1.什么是流動(dòng)化學(xué)?
流動(dòng)化學(xué),即持續工藝或連續流動(dòng)化學(xué)。首先以既定流速將兩個(gè)或更多不同的反應物流泵送至一個(gè)腔室、管子或者微型反應器內發(fā)生反應,然后在出口處收集包含所產(chǎn)生化合物的流體。這一過(guò)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(dòng)技術(shù)的內在設計,可以達到批次反應無(wú)法安全達到的反應條件,同時(shí)杜絕了批次之間產(chǎn)物的差異性。具有產(chǎn)物品質(zhì)更高、雜質(zhì)更少、反應循環(huán)時(shí)間更快的優(yōu)勢。
2.批式和流動(dòng)的區別
傳統的合成方法
一鍋煮的做法
反應*結束后經(jīng)過(guò)后處理,才能獲得產(chǎn)品
關(guān)鍵因素:濃度、混合、溫度、反應時(shí)間
新技術(shù)
反應試劑持續流到反應器中
試劑在流動(dòng)反應器中混合反應
產(chǎn)物持續從反應器中流出
關(guān)鍵因素:流速、混合、溫度、停留時(shí)間
3.流動(dòng)化學(xué)的類(lèi)型
同相流動(dòng)化學(xué):同種液-液反應、兩種液-液反應。
異相流動(dòng)化學(xué):固液反應、氣液反應、氣-液-固反應
4.流動(dòng)化學(xué)優(yōu)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(dòng)通道直徑小,創(chuàng )造層流條件;擴散混合快速、、重現性好。
③清潔的反應;
產(chǎn)物*與反應物分離,無(wú)過(guò)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(dòng)化學(xué)系統易于加壓,可加熱到溶劑沸點(diǎn)以上,這稱(chēng)作: super-heating。
反應快速,并且能完成先前不易進(jìn)行的反應。根微波類(lèi)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(shí)際反映的體積很?。ㄍǔ#?0ml);優(yōu)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(fēng)險。
⑥易于放大;
關(guān)鍵點(diǎn)仍保持一致:停留時(shí)間、投料比、溫度、壓力。
停留時(shí)間=反應體積/總流速
快速混合,的溫度控和停留時(shí)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(shí)間;百克級: 提高反應器體積,串聯(lián)反應器,增加停留時(shí)間或三者結合;千克級: 需要工業(yè)級別的工程師提供協(xié)助。
⑦易于進(jìn)行多相反應;
固相、液相和氣相均可作為反應物:對于固體,無(wú)需過(guò)濾;對于氣體,使用量小,提高了安全性。
⑧可一線(xiàn)完成多步反應;
可順序進(jìn)行多步反應:無(wú)需像批式反應那樣處理反應釜中的所有物質(zhì)才能得到產(chǎn)品(溶劑中的產(chǎn)品可立即用到下一步反應);反應器可以次序排列;整個(gè)系統可自動(dòng)調整流速和反應時(shí)間。
⑨易于自動(dòng)化;
⑩占地小。非常緊湊;模塊化。
流動(dòng)化學(xué)需要哪些模塊
• 高壓輸液泵獲得持續流動(dòng)的溶液/試劑:流速的精度和泵的耐化學(xué)腐蝕性很關(guān)鍵。歐世盛高壓恒流輸液泵能平穩無(wú)脈動(dòng)、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(jiǎn)單的T型交叉,也可用更的微混合芯片進(jìn)行超快速混合。
• 反應器就是反應發(fā)生的地方:根據所做反應的不同有不同形狀和材質(zhì)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(diǎn)以上的溫度。
• 背壓閥后端串聯(lián)一臺在線(xiàn)檢測器,對每次更換條件的結果做在線(xiàn)監測,則可以讓實(shí)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(dòng)化學(xué)模塊系統流程圖
微信掃一掃