微通道反應(yīng)器的適用條件和限制因素

微通道反應(yīng)器是一種新型的應(yīng)用了微加工技術(shù)的微型化的化學(xué)反應(yīng)器，其內(nèi)部通道尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的常規(guī)反應(yīng)器。微小的反應(yīng)體積、極大的比表面積及其獨(dú)特的層流傳質(zhì)等特性使得微通道反應(yīng)器具有常規(guī)反應(yīng)器無(wú)可比擬的傳熱、傳質(zhì)和優(yōu)良的混合性能。現(xiàn)在越來(lái)越多的化工企業(yè)，開(kāi)始關(guān)注和應(yīng)用微通道反應(yīng)器，那微通道反應(yīng)器可以應(yīng)用在哪些化工生產(chǎn)中呢?有適用條件和限制因素呢?

一、微通道反應(yīng)器的適用條件

1.反應(yīng)本身速度很快，但受制于傳遞過(guò)程的，整體反應(yīng)速度偏低的反應(yīng)

2.反應(yīng)本身速度快，但反應(yīng)劇烈，強(qiáng)放熱，產(chǎn)物容易破壞的反應(yīng)

3.需要嚴(yán)格控制反應(yīng)器內(nèi)部流型的反應(yīng)。

4.部分氣液反應(yīng)從機(jī)理上可以采用微通道反應(yīng)器，但是目前尚未出現(xiàn)好的氣液反應(yīng)器結(jié)構(gòu)

5. 顆粒尺度達(dá)到微通道特征尺度的10%以上，固含量超過(guò)5%的含有固體的反應(yīng)不使用微通道反應(yīng)器。

二、微通道反應(yīng)器的限制因素

1.放大效應(yīng)。理論上微通道反應(yīng)器是采用數(shù)量放大的，并不會(huì)出現(xiàn)放大效應(yīng)。但是實(shí)際操作過(guò)程中并非如此，由于單純采用數(shù)量放大會(huì)導(dǎo)致非常高的設(shè)備成本與控制成本。這導(dǎo)致實(shí)際的放大過(guò)程中，可能需要對(duì)通道尺寸，反應(yīng)器的組合方式進(jìn)行調(diào)整，而這些調(diào)整極度有可能導(dǎo)致微通道反應(yīng)器的比表面積，傳遞特征長(zhǎng)度，停留時(shí)間分布發(fā)生改變，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程與小試實(shí)驗(yàn)存在偏差。

2.適配性問(wèn)題。微反應(yīng)器由于通量的問(wèn)題，在選泵與其他后續(xù)工段的銜接上都會(huì)有問(wèn)題。比如說(shuō)如果微通道反應(yīng)器通量小，有可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的過(guò)程，比如說(shuō)精餾根本選不出合適的設(shè)備。這樣不得不把后續(xù)過(guò)程變成間歇過(guò)程或者需要在兩個(gè)流程之間加入緩沖單元。

3.微通道反應(yīng)器的腐蝕問(wèn)題。耐腐蝕性要求要高于常規(guī)反應(yīng)器。我們知道，微通道反應(yīng)器本身通道尺寸就非常小。常規(guī)容器中的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于微通道反應(yīng)器來(lái)說(shuō)要求還是太低的。比如說(shuō)我們常規(guī)容器內(nèi)腐蝕余量可以取0.1mm/a這樣比較大的數(shù)值。只要保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就可以正常使用。但微通道反應(yīng)器內(nèi)部一樣，通道本來(lái)就小，腐蝕再?gòu)?qiáng)烈的話通道特征尺寸就會(huì)改變，甚至發(fā)生內(nèi)漏。因此微通道反應(yīng)器對(duì)于腐蝕的要求要更加嚴(yán)格，尤其是對(duì)于金屬反應(yīng)器，在投產(chǎn)前一定要考慮腐蝕試驗(yàn)的問(wèn)題。