氣液反應
氣液反應存在非常大的傳質(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效果有決定性的影響。對于氣液反應可以采用背壓壓縮法、溶液溶解法、微氣泡法等。
背壓壓縮法:壓強對固體、液體(溶液)的反應影響較小,對需要氣體參與的反應有明顯的促進作用。氣體的壓強增大,縮小氣體體積,相應的濃度增大,有效碰撞幾率增大,增加反應速率。氣體體積減小,有利于延長液體或是氣體在反應器中的停留時間。當氣體壓強增大到一定程度時,氣液反應變?yōu)橐阂悍磻???梢愿淖兾锪系倪M料狀態(tài),減輕物料進料和計量的難度。如液氯氯化和液氨氨解。
進行體系背壓的主要設備為背壓閥,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,將氣液非均相反應轉(zhuǎn)變?yōu)橐阂壕喾磻H绨苯夥磻?,可以將氨氣溶于溶?甲醇、丙酮等)??梢越柚⒒旌掀?、板式微氣泡反應器或動態(tài)管反應器等連續(xù)流設備實現(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:反應體系中存在氣相和液相的一種多相反應過程,通常是氣相反應物分散于液相后,再與液相中另外的反應物進行反應;也可能是反應物均存在于氣相中,它們?nèi)芙庥诤写呋瘎┑娜芤阂院笤龠M行反應。
氣液反應器/混合器特點
· 可提供耐酸(玻璃微反應器和四氟接頭部件)或耐堿反應器(金屬反應器和金屬接頭部件);
· 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,擴散速度會較慢。
反應器可以通過兩種方式使用
-在反應之前將氣體預溶解到液體中。
-在反應器中進行反應,在反應器消耗時給氣進料。
預溶解試劑流中的氣體
在氣體消耗時將氣體送入反應中
使用多個氣體反應器