康宁微通道反应器技术客户交流会
微通道反应器的高效精细化工时代
微通道反应器的高效精细化工时代微通道连续流反应器技术基于独特的非金属耐腐材质和卓越的传热-传质性能设计,可有效强化合成反应条件,是对传统化工小试和中试生产装备的重大革新,它打开了新时代高效化学研发和生产的窗口。
让化学反应时间从几小时或几十小时缩短到几十秒到几分钟,同时解决强腐蚀、易爆、高能耗、高溶剂消耗和高污染排放等诸多难题,这正是微通道反应器独有的魅力。
微通道反应器技术已应用于医药、农药和染料中间体合成。
常见的应用领域包括选择性硝化、浆态加氢、重氮偶合、磺化、卤化和氧化等反应,以及在材料和催化剂制备中用于纳米材料合成、特种试剂制备如格氏试剂和过氧化试剂等。
微反应器技术,特别是液相微反应器技术最早于上世纪90年代后期在德国出现。
当时根据原子能技术民用化项目的要求,微型机械加工技术以及微通道结构热交换器被用于处理强放热和高危险化学品。
德国在1997年开发成功微米级高硼硅玻璃微通道反应器用于偶氮偶合反应。
微反应器技术很多年来一直徘徊在研发和科研应用阶段,停留在“微小”的流体通量水平上,主要用于实验室小剂量化学合成路线的研究和筛选。
将微反应器优良的传质和传热效能体现在大规模的产业化装置中,一直是该领域的瓶颈。
但现在已经成为具有生产成本优势的工业化利器。
据统计,在精细化工反应中,大约有20%的反应可以通过采用微流体化工技术,在收率、选择性或安全性等方面得到提高。
微化工技术可用于高效换热、高效混合、强放热反应过程,高附加值精细化学品、剧毒物质、超细/纳米颗粒以及高能炸药的生产过程。
微流体化工技术涉及物理、化学、化工、生物、材料、微电子以及微机械加工等诸多领域,学科交叉性强,其基本原理是通过特殊设计的微结构单元对流经的反应流体进行切割,实现反应流体见以微米时空尺寸,甚至更小进行混合和换热。
与传统化工技术相同,微化工技术也使用反应器、混合器、换热器等单元组件。
但同传统化工工艺相比,微化工工艺微反应工艺实现了对传质传热的真正强化,使化学过程更快的传质传热、更好的时空收率、更安全环保、更经济节能、占地面积小,大大降低投资成本及能耗。
常州大学环境与安全工程学院院长张跃微反应开启化工高效精细化新时代
l\\<>\ATI\(-TAU'.N'I'I倉:1新达人常州大学环境与安全工程学院院长张跃:微反应开启化工高效精细化新时代■文/杜浩钧李伟宁微通道反应器是新型的反应器,其高效的传热传质接近理论值。
近年来,微通道反应器已经在多家化工行业应用,打破了国外公司的技术垄断,标志着化工界技术上取得了重大突破。
在该项目国产化研究的过程中,常州大学环境与安全工程学院院长张跃功不可没。
他带领团队勇于向新事物发起挑战,并以自主研发的技术为企业带来了丰厚的经济效益,获得了业内专业人士的肯定和认可。
张跃主持的项目《新型微通道反应器系统关键技术开发及产业化应用》获得了2019年中国化工学会技术奖二等奖。
敢闯天下先的技术团队微反应技术起源于20世纪90年代初的欧洲,美国康宁公司在2008年将微反应器技术推广到工业化应用阶段。
对传统化工装备而言,微通道反应器是一项革命性的创新技术,为化工产业开启了崭新的高效精细化时代,为行业转型升级、提升创新能力、实现绿色发展提供了有效的技术手段。
但在当时,无论是理论研究还是实际应用,国内还是一片空白。
张跃在采访中说,不可否认,近年来,微通道反应器在国内快速推广,美国康宁公司起到了一定的促进作用。
10年前,常州大学与该公司成立了联合实验室,但后来康宁公司因故撤走。
是继续做?还是放弃?摆在张跃及其同事面前的是一个前途未卜的选择。
但后来的事实证明,张跃答对了这道题,但解题的过程却是异常艰辛。
张跃向记者介绍说,微通道(连续流)反应器是一种依靠微加工技术,在特定的固体基质上蚀刻出固定形态的通道,并具有一定化学反应适用性的化工设备。
与常规釜式反应器相比,其内部通道直径非常细小,通常为10-500Pm,却拥有极大的比表面积,比釜式反应器的比表面积要大上几百倍张跃发表获奖感言甚至上千倍,因而有效地提升了换热效率和传质效率,并且能够精确控制反应温度,确保反应物料瞬间混合,有助于提高化学反应收率、选择性、安全性和产品质量。
微通道反应器中精细化学品合成危险工艺研究进展
课题组自2016年开始,开展基于微通道反应器的连续化生产工艺开发等方面的研究工作。
对氯化、溴化、氟化、氧化、重氮化、硝化、加氢及胺化等反应过程进行了深入系统的研究。
本文是在课题组前期研究基础上,对相关领域最新研究成果进行了归纳、总结,并结合作者多年研究心得所撰写,以期为科研工作者了解相关领域的研究现状、发展趋势提供帮助。
摘要:卤化、氧化、重氮化、硝化以及催化加氢是精细化工生产中的重要反应,通常以间歇方式在釜式反应器中进行,存在安全隐患,并且反应效率低。
微通道反应器技术的发展为解决上述问题提供了有效途径,因此,发展基于微通道反应器的安全高效合成工艺成为当前精细化工领域的研究热点之一。
该文综述了近年来微通道反应器中涉及精细化工产品合成危险工艺的研究进展,并指出了微通道反应器存在的不足和今后研究的方向。
