微通道反应器在合成工艺改进中的应用研究进展(3)

3 在其他方面的应用

微通道反应器内反应迅速且高产的这一特性，对建立基于快速模拟的高通量化学反应器具有重要意义，同时微通道反应器的高效传热、传质特性，使其与传统反应设备相比，在有不稳定中间体产生的反应中具有明显的优势。此外，将微反应器与分离芯片进行耦合，可实现反应液中Z、E异构体的分离提纯及提高产物的对映选择性，有利于存在异构体副产物生成的合成、分离工艺的改进微通道反应器优良的混合性能，使得该反应器中的一些反应能够在不需要添加溶剂及催化剂的情况下进行，使非均相反应的高效进行成为可能，进而实现了一些非均相反应的优化和条件改进。2017年,在Y型微通道反应器中进行乙醇与脂肪酸的反应，在不添加催化剂、n(乙醇)/n(脂肪酸)=4/1、反应温度为25°C、停留时间为30s的操作条件下,反应转化率接近99.3%。

总结和展望

微通道反应器所具有的优良特性对可持续发展的生产工艺而言，其重要性不言而喻。它能有效减少副产物的生成、降低原料和能源的消耗、增加操作过程的安全性。但是对于微通道反应器进一步的发展而言，依然存在一些急需解决的问题:(1)堵塞问题,有研究者对此提出了相应的解决办法，如采用超声波粉碎固体物料而保持管道畅通、改变固体催化剂的引人方式及管道的连接方式、流体的进口流速及入口角度等方式消除堵塞，但这些方法的可行性，仍需进一步研究，如固载催化剂经长时间使用会出现粉化、脱落和催化性能下降的现象，而催化剂更换的难度较大;(2)材料问题，现有材料存在的兼容性、密封性等问题需要进一步提高加工技术，以增加材料的兼容性，或者寻找能用于代替的、性能更好的新型材料;(3)检测问题，为了充分利用微通道反应器在工艺改进中的优势，需要对反应参数和反应过程进行实时的监测。然而，直接光谱法、色谱法或质谱法对微通道反应器中反应过程的检测应用是有限的，目前主要是对出口物料的检测此外，如果微通道反应工艺改变了加料的顺序，那么原反应的机理也有可能会发生改变，所以，微反应器中相应的反应机理仍需进一步研究。

为了获得更高的产率和选择性，需要对通道的结构和尺寸分布等进行更多的研究工作。为了实现实时、在线监测，需要不断完善传感控制系统，还要加强微通道内堵塞形成及消除方面的研究，使微通道反应器不再局限于气、液相的反应，而实现真正的高效多相反应过程。随着对结构、检测及加工技术的不断探索，微通道反应器将适用于改善更多的工艺条件。

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