一、微反應器簡介
汶顥微反應器是汶顥自主研發(fā)的、具有自主知識產權,微反應器具有比表面積大、傳質傳熱效率高、安全性高、放大效應小等優(yōu)點,相比傳統(tǒng)的間歇式反應,在反應放大和優(yōu)化的過程中,具有更高重現(xiàn)性、穩(wěn)定性、高效性。
汶顥微反應器熱量緩沖需求量低,占地面積小,自動化程度高,*地節(jié)省了人力及物力資源。基于微流控技術的微通道反應器,代表著綠色化工的發(fā)展方向。
汶顥自主研發(fā)的多結構微反應器兼顧了傳質與壓降兩大因素,保證了高效的傳質及較小的壓降,適應多數(shù)反應工藝的需求,同時,配合汶顥自主研發(fā)的分體式換熱器及集成式換熱器,可實現(xiàn)超高效率的傳質及傳熱,安全穩(wěn)定地實現(xiàn)研發(fā)及批量生產的化工工藝過程。
二、微反應器應用領域
微反應器廣泛應用在醫(yī)藥中間體、藥物合成、精細化工、農藥化學、特殊化學品、日用品工業(yè)、納米材料、藥物制劑、聚合物改性等領域。
三、微反應器優(yōu)點
微反應器具有比表面積大、傳質傳熱效率高、安全性高、放大效應小等優(yōu)點,相比傳統(tǒng)的間歇式反應,在反應放 大和優(yōu)化的過程中,具有更高重現(xiàn)性、穩(wěn)定性、高效性。
四、微反應器可實現(xiàn)的工藝案例
微反應器工藝案例有:邁克爾加成反應;付-克烷基化反應;羥醛縮合反應(乙醇鈉);磺化反應、硝化反應;重氮化反應、疊氮化反 應;無溶劑反應、30%的液液相反應(大概率);
五、微反應器產品特點
? 流量范圍:0.01-1mL/min(LAB 504) 0.1-10mL/min(LAB 684)
? 溫度范圍:-25-195℃
? 壓力范圍:0-20bar
? 的耐腐蝕能力:兼容除30% KOH溶液、熔融堿金屬、HF外所有試劑,強腐蝕試劑下可*穩(wěn)定運行
? 自由組合配置:高度靈活的模塊化設計保證能適應各種工藝過程的要求
六、微通道反應器與傳統(tǒng)間歇式反應釜對比
保證了高效的傳質及傳熱;
模塊化設計保證反應工藝過程具有*的靈活性;
可根據用戶需求來定制特殊類型的微反應器;
傳質傳熱性能對比 | 汶顥微通道反應器 | 傳統(tǒng)間歇式反應釜 |
面容因子 | 3000-13000 | 1-10 |
停留時間 | 1-600s | 0.5-48h |
放大效應 | 很小 | 4-5步優(yōu)化 |
表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2*k) | 1090-3420 | 2-15 |
安評環(huán)評指標 | 汶顥微通道反應器 | 傳統(tǒng)間歇式反應釜 |
反應器持液量 | 1L | 3000L |
占地面積(m2) | 9 | 80 |
溶劑消耗 | 0-30 | 90 |
目標產品選擇性 | 0.8-1 | 0.8 |
能耗(低溫反應案例) | 0-25℃ | -45-25℃ |
七、汶顥部分微反應器產品圖
八、汶顥高通量微通道反應器在不同領域應用部分案例
1.連續(xù)流反應器在納米藥物制劑案例:連續(xù)混合、極窄停留時間分布、靈活高效
目標產物B是一種不穩(wěn)定的納米醫(yī)藥中間體,它的粒徑直接影響著后續(xù)多步工藝的產品質量。在傳統(tǒng)間歇式反應釜中,通過大量的工藝優(yōu)化和改進,只能生成粒徑為100nm的產物B,距離理想的70-80nm粒徑還有差距。此外,傳統(tǒng)工藝還需要嚴格控制放置時間,否則會直接導致下一步的失敗。利用WH-LAB 微反應器SS504-M進行工藝轉化后,基于微反應器的靈活性,*天即達到了理想的粒徑74.15nm(透射電鏡掃描測試),粒徑分布0.119(尚未進行工藝優(yōu)化)
2.微反應器在柴油添加劑硝酸異辛酯案例:強放熱快速反應、精準控制停留時間分布,解決安全隱患
硝酸異辛酯是一種為柴油美容的添加劑,可提高柴油的十六烷值,改善柴油的燃燒性能,縮短著火時間,降低燃點,提高機車熱工況動力性,節(jié)油效應十分明顯。傳統(tǒng)的間歇式反應釜用硝酸和硫酸的混合酸和異辛醇進行反應,然后再進行精制而得到純度較高的產品。該產品由于硝化反應強放熱而使反應過程非常危險,國內已有多個工廠因生產硝酸異辛酯發(fā)生爆炸。
通過利用WH-LAB 684微反應器將此間歇式工藝轉化成連續(xù)流工藝后,整個作業(yè)過程安全穩(wěn)定運行,產品純度達到99.7%(GC),并且實現(xiàn)了常溫下進行,此外所得廢酸可進行回收利用,達到了節(jié)能減排的環(huán)評指標及安評指標。
此連續(xù)流工藝后期可在WH-IND 152玻璃微反應器中進行放大,可實現(xiàn)100T/年通量,并聯(lián)10套WH-IND WH-IND 152玻璃微反應器即可實現(xiàn)年產1000T通量,完成硝酸異辛酯的工業(yè)化小試生產。
3.微反應器在醫(yī)藥中間體間硝基苯乙酮案例:使低溫反應常溫進行,過程強化,提高產品純度及工藝選擇性
間硝基苯乙酮,又名3-硝基苯乙酮,是一種比較常用的原料藥中間體,常作為醫(yī)藥工業(yè)中的上游原料來合成附加值較高的下游產品,醫(yī)藥工業(yè)常用于制備腎上腺素藥物,經還原可制間氨基苯乙酮。傳統(tǒng)間歇式工藝通過將苯乙酮與混酸反應,來制備此產品。但是過程中放熱量大,需要控制混酸的滴加速率來進行,使得作業(yè)效率低下且工藝放大過程需解決諸多的熱量衡算問題。
通過利用WH-LAB 684微通道反應器將此間歇式工藝轉化為連續(xù)流工藝之后,穩(wěn)定的控制反應溫度于28℃,產品純度97.2%(粗產),收率95.7%。
利用WH-IND 152玻璃微反應器放大即可達到50T/年通量。
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