微通道反應(yīng)器開啟精細(xì)化工時代
　　微通道反應(yīng)器技術(shù)基于*的非金屬耐腐材質(zhì)和的傳熱-傳質(zhì)性能設(shè)計(jì)，可有效強(qiáng)化合成反應(yīng)條件，是對傳統(tǒng)化工小試和中試生產(chǎn)裝備的重大革新，它打開了新時代化學(xué)研發(fā)和生產(chǎn)的窗口。讓化學(xué)反應(yīng)時間從幾小時或幾十小時縮短到幾十秒到幾分鐘，同時解決強(qiáng)腐蝕、易爆、高能耗、高溶劑消耗和高污染排放等諸多難題，這正是微通道反應(yīng)器*的魅力。
　　微通道反應(yīng)器技術(shù)已應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料中間體合成。常見的應(yīng)用領(lǐng)域包括選擇性硝化、漿態(tài)加氫、重氮偶合、磺化、鹵化和氧化等反應(yīng)，以及在材料和催化劑制備中用于納米材料合成、特種試劑制備如格氏試劑和過氧化試劑等。
　　微反應(yīng)器技術(shù)，特別是液相微反應(yīng)器技術(shù)早于上世紀(jì)90年代后期在德國出現(xiàn)。當(dāng)時根據(jù)原子能技術(shù)民用化項(xiàng)目的要求，微型機(jī)械加工技術(shù)以及微通道結(jié)構(gòu)熱交換器被用于處理強(qiáng)放熱和高危險化學(xué)品。德國在1997年開發(fā)成功微米級高硼硅玻璃微通道反應(yīng)器用于偶氮偶合反應(yīng)。
　　微反應(yīng)器技術(shù)很多年來一直徘徊在研發(fā)和科研應(yīng)用階段，停留在“微小”的流體通量水平上，主要用于實(shí)驗(yàn)室小劑量化學(xué)合成路線的研究和篩選。將微反應(yīng)器優(yōu)良的傳質(zhì)和傳熱效能體現(xiàn)在大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化裝置中，一直是該領(lǐng)域的瓶頸。但現(xiàn)在已經(jīng)成為具有生產(chǎn)成本優(yōu)勢的工業(yè)化利器。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在精細(xì)化工反應(yīng)中，大約有20%的反應(yīng)可以通過采用微流體化工技術(shù)，在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。微化工技術(shù)可用于換熱、混合、強(qiáng)放熱反應(yīng)過程，高附加值精細(xì)化學(xué)品、劇毒物質(zhì)、超細(xì)/納米顆粒以及高能zha藥的生產(chǎn)過程。
　　微流體化工技術(shù)涉及物理、化學(xué)、化工、生物、材料、微電子以及微機(jī)械加工等諸多領(lǐng)域，學(xué)科交叉性強(qiáng)，其基本原理是通過特殊設(shè)計(jì)的微結(jié)構(gòu)單元對流經(jīng)的反應(yīng)流體進(jìn)行切割，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)流體見以微米時空尺寸，甚至更小進(jìn)行混合和換熱。與傳統(tǒng)化工技術(shù)相同，微化工技術(shù)也使用反應(yīng)器、混合器、換熱器等單元組件。但同傳統(tǒng)化工工藝相比，微化工工藝微反應(yīng)工藝實(shí)現(xiàn)了對傳質(zhì)傳熱的真正強(qiáng)化，使化學(xué)過程更快的傳質(zhì)傳熱、更好的時空收率、更安全環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)節(jié)能、占地面積小，大大降低投資成本及能耗。技術(shù)優(yōu)勢明顯。
　　微通道反應(yīng)器根據(jù)Lonza對化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)分類（A-C三類，反應(yīng)時間從100ms到10 min），微反應(yīng)器的常規(guī)應(yīng)用準(zhǔn)則如下：
　　A類化學(xué)反應(yīng)（瞬間反應(yīng)），只單獨(dú)使用微結(jié)構(gòu)反應(yīng)元件即可：如微混合器（通常內(nèi)部設(shè)計(jì)有微熱換器），不需要連接管線；
　　B類化學(xué)反應(yīng)（快速反應(yīng)），可將微反應(yīng)器和常規(guī)的流動式反應(yīng)器組合使用：如微混合器加延時管線；
　　C類化學(xué)反應(yīng)（慢反應(yīng)），使用常規(guī)的流動式反應(yīng)器：如管式反應(yīng)器，反應(yīng)器的管徑是階梯式增加，以減少壓降；
　　目前世界范圍資源日趨減少，環(huán)境問題越來越嚴(yán)重的情況下，微流體化工技術(shù)為一些危險、苛刻、環(huán)境影響嚴(yán)重的化工產(chǎn)品提供了一條*安全的綠色化學(xué)工程路線，為未來化工行業(yè)的發(fā)展提供了一條*安全的綠色化學(xué)工程路線，為未來化工行業(yè)的發(fā)展提供了一條有潛在意義的發(fā)展方向。在制藥、精細(xì)化學(xué)品和中間體的合成反應(yīng)中，適于微反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的反應(yīng)過程應(yīng)包含下面的三類。
　　類：瞬間反應(yīng)
　　反應(yīng)半衰期小于1s，這類反應(yīng)主要受微觀混合效果控制，即受傳質(zhì)過程控制，如氯化、硝化、溴化、磺化、氟化、金屬有機(jī)反應(yīng)和生成微-納米顆粒的反應(yīng)]等；由于傳質(zhì)效果較差，故在傳統(tǒng)尺度反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行時，過程難以控制，且產(chǎn)品質(zhì)量較差。
　　第二類：快反應(yīng)
　　反應(yīng)半衰期介于1 s~10 min之間，處于傳質(zhì)過程和本征動力學(xué)共同控制區(qū)域，混合效果對這類反應(yīng)的影響較小、甚至可忽略不計(jì)；但當(dāng)這類反應(yīng)的生成焓較大時，采用常規(guī)尺度反應(yīng)器一般不能及時把熱量移出，易造成局部溫度過高，終導(dǎo)致反應(yīng)過程失控和副反應(yīng)的發(fā)生，使反應(yīng)選擇性和產(chǎn)率降低；而利用微反應(yīng)器的傳熱性能則可以使反應(yīng)在較低溫度梯度下平穩(wěn)進(jìn)行，反應(yīng)過程易控，可提高目的產(chǎn)物的選擇性和產(chǎn)率。
　　第三類：慢反應(yīng)
　　微通道反應(yīng)器反應(yīng)半衰期大于10 min，處于本征動力學(xué)控制區(qū)域，此類反應(yīng)理應(yīng)更適合于間歇或半間歇釜式反應(yīng)器；但對于僅在苛刻反應(yīng)條件下才能發(fā)生的反應(yīng)，如：反應(yīng)在高溫、高壓條件下，反應(yīng)物、產(chǎn)物均為劇毒物質(zhì)或反應(yīng)放熱劇烈的反應(yīng)等，若從生產(chǎn)過程安全角度考慮，則適于在微反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，可極大地提高過程安全性能。