玻璃微通道反应器

中试/千吨级连续流玻璃微通道反应器(MF-V9 )

MF-V9千吨级玻璃高通量连续流微通道反应器通过8线程并联的方式实现了通量的15-20倍增大,并且进一步强化了换热效率,使得反应在高通量的情况下,依然能得到很好地传热控制。同时,兼顾了传质与压降两大因素,保证了无放大效应的传质及较小的压降,实现了传质与传热效率最大化,安全稳定地实现千吨级中试生产过程。

  • 耐温: -25℃-195℃
  • 耐压: 0-16bar(-25℃-100℃); 0-10bar(100℃-195℃)
  • 流量: 0.5-3L/min
  • 单片持液量: 100mL
产品简介

MF-V9 是一款专为中试及千吨级规模化生产设计的高通量连续流玻璃微通道反应器。该型号在 MF-V6 小试级结构基础上实现了无放大效应的产能升级。它通过独特的 3 层换热、2 层工艺、1 层密封设计,以 8 线程并联方式将单元结构无放大转移,使通量提升了 15 至 20 倍,并在高通量下保持极致的传热与传质控制。

MF-V9连续流玻璃微通道反应器MF-V9连续流玻璃微通道反应器

核心技术参数
  • 材质:高硼硅玻璃

  • 外形尺寸:290 × 290 × 21 mm

  • 单片持液量:80 mL

  • 流道长度:2.4 m

  • 耐温范围:-25°C 至 195°C(可特殊定制 -50℃ 低温反应)

  • 耐压范围

    • 0 - 16 bar(-25℃ 至 100℃ 时)

    • 0 - 10 bar(100℃ 至 195℃ 时)

    • 注:换热侧承受压力为 0 - 5 bar

  • 建议流量:0.5 - 3 L/min(最大通量可达 180 kg/h

  • 接口规格:物料口 NPT1/4 或 3/8;换热口 G3/8 或 1/2

重要操作与工艺安全建议
  1. 温差限制:进料液、换热介质及环境与反应器之间的温差严禁超过 70℃,否则有玻璃炸裂风险。

  2. 固体进料要求:若体系含有固体,颗粒直径须 < 50 μm 且固含量 < 5%,避免通道堵塞。

  3. 工艺禁忌:严禁进行会产生完全难溶性沉淀物的反应;严禁反应器内部物料发生冻结(如水结冰)。

产品技术特点
  • 零放大效应:小试工艺可直接放大转移,保证了生产过程的高重现性与稳定性。

  • 极致过程强化:兼顾高传热传质效率与较小压降,平衡了通量与控制精度。

  • 安全可视化:全透明外壳方便原位观察反应;持液量少且带有多重安全防护冗余。

  • 高度模块化:占地面积小,可灵活进行多模块串联以实现单步或多步反应。

MF-V9 连续流玻璃微通道反应器(中试/千吨级)的工艺适用范围主要涵盖高危、强放热、对传质传热要求极高的化学反应以及特定的物料形态
由于微通道反应器具有极高的传热传质效率,它特别适用于传统间歇釜中难以控制或危险性高的反应:
  • 三高反应(高毒、高危、强放热):硝化反应、磺化反应、叠氮化反应、偶氮化反应、过氧化反应。

  • 有机经典反应:迈克尔(Michael)加成、付-克(Friedel-Crafts)烷基化、羟醛(Aldol)缩合、酯化反应、环化反应。

  • 官能团转化与重排:酰胺化/胺基化反应、氯化/卤素取代反应、贝克曼(Beckmann)重排反应、格氏(Grignard)反应。

  • 多相与催化反应:加氢反应(气液液三相)、催化反应、光照反应(部分型号扩展)。

适用物料与相态体系
  • 液-液相反应:绝大多数互溶或不互溶的液液体系,能够高效乳化剪切,甚至可兼容高比例(约30%)的特定液液相复杂反应。

  • 气-液相反应:高效增加气液接触面积,极大提升气液传质效率。

  • 液-固相反应(受限兼容):对固体进料有严格限制:

    • 固体颗粒直径必须 小于 50 μm

    • 试剂的固含量必须 小于 5%,否则极易发生堵塞。

严禁使用的工艺禁区
为了防止高硼硅玻璃微通道反应器损坏、破裂或功能异常,以下工艺和条件禁止在 MF-V9 中运行:
  1. 强碱强氢氟酸体系:由于是玻璃材质,不能耐受氢氟酸及 pH 极高的强碱腐蚀(通常建议 pH 保持在酸性至弱碱性体系)。

  2. 易产生难溶性沉淀的工艺:反应过程中如果会生成在所有溶剂中均难溶的沉淀物,禁止使用。

  3. 内部物料冻结:严禁任何形式的反应器内部物料冻结(如体系含水并在低温下结冰)。

  4. 超温差操作:若设备供给的温差超过 70℃(包括反应器与环境、进料液、换热介质之间的温差),会引发热应力导致玻璃破裂。


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-V9中试千吨级玻璃微反应器技术参数:

MF-V9千吨级高通量玻璃微通道反应器(中试 & 生产)

型号

MF-V9

尺寸

290×290×21mm

材质

高硼硅玻璃

通道长度

2.4m

持液量

80ml

温度范围

-25℃-195℃

压力范围

0-16bar(-25℃-100℃);

0-10bar(100℃-195℃)

流量范围

0.5-3L/min(最大通量180kg/h)

已实现工艺案例

 乙二醇与丙烯腈迈克加成反应 苯乙酮硝化反应纳米颗粒脂质体制备


· 压降:

ΔP(bar)/介质为水

Qv

(L/m)

0.5

1.2

1.11

3

2

6.3



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-V9(S)应用领域:医药中间体、药物合成(含外包)、精细化工、农药化学、特殊化学品、日用品工业、纳米工业、药物制剂、聚合物改性等。

MF-V9(S)已经成功实现的工艺案例:乙二醇与丙烯腈迈克加成反应、苯乙酮硝化反应、纳米颗粒脂质体制备。


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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