实验级玻璃微通道反应器 MF-V4系列

MF-V4系列玻璃微通道反应器具有耐高温高压,持液量低试剂消耗少,单片通量5T/年等特点,可用于教育培训(高校实验室教学)、微化工工艺研发和小批量生产等用途。玻璃微反应器可并/串联2-8套独立芯片形成系统,根据实验需求自行调节样本的停留时间,提高收率,适用于各类化学反应及混合过程,尤其适用于纳米粒子的形成,具备一定固体兼容性,可连续稳定的生产纳米颗粒。

  • 耐温: -25-195℃
  • 耐压: ≤20bar
  • 流量: 0-10mL/min
  • 持液量: 0.063-0.6ml

一、MF-V4 实验级玻璃微通道反应器

MF-V4 是一种手动操作的无金属接触连续流微通道反应器系统,用于反应筛选和工艺优化。MF-V4系列玻璃微通道反应结构设计考虑了传质和压降两大因素,工艺流道中无骤缩和骤扩,保证传质高效,压降小,配合热交换模块可以最大限度地提高传质和传热效率。

二、MF-V4 实验级微通道反应器主要特征

· 玻璃材质,耐高温、可兼容除热浓强碱、熔融碱金属、热浓H3PO4、HF外所有试剂以及强腐蚀剂下可长期稳定运行。

· 耐高温高压,定制工况下可实现:-60℃至300℃耐温;耐压14Mpa(室温),7Mpa(200℃)满足不同实验要求。

· 良好的传热、传质,每片多个静态混合单元结构实现高效混合。

·自由组合模块化系统配置可串联或并联多个反应器,可实现一步和多步合成反应。高度灵活的模块化设计保证能适应各种工艺过程的要求。→

A+B=C(一步串联) A+B=C+Q=D(多步串联) A+B=Q1 C+D=Q2 Q1+Q2=D(多步并联+串联)

· 可串联2-8套独立芯片形成系统,根据实验需求自行调节样本的停留时间,提高收率。

· 比表面积大配合换热系统可精准控温促进目标产物生成。

· 反应体积小,反应所需原料消耗少,可用于珍贵原料实验探究。

· 持液量小(微升)对试剂消耗少,提升危险物质的安全合成。对于昂贵试剂的合成具有很高的经济性,降低工艺研发成本优势。

· 适用于各类化学反应及混合过程,尤其适用于纳米粒子的形成,具备一定固体兼容性,可连续稳定的生产纳米颗粒。

· 适用于各种液液快速反应、强放热反、危险反应及需要良好混合条件的化学合成反应。

三、MF-V4系列玻璃微反应器基础技术参数:

MF-V4系列实验级连续流玻璃微通道反应器

型号

MF-V4-M

MF-V4-M(SS)

MF-V4-M(SV)

MF-V4-M(SX)

外形尺寸

68×95×4mm

50×80×4mm

50×80×4mm

50×80×4mm

材质

进口高硼硅浮法玻璃

流道尺寸

深×宽=0.5×0.55m

深×宽=0.25×0.5mm

深×宽=0.12×0.54mm

深×宽=0.12×0.54mm

流道长度

2.6m

1.28m

1.43m

1.32m

持液量

0.51mL

0.125mL

0.072mL

0.063mL

面容因子(u)

8000

13096

23921

24380

温度范围

-25℃-195℃(定制工况:-60℃至300℃)

压力范围

0-20bar定制压力:室温14Mpa,200℃以上7Mpa)

建议流量

0.1-10mL/min(最大通量0.6 kg/h)

用途

通用型微反应器,适用于绝大多数反应过程,独特设计增强了混合效果,加快反应速率。该结构与本公司的MF-V6结构相同,反应转移后几乎无放大效应。

通用型微反应器,适用于绝大多数反应过程。

过程强化型微反应器,针对两相密度差较大、反应速率常数很低、流体粘度较小的反应具有很好的效果。

过程强化型微反应器,针对两相密度差较大、反应速率常数很低的反应具有很好的效果。

其他说明

该产品为模块化组件,较小压降根据工艺情况可实现串/并联灵活组合使用。配合夹具和换热控温系统可实现传质与传热效率最大化,安全稳定地实现研发及小试的化工工艺过程。

特点

该产品兼顾传质与压降两大因素,工艺流道中无骤缩和骤扩,保证了高效的传质及较小的压降。

反应器固定夹具

夹具用于固定玻璃微通道反应器,使之能承受高压,同时耐受除熔融碱金属及某些氟化物外几乎所有化学试剂的腐蚀,
可使微反应器在强腐蚀性试剂条件下长期稳定运行。夹具材质:PFA(可选 PEEK、PMMA、PC、PASF 等其他透明材质)

可选相关配件

支架,含换热管路,带管路面板,安全阀、压力表等。

进样设备

进样设备:高压注射泵及玻璃注射器等。


四、MF-V4 实验级玻璃微通道反应器可实现的工艺案例

迈克尔加成反应、傅-克烷基化反应、羟醛缩合反应(乙醇钠)、磺化反应、硝化反应、重氮化反应、叠氮化反应、无溶剂反应、30%的液液相反应(大概率)......

