微反应器研究最新进展

微化工系统是实现化工过程绿色、安全、高效的重要方法,微反应器作为微化工系统的核心已经成为科学研究的热点之一.近年来,随着微尺度下"三传一反"研究的进展,微尺度流体的性能得到了深入揭示,微反应器技术也被广泛应用于科学研究和工业生产领域.本文以液相微反应器性能和应用为中心,重点讨论微反应器研究的最新进展.     

微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究进展

微化工系统是化学工程学科的研究热点之一,鉴于其良好的传递和反应特性,在多相反应和分离过程中受到了广泛的关注。目前关于微化工系统的研究主要集中在新型微分散技术、微介观尺度混合、多相传递性能以及反应过程调控等方面,近年来取得了显著的进展。本文主要针对微化工系统研究中的关键科学问题进行综述,探讨微化工系统的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。     

微通道反应器在有机合成中的应用研究

微通道反应器是一类具有极高的传质和传热效率的新型反应器,具有许多常规反应器无法比拟的优势,近年来已被广泛应用于科学研究和化工生产等领域。综述了微通道反应器的优点及其在均相反应、非均相反应、生物有机反应、气-液两相反应、液-液两相反应、气-液-固三相反应等方面的应用研究。微通道反应器在化学与化工行业具有巨大的开发潜力和广泛的应用前景。     

微反应器内的有机合成前沿进展

微反应器一般是指特征尺寸为微米至百微米级的微型反应器,是微化工系统的核心设备之一。与传统的釜式反应器相比,微反应器在危险或易燃易爆产品的合成过程及快反应过程中体现出独特优势。凭借其优异的传热传质性能,微反应器技术使这些危险化工过程变得更精准、更高效、更安全,具有重要的工业应用价值,也是化工领域的重点发展方向之一。本文主要介绍了近年来微反应器技术在医药、农药、染颜料合成等精细化工领域的进展,重点综述了在霍夫曼重排、环加成、重氮化和偶合、烷基化、氮氧化等典型“强放热快反应”有机合成方向的研究进展,并展望了其发展前景。     

微反应器内的有机合成前沿进展

微反应器一般是指特征尺寸为微米至百微米级的微型反应器,是微化工系统的核心设备之一。与传统的釜式反应器相比,微反应器在危险或易燃易爆产品的合成过程及快反应过程中体现出独特优势。凭借其优异的传热传质性能,微反应器技术使这些危险化工过程变得更精准、更高效、更安全,具有重要的工业应用价值,也是化工领域的重点发展方向之一。本文主要介绍了近年来微反应器技术在医药、农药、染颜料合成等精细化工领域的进展,重点综述了在霍夫曼重排、环加成、重氮化和偶合、烷基化、氮氧化等典型“强放热快反应”有机合成方向的研究进展,并展望了其发展前景。     

《化学反应工程》的多媒体教学改革

《化学反应工程》主要依据化工过程中的化学反应与反应过程中的动量、热量和质量传递来讲授反应动力学并对反应器进行设计与分析。揭示反应动力学的基本知识、流动反应系统的流动模型、非均相反应过程的传递理论、典型反应     

多相反应体系的微界面强化简述

加氢、氧化等气液慢反应过程广泛存在于现代过程工业之中,这些反应过程一般受传质速率控制。因此,对这类多相反应体系的传质强化一直是研究热点之一。但总体而言,除外场和微通道（微流控）强化等一类强化反应器外,以往的研究大多集中于界面尺度为毫-厘米级的传统反应器的搅拌与混合方式、气泡分布状态、流体流型、构效关系等方面,而鲜有将研究视角投放到传统以米为直径计量单位的反应器平台上如何构建尺度为微米级的界面体系及其特殊效应方面。探讨了多相反应体系的微界面反应强化理念,并简述了微界面的涵义、微界面反应强化与构效调控方法、微界面反应器的结构与形成原理、微界面体系的微颗粒测试与相界面表征技术、微界面反应强化面临的问题与挑战等,以与本领域同行共同研讨。     

