微反应器介绍及其研究进展

化工学术讲座课程论文

题目微反应器介绍及其研究进展

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定稿日期：2015 年12 月20 日

微反应器介绍及其研究进展

摘要：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。本文系统介绍了微反应器的结构特点、性能优势、研究进展，进而分析了微反应器的发展方向。

关键字：微反应器；微反应技术

1 引言

进入21世纪，化工过程向着更为绿色、安全、高效的方向发展，而新工艺、新设备、新技术的开发对于化工过程的进步是十分重要的。在这样的背景下，微化工系统的出现吸引了研究者和生产者的极大关注。微化工系统并非简单的微小型化工系统，而是指带有微反应或微分离单元的新型化工系统。在微化工系统中，微反应器是重要的核心之一。

“微反应器(microreactor)” 最初是指一种用于催化剂评价和动力学研究的小型管式反应器，其尺寸约为10 mm。随着本来发展用于电路集成的微制造技术逐渐推广应用于各种化学领域，前缀“micro”含义发生变化，专门修饰用微加工技术制造的化学系统。此时的“微反应器”是指用微加工技术制造的一种新型的微型化的化学反应器，但由小型化到微型化并不仅仅是尺寸上的变化，更重要的是它具有一系列新特性，随着微加工技术在化学领域的推广应用而发展并为人所重视。

现在所说的微反应器一般是指通过微加工技术制造的带有微结构的反应设备，微反应器内的流体通道或者分散尺度在微米量级[1]，而微反应器的处理量则依据其应用目的的不同达到从数微升/分钟到数万立方米/年的规模。近年来与微反应器相关的流动、混合、反应等方向的研究工作发展十分迅速，带动了微反应器技术的快速发展。

微反应器内流体的存在状态不同于传统的反应器，其内部流体的流动或分散尺度在1μm到1mm之间，这种流体被称为微流体。微流体相对于常规尺度的流体具有一定的特殊性, 主要体现在流体力学规律的变化、传递过程的强化、固有的安全性以及良好的可控性等。目前，微反应器已经被广泛应用于化学、化工、

生物、材料等诸多领域的研究和生产过程中，体现出了良好的发展前景。

2 微反应器的类型

按照不同的分类方法，微反应器有多种类型。既可以借鉴传统反应器的分类标准，对微反应器进行分类归纳，也可以根据微反应的结构进行分类。首先，按微反应器的操作模式可分为连续微反应器、半连续微反应器和间歇微反应器。其次，按微反应器的用途又可分为生产用微反应器和实验用微反应器两大类。若从化学反应工程的角度，微反应器可分为气固相催化微反应器、液液相微反应器、气液相微反应器和气液固三相催化微反应器等[2]。

微反应器是具有特定微结构的反应设备，微结构是微反应器的核心。根据目前的微反应器研究情况，按照微结构种类的不同进行分类，典型的微反应器有：微通道反应器、毛细管微反应器、降膜式微反应器、多股并流式微反应器、微孔阵列和膜分散式微反应器以及外场强化式微反应器等。

微通道反应器是最广泛使用的微反应器，通过光刻、蚀刻和机械加工的方法可以方便地在硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷（PDMS）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等材料上制作尺寸各异的微通道。根据流体的加入方式不同，微通道反应器又分T型、水力学聚焦、同轴环管和几何结构破碎等多种类型。

毛细管微反应器是一种与微通道非常类似的反应器，利用毛细管内径的变化可以调控流体的流动和分散尺度，而毛细管的使用使得这种反应器的加工成本更为低廉，与方形的微通道不同的是毛细管通道截面为圆形，此外毛细管微反应器还可以在不影响流动的情况下，通过调整毛细管长度调整反应物的停留时间。

图1 基于不同微结构的微反应器示意图

降膜式微反应器和多股并流式微反应器是Hessel等[3]课题组开发2种大通量型的微反应器，与微通道反应器不同的是，这2种反应器本身的体积并不是微米级的。降膜式微反应器利用流体在重力作用下在与其浸润的材料上可以形成微米级液膜的原理，在一个宏观尺寸的降膜板上获得了微米级的流动尺度。多股并流式微反应器则利用指状交叉的微结构将流体分割成微米级的薄片后再混合在一起，从而获得微米级的分散和混合尺度。

微孔阵列和膜分散式微反应器是一种结构简单并且成本低的大通量型微反应器，这种反应器是在一个常规尺度混合通道内集成了众多微孔结构的反应器，因此这种反应器可以在一定程度上看成T 型微通道的放大。外场强化式的微反应器在几何结构上可以是以上的任意一种，但是在外场的作用下微反应器内的反应和分离过程可以进一步得到强化，目前主要采用的外场有电场、光照等。

除了以上几种微反应器之外，目前开发出的微反应器还有很多，在微加工技术的促进下，微反应器的设计和制作可以方便地完成，有些已经实现了商业化生产。然而，目前对于微反应器的研究仍处于起步阶段，目前的微反应器还不能完全适用于所有的反应过程，对适应科学研究和生产过程要求的新型微反应器的深入开发仍然十分必要。

3 微反应器的特征[4-5]

3.1 微反应器的几何特性

微反应器具有与大反应器完全不同的几何特性：狭窄规整的微通道、非常小的反应空间和非常大的比表面积。微反应器及其他微通道设备的通道特征尺寸（当量直径）数量级是微米级（10-6-10-3 m）。如由卡尔斯鲁尔研究中心制作的微换热器，其通道截面积为100μm ×70μm，外形体积为1cm3，比表面积高达26200 m2 /m3，而典型的实验装置和生产装置分别不超过1000 m2 /m3和100 m2 /m3。3.2 微反应器内流体的传递特性和宏观流动特性

微反应器的微型化并不仅仅是尺寸上的变化，更重要的是其几何特性决定了微反应器内流体的传递特性和宏观流动特性，并进而导致它具有温度控制好、反应器体积小、转化率和收率高及安全性能好等一系列超越传统反应器的独特的优越性，在化学合成、化学动力学研究和工艺开发等领域具有广阔的应用前景。

3.2.1 传热特性

微反应器狭窄的通道增加了温度梯度，再加上微反应器的比表面积非常大，大大强化了微反应器的传热能力。在微换热器中，传热系数可达25000W/（m2·K），比传统换热器的传热系数值至少大一个数量级。

3.2.2 传质特性

微反应器狭窄的通道，缩短了质量传递的距离和时间。对于微混合反应器来说，传递时间和传递距离的关系可以用下式描述：

t min ∝I2/D

式中，t min是达到完全混合所需的时间，I是传递距离，D 是扩散系数。因此，混合时间与传递距离的二次方成正比。这就意味着减小通道尺寸将大大缩短扩散时间。静态微混合器通过将流体反复分割和合并，使分子扩散距离减小，反应物在毫秒级范围内即可达到径向完全混合。

3.2.3动量传递特性

由于微反应器微通道当量直径的数量级为微米（10-6m），而在工业生产中管道内流体边界层厚度的数量级通常为10-3m。当流体分别流经当量直径为50μm 的微通道和直径为50mm 的管道，在流速相同的情况下，微通道内的流体流动雷诺值非常小，通常为几百到几十之间，甚至更小，黏滞力相对于惯性力而言较大。微通道内的流体流型为层流，反应物的混合只能通过扩散完成。

