连续流微通道反应器材质介绍

 微通道反应器有多种几何结构，简单的是管式结构，还有板式微通道结构以及集成试剂注射、混合、换热、溶剂交换、相分离等多种功能为一体的复合式结构。微反应器设备从材质的角度可分为金属材质和非金属材质，微通道反应器常见的材质有玻璃、碳化硅、金属和聚合物等，要根据化学反应的温度、压力、腐蚀性、比热容等特性选择合适微通道反应器材料。

评价一款微通道反应器好坏，主要从以下四个方面：

· 传质性能：传质性能受到通道结构的设计、流速范围、停留时间分布、压力降等等因素影响。

· 传热性能：微反应器是一种换热能力超强的技术装备，其换热能力受流速、温差、材质、换热介质等因素影响。

· 放大的设计，实验室研发型微反应器到工业化微反应器应当保持比较好的传质、传热、停留时间一致性。

· 材质和加工，设备的耐腐蚀性、密封性、耐压性、死体积应当与具体的工况相匹配。

配套设备对于要实现工业化用途来讲同样重要。微反应器配套包括进料泵、传感器、阀门、在线监测装置、控制系统及管件阀门等。其中，动部件的寿命、耐腐蚀性、管道的设计等等都需要认真考量。

一、碳化硅材质

碳化硅是比较常见微通道反应器材质，其优点是耐腐蚀性强，缺点是应力性差，容易碎，因此适用于腐蚀性较强、对混合效果要求不高的低压反应；不适用于高压反应，以及对混合效果要求较高的反应。

碳化硅陶瓷具有高强度、高导热、耐磨损以及全面的耐酸碱腐蚀性能，是公认的化工防腐领域“梦想型”换热材料。相比传统的石墨、氟塑料、贵金属、搪玻璃等换热材料，其换热效率和使用寿命等具有明显的竞争优势，特别是在一些复合强酸环境下，其超强的抗腐蚀能力更是具有不可替代性，在精细化工、制药、钢铁、轻工等领域具有广泛的应用前景，对于促进相关领域的装备和工艺提升发挥着越来越重要的作用。

强耐腐蚀性：反应板材质选用无压烧结碳化硅纯度在99.5%以上耐各种化学腐蚀，可用于包含氢氟酸、强碱及高温体系。

高导热率：导热系数高达130W/m·K，极大地改善反应过程中传热条件，加快反应速率。

二、玻璃材质

玻璃材质微通道反应器也比较常见，最典型的案例就是康宁公司生产的微通道反应器，多为玻璃材质。玻璃材质微通道反应器兼具耐腐蚀和可视化性能，这些方面的独特优势使得其可广泛应用于科研教学、常规化学和光化学工艺开发。其优点是耐腐蚀性较强，透光性好，可以直接观察到流道内部情况，缺点同样是应力性差，容易碎，且价格高。所以多用于腐蚀性较强的低压反应，不能用于高压反应，尤其是在光催化反应中的应用比较广泛。

三、特种合金材质

特种合金一般指哈氏合金、蒙乃尔合金等材质，这种材质的微通道反应器也非常多。其优点是耐腐蚀性强，同时承压能力强、韧性好，缺点是原材料贵，加工成本高。适用于高压反应和腐蚀性较强的反应，目前在市场上非常常见，已经广泛在气液反应和液液反应中应用。

四、不锈钢材质

不锈钢材质应用到微通道反应器中的情况也是有的，但不太常见，其优点是承压能力强、韧性好，价格低，缺点是易被腐蚀，因此只能用于完全无腐蚀性的反应，一旦遇到腐蚀性反应物，极有可能导致整个反应器报废。所以在遇到不锈钢材质的微通道反应器时，一定要慎重选择，千万不要被价格低蒙蔽。

在选择微通道反应器时我们除了要考虑材质方面因素，同时还要重点注意自己反应类型到底能不能用微通道反应器来做，尤其是有固体反应物或产物的反应，固含量高的反应基本都不适用于微通道反应器。