基于连续流微通道反应器合成盐酸金刚烷胺工艺研究

为解决传统釜式反应在盐酸金刚烷胺制备过程中存在的反应时间长、返混大等问题,通过连续流微通道反应器,以1-溴代金刚烷、尿素、盐酸等为原料对盐酸金刚烷胺进行了制备,其结构通过高分辨质谱(HRMS)和核磁氢谱(1H NMR)得到了证明。进而对其制备条件进行了考察,重点考察了反应物料摩尔比、停留时间、反应温度、反应压力等影响因素对产物产率的影响。实验结果表明,实验条件下,当物料摩尔比为1∶4、反应温度为100℃、反应停留时间为15 min,产物产率可高达90%,为最佳工艺条件。该工艺极大地提高了此反应合成盐酸金刚烷胺的工艺转化率,为其工业化应用提供了技术指导。     

微通道反应器中合成埃克替尼中间体的连续流工艺研究

在微通道反应器中,以2,3,5,6,8,9-六氢-1,4,7,10-苯并四氧基环十二烷-12-羧酸乙酯(BPI02)和硝酸为原料,设计连续合成埃克替尼中间体2,3,5,6,8,9-六氢-13-硝酸-1,4,7,10-苯并四氧基环十二烷-12-羧酸乙酯(BPI03)的新工艺。考察反应温度、反应物料摩尔比以及原料进料流速对反应的影响。结果表明:最佳工艺条件为70%HNO_3 作硝化剂,n(BPI02)∶n(硝酸)=1∶6、反应温度70℃、反应系统总通量为97.5 mL/min。在最佳工艺条件下,BPI02的转化率可达到99.22%,产物BPI03的选择性可以达到92.23%。与传统生产工艺相比,微通道反应器实现了连续化操作,提高了生产效率以及安全性。     

微通道反应器中乙酰乙酸甲酯的连续流合成工艺

传统的间歇反应合成存在温度不易控制、生产能力低、时间长等一系列问题,而微通道反应器可大幅度提高反应过程中的资源和能量的利用效率,减小过程系统的体积或提高单位体积的生产能力,实现化工过程强化、微型化和绿色化。本工作以双乙烯酮与甲醇为原料,探究在变径脉冲结构的微通道反应器中合成乙酰乙酸甲酯新方法。对催化剂类型、物料配比、停留时间、反应温度及催化剂用量进行了考察分析,最佳条件组合结果显示,当催化剂选择甲醇钠,且双乙烯酮:甲醇:甲醇钠=1:1.1:0.02(摩尔比),反应温度为90℃,停留时间为90 s时,双乙烯酮的转化率达100%,乙酰乙酸甲酯的选择性达96.8%,用此方法可以直接体现微通道反应器连续流合成的优势。     

微通道反应器在危险工艺中的应用研究

本文综述了微通道反应器技术在危险工艺的应用研究进展,展开叙述了微反应器技术在硝化工艺、氧化工艺、过氧化工艺、氯化工艺、加氢工艺、磺化工艺的中的应用。微反应器使危险工艺变得相对安全,在化工行业有着广泛的发展前景。     

间硝基苯乙酮在微通道反应器中的连续流合成研究

在碳化硅材质微通道反应器中,以苯乙酮为原料、硝酸为硝化剂、浓硫酸为溶剂合成间硝基苯乙酮。考察反应物料摩尔比、混酸摩尔比、反应温度、反应停留时间等工艺参数对反应的影响并对其进行优化。结果表明,当n(苯乙酮)∶n(硝酸)∶n(硫酸)=1∶1.5∶2、反应体系温度为10℃、停留时间为110 s时,反应效果最佳。该工艺充分利用了微通道反应器优良的传质传热特点,有利于对反应的精确控制和降低能耗,并减少副反应的发生。     

微反应器内邻氨基苯甲酸甲酯的连续重氮化工艺

邻氨基苯甲酸甲酯（MA）的重氮盐是一种典型的重氮化合物,因其具有高化学选择性可高效合成结构复杂分子被广泛应用于现代有机合成领域。传统半间歇合成工艺中的固有缺陷以及MA重氮盐的潜在爆炸性,限制了其在工业规模上的应用。本文基于此提出了在“心形结构”的高通量微通道反应器内合成MA重氮盐的连续流工艺。在单因素实验的基础上,采用Box-Behnken design（BBD）中心组合原理构建响应面模型对工艺进行优化,研究了不同反应条件之间交互效应对反应的影响并与实验室规模的半间歇合成工艺进行了比较。结果表明,微反应器内连续重氮化合成工艺对降低因素交互效应、提高工艺可控性、抑制平行副反应有显著的效果。经优化后的最佳工艺条件为n(MA)∶n(亚硝酸钠)∶n(盐酸)=1∶1.15∶2.67,反应温度为34.62℃,停留时间为45.07s,在此条件下MA重氮盐收率可达92%,相比于半间歇合成工艺提高了10%。这种新的合成方式可有效解决传统半间歇工艺中重氮化合成体系对温度的高敏感性,避免了反应温度控制困难、高潜在热失控风险带来的安全隐患。     

