MF-V4 是一種用于實驗室反應(yīng)篩選和工藝優(yōu)化的連續(xù)流動系統(tǒng)。該實驗級玻璃微通道反應(yīng)器模塊化配置具備良好的靈活性，配合獨立熱交換模塊可以最大限度地提高傳質(zhì)和傳熱效率。以玻璃流動反應(yīng)器為核心和具有高度化學(xué)兼容性的外圍設(shè)備，流動系統(tǒng)適用于各種具有挑戰(zhàn)性的化學(xué)品和工藝處理條件。
一、MF-V4 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器簡介
MF-V4 是一種用于實驗室反應(yīng)篩選和工藝優(yōu)化的連續(xù)流動系統(tǒng)。MF-V4系列玻璃微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計考慮了傳質(zhì)和壓降兩大因素，工藝流道中無驟縮和驟擴，保證傳質(zhì)高效，壓降小，配合熱交換模塊可以最大限度地提高傳質(zhì)和傳熱效率。
MF-V4 是一種用于實驗室反應(yīng)篩選和工藝優(yōu)化的連續(xù)流動系統(tǒng)。該實驗級玻璃微通道反應(yīng)器模塊化配置具備良好的靈活性，配合獨立熱交換模塊可以最大限度地提高傳質(zhì)和傳熱效率。以玻璃流動反應(yīng)器為核心和具有高度化學(xué)兼容性的外圍設(shè)備，流動系統(tǒng)適用于各種具有挑戰(zhàn)性的化學(xué)品和工藝處理條件。
二、MF-V4 實驗級微通道反應(yīng)器主要特征
· 玻璃材質(zhì)，耐高溫、可兼容除熱濃強堿、熔融堿金屬、熱濃H3PO4、HF外所有試劑以及強腐蝕劑下可長期穩(wěn)定運行。
· 耐高溫高壓，定制工況下可實現(xiàn)：-60℃至300℃耐溫；耐壓14Mpa(室溫)，7Mpa（200℃）滿足不同實驗要求。
· 良好的傳熱、傳質(zhì)，每片多個靜態(tài)混合單元結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高效混合。
·自由組合模塊化系統(tǒng)配置可串聯(lián)或并聯(lián)多個反應(yīng)器，可實現(xiàn)一步和多步合成反應(yīng)。高度靈活的模塊化設(shè)計保證能適應(yīng)各種工藝過程的要求。
→A+B=C（一步串聯(lián)） A+B=C+Q=D（多步串聯(lián)） A+B=Q1 C+D=Q2 Q1+Q2=D（多步并聯(lián)+串聯(lián)）。
· 可串聯(lián)2-8套獨立芯片形成系統(tǒng)，根據(jù)實驗需求自行調(diào)節(jié)樣本的停留時間，提高收率。
· 比表面積大配合換熱系統(tǒng)可精準控溫促進目標產(chǎn)物生成。
· 反應(yīng)體積小，反應(yīng)所需原料消耗少，可用于珍貴原料實驗探究。
· 持液量?。ㄎ⑸υ噭┫纳?，提升危險物質(zhì)的安全合成。對于昂貴試劑的合成具有很高的經(jīng)濟性，降低工藝研發(fā)成本優(yōu)勢。
· 適用于各類化學(xué)反應(yīng)及混合過程，尤其適用于納米粒子的形成，具備一定固體兼容性，可連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)納米顆粒。
· 適用于各種液液快速反應(yīng)、強放熱反、危險反應(yīng)及需要良好混合條件的化學(xué)合成反應(yīng)。
三、MF-V4 實驗級微通道反應(yīng)器應(yīng)用范圍
· 探索新反應(yīng)條件
· 工藝參數(shù)優(yōu)化和驗證
· 組分的篩選
· 動力學(xué)數(shù)據(jù)提取
· 催化劑篩選
· 在流動條件下評估工藝可行性
· 教學(xué)、培訓(xùn)
四、MF-V4 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)：
MF-V4系列實驗級連續(xù)流玻璃微通道反應(yīng)器 | ||||
型號 | MF-V4-M | MF-V4-M（SS） | MF-V4-M(SV) | MF-V4-M(SX) |
外形尺寸 | 68×95×4mm | 50×80×4mm | 50×80×4mm | 50×80×4mm |
材質(zhì) | 進口高硼硅浮法玻璃 | |||
流道尺寸 | 深×寬=0.5×0.55m | 深×寬=0.25×0.5mm | 深×寬=0.12×0.54mm | 深×寬=0.12×0.54mm |
流道長度 | 2.6m | 1.28m | 1.43m | 1.32m |
