微反應(yīng)器連續(xù)合成化及應(yīng)用
加氫反應(yīng)占所有制藥反應(yīng)類(lèi)型的約14%。普遍采用的加氫釜很危險(xiǎn),而采用均相加氫,廢物處理又比較難,目前開(kāi)發(fā)的微填充床技術(shù)將會(huì)解決這個(gè)問(wèn)題。把催化劑填充到相應(yīng)的管道固定中,跟微反應(yīng)器結(jié)合,料液和氫氣通過(guò)微反應(yīng)器和微填充床即可完成反應(yīng)。當(dāng)然難點(diǎn)也很大。氣液固反應(yīng)是很難的,氣液在微反應(yīng)器中的流動(dòng),傳質(zhì)和反應(yīng)行為非常復(fù)雜。但催化劑只要不失活可以一直用,失活后需要開(kāi)發(fā)再生工藝。前期的催化劑篩選和工藝開(kāi)發(fā)過(guò)程也較為復(fù)雜,但是考慮到醫(yī)i藥行業(yè)的特點(diǎn),對(duì)成本要求比較低,可以做的較快。
微通道反應(yīng)器是如何控制反應(yīng)溫度和時(shí)間的
1 物料以比例瞬間均勻混和:在那些對(duì)反應(yīng)物料配比要求很?chē)?yán)格的快速反應(yīng)中,如果混合不夠好,就會(huì)出現(xiàn)局部配比過(guò)量,導(dǎo)致產(chǎn)生副產(chǎn)物,這一現(xiàn)象在批次反應(yīng)器中很難避免,而微通道反應(yīng)器的反應(yīng)通道一般只有數(shù)十微米,物料可以按配比快速均勻混和,從而避免了副產(chǎn)物的形成。
2 結(jié)構(gòu)保證安全:與間歇式反應(yīng)釜不同,微通道反應(yīng)器采用連續(xù)流動(dòng)反應(yīng),因此在反應(yīng)器中停留的化學(xué)品數(shù)量總是很少的,即使萬(wàn)一失控,危害程度也非常有限。而且,由于微通道反應(yīng)器換熱效率極高,即使反應(yīng)突然釋放大量熱量,也可以被迅速導(dǎo)出,從而保證反應(yīng)溫度的穩(wěn)定,微通道反應(yīng)器價(jià)格,減少了發(fā)生安全事故和質(zhì)量事故的可能性。
微反應(yīng)器的主要特征
1、大比表面積:強(qiáng)化了傳質(zhì)、傳熱;縮短了擴(kuò)散時(shí)間,實(shí)現(xiàn)流體間的快速均勻混合以及等溫操作;通道內(nèi)作用力主要為:界面張
力,粘性應(yīng)力以及毛細(xì)管力。
2、特別的流動(dòng)行為:流體流動(dòng)通常屬于層流;具有很強(qiáng)的方向性、對(duì)稱(chēng)性和高度有序性;具有窄的停留時(shí)間分布和均勻的傳質(zhì)過(guò)
程;便于對(duì)過(guò)程進(jìn)行準(zhǔn)確的理論描述和模擬。
3、催化劑的高通量篩選:催化劑用量少,操作連續(xù),安全;適用于含有毒物質(zhì)、易暴危險(xiǎn)的反應(yīng)。
4.無(wú)放大效應(yīng):通過(guò)集成眾多的反應(yīng)器可以處理大批量的原料;節(jié)省從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到工業(yè)過(guò)程的時(shí)間和成本。
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