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连续流反应技术

一、技术简介


东庚连续流反应技术的反应界面均化尺寸为微米量级至分子级别,通过微混合器、微通道反应器、集成微换热器、自动控制一体化的系统结构设计和创造最佳化学反应动力学条件下,对反应浓度、温度的精确控制,安全、高效地实现连续流反应。在微通道中完成瞬时反应、快中速反应和部分慢反应控制机理的化学反应。连续流反应传质效率非常高,可以在湍流或层流条件下实现高传质系数,传热效率高,高达2000~10000 W/(m2.K),使得热效应非常大的化学反应也能在近乎恒温的条件下进行。

二、技术背景

为迎接未来科学发展的大趋势:高效,节能,环保,资源节约型发展的科技发展理念,越来越要求在化学反应世界里:

◆ 提高对原料的综合利用率。

◆ 要求高转化率和产品收率。

◆ 低副产物率以及解决副产物带来的高投资和环保压力。

◆ 设备微型化(冰箱工厂概念和移动工厂概念)。

◆ 过程集成化(自动控制)。

◆ 连续流化学工程成为发展的方向。

连续流反应技术逐渐开始在高通量合成、非均相反应、催化反应、高活性强放热及低温反应、危险条件合成反应等领域得到广泛的应用。

东庚公司基于2010年开始的静态混合反应+降膜快中速反应系统在氰化物体系、酸碱中和体系、尾气回收体系的工程应用,加大对连续流反应系统研究和开发,实现了从实验室开发平台级到万吨级/年规模化装置,集反应、热交换、自动控制化学反应的连续流反应系统。

三、技术特点

东庚连续流反应系统包括计量系统、温控系统、D-AMERT反应系统、在线分析控制系统。

计量系统:采用国际一流泵阀技术和设备;

温控系统:采用东庚公司自有温控系统技术;

集成混合进料系统:东庚公司独创线性分布器技术+超精密雾化技术,物料在进入反应器通的瞬间,实现微米量级至分子级别的尺寸混合或分散,以达到毫秒级快速反应;

D-AMERT反应器:东庚公司力求简洁的创新风格,开创简单高效微通道结构和内件技术,使反应在层流或湍流状态下均能达到最佳的传质系数和传热系数;

集成换热器:结合国际高效板壳式换热器和降膜换热器设计经验,设计独有的微换热器,与D-AMERT反应器结合成集成系统,使反应温度能在近乎恒温的条件下进行。

在线分析控制系统:采用全球领先的实时在线反应分析系统,灵活及时地调整优化工艺参数和条件,形成反应终点的最佳工艺条件和控制参数。

四、技术特点和优势

温度控制:高效的传热系统和极短的反应时间,对于反应温度变化可以瞬时响应,对于热敏性物料反应具有重大意义。

反应器体积:在维持产量不变的情况下,反应器总体积大大减小。

提高转化率和收率:缩短反应物停留时间,减少副产物,可精确控制反应时间,及时移走热量,减少强放热反应的副反应,提高选择性。

安全性能:反应体积小,传质传热快,避免“飞温”现象,通道尺寸数量级在微米级范围内,有效阻断链式反应,使其能在爆炸极限范围内稳定进行。

生产连续化:灵活的连续化生产工艺 。

无放大效应:并行放大,简单可靠的放大过程。

装置微型化:“冰箱-移动式工厂”理念,高度自动化控制和产品质量调整。

节约成本:低投入、高收益、生产管理成本低、环境友好、操作灵活。

五、适用对象:

适合连续流反应技术的工艺技术特征:

精细化学品和功能材料合成中涉及到的常见化学反应类型有氧化反应(硝化反应等)、还原反应(氢化反应等)、Michael加成反应、活泼有机金属化合物参与的反应 (格氏反应等)、偶联反应、裂解反应、酯化反应、重排反应以及羟醛缩合反应等。此外,不少功能材料制备时也涉及到许多混合、乳化或其它物理过程。上述的物理、化学工艺过程基本上都具有一个或几个适合用连续流反应器技术进行工艺改进的特征,如:

● 快速的强放热反应;

● 要求快速均匀混和的反应;

● 要求精确控制反应工艺参数(如温度、压力、反应物配比和停留时间等)的反应;

● 涉及不稳定中间产物或有后续副反应的反应;

● 涉及危险化学品或高温高压的反应;

● 要求工艺稳定性高、可重复性好的反应。

六、研发放向:

化工快中速反应模块:在反应系统要求不太高(温度和浓度)的大流量体系下,我们会推荐客户使用降膜反应+混合管式反应器。

精细化工+医药中间体反应模块:在反应系统要求较高(强放热体系或者反应时间有严格要求)的体系下,我们会推荐客户使用D-AMERT/DSR 组合反应器。


设备强化:


●微反应器

●旋转盘反应器和超重力反应器

●高剪切流反应器

●多功能反应器

●新型催化反应器

●超声波反应器

●新型光化学反应器


工艺强化:


●膜技术 (反应与分离耦合)

●微化工技术 (高温高压操作)

●超临界流体技术

●离子液体技术

●反应蒸馏

●组合分离



业务QQ 021-51302779