微通道反應(yīng)器是一種連續(xù)流動(dòng)的管道式反應(yīng)器。它包括化工單元所需要的混合器、換熱器、反應(yīng)器控制器等。

 

　　目前，微通道反應(yīng)器總體構(gòu)造可分為兩種，一種是整體結(jié)構(gòu)，這種方式以錯(cuò)流或逆流熱交換器的形式體現(xiàn)，可在單位體積中進(jìn)行高通量操作。在整體結(jié)構(gòu)中只能同時(shí)進(jìn)行一種操作步驟，后由這些相應(yīng)的裝置連接起來構(gòu)成復(fù)雜的系統(tǒng)。另一種是層狀結(jié)構(gòu)，這類體系由一疊不同功能的模塊構(gòu)成，在一層模塊中進(jìn)行一種操作，而在另一層模塊中進(jìn)行另一種操作。流體在各層模塊中的流動(dòng)可由智能分流裝置控制對(duì)于更高的通量，某些微通道反應(yīng)器或體系通常以并聯(lián)方式進(jìn)行操作。

 

　　微通道反應(yīng)器的分類介紹：

　　它可分為氣液固三相催化、氣液相、氣固相催化和液液相微通道反應(yīng)器等。

 

　　1.氣液固三相催化：

　　氣液固三相反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中也比較常見，種類較多，在大多數(shù)情況下固體為催化劑，氣體和液體為反應(yīng)物或產(chǎn)物，美國麻省理工學(xué)院發(fā)展了一種用于氣液固三相催化反應(yīng)的微填充床反應(yīng)器，其結(jié)構(gòu)類似于固定床反應(yīng)器，在反應(yīng)室(微通道)中填充了催化劑固定顆粒，氣相和液相被分成若干流股，再經(jīng)管匯到反應(yīng)室中混合進(jìn)行催化反應(yīng)。

 

　　2.氣液相：

　　一類是氣液分別從兩根微通道匯流進(jìn)一根微通道，整個(gè)結(jié)構(gòu)呈T字形。由于在氣液兩相液中，流體的流動(dòng)狀態(tài)與泡罩塔類似，隨著氣體和液體的流速變化出現(xiàn)了氣泡流、節(jié)涌流、環(huán)狀流和噴射流等典型的流型，這一類氣液相微反應(yīng)器被稱做微泡罩塔。另一類是沉降膜式微反應(yīng)器，液相自上而下呈膜狀流動(dòng)，氣液兩相在膜表面充分接觸。氣液反應(yīng)的速率和轉(zhuǎn)化率等往往取決于氣液兩相的接觸面積。這兩類氣液相反應(yīng)器氣液相接觸面積都非常大，其內(nèi)表面積均接近20000m2/m3，比傳統(tǒng)的氣液相反應(yīng)器大一個(gè)數(shù)量級(jí)。

 

　　3.氣固相催化：

　　由于微反應(yīng)器的特點(diǎn)適合于氣固相催化反應(yīng)，迄今為止微反應(yīng)器的研究主要集中于氣固相催化反應(yīng)，因而氣固相催化微反應(yīng)器的種類多。簡單的氣固相催化微反應(yīng)器莫過于壁面固定有催化劑的微通道。復(fù)雜的氣固相催化微反應(yīng)器一般都耦合了混合、換熱、傳感和分離等某一功能或多項(xiàng)功能。運(yùn)用較廣的甲苯氣-固催化氧化。

 

　　4.液液相：

　　到目前為止，與氣固相催化微反應(yīng)器相比較，液相微反應(yīng)器的種類非常少。液液相反應(yīng)的一個(gè)關(guān)鍵影響因素是充分混合，因而液液相微反應(yīng)器或者與微混合器耦合在一起，或者本身就是一個(gè)微混合器。專為液液相反應(yīng)而設(shè)計(jì)的與微混合器等其他功能單元耦合在一起的微反應(yīng)器案例為數(shù)不多。主要有BASF設(shè)計(jì)的維生素前體合成微反應(yīng)器和麻省理工學(xué)院設(shè)計(jì)的用于完成Dushman化學(xué)反應(yīng)的微反應(yīng)器。