Выбор микро-реакторов

Микрореактор непрерывного потока представляет собой устройство непрерывной реакции, которое обеспечивает эффективный массо- и теплообмен и внутреннюю безопасность за счет конструкции узкого канала потока. Благодаря технологическим обновлениям и разработкам последних лет, а также поддержке государства, он стал очень востребованной передовой технологией во всем мире. Высокая эффективность массо- и теплообмена позволяет микрореакторам заменить около 30% используемых в производстве реакторов, значительно сократить время реакции и увеличить выход реакции. Реакции, такие как нитрование и диазотирование, которые занимают много времени и связаны с высоким риском в традиционных реакторах, требуют перевода на микрореакторы. Специальная конструкция каналов на уровне микрометров не только обеспечивает эффективный массо- и теплообмен, но и достигает внутренней безопасности реакции при объеме жидкости всего в несколько литров для одного реактора. Таким образом, на практике производства, как нам выбрать модель, исходя из собственных потребностей? YHChem познакомит вас с процессом индивидуальной настройки системы микрореакторов.

Первый этап — это исследовательская фаза. На этом этапе YHChem будет взаимодействовать с клиентом по вопросам информации и технологий для завершения испытаний на осуществимость. Затем следует этап разработки. На основе испытаний на осуществимость процесс оптимизируется и проектируется реактор. В процессе проектирования такая информация, как тип реакции, реагенты и продукты, является ключевой при выборе микрореактора. Последний этап — это производственная фаза. После пробного запуска все данные соответствуют стандартам. YHChem передаст клиенту проект «под ключ» и обеспечит надлежащее обучение и послепродажное обслуживание.

Самый важный этап — это этап разработки. На этом этапе техническая команда YHChem выполнит выбор и проектирование микрореактора на основе различных условий процесса:

1. Материал оборудования:

• Стойкость к коррозии: для реакций с сильными кислотами/щелочами предпочтительнее использовать хастеллой. В системах органических растворителей можно применять нержавеющую сталь 316L.
• Пропускание света: для фотохимических реакций требуются оптическое стекло (кварц) или фторполимеры (например, PFA);

Теплопроводность: металлические материалы подходят для сильно экзотермических реакций, а неметаллические материалы (например, карбид кремния) применяются в изоляционных условиях.

2. Размер канала:

• Микронный уровень (от 10 до 100 мкм): обладает большой удельной поверхностью, высокой эффективностью массо- и теплообмена, подходит для быстрых реакций, таких как синтез наночастиц. Однако имеет высокое гидравлическое сопротивление и высокий риск засоров.
• Субмиллиметровый уровень (от 100 до 500 мкм): обеспечивает баланс между эффективностью и потоком, подходит для гомогенных/гетерогенных жидко-жидкостных реакций (например, частичное нитрование, сульфирование и т. д.), размер частиц необходимо контролировать так, чтобы он был меньше одной трети внутреннего диаметра канала.
• Миллиметровый уровень (>500 мкм): Обладает низким сопротивлением потоку и подходит для систем, содержащих твердые частицы (например, каталитическое гидрирование и т. д.), однако эффективность массопередачи снижается, поэтому необходимо добавлять структуру компенсации статического смешивания.

3. Форма канала:

• Сердцевидные каналы: В процессе течения материал многократно разделяется и перераспределяется, что позволяет достичь эффективной ламинарной диффузии и более подходящим образом применять их для быстрых реакций, таких как нитрование, сульфирование и полимеризация.
• Ромбовидный канал: Усиливает интенсивность турбулентности жидкости и подходит для высоковязких материалов.
• Т- или Y-образный канал: Подходит для реакции получения наночастиц, при которой образуется осадок.

4. Метод уплотнения:

• Уплотнения: Существует множество материалов, таких как фторкаучук, перфторэфир и графитовые композиты. Выбор должен осуществляться с учетом условий коррозионной среды, температуры, давления и других факторов.

Интегральная герметизация: спекание без давления, формование за один проход, подходит для реакций при высоком давлении, сильной коррозии или высокой чистоте.

Выше приведены некоторые важные этапы процесса выбора микрореакторов. Надеемся, что наша информация окажется вам полезной. Если у вас есть дополнительные вопросы по выбору оборудования, пожалуйста, свяжитесь с технической командой YHChem. Мы предоставим вам самую добросовестную поддержку.