連續流微通道反應器介紹
連續流微通道反應器可以在各種不同的反應器類型和條件下進行反應,模塊化系統組件靈活且易于使用,微反應系統靈活能適應不斷變化的研究需求;系統高效允許每個用戶完成更多工作;提供一流的流量和溫度控制精度確保結果的可重復性;系統可靠、使用方便,用戶花時間考慮化學反應,而不是系統。將批量生產轉為連續流程生產,能夠更好解決爆炸、效率低、污染嚴重、能耗大的重大隱患。
流動化學具有改善反應時間、精準的溫度控制、多步合成、提高選擇性等優勢。在化學中,溫度是實現反應所需活化能的最重要的物理參數。根據阿倫尼烏斯方程,溫度每升高10°C反應速率就會加倍。流動化學方法因能夠精確控制反應溫度,所以可以更好控制反應的結果。流動化學反應器通常采用HPLC部件。背壓調節閥對反應混合物的流動產生阻力,可產生高壓。結合快速傳熱,這意味著我們可以將低沸點溶劑加熱至超過其沸點。這種方式可以避免使用難以去除且昂貴高沸點溶劑。此外,流動反應器另一附加優點是可以使用非偶極矩溶劑。
流動化學反應器是一種經過驗證、更安全、更高效、更耐用、更安全、高效、節省成本且可靠的替代化學處理的傳統間歇設備。微反應器具有顯著節省空間、成本和時間,同時還提高純度、增加產量并顯著改善藥品生產過程的質量、生產信心和經濟性。
采用連續流微通道反應器好處:
.更好的過程控制、更高的產品收率和純度、更短的反應時間和更少的浪費。
.結構緊湊、高效和模塊化的反應器設計,具有良好的可擴展性。
.更好、更一致的產品和工藝質量。
.更小的物理占地面積,從而降低資本、運營和維護成本。
.卓越的混合、增強的傳熱和傳質、寬泛的壓力和溫度操作控制。
·“即插即用”模塊化設備,較低的資本投資。
.減少對環境的影響。
微通道反應器顯著特點:
.微通道結構實現更好混合效果
.適用于混溶、不混溶的液體和氣體的混合
.比表面積大
·優良的傳熱傳質
·易于清潔、安全性
.快速和放熱反應的理想選擇
.連續流動可行性研究的篩選工具
主要應用領域&反應類型
混溶的液體或不混溶的液體或氣體的混合,使不混溶的流體或氣體在液體中分散,并進行非常快速、放熱和均相的反應。
1.連續流動化學-微通道反應器工藝
微反應工藝,即采用微通道反應器代替傳統的化學反應器進行化學反應的工藝,并實現工業生產的技術。
微流體工藝過程連續,系統密閉,瞬間反應物料量小,可精確控制反應條件自動控制程度高,實現了反應過程。
近年來微流體技術的快速發展。已經在化學、中間體及生命科學等領域上造成革命性的沖擊。據不完全統計,在精細化工反應中,大約有20%的反應可以通過采用微流體化工技術。相信未來將會有更多的反應可以通過該技術實現。
在收率、選擇性或安全性等方面得到提高。微化工技術可用于高效換熱、高效混合、強放熱反應過程,高附加值精細化學品、劇毒物質、超細/納米顆粒以及高能炸藥的生產過程。
在目前世界范圍資源日趨減少,環境問題越來越嚴重的情況下,微反應技術可以打造更安全、更環保、更高效的化學產品的生產之路,對于未來化工行業的發展具有十分重大的意義。
2.連續流動化學-微通道反應器技術原理及優勢
微反應化工工藝有利于實現“更好”“更快”“更便宜”“更安全”“更環保”化學反應過程。更高的產率和更好的選擇性是微反應工藝的主要目標。
基本原理:
通過特殊設計的微結構單元對流經的反應流體進行切割,實現反應流體見以微米時空尺寸,甚至更小進行混合和換熱。與傳統化工技術相同,微化工技術也使用反應器、混合器、換熱器等單元組件。
技術優勢:
同傳統化工工藝相比,微化工工藝微反應工藝實現了對傳質傳熱的真正強化,使化學過程:
(1)傳質傳熱快:微反應器能使化學反應速率接近他們的動力學極限,比表面積大,擴散距離短,傳遞速率高;傳質傳熱效率較常規設備提高2-3個數量級;
(2)收率高:精確控制停留時間與反應溫度,減少副產物,提高選擇性和收率,簡化工藝,提高產能;
(3)安全環保:反應過程密閉連續,瞬間持有量小,自動化控制程度高,可精確控制反應;
(4)經濟節能:數增放大,無放大效應,轉化周期短;占地面積小,大大降低投資成本及能耗;
3.連續流動化學-微通道反應器應用領域
微反應器目前主要應用于:精細化工(農藥、染料、助劑、香精香料)、醫藥中間體、納米材料、高分子材料等。
微反應器主要應用反應類型:快速反應、瞬間反應、強放熱反應、傳質控制反應(液液非均相、氣液非均相)、反應時間敏感(不穩定中間體、不穩定產品)、工藝難放大體系等。
微通道反應器具有獨特的內部結構,能夠改善流體的混合,增強傳質和提高總傳熱效率,因此適用于多相反應以及高風險或惡劣條件下的反應高溫、低溫等條件。
微反應器設備特點:
(1)適用于黏度0-100cp范圍的液液反應;
(2)比表面積大;
(3)模塊化、可靈活擴展。可以實現多個反應模塊串/并聯任意組合,延長停留時間,可用于多種原料同時或分批進料,實現一步或多步連續化反應;
(4)可以實現多段控溫,根據不同反應條件進行多端溫度控制;
(5)反應過程的溫度可選擇由無紙記錄儀或者PLC控制系統記錄并輸出;
(6)反應過程中有反應壓力安全保護裝置;
(7)可以選配高氣相分壓液體輔助輸送裝置,保證介質的輸送精度;
(8)良好的傳熱、傳質
適用工藝范圍:
1、快速的強放熱、吸熱反應,高溫、高壓反應;
2、 要求快速均勻混合達到濃度均一的反應;
3、涉及不穩定中間產物或存在多種連串副反應的反應;
4、要求精確控制反應工藝參數(如溫度、壓力、摩爾比、反應時間)的反應;
5、涉及危險化學品或高溫高壓的反應;
6、要求工藝穩定、可重復性好的反應;
7、要求高摩爾收率的反應;
8、要求減少溶劑比例的反應;
9、放大效應或批次量限制無法大規模生產的反應;
10、嚴格控制光化學純度的反應;
11、要求縮短反應時間、降低能耗的反應;
12、將批量生產轉為連續生產,解決了爆炸、效率低、污染嚴重、能耗大的重大隱患。連續化裝備常規由四大部分組成:反應系統、換熱系統、反饋和調節系統、框架系統。
免責聲明:文章來源網絡 以傳播知識、有益學習和研究為宗旨。 轉載僅供參考學習及傳遞有用信息,版權歸原作者所有,如侵犯權益,請聯系刪除。
標簽:   微通道反應器
- 上一條沒有了
- 下一條四大微流控芯片的相關技術