Mikroreaktorit mikroreaktorit ja kemiallisten prosessien järjestelmät
Mikroreaktorit ja mikroreaktorijärjestelmä hienojakoiseen orgaaniseen synteesiin ja muihin kemiallisiin prosesseihin.
Mikroreaktorit ja mikroreaktorijärjestelmät pyrkivät parantamaan edelleen kemiallisten prosessien tehostamista ja turvallisuutta sekä niihin liittyviä taloudellisia ja ympäristöhyötyjä kemianteollisuudelle. Pienikokoisten mikrorakenteiden mikrorakenteiden ansiosta ne edistävät materiaalien säästöä niiden valmistuksessa, raakamateriaalit, katalyytti ja energia toimintaprosessissa. Lisäksi, mikroreaktoreilla toimivien järjestelmien lämmön ja massansiirron suorituskyvyn kiihtymisen vuoksi, joissakin tapauksissa merkittävästi - 1-2 suuruusluokkaa enemmän käytetty klassisten reaktorien teollisuudessa.
Mikroreaktori orgaanista synteesiä varten iminodietikkahappo
Esimerkkejä muista mikroreaktoreista
Mikroreaktorin kuvaus:
Mikroreaktorilaite, jossa kemialliset reaktiot tapahtuvat suljettuna tyypillisten sivumittojen alla 1 mm; raportin tyypillisin muoto ja mikrokanavat.
Mikroreaktorit ja mikroreaktorijärjestelmät pyrkivät parantamaan edelleen kemiallisten prosessien tehostamista ja turvallisuutta sekä niihin liittyviä taloudellisia ja ympäristöhyötyjä kemianteollisuudelle.
Kemialliset prosessit tapahtuvat yleensä hyvin hitaasti eivätkä aina anna kohdetuotteelle suurta saantoa, joten edes lievä näiden prosessien tehostuminen mikroreaktiolaitteiden avulla: mikroreaktorit ja mikroreaktorijärjestelmät tuovat alalle valtavan hyödyn.
Pienikokoisten mikrorakenteiden mikrorakenteiden ansiosta ne edistävät materiaalien säästöä niiden valmistuksessa, raakamateriaalit, katalyytti ja energiaa toiminnassa. Lisäksi, johtuen mikroreaktoreilla toimivien järjestelmien lämmön ja massansiirron suorituskyvyn kiihtyvyydestä, joissakin tapauksissa paljon korkeammalla, jota käytetään klassisen teollisuuden alalla reaktorit. Suurin mikroreaktiotekniikkaa käyttävien prosessien tehostuminen voidaan saavuttaa nestefaasireaktioissa tai heterogeenisissä monivaiheisissa järjestelmissä: erityisesti, nestefaasireaktiot, jotka tapahtuvat vaiheiden rajapinnalla, ja biokemialliset reaktiot ja reaktioseos.
Pienikokoisen mikrokanavan käyttö laitteet, esimerkiksi, hienokemikaalien pienimuotoisessa tuotannossa saavutetaan suurempi ominaiskäyrän tuottavuus reaktorin tilavuusyksikköä kohden 1 – 2 suuruusluokan verrattuna käytettyihin teollisuuslaitteisiin.
Edut:
- voidaan helposti tehdä,
– reagenssien nopea sekoittaminen: kestää yleensä sekunneista mikrosekunteihin,
- tarkka lämpötilan säätö,
– korkeat tuotokset,
- korkea valikoivuus,
– turvallisuus ja ympäristö,
- vie vähän tilaa,
– skaalautuvuus: lisää vain mikroreaktorien määrää mikroreaktorijärjestelmässä,
- raaka-aineiden ja energian säästäminen käytön aikana,
- kanavien koon pienentäminen alle millimetrin arvoihin voi lisätä merkittävästi lämmön ja massansiirron tehokkuutta, mikä erityisesti, mahdollistaa katalyyttisten prosessien suorittamisen, suurten lämpöerotuksen tai absorboinnin arvojen mukana
– mikroreaktorin rakenne helpottaa reaktiota isotermisissä olosuhteissa, mikä voi monissa tapauksissa lisätä reaktorin selektiivisyyttä ja tuottavuutta lopputuotteiden mukaan
on pieni vapaa tilavuus ja suuri katalyytin saatavuus reagensseille lyhentää merkittävästi reaktioväliaineen kosketusaikaa katalyytin kanssa ja siten varmistaa nopean reaktion tehokas virtaus,
– kapea kosketusajan jakauma lisää merkittävästi mikroreaktorin selektiivisyyttä ja suorituskykyä,
- mahdollistaa käytetyn katalyytin nopean korvaamisen korvaamalla mikrokanavan mikrokanavamoduuli uusiin moduuleihin
– prosessien mahdollisuus räjähtävillä ja / tai myrkyllisillä reagensseilla,
- mahdollisuus nopeasti organisoida tarvittavan tuotteen tuotanto sen kulutuspaikoissa,
– mikroreaktorin optimaalisen ohjauksen ja säätämisen mahdollisuus, esimerkiksi, autonomisissa voimalaitoksissa
- kemiallisen tuotannon mahdollisten onnettomuuksien aiheuttamien antropogeenisten vaikutusten merkittävä vähentäminen,
– mahdollisuus järjestää minitehtaita ja varmistaa korkea tuotannon joustavuus, riippumatta valmistetun tuotteen arvosta,
- suuret sisäpinnan suhteet, joissa katalyytti on kiinnitetty mikroreaktorin tilavuuteen, lisää katalyytin tehokkuutta ja pienentää sen kokoa,
– prosessin jatkuvuuden varmistaminen
- korkea suorituskyky lyhentämällä reaktanttien kosketusaikaa katalyytin kanssa,
– mahdollisuus luoda kompakti mobiililaitteisto suoraan kuluttajalle.
