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微反应器材质的选择是工艺成功的因素之一

2024/4/27 4:47:23发布6次查看
在连续流工艺开发过程中,反应介质与微反应器材质有可能发生反应,或者有着严重的腐蚀。对于连续流工艺开发,有时反应器材质的选择是工艺成功的因素之一。
研究背景:在2021年opr&d杂志上报道了:高温下肼缩合反应的连续流工艺的研究。与传统的间歇工艺相比,该方法可以更安全、并可以更好的控制杂质。研究中,作者发现微反应器材质对反应收率有着很大的影响。并且,溶剂选择对连续流工艺的成功至关重要。
微反应器材质及溶剂对反应的影响:
1、不锈钢316/316l管式反应器的连续流工艺探讨:
2的甲醇流与甲醇中的水合肼一起流入预热温度为150°c的316lss管式反应器,经过20分钟反应后,进入降温单元再接后处理。结果反应混合物的过程控制(ipc)显示背压调节器(bpr)释放大量气体,转化率为60%。增加水合肼的停留时间或当量并不能提高转化率。
经分析由于不锈钢316/316l管不适合在高温下处理水合肼溶液,因其钼含量高,会显着降低肼的分解温度。所以肼在高温下与不锈钢流动反应器不兼容。
2、聚四氟乙烯泵头进料,pfa材质的盘管反应:
研究者选择使用聚四氟乙烯作为水合肼的进料泵,反应器选用pfa材质的盘管对该工艺进行了研究。
将化合物2的2-甲基四氢呋喃(2-methf)溶液和水合肼的乙醇溶液分别流过浸没在70°c水浴的管道。1-2分钟的停留时间后,两股物料在三通混合器处混合,并流入放置在140°c的烘箱中的管道反应器(停留时间20-60分钟)。然后经过冷却管道冷却后,通过背压阀(bpr)后从连续流反应器系统中流出,出料口设有过程控制样品(ipc)取样口。
在理想条件下,使用了1.4当量的水合肼,停留时间30分钟,在两次100g规模运行,得到>99%的lc纯度和几乎99%的lc收率。
康宁微反应器选用了康宁特种玻璃和化学稳定性的康宁unigrain™碳化硅(sic)材质。康宁反应器具有抗腐蚀、耐高温高压(-60-200℃,18个大气压),适用于多种化学反应。
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