3.2.4宏观流动特性

微通道内的流体流型为层流，必然导致流体速度在径向上分布不均匀。从微观角度看，流体微元在微通道内轴向存在着返混现象，但由于微反应器的微通道非常狭窄，就单个微通道而言，其轴径比一般远大于100，从宏观上仍可视作平推流流动模型，流体流动的返混现象可以忽略。

4 微反应器的优点

微反应器的几何特性、传递特性和宏观流动特性决定了它在特定化学和化工领域的应用，有着大反应器无法比拟的优越性，主要表现在以下几个方面。

4.1 温度控制

由于微反应器的传热系数非常大，可达25kW/（m2·K）。即使是反应速率非常快，放热效应非常强的化学反应，在微反应器中也能在近乎等温的条件下进行，从而避免了热点现象，并能控制强放热反应的点火和熄灭，使反应在传统反

应器无法达到的温度范围内操作。这对于涉及中间产物和热不稳定产物的部分反应具有重大意义。由于微通道反应器传热性质非常好、热容量小及反应时间非常短，对温度分布变化可以作瞬时的响应，非常有利于温度控制。

4.2反应器体积

对于非零级反应（自动催化除外）当物料处理量一样，起始及最终转化率都相同时，全混反应器所需的体积大于平推流反应器，而微反应器中的微通道几乎完全符合平推流模型；微反应器的传质特性使得反应物在微反应器中能在毫秒级范围内完全混合，从而大大加速了传质控制化学反应的速率。所以对于传质控制等类型的化学反应使用微反应器可以在维持产量不变的情况下，使反应器总体积大大减小[6]。

4.3 转化率和收率

微反应器能提高化学反应的转化率和收率，如巴斯夫公司在微反应器中合成维生素前体时收率由25% 提高到80%～85%，对大部分化学反应而言，提高收率的因素是多方面的，如：对于部分氧化反应微反应器能大大缩短反应物的停留时间，从而大幅度减少了深度氧化的副产物；对于有最佳停留时间以获得最高收率的化学反应，由微反应器的活塞流特性能够很精确的计算出最佳停留时间；而对于强放热反应，微反应器的传热特性使得反应能够及时转移热量，从而减少副反应，提高反应物的选择性。

4 .4 安全性能

由于微反应器的反应体积小，传质传热速率快，能及时移走强放热化学反应产生的大量热量，从而避免宏观反应器中常见的“飞温”现象；对于易发生爆炸的化学反应，由于微反应器的通道尺寸数量级通常在微米级范围内，能有效地阻断链式反应，使这一类反应能在爆炸极限内稳定地进行。最近的研究表明，甚至H2 和O2反应都能在微反应器内安全地进行。对于反应物、反应中间产品或反应产物有毒有害的化学反应，由于微反应器数量众多，即使发生泄漏也只是少部分微反应器，而单个微反应器的体积非常小，泄漏量非常小，不会对周围环境和人体健康造成危害，并且能在其他微反应器继续生产时予以更换。由微反应器等微型设备组成的微化学工厂能按时按地按需进行生产，从而克服运输和贮存大批有害物质的安全难题。

4.5放大问题

从本质来说反应器的微型化和反应器放大属于同一范畴，两者都是尺度比例的变化。反应器的微型化使得传统反应器的放大难题迎刃而解。微通道的规整性使得对微反应器的分析和模拟较传统的反应器简单易行，在扩大生产时不再需要对反应器进行尺度放大，只需并行增加微反应器的数量，即所谓的“数增放大”（Numbering up）。

在对整个反应系统进行优化时，只需对单个微反应器进行模拟和分析。这使得在反应器的开发过程中，不需要制造昂贵的中试设备，而且节省了中试时间，缩短了开发周期。“数增放大”还能显著改善企业的经营模式。在传统的经营模式下，企业通过放大原有生产设备，以获得更低的生产成本或满足市场增加的需求。一旦市场需求量减小，便造成生产能力过剩，产品库存增加。而采用微反应器等微型设备后，能通过“数增放大”去增加或减少产量，并可以做到按时按地按需生产。

5 微反应的研究与应用

微反应器具有比常规反应设备更为突出的性能，因此微反应器也被广泛应用于化学、化工、生物、材料等诸多领域。

作为一种具有良好性能的反应设备，微反应器在化学、生物等基础科学研究中成为良好的研究工具。首先，微反应器内反应体积小，混合迅速且具有快速稳定的特点, 因此利用微反应器可以减少反应物或催化剂的消耗，特别是对于需要昂贵药品的实验，利用微反应器可以有效降低实验成本, 提高实验效率。例如，可以在微反应器内快速进行大量的组合化学实验；而对于具有一定危险性的实验来说，利用微反应器又可以减少危险药品的使用，提高实验过程的安全性。Kohler J M等就利用T 型微反应器成功研究了以发烟硫酸为反应物的SINA 预混合反应，和传统的实验设备相比利用微反应器单次实验发烟硫酸的消耗量仅为传统搅拌设备的1/ 7[7]。其次，利用微反应器内混合迅速和反应时间易于控制的特点, 在微反应器内可以方便地进行动力学测量实验。例如，Ismagilov[8]的课题组在微反应器内研究了酶反应的反应动力学，他们利用荧光技术对不同反应时间下的反应产物进行浓度标定，在一个微通道内获得了不同反应时间下的浓度信息，从而方便地测量反应的动力学。再次，借助微反应器温度易于控制的特点，利用微反应

器可以方便地调控反应温度，甚至于在短时间内完成反应体系的升温降温过程, 因此微反应器已被成功开发为一种高效的PCR设备，用于DNA 的分析。

在化工、材料、制药等重要的应用研究领域，微反应器则是提高反应产物质量和提高过程效率的重要手段。借助微反应器良好的混合和传热性能，微反应器可以有效地控制反应物的混合状态和反应温度，从而提高化学反应的选择性。研究结果表明，对于很多有机合成反应，利用微反应器可以有效地提高反应的选择性和收率。Nagaki[9]的课题组利用多股并流式微反应器，强化了Friedel- Crafts 反应的混合过程，并将反应产物的收率从37% 提高到了92%。Kohler J M所在实验室也使用了T 型微反应器成功强化了SINA 预混合反应的混合性能并有效控制了反应的停留时间，将反应选择性由93% 提高到了99%。对于聚合反应，利用微反应器还可以有效控制聚合过程的温度以及引发剂在反应单体中的分布。Iwasaki等[10]利用毛细管微反应器良好的换热性能，有效缩小了一种自由基聚合反应产物的分子质量分布。微反应器还被广泛应用于有机、无机材料的制备领域，借助微反应器流动和分散的可控性，在微反应器内可以制备出单分散性的聚合物微球、微胶囊和无机氧化物微球，这些材料良好的宏观形态对于发挥材料的性能是十分重要的。此外，利用微反应器良好的均相、非均相混合性能，在微反应内可以快速混合沉淀反应的物料，从而在反应器内实现高的过饱和度，这对于纳米颗粒制备反应十分重要。

在精细化工和药物有机合成中，微反应器技术的应用得到了最为广泛和深入的研究。目前市场上已经有多种成熟的基于微反应器技术的生产工艺。例如，拜耳公司开发的用于低温有机反应的微反应器生产工艺，可以用于生产液晶产品中间体，如二氟甲苯和取代苯硼酸。与传统生产工艺相比，新工艺具有生产过程连续，反应条件温和，收率高、能耗低，生产安全等优点。