微反应器制备N-苯胺基乙腈的合成工艺

苯胺基乙腈是染料靛蓝的主要原料。应用微反应器,以苯胺和羟基乙腈为原料,控制反应的停留时间,在一定的停留时间和温度条件下,反应几十秒后合成目标化合物苯胺基乙腈,再导入反应瓶中析晶,收率99.0%,含量99.4%。该方法比常规工艺反应更快,操作更简便。     

微通道中硝基胍的连续流合成工艺研究

以硫酸胍和硝硫混酸为原料,在微通道中进行管式流动硝化反应,形成了硝基胍的连续流合成工艺。研究了混酸浓度、反应温度、停留时间、物料摩尔比等工艺参数对合成反应的影响。获得的优化工艺参数为：90%HNO3:98%H2SO4=2:1(v/v),反应物与硝酸摩尔配比为1:1.2,反应温度为60 ℃,停留时间为30 s,此时硫酸胍的转化率为87.9%,硝基胍收率为86.1 %。与传统间歇釜式合成工艺相比,连续流工艺实现了硝基胍合成反应的稳定进行,消除了过程反应热的积累和温度波动,解决了硝基胍的合成安全性问题,缩短了反应时间,提高了产率,减少了废酸排放量。     

微通道连续流反应器用于传统搅拌釜的工艺改造

采用康宁公司的G1微通道连续流反应器对传统的HATP搅拌釜工艺进行了改造和优化,考察了溶剂使用、反应温度、反应物摩尔当量、流速等对反应的影响,进一步优化了工艺条件。改进后的工艺产品质量分数可达98%,目标产物收率近100%,可实现年产30 t HATP,不再使用任何有机溶剂,实现了整个工艺过程的零排放连续操作。     

连续化微通道反应器在染料颜料合成中的应用

近年来连续化微通道反应器作为一项新兴技术,在染料、颜料合成中开始得到应用。本文综述了微反应器技术在染料和颜料科研和生产方面的进展。与传统的间歇式反应不同,连续化微通道反应器的特点是,连续进料,瞬间混和,精确控制反应时间。该技术在重氮化、偶合反应中的应用,取得了高于常规反应器的收率和纯度。应用于颜料合成,取得了粒径窄分布的产品,并大幅度提高了颜料的应用性能。应用于合成中间体的硝化反应,提高了选择性和工艺的安全性。     

微通道反应器中精细化学品合成危险工艺研究进展

卤化、氧化、重氮化、硝化以及催化加氢是精细化工生产中的重要反应,通常以间歇方式在釜式反应器中进行,存在安全隐患,并且反应效率低。微通道反应器技术的发展为解决上述问题提供了有效途径,因此,发展基于微通道反应器的安全高效合成工艺成为当前精细化工领域的研究热点之一。该文综述了近年来微通道反应器中涉及精细化工产品合成危险工艺的研究进展,并指出了微通道反应器存在的不足和今后研究的方向。     

微通道反应器连续快速合成乳腈工艺研究

研究了微通道反应器内合成乳腈的反应可行性,并考查了反应温度、进料速度、催化剂、原料配比等因素对乳腈收率的影响。确定了较优的工艺条件:反应温度为20℃,乙醛进料速度为30mL/min,采用NaOH为催化剂,n(乙醛)∶n(氢氰酸)为1.0∶1.1,以乙醛计,乳腈反应收率达到97%。与传统合成工艺相比,氢氰酸投料比大幅降低,不仅降低了原料消耗,而且反应后处理更加容易,此外反应时间大幅度缩短,设备利用率提高。     

微反应器中2-氨基-5-硝基吡啶合成的连续流工艺研究

以哈氏合金材质的微反应器板块(容积8.2 mL)为核心组件,构建2-氨基-5硝基吡啶合成的微通道反应体系。以2-氨基吡啶和发烟硝酸-硫酸混酸体系为原料,利用微反应器强传质传热的特性来提升2-氨基-5-硝基吡啶的收率,并研究工艺温度、反应原料物质的量比、停留时间等因素对该硝化反应的影响。结果表明：微反应器中2-氨基-5-硝基吡啶合成的最佳工艺优化方案为反应温度为35℃,发烟硝酸/2-氨基吡啶物质的量比为1.15∶1,反应停留时间为60 s。     