五、MF-V4 实验级玻璃微通道反应器应用范围

· 新反应条件的探索

· 工艺参数的优化

· 工艺验证

· 组分的筛选

· 动力学数据提取

· 催化剂筛选

· 评估该流动工艺可行性

· 教学、培训

六、实验级微反应器用途

目的:可行性研究、工艺探索、快速定制合成。

基本结构:微反应器混合单元、微反应器保留时间单元、注射泵、连接件。

工作原理:将注射泵按需连接到混合单元、串联停留时间单元、连接收集瓶。反应单元和停留时间单元按需放入控温系统中。注射泵按照计量速度加料,物料在混合单元和保留时间单元混合反应后流出。

七、产品类别玻璃反应器,高温高压反应器,连续流反应器,高通量反应器,实验室微通道反应器,微型反应器。

八、工艺研究与化合物生产一般程序

1,可行性研究;

2,工艺筛选;

3,工程化放大;

九、实验级微通道反应器显著特点

1、传质系数高:微孔径通道使得传质路径变小,扩散时间变短,强化了传质能力;

2、传热系数大:面积体积比大,有利于反应热的转移和补充,温控极好;强化了对温度敏感的化学反应的选择性,抑制副产物生成。持液体积小:持液体积小,在反应器出现问题时只有少量化合物暴露,安全性好;

3、无返混:连续流反应无返混,反应完成后产物即被移除,减少产物停留时间;

4、易放大:微反应器的实验级和工程级微结构不变,放大过程只是数量增加;

5、无放大效应:微反应器放大过程中不存在釜式3D 结构,无放大效应;

6、研发时间短:高度可控的反应条件简小了筛选化学工艺参数的难度,缩短研发时间;每次投料可观察多个参数,同一溶剂、浓度条件下观察不同温度流速的反应状况

7、稳定性:反应条件的稳定而精确的控制;

8、缺点:易堵塞,固体颗粒和固体颗粒或者副产品聚合物能够聚集在微反应器极细的孔道中,一段时间后就会堵塞(结垢),越细的反应器通道,越容受影响。

MF-V4 实验级玻璃微通道反应器结构图展示


MF-V4试验级玻璃微通道反应器原理图

MF-V4系列 实验级玻璃微通道反应器样品效果图

MF-V4实验级玻璃微通道反应器样品图

MF-V4 实验级玻璃微通道反应器现场安装案例

连续流微通道反应器生产厂家

微反应器对不同类型化学反应的作用

反应类型

特征

主要作用

瞬时反应

反应特征时间<1s(混合与传热控制)

强化混合与传热

快反应

反应特征时间10s-30min(主要受本征动力学控制)

精确控制反应条件(停留时间和温度)

慢反应

反应特征时间>30min(本征动力学控制)

热量控制、安全(新的工艺窗口)


连续流微通道反应器优势:

传质传热性能对比

面容因子

停留时间

放大效应

表面传热系数(W/m2*k)

微反应器

3000—13000

1—600s

很小

1090—3420

传统反应釜

1—10

0.5—48h

4—5步优化

2—15

安环指标

持液量

占地面积(m2)

溶剂消耗

目标产品选择性

能耗(低温反应案例)

微反应器

1L

9

0—30

0.8—1

0—25℃

传统反应釜

3000L

80

90

0.8

-45—25℃



主要应用领域:医药、精细化工、染料、香精香料、农业化学、特殊化学品,日用品化工业及科研教学。 常见反应工艺类型:硝化反应、磺化反应、酯化反应、环化反应、缩合反应、叠氮化反应、偶氮化反应、氧化反应、过氧化反应、烷基化反应、胺基化反应、氯化反应、加氢反应、取代反应、贝克曼重排反应、迈克加成反应、催化反应、光照反应,格氏反应等。

产品类别:玻璃反应器,高温高压反应器,连续流反应器,高通量反应器,实验室微通道反应器,微型反应器。

MF-V4实验级玻璃连续流微通道反应器采用自由组合模块化系统配置可串联或并联多个反应器,可实现一步和多步合成反应。高度灵活的模块化设计保证能适应各种工艺过程的要求。→A+B=C  A+B=C+Q=D(多步串联) A+B=Q1 C+D=Q2 Q1+Q2=D(多步并联+串联)

MF-V4系列连续流玻璃微通道反应器基本参数:

MF-V4系列实验级玻璃连续流微通道反应器

型号

MF-V4-M

MF-V4-M(SS)

MF-V4-M(SV)

MF-V4-M(SX)

外形尺寸

68×95×4mm

50×80×4mm

50×80×4mm

50×80×4mm

材质

进口高硼硅浮法玻璃

流道尺寸

深×宽=0.5×0.55m

深×宽=0.25×0.5mm

深×宽=0.12×0.54mm

深×宽=0.12×0.54mm

流道长度

2.6m

1.28m

1.43m

1.32m

持液量

0.51mL

0.125mL

0.072mL

0.063mL

面容因子(u)

