微反应工艺开发介绍
微反应器技术及其应用
中圈分类号：Ｔ ０ ２ ｏ５
文献标示码 ：＾
Ｍ ｉ ｒ － ｅ ｃ ｏ ｃ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｉｓＡｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｒ ａ ｔ ｒ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ ｐｌｃ ｔｏ ｔ
Ｚｈ ｎ ｉｌ ， ａ ａ ｇ Ｊ—ｉ ｎｇ Ｚｈ ｏ Ｌｕｏ ｓ ｎ —ｈｅ ｇ
展燃 料 电池 氢源 系 统微 型化 研 究 ， 反应 器 主体 结构 是
一
个 错 流式 微通 道 换热 器 ，与传 统相 比，相 同的 处理
能 力 ，反应 器体 积 可减 小 ｌ 个 数 量级 。郑 亚峰 Ｌ在 ～２ ３ 】 毛细 管 微反 应器 中进 行 乙烯 环氧 化 反应 ， 不添 加 任 在 何催 化 剂和 抑制 剂 的情 况下 ，乙烯 的转 化率 为５ ％ ， ７ 环氧 乙烷 的选择 性 高达 ８ ％，均 高于 工业 水平 。微 反 ２ 应器 在传 质 、传 热 、恒温 等 方面 表现 出的 巨大优 势 ，
１微反应器技 术的特点
由于微 反应 器在 几 何 、传 递 、宏观 流动 等方 面 的
・１ ・ ０
特 性就 决定 了其 有 化
２ １ 年第 ６ ００ 期
的 时间 ，但是 处理 能力还 是 比较 弱 ；其次 ，微 反应器 数量 大大增 加 时， 反应 器 的检 测和 控制 的复杂程 度 微 大 大增 加 ，实 际生产成 本太 高 ；再 次，并 不是所有 的 化 学 反应都 适合在 微 反应器 中进行 【 ４ ｌ，很 慢 的液． 固 反 应 ，反 应无放 热 或吸热 现象 ，传统 工艺 的选择性 和 收 率 已经很 高 的反应 ，不适 合选择 微反应 器 。最后 ， 微 反应器 的通 道尺 寸很 小 ，很 容 易被 固体 颗粒 堵塞 ，
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。
微反应器在化工工艺中的应用研究
微反应器在化工工艺中的应用研究摘要：随着微纳技术的不断发展和进步，微反应器的设计和制备也在不断创新和改进。
研究者们致力于开发新型的微结构、材料和制备方法，以满足不同化工工艺的需求。
同时，结合计算模拟和实验验证，深入研究微反应器在不同反应体系中的应用效果，推动了微反应器技术的发展和应用。
本文将结合相关理论研究微反应器在化工工艺中的应用。
关键词：微反应器；化工工艺；设计和制备一、引言微反应器是一种相对较小的反应器，其尺寸通常介于微米和毫米之间。
相比传统的宏观反应器，微反应器具有独特的优势，因此在化工工艺中得到越来越广泛的应用和研究。
微反应器在化工工艺中的应用研究具有重要的意义。
通过精确控制反应条件、提高反应速率和选择性，以及提升反应过程的安全性，微反应器为化工领域的创新和可持续发展提供了新的途径。
因此，对微反应器在化工工艺中的应用进行深入研究具有重要的理论和实践价值。
二、微反应器的概念和原理（一）微反应器的概念微反应器是一种小型化的反应器，其尺寸通常在微米至毫米之间。
与传统的宏观反应器相比，微反应器具有更小的体积和更大的表面积与体积比，以及更高的传热和传质效率。
微反应器通过在微通道内进行反应，利用微观尺度上的流体动力学效应和界面效应，实现对反应过程的精确控制和优化。
微反应器借助微流控技术，将反应物通过微通道引入，并在微通道中与催化剂或其他反应物发生反应[1]。
微通道的设计可以根据需要调整，包括通道形状、尺寸、流动模式等，以满足特定反映的需求。
微反应器的微通道可采用不同材料制成，例如玻璃、金属或聚合物等。
微反应器具有许多独特的特点和优势。
首先，由于微反应器体积小且具有高比表面积与体积比，从而实现了高效的传热和传质。