近年来，纳米材料的制备也逐渐成为微反应器技术的一个重要应用领域。例如，克莱恩公司已经建立了1万t/ a颜料的微反应生产装置。又如，拜耳公司的研究人员开发了纳米催化剂的微反应器生产工艺。得益于微反应器对反应条件包括反应停留时间的精确控制，他们可以很好地控制纳米材料的形态与粒径分布，连续地生产出粒径分布窄、性能稳定的纳米颗粒。

在其他领域，如大宗化学品以及高分子合成中微反应器技术也得到越来越多

的应用。例如, 西门子公司开发了利用微反应器制备聚丙烯酸酯的生产工艺，生产能力达2000t/a；UOP 公司建立了用微反应器技术生产过氧化氢的中试装置，并计划建造一个15万t/a的生产装置；德固赛集团开发了基于微反应器技术的用于环氧丙烷生产的大型微反应器。这个反应器的外观和体积与传统反应器相近，但其内部反应通道却与我们所说的微反应器相同。

表1 微反应技术的应用[11]

应用场合公司工业应用

精细化学品美国CPC公司药物合成

合成荷兰DSM公司里特反应

西安惠安公司硝化甘油

纳米颗粒克莱恩公司颜料

制备拜耳先灵医药公司复配

拜耳技术服务公司催化剂

日用化学品德固赛集团环氧丙烷

和聚合物西门子公司聚丙烯酸酯

美国UOP公司过氧化氢

当然，微反应器技术也有自身的局限性，并不是所有的化学反应都适合在微反应器中进行。首先，微反应器的通道尺寸很小，很容易被固体颗粒堵塞；其次微反应器内的体积很小，反应物在其中的停留时间通常很短。如果一个反应具有以下特点，那么微反应器将不是合适的选择：很慢的液-固反应，反应无放热或吸热现象，传统工艺的选择性和收率已经很高的反应。与之相反，如果一个反应过程具备以下特点，那么微反应器技术将会带来较大改进：快速的液相反应, 强放热或强吸热反应，原有工艺选择性不高的反应。

有研究表明，在精细化工领域只有约30%的有机反应过程适于在微反应器中进行，但由于有机反应种类众多，这仍然是一个很大的应用领域。同时，随着具有各种新功能、新特点的微反应器模块被开发出来，微反应器技术的应用范围也正得到拓展。原来无法在微反应器中进行的反应，现在也可以在微反应器中进行了。如Ehrfeld 公司的弹仓式反应器，就可以用于液-固和气-固反应，它的阀式反应器适合于有固体颗粒产生的反应。

6 微反应器存在的问题

微反应器研究已经成为世界范围内化工传质传热科研热点，目前还存在以下两个问题：

1）工业化实现复杂：首先，微设备数增放大，虽然降低了放大成本，但其处理能力还较小，一般只适合生物制药、精细化工等处理量相对较小的领域。对于大处理量要求的化工生产还有待于研究新型的微混合设备。其次，微反应器的放大看起来简单，但要实现却是一个巨大的挑战。当微反应器的数量大大增加时，微反应器监测和控制的复杂程度大大增加了[12]，对于实际生产来说成本相对高。

2）微通道易堵塞，难清理：新材料是目前国际上高技术发展的重点领域和学科前沿。其中，发展最快的是纳米材料。纳米材料在制备过程中需要产物均匀分布的颗粒形成反应或聚合反应。由于微反应器能实现瞬间混合，对于形成沉淀的反应，颗粒形成、晶体生长的时间是基本一致的，因此得到的颗粒的粒径有窄分布特点。但是微反应器微米级的线尺寸，加之反应器内部复杂通道结构，使得制备颗粒材料时造成反应器通道极易堵塞，很难清理等问题。这已成为微反应器制备中的一大困扰。因此发展具有高清洁性能和可处理含固体体系的微混合反应设备十分必要。

7 展望

展望未来微反应器研究，预计将在以下几个领域取得进展：

（1）设计新的微反应器模型，对微反应器进行耦合、集成和“放大”。

（2）在微反应器中研究反应原理，对微反应器的设计进行模拟、优化。

（3）在微反应器中探索新的反应途径和使化工生产更加经济更加环保的方法，并应用于实际生产，这是研究微反应器的真正价值所在。

参考文献

[1] Ehrfeld W, Hessel V, Lowe H. 微反应器：现代化学中的新技术[M] . 骆广生, 王玉军, 吕阳成, 译. 北京: 化学工业出版社, 2004.

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烷基化反应器介绍 (2)

烷基化反应器装置 江苏开锐德机械有限公司 2015年12月18日

目录 第一部分公司简介 (3) 第二部分烷基化反应器装置简图 (4) 第三部分技术文件 (6) 1.技术参数表 2.产品主要技术特点描述 3.烷基化反应器装置说明 4.传动系统介绍 第四部分产品质量控制 (10) 1.主要制造、验收标准 2.制造工艺 第五部分安装、售后服务 (14) 1.设备安装调试施工方案 2.售后服务 第六部分主要业绩 (15)

第一部分公司简介 江苏开锐德机械有限公司是一家以石油化工设备和环保设备的生产、化工技术服务为主的高科技、新能源、技术密集型企业。公司位于江苏省扬州市邗江区扬州环保科技产业园内。 公司创立于2007年初，2014年6月11日改组注册为江苏开锐德机械有限公司，目前，公司已经取得A1（高压容器）、A2（第三类低、中压容器）级压力容器制造许可证，通过了ISO9001质量管理体系经、ISO14001环境管理体系认证。 公司主要从事化工机械、石油装备、环保水处理等行业的研发制造、销售。同时公司与设计院（武汉炼化工程设计有限责任公司、中石油华东设计院、胜利油田炼化工业设计院、上海华西设计院、中国环球工程公司辽宁分公司等）、研究院所（石科院、抚顺石油化工研究院、大连化学物理研究所等）、高校（石油大学、东南大学、东华大学等）建立了良好合作关系。公司将致力于为客户提供技术领先、节能低耗的优质产品和服务,致力于与客户共同发展。 “管理创造价值，服务提升优势，品质至上，服务至优”是公司的发展理念；“团结、创新、务实、奋进”是公司矢志不渝的追求。公司将积极贯彻《中国制造2025》行动纲领，坚持落实创新驱动、质量为先、绿色发展、结构优化、人才为本的基本方针，致力于为客户提供优质产品和服务,致力于与客户共同发展。

