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使用微通道反应器是缩短反应时间的必要方法之一
发布时间:2018-08-13   点击次数:196次
微通道反应器可以显著提高物料的传质传热效果,缩短反应时间,提高产品收率,而且安全、节能、环保,因而在化工、医药、染料及农药等行业都受到了广泛关注。
但是在很多反应过程中,我们不能任意提高反应温度,一方面温度过高有可能导致结焦等副反应的发生,另一方面则主要受制于传统反应釜糟糕的传热效果。化学反应往往伴随着剧烈的热效应,对于放热反应,反应速率越快,放热也就越剧烈,而工业反应釜有限的换热面积满足不了反应的换热需求,为避免飞温,只能通过降低反应温度、牺牲反应速率来实现对温度的有效控制,然后通过延长反应时间来达到充分反应的目的。这就是为什么很多低温有机金属反应要在-20℃甚至-40℃的条件下进行,以及为什么大部分硝化反应都要通过滴加原料的方式进行。
然而,微通道反应器是有效缩短反应时间的方法之一。
但在间歇反应釜中,有时候却会选择相对较低的反应物浓度,主要是从微通道反应器以下几个方面考虑:
(1)控制反应速率。如前所述,在间歇反应中,有时候因换热跟不上或者搅拌不均匀,容易造成局部过热,从而发生结焦或其他副反应,影响产品选择性和收率。这时,采用较低的反应物浓度就是比较明智的选择,但相应地也要付出反应时间长的代价。
(2)避免发生二次反应。除了结焦,较高的反应物浓度还容易导致二次反应的发生,比如过硝化、过氧化等等,为避免非目的产物的生成,往往也需要对反应物的浓度进行调整。
(3)利用溶剂换热。有些溶剂除了对反应物起到分散作用,本身也具有良好的吸热能力,因此是很好的换热介质,比如浓硫酸在硝化反应中就常常同时起到催化剂和换热介质的作用,这时也会加大溶剂的量,从而降低反应物的浓度。
反应时间不够,而应从宏观的角度整体把握,在了解整个反应的脉络和各个影响因素之间的关系后,有的放矢,通过提高反应温度、提高反应物浓度、降低物料流量或者增加盘管或反应片等多种方式来解决。

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