持液量 | 0.51mL | 0.125mL | 0.072mL | 0.063mL |
面容因子(u) | 8000 | 13096 | 23921 | 24380 |
溫度范圍 | -25℃-195℃（定制工況：-60℃至300℃） | |||
壓力范圍 | 0-20bar定制壓力：室溫14Mpa，200℃以上7Mpa） | |||
建議流量 | 0.1-10mL/min(最大通量0.6 kg/h) | |||
用途 | 通用型微反應(yīng)器，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程,獨特設(shè)計增強了混合效果，加快反應(yīng)速率。該結(jié)構(gòu)與本公司的MF-V6結(jié)構(gòu)相同，反應(yīng)轉(zhuǎn)移后幾乎無放大效應(yīng)。 | 通用型微反應(yīng)器，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程。 | 過程強化型微反應(yīng)器，針對兩相密度差較大、反應(yīng)速率常數(shù)很低、流體粘度較小的反應(yīng)具有很好的效果。 | 過程強化型微反應(yīng)器，針對兩相密度差較大、反應(yīng)速率常數(shù)很低的反應(yīng)具有很好的效果。 |
其他說明 | 該產(chǎn)品為模塊化組件，較小壓降根據(jù)工藝情況可實現(xiàn)串/并聯(lián)靈活組合使用。配合夾具和換熱控溫系統(tǒng)可實現(xiàn)傳質(zhì)與傳熱效率最大化，安全穩(wěn)定地實現(xiàn)研發(fā)及小試的化工工藝過程。 | |||
特點 | 該產(chǎn)品兼顧傳質(zhì)與壓降兩大因素，工藝流道中無驟縮和驟擴，保證了高效的傳質(zhì)及較小的壓降。 | |||
反應(yīng)器固定夾具 | 夾具用于固定玻璃微通道反應(yīng)器，使之能承受高壓，同時耐受除熔融堿金屬及某些氟化物外幾乎所有化學(xué)試劑的腐蝕， | |||
可選相關(guān)配件 | 支架，含換熱管路，帶管路面板，安全閥、壓力表等。 | |||
進樣設(shè)備 | 進樣設(shè)備：高壓注射泵及玻璃注射器等。 | |||
五、MF-V4 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器可實現(xiàn)的工藝案例
邁克爾加成反應(yīng)、傅-克烷基化反應(yīng)、羥醛縮合反應(yīng)（乙醇鈉）、磺化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、重氮化反應(yīng)、疊氮化反應(yīng)、無溶劑反應(yīng)、30%的液液相反應(yīng)（大概率）......
六、實驗級微反應(yīng)器用途
目的：可行性研究、工藝探索、快速定制合成。
基本結(jié)構(gòu)：微反應(yīng)器混合單元、微反應(yīng)器保留時間單元、注射泵、連接件。
工作原理：將注射泵按需連接到混合單元、串聯(lián)停留時間單元、連接收集瓶。反應(yīng)單元和停留時間單元按需放入控溫系統(tǒng)中。注射泵按照計量速度加料，物料在混合單元和保留時間單元混合反應(yīng)后流出。
七、產(chǎn)品類別：玻璃反應(yīng)器，高溫高壓反應(yīng)器，連續(xù)流反應(yīng)器，高通量反應(yīng)器，實驗室微通道反應(yīng)器，微型反應(yīng)器。
八、工藝研究與化合物生產(chǎn)一般程序
1，可行性研究；
2，工藝篩選；
3，工程化放大；
九、實驗級微通道反應(yīng)器顯著特點
1、傳質(zhì)系數(shù)高：微孔徑通道使得傳質(zhì)路徑變小，擴散時間變短，強化了傳質(zhì)能力；
2、傳熱系數(shù)大：面積體積比大，有利于反應(yīng)熱的轉(zhuǎn)移和補充，溫控極好；強化了對溫度敏感的化學(xué)反應(yīng)的選擇性，抑制副產(chǎn)物生成。持液體積?。撼忠后w積小，在反應(yīng)器出現(xiàn)問題時只有少量化合物暴露，安全性好；
3、無返混：連續(xù)流反應(yīng)無返混，反應(yīng)完成后產(chǎn)物即被移除，減少產(chǎn)物停留時間；
4、易放大：微反應(yīng)器的實驗級和工程級微結(jié)構(gòu)不變，放大過程只是數(shù)量增加；
5、無放大效應(yīng)：微反應(yīng)器放大過程中不存在釜式3D 結(jié)構(gòu)，無放大效應(yīng)；
