Selectie van microreactoren

De continue stromingsmicroreactor is een continu reactieapparaat dat efficiënte mass- en warmteoverdracht en intrinsieke veiligheid bereikt via een smalle stroomkanaalontwerp. Door de technologische updates en ontwikkelingen van de afgelopen jaren en de impuls van de overheid, is het wereldwijd een zeer veelbelovende hot technology geworden. De zeer efficiënte mass- en warmteoverdrachtsmogelijkheden van microreactoren stellen hen in staat om ongeveer 30% van de momenteel in productie gebruikte reactoren te vervangen, en kunnen de reactietijd aanzienlijk verkorten en de reactie-opbrengst verhogen. Reacties zoals nitrificatie en diazotisatie, die in traditionele reactoren lang duren en gepaard gaan met hoge risico's, moeten dringend worden omgezet naar microreactoren. Het speciale stroomkanaalontwerp op micrometer-niveau zorgt niet alleen voor efficiënte mass- en warmteoverdracht, maar ook voor intrinsieke reactieve veiligheid met een vloeistofcapaciteit van slechts enkele liters per reactor. Dus hoe kiezen we in de praktijk de juiste model op basis van onze eigen behoeften? YHChem neemt u mee om het customizatieproces van het microreactorsysteem te bekijken.

De eerste fase is de onderzoeksfase. Tijdens deze fase communiceert YHChem met de klant over informatie en technologie om de haalbaarheidstest te voltooien. Vervolgens komt de ontwikkelingsfase. Op basis van de haalbaarheidstest wordt het proces geoptimaliseerd en de reactor ontworpen. Tijdens het ontwerpproces zijn gegevens zoals reactietype, reagentia en producten cruciaal voor de keuze van de microreactor. De laatste fase is de productiefase. Na de opstartproef voldoen alle gegevens aan de normen. YHChem levert het turnkey-project aan de klant en verzorgt de relevante training en after-sales service.

De belangrijkste fase is de ontwikkelingsfase. Tijdens deze fase voert het technische team van YHChem de keuze en het ontwerp van de microreactor uit op basis van diverse procescondities:

1. Uitrustingmateriaal:

• Corrosiebestendigheid: Hastelloy wordt verkozen voor sterke zuur/base reacties. Organische oplosmiddelsystemen kunnen 316L roestvrij staal gebruiken.
• Lichtdoorlatendheid: Fotchemische reacties vereisen optisch glas (kwarts) of fluorpolymere materialen (zoals PFA);

Thermische geleidbaarheid: Metalen materialen zijn geschikt voor sterk exotherme reacties, terwijl niet-metalen materialen (zoals siliciumcarbide) worden gebruikt in isolerende toepassingen.

2. Kanaalgrootte:

• Microniveau (10 tot 100 μm): Heeft een groot specifiek oppervlak, hoge massaverhouding en warmtetransferefficiëntie, en is geschikt voor snelle reacties zoals nanodeeltjessynthese. Echter, het heeft een hoge stromingsweerstand en een hoog risico op verstopping.
• Submillimeter niveau (100-500 μm): Balans tussen efficiëntie en flux, geschikt voor vloeistof-vloeistof homogene/heterogene reacties (zoals gedeeltelijke nitrificatie, sulfonering, enz.), waarbij de deeltjesgrootte kleiner moet zijn dan een derde van de binnendiameter van het kanaal.
• Millimeter niveau (>500 μm): Het heeft een lage stromingsweerstand en is geschikt voor systemen met vaste stoffen (zoals katalytische hydrogenering, enz.), maar de massatransferefficiëntie neemt af en er moet een statische mengstructuurcompensatie worden toegevoegd.

3. Kanaalvorm:

• Hartvormige stromingskanalen: Tijdens het stromingsproces wordt het materiaal herhaaldelijk verdeeld en geherstructureerd, wat efficiënte laminaire diffusie mogelijk maakt en beter geschikt is voor snelle reacties zoals nitratie, sulfonering en polymerisatie.
• Ruitvormig kanaal: Het kan de turbulentie-intensiteit van de vloeistof verhogen en is geschikt voor materialen met hoge viscositeit.
• T/Y-kanaal: Geschikt voor de bereidingsreactie van nanodeeltjes die neerslag vormen.

4. Sealmethode:

• Dichtringen: Er zijn diverse materialen beschikbaar, zoals fluororubber, perfluorether en grafietcomposieten. Zorgvuldige selectie op basis van omgevingscorrosiecondities, temperatuur, druk, enz. is vereist.

Geïntegreerde sealing: drukvrije sintering, eenstuksmolding, geschikt voor reacties onder hoge druk, hoogcorrosieve of hoogzuivere omstandigheden.

Bovenstaand zijn enkele belangrijke stappen in het selectieproces van microreactoren. We hopen dat onze tips nuttig voor u zijn. Mocht u nog andere vragen hebben over de keuze, aarzel dan niet om contact op te nemen met het technische team van YHChem. Wij bieden u de meest betrouwbare service.