微通道反应器工业化优势

微通道反应器(Microchannel reactor)是利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到1000μm之间的微型反应器，通常作为连续流反应器(Continuous flow reactor)来使用(相对于间歇反应器，即Batch reactor)。微反应技术近十年来在化学合成领域取得突破性的进展，其反应通道的尺寸也由于工艺放大的要求而扩展至毫米级别，因此学术界开始使用更加确切的“流动化学(Flow chemistry)”术语。

 “流动化学(Flow chemistry)”或称为“连续流化学(Continuous flow chemistry)”是指通过泵输送物料并以连续流动模式进行化学反应的技术，尽管流动化学在诸如石油化工行业的大宗化学品生产中是非常成熟的技术，但在药物合成等精细化工行业尤其是实验室研发阶段，该技术还是相对较新的概念。

流动化学(Flow chemistry)技术已经实现了从早期的某些特定反应可行性概念的验证到多步连续复杂合成的跨越，尤其在药物合成方面，越来越多的知名国际制药企业改变过去严加保密的策略而开始公开发展该技术。微通道反应器有着极大的比表面积，由此带来的是反应物料在微型尺寸通道内混合时有着优异的混合效率和换热效率。微反应器可以对反应的温度、停留时间、物料配比进行严格的控制，这些都是提高选择性、收率的关键因素，并且危险反应可以做到安全可控。

微通道反应器具有以下优点：

1、小试工艺可直接进行放大。精细化工行业中的反应器绝大多数是间歇式反应器。由于传质、传热的不同，放大的流程一般都是实验室验证、小试、中试、工业化生产。而由于微反应器自身的优势，小试的工艺条件可以直接进行放大，大大缩短了工艺开发的时间；

2、精确控制反应温度。得益于微反应器极大的换热面积，反应过程中物料的温度可以维持恒定。对于强放热的反应，热量也可以及时移除，避免了间歇釜式反应器传质与传热局限造成的局部过热现象，降低副反应发生的可行性；

3、精确控制反应时间。在连续流动的微反应器中，通过对反应器的组装与拆分，亦或是通过调节物料的流速，可以对反应时间（微反应器内即停留时间）进行精确控制，可以消除因为反应时间过长造成的副反应；

4、精确控制物料配比。微反应器传质系数比间歇反应器高几个数量级，因此物料在接触的瞬间即混合均匀，避免物料配比过量造成的副反应；

5、安全可控。由于传热系数极高，即使反应突然释放大量热量，也可以在短时间内被移除，从而保证反应温度在设定范围内，最大程度地减少了发生安全事故的可能性。而且微反应器中物料量少，即使反应失控，危害程度有限。

微通道反应器开发的连续合成工艺可以实现工艺直接放大、精确控制反应温度、精确控制反应时间、精确控制物料配比以及最大程度控制安全风险等优点，但是微通道反应设备初期投资相对要大，因此限制了其在工业化的推广及应用。但是伴随着国家对化工安全的控制越来越高，传统的反应釜工艺很难满足国家对化工安全的控制要求，通过微通道反应器开发的合成工艺必然会得到大力的推广。