6、研發(fā)時間短：高度可控的反應(yīng)條件簡小了篩選化學(xué)工藝參數(shù)的難度，縮短研發(fā)時間；每次投料可觀察多個參數(shù)，同一溶劑、濃度條件下觀察不同溫度流速的反應(yīng)狀況
7、穩(wěn)定性：反應(yīng)條件的穩(wěn)定而精確的控制；
8、缺點：易堵塞，固體顆粒和固體顆?；蛘吒碑a(chǎn)品聚合物能夠聚集在微反應(yīng)器極細的孔道中，一段時間后就會堵塞（結(jié)垢），越細的反應(yīng)器通道，越容受影響。
MF-V4 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖展示
MF-V4系列 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器樣品效果圖
MF-V4 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器現(xiàn)場安裝案例
微反應(yīng)器對不同類型化學(xué)反應(yīng)的作用 | ||
反應(yīng)類型 | 特征 | 主要作用 |
瞬時反應(yīng) | 反應(yīng)特征時間<1s（混合與傳熱控制） | 強化混合與傳熱 |
快反應(yīng) | 反應(yīng)特征時間10s-30min（主要受本征動力學(xué)控制） | 精確控制反應(yīng)條件（停留時間和溫度） |
慢反應(yīng) | 反應(yīng)特征時間>30min（本征動力學(xué)控制） | 熱量控制、安全（新的工藝窗口） |
連續(xù)流微通道反應(yīng)器優(yōu)勢：
傳質(zhì)傳熱性能對比 | 面容因子 | 停留時間 | 放大效應(yīng) | 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(W/m2*k) |
微反應(yīng)器 | 3000—13000 | 1—600s | 很小 | 1090—3420 |
傳統(tǒng)反應(yīng)釜 | 1—10 | 0.5—48h | 4—5步優(yōu)化 | 2—15 |
安環(huán)指標 | 持液量 | 占地面積(m2) | 溶劑消耗 | 目標產(chǎn)品選擇性 | 能耗（低溫反應(yīng)案例） |
微反應(yīng)器 | 1L | 9 | 0—30 | 0.8—1 | 0—25℃ |
傳統(tǒng)反應(yīng)釜 | 3000L | 80 | 90 | 0.8 | -45—25℃ |
產(chǎn)品類別：玻璃反應(yīng)器，高溫高壓反應(yīng)器，連續(xù)流反應(yīng)器，實驗反應(yīng)器，微型反應(yīng)器,微反應(yīng)器，微通道反應(yīng)器。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細化工、染料、香精香料、農(nóng)業(yè)化學(xué)、特殊化學(xué)品，日用品化工業(yè)及科研教學(xué)。 常見反應(yīng)工藝類型：硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、疊氮化反應(yīng)、偶氮化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、過氧化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、胺基化反應(yīng)、氯化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、取代反應(yīng)、貝克曼重排反應(yīng)、邁克加成反應(yīng)、催化反應(yīng)、光照反應(yīng)，格氏反應(yīng)等。
產(chǎn)品類別：玻璃反應(yīng)器，高溫高壓反應(yīng)器，連續(xù)流反應(yīng)器，高通量反應(yīng)器，實驗室微通道反應(yīng)器，微型反應(yīng)器。
MF-V4實驗級玻璃連續(xù)流微通道反應(yīng)器采用自由組合模塊化系統(tǒng)配置可串聯(lián)或并聯(lián)多個反應(yīng)器，可實現(xiàn)一步和多步合成反應(yīng)。高度靈活的模塊化設(shè)計保證能適應(yīng)各種工藝過程的要求。→A+B=C A+B=C+Q=D（多步串聯(lián)） A+B=Q1 C+D=Q2 Q1+Q2=D（多步并聯(lián)+串聯(lián)）。
MF-V4系列連續(xù)流玻璃微通道反應(yīng)器基本參數(shù)：
MF-V4系列實驗級玻璃連續(xù)流微通道反應(yīng)器 | ||||
