
【化】 flow reactor
flow; flowage; fluxion; on the move; run; stream
【医】 afflux; flow; fluxion; streaming movement
【经】 circulating; floating; flow
reactor
【医】 reactor
流动反应器(Flow Reactor),又称连续流动反应器(Continuous Flow Reactor),是一种通过连续输入反应物并同步输出产物的化学反应装置。其核心特征在于反应物料在封闭管道或微通道内持续流动并完成反应过程,区别于传统间歇式反应釜的批次操作模式。
连续流动机制
反应物通过泵送系统以恒定流速进入反应器(如微通道、管式或固定床结构),在可控温度/压力下发生反应,产物随流动相实时输出。该设计显著提升传质/传热效率,适用于强放热或快速反应体系 。
微通道技术应用
现代流动反应器常采用微流控芯片或毛细管结构(通道尺寸通常为10–1000 μm),通过增大比表面积实现精准的温度控制和混合效果,减少副反应 。
过程强化特性
因反应体积小、停留时间精确可控,可安全处理高危中间体(如重氮化合物),大幅提升反应选择性及安全性。例如制药行业应用流动化学合成API(活性药物成分),收率较传统方法提高15–30% 。
绿色化学贡献
通过试剂实时混合与在线淬灭,减少溶剂用量50%以上,符合绿色化学十二原则中的原子经济性要求。美国环保署(EPA)将其列为降低化工过程E因子的关键技术 。
精细化工合成
用于硝化、氟化等高放热反应,德国拜耳公司采用管式流动反应器实现吨级硝基苯甲酸安全生产 。
纳米材料制备
微通道内可控结晶环境可制备粒径分布均一的纳米颗粒(PDI<0.1),MIT研究团队藉此开发出单分散量子点材料 。
权威参考文献来源
流动反应器是一种通过连续流动方式进行化学反应的装置,其核心特点在于反应物在管道或微通道内流动并完成反应。以下是其详细解释:
流动反应器(也称连续流动反应器、微反应器)通过精密设计的微通道结构,使反应物在流动过程中混合并发生反应。与传统间歇式反应器不同,其物料输入和输出均为连续过程,且反应时间由流速和反应器体积决定,计算公式为: $$ text{停留时间} = frac{text{反应器体积}}{text{流速}} $$ 这一特性使其反应时间可从几秒到数小时灵活调节。
流动反应器属于理想反应器的一种,主要分为两类:
广泛用于高危化工、制药、精细化学品合成等领域,例如磺化反应、氢化反应、纳米材料制备等。其灵活的结构(如螺旋管、填充床)也支持多相催化反应。
如需更完整的分类或技术细节,可参考化工仪器网及康宁反应器技术公司的资料。
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