这使得微反应器能够快速均匀地加热或冷却反应物，并促进反应物之间的混合，提高反应速率和选择性。
其次，微反应器的小尺寸有助于实现反应条件的精确控制。
由于微通道的尺寸小，反映物在通道内的停留时间短，可以更好地控制温度、压力和浓度等反映参数。
微反应器介绍及其研究进展
化工学术讲座课程论文题目微反应器介绍及其研究进展学号姓名成绩老师签名定稿日期：2015 年12 月20 日微反应器介绍及其研究进展摘要：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。
本文系统介绍了微反应器的结构特点、性能优势、研究进展，进而分析了微反应器的发展方向。
关键字：微反应器；微反应技术1 引言进入21世纪，化工过程向着更为绿色、安全、高效的方向发展，而新工艺、新设备、新技术的开发对于化工过程的进步是十分重要的。
在这样的背景下，微化工系统的出现吸引了研究者和生产者的极大关注。
微化工系统并非简单的微小型化工系统，而是指带有微反应或微分离单元的新型化工系统。
在微化工系统中，微反应器是重要的核心之一。
“微反应器(microreactor)” 最初是指一种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。
随着本来发展用于电路集成的微制造技术逐渐推广应用于各种化学领域，前缀“micro”含义发生变化，专门修饰用微加工技术制造的化学系统。
此时的“微反应器”是指用微加工技术制造的一种新型的微型化的化学反应器，但由小型化到微型化并不仅仅是尺寸上的变化，更重要的是它具有一系列新特性，随着微加工技术在化学领域的推广应用而发展并为人所重视。
现在所说的微反应器一般是指通过微加工技术制造的带有微结构的反应设备，微反应器内的流体通道或者分散尺度在微米量级[1]，而微反应器的处理量则依据其应用目的的不同达到从数微升/分钟到数万立方米/年的规模。
近年来与微反应器相关的流动、混合、反应等方向的研究工作发展十分迅速，带动了微反应器技术的快速发展。
微反应器内流体的存在状态不同于传统的反应器，其内部流体的流动或分散尺度在1μm到1mm之间，这种流体被称为微流体。
微流体相对于常规尺度的流体具有一定的特殊性, 主要体现在流体力学规律的变化、传递过程的强化、固有的安全性以及良好的可控性等。
微反应器系统设计
微反应器系统设计
系统组成与功能
系统组成与功能
微反应器系统概述
1.微反应器是一种用于化学反应的微型化设备，具有高度集成、高效传质和传热等优点。 2.微反应器系统由反应器、混合器、控制器等多个部分组成，各部分协同工作实现化学反应的高效 进行。 3.微反应器系统在设计上需要考虑化学反应的特性、流体的流动性和传热传质等因素。
▪ 微尺度效应
1.微尺度效应是指微反应器中由于尺度缩小而带来的流体行为 的变化。 2.微尺度下，流体的惯性力减小，粘性力占主导地位，导致流 体的流动行为发生变化。 3.微尺度效应对反应流体的混合、传质和传热等行为都有重要 影响。
反应流体动力学
▪ 流动行为
1.微反应器中的流动行为包括层流和湍流，流动行为对反应效率和产物质量有重要影响。 2.层流流动有利于反应的均匀混合和传热，提高反应效率。 3.湍流流动可以增强传质和传热，但也可能导致反应的不均匀性和副产物的生成。
控制系统与优化
控制系统软件设计
1.控制系统软件需要实现与硬件的通讯和数据交互。 2.软件设计需要考虑反应过程的特性和需求，以实现最佳的控制效果。
先进控制算法应用
1.引入先进控制算法，如神经网络、模糊控制等，可以优化控制系统的性能。 2.这些算法能够更好地处理非线性、时变等复杂反应过程，提高控制精度和鲁棒性。
控制系统与优化
▪ 优化目标与评估指标
1.控制系统的优化目标可能包括提高产率、降低能耗、提高产 品质量等。 2.评估控制系统性能的主要指标包括稳态误差、响应速度、抗 干扰能力等。
微反应技术概述