A~2/O工艺反应器水力流态研究

为了研究中试A2/O工艺反应器在不同流量条件下的实际HRT、死水区比例及反应器推流及混合效果,采用脉冲示踪法,以NaCl作示踪剂,测试了对反应器的水力流态分布。结果表明,进水流量分别为610、780、1 150 L/h时,厌氧池、缺氧池死水区比例在40%以上,整个生物反应器的死水区比例为20%,反应器在运行过程中,串联级数最高可达8,该反应器有较好的推流作用。     

微反应器一步法连续合成苯甲醚

苯甲醚是一种重要的化工中间体,其工业生产主要以硫酸二甲酯和苯酚钠为原料,在搅拌釜中通过批次反应获得。该过程生产效率低、原料单耗高,同时存在硫酸二甲酯泄漏的安全隐患。本文提出了由微分散混合器和含有微小填料的静态混合器组合而成的微反应装置,以苯酚、氢氧化钠和硫酸二甲酯为反应原料,实施苯酚钠的形成和苯酚甲基化反应的耦合,实现反应过程的连续化和过程强化。实验考察了进料流量、物料配比、碱液浓度等关键因素对反应的影响,证明了微反应器内传递控制的反应机制。基于微混合器和静态混合元件的传质强化作用,在低于2min的反应时间内获得了98.5%的苯甲醚收率,硫酸二甲酯单耗较传统工艺降低10%,为工业化生产技术的升级换代提供研究基础。     

微通道反应器连续法合成硝酸异辛酯

以硝硫混酸作为硝化剂,与异辛醇在微通道反应器中经硝化反应得到硝酸异辛酯。考察了反应温度、混酸配比、硝酸浓度、停留时间、反应物配比对产品收率的影响,优化出微通道反应器中合成硝酸异辛酯的适宜工艺条件,硝酸异辛酯的收率97.8%,纯度达99.5%。微通道反应器连续法合成硝酸异辛酯具有操作简单、反应时间短、收率高、安全可靠等优点,具有工业化应用前景。     

泰勒流反应器的流动及反应特性

利用由静态混合器、喷嘴和分气盒组成的新型布气装置在搅拌釜式反应器中诱导生成泰勒流,对反应器流动特性及反应特性进行了实验研究。结果表明,与常规搅拌釜式反应器相比,泰勒流反应器内物料流动更加接近于平推流流型,泰勒流的生成在反应器内构建出局部平推流区域,降低了物料返混程度。反应器反应性能因流动特性改变而得以增强,相同实验条件下,在泰勒流反应器中进行的蔗糖水解反应转化率比在常规搅拌釜式反应器中高出26.7%。在一定操作范围内,局部平推流区域和反应转化率均随搅拌转速或进气量的增加而增大。泰勒流反应器可简化为平推流区和全混流区并联的流动模型,推导出了反应转化率与平推流区域占反应器总体积比率之间的关联关系。     

连续流微反应器合成亚磷酸二甲酯的研究

以三氯化磷和甲醇为原料,在无溶剂的条件下,研究了在具有特殊微结构的金属微通道反应器中酯化合成亚磷酸二甲酯的连续流工艺.考察了n(三氯化磷)∶n(无水甲醇)比、反应温度和停留时间等因素对亚磷酸二甲酯合成的影响.最佳工艺结果为:n(三氯化磷)∶n(无水甲醇)=1∶3.2、反应温度30℃、停留时间3 min条件下,三氯化磷转...     

微通道反应器中亚磷酸二异丙酯的连续合成工艺

为了提高亚磷酸二异丙酯的反应收率以及安全性,以三氯化磷和异丙醇为原料,研究了在金属微通道反应器中酯化合成亚磷酸二异丙酯的连续流工艺。考察了脱酸条件、溶剂、物料配比、反应停留时间、反应温度等因素对反应收率的影响。最佳工艺结果表明,在反应总体积为130 mL,异丙醇与三氯化磷的物质的量比为3.7:1,反应温度为20℃,反应停留时间5 min的条件下,亚磷酸二异丙酯的收率可达91%。与传统生产工艺相比,金属微通道反应工艺提高了亚磷酸二异丙酯的收率,降低了操作成本,提高了生产稳定性以及安全性。