現(xiàn)在針對(duì)連續(xù)流反應(yīng)器更新期間大家提出的問題，進(jìn)行整理匯總并作解答。

問題1：連續(xù)流化工設(shè)備目前國內(nèi)是否有生產(chǎn)與工業(yè)化案例？

目前無論微通道反應(yīng)器還是管道反應(yīng)器國內(nèi)均有設(shè)備廠家生產(chǎn)，設(shè)備的生產(chǎn)制造不是問題。國內(nèi)已有若干成熟項(xiàng)目，例如紹興某廠乙烯利項(xiàng)目，具體新聞鏈接如下：

https://zj.zjol.com.cn/news/692167.html

問題2：目前市面上非常小型的微通道反應(yīng)器裝置號(hào)稱能達(dá)到1000噸/年產(chǎn)量，是否可信？

首先，現(xiàn)在市面上說的微通道反應(yīng)器一般強(qiáng)調(diào)通量而非產(chǎn)量，你所說的應(yīng)該是通量為1000噸/年，這個(gè)是可以達(dá)到的沒有問題。微反應(yīng)器的通量一般針對(duì)設(shè)備而言，也就是指流體力學(xué)上設(shè)備可以通過的流體流量。但是這個(gè)通量一般不等于產(chǎn)量，產(chǎn)量是與工藝有關(guān)的概念。微反應(yīng)器實(shí)際能達(dá)到的產(chǎn)量還與停留時(shí)間與原料濃度有關(guān)。比如說一套微反應(yīng)器設(shè)計(jì)通量1000噸/年，流體停留時(shí)間60s，如果你的反應(yīng)能在60s內(nèi)完成，那么就可以達(dá)到1000噸/年的產(chǎn)量。但如果反應(yīng)完成需要120s，那么為了保證反應(yīng)完全進(jìn)行你只能以500噸/年的流量通入物料，產(chǎn)量自然打折。另外現(xiàn)在的反應(yīng)一般有溶劑，不可能1000噸通的都是原料，可能大部分是溶劑，這種情況下原料濃度也會(huì)影響最終產(chǎn)量。

問題3：間歇攪拌釜與連續(xù)攪拌釜的設(shè)計(jì)區(qū)別是什么？

間歇攪拌釜一般是在知道產(chǎn)量的情況下，通過實(shí)驗(yàn)或者操作經(jīng)驗(yàn)核算每批次的操作時(shí)間再選擇釜的大小和數(shù)量。 連續(xù)攪拌釜大體上可以分單釜與多釜串聯(lián)，單釜的設(shè)計(jì)方法首先確定想要得到的轉(zhuǎn)化率，然后通過實(shí)驗(yàn)知道這個(gè)轉(zhuǎn)化率下單位時(shí)間單位體積的產(chǎn)量，結(jié)合要求的產(chǎn)量計(jì)算反應(yīng)釜的體積與數(shù)量。多釜串聯(lián)可以按照物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間，結(jié)合產(chǎn)量來確定反應(yīng)釜的大小。這個(gè)停留時(shí)間大概與間歇釜的純反應(yīng)時(shí)間相當(dāng)，但是要經(jīng)過一定的放大。這只是大體思路，但是實(shí)際過程中會(huì)根據(jù)加料方式以及是否產(chǎn)生惰性物質(zhì)進(jìn)行調(diào)整。

問題4：某強(qiáng)放熱水解反應(yīng)，但有可能生成固體，是否可以考慮采用微通道反應(yīng)器？

原則上強(qiáng)放熱快速反應(yīng)適宜采用微通道反應(yīng)器，但是生成固體的話需要看顆粒大小和固含量判斷是否對(duì)通道有影響，當(dāng)然也可以根據(jù)固體顆粒情況特殊設(shè)計(jì)通道或者采用管道反應(yīng)器進(jìn)行。

問題5：如何理解微通道反應(yīng)器內(nèi)邊界層厚度的問題?

簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的微通道反應(yīng)器通道內(nèi)完全為層流，但是由于通道本身狹小，層流層的厚度還是很小的。復(fù)雜結(jié)構(gòu)的微通道反應(yīng)器，會(huì)通過通道設(shè)計(jì)盡可能產(chǎn)生部分湍流，當(dāng)然流體阻力更大，但是流道中的層流層厚度是不可能超過流道的。

問題6：如何利用微通道反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)多級(jí)逆流萃?。?/span>

這個(gè)問題涉及到流程組織，最簡(jiǎn)單的做法可以設(shè)置多個(gè)微混合器，單臺(tái)混合器內(nèi)兩股流體完全混合，但多臺(tái)混合器之間為流體流動(dòng)方向?yàn)槟媪?，?dāng)微混合器有一定數(shù)量（4塊以上）就可以達(dá)到逆流萃取的目的。

問題7：除了文章中提到的T型與心型混合器，微通道反應(yīng)器還有那些通道結(jié)構(gòu)？

目前微通道反應(yīng)器通道結(jié)構(gòu)很多，除文章中提到的還有傘型與波節(jié)通道，我們之后的文章還會(huì)講撞擊流通道。另外清華大學(xué)方面也有很多有特色的通道結(jié)構(gòu)。

問題8：對(duì)比傳統(tǒng)反應(yīng)器，同樣生產(chǎn)能力下，是否微反應(yīng)器的設(shè)備成本更高，但是操作費(fèi)用降低？

微通道反應(yīng)器操作費(fèi)用低，但設(shè)備成本方面一般會(huì)高，包括微通道反應(yīng)器的費(fèi)用以及配到的控制儀表費(fèi)用。但這并非絕對(duì)，特定條件下微通道反應(yīng)器成本比傳統(tǒng)反應(yīng)器低。比如說反應(yīng)特別快速可以用小型實(shí)驗(yàn)機(jī)完成大規(guī)模生產(chǎn)，這種情況當(dāng)然成本低。另外要考慮路線經(jīng)濟(jì)性的問題，比如原來的多步反應(yīng)，現(xiàn)在一步就可以進(jìn)行還可以用便宜的物料，成本當(dāng)然降低?？傮w來說選擇合理的工藝和流程整體成本低于傳統(tǒng)工藝，但如果工藝選擇不正確，不應(yīng)該用微通道反應(yīng)器來做的流程強(qiáng)行使用當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致成本浪費(fèi)。

問題9：能否對(duì)金屬與陶瓷材質(zhì)的微反應(yīng)器做一個(gè)對(duì)比？

金屬微通道反應(yīng)器可以采用多種工藝加工得到更細(xì)的流道獲得更大的比表面積與傳遞效果。此外金屬材料力學(xué)熱學(xué)性能較好，不容易破裂，可以承受更高的壓力。但是最嚴(yán)重的問題在于金屬耐腐蝕性能差，對(duì)于微通道反應(yīng)器本身通道尺寸就在毫米或微米級(jí)，如果腐蝕量一年就在0.1mm左右這種后果一定是災(zāi)難性的。

陶瓷材質(zhì)目前主要為碳化硅，耐腐蝕性能有一定保證，但是存在幾個(gè)問題，首先通道尺寸受限，基本為毫米級(jí)通道。此外材料較脆，不能耐壓。最后密封比金屬困難，碳化硅真實(shí)耐腐蝕性實(shí)際取決于密封材質(zhì)與結(jié)構(gòu)。

問題10：另外，碳化硅傳熱好是不是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)？

碳化硅反應(yīng)器整體傳熱效率未必比金屬材質(zhì)好。首先微反是無壓燒結(jié)碳化硅，傳熱能力比熱壓燒結(jié)差。另外碳化硅不利于加工成細(xì)小管道，導(dǎo)致流體向通道壁傳熱效果不及金屬反應(yīng)器，換熱比表面積大。最后，碳化硅反應(yīng)器壁厚一般大于金屬。因此實(shí)際上碳化硅反應(yīng)器傳熱效果未必比金屬反應(yīng)器好。

問題11：高壓重氮化（240-250℃，4mpa）是否可以考慮用微通道反應(yīng)器

我認(rèn)為常規(guī)重氮化有前景，但這個(gè)反應(yīng)條件過度極端。目前沒有可用的反應(yīng)器，首先這個(gè)是重氮化材質(zhì)上需要碳化硅，溫度壓力這么高碳化硅板密封很難，另外下高壓下碳化硅板子會(huì)非常厚，板兩側(cè)溫差還不能大怕溫差應(yīng)力炸裂，所以傳熱性質(zhì)難以保證。如果實(shí)在要做只能考慮哈氏合金，但要進(jìn)行嚴(yán)格腐蝕試驗(yàn)?？傮w而言這個(gè)流程很難做。

