在連續流動中進行反應僅僅意味著反應在管道、管子、毛細管或微毛細管中進行,而不是在傳統的分批攪拌容器中進行。連續流動化學描述了在狹窄通道內以連續方式進行反應的性能,利用其固有特性嚴格控制反應條件。
流動化學的引入是向前邁出的重要一步,因為與更傳統的批處理方法相比,它提供了幾個關鍵優勢。某些特定化學品和反應的危險性可能會限制或排除它們的使用,尤其是大規模使用。但是,如果可以安全使用這些化學品,通常可以提供更好的效率。尋找替代方案通常很昂貴,并且需要很長的反應序列。其中一些問題與高度放熱、極快的反應有關,并且具有積聚熱量和形成熱點的趨勢。這些反應通常涉及難以處理且具有潛在毒性或爆炸性的不穩定物質。這帶來了特定的安全問題,并可能導致反應失控、不希望的副產物或對反應裝置的意外爆炸損壞。此類過程的示例包括硝化、鹵化和基于有機金屬的反應,它們廣泛用于制藥行業、dynamite生產和精細化學品生產等幾個重要行業。
連續流動反應器與間歇反應器相比具有幾個優勢,并為上述問題提供了解決方案。反應器的特點是狹窄且定義明確的通道,內部尺寸在微米到毫米范圍內,內部體積從幾微升到毫升不等。連續流動化學的真正力量在于管理化學品通過這些狹窄通道的流動,利用它們的內在特性在嚴格控制的條件下處理化學品,并在沒有干預的情況下長時間連續運行。流動化學反應器的狹窄通道影響化學品流的流體動力學、傳熱和傳質。這導致即使在不混溶相的情況下也能有效混合、高效的熱量和壓力管理、對停留時間和局部化學計量的精確控制、固有的安全性、潛在的無縫可擴展性和按需生產。早在 2000 年,文獻就報道了化學微反應器的進展,包括對微通道混合和熱交換等元素操作的描述及其在氣相、液相和氣液精細化工中的應用合成。
盡管流動化學有希望,但有必要注意流動化學不是一個通用的解決方案,也不是對化學中的每個問題都有利。 由于幾個原因,間歇反應器在不久的將來仍將是理想選擇。 它們更強大、更通用且更具成本效益。 批次是可追溯的,它們與氣體、液體和固體兼容,幾乎可以在每個化學實驗室中找到它們。事實上,流動化學科學家需要解決的問題之一是反應器與固體的相容性。其他挑戰包括專業知識的稀缺、高昂的啟動成本和產品的可追溯性。
免責聲明
- 凡本網注明“來源:化工儀器網”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品,未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明“來源:化工儀器網”。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
- 本網轉載并注明自其他來源(非化工儀器網)的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時,必須保留本網注明的作品第一來源,并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。