微反应技术微反应技术概述概述概述“微反应器“也被称为“微通道”反应器（Microreactor, Micro-channel reactor）， 是微反应器、微混合器、微换热器、微控制器等微通道化工设备的通称。
自20世纪90年代中期微反应技术兴起以来，由于其独特的特色和优势得以迅速发展并成为科研院校和企业界共同的研究热点；不但取得了很多令人瞩目的研究成果，而且在医药、农药、特种材料以及精细化工产品及中间体的合成中得到了越来越多的应用（参见图1，微反应器技术领域历年来的专利申请情况）。
尤其进入本世纪以后，各大跨国公司也开始关注这一新兴技术，纷纷成立专门的微反应技术部门开展在其相关工业领域的应用研究；同时开发微反应技术的公司之间也强强联合，以期进一步拓展微反应技术在工业生产中的应用。
美国化学会权威杂志 Chem & Engineering News 于2010年3月1日刚刚报道了瑞士Lonza公司和德国拜耳Ehrfeld Mikrotechnik BTS （EMB）公司相互合作的进展。
在可以预见的未来，这一技术必将得到广泛应用（参考文献：Chemical Reviews 2007, 107, 2300-2318.）。
图1 微反应器技术领域历年来的专利申请情况1．连续化微通道反应器的特征及其优势连续化微通道反应器的特征及其优势“微反应器“从本质上讲是一种连续流动的管道式反应器；反应器中的微通道利用精密加工工艺制造而成，特征尺寸通常在10－1000微米之间。
由于微反应器内工艺流体的通道尺寸非常小，相对于常规管式反应器而言其比表面积体积比非常大（可达10,000－50,000 m2/m3，见图2），因此微反应器具有极高的混合效率（毫秒级范围实现径向完全混合）、极强的换热能力（传热系数可达25,000 W/(m2•K))和极窄的停留时间分布（几乎无返混，基本接近平推流）。
“微反应器”的两大特征--- 比表面积大以及连续操作方式，使得我们对反应工艺的精确控制成为可能。
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。
微型反应器的开发和应用
微型反应器的开发和应用微型反应器是一种运用微纳米技术制作的小型化的反应器，通常体积小、重量轻、反应速度快、效率高，而且使用起来非常方便。
随着微型反应器技术的不断进步和发展，它们在许多领域中都有了广泛的应用，比如合成化学、生物医学、环境保护、能源开发等方面。
一、微型反应器的开发微型反应器的开发首先需要制备出微型反应器芯片。
目前，主要有两种制备方法，一种是利用微机械加工技术和光刻技术制作微型反应器芯片，另一种是利用软印刷技术。
利用微机械加工技术制备微型反应器芯片需要耗费大量时间和精力。
而利用软印刷技术则可以快速、简单地制备微型反应器芯片。
软印刷技术一般采用PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为反应器芯片的材料，通过利用模板在PDMS表面沉积金属催化剂，加上适当的催化剂，便可以制备出微型反应器芯片。
二、微型反应器的应用1. 合成化学微型反应器是一种快速、高效的反应器，它们在合成化学中有着广泛的应用，尤其是在药物化学领域。
微型反应器不仅可以控制反应条件，还可以加快反应速度，提高反应效率。
2. 生物医学微型反应器在生物医学领域的应用也越来越广泛。
它们可以用于药物传递系统、化学传感器和细胞培养等方面。
其中，最具有代表性的就是利用微型反应器进行药物传递。
微型反应器可以将药物包裹在微小的颗粒中，通过靶向送药，提高治疗效果。
3. 环境保护微型反应器还可以用于环境保护领域。
比如，利用微型反应器可以快速检测污染物浓度，处理污水和大气污染物等。
微型反应器在环境保护领域的应用，有望大大降低污染控制的成本，提高治理效率。
4. 能源开发微型反应器在能源开发领域也有着广泛的应用前景。