结束语与展望本文总结了新型微通道反应器的设计、构建和相关产品在微通道反应器中合成工艺的研究进展,涵盖了放热剧烈、反应物或产物不稳定、物料配比严格、高温高压等危险反应工艺,与国家石化化工行业鼓励推广应用的技术和产品目录的第一条“新型微通道反应器装备及连续流工艺技术”的范畴相契合[92]。
从中发现:(1)微反应器的材质与反应物在反应器内表面的均匀分布以及耐腐蚀性密切相关,从而影响反应能否顺利进行;(2)均相或气-液两相反应可以在经典的毛细管线圈反应器内进行,通过工艺参数的优化可以达到理想的结果,其中停留时间是主要因素;(3)对于光催化反应,微反应器的构型设计应满足尽可能大的受光面积;(4)对于气-液-液三相反应,微反应器的设计首先考虑的是反应物相的充分混合问题,混合器和反应器芯片的构造与构型是优先考虑的因素;(5)采用催化活性组分修饰的毛细管微反应器可以解决经典毛细管反应器不能进行固-液或气-固-液多相催化反应的问题,而且无需催化剂的分离,其中负载催化活性组分的活性和稳定性是优先考虑的问题;(6)填充床反应器上也可进行固-液或气-固-液多相催化反应,催化剂的填充需避免大的压降问题;(7)除了反应温度、反应压力以外,气体流速、液体流速以及停留时间也是获得微通道反应器中相关反应优化工艺的重要参数。
微通道反应器的应用领域
微通道反应器的应用领域1. 微通道反应器简介微通道反应器,听起来是不是很高科技?其实,它就像一位默默无闻的厨师,在化学和工程的厨房里大显身手。
这种小巧玲珑的设备,凭借着它独特的结构和反应机制,正在各个领域悄然改变我们的生活。
想象一下,您在厨房里用小锅煮面,火候把控得恰到好处,面条也就恰如其分。
这就是微通道反应器的魅力所在,能够在极小的空间里实现高效的化学反应,省时省力又省资源。
2. 应用领域2.1 化学合成说到化学合成,大家可能想到那些高大上的实验室,身穿白大褂的科学家们在忙得不可开交。
而微通道反应器就是这些科学家们的得力助手。
它可以在几毫升的空间里进行各种化学反应,效率比传统反应器高多了!这就好比在拥挤的地铁里,您总能找到那条最省力的捷径,不用挤来挤去,省时省心。
无论是制药、材料合成,还是催化反应,微通道反应器都能游刃有余地完成任务,真是“小身材,大能量”!2.2 生物工程再说说生物工程,这可是一块广阔的蓝海。
微通道反应器在这个领域的应用同样出色。
比如,在生物反应器中,它能够为细胞提供更好的生长环境,像一位耐心的园丁,悉心照料着每一株小苗。
通过精确控制温度、pH值和营养物质的浓度,微通道反应器能显著提高细胞的生长速度和产量,生物药物的生产效率直线上升。
听起来是不是有点像魔法?而且,它的体积小、能耗低,真的是一举多得。
3. 环境保护3.1 废水处理说到环境保护,微通道反应器在废水处理方面的表现可谓是相当亮眼。
咱们常说“水是生命之源”,但有些工业废水可不太“友好”。
微通道反应器能有效地去除废水中的污染物,真是“有苦说不出”的环境卫士。
通过先进的催化技术,它能将难降解的有机物转化为无害物质,确保排放水质达标。
想象一下,原本浑浊的水变得清澈见底,这背后可少不了微通道反应器的辛苦付出。
3.2 二氧化碳捕集再来聊聊二氧化碳捕集,这也是当前环保领域的热点话题。
微通道反应器通过高效的气体吸收和反应,将二氧化碳转化为可再利用的化学品。
微通道反应器的应用研究文献检索
课题名称:微通道反应器在有机合成中的应用研究第一部分:课题介绍微通道反应器亦即微反应器,是一种利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器。
微反应器是一种连续流动的管道式反应器。
微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。
微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道,因此也实现很高的产量。
微反应器技术由于其在化学工业中的成功应用而引起越来越广泛地关注。
它包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器、控制器等,但是,其管道尺寸远远小于常规管式反应器。
微反应器内部是由直径为10~500μm 的很多微管并联而成,有极大的比表面积,由此带来的根本优势是极大的换热效率和混合效率。
换句话说,可以精确控制反应温度和反应物料按精确配比瞬时混合。
这些都是提高收率、选择性、安全性,以及提高产品质量的关键因素。
微反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器,微换热器和微反应器。
由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积,可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。
微反应器有着极好的传热和传质能力,可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热,因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
