Sélection de microréacteurs

Le microréacteur à écoulement continu est un appareil de réaction continu qui permet d'atteindre un transfert de masse et de chaleur efficace ainsi qu'une sécurité intrinsèque grâce à une conception des canaux d'écoulement étroits. En raison des mises à jour technologiques et développements des dernières années ainsi qu'à l'impulsion donnée par l'État, il est devenu une technologie très attendue et prisée dans le monde entier. Les capacités élevées de transfert de masse et de chaleur des microréacteurs leur permettent de remplacer environ 30 % des réacteurs actuellement utilisés en production, tout en réduisant considérablement la durée des réactions et en augmentant le rendement. Des réactions comme la nitration et la diazotation, longues et à risque élevé dans les réacteurs traditionnels, nécessitent urgemment d'être transférées vers des microréacteurs. La conception spécifique des canaux d'écoulement au niveau micrométrique non seulement garantit un transfert de masse et de chaleur efficace, mais assure également une sécurité intrinsèque de la réaction avec une capacité de rétention liquide aussi faible que quelques litres pour un réacteur individuel. Ainsi, lors de la production réelle, comment devrions-nous choisir le modèle adapté à nos propres besoins ? YHChem vous invite à découvrir le processus de personnalisation du système de microréacteur.

La première étape est la phase de recherche. Durant cette phase, YHChem communiquera avec le client sur les informations et technologies nécessaires pour réaliser le test de faisabilité. Ensuite intervient la phase de développement. Sur la base du test de faisabilité, le procédé est optimisé et le réacteur est conçu. Durant le processus de conception, des informations telles que le type de réaction, les réactifs et les produits constituent des éléments clés dans le choix du microréacteur. La dernière étape est la phase de production. Une fois l'essai de mise en service effectué, toutes les données ont satisfait aux normes exigées. YHChem remettra au client le projet clé en main et assurera la formation correspondante ainsi qu'un service après-vente.

L'étape la plus cruciale parmi celles-ci est la phase de développement. Durant cette étape, l'équipe technique de YHChem réalisera le choix et la conception du microréacteur sur la base des différentes conditions du procédé :

1. Matériau de l'équipement :

• Résistance à la corrosion : l'alliage Hastelloy est préféré pour les réactions fortes en acide/base. Les systèmes de solvants organiques peuvent utiliser de l'acier inoxydable 316L.
• Transmittance lumineuse : les réactions photochimiques nécessitent du verre optique (quartz) ou des fluoropolymères (comme le PFA) ;

Conductivité thermique : les matériaux métalliques conviennent aux réactions très exothermiques, tandis que les matériaux non métalliques (comme le carbure de silicium) sont utilisés dans les cas d'isolation.

2. Taille du canal :

• Niveau micron (10 à 100 μm) : possède une grande surface spécifique, une haute efficacité de transfert de masse et de chaleur, et convient aux réactions rapides telles que la synthèse de nanoparticules. Cependant, il présente une forte résistance à l'écoulement et un risque élevé de bouchage.
• Niveau submillimétrique (100-500 μm) : équilibre entre efficacité et débit, adapté aux réactions homogènes/hétérogènes liquide-liquide (telles que la nitrification partielle, la sulfonation, etc.), la taille des particules devant être contrôlée pour être inférieure au tiers du diamètre intérieur du canal.
• Niveau millimétrique (> 500 μm) : Il présente une faible résistance à l'écoulement et convient aux systèmes contenant des solides (comme l'hydrogénation catalytique, etc.), mais l'efficacité de transfert de masse diminue, et un supplément par structure de mélange statique doit être ajouté.

3. Forme des canaux :

• Canaux de forme cœur : Durant le processus d'écoulement, le fluide est constamment divisé et réorganisé, ce qui permet d'atteindre une diffusion laminaire efficace et convient davantage aux réactions rapides telles que la nitration, la sulfonation et la polymérisation.
• Canal en losange : Il peut intensifier la turbulence du fluide et convient aux matériaux de haute viscosité.
• Canal en T/Y : Adapté aux réactions de préparation des nanoparticules entraînant des précipités.

4. Méthode d'étanchéité :

• Joints : Ils existent en divers matériaux tels que le caoutchouc fluoré, l'éther perfluoré et les composites graphitiques. Une sélection minutieuse est nécessaire en fonction des conditions corrosives ambiantes, de la température, de la pression, etc.

Joint intégré : frittage sans pression, moulage monobloc, adapté aux réactions haute pression, fortement corrosives ou à haute pureté.

Voici quelques étapes importantes du processus de sélection des microréacteurs. Nous espérons que ces informations vous seront utiles. Si vous avez d'autres questions concernant le choix d'un microréacteur, n'hésitez pas à contacter l'équipe technique de YHChem. Nous vous offrirons un service aussi professionnel que possible.