连续微反应加氢技术在有机合成中的研究进展

加氢反应是有机合成中很常见的一种反应类型,采用常规的间歇加氢釜具有反应效率低、操作烦琐和安全性差等问题。而连续加氢微反应器进行非均相催化加氢反应能提供更高的传质性能,催化剂的回收利用与产物的纯化也更为方便,能极大地提高生产效率,减少贵金属催化剂的损失。因为这些优点,连续微反应加氢技术得到了越来越多的关注。本文阐述了连续微反应加氢技术中常用的微反应器与固体金属催化剂类型,以及不同官能团非均相高效催化加氢的研究进展,在此基础,对该技术在精细化工领域的应用进行了展望。连续微反应加氢技术使得加氢过程可以在更安全、更高效、更环保的条件下完成,具有很高的工业应用价值,是未来化学化工领域重点发展的方向之一。     

微反应器在化学化工领域中的应用

微反应器是微型化学反应系统,具有换热和传质效率高、严格控制反应时间、易于放大、安全性能好等特点。和传统搅拌反应器相比,这些特点使得微反应器在缩短反应时间、大幅度提高化学反应的转化率和产品收率等方面展现出一定的优势。但微反应器也存在易堵塞,催化剂负载、微通道的设计与制造难度大等问题。本文介绍了近年来快速发展的微反应器技术,回顾了微反应器的特点,重点探讨微反应器在化学化工领域的应用以及微反应器在精细化工和制药工业、生物化工领域的应用实例,讨论了微反应器目前存在的诸多挑战。微反应器目前是化学和化工学科的前沿和热点方向,分析表明微反应器仍然有很大的发展空间,有潜力改变化学化工前景。提出应进一步深入系统地认识微反应器内化学反应以及微通道设计的基本规律和机理,将微反应器技术引入更广泛的反应体系中,加强微反应器的集成化水平。     

微反应器制备催化材料的研究进展及展望

近年来,微化工技术作为化学合成中的一个新兴领域、过程强化的有效手段,引起了人们的广泛关注。微反应器在微尺度通道下具有高比表面积/体积比、优良的传质传热性能,能够实现反应物的快速混合,对反应过程实现精确控制。概述了微通道反应器的特点。总结了近年来部分类型微反应器在制备催化材料方面的研究进展,包括撞击流微反应器、膜分散微反应器、微孔管式微反应器。同时参照微反应器近年来在工业生产中的应用实例,提出了结合计算机模拟系统,设计高效、稳定、低成本、多功能的连续流微反应器将是开发新型高性能催化材料及其工业化应用的重要保障。     

微反应器技术在Fischer-Tropsch合成中的应用进展

微反应器可以通过改善传质和传热而强化反应过程,为Fischer-Tropsch 合成技术的发展提供了新的机遇。 本文简要回顾了微反应器的研究及发展过程,从微反应器的本质特点着手,介绍了微反应器技术在 Fischer-Tropsch 合成中的应用进展。Fischer-Tropsch 合成微反应器结构经历了从单通道、多通道、复合通道结构 的研究过程,催化剂也开发有填充型和涂覆型两类。根据微反应器的特点,催化剂开发也取得了显著进步,与 传统催化剂相比,微通道催化剂的活性可以达到固定床的8～10 倍。反应器模型和数值模拟工作可以辅助实验 研究,提供温度、浓度、压力等分布参数,有利于反应器设计。最后介绍了目前微反应器Fischer-Tropsch 合成 技术的中试及工业应用情况。通过对上述内容的总结,对微反应器Fischer-Tropsch 合成研究和发展进行了展望。     

化工过程强化的研究进展

化工过程强化是实现可持续发展的重点项目之一,本文分别介绍了化工过程强化的技术,包括膜技术、非传统过程、脉动燃烧干燥技术、连续床色谱技术、整体催化技术和信息技术;化工过程强化的设备,主要有超重力旋转填料床、多功能反应器、静态混合反应器、微反应器和膜反应器等;以及化工过程强化目前存在的一些问题。     

微化工技术

微化工技术是20世纪90年代初顺应可持续发展与高技术发展的需要而兴起的一门新的学科,它着重研究时空特征尺度在数百微米和数百毫秒以内的微型设备和并行分布系统中的过程特征和规律.微化工系统通常包括了微热系统、微反应系统、微分离系统和微分析系统.微型设备的面积体积比很大,表面作用增强,传递作用比在常规尺度的设备中提高了2～3个数量级.本文就微化工技术的发展历史、基本特征、研究内容以及发展方向做一简单的介绍.     

