微反应器的定义

微反应器，即微通道反应器，利用精细加工技术制造的特征尺寸在10到300微米（或者1000微米）之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。

美国PNNL(Pacific Northwest National Lbaoratory)主要开展燃料电池氢源系统微型化研究，反应器主体结构是一个错流式微通道换热器，与传统相比，相同的处理能力，反应器体积可减小l～2个数量级。微反应器在传质、传热、恒温等方面表现出的巨大优势，自面世以来迅速引起相关领域人士的浓厚兴趣和关注。

微反应器的优点

（1）准确控制反应温度

对于强放热反应，传统釜式反应器由于受体积影响，混合及换热效率不高，容易出现局部过热现象，产品收率和选择性都会下降副产物较多。而在微通道反应器内，比表面积可以达到10 000-50 000，液相传热系数可以达到10 000 W/（m2 K ，出色的传热特性使得反应温度能准确控制在一定范围内，这对于精细化工中涉及中间产物和热不稳定产物的部分反应具有重大意义。

（2）准确控制反应时间

在传统的间歇釜式反应器中，为防止反应过于剧烈，往往采用逐渐滴加或分批加入反应物的方式，来促进反应平衡向产物移动，但这也造成了部分反应物停留时间过长，产生较多的副产物。而反应物在微通道反应器中是连续流动的物料在反应条件下的停留时间可以准确控制，一旦达到良好反应时间就立即传递到下一步或终止反应，可以有效消除因反应时间过长而产生的副产物。

　　聚合反应对反应器的传热和混合有很高的要求，传统的釜式反应器在这方面的缺陷成为获得高的性能聚合产物的瓶颈之一。

　　微通道反应器可实现可控的多相微尺度流动，能够强化聚合反应中的混合、传质和传热过程，严格控制反应时间，实现反应单元的模块化组合。

　　与传统搅拌反应器相比，这些特点使得微通道反应器在控制聚合物分子量分布，简化反应环境，提高反应选择性，调节聚合物分子结构和宏观形貌等方面展现出了一定优势。

　　利用微通道反应器技术进行生产时，工艺放大不是通过增大微通道的特征尺寸，而是通过增加微通道的数量来实现的，所以小试反应条件不需做任何改变就可直接用于生产，不存在常规批次反应器的放大难题，从而大幅缩短了产品由实验室到市场的时间。

　　微通道反应器采用连续流动反应，因此在反应器中停留的***数量总是很少的，即使万一失控，危害程度也非常有限。而且，由于微反应器换热效率很高，即使反应突然释放大量热量，也可以被迅速导出，从而保证反应温度的稳定，减少了发生安全事故和质量事故的可能性。因此微反应器可以轻松应对苛刻的工艺要求，实现安全生产。