氣液反應(yīng)
氣液反應(yīng)存在非常大的傳質(zhì)阻力和混合難度。在連續(xù)流工藝過程中,氣液的混合效率對反應(yīng)效果有決定性的影響。對于氣液反應(yīng)可以采用背壓壓縮法、溶液溶解法、微氣泡法等。
背壓壓縮法:壓強(qiáng)對固體、液體(溶液)的反應(yīng)影響較小,對需要氣體參與的反應(yīng)有明顯的促進(jìn)作用。氣體的壓強(qiáng)增大,縮小氣體體積,相應(yīng)的濃度增大,有效碰撞幾率增大,增加反應(yīng)速率。氣體體積減小,有利于延長液體或是氣體在反應(yīng)器中的停留時間。當(dāng)氣體壓強(qiáng)增大到一定程度時,氣液反應(yīng)變?yōu)橐阂悍磻?yīng)。可以改變物料的進(jìn)料狀態(tài),減輕物料進(jìn)料和計量的難度。如液氯氯化和液氨氨解。
進(jìn)行體系背壓的主要設(shè)備為背壓閥,背壓閥的使用方式包括兩種:直接使用、間接使用。
直接使用:背壓閥連接至管路,物料通過背壓閥,對背壓閥腐蝕嚴(yán)重,縮短背壓閥的使用壽命。
間接使用:背壓閥安裝至氣液分離罐,液態(tài)物料儲存于氣液分離罐,氣體通過背壓閥,背壓閥的精度更穩(wěn)定,使用壽命更長。
溶液溶解法:某些氣體在溶劑中的溶解度較大,將氣體溶于溶劑,將氣液非均相反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐阂壕喾磻?yīng)。如氨解反應(yīng),可以將氨氣溶于溶劑(甲醇、丙酮等)。可以借助微混合器、板式微氣泡反應(yīng)器或動態(tài)管反應(yīng)器等連續(xù)流設(shè)備實現(xiàn)氣體的快速溶解。
微氣泡法:將氣泡剪切成微米/納米級微氣泡,與液體混合后形成乳化液,增大相接觸面積,或借助膜材料將氣體分割成更小分散到溶液中。
氣液反應(yīng):反應(yīng)體系中存在氣相和液相的一種多相反應(yīng)過程,通常是氣相反應(yīng)物分散于液相后,再與液相中另外的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng);也可能是反應(yīng)物均存在于氣相中,它們?nèi)芙庥诤写呋瘎┑娜芤阂院笤龠M(jìn)行反應(yīng)。
氣液反應(yīng)器/混合器特點
· 可提供耐酸(玻璃微反應(yīng)器和四氟接頭部件)或耐堿反應(yīng)器(金屬反應(yīng)器和金屬接頭部件);
· 可提供高溫高壓金屬或玻璃氣液微反應(yīng)器;
· 兼容氣體包括(但不限于)CO、CO2 、Cl?和 O2。對于分子大得多的氣體,擴(kuò)散速度會較慢。
反應(yīng)器可以通過兩種方式使用
-在反應(yīng)之前將氣體預(yù)溶解到液體中。
-在反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng),在反應(yīng)器消耗時給氣進(jìn)料。
預(yù)溶解試劑流中的氣體
在氣體消耗時將氣體送入反應(yīng)中
使用多個氣體反應(yīng)器
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