微化工技术的研究与应用

化工设计通讯Chemical Engineering Design Communications

研究与开发

Research and Development

第45卷第3期

2019年3月微化工技术的研究与应用

赵#达

（广东省茂名市质量计量监督检测所，广东茂名525000）

摘要：主要围绕微化工技术的研究和应用状况进行叙述，对微化工技术的含义、过程强化原理、发展、研究进程以及应用等进行了全面的介绍，不断加深人们对该技术的理解，旨在推动微化工技术的进一步发展，不断提升技术应用的整体水平。

关键词：微化工技术；研究；应用

中图分类号：TQ016文献标志码：B文章编号：1003-6490（2019）03-0153-02

Research and Application of Microchemical Technology

Zhao Shan-da

Abstract:This paper mainly describes the research and application status of micro-chemical technology,and comprehensively introduces the meaning,process strengthening principle,development,research process and application of micro-chemical technology»so as to deepen people*s understanding of the technology,in order to promote the further development of micro-chemical technology and constantly improve the overall level of application of technology.

Key words:microchemical technology；research；application

1前言

近年来，我国经济发展水平不断提高，在这个过程中人们对于生活中各项事物的要求也不断提升。为了持续满足人们的多样化要求，相关人员务必对工业生产过程中的技术等进行改善，为人们提供更加优质的产品和服务，而微化工技术作为一种新型技术可以应用到工业生产中。

2微化工技术的含义

化学品制备的设备和工艺源头就是微化工技术的起始点，主要通过微通道反应器的利用达到相关目的，相较于其他技术，微化工技术具有反应持液量较小、传热能力较高的优势。在保证生产过程安全的同时，还可以阻止方法效应产生，并且能够在化学合成工艺进行的过程中融入集成自控和持续稳态技术。在化学品生产的过程中，相关人员需要不断提升生产的安全性，而连续流工艺就可以在很大程度上提高安全性能。对于化工企业来说，微化工技术可以不断提升生产安全，并且对于企业现代化和转型的实现有着很大的作用

3微化工技术的过程强化原理

在化工工作进行的时候，化学反应是由传递速率和本征反应动力学共同或者各自进行控制的。如果在传统设备中开展快速反应，传递速率就是控制该反应过程的重要因素，如果相关人员不断提升该反应的传递速率，那么就可以尽可能提升反应速率。而本征反应动力学就是在慢反应进行中进行控制工作的因素，相关人员如果想要提升反应速率必须要从本征反应动力学的提升入手。通常情况下，工作人员可以从改变反应温度和改善操作条件进行调整。另外，对于一些中速度的反应，则是由两者共同进行控制，当前很多工业生产过程中的反应都属于中慢速类型的反应，相关人员可以根据实际情况开展强化措施［2,o

4微化工技术的发展

早在20世纪50年代末期，就已经有物理学家提岀了科学的微型化发展趋势，并且从之后的科学发展过程中也可以得到印证，科学逐渐朝着微型化的方向发展，其中微型化特征最为明显的就是微型机电系统和计算机信息技术领域，随着这两个领域技术的不断发展和应用，社会逐渐发生了巨大的变革。微通道散热器的概念被相关人员在80年代提出，解决了大规模集成电路散热困难的问题，在90年代，芯片反应器被制造，有利于很多化学物质的生产

5微化工技术在我国的研究进程

5.1微型氢源系统的研究

当前，为了推动可持续发展战略，解决我国的能源问题，相关人员将电动汽车领域作为一种十分重要的工作内容，其中质子交换膜燃料就是电动汽车的最佳候选能源，但是目前相关人员在将其应用在电动汽车领域的过程中还存在一定的问题，其商业化趋势还需要不断推进。造成其商业化存在难度的主要原因就是内部的氢源技术，氢气作为技术的基础，在运输、存储等过程中都存在较大难度，没有办法根据不同规模电池进行有效分配［41o

5.2微混合技术的研究

大多数化工生产过程都呈现出强放热快速反应的特点，而这个特点主要受到传热和传质过程控制。为了改善化工生产的这一特点，保证生产安全，相关人员可以利用微混合技术进行改善，其中微混合技术具有高效混合的优势，可以很大程度上对化工过程进行微型化和强化。随着单微通道内的混合、传质和流动被相关人员研发，越来越多的技术涌现。微混合技术的操作稳定、换热效果好，与此同时震动小、噪音小等也是其重要的发展特点，能够尽可能改善传统技术的问题［51o 5.3芳怪硝化反应的研究

在化工生产的过程中，强放热和快速反应不断扩大生产工作的风险，但是我国在化工生产中很多技术和设备还不够完善，这样更加容易导致生产的安全问题出现。

其中有机物的硝化反应是化工生产中十分常见且风险较大的反应，相关人员需要采取措施及时对反应过程进行控制，硝化过程中所产生的热量是工作人员主要关注的内容。传统的有机物硝化反应会在带冷却夹套的搅拌釜式反应器中展开，但是这种类型的反应器具有传递速率小和换热面积狭窄的缺点，为了降低风险，工作人员只能通过降低反应速率来实现，但是这样就会导致反应效率低下的问题冋。

6微化工技术的应用状况

在微化工技术的研究过程中，相关人员将微反应器的研究作为工作的重点和核心内容，微反应器也可以被称为微通道反应器，作为一种新型的反应器设备，主要利用精密仪器的加工技术和微加工技术实现化学反应过程中三维结构原件的制造。另外，混合、换热、分析和分离等是三维结构反应器的主要构成内容，保持流通工作可以在微米和毫米之间实现。

随着微反应器的不断发展，它也逐渐被人们应用到生产的过程中。它可以实现反应动力学的测定工作，另外有利于工艺的整体优化，不断提升反应效率，推动生产的现代化进程。除此之外，该反应器还可以帮助工作人员进行催化剂的筛选，在筛选的效率上不断优化和提升。最近几年，微反应技术的研究工作取得了一定进展，在很多工业生产的过程中得到了更加广泛的应用。目前，很多外国企业将工作内容放在微反应技术的研究中，希望能够通过先进技术不断实现企业内部

（下转第186页）

收稿日期：2019-02-06

作者简介：赵善达（1988—）,男，广东茂名人，工程师’主要从事

化工技术开发及应用、分析测试等工作。

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