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【總結】安全、高效、節能/歐世盛連續流微反應加氫技術

 發布時間:2020-06-30 點擊量:874

從2019年5月歐世盛公司與清華大學合作開發出了H-FLOW全自動加氫反應儀以來,得到了藥明康德、康龍化成、科倫制藥等諸多用戶的高度認可,現將諸多用戶半年多來的應用體驗加以總結,陸續在公司公號發布,這篇文章先從基本面總結一下儀器的特點。后續我們會把H-Flow實現的實際反應類型逐一發文介紹。

01

智能化

它具有10.3英寸可操作屏幕;反應過程全程可視;能夠隨時更改反應條件(溫度、壓力、流速);清洗液、氮氣一鍵置換;反應后的產品可全自動氣液分離。

02

通用性

原料與產物無固體產生均可反應;反應溫度可從室溫達到200℃;反應壓力可從常壓達到7.5Mpa;反應種類多,包括:脫芐基化反應、硝基還原反應、還原胺化反應、脫鹵反應、氫化去硫反應、羰基化反應、氰類和芳香環類衍生物的還原反應、烯烴和炔烴的還原反應等。

 

 

03

高效性

氣液混合液能與催化劑充分接觸,復雜的氣液固傳質過程穩定可控。與傳統滴流床和反應釜相比,H-FLOW的氣液比表面積是他們的100倍左右,傳質系數也是他們的100~1000倍。這種高效的微反應氣液混合大大縮減了時間成本,使得需要在反應釜內以小時或者天為單位的反應縮短到min級。

 

氣液比表面積(m2/m3

氣液傳質kLa

(s-1

氣液固總傳質kLa

(s-1

H-FLOW

2000~5000

0.24~0.58

1~5

傳統滴流床

10~170

0.002~0.01

0.01~0.05

反應釜

1~500

0.0002~0.001

0.001~0.005

對于溫度、壓力、濃度等反應條件的篩選更加迅速。H-FLOW能夠隨時更改反應條件,無需更換原料和催化劑。我們可以在線取樣,能夠及時分析某一時刻的反應結果,迅速更改條件以便盡快得到理想的結果。從圖(a)(b)(c)中可以看出,我們在篩選溫度、壓力、濃度等條件時,篩選一次條件只需幾分鐘,并且不更換原料和催化劑的批次,使得反應結果更具有對比性。從圖(d)中可以看出,我們也能夠進行準確的動力學分析,算出反應的活化能。

 

圖(a)反應溫度的篩選;圖(b)反應壓力的篩選;圖(c)反應濃度的篩選;圖(d)反應活化能的計算

04

安全性

流動連續化反應具有本質安全性。H-FLOW內反應物的持液量小,可用于高活性的反應物和劇烈的化學反應過程,因此可以在高溫(<200℃)高壓(<7.5 Mpa)條件下進行反應條件的探索。H-FLOW還有一鍵急停開關,主動安全與被動安全雙重保護。不使用高壓鋼瓶,高壓氫氣發生器產生氫氣隨用隨采。儀器體積小可放置在通風處內,氫氣尾氣能及時抽走。反應后的催化劑也無需過濾和人工干預。

 

05

低成本

催化劑的成本更低,為原來的10%-30%。將催化劑填充至反應柱內可以重復使用,反應后的催化劑無需過濾,大流量泵入溶劑即可將催化劑清洗干凈,填裝一次可以連續使用長達一周或者更長的時間,更換或者篩選催化劑時更換反應柱即可。對于催化劑易中毒、需要補加催化劑的中間體加氫的反應而言,大大縮減了催化劑投放和回收的時間成本和價格成本。溶劑的篩選更加便捷,無需改變反應條件,一鍵切換管路即可進行篩選。

 

這就是具有智能化、通用性、高效性、安全性、低成本等優點的H-FLOW全自動加氫反應儀,這是對現有加氫工藝具有顛覆性創新的智能化設備,這是未來綠色加氫反應的必然趨勢。

 

 

 

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