目前微反应器在化工工艺过程的研究与开发中已经得到广泛的应用,商业化生产中的应用正日益增多。
其主要应用领域包括有机合成过程,微米和纳米材料的制备和日用化学品的生产。
在化工生产中,最新的Miprowa技术已经可以实现每小时上万升的流量。
通过文献检索对微反应器在化工工艺过程的研究与开发应用的检索,可以了解目前科学研究领域在微反应方面的最新进展,有助于相关课题的研究。
第二部分:检索报告部分1.万方数据库检索词:微通道反应器微反应器微反应有机合成检索式:微通道+微通道反应器+微反应器+微反应检索结果:205 篇论文选取其中25篇1【篇名】微通道反应器内氢气催化燃烧【作者】曹彬,陈光文,袁权等【作者单位】中国科学院大连化学物理研究所,辽宁,大连,116023【出处】化工学报,JOURNAL OF CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING(CHINA)2004,55(1)【ISSN】0438-1157【页码】42-47【摘要】在微尺度化学反应器内对氢气/空气催化燃烧反应进行了研究,考察了操作条件对反应行为的影响,并建立相应的数学模型,同时也对该类反应器应用于强放热反应过程的动力学研究进行初步的探讨.实验过程中H2入口浓度为3% (mol)~15%(mol),结果表明微通道反应器可使处于爆炸极限内的氢氧催化燃烧反应在高空速、低压降、等温及动力学控制区内安全地进行.在H2入口浓度8%(mol)、反应温度150 ℃、空速1.0×106 h-1条件下,转化率高达90%.2【篇名】微反应器研究及展望【作者】郑亚锋,赵阳,辛峰等【作者单位】天津大学化工学院,天津,300072【出处】化工进展,CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS2004,23(5) 【ISSN】1000-6613【页码】461-467【摘要】综合概括了微反应器(微通道反应器)的基本概念,把微反应器与其他微通道设备相区别;从化学反应工程的角度按气固相催化微反应器、液液相微反应器、气液相微反应器和气液固三相催化微反应器等类型对各种新型微反应器予以简略而突出的介绍;从其几何特性出发系统而深入地阐述了微反应器具有的一系列超越传统反应器的独特优越性;简略介绍了微反应器的制作、研究现状和展望. 3【篇名】微通道反应器中反应沉淀过程的工艺研究【作者】向阳,王琦安,杨旷等【作者单位】北京化工大学,教育部超重力工程研究中心,北京100029【出处】高校化学工程学报,JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF CHINESE UNIVERSITIES2009,23(3)【ISSN】1003-9015【页码】474-479【摘要】采用Y型和线型微通道反应器,成功制备出平均粒径为35~110nm、无因次方差为0.2~0.3的纳米BaSO4颗粒:同时利用TEM、BET及XRD分别对微反应器和普通反应釜合成的硫酸钡粉体性质进行了表征.实验结果表明,反应物流量增大,混合效率提高,平均粒径及方差下降;初始浓度或体积流量比增加,粒径下降:在相同的工艺条件下,通过较大尺寸Y型微反应器制备的颗粒粒径及方差略大于小尺寸Y型合成的,而线型微反应器合成的产物粒子粒径最小.4【篇名】微通道反应器中催化裂解合成N,N-二甲基丙烯酰胺新工艺研究【作者】韩非,余武斌,李郁锦等【作者单位】浙江工业大学,绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地,浙江,杭州,310032;中国科学院大连化学物理研究所,辽宁,大连,116023【出处】高校化学工程学报,JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING OF CHINESE UNIVERSITIES2009,23(1)【ISSN】1003-9015【页码】166-170【摘要】N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)是一种具有广泛开发应用前景的精细化工原料,在石油开采、纤维塑料改性、精细化工、生命科学等领域有广阔应用前景.研究了微通道反应器中以3-(N,N-二甲氨基)-N,N-二甲基丙酰胺(DMDA)为原料、四丁基溴化铵(TBAB)为催化剂合成DMAA的催化裂解新工艺.考察了催化剂用量、体积流速、反应温度对DMDA单程转化率的影响.优化选择了较优工艺参数组合:催化剂用量m(TBAB):m(DMDA)为O.02,体积流速O.24mL·min-1,反应温度270℃,DMDA单程转化率达17.O%,时空转化率(STC)达2.36×109mol·m-3·h-1.