teknisten vaikutusten riskien vähentäminen prosesseissa, joissa käytetään vaarallisia ja erittäin myrkyllisiä tuotteita,
– mahdollistaa monivaiheisen synteesin yhdessä asennuksessa virtaustilassa
- tarjoavat korkean tuotannon joustavuuden, tuotetun tuotteen määrästä riippumatta.
Laite:
Mikroreaktoreissa on seuraava laite:
– koostuvat sarjasta pieniä kanavia (10 – 1000 mikronia),
– materiaali, josta se on valmistettu: ruostumaton teräs, muovi-, silikoni, lasi-, ja paisutetut metallit - nikkeli, kupari-, jne., joka voi toimia myös katalyyttien kantajina,
– käytä yksinkertaisia syöttöreagensseja, pumput,
– helposti valmistettavissa,
– kokoontaitettava muotoilu,
– toistuvan kokoamisen ja purkamisen mahdollisuus.
Tekniset tiedot:
| ominaisuudet: | Arvo: |
| Nestevirtausten määrä, PC: t | 2* |
| Kaasuvirtojen lukumäärä, yksikköä | 1* |
| Ota yhteyttä, min. | Of 0.2-20 |
| Kanavien koko, mm | korkeus 0.1-1.0 leveys 0.1-1.0 |
| Mikrokanavien työskentelymäärä | että 9 cm3 ja enemmän |
| Mikroreaktorien materiaali | ruostumaton teräs, polymeerimateriaalit, lasi- |
| Hallintajärjestelmä | tietokone |
| Käyttölämpötila | aikeissa 500 0C |
| Työpaine | aikeissa 25 baari |
| * voidaan nostaa asiakkaan vaatimusten mukaan | |
Mikroreaktori orgaanista synteesiä varten iminodietikkahappo (IDOC):
Mikroreaktorin testaus suoritettiin käyttämällä promedestä valmistettuja mikrokanavalevyjä, jotka sisälsivät katalyytti si / ZrO2. Mikrokanavalevyjen tilavuus oli 35 cm3. Kanavien kokonaismäärä oli 7 cm3.
Käsitellä asiaa synteesi iminodietikkahappo suoritettiin mikroreaktorissa lämpötilassa 1600 ° C ja paineessa 15 baari. Testitulokset osoittivat, että reagenssien syöttövirta 0.2 Dietanoliamiinin konversio ml / min oli 88%. Tässä tapauksessa lähtöseos sisälsi iminodietanolihappoa konsentraationa 65%.
Synteesin iminodietikkahapon spesifinen tuottavuus, lasketaan reaktiovyöhykkeen tilavuudesta (MK-levyjen tilavuus) On 4,38 (g /(tunti × cm3).
Mikroreaktori on universaali:
Kuvassa on monipuolinen mikroreaktori mikrokanavalevyjen ja katalyytin kanssa.
Muita esimerkkejä mikroreaktoreista:
– polttoaineen mikroreaktorit
– mikroreaktorit vetyn tuottamiseksi,
– fotokatalyyttiset mikroreaktorit.
Mikroreaktorijärjestelmä:
Mikroreaktorien pohjalta luodaan mikroreaktorijärjestelmä, jotka koostuvat yleensä tehoyksiköstä, paineen ohjausyksikön jäähdytysyksikkö mikrokanavareaktorissa, nesteen syöttöyksikkö ja kaasun syöttöyksikkö.
