微化工技术的研究

回光舞

摘 要：微化工技术，是随着上世纪90年代兴起的可持续发展理念和高新科技技术的发展而兴起的一门新的学科，作为一门多学科交叉的科技前沿领域，微化工技术是将微机电系统设计和化學化工相关原理合二为一的产物，并引进集成电路和微传感器制造等技术的一种技术和科学技术革新、涉及领域波及化学、机械、材料，电子、物理等多个学科。本文主要通过对微化工的发展概况、前景展望以及应用范围的概述，展现出微化工技术的现状。

关键词：微化工技术；微型化；微反应器

随着现代社会的高速发展和人们生活水平的不断上升，导致人类对产品种类、数量、质量的要求也是日益增加，这也推动了现代化工业的飞速发展；同时为了适应环保、节能等时代要求，因此如何实现安全、高效、节能、可持续发展，成为当下急需解决的社会问题。新时代要求下，对化学工业来说，高使用率、安全环保、清洁无害、可持续性成为时代趋势，尽可能的减少耗损，同时实现零污染。要达到这一目的，既可以通过化学反应本身来完成要求，又可以通过新的设备和技术来加以实现。因此，微化工技术应运而生。

一、微化工技术的前景展望

微化工技术的研究在世界范围内还处于刚刚起步的阶段，在很多领域的研究工作还是有待进一步发展。在高效传质设备、精细高值化产品的生产、微反应器的研究、易燃易爆的反应过程、氟化硝化为主的强烈快速反映控制等领域的发展前景还是相当可观的。其主要需要攻克的技术难关包括微反应系统的设计、制造、组装、封存技术、相关参数测试、系统自动手动控制技术、传递特征规律等方面的问题，为微化工技术的发展和前景提供了理论依据和具体要求，同时也推动微化工工程理论的进步和发展。在一些涉足的企业中，由于其在微化工技术和生产使用方面的间隔期较短，可以加快微化工技术的产业化进程，在过程中放大和总结相关经验，形成一套具有自主知识产权的专利技术。这一技术推动了微化工技术推广和发展。

因此，在应对这些技术难关时，需要大力加强对微化工的基础和应用基础方面的研究：检测和归纳微尺度化系统中的表面、临界现象；微尺度系统的传热、混合规律；微空间下的化学反应；微化工设备的结构优化和规范化设计；以及微化学系统下关于微反应器的使用寿命、性能的系统化评价和标准等。这些既是对微化工系统的设计和开发提出了理论和实践依据，同时也推进整个微化工领域跨时代发展。

随着第三次科技革命的深入发展，化学工业面临着史无前例的机遇和挑战，微化工技术的出现和发展对传统化工技术和设备制造业产生了重大突破和技术革新，同时也对化学化工领域产生深远的影响。

二、微化工技术的研究和应用情况

微化工技术的核心问题，就是处理微反应器的研究和应用问题。微反应器，又名微通道反应器，是一种新型反应设备，其主要通过微加工技术和精密仪器加工技术制造出用于进行化学反映的三维结构元件（图1），其中包括换热、混合、分离、分析等高度集成的微反映系统（图2），通常情况下，这种流通介于微米和毫米之间的流通，而化学反应发生在这些通道之中进行完成。

在微反应器的发展时期，它主要被用于工艺优化、反映动力学测定、催化剂筛选等小试研究之中。目前，微反应器技术已经成为一种高效的筛选技术。近年来，由于微反应技术的优异表现，其在工业生产过程中的作用也是日益加强。据不完全统计，目前有20到30家企业将微化工技术运用到实际生产之中。像美国的CPC公司使用微化工技术完成药物合成；荷兰的DSM公司使用微化工技术完成里特反映；西安惠安公司通过微化工技术提取硝化甘油等等。在欧洲的许多公司和研究机构，尤其是大型的化工机构和医药生产研究公司都致力于微化工技术的开发和应用，并通过新的生产工艺，使得生产效益大幅度提升。

三、结语

微化工技术作为一种全新的强化技术，它的研究之路也只是刚刚起步阶段，在许多领域的研究和认识还是有待提高的。当前这一领域的研究主要集中在各大高校和相关研究所之中，但是随着其优点的社会和经济效益也开始逐步吸引着企业界的关注目光。随着微反应器技术在欧洲的飞速发展，使得其在工业研发和商业化生产中的应用越来越多。微化工技术的发展既是对传统化工技术和设备制造行业的颠覆，也对整个化学化工领域产生了史无前例的影响。由于我国既是资源大国，又是资源短缺的国家，发展微化工技术有利于提高资源的利用率，变废为宝，推动环境友好型、资源节约型社会的发展，推动我国经济的又好又快发展。

参考文献：

[1]叶昕鑫.基于图像的微化工过程液位与流量测量[D].2013.

[2]叶建军.微化工机械DSMC-SPH多尺度耦合算法研究[D].2009.

[3]吴炎.纳米颗粒微化工制备过程基于高速图像的控制系统研究[D].2013.