在流動化學中使用背壓調節器
2021-09-02 09:53:00
連續流動化學或流動化學是相比批量化學優勢包括更一致的質量、更高的效率以及從研發到生產的輕松放大。在流動化學中，兩種或多種試劑以連續方式混合通過反應器，并控制流量、溫度和壓力，以便最有效地進行所需的化學反應。
控制流動化學中的壓力對于相控制、停留時間、反應速度和平衡管理很重要。例如，反應溫度是反應效率的關鍵組成部分，但在足夠高的溫度下，試劑會達到沸點，這會對反應產生負面影響。通過在反應器出口增加一個背壓調節器來控制反應壓力可以防止試劑沸騰。
有時其中一種試劑是氣體或有時引入惰性氣體。通過增加反應器壓力，氣體將占據的實際體積降低。這將為反應的液體部分留下更多空間，從而提高反應器的生產率。
此外，在氣液反應中，壓力對反應速度有影響。通常，氣體必須先溶解在液體中才能發生反應。通過增加壓力，氣體的溶解度增加，從而增加反應速度。
當化學反應可逆時，試劑和產物之間會形成平衡，達到平衡時會減慢反應速度。當氣體參與這種反應時，平衡將取決于壓力。在更高的壓力下，平衡將向具有最少氣體分子的反應方程式一側移動。
背壓閥用于給微反應器出口提供背壓，適用于需要加壓的反應尤其是氣液反應。對于氣液反應，通常情況下氣體在進入反應器后會迅速占據反應器內部大部分空間，加上氣體的流速較大，經常會出現氣體迅速流出或排開液體導致液體分段的現象，從而大大影響反應效果。反應器出口安裝背壓閥可保證反應體系在一定壓力下進行，氣體通過壓縮后體積變小，流速減慢，可與液體充分接觸混合，提高了反應效率。
連續流動化學用于各種行業，包括石化、特種化學品、活性藥物成分 (API)和聚合物化學。