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微型化技术的发展

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时至今日，微型化已经逐渐成为现代科技发展的重要趋势之一，微型化技术正在被广泛的应用在各个领域，如微电子、微机器人、微电机、微马达等等。

早在1959年，著名科学家费曼就提出：“微型化是未来科学发展的方向，需要寻求新的途径促进在纳米尺度进行微型化”。

上个世纪80年代，微型化技术最早应用在微电子机械领域（MEMS），紧接着在航空航天、材料、生物医药等领域都有了快速的发展。微型化技术可以加速技术转化及产品升级，也可以降低风险，易于实现产品的多元化发展。

微化工技术起源

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以传统化学工业为代表的流程工业面临着装备体积庞大所带来的诸多问题：

（1）装备投资大，维护成本高

（2）生产过程粗放，时空分辨率低，生产效率低

（3）极端工况响应慢，安全隐患大

（4）装备柔性差，创新难度高

能否在保证产能的情况下，通过减小化工设备尺寸来提高过程安全性及降低生产成本呢？

上个世纪70年代底，英国帝国化学工业公司（ICI）Ramshaw教授最早提出微型化工设备的概念，并在文献中（Trans IChemE, Vol 77, Part A, May 1999）中做了介绍，把三维尺寸在亚毫米级别的反应设备称作微反应器（MIcroreactor）。

1986年民主德国申请了最早的微反应器相关专利，此后的1989年德国卡尔斯鲁诺科研中心开发出了微型换热器，良好的效果受到了学术界和产业界的重视。1993年，英国 J.W.Ponton 教授提出化工过程微型化的概念。1997年，首届国际微反应技术大会（IMRET）在德国法兰克福召开，标志着微反应器技术的研究进入快速增长期。

微化工技术国内发展情况

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在我国，清华大学化工系及中国科学院大连化学物理研究所是最早关注并开展微反应技术研究的研究单位。2004年《现代化工》杂志发表了有关微混合设备的综述性论文，作者是骆广生教授、汪家鼎院士等。

2003年，中国科学院大连化学物理研究所陈光文研究员、袁权院士等在《化工学报》上发表了有关微化工技术的综述论文。

近些年来，微化工技术越来越受到中国学术界和产业界的重视，四川大学、天津大学、大连理工、南京工业大学、浙江大学等单位也都积极开展了微化工技术相关研究。

工业应用发展

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2004年，Clariant公司报道了在工厂进行苯硼酸的微反应工业实验（Organic Process Reserach Development 2004,8(3):511-523），反应工艺流程如下图所示。

2005年，日本Ube Industries公司在微反应器系统内进行Swern氧化反应（Angewandte Chemie-International Edition,2005,44(16):2413-2416），并建立了10吨每年的中试生产线，反应流程如下图所示。

UOP公司建立了过氧化氢生产的中试装置，并设计了年产2000t的工业化装置。国内的清华大学化工系骆广生教授团队在湿法磷酸净化、无机纳米颗粒合成、聚合材料制备、橡胶助剂及精细化学品的合成等领域均成功开发和应用了微反应连续化工艺，其中，湿法磷酸萃取净化微化工成套工艺技术、纳米碳酸钙和溴丁基橡胶微反应器技术均已经成功工业化。

微反应器技术商业化公司

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国内外从事微反应器技术相关的商业公司主要业务包括如下几方面：

（1）物料输送设备

（2）在线监测设备

（3）微反应器设计加工

（4）微反应系统制造

（5）微反应工艺开发

目前，绝大部分商业公司分布在欧洲（71%）、亚洲（19%）及北美（10%）。国外主要的商业公司有：Corning、Bayer、Lonza、Syprris、Chemtrix、ThalesNano、Vapourtec等；国内主要的商业公司有：深圳智微通、欧世盛（北京）、山东微井、贵州微化、安微连续流技术等。