目前，“大化工”模式下的化工生產存在設備龐大、能耗高、污染重、資源浪費、效率低等諸多問題，如何有效地解決這些難題，已成為化工人必須直面的挑戰。而微化工系統作為新型的化工技術，能夠強化反應過程，降低過程的能耗、物耗，提高生產效率和安全性，應用十分廣泛。

以計算機為代表的信息技術的更新換代和微機電系統（MEMS）的發展，使得“微型化”觀念滲透到人類生活和工作的各個領域。化工生產經歷了傳統的“單元操作”和“三傳一反”兩大發展階段，先進的研究范圍正逐漸向微尺度領域拓展。

實驗-小試-中式-化工生產

微化工技術涉及微反應器（microreactor）、微混合器（micromixer）、微分離器、微換熱器等，期間流體屬于微流體（microfluid）。

微化工系統：以微結構元件為核心，在微米或亞毫米受限空間內進行的化工過程，它通過減小體系的分散尺度強化混合與傳遞，提高過程可控性和效率。微反應器的工程放大，基本上都是單元數量增加（numbering up），即多個并聯，而不是反應器尺度上的放大（Scale up）。

微反應器不是因為其體積小，而是因為其流道窄小，流速高，混合強度大，傳質和傳熱得到強化。

與傳統化工設備相比，微化工設備具有：高傳遞速率、易于直接放大、安全性高、易于控制等優點，可實現化工過程的連續和高度集成、分散與柔性生產。可大幅度提高反應過程中資源和能量的利用效率，實現化工過程的強化、微型化和綠色化。

低風險性

化工業的許多反應屬強放熱過程，存在爆炸危險，采用微反應技術能夠提高過程的效率，改善過程的安全性。例如在雙氧水生產過程中加氫和氧化反應的安全性是決定過程，安全的最重要環節。

高效快速性

甲苯法工藝中酰胺化反應的收率從82%提高到95%以上，苯法工藝中貝克曼重排反應的發煙硫酸消耗量降低30%。

工業生產

5萬噸/年納米碳酸鈣微反應器生產裝置

特點：投資少、能耗低；產品粒徑小、分布窄和重復性好；生產過程易控。

大連化物所開發的千瓦級質子交換膜燃料電池所用的微型氫源系統，具有啟動快、一氧化碳含量低、比功率高等優點，該所用于液-液混合的萬噸級微混合系統，利用微反應器具有的高效傳熱、傳質能力，使二硝基氯苯的合成時間明顯縮短。

清華大學化學工程聯合國家重點實驗室，借鑒膜乳化技術，成功開發了以萬噸級膜分散微結構反應器制備單分散納米碳酸鈣的工業裝置。

在微尺度的化工系統中，粘性力、彈性力、表面張力、靜電力等這時候都會對系統產生重大影響，許多宏觀的規律可能不再適用。因此，微尺度下的表面和界面效應，微過程的測量、分析、控制等基礎研究尤為重要。傳統的“三傳一反”理論需要修正、補充和創新，化工生產的現狀也將改變！

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