MF-V4-LAB 是一種用于實(shí)驗(yàn)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(jì)考慮了傳質(zhì)和壓降兩大因素，工藝流道中無驟縮和驟擴(kuò)，保證傳質(zhì)高效，壓降小，配合熱交換模塊可以限度地提高傳質(zhì)和傳熱效率。
MF-V4-LAB 是一種實(shí)驗(yàn)級玻璃連續(xù)流微通道反應(yīng)器，可用于反應(yīng)篩選或工藝優(yōu)化目的的連續(xù)流微反應(yīng)系統(tǒng)平臺。該實(shí)驗(yàn)級玻璃微通道反應(yīng)器采用模塊化設(shè)計(jì)具備良好的靈活性，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，適用于各種具有挑戰(zhàn)性的化學(xué)品和工藝處理?xiàng)l件。該玻璃連續(xù)流微通道反應(yīng)器集成4或8個反應(yīng)模塊，可串或并聯(lián)運(yùn)行滿足不同工況需求！MF-V4-LAB 玻璃連續(xù)流微通道反應(yīng)器通過外部換熱器可實(shí)現(xiàn)整體或兩溫區(qū)獨(dú)立反應(yīng)溫度控制。該微型反應(yīng)平臺上面有觀察窗具備可視化功能或用于光化學(xué)反應(yīng)。
1、MF-V4-LAB 實(shí)驗(yàn)級玻璃微通道反應(yīng)器典型應(yīng)用場景
· 探索新反應(yīng)條件
· 工藝參數(shù)優(yōu)化和驗(yàn)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)
· 快速動力學(xué)分析
· 參數(shù)對CQA的影響評估
2、MF-V4-LAB 實(shí)驗(yàn)級微通道反應(yīng)器優(yōu)勢&產(chǎn)品特點(diǎn)
· 超過4種可選結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足大部分工況需求。
· 玻璃材質(zhì)，耐高溫、可兼容除熱濃強(qiáng)堿、熔融堿金屬、熱濃H3PO4、HF外所有試劑以及強(qiáng)腐蝕劑下可長期穩(wěn)定運(yùn)行。
· 耐高溫高壓，耐壓可達(dá)7Mpa（定制產(chǎn)品）。
· 可視化，每個模塊可進(jìn)行獨(dú)立直接觀察或拍攝-觀察窗可直接觀察工藝情況或顯微鏡拍攝流體等用途。
· 光化學(xué)反應(yīng) - 窗口可采用LED或汞燈來實(shí)現(xiàn)光催化工藝（通過增添LED或汞燈光源模塊，可實(shí)現(xiàn)光催化反應(yīng)）。
· 配有換熱模塊 - 可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)整體溫度控制（4模塊適用）或雙溫區(qū)控溫（8模塊適用）。
· 良好的傳熱、傳質(zhì)性能，單片多個靜態(tài)混合單元結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效混合。
· 高度靈活自由組合模塊化設(shè)計(jì)能滿足各種工藝需求，模塊化配置可串/并聯(lián)多個模塊，可實(shí)現(xiàn)一步和多步反應(yīng)。
→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4-8套獨(dú)立芯片形成系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)控溫促進(jìn)目標(biāo)產(chǎn)物生成。
· 持液量小（微升)，反應(yīng)所需原料/試劑消耗少，可用于珍貴原料實(shí)驗(yàn)探究和提升危險(xiǎn)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(jì)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(qiáng)放熱反、危險(xiǎn)反應(yīng)及需要良好混合條件的化學(xué)合成反應(yīng)。
· 與傳統(tǒng)（盤）管式連續(xù)流反應(yīng)器的放大效應(yīng)相比，板式連續(xù)流反應(yīng)器具有收率提高、傳質(zhì)更好、易于放大等優(yōu)勢。
3、MF-V4-LAB 實(shí)驗(yàn)級微通道反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)
MF-V4-LAB 實(shí)驗(yàn)級微通道反應(yīng)器 | ||||
型號 | MF-V4-M（SU） | MF-V4-M（SS） | MF-V4-M(SV) | MF-V4-M(SX) |
單模塊持液量/反應(yīng)體積 | 336uL | 257uL | 107uL | 119uL |
單模塊流道長度 | 1.58m | 2.32m | 4.82m | 1.71m |
尺寸 | 50*80*4mm | |||
材質(zhì) | 高硼硅玻璃 | |||
溫度范圍 | -25°C-195°C | |||
壓力范圍 | 0-20bar | |||
流量范圍 | 0.1-10mL/min（通量0.6kg/h） | |||
適用反應(yīng)類型 | 液液混合及氣液混合，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程 | 通用型微反應(yīng)器，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程 | 過程強(qiáng)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(qiáng)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 |
配套夾具材質(zhì) | PFA/PPS | |||
試劑進(jìn)出口 | 兩進(jìn)一出或一進(jìn)一出（*可定制多路進(jìn)口） | |||
觸液材料 | PTFE、PFA/PPS、FFKM、玻璃 | |||
