我們知道，微通道換熱器有很好的傳質(zhì)傳熱能力，有很多優(yōu)點，比如事故發(fā)生的可能性大大減少?？焖佟⒅苯拥姆糯竽芰?、節(jié)省成本時間等。當然這也是有局限性的，因為有這樣的理由，很多時候不能使用微反應器進行實驗。所以對于化工企業(yè)來說需要了解微通道反應器的適用范圍。

首先，嚴格地說，在各反應特性不同的同時，微通道換熱器裝置的種類也非常多，所以很難定義哪個反應適合微通道換熱器。然而，傳統(tǒng)合成反應的20-30%被認為可以通過微通道反應器在技術上改變。同時利用微通道反應器，可以實現(xiàn)過去認為危險的工藝流程的約20-30%。也就是說，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)近30-50%的化工技術可以通過微通道換熱器進行技術改性。

從結(jié)構(gòu)特征來說，當前微通道換熱器可用于以下幾種類型的反應

1.反應本身速度快，但受傳遞過程約束，如整體反應速度低的反應主要是液液多相反應，也包括液液萃取等物理過程。該過程的特征在于反應本身的速度快，但由于基質(zhì)在液相間擴散，所以反應整體的速度低。在以往的反應釜內(nèi)部，一般使用攪拌機進行反應，由于效率低，不能充分實現(xiàn)兩個液相間的混合，所以反應效率降低。另一方面，在微通道換熱器內(nèi)，由于通道尺寸小而導致的擴散尺度減少，能夠迅速地進行這樣的反應。

2.反應本身快，但反應劇烈，強放熱，產(chǎn)物易破壞的反應這種反應主要有硝化、重氮化及部分水解和烷基化反應。硝化及重氮化反應本身非常迅速激烈，但在實際工廠操作時反應時間往往為時間。這是因為反應釜的傳熱能力有限，為了防止體系內(nèi)的溫度過高而無法控制，需要一點點滴下試劑?？梢哉f，反應速率完全取決于傳熱能力。使用熱轉(zhuǎn)移能力高的微通道換熱器，可以迅速投入試劑，使反應順利進行?？梢哉f，這種反應是最具工業(yè)化前景、應該優(yōu)先考慮的過程。

3.必須嚴格控制反應器內(nèi)部流動型的反應。

該反應主要是納米粒子的合成等，這種過程之前介紹過，主要是利用微通道內(nèi)部的流動規(guī)律性制造粒子分布窄的材料，提高產(chǎn)品的附加值。這種反應一般是產(chǎn)品產(chǎn)量低，附加值大，結(jié)合一些實驗裝置就成了生產(chǎn)裝置，應用前景也很廣闊。

4.有些氣液反應可以從機制上采用微通道換熱器，但目前還沒有出現(xiàn)好的氣液反應器結(jié)構(gòu)最明顯的是加氫，加氫當然有很多種類，有些加氫反應速度很高，但受氫向液相擴散的限制整體反應速度很低。在這種情況下，可以利用微通道反應器的混合特性進行反應，當然與第一類反應相同，但這里強化的是氣液物質(zhì)轉(zhuǎn)移過程。但氣液過程有其特殊性，主要是在流體分配和控制方面，因此還沒有適合擴增的氣液微通道反應器。因此，這方面的實驗研究非?；钴S，除非在工業(yè)應用上產(chǎn)量小而不能直接使用實驗裝置加以否定，否則沒有可行性。

5.顆粒尺度達到微通道特征尺度的10%以上，固體含量超過5%的反應不使用微通道換熱器。

微通道換熱器系統(tǒng)技術要求

1、★總體要求：合成反應體系包括相互獨立的反應物通道，獨立的反應物通道大于等于6。

2、★反應器支架可靈活配置反應模塊數(shù)量（4個以上），包括8個以上進料和收集口，4個熱交換流體口。

3、★反應器可通過兩個恒溫循環(huán)器和密封隔熱板的分離實現(xiàn)兩個溫區(qū)，兩個溫區(qū)各自的控制區(qū)可靈活設置。

4、★反應模塊為三層結(jié)構(gòu)，上層為底板，中間層為混合或反應通道，下層為熱交換通道。模塊均采用碳化硅材質(zhì)，成型工藝采用擴散焊接工藝，整體成型，保證氣密性和耐高壓性能，避免金屬溶出性污染，模塊中間不得安裝金屬連接件。

5、★反應器包括多組碳化硅模塊，包括混合模塊和反應模塊，可以執(zhí)行A+B→P或A+B→P’+C→P，混合模塊還可以用作反應停止或冷卻的淬火模塊。

6、★反應通道結(jié)構(gòu)設計在加強傳質(zhì)的同時，減少返混，保證材料在反應器內(nèi)停留時間的一致性，要求提供內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

7、熱導率：≥100W/mK（溫度200℃范圍內(nèi)）。

8、耐腐蝕性：反應器的觸液材質(zhì)可耐受反應器操作溫度下的硫酸、氫氟酸、氫溴酸、強堿等物質(zhì)。

9、年損失率：≤0.1mm/年（在120℃1:1HF/HNO3條件下試驗）。

10、工藝側(cè)工作溫度范圍：-20-150℃，換熱測量溫度范圍：-20-150℃

11、工藝側(cè)壓力范圍：0-25巴，測試壓力75巴，提供壓力檢測證書，換熱側(cè)壓力范圍為0-5巴。

12、助熔劑：0.2-20mL/min。

13、★反應器內(nèi)體積：0.95-13.5ml，單板最小液體保持量不大于1ml，單板最大液體保持量不大于4.8ml。

14、★反應通道尺寸為1.4以下×1.4mm，預熱通路尺寸為1以下×1mm。

15、停留時間：2.7sec-60min。

16、反應器部件要求：進料、排料管路及背壓系統(tǒng)均采用耐腐蝕性、耐壓材質(zhì)，保證氣液反應、液液反應的進行。