摘要：微反應技術的發展歷史只有30多年，但因其強大的優勢越來越受研發機構和企業的關注。本文介紹了微反應器的優勢、微反應技術的研究現狀以及面臨的阻礙，分析了微反應技術的發展現狀。

　　微反應技術是一種采用微通道反應器代替傳統的化學反應器進行化學反應的工藝技術。微通道反應器也稱微反應器，是一種以連續流動為基礎的微通道管式反應器。“微”并不是指微反應設備的外形尺寸小或者產品產量小，而是指工藝流體的通道在微米級別(10-1000微米)，微反應器包含成百萬上千萬的微型通道，也可以實現產品的大量生產。

　　微反應器具備常規反應器無法比擬的優勢

　　微結構賦予了微反應器很大的比表面積，是傳統釜式反應器的幾百倍甚至上千倍;微反應器的傳熱和傳質能力極強，可以實現高效傳熱，傳遞物料也可以瞬間均勻混合。以上性能保障了微反應器可以用在強放熱反應、反應物或產物不穩定的反應、對反應配比要求很嚴格的快速反應、危險化學反應、高溫高壓反應等一系列常規反應器無法實現的反應。

　　微反應器的優勢可以總結為以下幾點：

　　1.精確控制反應溫度：極大的比表面積賦予微反應器極大的換熱效率，能夠及時導出反應瞬間放出的大量熱量，保持穩定的反應溫度，避免了常規反應器因為無法及時導出反應熱導致局部發生副反應的問題，能夠提升產品的收率。

　　2.精確控制反應時間：常規反應器一般以逐漸滴加的方式進行物料的添加，以避免發生劇烈反應，容易導致部分物料停留時間過長，產生副產物，降低反應收率。微反應器中發生的是連續流動反應，一旦達到最佳反應時間就將物料向下一步反應傳遞或者停止反應，物料在反應器中的停留時間可以得到精確控制，從而減少副產物。

　　3.精確控制物料混合比例：在常規反應器中，易發生物料以不適當的比例混合，容易發生副反應，產生副產物。微反應器的反應通道直徑小，物料可以按照適當的比例精確快速均勻混合，有效減少副產物的生產。

　　4.提升反應過程安全性：物料在微反應器內進行連續流動反應，因此反應器中停留的物料數量維持在較少數量，如果發生失控，危害程度有限。微反應器具有極大的換熱效率，能夠及時移走反應熱，維持穩定的反應溫度，有效避免安全事故和質量事故的發生，因此微反應器能提升反應過程的安全性，實現安全高效生產。

　　5.無放大效應：采用傳統的釜式反應器生產，由于生產設備的傳熱傳質效果受到設備大小的影響，因而工藝小試成功后放大時，需要花費一定時間摸索。而微反應器無需進行設備尺寸的放大，而是增加微通道的數量來進行工藝放大，所以小試成功后產品可以直接投入生產，節省從實驗室到投入生產的時間。

　　綜上，微反應器有許多常規反應器無法比擬的優勢：微反應器能夠有效減少副產物，提升產品收率，增強產品選擇性，產品質量得到提升;副產物減少還能降低對環境的影響，增強反應過程的環保性;微反應器生產縮短反應時間，提升了生產過程的安全性，使企業實現安全生產，達到降本增效的目標。

　　微反應技術處于快速發展階段

　　微反應技術的概念于1995年由德國的埃菲爾德微反應技術公司的創始人Wolfgang Ehrfeld教授首次提出，埃菲爾德公司是第一家將微反應技術進行商業化的公司。據不完全統計，目前全球已有50多家微反應器的供應商，主要集中在歐美等發達國家。許多歐洲的企業和研發機構，尤其是大型的化工和醫藥公司都在致力于開發和應用基于微反應器的新生產工藝，美國康寧、德國拜耳和巴斯夫、瑞士龍沙等公司相繼成立了專門的部門負責微化工技術的開發應用，研發并推廣其生產的微反應器。

　　歐美生產的微反應器相對先進，但對我國的銷售價格昂貴，且服務于價格不對等，阻礙了微反應技術在我國的應用。我國于上世紀末啟動了微反應技術的研究，目前有幾家高校、科研院所和化工科技企業專注于研究微反應技術，并取得了一些成果，見表1。

　　表1 我國開展微反應技術研發的機構

　　(資料來源：公開資料整理)

　　2017年，紹興東湖高科股份有限公司收購了擁有最先進微反應技術的德國微反應技術公司埃菲爾德，意味著最先進的微反應技術被引入中國，將為中國的化工產業轉型升級提供支撐。

　　綜上，微反應技術近幾十年來一直是國內外研究機構和企業關注的熱點，國內外開展了大量相關研究工作。微反應技術對一些化學反應有很好的應用潛力，卻在基礎研究、設備開發等方面還存在著一定局限性，隨著國內外不斷開展對微反應技術的研究和應用，這些局限有望在幾年內被打破，微反應技術正處于快速發展階段。

　　微反應技術的發展面臨諸多阻礙

　　⑴微反應器的應用面臨技術挑戰

　　微反應器的工業化應用并非適用所有反應，比如原料為固體且無法轉化為液體的工藝，無法通過微反應器實現;存在反應平衡，反應過程需要將中間體移除才能進一步反應的工藝，也是微反應技術應用面臨的一個挑戰。研究表明，微反應器目前適用于20%的精細化工產品。

　　⑵微反應器的應用需要考慮經濟因素

　　對于反應時間較長的生產工藝，微反應器雖然能通過強大的傳質能力將反應時間縮短，但需要依托于較大的設備體積，使用成本過高。因此微反應器的應用需要進一步完善對生產工藝的研究。微反應技術方案的確定需要綜合考慮工藝設計、工程實施、設備維護、長期運行是否可靠等諸多因素。

　　⑶應用微反應技術需要保持正確的思想觀念

　　微反應技術并非萬能，有一定的局限性。傳統化工技術具有豐富的成功經驗，應該將微反應技術和傳統化工技術有機結合，推動化工產業健康發展，實現產業轉型升級，不能只依靠單一的技術。此外，微反應技術的應用還需要化工從業人員不斷更新自身的知識體系，傳統的化工領域的“三傳一反”理論不適用于微反應，因而如果化工企業人員依然沿用傳統的操作方式和管理模式，就會影響微反應技術的產業化進程。

　　⑷微反應技術人才的培養任重道遠

　　微反應工藝從開發到應用，需要多方面的專業支持，并不是買一臺新的設備就能投入生產。微反應器設備需要根據工藝的要求定制設計，也要求匹配的工藝參數，對市場化的技術服務提出要求。企業實施微反應工藝改造，也需要一個專門團隊來負責反應工藝、反應設備、安全分析、儀器儀表等諸多領域，目前國內企業在這方面的專業團隊還很稀缺。人才的培養是微反應技術應用的發展重點。

　　結語

　　微反應器具有常規反應器無法比擬的優勢，更加安全環保，產品質量更好，能夠實現降本增效的目標;國內外的研究機構和化工醫藥企業不斷開展關于微反應技術的研究和應用，微反應技術處于快速發展階段;微反應技術的發展還存在諸多阻礙，應當引起研究機構和企業的關注。