近年，我國的化工安全事故頻發(fā)，國家對化工行業(yè)的安全監(jiān)管也日趨嚴格，很多傳統(tǒng)化工企業(yè)都面臨著技改升級這一問題，由傳統(tǒng)釜式工藝改用微化工技術(shù)已經(jīng)成為必然趨勢，但是因為我國這方面的研究時間比較短，還停留在對國外設(shè)備的簡單仿制和反應(yīng)工藝的經(jīng)驗化開發(fā)階段。所以還有非常多的問題有待解決，下面就微反應(yīng)器技術(shù)的主要研究方向做簡單分析。

1. 研究微流道的結(jié)構(gòu)特征和其對反應(yīng)的影響機制

微反應(yīng)器是一種以三維微結(jié)構(gòu)為核心的精密反應(yīng)設(shè)備，這種三維微結(jié)構(gòu)的主要作用是在微米級尺度上分散反應(yīng)流體，提高反應(yīng)物和催化劑混合效率，加大傳質(zhì)和換熱面積。而決定微反應(yīng)器的性能好壞的主要因素就是其中的微流道結(jié)構(gòu)，好的微流道結(jié)構(gòu)不僅要能提供高效的混合和傳遞性能，還要能形成均勻的流場和溫度場，這樣才能強化傳熱傳質(zhì)，保證反應(yīng)的安全和穩(wěn)定，所以說探索微流道結(jié)構(gòu)特征及其對于反應(yīng)的影響機制必定是研究微反應(yīng)器的重要方向。

2. 探索微反應(yīng)器的混合-反應(yīng)-換熱協(xié)同強化機制

在微反應(yīng)器中，不僅是發(fā)生化學反應(yīng)，還要包扣流動、傳質(zhì)、傳熱等物理過程，整個反應(yīng)過程互相緊密耦合。其中流場對傳質(zhì)和傳熱的影響就非常大，而傳質(zhì)和傳熱的過程又決定了局部的溫度分布和組分濃度，組分分布決定著化學反應(yīng)是反應(yīng)控制還是傳質(zhì)控制過程;溫度會對組分擴散系數(shù)和化學反應(yīng)速率有影響。對于吸熱反應(yīng)，如果外部的熱量不能有效的傳輸?shù)椒磻?yīng)段，反應(yīng)很有可能就不能啟動或者停止;對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量如果不能及時有效地移出，可能會導(dǎo)致局部的飛溫現(xiàn)象，致使化學反應(yīng)的選擇性變差?；瘜W反應(yīng)在消耗反應(yīng)物生成產(chǎn)物的同時，會出現(xiàn)放熱或吸熱，反過來又影響傳質(zhì)和傳熱的過程。所以探索微反應(yīng)器的混合-反應(yīng)-換熱協(xié)同強化機制也具有十分重要的科學應(yīng)用價值。

3. 弄清微反應(yīng)器放大增益規(guī)律

在日趨嚴格的安全監(jiān)管下，高危工藝的安全化生產(chǎn)已經(jīng)成為化工企業(yè)關(guān)注的重點，而微反應(yīng)器的產(chǎn)業(yè)化則能很好解決這個問題。雖然微反應(yīng)器的放大效應(yīng)比釜式反應(yīng)器小很多，但還是存在的，尤其是在放大過程中，如何加強熱交換和降低體系壓降，是企業(yè)使用微反應(yīng)器進行技改升級必須要面對的兩個問題。因此，弄清楚微反應(yīng)器放大增益的規(guī)律，實現(xiàn)微反應(yīng)器產(chǎn)業(yè)化也是關(guān)鍵所在。

雖然微反應(yīng)器相對于傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器有非常多的優(yōu)勢，其在化工領(lǐng)域有著很廣的應(yīng)用潛能，但是就目前的情況來看，還有非常多的問題有待解決，尤其是微反應(yīng)器的通道系統(tǒng)設(shè)計、放大增益規(guī)律，以及搞清傳熱傳質(zhì)機制，將會成為當下最為重要的三個研究方法。