微通道反应器中时空收率是常规反应器的1500倍.5【篇名】微通道反应器在合成反应中的应用【作者】穆金霞,殷学锋【作者单位】浙江大学化学系,杭州,310027【出处】化学进展,PROGRESS IN CHEMISTRY2008,20(1)【ISSN】1005-281X【页码】60-75【摘要】微流控学(microfluidics)是在微米级结构中操控纳升至皮升体积流体的技术与科学,是近10年来迅速崛起的新交叉学科.流体在微流控芯片微米级通道中,由于尺度效应导致了许多不同于宏观体系的特点,例如分子间扩散距离短、微通道的比表面积大、传热和传质速度快等,促进了微流控芯片在有机合成反应中的发展.本文总结了微通道反应器的特点、微通道反应器中常用的流体驱动技术和微通道中流体的混合技术.通过一系列在微流控芯片中进行的有机合成反应,包括液-液均相反应、催化反应、相转移反应和异常激烈的有机合成反应等,进一步说明了微通道反应器同时具有微量和连续流动的优点.微通道反应器的发展不但在合成路线的优化方面有重要意义,而且有助于相关化学工业过程的改进.6【篇名】微通道反应器中二氯丙醇环化反应【作者】张跃,李津石,严生虎等【作者单位】常州大学精细化工研究所,江苏常州,213164【出处】化工进展,Chemical Industry and Engineering Progress2012,31(1) 【ISSN】1000-6613【页码】189-192【摘要】研究了微通道反应器内二氯丙醇的环化制备环氧氯丙烷的反应,考察了反应温度、原料配比、停留时间等单因素对环氧氯丙烷收率的影响。
微通道反应技术和装备的开发与应用方案(一)
微通道反应技术和装备的开发与应用方案一、实施背景随着全球经济的持续发展和产业结构的不断升级,传统的大规模、高能耗、高污染的生产方式已经无法满足现代社会的需求。
产业结构改革成为了推动经济发展的重要手段,其中微通道反应技术和装备的开发与应用成为了改革的重点之一。
微通道反应技术是一种新型的化学反应技术,具有高效、环保、节能等优点,可以广泛应用于化工、制药、能源等领域。
目前,我国微通道反应技术和装备的研究与应用还处于起步阶段,具有广阔的发展前景。
二、工作原理微通道反应技术是一种在微小通道内进行化学反应的技术。
通过在通道内施加一定的压力和温度,使反应物在通道内快速混合、反应,生成所需的产物。
微通道反应技术具有以下优点:1. 高效性:由于通道尺寸小,传质和传热效率高,反应速度快,产物收率高。
2. 环保性:微通道反应技术可以实现连续化生产,减少中间产物的产生和排放,降低环境污染。
3. 节能性:微通道反应技术可以减少反应时间和能源消耗,降低生产成本。
三、实施计划步骤1. 调研市场需求:了解微通道反应技术和装备在化工、制药、能源等领域的应用情况,明确市场需求和发展趋势。
2. 技术研发:开展微通道反应技术的研究,探索高效、环保、节能的反应条件和技术路线,开发出适用于不同领域的微通道反应器。
3. 装备制造:根据技术研发成果,设计出适用于工业化生产的微通道反应器装备,并进行生产制造。
4. 应用推广:将研发出的微通道反应器装备应用于化工、制药、能源等领域的企业生产中,并进行技术推广和市场开拓。
5. 技术更新:根据市场反馈和生产实践,不断优化微通道反应技术和装备的性能和效率,提高产品质量和竞争力。
四、适用范围微通道反应技术和装备可以广泛应用于化工、制药、能源等领域。
在化工领域,可以用于合成氨、合成甲醇、合成醋酸等大规模化工产品的生产;在制药领域,可以用于药物合成、药物制剂等生产环节;在能源领域,可以用于燃料合成、太阳能利用等方面。
洞察前沿技术 驱动产业创新——第十五届作物保护国际论坛(泰禾论坛)
28洞察前沿技术 驱动产业创新——第十五届作物保护国际论坛(泰禾论坛)10月12日,由中国农药工业协会主办的第十五届作物保护国际论坛(泰禾论坛)在上海召开。
会议围绕“洞察前沿技术 驱动产业创新”的主题,从行业技术创新、登记管理政策以及新农药创制等不同角度全方位阐述了技术对产业创新的重要作用及对行业发展的重大意义,与会者近300名。
南通泰禾化工股份有限公司营销副总裁助理冯万强、中国农药工业协会助理秘书长马帅分别主持会议。
农业农村部农药检定所药效审评处处长杨峻分享了农药登记中的药效评价政策。
我国农药登记药效评价的目的在于明确农药使用技术,为农业生产用药提供指导,为开展农药健康和环境风险评估提供基础数据。
其中,小区试验是农药登记药效评价的主要依据,具备数据来源多元化的特点。
江苏省化工行业协会会长赵伟建就“加快创新,驱动江苏化工产业高质量发展”作出报告。
江苏化工企业的整治开始于2006年,在经历了多轮整治后,截至2019年累计关停10,582家,且预计未来化工企业数量将进一步减少。
在持续整治规范、持续转型升级、持续(南通泰禾化工股份有限公司营销副总裁助理 冯万强)(中国农药工业协会助理秘书长 马帅)(农业农村部农药检定所药效审评处处长 杨峻)市场纵横Market29优化调整的新发展格局下,化工企业需要进行高质量发展以期实现自救,而企业创新能力是决定性因素。
中国农业大学教授高希武介绍了我国农业害虫抗药性现状与农药减量策略。
他指出,抗性发展是必然结果,当前存在多抗性害虫日益增加的趋势,需要从人为干预抗性进程、提高用药技巧、研发多分子靶标药剂等方面着手治理害虫抗药性的产生。
