2.1.1 精准控制反应温度 由于大多数的化工生产过程都有强放热情况的 发生，比起传统的釜式反应器对于强放热反应的控 制能力较低的不足，微反应器可以很好地弥补这一 点。由于其反应器通道的反应尺寸很小，比表面积 就变得很大了[15-16]，使得在热量传递的过程中，温 度 梯 度 变 大 ，推 动 力 变 大 ，使 得 传 热 效 率 变 大[5,8-9,13-14]，使得它在瞬间大量放热的反应过程中 也能很快地将热量传递出去，从而精准地控制了反 应温度。利用微通道反应器可以很大程度地对传递 过程产生强化作用，极大地避免了局部过热、浓度 差异大等异常情况，有效地抑制了不利状况的 发生[18]。 2.1.2 精准控制反应时间 得益于微通道反应器内流体的流动状态，层流 流动大量地减少了流动阻力，能更容易地描述反应 的状态并进行模拟[3-4]。由于比表面积很大，大大减 少了反应时间。并且微通道反应器采用的是连续流 动的物料参与反应的方式[5]，这样做的好处在于避 DOI:10.14029/j.cnki.issn1004-0935.2022.10.002第51卷第10期 易春辉，等：微通道反应器工艺技术的应用进展及发展前景 1443 免了传统的釜式反应器在装、填料等辅助操作时耗 时较长、反应过程不连续使得产品质量不稳定等问 题，大大节省了时间，精准地控制了物料的停留和 反应的时间[8]，同时还能有效地减少由于反应时 间过长造成生成副反应的量增多从而降低产品的 质量[5,11,13-14]。 2.1.3 精准把控物料的配比 相较于传统的釜式反应器无法避免地在快速反 应中配比物料时出现局部过量、搅拌不均匀、产生 副产物等问题[5]，微通道反应器由于其自身管道尺 寸极小（微尺度范围内），从而大大提高了物料的混 合程度，且降低了混合所消耗的时间，极大程度上 提高了产品的质量。 2.2 微反应器的并行放大 传统的反应器由于“三传”的影响，通常需要 经过“小试→中试→放大生产”[8,18]这一系列过程， 从而使生产工艺达到原有的反应条件。而与之相比， 微反应器的并行放大过程具有优良的单一通道在 “三传”状态下的重现性和在多个通道并行状态下 的鲁棒性[10,18]，因此，在放大过程中可以跳过中试， 直接放大生产，不改变小试的实验条件，仅需要增 加并行管数，即可达到工业放大要求[1-2,4,10-11,18]，过 程中省去了大量的时间成本和经济成本，极大地缩 短了产品的研发周期。 2.3 微反应器的高度集成特性 微反应器结合了多种趋于成熟的微化工技术集 合在一块反应芯片中，依靠这一单一的芯片进行多 种操作，这样做的好处是不仅将复杂的操作集中在 同一芯片中，使得多种操作在同一区域完成，方便 监测和操作，并且在提高反应速度的同时还节约了 成本[18-20,24]。 2.4 具有良好的安全性和可控性 在化工过程中，最重要的一个指标就是安全性。 微通道反应器很好地满足了这一要求。由于其采用 连续流动的方式进行反应，因此可以很大程度地减 少反应器中停留大量化学品造成危险，降低了危害 程度[11]。 由于微反应器的反应尺度都是微米级或亚微米 级的，其混合过程在微结构中完成，避免了传统反 应器的搅拌过程，因此反应过程更加温和可控，也 更为均一[3-5]。 2.5 反应过程清洁、绿色、环保 结合我国国情和政策要求，如“双碳”等政策 的出台，对于化工过程的清洁、绿色、环保要求越 来越高，微反应器技术对化工过程绿色化和可持续 化的贡献越来越明显。相较传统的化工过程，微反 应器有着副产物少、产能高、耗能小的优势。微尺 度使得反应过程对物料的消耗量是微量级的，与之 对应的产物也是微量的，其对环境和操作人员的危 害程度也非常的低[21-23]。因此，微反应器技术必将 在化工行业中大放异彩。
