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流動化學優勢分享

 發布時間:2019-09-03 點擊量:1261

 

1.什么是流動化學?

流動化學,即持續工藝或連續流動化學。首先以既定流速將兩個或更多不同的反應物流泵送至一個腔室、管子或者微型反應器內發生反應,然后在出口處收集包含所產生化合物的流體。這一過程僅需要少量物料,并且很大程度上提高了工藝安全性。由于連續流動技術的內在設計,可以達到批次反應無法安全達到的反應條件,同時杜絕了批次之間產物的差異性。具有產物品質更高、雜質更少、反應循環時間更快的優勢。

2.批式和流動的區別

傳統的合成方法
一鍋煮的做法
反應徹底結束后經過后處理,才能獲得產品
關鍵因素:濃度、混合、溫度、反應時間

新技術
反應試劑持續流到反應器中
試劑在流動反應器中混合反應
產物持續從反應器中流出
關鍵因素:流速、混合、溫度、停留時間

 

3.流動化學的類型

同相流動化學:同種液-液反應、兩種液-液反應。

異相流動化學:固液反應、氣液反應、氣-液-固反應

 

4.流動化學優勢

①的溫度控制(-100 ℃ to 250 ℃ );
比表面積大,熱轉移效果好;反應器中的溫度均勻(不像批式反應器中有梯度);反應響應和控制更快更有效。
②混合快速;
超快混合,重現性好:流動通道直徑小,創造層流條件;擴散混合快速、、重現性好。


③清潔的反應;
產物完全與反應物分離,無過度反應。


④快速的反應;
提高反應速率 根據Arrhenius定律,反應速率根據溫度的提高成指數增加:


溫度每增加10度,反應速率提高一倍。
流動化學系統易于加壓,可加熱到溶劑沸點以上,這稱作: super-heating。

反應快速,并且能完成先前不易進行的反應。根微波類似。

⑤可安全的使用活性或有毒試劑;

更安全地使用危險試劑:實際反映的體積很?。ㄍǔ#?0ml);優異的熱轉移可以快速地散熱,確保溫度穩定;幾乎所有的試劑均能使用;減少人為的操作,降低了風險。

⑥易于放大;

關鍵點仍保持一致:停留時間、投料比、溫度、壓力。

停留時間=反應體積/總流速

快速混合,的溫度控和停留時間確保良好的重現性。

放大-克級: 加大反應器體積或增加停留時間;百克級: 提高反應器體積,串聯反應器,增加停留時間或三者結合;千克級: 需要工業級別的工程師提供協助。

⑦易于進行多相反應;

固相、液相和氣相均可作為反應物:對于固體,無需過濾;對于氣體,使用量小,提高了安全性。

⑧可一線完成多步反應;

可順序進行多步反應:無需像批式反應那樣處理反應釜中的所有物質才能得到產品(溶劑中的產品可立即用到下一步反應);反應器可以次序排列;整個系統可自動調整流速和反應時間。

⑨易于自動化;

⑩占地小。非常緊湊;模塊化。

 

流動化學需要哪些模塊

• 高壓輸液泵獲得持續流動的溶液/試劑:流速的精度和泵的耐化學腐蝕性很關鍵。歐世盛高壓恒流輸液泵能平穩無脈動、大流量、耐壓、耐腐蝕、耐高溫、耐粘稠顆粒

• 混合器讓試劑混合:可以用簡單的T型交叉,也可用更的微混合芯片進行超快速混合。
• 反應器就是反應發生的地方:根據所做反應的不同有不同形狀和材質的反應器,但所有的反應器直徑都很小。
• 背壓調節器給系統加壓:由此可以加熱到溶劑沸點以上的溫度。

• 背壓閥后端串聯一臺在線檢測器,對每次更換條件的結果做在線監測,則可以讓實驗效率大大提高

• 其它選項:如收集器、控制軟件等等。

完整流動化學模塊系統流程圖

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