型號 | MF-V4-M | MF-V4-M（SS） | MF-V4-M(SV) | MF-V4-M(SX) |
外形尺寸 | 68×95×4mm | 50×80×4mm | 50×80×4mm | 50×80×4mm |
材質(zhì) | 進口高硼硅浮法玻璃 | |||
流道尺寸 | 深×寬=0.5×0.55m | 深×寬=0.25×0.5mm | 深×寬=0.12×0.54mm | 深×寬=0.12×0.54mm |
流道長度 | 2.6m | 1.28m | 1.43m | 1.32m |
持液量 | 0.51mL | 0.125mL | 0.072mL | 0.063mL |
面容因子(u) | 8000 | 13096 | 23921 | 24380 |
溫度范圍 | -25℃-195℃（定制工況：-60℃至300℃） | |||
壓力范圍 | 0-20bar定制壓力：室溫14Mpa，200℃以上7Mpa） | |||
建議流量 | 0.1-10mL/min | |||
用途 | 通用型微反應(yīng)器，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程,獨特設(shè)計增強了混合效果，加快反應(yīng)速率。該結(jié)構(gòu)與本公司的MF-V6結(jié)構(gòu)相同，反應(yīng)轉(zhuǎn)移后幾乎無放大效應(yīng)。 | 通用型微反應(yīng)器，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程。 | 過程強化型微反應(yīng)器，針對兩相密度差較大、反應(yīng)速率常數(shù)很低、流體粘度較小的反應(yīng)具有很好的效果。 | 過程強化型微反應(yīng)器，針對兩相密度差較大、反應(yīng)速率常數(shù)很低的反應(yīng)具有很好的效果。 |
其他說明 | 該產(chǎn)品為模塊化組件，較小壓降根據(jù)工藝情況可實現(xiàn)串/并聯(lián)靈活組合使用。配合夾具和換熱控溫系統(tǒng)可實現(xiàn)傳質(zhì)與傳熱效率最大化，安全穩(wěn)定地實現(xiàn)研發(fā)及小試的化工工藝過程。 | |||
特點 | 該產(chǎn)品兼顧傳質(zhì)與壓降兩大因素，工藝流道中無驟縮和驟擴，保證了高效的傳質(zhì)及較小的壓降。 | |||
反應(yīng)器固定夾具 | 夾具用于固定玻璃微通道反應(yīng)器，使之能承受高壓，同時耐受除熔融堿金屬及某些氟化物外幾乎所有化學(xué)試劑的腐蝕， | |||
可選相關(guān)配件 | 支架，含換熱管路，帶管路面板，安全閥、壓力表等。 | |||
進樣設(shè)備 | 進樣設(shè)備：高壓注射泵及玻璃注射器等。 | |||
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細化工、染料、香精香料、農(nóng)業(yè)化學(xué)、特殊化學(xué)品，日用品化工業(yè)及科研教學(xué)。 常見反應(yīng)工藝類型：硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、疊氮化反應(yīng)、偶氮化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、過氧化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、胺基化反應(yīng)、氯化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、取代反應(yīng)、貝克曼重排反應(yīng)、邁克加成反應(yīng)、催化反應(yīng)、光照反應(yīng)，格氏反應(yīng)等。
玻璃微反應(yīng)器芯片用于在微通道中進行化學(xué)反應(yīng),可用于快速混合，從而促進兩種或多種試劑以連續(xù)方式反應(yīng)。由于高表面積與體積比，微反應(yīng)器具有許多優(yōu)點，包括高反應(yīng)速率和產(chǎn)率、低試劑消耗、可靠性和高效率。
典型應(yīng)用
化合物合成
反應(yīng)動力學(xué)研究
工藝開發(fā)和優(yōu)化
MF-V4系列入門級實驗室玻璃微反應(yīng)器適用于各類化學(xué)反應(yīng)及混合過程，尤其適用于納米粒子的形成，具備一定固體兼容性，可連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)納米顆粒。可應(yīng)用在醫(yī)藥中間體、藥物合成（含外包）、精細化工、農(nóng)藥化工、特殊化學(xué)品、日用品工業(yè)、納米材料、聚合物改性等領(lǐng)域。
