丁嘯嘯

摘 要：對(duì)微反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用是化學(xué)化工業(yè)的發(fā)展方向，可以說(shuō)微反應(yīng)技術(shù)的興起為化工業(yè)的發(fā)展指明了正確方向。微反應(yīng)器在使用過(guò)程中，通常會(huì)體現(xiàn)出可靠性明顯、性能強(qiáng)等良好特點(diǎn)，并且這些良好特點(diǎn)的強(qiáng)度也是其它反應(yīng)器無(wú)法比擬的。在本文中，就對(duì)微反應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，并且對(duì)微反應(yīng)器在化工領(lǐng)域中的運(yùn)用也進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：微反應(yīng)器；化工領(lǐng)域；應(yīng)用

0 引言

在化工行業(yè)領(lǐng)域中，微反應(yīng)器通常被運(yùn)用于化工合成以及藥品制造方面，而微反應(yīng)技術(shù)也在長(zhǎng)期運(yùn)用中得到了良好的發(fā)展，那么在本文中，對(duì)微反應(yīng)技術(shù)在化工合成方面的運(yùn)用進(jìn)行了探討。

1 微反應(yīng)器技術(shù)的特點(diǎn)

1.1 精確控制反應(yīng)時(shí)間

微反應(yīng)器對(duì)于化學(xué)反應(yīng)時(shí)間的把控，重點(diǎn)是借助于對(duì)反應(yīng)器裝置的管道規(guī)格和流率來(lái)進(jìn)行的。在化學(xué)反應(yīng)中所體現(xiàn)出的中間體，通常會(huì)在分解前就已進(jìn)入到了另一化學(xué)反應(yīng)中?？梢哉f(shuō)，這種微反應(yīng)技術(shù)能夠?qū)瘜W(xué)反應(yīng)中的中間體分解時(shí)間進(jìn)行控制。然而在現(xiàn)實(shí)中，這種技術(shù)往往會(huì)被運(yùn)用于多相的化學(xué)體系中，在以往化學(xué)反應(yīng)中，若是借助于對(duì)液體流速控制而達(dá)到化學(xué)反應(yīng)的的加快，則現(xiàn)實(shí)結(jié)果往往是只是液體形態(tài)的改變，甚至?xí)?duì)化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定帶來(lái)干擾。針對(duì)這樣的情況，若是將微反應(yīng)器加以運(yùn)用，也就是說(shuō)將硬件方面的，微反應(yīng)器管道長(zhǎng)度縮短，來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速度的提升，但必須要強(qiáng)調(diào)的是，在化學(xué)反應(yīng)加快后，其中液體流速需要維持在勻速流動(dòng)狀態(tài)。

1.2 高度集成化

如果將國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段發(fā)展程度較為完善的微技術(shù)加以運(yùn)用，會(huì)很有可能達(dá)到將化學(xué)反應(yīng)中的多相體系與配套設(shè)備歸入到一個(gè)芯片，繼而達(dá)到對(duì)化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)化監(jiān)控的目標(biāo)。這樣目標(biāo)如果順利實(shí)現(xiàn)，就會(huì)在很大程度上強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)時(shí)效，而且還會(huì)明顯減少產(chǎn)品加工在財(cái)力方面的投入，比如，將兩種化學(xué)物質(zhì)混合液和反應(yīng)換熱裝置集中到同一空間內(nèi)，借助這樣的形式，以期能夠體現(xiàn)出額外反應(yīng)效果。除此之外，這樣的實(shí)驗(yàn)形式還通常會(huì)體現(xiàn)出循環(huán)性，如此一來(lái)，如果將微反應(yīng)器運(yùn)用于平行化學(xué)反應(yīng)中，也會(huì)較為適用并實(shí)現(xiàn)理想的反應(yīng)效果。

1.3 換熱效率和混合效率高

在運(yùn)用過(guò)程中，微反應(yīng)技術(shù)所體現(xiàn)出的高效率換熱的特點(diǎn)，重點(diǎn)是借助于反應(yīng)器中的管道長(zhǎng)度縮減而達(dá)到的。這主要是由于管道長(zhǎng)度通常都處于毫米以下，管道的雷諾數(shù)值較小，由于層流的分散也容易導(dǎo)致對(duì)化學(xué)混合液化的影響，所導(dǎo)致的結(jié)果通常為，物理力學(xué)方面的二次流現(xiàn)象?？梢岳斫鉃橛捎诠艿篱L(zhǎng)度的微小，造成化學(xué)反應(yīng)中流體分散速度的提升，并且還會(huì)在轉(zhuǎn)瞬間相互混合。在這樣良好特點(diǎn)的展現(xiàn)過(guò)程中，微反應(yīng)器中的換熱能力也會(huì)提升，充分強(qiáng)化了化學(xué)的反應(yīng)中流體的分散能力，這也恰恰是強(qiáng)化化學(xué)反應(yīng)時(shí)效的合理方法?？梢哉f(shuō)微反應(yīng)器傳熱效果取決于管道長(zhǎng)度，也就是說(shuō)管道越長(zhǎng)、傳熱效果也會(huì)相應(yīng)提升，微反應(yīng)器內(nèi)傳熱系數(shù)能達(dá)到一萬(wàn)瓦每平米每開，尺寸縮小使其比表面積能達(dá)到一萬(wàn)到五萬(wàn)，傳統(tǒng)攪拌設(shè)備最多只能達(dá)到一千。

