連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)在有機(jī)合成中的研究進(jìn)展
加氫反應(yīng)是有機(jī)合成中很常見(jiàn)的一種反應(yīng)類型,采用常規(guī)的間歇加氫釜具有反應(yīng)效率低、操作煩瑣和安全性差等問(wèn)題。而連續(xù)加氫微反應(yīng)器進(jìn)行非均相催化加氫反應(yīng)能提供更高的傳質(zhì)性能,催化劑的回收利用與產(chǎn)物的純化也更為方便,能極大地提高生產(chǎn)效率,減少貴金屬催化劑的損失。因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn),連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)得到了越來(lái)越多的關(guān)注。連續(xù)微反應(yīng)加氫技術(shù)使得加氫過(guò)程可以在更安全、更高效、更環(huán)保的條件下完成,具有很高的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值,是未來(lái)化學(xué)化工領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的方向之一。
還原反應(yīng)是化學(xué)合成中一個(gè)重要的反應(yīng),約有1/4的化學(xué)化工合成路線中包含至少一次的還原過(guò)程常見(jiàn)的還原反應(yīng)過(guò)程為非均相催化加氫過(guò)程,該方法通常在貴金屬(鈀、鉑、釕和銠等)固體催化劑催化下,實(shí)現(xiàn)氫氣與底物的加氫反應(yīng),該方法具有很好的原子經(jīng)濟(jì)性,并且可以回收催化劑,降低過(guò)程成本 。這類非均相催化加氫反應(yīng)過(guò)程為典型的氣液固三相過(guò)程,通常采用的反應(yīng)器為高壓加氫釜。雖然加氫過(guò)程為快反應(yīng),但是加氫釜中由于氣液固接觸面積不足,存在較大的氣液固傳質(zhì)阻力,導(dǎo)致加氫釜中完成加氫反應(yīng)通常需要6~12 h,因此,工業(yè)生產(chǎn)中的加氫釜的體積通常比較大(1000~5000 L),反應(yīng)時(shí)釜內(nèi)滯存的大量高壓氫氣具有很大的安全隱患。同時(shí),由于加氫釜是間歇操作,需要頻繁置換氣體,裝卸催化劑等操作,人力需求多,并且當(dāng)裝卸鈀碳或者雷尼鎳等易燃性催化劑時(shí),很容易引起安全事故 。因此,發(fā)展安全高效的加氫技術(shù)是目前行業(yè)的迫切需求。
微反應(yīng)連續(xù)流技術(shù)用于非均相催化加氫過(guò)程近幾年得到了越來(lái)越多人的關(guān)注 。微反應(yīng)連續(xù)加氫過(guò)程可以提供更大的氣液固相界面接觸面積,極大強(qiáng)化氣液固傳質(zhì)過(guò)程,提高催化劑的利用率, 顯著縮短加氫反應(yīng)時(shí)間,減小反應(yīng)器體積 。通過(guò)催化劑固載或者在線過(guò)濾系統(tǒng),可以避免催化劑的分離過(guò)程,提高操作安全性與簡(jiǎn)便性。微反應(yīng)器內(nèi)的液體流動(dòng)是典型的平推流,可以減少甚至避免 過(guò)度加氫等副產(chǎn)物的產(chǎn)生,提高反應(yīng)的選擇性。
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