微通道反应器系统技术要求

微通道反应器系统技术要求 一、技术要求 1、★整体要求：合成反应系统包含可相互独立的反应物通道，独立的反应物通道不小于6个。 2、★反应器支架可灵活配置反应模块的数量（不少于4个），含不少于8个入料与收集接口，4个换热流体接口。 3、★反应器可通过两个恒温循环器与密封隔热板分隔实现两个温区，两个温区各自的控制区域可灵活设置。 4、★反应模块为三层结构，上层为底板，中间层为混合或反应通道，下层为换热通道。模块均采用碳化硅材质，成型工艺采用扩散焊接技术，整体成型，保证气密性和耐高压性能，为了避免金属溶出性污染，模块中间不得安装金属连接件。 5、★反应器包含多组碳化硅模块，包含混合模块及反应模块，可执行A+B→P或A+B→P’+C→P，混合模块也可用作猝灭模块，用于反应停止或降温。 6、★反应通道结构设计能够在强化传质的同时减少返混，保证物料在反应器内停留时间的一致性，要求提供内部结构图。 7、热传导率：≥100W/mK（温度200℃范围内）。 8、耐腐蚀性：反应器的触液材质能够耐反应器操作温度下的硫酸、氢氟酸、氢溴酸、强碱等物质。 9、年损失率：≤0.1mm/年(120℃1:1 HF/HNO3条件下测试)。 10、工艺侧工作温度范围：-20-150℃，换热测温度范围：-20-150℃。 11、工艺侧压力范围：0-25bar，测试压力75bar，提供压力检测证书；换热侧压力范围0-5bar。 12、通量：0.2-20mL/min。 13、★反应器内体积：0.95-13.5ml，单板的最小持液量不大于1ml，单板的最大持液量不大于4.8ml。 14、★反应通道尺寸不大于1.4×1.4mm，预热通道尺寸不大于1×1mm。 15、停留时间：2.7sec-60min。 16、反应器配件要求：进、出料管路及背压系统均采用抗腐蚀、耐压材质，保证气液反应、液液反应的进行。 二、配置要求 1、主反应器（含阳极氧化铝支架） 2、A+B型碳化硅预热混合模块 3、P’+C型碳化硅预热混合模块 4、碳化硅反应模块 5、背压系统（16bar） 三、技术支持及售后服务 1、技术支持： 生产厂家技术工程师进行仪器的安装调试和免费培训3名以上操作人员，培训时间根据用户实际情况来定，内容包括仪器的基本原理、结构、基本操作、维护知识及实验的应用与开发。前期使用供应方派专业技术人员陪用户技术人员共同操作仪器，直到用户使用人员可独立进行操作为止。供应商应提供仪器应用的详细应用资料，用户能够在此基础上开展新的实验研究。 2、售后服务：

植物反应器研究进展

植物反应器研究进展 摘要：以转基因植物作生物反应器生产外源蛋白，包括抗体、疫苗、药用蛋白等具很强的优越性，目前已成为国内外基因工程研究领域的热点之一。植物系统具有低成本、安全和易规模化优势，其表达生物活性药用蛋白能力已被许多研究所证实；同时，植物药用蛋白产品还表现出潜在的市场和广阔应用前景。 关键词：植物、生物反应器、外源蛋白 1 前言 随着人类经济社会的发展，对传统农业产品的要求也越来越高。现代生物技术，尤其是农业生物技术的迅速发展，对全球现有的农作物种植和生产结构能够产生重要影响，增强农产品对人类的服务功效及市场竞争力，增加农民的收入，促进农业的可持续发展。通过转基因用植物体表达外源蛋白(包括疫苗、抗体、药用蛋白)已成为植物基因工程领域内一个研究的热点，正在逐步形成产业化，具有极大的市场前景和商业价值。植物生物反应器就是利用植物这个系统，包括植物细胞、组织器官以及整株植物为工厂，来生产具有商业价值的生物制品，包括疫苗、抗体、药用蛋白等[1]。目前，已用于生物反应器的植物有烟草、拟南芥、大豆、小麦、水稻、玉米、油菜、马铃薯、番茄等[2]。 生物技术特别是在基因工程研究领域内的快速进展使人类进一步拓宽了植物的应用范围。国外发达国家特别是美国采用植物生物反应器这种“分子农业”的方法，已经成功地生产出多种高新生物技术产品，包括特殊的饱和或不饱和脂肪酸、改性淀粉、环糊精或糖醇、次生代谢产物、工农业用酶以及一些高经济附加值的药用蛋白多肽，一些研究机构和公司已经开始从这些产品生产中获得巨大的经济效益[3]。 2 植物生物反应器简介 生物反应器是指利用生物系统大规模生产有重要商业价值的外源蛋白，用于医疗保健和科学研究[4]。1982年首次成功地利用细菌生产重组胰岛素，这一突破消除了大规模应用胰岛素的限制因素，但依赖微生物发酵和哺乳动物培养生产商业蛋白体系成本高、规模化生产困难，安全性较差[5]。随着DNA重组技术和植物组织培养技术的快速发展，世界第一例转基因植物在1983年成功诞生于美国的华盛顿大学。1989年哺乳动物抗体在转基因植物中首次成功表达，证实了植物作为生物反应器的可行性。此后，植物生物反应器研究逐渐兴起。 2.1 植物反应器概念 广义上讲，植物生物反应器是指以植物悬浮细胞培养、天然的或经基因工程改良的植物细胞和组织，或整株植物为“工厂”大量生产具有药用价值(如人类或动物的疫苗、抗体)，或可作为工业原料的植物次生代谢产物、食品添加剂等重要应用价值的蛋白或氨基酸。从狭义上讲，植物生物反应器是指以转基因的整株植物为“工厂”来大量生产各种价值及附加值高的生物制品[6]。 2.2 植物反应器的优点 植物作为生物反应器的优势有：(1)植物生产外源蛋白成本低，只需阳光、土壤、水分和肥料，而微生物发酵和动物细胞培养则需要昂贵的培养基，并且工业化大规模生产时需要严格控制培养条件，增加生产成本。(2)植物细胞能够再生成植物，易于成活、生长周期短、易于快速筛选转基因阳性植物、比构建动物生物反应器省时、成功率更高。(3)转基因植物通过自交得到的后代遗传性状稳定，从而可以在植物体内积累多基因[7]。(4)植物可大规模种植，产物贮藏在种子、果实、块茎中，易于保存、运输，其中那些能直接食用的植物疫苗

化学反应器自动控制系统设计

目录 摘要.............................................................................................................................III 1 关于化学反应 (1) 2 关于化学反应器 (2) 2.1 反应器的类型 (2) 2.2 反应器的性能指标 (2) 2.3 反应器的控制要求 (2) 3 反应器的控制方案 (4) 3.1 反应器常用的控制方式 (4) 3.2 温度被控变量的选择 (5) 3.3 控制系统的选择 (6) 4 反应器串级系统的控制原理 (9) 4.1 系统方框图 (9) 4.2 系统原理分析 (9) 5 反应器的部分实现 (11) 5.1 原料的比值控制 (11) 5.2 仪器仪表的选择 (12) 6 设计总结与展望 (13) 参考文献 (14)

化学反应器自动控制系统设计 1 关于化学反应 化学反应的本质是物质的原子、离子重新组合，使一种或者几种物质变成另一种或几种物质。化学反应过程具备以下特点： 1) 化学反应遵循物质守恒和能量守恒定律。因此，反应前后物料平衡，总热量也平衡； 2) 反应严格按反应方程式所示的摩尔比例进行； 3) 化学反应过程中，除发生化学变化外，还发生相应的物理等变化，其中比较重要的有热量和体积的变化； 4) 许多反应应需在一定的温度、压力和催化剂存在等条件下才能进行。 此外，反应器的控制方案决定于化学反应的基本规律： 1．化学反应速度 化学反应速度定义为：单位时间单位容积内某一部分A 生成或反应掉的摩尔数，即 t A A Vd dn r 1± = (1-1) 若容积V 为恒值，则有 dt dC dt V dn r A A A ±=± =/ (1-2) 式中 r A ——组分A 的反应速度，mol/m 3·h ； n A ——组分A 的摩尔数，mol ； C A ——组分A 的摩尔浓度，mol/m 3； V ——反应容积，m 3。 2．影响化学反应速度的因素 实验和理论表明，反应物浓度(包括气体浓度，溶液浓度等)对化学反应速度有关键作用。温度对化学反应速度影响较为复杂，最普遍的是反应速度与温度成正比。而对于气相反应或有气相存在的反应，增大压力(压强)会加速反应的进行。化学反应还受催化剂，反应深度等因素的影响，这些都是要在设计反应器是需要考虑的。