农药的减量使用前期需要经过新药抗药性风险评估、抗药性监测和抗药性治理以及剂型与施药技术改进这3个环节,不能盲目减量。
湖南省农业科学院党委书记、副院长柏连阳表示,我国抗性杂草发生的频率和总数呈上升趋势,抗性杂草减量控害防治技术体系应运而生,其中包含“早控-促发”“寻找新作用机制除草剂”等。
中农联合,未来可期
绿色,让生命跳动,列星随旋,日月递照,四时代御,阴阳大化,风雨博施,世间万物各得其和以生,各得其养以成。
时间总是按照它的规律悄然运转,就这样,清晨的第一缕阳光,温暖的照耀在这片热血沸腾的土地上,清漪园景观湖上泛着点点水波,鱼儿在水下自由的舞动,远处,一列着装整齐的队伍迎着阳光缓缓走来,他们准备去食堂吃饭,餐厅可容纳500人同时就餐,每天厨师都会为他们调整菜品,保证营养的同时满足味觉的享受。
早饭过后,他们需回到工作岗位,他们的工作,质量为本,安全为根,环保优先,持续发展。
每天的清晨,他们都要召开班组会议,总结昨天的工作,安排今天的计划,进行必要的培训。
接着,一天繁忙的工作开始了。
蓝天白云,宁静祥和,绿树红花,道路清洁,一排排整齐现代化的小楼熠熠生辉,也许你想象不到,这是一家化工企业,他的名字叫山东中农联合生物科技股份有限公司(以下简称中农联合)。
历史的巨轮不断运转,上个世纪九十年代,改革走进了一个万象更新的春天,行政机关也发生改革。
时间来到了1995年,那时的中农联合还是一个名不见经传的只有8名员工的农药企业,弃仕从商的企业创始人许辉先生怀着一颗回报三农的热血丹心果断地作出了“经营与产品并重”的战略决策。
这一个决策为企业长足创新发展指明了方向,从那以后,中农联合迎来一个又一个广阔的春天。
1997年11月,第一个原药哒螨灵原药项目启动。
2002年公司销售收入达到3084万元,实现从经营到生产的第一次飞跃。
2006年12月,公司进行股权改制,成立山东中农联合生物科技有限公司,成为现在堪称混改典范的中农集团控股的企业,销售收入达到1.64张欣 李凝 山东中农联合生物科技股份有限公司中农联合,未来可期亿元。
2007年9月,公司将收购的潍坊胜邦鲁南化工有限公司变更为潍坊中农联合化工有限公司,销售收入达到3.24亿元。
2012年2月成立山东中农联合作物科学技术有限公司,同年9月,公司进行组织变更,由有限责任公司整体变更为股份有限公司,当年销售收入达到6.89亿元。
微反应器的设计和应用
微反应器技术在学术界和工业界都引起了极大的关注。
在当今社会微反应器已经被大量应用于精细化学品、生物制药和纳米材料制备并实现了工业化应用。
其在几十微米到几千微米尺度上控制流动、传递和反应过程,具有极高的混合、传热、传质效率。
本文主要对于微反应器的设计和应用进行介绍。
一、微通道反应器的设计传统化学实验和产品开发多是通过圆底瓶、烧杯加搅拌来加强混合接触进行反应。
但近20年来,发展出一种新型的微反应技术。
微反应器的设计中我们要运用到多个领域的知识,所以对于知识的综合储备有较高的要求。
由此可见,微反应器的各部件与微通道的制作都必须以精密的设计与研究作为基础和前提,微通道对于热交换和传递都有着重大的影响,因此存在着复杂的关系。
微反应器的设计平台通常由微型进料系统、反应器、控温系统组成;考虑化学反应的兼容性,康宁微反应器材质有玻璃和碳硅陶瓷2种,能满足绝大部分的化学性质的反应关键部件的微反应器通道采用新型技术可以达到较好的均匀混合效果和传热的高效稳定以及无放大效应。
如果做易燃易爆或有毒的实验也较容易集中处理产生的废气、同时由于持液量是毫升级别,发生重大安全事故的概率也会降低很多。
二、微反应器技术的应用微反应器技术在发展的过程当中,主要的应用范围都在小试研究。
应用的目的有改善工艺条件,实现催化剂筛选和反应动力学测定等。
由于微反应器技术具有许多突出的优势,而被越来越多的化工生产作为第一选择对象。
目前大量的欧洲公司和研究机构,特别是发展规模较大的化工和医药公司都在微反应器新生产工艺的开发与应用方面投入了大量的人力、物力和财力,而在我国该项技术还处于理论阶段,还没有关于工业应用的报道。
微化工技术发展至今,已经引起了国内外化工厂家或实验室的广泛关注,各国政府都先后制定了研究计划。
然而,在实际的化工生产过程中,其应用案例还为数不多,业界还处于观望阶段。
因此,对微化工技术相关基础的研究还需要不断深化,以提高其利用率。
上海惠和化德生物科技有限公司,是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。
微通道连续流微反应器
微通道连续流微反应器
微通道连续流微反应器是一种利用微通道结构实现的连续流微反应的装置。
它将微通道结构与化学反应相结合,利用微米级别的尺度和高表面积与体积比,实现了快速、高效、可控的化学反应过程。
微通道连续流微反应器具有以下特点:
1. 小尺寸:微通道装置的尺寸通常在毫米到微米级别,相比传统的反应器体积更小。
这使得反应物质可以更快速地在通道中流动,并且可以实现高比表面积。
