在前幾期內容中我們主要介紹了微通道反應系統，實際上連續流化工過程中還有一種更簡單，更加容易實現的反應系統，那就是今天我們要來說的管道反應器。

管道反應器的尺寸一般在DN10-DN100之間，在這個尺度范圍內管道容易加工成各種形狀，如盤管或者蛇管。同時對于管道連接，我們也有更多的標準件可以使用。實際上我們之前提到的微通道反應器也是管道反應器的一種。只不過微通道反應器要求尺寸特征在1mm以下，可以說是一種變細的管道反應器。在這里我們將管道反應器和微通道反應器的優劣勢做一個對比。

首先，對于反應器系統來說比較重要的就是換熱比表面積。我們之前曾經提過，比表面積大體上是與特征尺寸成反比的。最小的管道反應器直徑都在微通道反應器的10倍以上也就是說比表面積為微通道反應器的1/10。同時管道反應器內傳熱系數不及微通道反應器， 經驗上大概只有微反應器的1/10-1/20。所以從傳熱能力的角度上來說，管道反應器的換熱效果大概在微反應器的百分之一，因此不可能進行強放熱過程。當然管道反應器的換熱能力仍然明顯高于反應釜，目前也有一些新技術，主要對管道進行加工，增加螺紋或收縮擴張等結構進行傳熱強化。通過傳熱強化，管道反應器實際上傳熱系數方面可以達到微反應器的1/2甚至接近。例如我在專欄中曾經介紹過的螺旋管換熱器，傳熱系數上已經接近部分結構的微通道反應器了。所以管道反應器對于放熱反應是介于微通道反應器與攪拌釜反應器的中間品種，對于一些放熱稍強的反應，依然可以采用管道反應器起到過程強化的目的，沒有必要采用微通道反應器。

帶有波結結構的換熱管，通過管徑不斷變化形成湍流，強化傳熱。

在傳遞特征尺寸方面管道反應器依然不及微通道反應器，這是由于反應管尺寸特性決定的。但是在實際工程中，依舊可以通過一些方式進行混合過程的強化經過強化后的管道反應器可以得到接近微通道反應器的混合效果。比如對于氣液過程可以在管道前方加入氣液混合噴射機等進行強化，實際混合效果也可以接近微通道反應器。甚至在一些流程中，在反應初始時采用微通道反應器進行混合，在反應末端才用管道反應器，這樣也可以降低成本。

以上是管道反應器較微通道反應器不足的地方，下面我們來說說管道反應器的優點。

首先是成本，管道反應器的成本可以說是非常低廉的，最簡單的管道反應器采用普通的化工管道以及管道標準件就可以連接安裝，加工非常方便。不考慮額外的自動控制系統的話，成本甚至比常規反應釜更加低廉。

生產中的管道反應器，管道反應器可根據場地需要做成直管，蛇管或者盤管

其次，管道反應器的適用范圍較微通道反應器廣。管道反應器既可以用于液相反應，液液萃取過程也可以用于含有固體顆粒的催化反應。由于管道反應器的通道尺度更大，對固體的耐受能力更加，因此對于含大量固體的體系，管道反應器更加使用。同時，由于管道尺寸較大也有利于采用規整結構的催化劑。

另外就是管道反應器設計方面比較成熟。相對而言，微反應器是一項新技術，設計經驗需要一定時間的積累。但是管道反應器結構簡單，設計上有大量案例可以遵循，技術可靠性較高。另外就是從與現有工藝的適應性角度來看，除了一些較危險的工藝如硝化，重氮化等為強放熱反應。現在工廠中大部分反應都較為溫和，這類反應一般停留時間較長，采用微通道反應器經濟上不合理而采用管道反應器卻是一個成本較低的選擇。

在這里做一個總結，管道反應器是介于攪拌釜與微通道反應器之間的反應系統，成本上明顯低于微通道反應器，當然一分價錢一分貨，在一些技術性能上管道反應器也遠不及微反應器。導致管道反應器無法適用于強放熱以及要求流動規律性的場合，但是對于現有的較為溫和的反應，管道反應器對微反應器有明顯的成本優勢。實際上工廠進行技術改造的過程中，如果要在連續化方面做一些工作，有沒有資金與能力做微反應器開發的時候，建議從管道反應器起步。另外在微化工小試實驗階段，也可以采用管道反應器初步判斷工藝可行性，成本較低結論上也具有一定的指向性。

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