微反应器介绍及其研究进展

化工学术讲座课程论文 题目微反应器介绍及其研究进展 学号 姓名 成绩 老师签名 定稿日期：2015 年12 月20 日

微反应器介绍及其研究进展 摘要：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。本文系统介绍了微反应器的结构特点、性能优势、研究进展，进而分析了微反应器的发展方向。 关键字：微反应器；微反应技术 1 引言 进入21世纪，化工过程向着更为绿色、安全、高效的方向发展，而新工艺、新设备、新技术的开发对于化工过程的进步是十分重要的。在这样的背景下，微化工系统的出现吸引了研究者和生产者的极大关注。微化工系统并非简单的微小型化工系统，而是指带有微反应或微分离单元的新型化工系统。在微化工系统中，微反应器是重要的核心之一。 “微反应器(microreactor)” 最初是指一种用于催化剂评价和动力学研究的小型管式反应器，其尺寸约为10 mm。随着本来发展用于电路集成的微制造技术逐渐推广应用于各种化学领域，前缀“micro”含义发生变化，专门修饰用微加工技术制造的化学系统。此时的“微反应器”是指用微加工技术制造的一种新型的微型化的化学反应器，但由小型化到微型化并不仅仅是尺寸上的变化，更重要的是它具有一系列新特性，随着微加工技术在化学领域的推广应用而发展并为人所重视。 现在所说的微反应器一般是指通过微加工技术制造的带有微结构的反应设备，微反应器内的流体通道或者分散尺度在微米量级[1]，而微反应器的处理量则依据其应用目的的不同达到从数微升/分钟到数万立方米/年的规模。近年来与微反应器相关的流动、混合、反应等方向的研究工作发展十分迅速，带动了微反应器技术的快速发展。 微反应器内流体的存在状态不同于传统的反应器，其内部流体的流动或分散尺度在1μm到1mm之间，这种流体被称为微流体。微流体相对于常规尺度的流体具有一定的特殊性, 主要体现在流体力学规律的变化、传递过程的强化、固有的安全性以及良好的可控性等。目前，微反应器已经被广泛应用于化学、化工、

错流反应器研究进展

错流反应器的研究进展 摘要错流反应器是化工生产过程中重要的设备，本文评述了错流反应器的发展现状以及常见错流反应器的特点。 关键字错流反应器 The develomentof the cross-flow reactor research Abstract Thecross-flow reactor is an important equipment in the chemical production process. The development of the cross- flow reactor and the common characteristics of the are reviewed. Key words cross- flow reactor 前言错流反应器是为了对指定反应过程而设计的反应设备，必须对所面向的工艺目标、反应工艺过程、操作条件等有足够深入的认识和了解，才能够设计出符合目的反应器，另外，还必须结合生产实践的经验来进行优化和改进，本文介绍了部分常见错流反应器，具有一定

参考性。 1．错流式生物滴滤反应器 1.1实验装置 例，错流式生物滴滤反应器净化甲苯废气实验装置。 配制的含甲苯废气由反应器左侧进气口进入，营养液通过自动控制。 生物滴滤法是近年来研究最为活跃的一种挥发性有机物净化方法。与常规挥发性有机物控制技术相比，它具有生物量多，反应条件(pH值、湿度)易于控制，净化效率高，费用低且能耗少等特点。目前，对于生物滴滤法的研究大都集中在稳定的工况下填料的优选、目标污染物、反应机理、降解菌及生物膜等内容上。 生物滴滤法采用的传统的设备为生物滴滤塔，气、液在滴滤塔内顺流或逆流接触。 逆流操作方式在滤塔各段生物量分布和去除能力的均匀性上优于顺流方式，但其压力损失比较大。气体流速大时，逆流操作会发生液泛现象。不管采用顺流还是逆流的操作方式，滴滤塔内湿度和生物量分布的不均匀，均会降低滴滤塔的有效降解空间，增大设备体积和投资费用，给操作管理带来不便，进而限制了生物滴滤法在工业中的进一步应用。 错流式生物滴滤反应器，气、液在生物滴滤反应器中错流接触，减少了营养液的流经高度，有效调节反应器内的湿度，解决了传统生物滴滤塔顺流或逆流带来的问题。 2．矩形错流移动床 2. 1实验装置 有机玻璃矩形错流移动床床体结构如下图所示。颗粒由上部进料口1进入床体，在重力作用下由下部出料口6流出，气相通过左右两侧的气室4和9水平穿过移动床，与颗粒发生错流运动。

微反应器技术的应用

过程强化技术 结业论文 论文题目：微反应器技术及其在有机反应中的应用姓名：姜炜 学号：10110494 学院：化工学院 班级：循环110

摘要 近年来，微反应器技术已逐渐成为国际化工技术领域的研究热点。该文介绍了微反应技术的研究进展；阐明了微反应器的特殊优势；分析了微反应器适合的化学反应；列举了大量微反应器在有机化学中应用的成功案例。 关键词：微反应器，有机氧化，有机合成

Abstract As an emerging technology,micro-reaction technology is becoming an increasing hot spot in the global chemical industry.The advances of this technology are introduced. This paper demonstrates the superior advantage of micro-reactor,types of chemical reactions that could benefit from the micro-reactor are discussed.In the major part of this paper,many successful applications of micro-reaction technology are presented. Keywords: micro-reactor,oxidation of organic,organic synthesis

目录 1 微反应器的分类............................. 错误！未定义书签。 1.1 气固相催化反应器 (2) 1.2 液液相微反应器................................... 错误！未定义书签。 1.3 气液相微反应器................................... 错误！未定义书签。 1.4 气液固三相微反应器 (3) 1.5 电化学和光化学微反应器 (3) 2 微反应器的反应特征 (4) 2.1 反应温度能够精确控制 (4) 2.2 物料能够精确比例................................. 错误！未定义书签。 2.3 反应时间的精确控制 (4) 2.4 小试工艺能力可以直接放大 (4) 2.5 有着良好的操作性 (4) 2.6 结构安全性 (5) 3 微反应器适合的反应类型 (6) 3.1 放热剧烈的反应 (6) 3.2 反应物或产物不稳定的反应 (6) 3.3 对反应物配比要求很严的快速反应 (6) 3.4 危险化学反应以及高温高压反应 (6) 3.5 纳米材料及需要产物均匀分布的颗粒形成反应或聚合反应 (7) 4 反应器的优点总结 (8) 4.1 温度控制 (8) 4.2 反应器体积 (8) 4.3 转化率和收率 (8) 4.4 安全性能 (8) 4.5 放大问题 (9) 5 微反应器在有机氧化反应中的应用 (10) 5.1 低温Swern氧化反应 (10) 5.2 高温硝化反应 (11) 6 微反应器在有机合成方面的应用 (14) 7 结语 (18) 8 参考文献 (19)

