討論與總結

一．對于有安全風險的反應

安全是首先要考慮的因素。易燃易爆的危險物質、中間體不穩定、強放熱和加壓反應構成安全危害，這在微反應條件下可以減輕或消除危害。

對于有害物質參與的反應，使用小規模的芯片反應，可以讓化學家在發現階段使用非常少量的有害物質，降低了化學家的暴露風險。此外，連續流在線淬滅可以避免因設備誤操作可能導致泄漏而導致的危險。

對于工業化規模的微反應技術，目前微反應器制造的行業標準還未出臺，企業在選擇反應器時更需謹慎。反應器的本質安全性是一個前提條件，沒有本質安全的設計和可靠的的反應器制造作為支撐，任何危險間歇反應工藝即使改成連續流，它的安全性都沒有保障。

二．對于放大困難的反應

對于在間歇工藝中已經評估為“安全”的反應，必須先判斷一下已有的小試條件是否滿足現實生產的需要。有些小試工藝因反應條件苛刻，即使能完成小試條件的優化，但受工業化條件的限制，不一定具有工藝放大的可行性。

因此對于新工藝開發，不僅需要在燒瓶里進行優化實驗，但同時也需要考慮工業化實施的可行性。這類反應可以考慮用微反應連續流的方法進行工藝開發和優化。

實驗室微通道反應器工藝開發平臺，自動化程度高，可進行在線檢測，在起始原料很少的情況下，使用小持液體積的反應器可使化學家能夠使用最少的試劑嘗試反應并得到大量的分析數據。此外，溫度和時間的優化通常在流動化學中更容易，因為反應器溫度可以很容易地改變，反應時間可以通過流速變化輕易控制 。

三．氣液相反應

進一步分析該反應是否涉及氣液體系。一般來說，當其中一種試劑是氣體時，流動反應優于間歇反應。對反應器加壓增加了氣體在溶液中的溶解度，良好的通道結構設計可以強化非均相體系的混合，加速反應的進程；康寧反應器的專利通道結構設計可以大大強化氣液兩相的混合效果，使反應加速進行。

四．液液非均相反應

對于液液非均相反應，雖然在間歇生產中，劇烈攪拌可以有效地生產很好的乳液混合，而使生產變得簡單。但是，當需要高均一性混合時，連續工藝是必須的。

此外，對于復雜串聯反應機理控制的反應，且又涉及到非均相，連續化技術可能是唯一的改進工藝的方法。這里微反應器通結構設計是否可以使混合達到均一顯得尤為的重要。

下圖直觀的闡述了混合的效率是如何影響串聯化學反應的選擇性的。

Damko?維勒(Da)數量。

這個無量綱單位是反應速率與擴散傳質速率之比。對于Da小于1的反應，可以在反應發生前進行混合均勻(>95%)。然而，對于Da大于1的反應，反應速度大于傳質速度，導致系統內局部產生濃度梯度。

通常，這種梯度會產生會影響反應的整體選擇性。所以比較差的混合極大地影響主反應的競爭力，使得副反應產生, A+ B→C + B→S (Da > 1)。由于擴散速度慢于反應速率，A和B在達到完全混合前先發生反應。在靠近C的地方產生了相當濃度的B，然后反應生成更多的副產物S。

五．有固體參與的反應

有機化學反應中出現固體幾乎是不可避免的，如何解析和處理微反應器的固體是大家都關注的問題。下面分幾種情況給大家介紹，如何應對微反應器中的固體。?

1.有固體參與的反應?

在有固體參與的反應中，固體物料是反應物之一。可以首先看看是否可以尋找合適的溶劑把它溶解后按液態處理，或者是否可以加熱溶化，在高溫熔熔狀態下進料。?

如果這兩項都不能實現，那就需要把固體分散在溶劑或反應液中形成漿料，在進料系統中，通常需要外部驅動場，并且相應的分散效果取決于粒子的大小，密度和濃度。康寧反應器對于處理200微米以下的固體，固含量10%以下是沒有問題的。

反應通道中的固體的行為是由顆粒，流體和反應器的表面之間的相互作用所控制，并且，如果適用的話，也可以考慮增加外部力量（如超聲波）。康寧反應器可以管理這些復雜的相互作用，成功處理固體在實驗室或規模生產。

2.在反應過程中生產的固體?

在反應過程中產生固體的情況比較復雜。根據不同的情況，我們可以采取不同的應對方法。

應對策略之一：釜式工藝和微反應器工藝條件具有比較大的差異，釜式反應因為受到傳質和換熱的限制，反應溫度和濃度都有一定的要求，只能通過延長反應時間來控制反應。而微反應器具有強大的傳質和換熱功能，通過強化溫度讓反應時間大大縮短。溫度的提升對產物的溶解性有一定的影響，反應過程中的產物有可能不會析出固體。

應對策略之二：微反應器傳質好，反應停留時間短，可以很好地控制反應的選擇性。對于有些反應中的固體是因為副反應發生而產生的反應有很好地控制效果。?

應對策略之三：反應產物確實是固體的情況，可以考察該固體是否可以在反應進程中加入某種溶劑萃取而使之溶解。例如生成某種鹽，在反應器中段或后段導入水使之溶解。?

應對策略之四：反應產物確實是固體的情況，我們必須仔細研究固體的形態，顆粒的大小，產生的量的多少以及流體的流動性來決定是否合適使用微通道反應器。。

六．光化學反應

最后，光化學或電化學反應通常比較適合流動的條件。Lambert?Bouguer law 定律描述了光的衰減隨著路徑長度增加。因此，由于反應釜的尺寸較小，反應混合物在流動中會受到更均勻的光的照射。

如果反應是采用氣液兩相，則在流動條件下反應會得到進一步加強。電化學反應也得益于小尺度的流動條件。由于反應可以在不需要電解質的情況下進行，因此可以降低成本，簡化提純的過程。

但對于光化學反應，因大多大產能的反應器會光的照射大多會隨著光反應器的增大而衰減，所以一般這類大通量光反應器需要特殊的架構設計來規避這種放大效應。