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微通道反应器小试
来源:英格尔医药 发布时间:2021-03-23
近年来,微通道反应器在国内发展很快,在理念上让更多的化工人认识微通道反应器,其高效的传热传质接近理论值,该技术在化工领域的应用是化工界技术上的重大突破。任何一项新技术新设备都有其特点,什么样的反应可以用,什么反应不可以用,如何用?
对于可以用微通道反应的化工产品首先需要实验室装置的小试,因为微通道反应条件与间歇反应的条件一般有很大差异,在微通道反应过程中停留时间不易太久,一般5min以内,最好2min以内。要在这么短的时间内使反应完全则需要强化反应条件,因此,实验室小试是非常必要的。尽管微通道反应器比普通釜式反应器放大效应小很多,但是随着产量的增加,反应物料的通量会加大,反应通道会加大,其传质传热效果会降低,反应区的持液量会增大,所以小试结束后进行中试收集传质、传热相关参数为进一步放大是非常必要的。尽管微通道反应器小试规模也比较大,但决不是仅靠增加反应器数量来解决产能问题。企业是要算成本的,而且反应器数量越少越有助于生产管理,有助于安全生产,其生产成本自然会降低。
什么样的化学反应可以使用微通道反应器
微通道反应器相对于传统的釜式反应器有太多优点,在这里不太多阐述,并不是所有的化学反应都可以用微通道反应器来实现的,其反应器通道比较小,一般是几个毫米,因此有固体参与的反应则很难进行。适合微通道反应器的反应类型主要包括:①正常液-液均相或液-液非均相;②其次必须是快反应的反应体系,因为微通道反应器的通道一般停留时间在几分钟,反应太慢的则不适合;③强放热反应更适合用微通道反应器来实现,通常有硝化反应、重氮化反应、磺化反应、氧化反应(液体氧化剂)等;④有危险化学物质的反应,如用到环氧乙烷、双乙烯酮等高危化学物质,由于微通道反应器可以精确控制,且反应区持液量上限在几百毫升,所以用该反应器更加安全。当然不同的化学反应特点各异,但需经过实验室小试实验从而进一步确定其微通道反应器的可行性。
英格尔医药建议工业化使用微通道反应器要注意的问题
⒈进料系统:随着工业化产能的增大,进料方式仍采用质量流量泵则不太合适,而该反应器在生产过程中对物料的配比要求非常严格,因此采用泵入式加精确流量计则十分有效。
⒉压降影响:工业化产量大通道比实验室装置要大,通道长度自然增加,因此进料口压头自然增大,在泵的选型及进料方式上必须权衡考虑。
⒊固体催化剂的影响:有很多反应必须采用固体催化剂,很容易堵塞通道,因此必须考虑固液比及固体颗粒直径。