2. 高传质速率:微通道反应器的尺寸小,反应物质只需经过短距离即可到达反应位点,使得反应物质在单位时间内与反应位点接触的次数增多,反应速率加快。
3. 独特的传质特性:微通道反应器可以实现高剪切、高湍流等传质方式,这些传质方式可以提高反应物质的传质速率,促进反应过程。
4. 可控性好:微通道反应器可以实现对反应条件的精确控制,如温度、压力、溶剂浓度等,从而实现高度可控的反应过程。
借助微通道连续流微反应器,可以在反应速率较快的情况下,实现高效、连续的化学反应过程。
这种连续流反应方式较传统的分批反应方式具有更高的反应效率和产品纯度,且操作更为
简便、安全。
微通道连续流微反应器在有机合成、催化反应、生物化学等领域都有广泛应用潜力。
催化加氢微通道
催化加氢微通道
催化加氢微通道技术是一种在微反应器中进行催化加氢反应的技术,它利用微通道的优势来提高反应的效率和安全性。
微通道反应器是一种具有细小流体通道的设备,这些通道的尺寸通常在几十到几百微米之间。
由于微通道的小尺寸,它们提供了较大的表面积与体积比,这有助于改善传热和传质效率,从而提高化学反应的速度和选择性。
在催化加氢反应中,氢气与有机化合物在催化剂的存在下反应,生成加氢产品。
这类反应在医药、精细化工等领域非常重要。
微通道技术的应用使得这类反应可以在更加安全、可控的条件下进行。
例如,使用微通道反应器可以避免传统高压反应釜中存在的爆炸风险,并且可以实现更精确的工艺控制,消除人为合成误差,增加溶剂的选择范围,以及在标准通风橱中进行试验性生产等优势。
值得一提的是,针对微通道反应器中出现的固体问题,可以通过选择合适的溶剂将其溶解后按液态处理,或者加热熔化后进料。
如果这些方法不可行,则可以将固体分散在溶剂或反应液中形成浆料,通过外部驱动场进行进料。
微通道反应器--刘辉
北京化工大学研究生课程论文课程名称:化学反应器理论课程代号:ChE540任课教师:文利雄完成日期:2014 年 3 月24 日专业:化学工程技术学号:2014202224姓名:mongmong成绩:微通道反应器发展与应用摘要微化工技术作为化学工程学科中一个新的发展方向是实现化工过程绿色、安全、高效的重要方法,微反应器作为微化工系统的核心已经成为科学研究的热点之一。
近年来,随着微尺度下“三传一反”研究的进展,微尺度流体的性能得到了深入揭示,微反应器技术也被广泛应用于科学研究和工业生产领域。
本文综合概括了微通道反应器的基本概念与主要优点,讲述了微通道反应器的发展与演变历程,详细介绍了微通道反应器的分类与结构,重点讲述微通道反应器的流体力学和混合特性,接着介绍了微通道反应器所适用的反应体系和目前微通道反应器的工业应用实例,最后又针对微通道反应器的一系列问题的研究现状进行了总结和概括,并对它的应用前景进行了展望。
AbstactAs a new chemical process development direction, The micro chemical engineering system is an important technology to make the chemical engineering process green, safe and highly efficient . Microchannel Reactor-the core of micro-chemical systems has become a hot topic of scientific research. During recent years, many kinds of microreactors have been designed and the transport performance of fluid at a microscale has been widely investigated. Furthermore , the microreactor has been widely used in the research and industrial process. This paper summarizes the basic concepts of microchannel reactor and it’s main advantages ,talks about the development of microchannel reactor and evolution process. it introduces the classification and structure of Microchannel Reactor in deatails, which forcusing on its hydrodynamics performance and mixing features, then introduces the industrial application examples and the reaction system applied currently. and finally, A range of issues for the research status of microchannel reactors were summarized and described, and its application was prospected too.Keywords:Microchannel Reactor; microscale ; micro chemical engineering前言20世纪微电子技术和数字技术的高速发展,计算机的更新换代已将微型化的理念引入工作和生活的各个领域。