MF-V4系列玻璃微通道連續(xù)流反應(yīng)器可實現(xiàn)下列工藝案例：邁克爾加成反應(yīng)、傅-克烷基化反應(yīng)、羥醛縮合反應(yīng)（乙醇鈉）、磺化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、重氮化反應(yīng)、疊氮反應(yīng)、無溶劑反應(yīng)等。
MF-V4 實驗級玻璃微通道反應(yīng)器應(yīng)用范圍
· 新反應(yīng)條件的探索
· 工藝參數(shù)的優(yōu)化
· 工藝驗證
· 組分的篩選
· 動力學(xué)數(shù)據(jù)提取
· 催化劑篩選
· 評估該流動工藝可行性
· 教學(xué)、培訓(xùn)
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細化工、染料、香精香料、農(nóng)業(yè)化學(xué)、特殊化學(xué)品，日用品化工業(yè)及科研教學(xué)。 常見反應(yīng)工藝類型：硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、疊氮化反應(yīng)、偶氮化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、過氧化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、胺基化反應(yīng)、氯化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、取代反應(yīng)、貝克曼重排反應(yīng)、邁克加成反應(yīng)、催化反應(yīng)、光照反應(yīng)，格氏反應(yīng)等。
所謂連續(xù)流動化學(xué)：是指通過將兩種（或多種）試劑連續(xù)的泵入反應(yīng)器（Flow Reactor）中，在反應(yīng)器中進行混合&反應(yīng)，并通過熱交換控制器控制反應(yīng)溫度，從而實現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，獲得所需的產(chǎn)品，其過程如下圖1所示：
微反應(yīng)器相比傳統(tǒng)的間歇式反應(yīng)具有比表面積大、傳質(zhì)傳熱效率高、接觸時間短、副產(chǎn)物少、轉(zhuǎn)化率更高、操作性好、安全性高、放大效應(yīng)小、熱量緩沖需求量低、產(chǎn)量提高、試劑減少、占地面積小、自動化程度高、大大節(jié)省人力及物力資源等優(yōu)點。連續(xù)流微通道反應(yīng)器在反應(yīng)放大和優(yōu)化的過程中，具有更高重現(xiàn)性、穩(wěn)定性、高效性。基于微流控技術(shù)的微通道反應(yīng)器，代表著綠色化工的發(fā)展方向。
連續(xù)流微反應(yīng)技術(shù)另一特點是工藝轉(zhuǎn)化中沒有放大效應(yīng)。小試工藝，無需中試，可以直接放大生產(chǎn)。 連續(xù)流合成范圍及領(lǐng)域不斷擴展，不但包括傳統(tǒng)的反應(yīng)類型及醫(yī)藥及精細化工行業(yè)，還延展到電化學(xué)、光化學(xué)、微波化學(xué)、納米材料以及功能材料等領(lǐng)域。相對于傳統(tǒng)的批次反應(yīng)工藝，微反應(yīng)器具有高速混合、高效傳熱、窄的停留時間分布、重復(fù)性好、系統(tǒng)響應(yīng)迅速、便于自動化控制、幾乎無放大效應(yīng)以及高的安全性能等優(yōu)勢。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細化工、染料、香精香料、農(nóng)業(yè)化學(xué)、特殊化學(xué)品，日用品化工業(yè)及科研教學(xué)。 常見反應(yīng)工藝類型：硝化反應(yīng)、磺化反應(yīng)、酯化反應(yīng)、環(huán)化反應(yīng)、縮合反應(yīng)、疊氮化反應(yīng)、偶氮化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、過氧化反應(yīng)、烷基化反應(yīng)、胺基化反應(yīng)、氯化反應(yīng)、加氫反應(yīng)、取代反應(yīng)、貝克曼重排反應(yīng)、邁克加成反應(yīng)、催化反應(yīng)、光照反應(yīng)，格氏反應(yīng)等。
