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连续化合成微反应器应用类型

微反应器技术的特点:

1、微通道反应器适合的反应类型

快速强放热反应

危险反应

极端条件

新型反应

硝化反应

加氢反应

超临界反应

光化学反应

重排反应

氧化反应

高温&高压反应

电化学反应

磺化反应

卤化反应



离子聚合




2、不适合的反应类型

a、本征动力学上的慢反应。

b、反应过程中有大量固体或气体产生。

c、平衡反应,过程中需要不断移除某物质。

d、气相反应。

3、如何开发微反应连续合成工艺

设备a、设计微反应器

      b、提升反应器的混合性能和传递性能

c、解决工程放大效应

d、构建完整的反应器系统

工艺a、动力学及反应机理研究

      b、工艺条件设计

      c、流程模拟

      d、安全评价

4、微反应连续合成

a、微反应技术可以提高反应过程收率,提高安全性,实现化学品的连续可控制备;

b、微通道反应器不是万能的,有它独特的特点和适应的反应类型。

c、开发微反应连续工艺不容易一蹴而就,要求设备和工艺的完美结合,需要细致的前期研究和优化。

开发难度:均相反应<液液两相反应<气液两相反应<气液固三相反应

 

5、医药行业的合成

总结原料药行业的特点是:反应种类多、步骤长、开发周期短、溶剂使用多、溶剂废物多。这跟化工有明显的区别,医药行业的微反应化、连续化,从经济性和实用性来看,还是针对某些特定的反应类型。国外倡导和开始做的全连续合成,如果没有安全和质量可控的要求的话,没有太大的经济价值。

    有机合成反应比较适合的反应有:卤化、硝化、磺化等,加氢、氧化等。有机锂参与的反应,格氏反应等超低温反应(快速强放热反应)。

加氢反应占所有制药反应类型的约14%。普遍采用的加氢釜很危险,而采用均相加氢,废物处理又比较难,目前开发的微填充床技术将会解决这个问题。把催化剂填充到相应的管道固定中,跟微反应器结合,料液和氢气通过微反应器和微填充床即可完成反应。当然难点也很大。气液固反应是最难的,气液在微反应器中的流动,传质和反应行为非常复杂。但催化剂只要不失活可以一直用,失活后需要开发再生工艺。前期的催化剂筛选和工艺开发过程也较为复杂,但是考虑到医药行业的特点,对成本要求比较低,可以做的较快。

 连续化合成微反应器应用类型