利用微型反应器可以生产高效的新型燃料电池、太阳能电池等新型能源。
微型反应器还可以被应用于黄油，在能源转化、节约能源、提高能源利用效率等方面，都有着潜在的应用。
三、结语总之，微型反应器技术是一种非常有前途和应用前景的技术，在各个领域都具有广泛的应用前景。
它们不仅可以提高反应速度和效率，而且在环保和能源开发方面都有着独特的优势。
微通道反应器中连续化合成苯亚甲基丙酮——介绍一个大学化学综合实验
微通道反应器中连续化合成苯亚甲基丙酮——介绍一个大学化学综合实验李万梅【摘要】微反应是近年来化学研究领域发展迅猛的一门新兴技术,本实验以苯甲醛和丙酮作为原料,在氢氧化钠作用下通过缩合反应连续化合成苯亚甲基丙酮.通过对摩尔配比、停留时间、反应温度等影响因素的考查,确定了较佳反应条件,并采用核磁和质谱对产品结构进行表征.与传统的批式方法相比,本实验方案具有收率高、操作简便、实验结果稳定等优点.本实验将先进技术和理念寓于实验教学中,不仅增强了学生的实验技能,而且有助于学生了解科学前沿、研究现状、发展方向和应用前景,激发学生的学习兴趣.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2019(034)005【总页数】6页(P51-56)【关键词】苯亚甲基丙酮;微通道反应器;连续化合成;综合实验【作者】李万梅【作者单位】杭州师范大学材料与化学化工学院,浙江省化学实验教学示范中心,杭州 310036【正文语种】中文【中图分类】G64;O6大学化学综合实验是大学本科教育阶段化学相关专业的一门重要课程，在我国各个层次的高校开设率均较高，开设该课程的主要目的是为了提升大学生分析、解决问题的综合能力。
通过大学化学综合实验的开设，不仅可以将有机化学、无机化学、分析化学等大学基础课程知识进行有机结合，而且可以初步掌握波谱解析、化合物鉴定等知识[1]。
然而，目前我国高校的实验教学存在以下问题：1) 实验目标较局限，绝大多数实验只要求学生掌握基本原理、基本知识和基本操作；2) 实验内容和教学方法简单陈旧，许多实验仍然以几十年前的科研成果作为教学内容；3) 与科学研究的发展不同步，和实际应用或生产关系不大，甚至严重脱节。
显然，实验教学内容的改革和创新迫在眉睫[2]。
本实验利用微通道连续反应技术合成苯亚甲基丙酮，改进了原有的釜式(批式)合成方法，将先进的微反应技术生动形象地展示于实验教学过程中，并通过核磁共振(NMR)和质谱(MS)对产物的结构进行鉴定，同时优化了反应条件，是一个极具代表性的科学研究型综合实验。
微型反应器在生产及化学研究中的应用研究
微型反应器在生产及化学研究中的应用研究微型反应器是指一种体积非常小的反应器。
由于其小体积的特点，微型反应器可以有效地缩短化学反应的时间和反应的路程，提高反应速率和反应效率。
因此，在化学研究和生产中，微型反应器已经被广泛应用。
本文主要介绍微型反应器在生产及化学研究中的应用研究。
一、生产中的应用研究1. 化工生产中的应用研究微型反应器在化工生产中的应用研究主要集中在新材料的开发、合成和工程化。
例如，利用微型反应器可以快速合成锂离子电池正极材料LiCoO2，并得到了较好的电化学性能，具有广阔的应用前景。
另外，利用微型反应器可以有效地控制反应条件，提高反应精度和产品纯度。
2. 制药生产中的应用研究微型反应器在制药生产中的应用研究主要集中在新药物的开发、合成和生产工艺的优化。
例如，利用微型反应器可以快速合成药物前体、中间体和主体，提高药物合成效率和质量。
此外，微型反应器还可以被用来研究药物物理化学性质、药物代谢动力学和药物毒理学等方面。
3. 食品生产中的应用研究微型反应器在食品生产中的应用研究主要集中在食品添加剂、香料和色素等的开发和生产。
例如，微型反应器可以被用来合成食品添加剂甜味剂、酸味剂和防腐剂等。
此外，微型反应器还可以被用来研究食品化学反应机理、调味效果和食品成分的变化规律等方面。
