淺談精細化工中微反應器的應用

史航(遼寧石化職業技術學院，遼寧 錦州 121001)

精細化工作為日常生活的消耗品以及高科技技術產業原料的加工生產工藝環節，具有不可替代的戰略地位。微反應器在精細化工的應用可以使得精細化工工藝更精準，工程更可控，產品更優質。甚至是有些精細化工必須依托微反應器才能完成。所以微反應器在精細化學中的應用就顯得十分重要。

1 精細化工中微反應器的類型

市面上微反應器的種類很多，但都具有嚴格的劃分規律。比如按精細化工中用途可分為生產用微反應器和實驗用微反應器；按照精細化工操作模式可分為連續微反應器、半連續微反應器和間歇微反應器。若按照精細化工中不同相態的反應過程,微反應器又可分為氣固相催化微反應器（其中固體做催化劑，兩種（或以上）氣體混合物是反應物。現階段這種微反應器種類最多。而較為簡單的氣固相催化微反應器是應用于壁面固定有催化劑的微通）；液液相微反應器（為了加大在液相反應中液體接觸面積和減少擴散距離，使液體充分混合并且阻止副反應，提高選擇性而建立的液相細微反應通道）；氣液相微反應器（讓氣體充分擴散到液體中去，增大氣液接觸面積，并且在整個微通道中保持向外擴散，比傳統的氣液相反應器更高效）；氣液固三相催化微反應器（通常固體做催化劑,氣體和液體為反應物或產物。反應中要加大氣體在液體中的分散，還要氣液固有較大的接觸面積，并且保證反應不會逆向發生）。

2 微反應器適用的精細化工反應

微反應器類型很多，應的精細化工反應類型自然也多。市場現有的微反應器主要對于放熱劇烈的精細化工反應，如果在反應中不能控制熱量的轉化，很可能產生副產物，生成物的純度，而微反應器可以及時在反應通道中導出熱量，利于反應正常進行。對于要在高溫高壓或者會產生危險的精細化工反應中，一旦失控，后果會很嚴重，甚至影響安全。微反應器可以快速釋放熱量與壓強，而且將反應物量控制到最低，所以在精細化工中會更安全和高效。

在反應物或者產物不穩定的反應中，微反應器具有不可替代的作用，因為它就是新型的催化劑通道。在快速流動的反應通道中，將已經反應完全的產物及時運走，不再參與繼續反應，最大程度保證純度和反應的有效進行。除此之外，微反應器對于在精細化工中要求反應物配比均勻的反應同樣高效。又或者是對那些反應物配比要求極為苛刻的反應尤為適用。可以讓反應物混合更均勻，配比更精確，產物運出更及時，有效保證反應順利進行。

3 微反應器在精細化工的應用

3.1 常壓低溫反應利用微反應器在常溫下進行

在許多精細化工還需要低溫常壓的情況下完成時，微反應器的出現讓這部分反應可以在常壓常溫下進行。例如以dmso將羥基化合物氧化為羰基化合物的反應中，非常容易產生副產物，為了防止副產物過多產出，影響反應的收率，所以該反應必須在零下50攝氏度的環境下進行，如果不依靠微反應器的通道，那么收率會大大降低。而在試驗的另一個環己醇氧化試驗中，微反應器的應用比傳統反應器的應用在收率上要高10個百分點左右。所以可以看出微反應器在精細化工中低溫的應用比一般反應器收率更高。

3.2 難控制的精細化工反應在微反應器的應用

對于含羧基的硝化反應中，由于反應放熱劇烈，整個反應過程不易被控制，會導致發生脫羧反應（副反應），使得產物的收率不高。為了提高收率，必須控制溫度變化，不能造成在局部溫度過高，形成無效的“熱點”。但溫度的控制對于傳統反應釜的規模提出嚴格控制，大小必須做到與反應物匹配。但即便如此，因為反應過程具有其他難以把控的因素，使得反應過程時間較長，且有許多副產物的產生。但是運用微反應器后證明，在控制到一定溫度后，可以實現快速反應，但副產物卻明顯減少。

4 結語

微反應器不僅可以在精細化工中的有機反應中加以利用，其實在無機化學上面也同樣適用。例如納米材料反應，同樣在材料配比上具有精確的控制以及具有可控制反應中不可預知的產物，提高反應產物占比，控制副產物的產出以及熱量的快速轉換。在當今世界競爭日益激烈的環境下，作為民族支柱產業的化工行業應該更積極地探尋有利于精細化工進步的核心技術，而微反應器在精細化工中出色的應用也為精細化工在技術上打開了一個突破口。研究出更好的微反應器并運用到更多的精細化工中，才能使得中國的精細化工技術不斷走向尖端，走向國際。

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