yōu)點,原因主要有兩點:①微通道反應器中特殊的結構形式使得傳質傳熱效率相對較高;②微通道反應器中流體的流動方式接近于管式反應器中的平推流模型,避免了釜式反應器中發(fā)生的“返混”現象,反應產物連續(xù)從微通道中流出促進實驗過程中的可逆反應向右移,促進原料完全反應。湖北羰基化反應微通道反應器發(fā)展現狀
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