二、化学研究中的应用研究1. 反应动力学研究微型反应器可以被用来研究反应动力学规律，如反应速率常数、反应机制和反应路径等。
例如，可以利用微型反应器测定铂催化剂的反应动力学参数，包括反应速率常数、表观活化能和反应活性中心数量等。
此外，微型反应器还可以被用来研究化学反应机理、反应溶液环境、反应条件对反应速率和反应动力学曲线等的影响。
2. 化学分析研究微型反应器可以被用来研究化学反应体系的分析。
例如，利用微型反应器可以在线连续监测多个有机化合物的浓度变化，从而得到反应动力学曲线、反应机制和反应路径等有关信息。
此外，微型反应器还可以被用来研究化学中间体转化情况、生成物分配情况和反应机理等方面。
2024基于流动化学的连续工艺技术及微反应器技术介绍
2024基于流动化学的连续工艺技术及微反应器技术介绍流动化学是一种基于连续工艺技术的化学反应方法，它利用微反应器技术在连续流动的环境下进行反应。
流动化学的优势包括高效、高选择性、节约资源和提高安全性等。
在过去几十年中，流动化学得到了广泛的应用，尤其是在医药、化工和石油化工等领域。
微反应器技术是流动化学的核心技术之一，它利用微流体的特性控制反应条件和反应物的混合程度，从而提高反应效率和产物的纯度。
微反应器通常由微流体通道、混合区和反应区组成。
微流体通道主要用于控制反应物的流速和流量，从而控制反应的速率和时间。
混合区则用于将反应物均匀地混合在一起，以提高反应的均匀性和效率。
反应区用于实现化学反应的发生，通常采用催化剂或温度控制等方式来实现。
与传统的批量反应器相比，流动化学和微反应器技术具有多个优势。
首先，流动化学可以实现反应的快速和均匀。
由于反应物在微流体通道中的流动速度较快，反应物的混合程度较高，因此反应速率较快，产物的纯度较高。
其次，流动化学能够实现对反应条件的精确控制。
通过控制流速、流量和温度等参数，可以精确地控制反应的速率和产物的选择性。
再次，流动化学可以节约资源。
由于反应物是连续地供给到反应器中，不会产生大量的废物和副产物，因此可以减少原料的使用量和能源的消耗。
最后，流动化学可以提高反应的安全性。
由于反应物和反应条件可以得到精确控制，可以减少不稳定和危险反应的风险。
流动化学和微反应器技术在医药、化工和石油化工等领域得到了广泛的应用。
在医药领域中，流动化学可以用于制药中间体的合成、新药的开发和药物的制造等。
在化工领域中，流动化学可以用于有机合成、聚合反应和催化反应等。
在石油化工领域中，流动化学可以用于炼油、裂解和催化重整等。
流动化学还可以用于环境保护和能源领域，在污水处理、废气处理和生物质转化等方面发挥重要作用。
总之，流动化学和微反应器技术是一种高效、精确和安全的化学反应方法，可以广泛应用于医药、化工和石油化工等领域。
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。
微通道反应合成十二碳醇酯的工艺研究
表2 不同NaOH浓度的实验数据 Table 2 Experiment Data of Different NaOH
Concentrations
实验序号 浓度/% 转化率/% 选择性 收率/%
1
10
56
78
43.7
2
20
70
83
58.1
3
30
90
95
85.5
4
40
87
76
66.1
5
50
79
61
48.2
Key words: iso-butyraldehyde, NaOH, dodecyl alcohol ester, esterification reaction, microreaction
0 前言
类及酯酸酯等，与这些成膜助剂相比，十二碳醇酯是
十二碳醇酯是一种目前水性涂料中使用量最大 公认的绿色溶剂，可广泛用于涂料成膜助剂、合成润
20 X技X术X研发 XTeXcXhnical Research and Development
张海飞等：微通道反应合成十二碳醇酯的工艺研究
工艺开发的介绍
