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微通道反應器縮短反應時間

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微通道反應器縮短反應時間

發布日期:2019-07-05 作者: 點擊:

    微通道反應器可以顯著提高物料的傳質傳熱效果,縮短反應時間,提高產品收率,而且安全、節能、環保,因而在化工、醫藥、染料及農藥等行業都受到了廣泛關注。但是在很多反應過程中,我們不能任意提高反應溫度,一方面溫度過高有可能導致結焦等副反應的發生,另一方面則主要受制于傳統反應釜糟糕的傳熱效果?;瘜W反應往往伴隨著劇烈的熱效應,對于放熱反應,反應速率越快,放熱也就越劇烈,而工業反應釜有限的換熱面積滿足不了反應的換熱需求,為避免飛溫,只能通過降低反應溫度、犧牲反應速率來實現對溫度的有效控制,然后通過延長反應時間來達到充分反應的目的。這就是為什么很多低溫有機金屬反應要在-20℃甚至-40℃的條件下進行,以及為什么大部分硝化反應都要通過滴加原料的方式進行。

微反應器

    然而,微反應器是有效縮短反應時間的方法之一。但在間歇反應釜中,有時候卻會選擇相對較低的反應物濃度,主要是從微通道反應器以下幾個方面考慮:

    (1)控制反應速率。如前所述,在間歇反應中,有時候因換熱跟不上或者攪拌不均勻,容易造成局部過熱,從而發生結焦或其他副反應,影響產品選擇性和收率。這時,采用較低的反應物濃度就是比較明智的選擇,但相應地也要付出反應時間長的代價。

    (2)避免發生二次反應。除了結焦,較高的反應物濃度還容易導致二次反應的發生,比如過硝化、過氧化等等,為避免非目的產物的生成,往往也需要對反應物的濃度進行調整。

    (3)利用溶劑換熱。有些溶劑除了對反應物起到分散作用,本身也具有良好的吸熱能力,因此是很好的換熱介質,比如濃硫酸在硝化反應中就常常同時起到催化劑和換熱介質的作用,這時也會加大溶劑的量,從而降低反應物的濃度,反應時間不夠,而應從宏觀的角度整體把握,在了解整個反應的脈絡和各個影響因素之間的關系后,有的放矢,通過提高反應溫度、提高反應物濃度、降低物料流量或者增加盤管或反應片等多種方式來解決。



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