8000

13096

23921

24380

温度范围

-25℃-195℃(定制工况:-60℃至300℃)

压力范围

0-20bar定制压力:室温14Mpa,200℃以上7Mpa)

建议流量

0.1-10mL/min

用途

通用型微反应器,适用于绝大多数反应过程,独特设计增强了混合效果,加快反应速率。该结构与本公司的MF-V6结构相同,反应转移后几乎无放大效应。

通用型微反应器,适用于绝大多数反应过程。

过程强化型微反应器,针对两相密度差较大、反应速率常数很低、流体粘度较小的反应具有很好的效果。

过程强化型微反应器,针对两相密度差较大、反应速率常数很低的反应具有很好的效果。

其他说明

该产品为模块化组件,较小压降根据工艺情况可实现串/并联灵活组合使用。配合夹具和换热控温系统可实现传质与传热效率最大化,安全稳定地实现研发及小试的化工工艺过程。

特点

该产品兼顾传质与压降两大因素,工艺流道中无骤缩和骤扩,保证了高效的传质及较小的压降。

反应器固定夹具

夹具用于固定玻璃微通道反应器,使之能承受高压,同时耐受除熔融碱金属及某些氟化物外几乎所有化学试剂的腐蚀,
可使微反应器在强腐蚀性试剂条件下长期稳定运行。夹具材质:PFA(可选 PEEK、PMMA、PC、PASF 等其他透明材质)

可选相关配件

支架,含换热管路,带管路面板,安全阀、压力表等。

进样设备

进样设备:高压注射泵及玻璃注射器等。


主要应用领域:医药、精细化工、染料、香精香料、农业化学、特殊化学品,日用品化工业及科研教学。 常见反应工艺类型:硝化反应、磺化反应、酯化反应、环化反应、缩合反应、叠氮化反应、偶氮化反应、氧化反应、过氧化反应、烷基化反应、胺基化反应、氯化反应、加氢反应、取代反应、贝克曼重排反应、迈克加成反应、催化反应、光照反应,格氏反应等。

MF-V4系列入门级实验室玻璃微反应器适用于各类化学反应及混合过程,尤其适用于纳米粒子的形成,具备一定固体兼容性,可连续稳定的生产纳米颗粒。可应用在医药中间体、药物合成(含外包)、精细化工、农药化工、特殊化学品、日用品工业、纳米材料、聚合物改性等领域。

MF-V4系列玻璃微通道连续流反应器可实现下列工艺案例:迈克尔加成反应傅-克烷基化反应羟醛缩合反应(乙醇钠)磺化反应、硝化反应重氮化反应、叠氮反应无溶剂反应

MF-V4 实验级玻璃微通道反应器应用范围

· 新反应条件的探索

· 工艺参数的优化

· 工艺验证

· 组分的筛选

· 动力学数据提取

· 催化剂筛选

· 评估该流动工艺可行性

· 教学、培训




主要应用领域:医药、精细化工、染料、香精香料、农业化学、特殊化学品,日用品化工业及科研教学。 常见反应工艺类型:硝化反应、磺化反应、酯化反应、环化反应、缩合反应、叠氮化反应、偶氮化反应、氧化反应、过氧化反应、烷基化反应、胺基化反应、氯化反应、加氢反应、取代反应、贝克曼重排反应、迈克加成反应、催化反应、光照反应,格氏反应等。

      所谓连续流动化学:是指通过将两种(或多种)试剂连续的泵入反应器(Flow Reactor)中,在反应器中进行混合&反应,并通过热交换控制器控制反应温度,从而实现化学反应,获得所需的产品,其过程如下图1所示:

连续流微通道反应器原理图

微反应器相比传统的间歇式反应具有比表面积大、传质传热效率高、接触时间短、副产物少、转化率更高、操作性好、安全性高、放大效应小热量缓冲需求量低、产量提高、试剂减少、占地面积小自动化程度高大大节省人力及物力资源等优点连续流微通道反应器在反应放大和优化的过程中,具有更高重现性、稳定性、高效性。基于微流控技术的微通道反应器,代表着绿色化工的发展方向。

连续流微反应技术另一特点是工艺转化中没有放大效应。小试工艺,无需中试,可以直接放大生产。 连续流合成范围及领域不断扩展,不但包括传统的反应类型及医药及精细化工行业,还延展到电化学、光化学、微波化学、纳米材料以及功能材料等领域。相对于传统的批次反应工艺,微反应器具有高速混合、高效传热、窄的停留时间分布、重复性好、系统响应迅速、便于自动化控制、几乎无放大效应以及高的安全性能等优势。


主要应用领域:医药、精细化工、染料、香精香料、农业化学、特殊化学品,日用品化工业及科研教学。 常见反应工艺类型:硝化反应、磺化反应、酯化反应、环化反应、缩合反应、叠氮化反应、偶氮化反应、氧化反应、过氧化反应、烷基化反应、胺基化反应、氯化反应、加氢反应、取代反应、贝克曼重排反应、迈克加成反应、催化反应、光照反应,格氏反应等。

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