那么什么是工艺呢，简单的来说工艺就是生产者利用生产工具对各种原材料、半成品进行增值加工处理，使之最终成为成品的方法和过程。
具体的化学工艺即化工技术或化学生产技术，指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程, 包括实现这一转变的全部措施。
化学生产过程一般地可概括为三个主要步骤：原料处理。
为了使原料符合进行化学反应所要求的状态和规格，根据具体情况，不同的原料需要经过净化、提浓、混合、乳化或粉碎（对固体原料）等多种不同的预处理。
化学反应。
这是生产的关键步骤。
经过预处理的原料，在一定的温度、压力等条件下进行反应，以达到所要求的反应转化率和收率。
反应类型是多样的，可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。
通过化学反应，获得目的产物或其混合物。
产品精制。
将由化学反应得到的混合物进行分离，除去副产物或杂质，以获得符合组成规格的产品。
以上每一步都需在特定的设备中，在一定的操作条件下完成所要求的化学的和物理的转变。
我们常见的工艺开发全过程分为几个阶段：1、信息研究：经济方面的调查和预测，即方案的周期长短、项目投资回报的预算，技术上的可行性以及方案的适用性。
2、通过现有经验或者查阅论文资料、专利来进行调研，包括技术中涉及的所有原料、试剂，所涉及到的反应、反应催化剂以及反应机理。
当然这个调研过程必须是在保护知识产权的前提下进行的。
3、举个例子，比如在硝化反应中，使用间歇式操作方法会产生局部热点，造成副物质产生。
而如果使用强酸，会产生大量酸性废水，造成环境污染和资源浪费。
而已开发出的各种硝化体系和催化剂，可提高硝化反应的选择性，但温度、催化剂活性及成本等不易控制，易引发生产选择性和批次稳定性问题。
4、工艺优化的基础是对反应机理的理解，在此基础上对各步反应做出充分、合理的数据参数分析才能高效的完成工艺优化工作，而这些分析数据包括浓度、温度、压力、流速等等。
工艺优化的基础是对反应机理的理解，在此基础上对各步反应做出充分、合理的数据参数分析才能高效的完成工艺优化工作，而这些分析数据包括浓度、温度、压力、流速。
微反应器发展概况
微反应器发展概况一、本文概述随着科学技术的飞速进步，微反应器技术作为一种新兴的化学反应技术，正在逐渐改变我们对化学反应的传统理解和应用。
本文旨在全面概述微反应器技术的发展历程、现状及其在各个领域的应用，以期为读者提供一个清晰、全面的微反应器技术画像。
我们将从微反应器的定义和分类入手，深入探讨其设计原理、制造工艺以及优势特点。
我们还将关注微反应器在能源、化工、制药、环保等领域的应用案例，分析其在提高反应效率、减少能源消耗和环境污染等方面的重要作用。
我们将展望微反应器技术的未来发展趋势，以期为其进一步的研究和应用提供参考。
二、微反应器的发展历程微反应器作为一种创新的化工设备，其发展历程虽然相对较短，但已经取得了显著的进展。
微反应器技术的发展可以追溯到20世纪90年代，当时主要集中在微型化工设备和微流控技术的研究上。
随着科学技术的进步，微反应器的设计和制造逐渐成熟，其应用领域也逐渐扩展。
在微反应器的发展历程中，有几个关键的技术突破值得一提。
首先是微加工技术的出现，使得制造微米级别的反应器成为可能。
其次是微流控技术的不断完善，使得在微尺度上实现精确的流体控制和反应过程成为可能。
随着计算流体力学等数值模拟技术的发展，微反应器的设计和优化也变得更加精确和高效。
在应用方面，微反应器最初主要用于小规模的化学反应研究，如新药开发、催化剂筛选等。
随着技术的发展，其应用领域逐渐扩展到了能源、环保、材料制备等多个领域。
特别是在新能源领域，微反应器在燃料电池、太阳能电池等的研究中发挥着重要作用。
微反应器的发展历程是一个不断创新和拓展的过程。
随着科学技术的不断进步和应用领域的不断扩展，微反应器将在未来的化工生产中发挥更加重要的作用。