問題12：聚合反應(yīng)粘度逐漸加大是否可以考慮用微通道反應(yīng)器來做，有沒有合適案例？

從反應(yīng)特性來說應(yīng)該是可以的，但是我沒有見過類似案例。

問題13：作為微通道反應(yīng)器生產(chǎn)企業(yè)，應(yīng)該如何進(jìn)行項(xiàng)目推進(jìn)？

這個(gè)問題，我對(duì)市場(chǎng)可能判斷不準(zhǔn)確，我僅講講我的觀點(diǎn)。首先微通道反應(yīng)器現(xiàn)在設(shè)備上能做的不少。但是與工藝結(jié)合這個(gè)問題還是要多和生產(chǎn)單位合作，設(shè)備方解決工藝難度很大。另外我覺得可以嘗試一些針對(duì)特定大類反應(yīng)的專用反應(yīng)器，比如說重氮化與硝化專用反應(yīng)器，這樣比較好推廣。

問題14：微通道反應(yīng)器的放大效應(yīng)能不能詳細(xì)解釋一下？

理論上微通道反應(yīng)器是進(jìn)行數(shù)量放大的，這種情況下不應(yīng)該有放大效應(yīng)。但實(shí)際上由于實(shí)際生產(chǎn)上的經(jīng)濟(jì)性考慮不可能進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)量放大，這就導(dǎo)致了放大效應(yīng)的問題。

舉例來說，試驗(yàn)過程中一臺(tái)泵給一臺(tái)反應(yīng)器供料，不存在物料分配不均的問題。生產(chǎn)上為了節(jié)約成本一臺(tái)泵給幾臺(tái)并聯(lián)反應(yīng)器供料，這就可能導(dǎo)致不同反應(yīng)器內(nèi)物料分配不均的問題。

或者小型反應(yīng)器壁厚可以做得非常薄，傳熱效果自然好。放大后由于結(jié)構(gòu)原因必須加大壁厚，這也會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱性能的差異。

再比如實(shí)際產(chǎn)量遠(yuǎn)大于小試產(chǎn)量，不得不增大微通道特征尺寸，這樣一來傳熱傳質(zhì)性能都會(huì)比變化。

問題15：微通道反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)很多，但用微反試驗(yàn)了很多現(xiàn)有工藝效果都不好，這是怎么回事？

說實(shí)話這是常見現(xiàn)象，很多廠都這樣。首先，現(xiàn)有工藝為了照顧現(xiàn)有設(shè)備一般都是慢速溫和反應(yīng)，對(duì)于這類反應(yīng)微通道反應(yīng)器本身就沒有意義。微通道反應(yīng)器應(yīng)該用于測(cè)試開發(fā)一些現(xiàn)有設(shè)備做非常危險(xiǎn)難控制的工藝。其次，微通道反應(yīng)器的試驗(yàn)設(shè)備一般重視通用性，各方面性能比較平均，未必對(duì)特定流程是最優(yōu)化的。如果出現(xiàn)試驗(yàn)有效果但無法達(dá)到預(yù)期，可以考慮針對(duì)這個(gè)流程單獨(dú)特殊設(shè)計(jì)微通道結(jié)構(gòu)。

問題16：管道反應(yīng)器能代替微通道反應(yīng)器嗎

只能說各有適用范圍，我覺得如果技改的話可以先從管道反應(yīng)器改起，另外如果推微化工工藝，其實(shí)小試的時(shí)候可以先攻管道反應(yīng)器試試，可行了再買設(shè)備。

問題17：反應(yīng)時(shí)間特別長適合用管道反應(yīng)器嗎？管子會(huì)不會(huì)特別長？

你說的沒錯(cuò)，反應(yīng)時(shí)間特別長的話管道反應(yīng)器也受限制，有的反應(yīng)器長幾百米，但是還是不夠。管子越長要連接焊接的地方就越多，不確定性就越大。做成列管是一種思路，但是要考慮到流速不能太低，否則管道內(nèi)部有可能結(jié)垢結(jié)疤之類的。

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