化工进展微反应器综述

微反应器研究进展与应用 龙立 S141101059 摘要：微反应器作为微化工系统的核心设备，是实现化工过程强化的重要技术基础，近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。本文介绍了微反应器的原理及其研究进展，阐明了微反应器技术的特点，列举微反应器的应用范围与实例，说明了微反应器的发展前景。 关键词：微反应器，微反应系统。 1绪论 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多学科交叉的科技前沿领域。它是集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术，涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统，常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来达到降低产品成本的目的，而微化工过程则注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及高度集成等方面[1]。 将部分核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段，它是实现化工过程安全、高效和绿色的重要方法之一[2]。化工设备的微小型化是现代化工技术发展的一种新理念，它以微尺度流动、分散和传递的基本原理为核心，能够有效强化反应和分离过程，提升生产效率并且大幅缩小设备的体积，有利于化工新过程的快速开发和产业转化。微型化工器件已成为微型设备的重要组成部分，主要包括微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。 作为微化工技术核心部件的微反应器，其内部通道特征尺度在微尺度范围（10-500μm），远小于传统反应器的特征尺寸，但对分子水平而言已然非常大，故利用微反应器并不能改变反应机理和本征动力学特性，而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。 2微反应器 微结构反应器（简称微反应器）是重要的微化工设备之一，是实现化工过程微小型化的核心装备。在微化工过程中微反应器担负起了完成反应过程、提

反应器介绍(操作方式、操作条件)5页

反应器介绍 简介 用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 反应器的应用始于古代，制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉；生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器，都是不同形式的反应器。 类型 常用反应器的类型（见表）有：①管式反应器。由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器。由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器。气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器。用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等（见彩图）。⑤喷射反应器。利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程的设备。⑥其他多种非典型反应器。如回转窑、曝气池等。

操作方式 反应器按操作方式可分为： ①间歇釜式反应器,或称间歇釜。 操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。 间歇操作反应器系将原料按一定配比一次加入反应器，待反应达到一定要求后，一次卸出物料。连续操作反应器系连续加入原料，连续排出反应产物。当操作达到定态时，反应器内任何位置上物料的组成、温度等状态参数不随时间而变化。半连续操作反应器也称为半间歇操作反应器，介于上述两者之间，通常是将一种反应物一次加入，然后连续加入另一种反应物。反应达到一定要求后，停止操作并卸出物料。 间歇反应器的优点是设备简单，同一设备可用于生产多种产品，尤其适合于医药、染料等工业部门小批量、多品种的生产。另外，间歇反应器中不存在物料的返混，对大多数反应有利。缺点是需要装卸料、清洗等辅助工序，产品质量不易稳定。 ②连续釜式反应器,或称连续釜,可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体 粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流，反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器,以减

单池式反应器系统(OTR)

Info-Bulletin No. 005 CN 单池式反应器系统（OTR） 由拜尔杰斯特国际有限责任公司 (Biogest International GmbH) 为污水的生化处理提出的杰出理念 单池式反应（OTR），又名顺序批处理反应（SBR），代表的是一种改进的活性污泥工艺。就象其它的活性污泥工艺一样，单池式反应的原理是利用混合于污水中的细菌对污水中的BOD、COD 以及营养物的消耗来达到处理污染的目的。 单池式反应系统的处理范围很大，从生活污水到工业废水，从每天少量到每天上万吨。 由拜尔杰斯特公司开发的单池式反应系统的独特性在于它本身既是调节池，又是曝气池和澄清池。这一系列的程序都在同一个池子里进行，所以这个池子被称为“反应器”。由于沉淀在进水和曝气完全结束后进行，所以它可以在完全无干扰的情况下达到最佳效果，那怕是非常小的颗粒也不例外。也就是说拜尔杰斯特公司的SBR系统不允许在曝气、沉淀和滗水阶段有污水进入反应池。所以可知，这种工艺方法的处理效果非常好。在单池式反应系统的处理厂中，可以联结一个、两个或多个 这样的单池式反应器。每个反应器都作为一个独立的系统由电气控制柜控制。 每个反应器都保持它自已的处理状态，每个反应器中都进行系列的处理过程。 由于拜尔杰斯特公司的SBR是真正的批处理模式，所以每个循环都能达到最优的处理结果。只有大约20％~30％的污水会停留在反应器中，它们与含有适当生物量的污泥混合在一起，无时不刻都存在于反应器中。 BELüFTEN / RüHREN M M 在每个OTR池中，控制出水质量的关键在于进水量和污泥生物量的比例。因为在每个循环过程中只有少量的污泥被损耗，所以生物量（活性污泥量）可以被保持。

化工进展-微反应器综述

化工进展-微反应器综述 微反应器研究进展与应用 龙立S141101059 摘要：微反应器作为微化工系统的核心设备，是实现化工过程强化的重要技术基础，近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。本文介绍了微反应器的原理及其研究进展，阐明了微反应器技术的特点，列举微反应器的应用范围与实例，说明了微反应器的发展前景。 关键词：微反应器，微反应系统。 1绪论 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多学科交叉的科技前沿领域。它是集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术，涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统，常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来达到降低产品成本的目的，而微化工过程则注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及咼度集成等方面⑴。 将部分核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段，它是实现化工过程安全、高效和绿色的重要方法之一[2]。化工设备的微小型化是现代化工技术发展的一种新理念，它以微尺度流动、分散和传递的基本原理为核心，能够有效强化反应和分离过程，提升生产效率并且大幅缩小设备的体积，有利于化

工新过程的快速开发和产业转化。微型化工器件已成为微型设备的重要组成部分，主要包括微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。 作为微化工技术核心部件的微反应器，其内部通道特征尺度在微尺度范围 （10-500卩m），远小于传统反应器的特征尺寸，但对分子水平而言已然非常大， 故利用微反应器并不能改变反应机理和本征动力学特性，而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。 2微反应器 微结构反应器（简称微反应器）是重要的微化工设备之一，是实现化工 过程微小型化的核心装备。在微化工过程中微反应器担负起了完成反应过程、提高反应收率、控制产物形貌以及提升过程安分离回收难度和成本、减少过程污染等具有重要的意义。针对不同过程特点开发出的微反应器不仅形式多样，其配套的工艺技术也与传统化工过程存在一定区别，利用集成化的微反应系统可以实现过程的耦合，因此微反应技术的发展也同时带动了化工工艺的进步。 微反应器起源于20世纪90年代，21世纪初叶是微尺度反应技术的快速发展 期。在基础研究方面，随着对微尺度多相流动、分散、聚并研究的不断深入，微反应器内多相流型，分散尺度调控机制以及微分散体系的大批量制备规律等问题逐渐被人们深入理解。基于微反应器内微小的流体分散尺度、极大的相间接触面积等特点可以有效强化相间传质和混合过程，从而为反应过程的强化奠定基础。 研究结果表明，利用微反应器能够有效强化受传递或混合控制的化学反应过程，而这类过程在传统的反应装置内往往难以精确控制，极易产生局部热点、浓度分布不均、短路流和流动死区等问题，微反应器具有的高效混合和快速传递性能是解决这些问题的重要手段。 微反应器的分类。对于不同相态的反应过程，微反应器可以分为气固催化微反应器、液液催化微反应器、气液微反应器和气液固三相催化微反应器等。根据输入能量的不同，可分为非动力式微反应器和动力式微反应器。按照微结构的不同可分为：微通道反应器、毛细管微反应器、降膜式微反应器、多股并流式微反应器、微孔阵列和膜分散式微反应器以及外场强化式微反应器等⑷。 2.1微反应器的微混合机理 微反应器具有与大反应器完全不同的几何特性：狭窄规整的微通道、非常小的