三、微反应器的分类与特点随着科技的进步，微反应器作为一种高效、节能的新型反应设备，已逐渐受到广大研究者和工业界的青睐。
微反应器根据不同的分类标准，可以有多种分类方式。
按照结构形式来分，主要包括板式微反应器、管式微反应器、芯片式微反应器等。
201411基于流动化学的连续工艺技术及微反应器技术介绍
LH 2-薄层式混合器 LH 2-Slit-plate type mixer
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LH 25-薄层式混合器 LH25-Slit-plate type mixer
LH 1000-薄层式混合器 LH1000-Slit-plate type mixe层式混合器用于乳化
Packed-bed reactor
固定床气/液反应器
Fixed-bed G-L reactor
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低温反应器
Cryoreactor
Miprowa反应器
Miprowa Reactor
内部带混合的夹层反应器
Sandwich Reactor with internal mixing
阀式反应器用于羟基磷灰石的合成
Process Intensification Process in continuous Intensification
and modular processing 模块化连续工艺 中的过程强化
Ecologic benefits生态优势
Inherent safety in small plants小车间的固有安全性 Higher resource efficiency高的资源效率 Less consumables and by-products更少的消耗和副产品
高效但不灵活 High efficiency but low flexibility
灵活但不高效 High flexibility but low efficiency
有何方式能将两种生产方式的优点结合起来？
Is there a way to combine the best of the two conventional production modes?
微电解反应器的处理原理及工艺特点
微电解反应器的处理原理及工艺特点微电解反应器的处理原理是：铸铁屑是纯铁和碳化铁的合金，浸没在废水溶液时，构成一个完整的微电池回路，形成无数个腐蚀微电池；在铸铁屑中再加入碳颗粒时，铁屑与碳颗粒接触可形成大原电池，加速铸铁屑的腐蚀。
电池阴极反应产生新生态氢，以还原反应破坏废水中难降解物质的结构，阳极反应产生新生态Fe2＋，为高效活性混凝剂，通过电极反应，可达到处理难降解有机物和提高废水可生化性的目的。
Fenton试剂法是一种高级氧化技术，具有操作简便、反应快速等特点，主要用于处理废水中残存的难降解有机物。
氧化剂选用过氧化氢，它是一种中等强度的氧化剂，与铁盐共存时，会在铁离子催化作用下生成氧化能力极强的“OH”游离基，从而将废水中的有机物分子氧化分解。
同时，催化剂铁盐与出水分离时以氢氧化铁形式析出，絮状氢氧化铁具有絮凝作用，对去除COD和色度有进一步作用。
微电解氧化是利用有一定比表面的含有大量导电杂质的高价金属在酸性环境下发生电蚀反应时，在金属与杂质间形成微电极，由微电极电解而产生足量的活性氢、氧和氢氧根，并利用其活性来分解和还原高分子量有机物。
铁和炭的氧化还原电位相差较大，在废水中加入铁屑和铁炭粉末，由此组成腐蚀电池。
它集氧化还原、絮凝吸附、催化氧化、络合及电沉积等作用于一体。
