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(xì)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(jí)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(wàn)上千萬(wàn)的微型通道，因此也實(shí)現(xiàn)很高的產(chǎn)量。

美國(guó)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(gè)錯(cuò)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(gè)數(shù)量級(jí)。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(shì)，自面世以來(lái)迅速引起相關(guān)領(lǐng)域人士的濃厚興趣和關(guān)注。

目前微反應(yīng)器在化工工藝過(guò)程的研究與開發(fā)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，商業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用正日益增多。其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括有機(jī)合成過(guò)程，微米和納米材料的制備和日用化學(xué)品的生產(chǎn)。在化工生產(chǎn)中，新的Miprowa技術(shù)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)每小時(shí)上萬(wàn)升的流量。

微反應(yīng)器的微結(jié)構(gòu)大的缺點(diǎn)是固體物料無(wú)法通過(guò)微通道，如果反應(yīng)中有大量固體產(chǎn)生，微通道極易堵塞，導(dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法連續(xù)進(jìn)行。

目前這一問(wèn)題主要是通過(guò)改進(jìn)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)來(lái)解決。例如拜耳-埃爾費(fèi)爾德微技術(shù)公司開發(fā)的閥式混合器（反應(yīng)器）可以用于快速沉淀反應(yīng)，基于這一技術(shù)，拜耳公司成功開發(fā)了商業(yè)化生產(chǎn)工藝，用于生產(chǎn)高的性能的微米材料和納米材料。 

怎么判斷微反應(yīng)器的適用性呢？

   一，物料的流動(dòng)性。不能說(shuō)反應(yīng)體系有固體或者黏度比較大的體系一定不適合微反應(yīng)器，但是一定要小心謹(jǐn)慎；

第二，快速反應(yīng)和中速反應(yīng)在微反應(yīng)器中有可能性，但是，動(dòng)力學(xué)比較慢的反應(yīng)可能不是特別適合微反應(yīng)器。研究表明，微反應(yīng)器適用于精細(xì)化工行業(yè)里面的20%的反應(yīng)，這20%對(duì)于解決18類重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)工藝來(lái)說(shuō)比例相當(dāng)高。這就是微反應(yīng)器的意義。

微通道反應(yīng)器具有特別的通道結(jié)構(gòu)，顯著提高流體混合程度，增強(qiáng)傳質(zhì)性能，提高總傳熱效率，適用于多種低溫、高溫、高危、非均相等化學(xué)反應(yīng)。微通道反應(yīng)器可采用各種金屬材質(zhì)及碳化硅材質(zhì)加工制造，金屬材質(zhì)可耐壓至10MPa。

微通道反應(yīng)器減少溶劑用量，提高收率，更安全環(huán)保，安全，可以在線生產(chǎn)，大大改善過(guò)氧化物物流過(guò)程和成本，氣-液兩相（純氧）氧化反應(yīng)：微通道反應(yīng)器操作安全，傳質(zhì)效率較高，選擇性好，溶劑用量少，酯化和水解反應(yīng)穩(wěn)定，收率好。