浅谈精细化工中微反应器的应用

史航(辽宁石化职业技术学院，辽宁 锦州 121001)

精细化工作为日常生活的消耗品以及高科技技术产业原料的加工生产工艺环节，具有不可替代的战略地位。微反应器在精细化工的应用可以使得精细化工工艺更精准，工程更可控，产品更优质。甚至是有些精细化工必须依托微反应器才能完成。所以微反应器在精细化学中的应用就显得十分重要。

1 精细化工中微反应器的类型

市面上微反应器的种类很多，但都具有严格的划分规律。比如按精细化工中用途可分为生产用微反应器和实验用微反应器；按照精细化工操作模式可分为连续微反应器、半连续微反应器和间歇微反应器。若按照精细化工中不同相态的反应过程,微反应器又可分为气固相催化微反应器（其中固体做催化剂，两种（或以上）气体混合物是反应物。现阶段这种微反应器种类最多。而较为简单的气固相催化微反应器是应用于壁面固定有催化剂的微通）；液液相微反应器（为了加大在液相反应中液体接触面积和减少扩散距离，使液体充分混合并且阻止副反应，提高选择性而建立的液相细微反应通道）；气液相微反应器（让气体充分扩散到液体中去，增大气液接触面积，并且在整个微通道中保持向外扩散，比传统的气液相反应器更高效）；气液固三相催化微反应器（通常固体做催化剂,气体和液体为反应物或产物。反应中要加大气体在液体中的分散，还要气液固有较大的接触面积，并且保证反应不会逆向发生）。

2 微反应器适用的精细化工反应

微反应器类型很多，应的精细化工反应类型自然也多。市场现有的微反应器主要对于放热剧烈的精细化工反应，如果在反应中不能控制热量的转化，很可能产生副产物，生成物的纯度，而微反应器可以及时在反应通道中导出热量，利于反应正常进行。对于要在高温高压或者会产生危险的精细化工反应中，一旦失控，后果会很严重，甚至影响安全。微反应器可以快速释放热量与压强，而且将反应物量控制到最低，所以在精细化工中会更安全和高效。

在反应物或者产物不稳定的反应中，微反应器具有不可替代的作用，因为它就是新型的催化剂通道。在快速流动的反应通道中，将已经反应完全的产物及时运走，不再参与继续反应，最大程度保证纯度和反应的有效进行。除此之外，微反应器对于在精细化工中要求反应物配比均匀的反应同样高效。又或者是对那些反应物配比要求极为苛刻的反应尤为适用。可以让反应物混合更均匀，配比更精确，产物运出更及时，有效保证反应顺利进行。

3 微反应器在精细化工的应用

3.1 常压低温反应利用微反应器在常温下进行

在许多精细化工还需要低温常压的情况下完成时，微反应器的出现让这部分反应可以在常压常温下进行。例如以dmso将羟基化合物氧化为羰基化合物的反应中，非常容易产生副产物，为了防止副产物过多产出，影响反应的收率，所以该反应必须在零下50摄氏度的环境下进行，如果不依靠微反应器的通道，那么收率会大大降低。而在试验的另一个环己醇氧化试验中，微反应器的应用比传统反应器的应用在收率上要高10个百分点左右。所以可以看出微反应器在精细化工中低温的应用比一般反应器收率更高。

3.2 难控制的精细化工反应在微反应器的应用

对于含羧基的硝化反应中，由于反应放热剧烈，整个反应过程不易被控制，会导致发生脱羧反应（副反应），使得产物的收率不高。为了提高收率，必须控制温度变化，不能造成在局部温度过高，形成无效的“热点”。但温度的控制对于传统反应釜的规模提出严格控制，大小必须做到与反应物匹配。但即便如此，因为反应过程具有其他难以把控的因素，使得反应过程时间较长，且有许多副产物的产生。但是运用微反应器后证明，在控制到一定温度后，可以实现快速反应，但副产物却明显减少。

4 结语

微反应器不仅可以在精细化工中的有机反应中加以利用，其实在无机化学上面也同样适用。例如纳米材料反应，同样在材料配比上具有精确的控制以及具有可控制反应中不可预知的产物，提高反应产物占比，控制副产物的产出以及热量的快速转换。在当今世界竞争日益激烈的环境下，作为民族支柱产业的化工行业应该更积极地探寻有利于精细化工进步的核心技术，而微反应器在精细化工中出色的应用也为精细化工在技术上打开了一个突破口。研究出更好的微反应器并运用到更多的精细化工中，才能使得中国的精细化工技术不断走向尖端，走向国际。

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