反应器设计说明

乙酸乙酯反应器的设计 ： 班级：化学工程与工艺二班学号：3009207057

目录 第一章背景介绍 (3) 1 乙酸乙酯的理化性质 (3) 2 乙酸乙酯的用途 (3) 第二章乙酸乙酯的发展 (4) 1 乙酸乙酯的实验室制法 (4) 2 工业合成乙酸乙酯的工艺 (5) 第三章设计的方法与步骤 (6) 1 物料核算 (8) 1-1 流量计算 (8) 1-2 反应体积及时间的计算........................................................................。（9） 2 热量核算 (10) 2-1 能量衡算 (10) 2-2 换热设计 (13) 第四章设计心得 (14) 第五章文献检索 (15)

一、背景介绍 1、乙酸乙酯的理化性质 乙酸乙酯ethyl acetate 简写EA 乙酸乙酯又称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明具有刺激性气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性，用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。我们所说的酒很好喝，就是因为酒中含有乙酸乙酯。乙酸乙酯具有果香味。因为酒中含有少量乙酸，和乙醇进行反应生成乙酸乙酯。因为这是个可逆反应，所以要具有长时间，才会积累导致酒香气的乙酸乙酯。 危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触会猛烈反应。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。燃烧（分解）产物：一氧化碳、二氧化碳。现场应急监测方法：气体检测管法实验室监测方法：无泵型采样气相色谱法(WS/T155-1999，作业场所空气）应急处理处置方法：一、泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器，回收或运至废物处理场所处置。 2、乙酸乙酯的用途 其主要用途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产；作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉、草莓等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。用作溶剂，及用于染料和一些医药中间体的合成。是食用香精中用量较大的合成香料之一，大量用于调配香蕉、梨、桃、菠萝、葡萄等香型食用香精。是硝酸纤维素、乙基纤维素、乙酸纤维素和氯丁橡胶的快干溶剂，也是工业上使用的低毒性溶剂。还可用作纺织工业的清洗剂和天然香料的萃取剂，也是制药工业和有机合成的重要原料。

微反应器的发展的意义和前景

微反应器是一种反应物质在微米级别通道内连续流动、发生反应、同时实现换热的装备。他具体传统反应器所不具备的恒温、传热、传质、生产效率高等诸多优点，所以包含医药、饮料、化工、颜料、树脂、科研等多个领域有着广泛的应用。本篇主要对微反应器的意义和发展的前景意义做出概述。 一、微反应技术发展的意义 微反应成套技术属于国家产业结构调整目录鼓励发展的先进实用化工生产技术，具有投资小、占地少、能耗低、收率高、品质优、环境友好的特点，可实现连续、稳定、大规模、清洁化生产。因此，该技术还可拓展用于含能材料、医药中间体合成等领域，对传统化工生产的转型升级意义巨大。 微反应成套技术实现了从实验室到工业化的完整跨越，具有两个方面的重大科学意义： 第一，将微化工技术的过程强化及微型化、系统风险分散、并行放大与柔性生产模式从科学原理转变为技术现实，实现了微反应硝化成套技术工业化应用的重大技术突破，为现代化工技术提供了一种全新的工业化生产理念和方式。 第二，微反应硝化成套技术作为具有完全自主知识产权的高新技术，有力促进了我国化工技术水平跨越式进步，对我国含能材料、医药中间体合成等产业的现代化转型升级开辟了新的思路和方法，为能源、化工、军工和医药等行业提供了安全高效的生产解决方案。

二、前景与展望 近几年，微反应器在制备无机颗粒材料的研究方面取得了很多成果，具有很大的潜力和应用前景。微化学工艺在各领域中的应用随着不同领域之间合作研究的加强而不断增加，利用微反应器可以合成半导体材料、金属、聚合物等，与传统的反应器相比，颗粒的尺寸大大减少，达到纳米级。但是利用微流体技术合成纳米颗粒和生物材料仍处于初期阶段，存在一些难度，如微通道堵塞、监测与控制问题，有待进一步研究开发。在未来，利用微流体技术可以开发出大量的新型材料。所以我们有必要相信微反应器将在化学工业中发挥出巨大的作用。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目开发思路为指导，着眼于“双赢”和共同发展。目前，公司已经完成了多个项目的工业化，有丰富的工程化经验。完善的设施，丰富的经

CSTR反应器

全混节能型CSTR反应器 设备组成部分：刚性顶的拼装罐体、搅拌机、正负压保护器、增温控温系统、溢流槽、带刮板视镜、透光孔、取样口。 搅拌方式：顶入搅拌、侧搅拌、沼气搅拌。 设备优点： 1、适应于北方寒冷地区 2、高径比较大，利于厌氧反应，保证产气量 3、顶入式搅拌强度大，特别适用于固体含量较高的物料发酵 名词解释： 连续搅拌反应器系统，或称连续搅拌槽(continuous stirred tank reactor),简称CSTR暴露系统,是一种研究和监测大气污染物对植物影响的动态模拟装置。 性质：连续搅拌槽反应器是指带有搅拌浆的槽式反应器。搅拌的目的在于使物料体系达到均匀状态，以有利于反应的均匀和传热。反应过程包括体系中物料的物理和化学的变化，表征其体系特性的参数包括温度、压力、液位及体系组分等。 原理：在一个密闭罐体内完成料液的发酵、沼气产生的过程。消化器内安装有搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态。投料方式采用恒温连续投料或半连续投料运行。新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵器内的全部发酵液菌种混合，使发酵底物浓度始终保持相对较低状态。 优点：CSTR工艺可以处理高悬浮固体含量的原料。消化器内物料均匀分布，避免了分层状态，增加了物料和微生物接触的机会。本公司国家专利技术《内循环浮渣破碎搅拌系统》，使得液面上的有机悬浮物循环到反应器的下部，逐渐完全反应，避免了反应器液面上的“结盖现象”。利用产生沼气发电余热对反应器外部的保温加热系统进行保温，大大提高了产气率和投资利用率，同时使得反应器一年四季均可正常工作。该工艺占地少、成本低，是目前世界上最先进的厌氧反应器之一。 使用领域：应用于屠宰废水，牛、猪、鸡等养殖场中畜禽粪便的处理和沼气生产、发电工程；城市生活污泥等SS较多的高浓度有机废水处理工程。 TR-CSTR-500E

化工进展-微反应器综述

微反应器研究进展与应用 龙立 S１４11010５9 摘要：微反应器作为微化工系统的核心设备，是实现化工过程强化的重要技术基础，近年来逐渐成为国际化工技术领域研究的热点。本文介绍了微反应器的原理及其研究进展，阐明了微反应器技术的特点,列举微反应器的应用范围与实例，说明了微反应器的发展前景。 关键词：微反应器,微反应系统。 1绪论 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多学科交叉的科技前沿领域。它是集微机电系统设计思想和化学化工基本原理于一体并移植集成电路和微传感器制造技术的一种高新技术,涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等各种工程技术和学科。主要研究对象为特征尺度在微米到数百微米间的微化工系统，常贵尺度的化工过程通常依靠大型化来达到降低产品成本的目的,而微化工过程则注重于高效、快速、灵活、轻便、易装卸、易控制、易直接放大及高度集成等方面[1]。 将部分核心化工装备小型化、微型化的方法是促进化工过程强化的有效手段，它是实现化工过程安全、高效和绿色的重要方法之一[2］。化工设备的微小型化是现代化工技术发展的一种新理念，它以微尺度流动、分散和传递的基本原理为核心,能够有效强化反应和分离过程，提升生产效率并且大幅缩小设备的体积,有利于化工新过程的快速开发和产业转化。微型化工器件已成为微型设备的重要组成部分，主要包括微混合器、微型反应器、微型换热器、微化学分析、微型萃取器、微型泵和微型阀门等。 作为微化工技术核心部件的微反应器，其内部通道特征尺度在微尺度范围（10-500μm）,远小于传统反应器的特征尺寸,但对分子水平而言已然非常大,故利用微反应器并不能改变反应机理和本征动力学特性，而是通过改变流体的传热、传质及流动特性来强化化工工程的。 ２微反应器 微结构反应器（简称微反应器)是重要的微化工设备之一,是实现化工过程微小型化的核心装备。在微化工过程中微反应器担负起了完成反应过程、提高

