通過模塊化微通道反應(yīng)器連續(xù)高效的混合,可以輕松地實現(xiàn)精準(zhǔn)定量反應(yīng),得到目標(biāo)產(chǎn)品——這是康寧公司經(jīng)歷長期研發(fā)而成功推出的化工過程重要創(chuàng)新技術(shù)康寧連續(xù)流化學(xué)技術(shù)。
連續(xù)流化學(xué)工藝流程:
1、有機次氯酸鹽的MTBE溶液的制備
次氯酸鈉溶液(1.5M在水中)和乙酸/醇的水溶液(1M,1/1比例)分別使用注射泵通過PEEK箭頭微混合器以0.1mL/min流速注入,然后流入PFA材質(zhì)的管道反應(yīng)器中(內(nèi)徑750µm),在25°C下反應(yīng)5分鐘,MTBE通過進料泵以0.2mL/min速度進料,并通過ZaiputFlowTechnologies膜分離器在線分離以提取相應(yīng)的有機次氯酸鹽。
2、連續(xù)流氧化反應(yīng)
含有有機次氯酸鹽的MTBE溶液與另一種含有化學(xué)戰(zhàn)劑模擬物CEES或CEPS(0.5M在MeOH中)的溶液通過進料泵輸送至康寧反應(yīng)器(Corning®Advanced-flow™LabReactor,2個玻璃模塊)中進行混合、反應(yīng),在0℃下停留60秒。反應(yīng)器流出物在乙腈中稀釋并通過GC(CEES)或LC(CEPS)進行分析。
底物CEES獲得了99%轉(zhuǎn)化率和96%選擇性地被氧化成亞砜(CEESO),且?guī)缀鯔z測不到有毒的砜(CEESO2)。
總結(jié):
1、連續(xù)流化學(xué)工藝使用易得的化學(xué)戰(zhàn)劑模擬物,對化學(xué)戰(zhàn)劑無害化處理進行了研究。該方法適合大規(guī)模地將大量硫芥發(fā)泡劑庫存化學(xué)中和為低毒亞砜;
2、研究顯示連續(xù)流技術(shù)對于不穩(wěn)定中間體(如有機次氯酸鹽)具有優(yōu)勢;
3、相對于使用其他氧化條件,使用有機次氯酸鹽氧化CWA類似物時具有非常高的時空產(chǎn)率(時空產(chǎn)量STY=3.74kgL-1h-1);
4、使用原料易得的次氯酸鈉和醇高效制備有機次氯酸鹽,相比于直接使用次氯酸鈉氧化具有數(shù)百倍的提高;
5、使用康寧連續(xù)流化學(xué)技術(shù),可以進行無縫放大,且工藝具備移動性和靈活性,可以因地制宜高效處理化學(xué)戰(zhàn)劑。