微反應(yīng)器的定義

微反應(yīng)器，即微通道反應(yīng)器，利用精細加工技術(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。

美國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)是一個錯流式微通道換熱器，與傳統(tǒng)相比，相同的處理能力，反應(yīng)器體積可減小l～2個數(shù)量級。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，自面世以來迅速引起相關(guān)領(lǐng)域人士的濃厚興趣和關(guān)注。

迄今為止國內(nèi)外學術(shù)界對微反應(yīng)器已進行了廣泛的研究，對它的原理和特性有了較好的認識，且在微反應(yīng)器的設(shè)計、制造、集成和放大等方面都取得了可喜的成績。但是對它的研究還不夠成熟，傳統(tǒng)的“三傳一反”理論必須進行修正、補充和創(chuàng)新，反應(yīng)的一些原理還沒有探討清楚，還需要大量的工作。另外在它的制造、催化劑的壁載和系統(tǒng)的自動控制方面還存在許多技術(shù)難點，有必要進行微反應(yīng)系統(tǒng)中表面和界面現(xiàn)象、傳遞規(guī)律、反應(yīng)特性和放大集成的深人研究。

　　21世紀由于環(huán)境惡化以及能源枯竭等一系列問題，使化學工業(yè)面臨前面沒有的機遇和挑戰(zhàn)，由于微反應(yīng)器表現(xiàn)出的諸多優(yōu)點，科學界致力于探索新的反應(yīng)途徑使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟和環(huán)保。所以我們有必要相信微反應(yīng)器將在化學工業(yè)中發(fā)揮出巨大的作用。

　微通道反應(yīng)器作為化學工程學科的前沿和熱點方向，逐漸成為聚合物合成的新裝備、新工藝與新產(chǎn)品開發(fā)的重要平臺，得到學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。

　　能夠通過微通道反應(yīng)器實現(xiàn)的化學反應(yīng)類型很多，目前已成功反應(yīng)的類型有：硝化反應(yīng)（芳環(huán)硝化、硝i酸酯制備）；低溫反應(yīng)；氟化反應(yīng)；重氮化反應(yīng)（重氮化還原、重氮化取代、重氮化偶聯(lián)等）等。

　　利用微通道反應(yīng)器技術(shù)進行生產(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)。