微/纳反应器的研究现状及发展前景

微化工系统已经成为解决许多高新技术领域的化工过程问题的关键,而微反应器作为微化工系统的核心已经成为研究的热点之一。本文着重分析了微反应器的概念、分类及其性能优势,总结出近年来国内外微反应器的研究发展情况和存在的问题,并对发展前景进行了展望。     

旋流技术在强化多相流反应过程中的应用

介绍了多相流反应过程及其本质以及多相流反应过程强化的方法,分析讨论了旋流器内的流动特征和气液反应动力学,指出了多相流反应过程旋流强化的应用前景.     

连续流微反应技术在药物合成中的应用研究进展

基于微反应器的连续流微反应技术在化学制药行业还是相对较新的概念，相比于传统釜式合成方式，该反应技术具有传质传热效率高、本质安全、过程重复性好、产品质量稳定、连续自动化操作和时空效率高等诸多优势，其用于化学药物合成中的研究越来越多。本文综述了近年来连续流微反应技术在实现从起始原料到终端原料药或制剂的“端-到-端”连续合成制备方面的研究进展，以典型案例分析的方式具体阐明了它的技术优势和重要意义，分析总结了其应用于化学药物合成目前所存在的问题。总体来说，化学药物合成的工艺路线较长，各步反应间常存在体系兼容性、溶剂置换、分离纯化和加料顺序等方面的问题，造成各单步合成转化之间的工艺衔接和耦合后处理步骤是“端-到-端”多步连续流微反应技术的难点和挑战，亟待进一步发展。同时指出发展能与微反应器有效耦合的工艺衔接及后处理技术与装备将逐步成为该领域的研究热点。     

玻璃表面化学增强技术

玻璃的理论强度很高,但由于原料组成、熔化、成形和退火等各工艺过程的影响,玻璃的实际强度比理论值要低很多。采用表面化学增强技术,能够降低玻璃的表面缺陷,提升玻璃的力学强度、表面硬度、耐划伤等性能。玻璃表面化学增强技术有离子交换法、表面化学抛光、脱碱增强法、表面涂层增强、表面微晶化增强技术等方法,通过对上述方法的研究和对比分析,每种方法都有各自相应的特点和应用范围,这些方法拓宽了玻璃表面化学增强技术的研究和发展。     

多相流流化床换热器研究进展

蒸发沸腾换热是化工、轻工、能源、动力等行业生产过程中的关键技术,而蒸发沸腾换热器侧壁面结垢是一个长期困扰急待解决的难题。本文介绍了将流化床技术与换热、蒸发、沸腾过程相结合开发出的多相流化床蒸发器的研究进展,如液-固流化床、汽-液-固三相流蒸发沸腾换热技术和汽-液-固三相循环流化床蒸发器技术。该技术解决了蒸发器和再沸器的结垢问题。     

Microreactor technology and process miniaturization for catalytic reactions—A perspective on recent developments and emerging technologies

Recent developments in microreactor technology (MRT) are reviewed within the context of discovery, development and commercialization of catalytic systems. Emerging trends and drivers for development of pilot plants and scale-up methods for the next generation of multiphase catalytic processes are presented. Developments in microreactor scale-out, materials of construction, fabrication techniques, and the potential effect of materials of construction on performance are highlighted. Key issues that impact the adoption and implementation of MRT for research, development, and small-scale commercial applications, including safety, potential performance enhancement, environmental impact, distributed production, scale-up, and computer-aided design tools are also analyzed. The role of MRT in portable power systems is given as an example of a potential commercial application.