4、微通道反應(yīng)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(biāo) | 持液量 | 占地面積(m2) | 溶劑消耗 | 目標(biāo)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℃ |
與批處理相比，流動化學(xué)優(yōu)勢 | |
反應(yīng)條件的安全使用 | 高效混合 |
出色的熱控制 | |
危險(xiǎn)反應(yīng)的過程強(qiáng)化 | |
減少開發(fā)時間 | 持液量少 |
快速反應(yīng)優(yōu)化 | |
最小放大步驟 | |
改進(jìn)的過程控制 | 高水平的反應(yīng)控制 |
過程重現(xiàn)性 | |
質(zhì)量源于設(shè)計(jì) (QbD) | |
降低生產(chǎn)成本 | 提高產(chǎn)品質(zhì)量 |
減少安全投資 | |
更高的單位生產(chǎn)力——更少的資本支出 | |
連續(xù)流微通道反應(yīng)器好處 | |
·更好的過程控制、更高的產(chǎn)品收率和純度、更短的反應(yīng)時間和更少的浪費(fèi)； | ·結(jié)構(gòu)緊湊、高效和模塊化的反應(yīng)器設(shè)計(jì)，具有良好的可擴(kuò)展性； |
·更好、更一致的產(chǎn)品和工藝質(zhì)量； | ·更小的物理占地面積，從而降低資本、運(yùn)營和維護(hù)成本； |
·優(yōu)秀的混合、增強(qiáng)的傳熱和傳質(zhì)、寬泛的壓力和溫度操作控制； | ·“即插即用”模塊化設(shè)備，較低的資本投資； |
·減少對環(huán)境的影響 | |
連續(xù)流微通道反應(yīng)器顯著特點(diǎn) | |
· 微通道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更好混合效果 | · 適用于混溶、不混溶的液體和氣體的混合 |
· 比表面積大 | · 優(yōu)良的傳熱傳質(zhì) |
· 易于清潔、安全性 | · 連續(xù)流動可行性研究的篩選工具 |
· 快速和放熱反應(yīng)的理想選擇 | |
不建議適用工藝或條件
· 液液兩相、氣液兩相、多相反應(yīng)中對混合要求較高，但反應(yīng)速率極低
· 兩相或多相中有固體參與，或者會產(chǎn)生固體，且無法通過溶劑溶解，或者溶解后固含量超過5%，顆粒粒徑大于50微米。
· 氣液兩相，過程中需要的壓力超過耐壓極限20bar。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細(xì)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。
MF-V4-LAB 實(shí)驗(yàn)級微通道反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)
MF-V4-LAB 實(shí)驗(yàn)級微通道反應(yīng)器 | ||||
型號 | MF-V4-M（SU） | MF-V4-M（SS） | MF-V4-M(SV) | MF-V4-M(SX) |
單模塊持液量/反應(yīng)體積 | 336uL | 257uL | 107uL | 119uL |
單模塊流道長度 | 1.58m | 2.32m | 4.82m | 1.71m |
尺寸 | 50*80*4mm | |||
材質(zhì) | 高硼硅玻璃 | |||
溫度范圍 | -25°C-195°C | |||
壓力范圍 | 0-20bar | |||
流量范圍 | 0.1-10mL/min（通量0.6kg/h） | |||
適用反應(yīng)類型 | 液液混合及氣液混合，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程 | 通用型微反應(yīng)器，適用于絕大多數(shù)反應(yīng)過程 | 過程強(qiáng)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(qiáng)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 |
配套夾具材質(zhì) | PFA/PPS | |||
試劑進(jìn)出口 | 兩進(jìn)一出或一進(jìn)一出（*可定制多路進(jìn)口） | |||
觸液材料 | PTFE、PFA/PPS、FFKM、玻璃 | |||
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細(xì)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。
可實(shí)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）。
主要應(yīng)用領(lǐng)域&反應(yīng)類型
混溶的液體或不混溶的液體或氣體的混合，使不混溶的流體或氣體在液體中分散，并進(jìn)行非?？焖佟⒎艧岷途嗟姆磻?yīng)。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細(xì)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。
主要應(yīng)用領(lǐng)域：醫(yī)藥、精細(xì)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(jìn)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(shí)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(diǎn)。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(diǎn)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(kuò)展，不但包括傳統(tǒng)的反應(yīng)類型及醫(yī)藥及精細(xì)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(xì)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。
