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。混合時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,其流動狀態會隨傳質、反應深度的增加呈動態的變化,反應過程中將會發生流型轉捩現象。靠譜的微通道反應器就找南京明銳!江蘇氣液微通道反應器研發
微通道反應器優點很多,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。江蘇氣液微通道反應器研發微通道反應器的性能如何?
微通道反應器在偶合反應中的應用研究。HidealiHisamoto等報道了使用微反應器技術進行相轉移偶合反應。使用微反應器,將重氮鹽溶液和偶合組分溶液分別注入反應器,反應時間為2.3秒。在燒瓶中使用電磁攪拌進行偶合反應,反應效果隨著攪拌的加強而提高,原因是在攪拌不好的情況下,局部反應物過量,可能導致一些副反應,例如重氮鹽分解,或者發生二偶合。在比較好攪拌條件下,轉化率為80%;而相比之下,使用微反應器進行偶合反應,轉化率近100%。使用燒瓶加電磁攪拌進行偶合反應時觀察到有沉淀產生;而相比之下,使用微反應器進行偶合反應,反應液觀察不到沉淀。
談到微通道反應器的智能化水平,南京明銳技術總監王順明還表示,微通道反應器之所以被業界認為可以提升本質安全水平并迅速獲得應用,還有一個重要的原因就是生產操作過程中可對整個流程進行從“啟動”到“停機”的無人化自動操作,減少人為操作帶來的不確定風險,同時確保1線員工的人身安全。反應器中,各反應片通道中均有熱電阻,可準確測量反應過程中反應體系各點溫度,設備和系統還能隨時監控及記錄反應過程中系統的進料流量、管路壓力,并針對實際情況作出調控。當遇到超溫、超壓等情況,連續流微反應器還可以進行報警并緊急切斷進料。 這些是微通道反應器的好處!
微通道反應器可以用于以下幾種類型反應:反應本身速度很快,但受制于傳遞過程的,整體反應速度偏低的反應這類反應主要為液液多相反應,也包括液液萃取等物理過程。這種過程的特點就在于:反應本身速度快,但是由于底物要在液相間擴散導致反應整體速率偏低。在傳統的反應釜內部一般采用攪拌器進行反應,效率較低,無法充分實現兩個液相間的混合,因此反應效率低下。而在微通道反應器內由于通道尺寸小帶來的擴散尺度減小,導致這類反應可以快速進行。這些微通道反應器原理,你知道嗎?江蘇氣液微通道反應器研發
這些微通道反應器操作技巧值得了解!江蘇氣液微通道反應器研發
微通道反應器偶合反應應用:偶合反應中重氮鹽容易分解。尤其當偶合組分為酚類化合物時,偶合條件往往需要強堿條件。而用芳香胺作為偶合組分進行偶合反應,易在弱酸(如醋酸及酸性緩沖劑)介質中進行,為什么用弱酸而不用強酸作為介質,主要由于弱酸能增加芳香胺的溶解度,防止生產重氮氨基化合物。絕大多數情況下,升高溫度不利于偶合反應,因為與偶合速度的提高相比,重氮鹽升溫時的分解占主導地位。如果溫度升高10℃,偶合速度提高2.0~2.4倍,而重氮鹽分解速度則增加3.1~5.3倍。重氮化反應和偶合反應從熱力學而言,都屬于放熱反應,所以微通道快速反應,重要的是如何使反應釋放出的熱量轉移,以便迅速降溫。在極短時間內,重氮鹽分子如果不能和偶合組分分子相碰撞發生反應,其很快就會分解。這是偶合反應中的一個普遍的難題。在傳統的釜式反應器中加強攪拌是解決這一問題的有效手段,但是仍然做不到瞬間混合。而微反應器反應區間的幾何尺寸非常小,并且能夠連續流動,這樣就保證了在極短的時間內和很小的區間里,重氮鹽組分和偶合組分能均勻混合并發生反應,很大程度上避免了副產物的生成。江蘇氣液微通道反應器研發
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