微通道反应器在氯苯硝化反应中的应用【概要说明】微通道反应器在氯苯硝化反应中的应用氯苯硝化合物是用途极为重要的有机化学原料，广泛应用于合成染料、颜料、医药、农药、橡胶助剂、工程塑料等!工业硝化方法主要有：稀硝酸硝化、浓硝酸硝化、非均相混酸硝化和有机溶剂中硝化等几种方法.目前由于国内生产厂家逐年增加，老厂挖潜改造多出产品，产量猛增，产品市场竞争激烈！氯苯硝化反应是成熟的化学反应，工业化过程中存在明显问题，如产生大量废酸、选择性不佳等氯苯硝基化合物是用途极为重要的有机化学原料，广泛应用于合成染料、颜料、医药、农药、橡胶助剂、工程塑料等!

　　在微通道反应器中，尺寸微化加强了设备的传热、传质过程，实现了技术的连续化!实验研究原料配比、反应温度、体积流速等主要因素对氯苯转化率、选择性等的影响1选择性比较在实验中，在微通道反应器和传统反应器各自的工艺条件下在微通道反应器中，氯苯的单程转化率相对较低，但获得的产品的邻近选择性明显提高，副产品相对较少！分析原因，尺寸被微型化的微通道反应器，强化了传热、传质过程，弱化了反应中邻位空间位阻效应，利于生成邻硝基氯苯，提高了氯苯邻位选择性2时空转化率比较时空转率(STC)定义为STC=△n/(V!

　　但是，从反应过程中发生的σ合物来看，Id和IID特别稳定!因此，氯苯亲电取代反应，虽然比苯难以进行，但主要发生在氯原子的邻近和对位从空间效应的角度来看，氯原子体积大，阻碍了N02的邻近位置，从而减少了邻近位置产物的生成微通道内的反应过程与传统的批次反应技术相比，具有快速混合、传热、狭窄的停留时间分布、重复性好、系统响应快、自动控制方便、放大效果和高安全性能等优点!氯苯硝化为快速强放热反应，在传统的反应器中，反应释放的热量不能立即释放，反应温度不能制造，反应液混合不均匀等缺点，容易引起副反应、技术操作复杂、生产安全等问题。

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　　在化工生产中表现出了不一般的优势。现在简单介绍一下应用情况！01应用一：硝化反应硝化反应在农药、染料、香水以及活性药物中间体等的合成中占有重要地位，但目前工业上普遍采用间歇式操作，其生产过程中存在放热量大、选择性低、危险性高、环境污染、资源浪费等问题!微反应器作为、安全、环保、操作性强的新型反应设备，可凭借良好的传质、传热性能解决以上问题，同时可通过增加反应器数量进行处理量的放大，节省放大时间和成本!

　　反应过程涉及决定放大效应的各种因素——几何、运动、动力和传热,是放大效应存在的关键过程，同时反应过程决定配套的单元操作过程（物理过程）!在化工过程的开发中,只要反应过程的放大问题解决了,其他单元操作过程即可迎刃而解.因此,化工放大重点研究反应过程（反应器）的放大规律。随着制造技术、计算技术和测量技术的发展,国际上开发了多种化工放大的方法,有的已实现成功的应用,有的处于研发阶段.笔者根据化工过程开发实践经验并结合文献报道,总结了3种常用的放大方法——逐级经验放大、数学模拟放大和“量纲分析”放大,顺便总结了一种特殊类型反应器——微型反应器的放大方法！

　　h)mol.m-h-1，即反应物在单位体积、单位时间内转化为产物的摩尔数，是测量反应器装置生产能力的标志之一!在实验中，在各自的工艺条件下，比较微通道反应器和通常的反应器中氯苯确化反应时空转化率微通道反应器中时空收率相对较高，比常规反应器约高4个数量级!扩大生产率和生产时，分别串联并行增加微通道反应器的数量，即所谓的扩大数量微通道反应器是染料工业实现工艺绿色化发展的新方向微通道反应器是一种连续流动的管道式反应器，包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器、控制器等.

　　由于管道尺寸远远小于常规管式反应器，是利用精密加工技术制造的特征尺寸在数百μm以下的微型设备，与传统反应器相比，具有传质传热效率高、瞬间混合、返混几率小，能更好地控制反应温度和停留时间等优点，能够解决工艺放大问题，具有良好的反应安全性能.染料工业的生产过程主要采用单批釜式反应器生产，常需控制反应温度来减少重氮组份的分解，存在停留时间较长、混合欠充分、选择性欠佳、产品纯度不高、批次间差别大等不足.因此，微通道反应器，能够改进混合方式、简化工艺、连续化生产，是染料工业实现工艺绿色化的一个发展方向.