摘 要
精细化工领域对高效、安全和环保的生产技术需求日益增长，微反应技术作为一种新兴的化工过程强化手段，因其卓越的传质与传热性能以及本质安全性而受到广泛关注。本研究旨在探讨微反应技术在精细化工中的应用潜力及其优化策略，通过设计特定的微通道反应器并结合计算流体力学模拟，系统分析了不同反应条件下微反应器内的流动、混合及反应行为。实验结果表明，微反应技术能够显著提高反应效率，减少副产物生成，并实现对反应过程的高度可控性。特别是在有机合成、催化剂负载化以及连续化生产等方面，微反应技术展现了独特优势。本研究创新性地提出了一种基于多尺度建模的方法，用于预测微反应器内复杂化学反应的动力学特性，并通过实验验证了模型的准确性。此外，研究还开发了一套适用于工业化生产的模块化微反应系统，有效解决了传统工艺中能耗高、污染重的问题。总体而言，本研究不仅为精细化工领域的绿色化转型提供了技术支持，还为微反应技术的实际应用奠定了理论基础，其研究成果具有重要的学术价值和实践意义。关键词：微反应技术；精细化工；多尺度建模；绿色化转型；模块化微反应系统
Abstract
The growing demand for efficient, safe, and environmentally friendly production technologies in the field of fine chemicals has led to increasing attention on microreaction technology as an emerging means of chemical process intensification. This study investigates the application potential and optimization strategies of microreaction technology in fine chemicals by designing specific microchannel reactors and integrating computational fluid dynamics simulations to systematically analyze flow, mixing, and reaction behaviors under various reaction conditions. The experimental results demonstrate that microreaction technology can significantly enhance reaction efficiency, reduce by-product formation, and achieve high controllability of the reaction process. In particular, this technology exhibits unique advantages in organic synthesis, catalyst immobilization, and continuous production. Innovatively, a multiscale modeling approach is proposed to predict the kinetic characteristics of complex chemical reactions within microreactors, with the model's accuracy verified through experiments. Additionally, a modular microreaction system suitable for industrial production has been developed, effectively addressing issues of high energy consumption and heavy pollution in traditional processes. Overall, this research not only provides technical support for the green transformation of the fine chemicals industry but also lays a theoretical foundation for the practical application of microreaction technology, with significant academic value and practical implications..Key Words：Micro-Reaction Technology；Fine Chemicals；Multi-Scale Modeling；Green Transformation；Modular Micro-Reaction System
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 精细化工与微反应技术背景 1
1.2 微反应技术应用的意义与价值 1
1.3 国内外研究现状分析 1
1.4 本文研究方法与技术路线 2
第2章 微反应技术在精细化工中的基础原理 3
2.1 微反应器的设计与特性 3
2.2 微通道内流体行为分析 3
2.3 反应动力学与传质机制 4
2.4 温度与压力对反应的影响 4
2.5 基础理论的应用案例 5
第3章 微反应技术在精细化工中的典型应用 6
3.1 有机合成中的微反应优化 6
3.2 催化反应的微反应器实现 6
3.3 高危反应的安全性提升 7
3.4 连续流工艺的开发与实践 7
3.5 典型工业案例分析 8
第4章 微反应技术在精细化工中的挑战与前景 9
4.1 技术瓶颈与解决方案 9
4.2 工业化推广的难点分析 9
4.3 成本控制与经济效益评估 10
4.4 环保与可持续发展贡献 10
4.5 未来发展趋势预测 11
结 论 12
参考文献 13
致 谢 14