2 反應(yīng)器在化學(xué)化工領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 縮短反應(yīng)時(shí)間

在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，微反應(yīng)器可以一些化學(xué)反應(yīng)的速度加快，明顯提升了化學(xué)反應(yīng)的時(shí)效，這重點(diǎn)歸因于微反應(yīng)器所帶有的傳熱性能較高。而如此高時(shí)效的反應(yīng)，實(shí)際在相關(guān)資料中就大量的顯示，其中主要內(nèi)容大部分都是對(duì)于醇醛縮合反應(yīng)過(guò)程的闡述。這樣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)通常是由三種物質(zhì)混合所發(fā)生的反應(yīng)的而實(shí)現(xiàn)的，且在與此同時(shí)，體現(xiàn)出理想實(shí)驗(yàn)效果。而其中的三種物質(zhì)，主要就是甲醛類以及TBAB等。可想而知，實(shí)驗(yàn)的理想效果就是具體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程速度明顯示提升，也就是總體用到了十五分鐘左右。這相對(duì)于以往的實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，其速度無(wú)可比擬，而從相關(guān)資料中可以總結(jié)出，以往所運(yùn)用的反應(yīng)器，所實(shí)現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)間通常會(huì)達(dá)到二十小時(shí)以上。

2.2 提高選擇性和轉(zhuǎn)化率

在將微反應(yīng)器運(yùn)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，所會(huì)引起的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果就是?；磻?yīng)。然而在一般狀態(tài)下，鹽物質(zhì)在化學(xué)混合液聽溶解程度較低，甚至還導(dǎo)致微反應(yīng)器管封堵的現(xiàn)象。針對(duì)這樣的問(wèn)題，就需要借助于對(duì)三乙胺的運(yùn)用，也就是說(shuō)人微化學(xué)反應(yīng)中的鹽物質(zhì)替換為三乙胺，在微反應(yīng)器中，先進(jìn)行溶劑的預(yù)混合，接著將溶劑運(yùn)到預(yù)加熱反應(yīng)器，溫度設(shè)置在一百三十?dāng)z氏度，最后收率能達(dá)到百分之百，而在釜式反應(yīng)器中只是百分之八十六到百分之九十六。AMII等報(bào)道了二羰基化合物的直接氟化反應(yīng)，此反應(yīng)在宏觀反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化率一般只能到百分之十五，而微反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化率則能達(dá)到百分之九十。

可以說(shuō)，微反應(yīng)器類型很多，精細(xì)化工反應(yīng)類型自然也多。市場(chǎng)現(xiàn)有的微反應(yīng)器主要對(duì)于放熱劇烈的精細(xì)化工反應(yīng)，如果在反應(yīng)中不能控制熱量的轉(zhuǎn)化，很可能產(chǎn)生副產(chǎn)物，生成物的純度，而微反應(yīng)器可以及時(shí)在反應(yīng)通道中導(dǎo)出熱量，利于反應(yīng)正常進(jìn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，將微反應(yīng)技術(shù)合理運(yùn)用于化學(xué)化工行業(yè)，可以有效提升化學(xué)反應(yīng)時(shí)效。對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用，可以說(shuō)意味著化工業(yè)對(duì)主體工作技術(shù)進(jìn)行了全面的改良和革新，為化工企業(yè)向現(xiàn)高層次發(fā)展提供了保障。但因?yàn)槟壳?，?guó)內(nèi)相關(guān)部門對(duì)于微反應(yīng)器的研究正處在起步時(shí)期，所以，在化工業(yè)將來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中，微反應(yīng)技術(shù)也將會(huì)有很大的發(fā)展前景，并且可以說(shuō)，在國(guó)內(nèi)相關(guān)人員的不斷探索和研究中，微反應(yīng)技術(shù)必然會(huì)體現(xiàn)出更高現(xiàn)實(shí)作用。