通过微通道反应器在硝化反应中的应用探究
通过微通道反应器在硝化反应中的应用探究发布时间:2021-03-25T06:02:48.947Z 来源:《河南电力》2020年9期作者:钱国政[导读] 硝化反应主要是在有机化合物的合成反应中被应用,并且占有重要的地位。
但是,在反应过程中也有很多的问题需要解决,尤其是安全问题以及区域选择性的问题。
(江苏中旗科技股份有限公司)摘要:本文主要分析了微通道反应器在硝化反应中的应用现状,重点介绍了微通道反应器中酚类硝化工艺研究以及微通道反应器中二氟硝基苯硝化工艺研究,微通道反应器与经常使用的常规反应器相比,具有体积小、比表面积大、传热与传质性能好、物料停留时间短、内在安全等优势,而且还能被广泛应用在受传质控制的快速强放热反应过程中。
关键词:微通道反应器;硝化反应;微化工技术硝化反应主要是在有机化合物的合成反应中被应用,并且占有重要的地位。
但是,在反应过程中也有很多的问题需要解决,尤其是安全问题以及区域选择性的问题。
通过微通道反应器引入硝化反应,可以进一步通过微通道反应的特点和优势促进硝化反应的安全性和稳定性,并且还能提高目标产物的选择性。
将微通道反应器应用到其他硝化反应中,相比于传统的反应器更有效率,并且在转化率、选择性上面都会有明显的提高。
1 微通道反应器中二氯苯酚硝化工艺研究通过将二氯苯酚硝化,混酸作为硝化剂并与微通道反应器进行作用的方式,就可以更加清楚的得到硝基氯苯的硝化工艺,还能从反应的温度、混酸配比、硝酸浓度以及停留时间等多个因素上进一步得到硝基氯苯和微通道反应器进行结合的效果,进而总结出反应的最佳条件。
相比于常规反应器来说,二氯苯酚的硝化反应可以进一步发挥出反应的优势,也能更加清楚微通道反应器中二氯苯酚硝化的反应机理。
对于微通道反应器控制二氯苯酚硝化工艺整个流程来说,通常会将反应系统进行区分,主要会分成进料区、反应区以及分离区。
除此之外,还可以通过高压恒流泵来进一步实现对二氯苯酚硝化的调节作用,进而对反应物的摩尔比以及反应的停留时间进行控制。
微通道反应器的发展研究进展
微通道反应器的发展研究进展凌芳;顾小焱;柯德宏;王涛【摘要】综合概括了微通道反应器的基本概念及主要优点,概述了微通道反应器的发展,详细介绍了微通道反应器的特点及工业应用实例,最后总结了微通道反应器的的研究现状,并展望了其应用前景.【期刊名称】《上海化工》【年(卷),期】2017(042)004【总页数】4页(P35-38)【关键词】微通道反应器;化工;应用【作者】凌芳;顾小焱;柯德宏;王涛【作者单位】国药集团化学试剂有限公司上海200002;国药集团化学试剂有限公司上海200002;上海沃凯生物技术有限公司上海201507;上海沃凯生物技术有限公司上海201507【正文语种】中文【中图分类】TQ03化工行业作为我国的传统行业,在国民经济中占有极为重要的地位。
随着生活水平的不断提升,人们对新产品的需求不断增加,国家对环境保护和安全生产也越来越重视,清洁、环保、安全的化工工艺研发显得十分重要。
好的工艺、好的产品需要有合适的工具和设备来实现。
微通道反应器技术就是近年发展起来的一项用于化学合成,特别是用于制备医药中间体、医药产品等的具有一定危险性的新技术。
微反应器(microreactor),最初是指用于催化剂评价和动力学研究的小型管式反应器,其尺寸约为10 mm。
随着微制造技术的逐渐推广(应用于各种化学领域),前缀micro的含义发生变化,专门修饰用微加工技术制造的化学系统。
之后微反应器由小型化发展到微型化,不仅尺寸上发生变化,还具有了一系列新特性,并随着在化学领域的推广应用而为人们所重视。
根据广泛接受的微系统(microsystem)的定义,微反应器一般是指通过微加工和精密加工技术制造的、特征尺寸在10~1000 μm之间的微型反应器,也称微通道反应器[1]。
微通道反应器中的“微”表示工艺流体的通道尺寸在微米级别,而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。
微通道反应器是一个复杂的微系统,其内容涵盖了微动力学、微摩擦学、微流体力学、微传热学、微电子学、化学等多门学科,所以微反应器的各部件和微通道都要进行精密的设计和研究[2]。
化工过程工艺强化新武器
化工过程工艺强化新武器-康宁高通量微通道反应器
既然排放受限,出路就是对工艺进行创新。
在化工过程中减少废液最有效的方法就是对该工艺过程进行强化,尽量减少溶剂的使用。
而工艺强化的最新武器微通道反应器应运而生。
微通道反应器是近十年来,化工过程创新的一项新技术。
