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了解微反应器通常连续运行

发布日期:2023-08-14 10:15:04 作者: 点击:

微型反应器的热交换系数通常至少为1 MW m−3 K−1,可达500 MW m−3 K−1;而传统玻璃器皿仅为几千瓦(1升烧瓶 ~10 kW m−3 K−1)。因此,微反应器可以比容器更有效地移热,甚至如硝化等危险性反应也可以在高温下安全地进行。[2]由于热点温度以及放热引起的高温暴露持续时间显著降低。因此,微反应器可以允许更好的动力学研究,因为局部温度梯度对反应速率的影响比任何间歇釜都小得多。微反应器的加热和冷却也要快得多,操作温度可低至-100℃。由于的热传递性能,反应温度可能比常规间歇反应器高得多。金属有机化学的许多低温反应可以在-10℃的微反应器中进行,而不是像实验室玻璃仪器那样在-50℃至-78℃的温度下进行。

微反应器通常连续运行。这允许不稳定中间体进行后续工艺过程,避免了常规间歇后处理造成的延迟。特别是反应时间在毫秒到秒范围内的低温化学反应体系无需再储存数小时(常规需试剂的定量给料完成并直至可以进行下一个反应步骤)。这种快速处理避免了珍贵中间体的变质,并且通常能提供更好的选择性。

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与间歇工艺相比,连续的操作和混合会产生非常不同的浓度分布。在一个间歇工艺中,试剂A被注满后,再缓慢添加试剂B。因此,试剂B会遇到大过量的试剂A。在微反应器中,试剂A和B几乎立即混合,因此试剂B不会面临大过量的试剂A。这可能是微反应器的一个优点或者缺点,主要取决于反应机理——了解这种不同的浓度分布是很重要的。

尽管实验室规模的微反应器只能合成少量的化学物质,但扩大到工业规模只是一个增加微通道数量的过程。相比之下,间歇工艺经常在实验室规模的研发表现良好,但在中试时却失败了。

在微反应器(及相关组件)的物料加压通常比传统间歇反应器更容易。这允许通过升高到超过溶剂沸点的温度来提高反应速率。这虽然是典型的阿伦尼乌斯(Arrhenius)行为,但在微反应器中更容易实现,应被视为一个关键优势。加压还允许反应气体在流体介质中溶解。

本文网址:news/474.html

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