微反应器应用领域

微反应器，即“微通道反应器”的简称。顾名思义，微反应器是一种反应物质在微小通道内连续流动、发生反应、同时实现换热的装备。然而，随着精细化工行业对微反应器用于化学品一定规模工业化生产的需求，微反应器通道的不断优化与改进，微反应通道尺寸早已达到毫米级。而我们可以使用它进行很多复杂且危险的实验了，并且成功解决了很多之前使用传统反应器所造成的弊端。而在医药制造领域这个成效是非常显而易见的。下面我们就为大家详细介绍一下。 一、在化工产品生产中的应用 由于香精挥发性高、留香时间短影响终产品的品质，所以香精香料的缓释和控释技术是目前国内外研究的热点和难点。微胶囊香精技术是香精香料的缓释和控释技术中非常重要的一种，主要是指制造固体香精的技术。它是指选择某些特殊材料以物理结合或化学结合与香精分子之间形成一定的包覆关系，从而减缓或控制香精香料在应用中的挥发性，延长香精香料的留香时间。目前商品化的微胶囊香精基本上由三聚氰胺-甲醛的界面聚合反应制得，但是该工艺中存在不少问题——使用了大型反应器、反应时间长、以环境不友好的化合物为原料，而且微胶囊强度不理想导致其储存稳定性不高。 二、微反应技术在化工安全中的应用 特别地，在精细化工领域，微反应技术所具有的优势能极大地提高精细化工过程的本质安全性: 极大的传热系数，能让反应接近等温条件下进行，没有热点的聚集，对于放热量巨大的快速化学反应，控制过程失控具有重大意义; 通过控制通道尺寸小于易燃易爆物质的

临界直径，能有效地阻断自由基的链式反应，从而使爆炸无从发生; 多反应单元线性组合可以保证即使有毒有害物质发生泄漏，泄漏量也非常小，对周围环境和人体健康造成的危害有限，且能在其他单元继续生产的同时予以更换。有研究统计，现阶段微反应技术可应用在20% ～30%的精细化工反应中，提升反应安全性，由于精细化工面宽量多，这已经是一个相当大的应用规模。另外随着基础研究和设备制造的进步，该应用比例还会进一步提高。 微反应技术提高了产品的收率，减少了副产物的产生，降低了能耗，并且微反应器因其微小的反应体积特性，而对试剂消耗量减少。从环保角度来说它可以有效减少化工产业中污染物的排放实现可持续发展。目前，微反应器技术广泛涉猎于精细化研发和生产的各个领域，比如在农药中间体、医药中间体、染料中间体、纳米材料、环保处理、萃取、乳化等等，等多个工业化项目中有较为成功的使用。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目

磺化反应器研究进展

磺化反应器研究进展 姜秀平,刘有智,李　裕,袁志国,宋相丹 (中北大学超重力化工工程技术研究中心,山西太原030051) 摘要:磺化反应器是磺化反应的核心之一,磺化反应器的结构特点、传热、传质性能等直接影响到磺化产品的质量和选择性。本文介绍了磺化反应器的发展历程及现状,对各种磺化反应器的性能及特点分别进行了阐述,讨论了现有磺化反应器的优点以及局限性,并指出今后磺化反应器的改进及开发研究方向。 关键词:磺化反应器;移热方式;进展中图分类号:TQ423.11　 文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2009)09-0033-04 Advances in research of sulfonation reactor JIANG Xiu -ping ,LI U You -zhi ,LI Yu ,YUA N Zhi -guo ,SO NG Xiang -dan (Research Center of Shanxi Province for High Gravity Chemical Engineering and Technology , North University of China ,Taiyuan 030051,China ) Abstract :Sulfonation reactor is one of crucial equipment for sulfonation ,the quality and selectivity of products are mostl y affected by the structural characteristic ,heat trans fer and mass transfer characteristics of the sulfonation reactor .The progress and status about sulfonation reactor are introduced in this paper ,the capability and characteristic of all kinds of s ulfonation reactors are described in detail .The advantages and shortcomings of the present sulfonation reactor are discussed ,and the direction of betterment and develop ment of sulfonation reactors are also pointed out . Key words :sul fonation reactor ;heat change ;progress 　收稿日期:2009-05-08 　作者简介:姜秀平(1971-),女,博士生,jiangxiupingzhbuty @https://www.wendangku.net/doc/449008954.html, ;刘有智(1958-),男,博士,教授,博士生导师,从事化学工程与工艺领域的 研究。 磺化反应是合成多种有机化学品的重要反应类型,在精细化工合成方面占有极其重要的地位。磺化产品种类众多,且与人民生活和国民经济发展密 切相关,在医药、农药、染料、塑料、涂料、洗涤剂、石油及选矿等行业广泛应用[1-2]。磺化反应的核心设备是磺化反应器。现有的各种磺化反应器由于其结构特点使其在应用中存在不同的局限性,致使磺化产品不同程度上存在产率低、产品纯度低、产品选择性低、产物难分离、污染环境、腐蚀设备等缺点,所以许多研究人员都在致力于磺化反应器的开发研究,力求开发出高产率、高纯度、低成本和低污染的新型磺化反应器。 1　磺化反应器的类型 磺化反应器的研究经历了间歇釜式反应器、罐组式反应器、泵式反应器、膜式反应器和喷射式反应 器的发展历程。近年来,降膜式反应器和喷射环流反应器成为国内外磺化反应器研究的主流,根据已 有磺化反应器的结构特点以及磺化产品的特殊要求对磺化反应器进行改进成为科技工作者研究的热 点,并且在此基础上探索开发高效节能环保的新型磺化反应器成为科技工作者追求的目标。我国磺化工艺及装备的发展也经历了从国外成套引进、消化吸收创新、自主研发国产化以及出口的过程,磺化工艺和设备得到了较大进步。1.1　间歇釜式磺化反应器 间歇釜式磺化反应器是使用最早的一类磺化反应器,可用发烟硫酸等进行磺化反应。有机物料先加入反应釜中,然后将一定量的磺化剂(如发烟硫酸等)加入釜内,并剧烈搅拌混合,釜体的夹套和内置盘管通冷却水除热,必要时部分物料还可以通过循环泵输出釜体外经由换热器进一步除去多余的热量。该类反应器结构简单,设备投资少,但反应效率低,产品质量较差,曾用于大规模生产十二烷基苯磺酸钠(L AS ),现已基本被淘汰。 · 33·第29卷第9期现代化工 Sep .20092009年9月Modern Chemical Industry