微通道反应器具有卓越的传质和换热能力,让过程强化有了可能;反应器中低持液量的运行让反应器具有本征安全的特点;连续化的操作可节省大量的费用,让产品更具市场竞争力。
下面以硝化反应为例来看看釜式反应和康宁AFR应用的结果。
(e) operating cost analysis of performing batch-wise selective nitration and the reaction using Corning® Advanced-Flow™ Reactor technology
文献来源:Chemistry Today – vol.32(4) July/August2014
从上面的例子不难看出,对于传统的会产生大量废液的硝化反应,使用康宁AFR™,各项指标都有了大幅度的减少,尤其是溶剂费用只有原来釜式反应的27%。
微通道连续流工艺解决方案
微通道连续流工艺解决方案
微通道连续流工艺解决方案是一种利用微通道技术进行流体处理的连续流工艺。
这种工艺利用微通道提供高比表面积和高传热效率,实现了高效的反应、分离和混合过程。
以下是微通道连续流工艺的一些常见解决方案:
1. 微反应器:微通道可以提供大量的表面积,使得反应物质与催化剂之间的接触更加充分,从而提高反应速率和选择性。
同时,微通道反应器的瞬时混合效应更好,减小了温度和浓度梯度,提高了反应的均一性。
2. 微混合器:微通道的高速流动和较小的尺寸可以在微观尺度下实现混合,大大提高了混合效率。
微混合器可以应用于废水处理、化学反应等领域,实现高效的混合和反应过程。
3. 微分离器:微通道的高比表面积能够提供更多的接触界面,使得混合物中的组分更容易分离。
同时,微通道中的流动和传质也能够提高分离效率。
微分离器可以应用于色谱、薄膜分离等领域。
4. 微液滴生成:微通道可以精确控制流体的流动和分离,实现微液滴的生成。
微液滴生成可以应用于生物医学、化学合成等领域。
微通道连续流工艺可以实现高通量和高效率的微液滴生成。
以上是一些常见的微通道连续流工艺解决方案,这些解决方案
可以根据具体的需求进行调整和组合,以实现更加高效的流体处理过程。
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《康宁微通道反应器技术客户交流会》会议报告
2013年3月27日,本人参加了在上海举办的康宁反应器技术客户交流会,此行目的主要是针对本公司丙烯二聚反应,重氮-环化反应在康宁微通道反应器上应用进行技术咨询。
会议对于康宁公司的发展历史、康宁反应器技术从研发到生产的无缝对接以及康宁高通量--微通道反应器的成功案例进行了较详细的讲述。
康宁公司是一家特种玻璃和陶瓷材料的全球领导厂商,有162年的发展历史,此次会议主要讲述了康宁反应器技术与服务,康宁高通量—微通道反应器从实验室工艺研发到大规模工业化生产的无缝对接。
康宁微通道反应器模块形式:
康宁G4反应器(年通量在2000吨/年)
康宁微通道反应器的特点:
1.专利设计保证了高效的传热-传质(混合)以及化学反应的
集成。
2.与传统的搅拌釜式反应器相比:安全性高、占地面积小、节
省溶剂、选择性高、能耗低。
3.对于反应速度快、高放(吸)热反应具有明显优势。
4.玻璃材质耐酸,利于进行光化学反应。
5.温度范围-25~200℃,最高压力18kg。
6.康宁微通道反应器技术无放大效应。
康宁微通道反应器的成功应用案例:
1.选择性硝化反应----强化非均相液-液反应体系
此反应为有机相与无机相的液-液反应,反应速度快,放热量高,利用康宁微通道反应器,可以极大的加强传质-传热效果,提高了反应的选择性。
2.氧化反应---气-液反应体系
此反应为气相与液相反应,利用康宁微通道反应器,可以极大的提高反应接触面积,提高反应转化率。
3.选择性加氢反应----气-固-液反应体系
此反应为气相、液相、固相三相反应体系,固相粒径在200微米以下,与液相形成稳定的浆液,利用康宁反应器
反应时间从10小时缩短至90秒,反应浓度从35%提高到
45%,反应温度从30℃提高到140℃,催化剂从0.4%减少到
0.%。
康宁微通道反应器对于反应以及反应介质有一定的要求:
1.要求快速反应与中速反应,慢速反应不适合。
2.要求反应介质为液-液反应、气-液反应,且反应产物不能为不溶
性固体,或者形成的产物固体粒径是微米级(200微米以下),能与液相形成稳定的浆态,不沉积、淤结在反应器壁上,以防堵塞。
3.反应介质为液-固相反应体系,要求固体粒径在200微米以下,与
液相形成稳定浆态,能随反应介质流动且不沉积、淤结在反应器
壁上。
4.要求反应介质具有很好的流动性,且粘滞性小。
在会期间,咨询了康宁公司的技术人员有关丙烯二聚反应、重氮-环化反应在康宁微通道反应器上的应用可能性:
1.丙烯二聚反应体系中产生粘滞性固体(氢氧化铝),因此
应用可能性极小。
2.环化反应中固体催化剂颗粒粒径较大,且易沉积,无应
用性
康宁公司鼓励客户去进行实验,进一步探讨应用可能性,但就目前情况来看,必要性不大。
报告人:XXX
2013-3-29。