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染料工業(yè)的生產(chǎn)過程主要采用單批釜式反應(yīng)器生產(chǎn),常需控制反應(yīng)溫度來減少重氮組份的分解,存在停留時(shí)間較長(zhǎng)、混合欠充分、選擇性欠佳、產(chǎn)品純度不高、批次間差別大等不足。因此,微通道反應(yīng)器, 能夠改進(jìn)混合方式、簡(jiǎn)化工藝、連續(xù)化生產(chǎn), 是染料工業(yè)實(shí)現(xiàn)工藝綠色化的一個(gè)發(fā)展方向 。
微通道反應(yīng)器應(yīng)用于染料生產(chǎn),具有以下優(yōu)勢(shì):
1、連續(xù)化反應(yīng)代替了間歇式反應(yīng),減小批差;
2、瞬間混合,有效的防止了活潑化合物的分解;
3、在線反應(yīng)體積小,保證了化學(xué)反應(yīng)的安全性;
4、反應(yīng)溫度和時(shí)間能夠準(zhǔn)確控制,有利于提高收率和選擇性。
微反應(yīng)器連續(xù)合成化及應(yīng)用
加氫反應(yīng)占所有制藥反應(yīng)類型的約14%。普遍采用的加氫釜很危險(xiǎn),而采用均相加氫,廢物處理又比較難,目前開發(fā)的微填充床技術(shù)將會(huì)解決這個(gè)問題。把催化劑填充到相應(yīng)的管道固定中,跟微反應(yīng)器結(jié)合,料液和氫氣通過微反應(yīng)器和微填充床即可完成反應(yīng)。當(dāng)然難點(diǎn)也很大。氣液固反應(yīng)是很難的,氣液在微反應(yīng)器中的流動(dòng),傳質(zhì)和反應(yīng)行為非常復(fù)雜。但催化劑只要不失活可以一直用,失活后需要開發(fā)再生工藝。前期的催化劑篩選和工藝開發(fā)過程也較為復(fù)雜,但是考慮到醫(yī)i藥行業(yè)的特點(diǎn),對(duì)成本要求比較低,可以做的較快。
微通道反應(yīng)器特別的結(jié)構(gòu)賦予其一系列的性能,故被應(yīng)用于許多領(lǐng)域。例如,氨基甲酸酯的多步化學(xué)合成可以通過連續(xù)性工藝來實(shí)現(xiàn),其中包括分步反應(yīng)工序和反應(yīng)步驟間的兩步分離工序。通過使用一系列串聯(lián)的由三個(gè)微通道反應(yīng)器和兩個(gè)相分離器組成的反應(yīng)裝置,可以在一個(gè)緊湊型芯片基的工藝系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)溶劑轉(zhuǎn)換、危險(xiǎn)中間產(chǎn)物原位生產(chǎn)和消耗、高能量化學(xué)品的安全處理以及化學(xué)品的小批量生產(chǎn)。因此,可以用于快速及放熱反應(yīng)、工業(yè)環(huán)境拓展等方面。
展望未來微反應(yīng)器研究,預(yù)計(jì)將在以下幾個(gè)領(lǐng)域取得進(jìn)展
(1)、設(shè)計(jì)新的微反應(yīng)器模型,對(duì)微反應(yīng)器進(jìn)行耦合、集成和“放大”;
(2)、在微反應(yīng)器中研究反應(yīng)原理, 對(duì)微反應(yīng)器的設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬、優(yōu)化;
(3)、在微反 應(yīng)器中探索新的反應(yīng)途徑和使化工生產(chǎn)更加經(jīng)濟(jì)更加環(huán)保的方法,并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn),這是研究微反應(yīng)器的真正價(jià)
值所在。