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成都微反裝置廠家

更新時間:2025-07-04      瀏覽次數:286

一、微反裝置的核心結構組成

微反裝置的結構需根據具體反應需求(如溫度、壓力、反應相態、是否需要催化劑等)設計,但其核心模塊通常包括以下部分:

1. 反應核心單元

  • 微型反應器:裝置的核心,承擔化學反應的場所,體積通常為幾微升到幾十毫升。
    • 材質:根據反應特性選擇,如不銹鋼(耐高壓)、玻璃(耐腐蝕、可視化)、石英(耐高溫、光學透明)、聚四氟乙烯(耐強腐蝕)等。

    • 結構:常見有微通道反應器(連續流、高效傳質)、微型釜式反應器(間歇式、適用于高壓反應)、固定床反應器(用于催化反應,催化劑固定在床層中)、流化床反應器(適用于催化劑需流動的場景)等。

  • 催化劑裝填 / 固定系統(針對催化反應):如固定床反應器的催化劑床層支架、分布器(確保反應物均勻接觸催化劑)。

2. 進料系統

用于將反應原料(氣體、液體或固液混合相)精準輸送至反應器,需保證流量穩定、比例可控。


  • 泵類:液體原料常用微量注射泵(精度可達 μL/min)、高壓恒流泵(適用于高壓場景);氣體原料常用質量流量控制器(MFC,控制氣體流量精度)。

  • 進料預處理單元:如液體原料的過濾(去除雜質)、氣體原料的脫水 / 脫氧(避免干擾反應)、原料預熱 / 氣化裝置(如需氣相反應)。

3. 溫控與控壓系統

  • 溫控系統:根據反應溫度需求,可采用水浴 / 油?。ㄖ械蜏兀?- 20~200℃)、電加熱套(常溫~300℃)、管式爐(高溫,可達 1000℃以上,適用于催化反應)、半導體溫控(高精度控溫,±0.1℃)等;部分裝置集成冷卻系統(如循環冷水機)用于放熱反應的溫度調控。

  • 壓力控制系統:通過背壓閥、減壓閥、壓力傳感器實現壓力穩定(范圍通常為常壓至數十兆帕),確保反應在設定壓力下進行,避免超壓或壓力波動影響反應。

4. 檢測與分析系統

用于實時監測反應過程或采集產物數據,提升研究效率:


  • 在線檢測:集成小型化檢測器,如在線紅外(IR)、在線紫外 - 可見光譜(UV-Vis)、氣相色譜(GC)、液相色譜(LC)等,可實時分析反應中間產物或產物組成。

  • 離線取樣:通過取樣閥定時采集反應液 / 氣體,送實驗室進行離線分析(如色譜、質譜)。

5. 輔助系統

  • 氣體 / 液體混合單元:如靜態混合器,確保多相原料(氣 - 液、液 - 液)在進入反應器前均勻混合。

  • 尾氣處理單元:對反應產生的有毒 / 有害氣體(如 H?S、Cl?等)進行吸附(活性炭)、中和(酸堿吸收)或燃燒處理,避免污染。

  • 自動化控制系統:通過 PLC 或計算機軟件實現溫度、壓力、流量等參數的精準調控(如設定升溫速率、恒壓精度),并記錄反應數據(如溫度 - 時間曲線、壓力變化曲線)。

二、微反裝置的核心特點

相比傳統的實驗室反應釜(如 50-500mL 小試釜),微反裝置的優勢顯著:


  1. 反應效率高:體積小,比表面積大(傳質傳熱效率是傳統反應器的 10-100 倍),可快速達到反應平衡,縮短實驗周期。

  2. 試劑用量少:原料和催化劑消耗僅為傳統小試的 1/10-1/1000,尤其適合昂貴試劑(如醫藥中間體、稀有催化劑)的研究,降低成本。

  3. 安全性高:反應體系小,即使發生泄漏或失控,風險遠低于大型反應裝置,適合易燃、易爆、有毒體系的研究。

  4. 條件易控:溫度、壓力、流量等參數可通過自動化系統精準調控(精度可達 ±0.1℃、±0.01MPa),實驗重復性好。

  5. 集成化與靈活性:可靈活搭配不同模塊(如更換反應器、增加檢測單元),適應多種反應類型(均相、多相、催化、高溫高壓等)。


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