在酸性条件下，将铁炭混合物投加到电解质溶液中时，两者间会通过原电池效应发生如下的电极反应：阳极（Fe）：Fe——2e→Fe2＋，Eθ＝——0.44V阴极（C）：2H＋＋2e→2[H]→H2，Eθ＝——0V此外，水中的溶解氧在电解过程中可能通过以下的电极反应生成H2O：阴极：H＋＋O2＋2e→H2O2生成的H2O2可同水中的Fe2＋反应生成氧化能力极强的羟基自由基OH：Fe2＋＋H2O2→Fe＋OH＋OH——Fenton氧化：Fenton试剂具有很强的氧化能力，是因为其中含有Fe2+和H2O2，H2O2被Fe2+催化分解生成OH，并引发更多的其他自由基，其反应机理如下：Fe2++H2O2→Fe3OH+OH-Fe3++H2O2→Fe2++HO2+H+Fe2OH→Fe3++OH-Fe3++HO2→Fe2++O2+H+OH+H2O2→HO2+H2OHO2→O2+H+O2+H2O2→O2+2OH-整个体系的反应十分复杂，其关键是通过Fe2+在反应中起激发和传递作用，使链反应能持续进行，直至H2O2耗尽。
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微反应技术是目前化工过程实现强化的主要方式之一，它帮助化工企业实现高效、安全、环保生产的新兴技术。
它也是未来化工技术发展的方向，而微反应器是企业化工研究和生产所依赖的主要手段。
本文主要对微反应工艺中的重氮化反应工艺开发进行详细介绍.
一、实验方法
称定量的红色基ＫＤ、水及盐酸在烧杯中，搅拌，打浆成均匀乳状液；称取定量的亚硝酸钠配成水溶液；调整两者体积达到一定比例；利用计量泵将ＫＤ乳液与亚硝酸钠溶液以摩尔化学反应量准确注入到微通道反应器中反应。
记录入口温度、出口温度、流速、出口物料状态。
二、实验装置
将微通道反应器做成微预混器和微混合器两个部件，将进、出料系统与微通反应器相连，建立连续重氮化反应装置。
（下图）
三、结果和讨论
影响重氮化反应的因素包括温度、酸用量、流速、停留时间、微通道尺寸、加料方式等，经过反应装置和合成工艺条件的优化，对各种不同的芳胺进行重氮化反应，实验结果见表1所示。
微通道反应器可实现溶液、乳化液、悬浮液等状态芳胺的连续重氮化反应。
大多数的重氮化反应温度一般在０～５℃进行，温度稍高就会产生很多杂质，影响重氮液的品质和偶合反应的收率。
但是表
1中温度条件下的实验结果说明，在微通道反应器中大部分氨基物的重氮化反应温度可在１０～２０℃或更高的室温下进行，这样可大大减少冰的使用，节能效果明显。
所得重氮盐溶液外观清澈透明、无分解物，可直接进入下一步，与对应的化合物进行偶合反应，以重氮盐计偶合收率可达９８％～１００％。
与传统釜式方法生产的产品相比，采用微通道反应器合成有机颜料，产品收率较传统方法均有所提高；色光、近似，着色力略高。
颜料产品的透明度可根据要求通过改变设备参数进行调整，且更适合生产透明性颜料。
另外，从所得粗品的粒径分布看，微通道反应装置合成的颜料化合物，其粒径分布更集中，总体粒径更小。
采用微通道反应器连续化合成分散染料，产品收率较传统方法均有所提高；产品纯度略有提高，着色力等与传统釜式方法生产的产品近似或略优；部分产品因纯度提高造成色光有微差；发现部分分散染料的分散研磨普遍得到改善，扩散性及分散性均优于现有产品。
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。
公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。
公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。
公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项
目投资和管理等。
公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目开发思路为指导，着眼于“双赢”和共同发展。
目前，公司已经完成了多个项目的工业化，有丰富的工程化经验。
完善的设施，丰富的经验覆盖工艺开发到工业化的各个阶段。
惠和化德是您理想的合作伙伴！。