相對于傳統(tǒng)的釜式間歇工藝,微化工技術具有以下優(yōu)勢:

1.傳質(zhì)、傳熱效率高

微通道反應設備的特征尺寸在微米至毫米級,總傳熱系數(shù)為2000-10000KW/(M3.K),比表面積達104~106M2/M3。其特征尺寸小,混合時間短,帶來了較強的傳質(zhì)能力,比表面積大,提高了反應物與器壁之間的熱交換效率;傳熱系數(shù)高,化學反應放出的熱量容易移出,進而避免過熱導的沖料事故甚至是爆炸事故。

2.間歇操作變?yōu)檫B續(xù)化操作

將傳統(tǒng)的釜式反應器間歇式生產(chǎn)改變?yōu)檫B續(xù)化操作,可以大大減少現(xiàn)場操作人員的數(shù)量,實現(xiàn)無人值守,避免因人為操作失誤導致的安全問題;連續(xù)自動進料,不僅減少了批次切換,簡化了工藝流程,降低了誤操作風險,而且可以方便地引發(fā)或終止反應,有利于反應過程的控制,大大提高了反應的安全性;連續(xù)化流動反應減少了反應裝置中的殘余物,即使操作失控,危害程度也極小。

3.增加原料轉化率、反應選擇性和產(chǎn)品收率

基于微化工技術對于快速放熱的高危反應可以極大的增加原料的轉化率,實現(xiàn)反應過程的精準控制,從而減少發(fā)生副反應,提高反應的選擇性和目標產(chǎn)物的收率,減少對環(huán)境的影響。

4.節(jié)能、低碳、環(huán)保

基于良好的傳質(zhì)、傳熱效能,微化工技術可以將一些低溫危險工藝的反應溫度有效提升,從而降低冷媒的消耗量,實現(xiàn)節(jié)能目的。通過提升反應的濃度與選擇性,可以進一步降低三廢的產(chǎn)生,從源頭降低碳排放,實現(xiàn)碳減排，碳零排甚至碳負排的遠大目標。

6.易工業(yè)化放大

微通道反應設備具備多個反應通道并且能夠并聯(lián)放大。與常規(guī)的小試裝置相比,該反應設備通道尺寸變化小,放大效應也小,可縮短研發(fā)周期,減少中試環(huán)節(jié),節(jié)約研發(fā)時間和試驗設備經(jīng)費,有助于實現(xiàn)研究成果從實驗室向產(chǎn)業(yè)化的快速落地。

7.節(jié)約占地

微通道反應設備為連續(xù)流設備,多采用模塊化、撬裝化設計,設備集成度高,用較小的占地面積實現(xiàn)高效的工藝,不僅安全性高,而且還有較高的經(jīng)濟價值和生態(tài)效益。