微化学工程基础研究进展课件VIP

微化学工程基础研究进展，类别：成员：目录，一，微反应器介绍二，微反应器分类三，微反应器特点四，微反应器内多相传递规律五，微反应器扩大与集成六，微反应型七，微反应催化剂制备八，微反应研究现状与前景十分相似，参考文献一、微反应器介绍、微反应器即微通道反应器精密加工技术制备的特征尺寸为1000微米(或1000微米)的微反应器中，微反应器的“微”是微反应设备的外形尺寸小因为微反应器包含数百万个微通道，所以实现了高产量。 微反应技术是1990年代初多学科交叉的科学技术前沿领域，是移植集成电路和微传感器制造技术的高新技术，涉及化学、材料、物理、化工、机械、电子、控制学等多个学科和工程技术。 重点研究时空特征尺度在数百微米和数百毫秒以内的化工微设备和并行分布系统的设计、仿真、生产和应用。 二、微反应器的分类，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。 微反应器设备根据主要用途分为：微混频器、微热交换器、微反应器。 一些典型的微反应器包括微通道反应器、毛细管微反应器、降膜微反应器、多股并联微反应器、微孔阵列和膜分散微反应器、外场强化微反应器等。 微通道电子显微镜图，典型尺寸为10-300um，集成反应器和热交换器的微反应器，典型的微反应器装置，降膜反应器，混合器，三，微反应器的特点，通道内流为层流，比表面积大，传热能力强，温度控制容易，分子扩散距离短， 传质能够实现快速的“数量增幅”，无增幅效应：1.强发热反应2 .快速反应3 .易燃爆炸反应4 .微反应器内多相传递规律，研究结果表明，微反应器内相间体积传递系数可达传统设备的10l000倍，相间体积传递系数也可达传统设备的1050倍微型搅拌机由于流体流层薄，相互接触面积增加，扩散路径缩短，混合时间可达毫秒级，因此加强了继质过程，实现了两相间的均匀、超高速混合。 与传统的化工系统相比，化工系统内的流体流动和分散尺度小12位数，可以有效地强化化工系统内的传递过程。 五、微反应器的放大和集成，微反应器能够实现“数量放大”，即一个通道代表一个反应器，其放大只是数量的堆积，避免了传统放大过程的放大效果。 微反应器的放大装置在具有连续反应稳定性的同时，还能灵活调节产量，实现按需生产。 微反应器的普及可以实现“手持型化工厂”。 六、微反应型、四. 1有机合成反应的有机合成反应在微化学品生产中占有重要地位，由于有机反应过程复杂，常伴有副反应的发生，部分有机合成过程存在产物收率低的问题，微反应器通过加强反应过程的混合和传递过程有效提高反应产物的收率4.2气相反应气固相由于气固催化反应通常是一个复杂的反应过程，因此热、质量传递的性能影响转化率和目标物的选择性。 气相反应的研究多为氧化反应、氢化反应的合成等。 4.3气液反应由于微反应器的良好传递性能和主体体积小，具有内在的安全性，可以实现强烈的发热(吸热)反应、受传递物质控制的反应、易爆物质和有毒物质现场生产等工艺的连续操作。 目前开展的反应主要是芳香环化合物的直接氟化、液相加氢、硝化、气液吸收等反应。七、微反应催化剂的制备，微反应器的比表面积大，但比颗粒催化剂小3位数，且其主体体积小，在配置和尺度方面与传统反应器明显不同，因此在微反应器内如何制备高效催化剂是微反应技术成功的重要技术之一。 一般的方法：溶胶-凝胶、悬浊液、喷雾、浸渍、电沉积、电化学蒸镀和非电解镀、化学气相蒸镀和物理气相蒸镀(阴极喷雾、电子束蒸镀、激光脉冲蒸镀)等，也可以使用原位接枝或原位聚合将活性成分固定在微通道表面。 8、通过微反应制造高细孔容积二氧化硅，实验装置如图3-1所示，分散流体H2S04水溶液以平流泵的压力经由分散膜压入混合室，与连续流体Na2Si03进行混合反应，混合室用尺寸12mmx4mmxlmm的钢板雕刻， 用于实验的分散膜将平均细孔径为lm的不锈钢细孔膜生成物迅速转移到贮存瓶中进行机械搅拌，通过微反应器后的生成物被老化、吸滤、干燥、气流粉碎，得到了最终的Si02颗粒。 九、研究现状和前景、微化工技术的光明前景已引起各国研究机构的高度重视，各国政府纷纷制定研究计划。 但是，困难的难度问题还没有得到解决，例如微反应器的加工和材质的选择、多个微反应器串联连接导致的成本增加等，有必要持续深化关于微化工技术的基础研究。 同时，微化工技术研究初期主要集中在高校和科研单位的实验室，产业界关注的是干预少，对微化工系统的扩大和集成技术的研究机会少，微化工技术的实用化大大减缓。 但是，微型化工技术的成功开发和应用对整个化工领域有很大的影响。 【1】骆广生、微尺度流动、传递与反应性能的研究，第5届全国化学工程与生物化学工业年会，2013年8月28日【2】骆广生、王凯、吕阳成、王玉军、徐建鸿、微尺度非均匀反应的研究进展，化学工业学报，2013年1月，第64卷，第1卷，第166页 166页王凯、吕阳成、徐建鸿、邵华伟微反应器研究的最新进展，现代化学工业，2009年5月，第29卷，第5期，第27页29页【4】陈光文，袁权，微化学工业技术，化学工业学报，2003，54 (4)，第433页435页【5】陈光文，微化学工业技术研究的进展，现代化学工业2007年10月，第27卷，第10期第8页10页【6】赵玉潮、张好翠、沈佳尼、陈光文、袁权微化工技术在化学反应中的应用进展，中国科技论文在线，2008年3月，第3卷，第3期，第157页158页【7】罗广生、王凯、徐建鸿、吕阳成、王玉军、 微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究进展，化工学报，2010年7月，第61卷，第7期，第1621页1624页【8】姜宝林微化工系统内多相流动及其传递反应性能研究进展探析，科技论坛，第76页【9】prof.h.behrr Prof.John.W.Judd、Microchemistry、London:MacmillanandCo、june1894、122【10】e.j.vau gaman develomentsinmicrochemicalanalysis，Nature