Was sind die derzeitigen Einschränkungen von Mikrokanalreaktoren?

Ein Mikroreaktor ist ein dreidimensionales Bauelement, mit dem chemische Reaktionen durchgeführt werden können und das durch spezielle Mikrofabrikationstechniken in einer festen Matrix hergestellt wird. Mikroreaktoren enthalten typischerweise kleine Kanalabmessungen (weniger als 500 &mgr;m Äquivalentdurchmesser) und Kanalvielfalt, in denen Fluide fließen und in denen gewünschte Reaktionen stattfinden müssen.

Mikroreaktoranlagen können nach ihrem Hauptzweck oder ihrer Hauptfunktion in Mikromischer, Mikrowärmetauscher und Mikroreaktoren unterteilt werden. Das folgende Bild zeigt die von Hangzhou Shenshi entwickelte Mikroreflektorausrüstung:
Integrierter Mikrokanal-Wärmetauscher, integrierte Mikrokanal-Kühlplatte, Mikrokanal-Reaktor, Mikroreaktionssystemgerät usw.

Obwohl Mikroreaktoren in der chemischen Prozessforschung und -entwicklung weit verbreitet sind und ihre Anwendung in der kommerziellen Produktion zunimmt, ist es für die Geschäftswelt schwierig zu definieren, welche Reaktionen für welche Mikrokanalreaktoren geeignet sind, da jede Reaktion unterschiedlich ist Es gibt viele Arten von Mikrokanalreaktorvorrichtungen.
Am Beispiel des Mikroreaktors von Hangzhou Shenshi Energy Saving Technology Co., Ltd. wurde das derzeitige Energiesparlabor von Shenshi systematisch überprüft, und nun werden einige experimentelle Typen aufgeführt, die für Mikrokanalreaktoren geeignet sind: Oxidationsreaktion, Grignard-Reaktion, Grignard-Additionsreaktion – Eliminierungsreaktion, Aldolkondensationsreaktion, Diazotierungsreaktion, Baltz-Schiemann-Reaktion, Diazotierungshydrolysereaktion, Nitrierungsreaktion usw.
Eines der größten Probleme, mit denen alle Unternehmen für Mikrokanalreaktorausrüstung konfrontiert sind, ist der Verstärkungseffekt in Forschung und Entwicklung. Theoretisch wird der Mikrokanalreaktor mengenmäßig verstärkt, und es tritt kein Verstärkungseffekt auf. Im eigentlichen Betriebsprozess ist dies jedoch nicht der Fall, da die einfache Anwendung der Mengenverstärkung zu sehr hohen apparativen und steuerungstechnischen Kosten führen wird. Dies führt dazu, dass im eigentlichen Scale-up-Prozess Anpassungen der Kanalgröße und der Kombination der Reaktoren erforderlich sein können und diese Anpassungen mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Änderungen der spezifischen Oberfläche, Übertragungskennlänge u Verweilzeitverteilung des Mikrokanalreaktors, was zur tatsächlichen Produktion führt. Es gibt eine Abweichung zwischen dem Verfahren und dem kleinen Testversuch.

Ein weiteres Problem ist die Anpassbarkeit des Prozessablaufs. Aufgrund des Flussproblems wird der Mikroreaktor Probleme in der Verbindung zwischen der Pumpenauswahl und anderen nachfolgenden Abschnitten haben. Wenn zum Beispiel der Durchsatz des Mikrokanalreaktors gering ist, kann dies zu nachfolgenden Prozessen, wie etwa einer Rektifikation, führen, die einfach keine geeignete Ausrüstung auswählen können. Dies muss den nachfolgenden Prozess in einen Batch-Prozess umwandeln oder eine Puffereinheit zwischen die beiden Prozesse einfügen.

Das Korrosionsproblem von Mikrokanalreaktoren kann nicht ignoriert werden, und die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit sind höher als die von herkömmlichen Reaktoren. Wir wissen, dass die Kanalgröße des Mikrokanalreaktors selbst sehr klein ist.
Die Korrosionsstandards in konventionellen Behältern sind für Mikrokanalreaktoren noch zu niedrig. Beispielsweise kann der Korrosionszuschlag in unserem herkömmlichen Behälter einen relativ großen Wert wie 0,1 mm/a annehmen. Solange die Strukturfestigkeit gewährleistet ist, kann es normal verwendet werden. Das Innere des Mikrokanalreaktors ist jedoch dasselbe, der Kanal ist ursprünglich klein, und egal wie stark die Korrosion ist, die charakteristische Größe des Kanals ändert sich und es tritt sogar ein internes Leck auf. Daher sind die Anforderungen an die Korrosion von Mikrokanalreaktoren strenger, insbesondere für Metallreaktoren muss der Korrosionstest vor der Produktion berücksichtigt werden.
Als aufstrebendes Gebiet müssen noch neue Arten von Mikroreaktoren entwickelt werden, insbesondere im Verstärkungsrecht und in der industriellen Anwendung von Mikroreaktoren, die stark gestärkt werden müssen.