连续性反应专题报告：小分子合成技术，生物制药行业的新革命（34页）

行业报告下载 2023年04月18日 08:55 管理员

微反应器具有与大反应器完全不同的几何特性：狭窄规整的微通道、非常小的反应空间和非常大的比表面积。传统混合过程依赖层流混合和湍流混合；微化工系统中，微反应器及其他微通道设备通道特征尺寸（当量直径）是微米级，雷诺数≪2000，流动多呈层流，因此微流体混合很大程度上基于扩散混合而不借助于湍流。传输现象主要由扩散决定，对于扩散限制的反应，其反应时间与限速距离的平方成正比，因此，将一个在直径10cm烧瓶中的反应改为直径100um微反应器中进行，其反应耗时可以缩短至百万分之一。微通道反应器适用于放热剧烈、反应物或产物不稳定、反应物配比要求很严的快速反应、纳米材料和需要产物颗粒均匀分布的固体生成反应等。微化工特别在危险工艺上相较传统釜式反应器优势突出，常规反应器易因散热不及时导致喷料甚至爆炸；微反应技术则会使化学反应变得温和、绿色、高效、环保和安全。

微通道反应器具有优异的强化传送性能，可以安全达到更苛刻的反应条件，以实现高温高压下的新型反应窗口（Novel Process ows, NPWs）。2005年NPWs的概念首次提出，Hessel等人注意到传统批次化学（反应时间，reaction time）和微通道反应器技术（停留时间，residence time）典型时间尺度之间的明显差异。实现NPWs的工艺条件与传统反应差异明显，其中包括在高温、高压、高浓度（无溶剂）、新的化学转化、爆炸条件以及工艺简化和集成下实现实验室和生产级别的合成化学。  连续性反应具有改善反应时间、精确的温度控制、多步合成、提高选择性等优势。化学反应中，温度是实现反应所需活化能最重要的物理参数。根据阿伦尼乌斯方程，温度每升高10℃反应速率就会加倍，微通道反应器能够精确控制反应温度，从而更好控制反应进程；背压调节阀对反应混合物的流动产生阻力，从而产生高压，结合快速传热可将低沸点溶剂快速加热，避免使用难以去除且昂贵的高沸点溶剂。