在流動化學(xué)中使用背壓調(diào)節(jié)器
連續(xù)流動化學(xué)或流動化學(xué)是相比批量化學(xué)優(yōu)勢包括更一致的質(zhì)量、更高的效率以及從研發(fā)到生產(chǎn)的輕松放大。在流動化學(xué)中,兩種或多種試劑以連續(xù)方式混合通過反應(yīng)器,并控制流量、溫度和壓力,以便最有效地進行所需的化學(xué)反應(yīng)。
控制流動化學(xué)中的壓力對于相控制、停留時間、反應(yīng)速度和平衡管理很重要。例如,反應(yīng)溫度是反應(yīng)效率的關(guān)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(yīng)產(chǎn)生負面影響。通過在反應(yīng)器出口增加一個背壓調(diào)節(jié)器來控制反應(yīng)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(yīng)器壓力,氣體將占據(jù)的實際體積降低。這將為反應(yīng)的液體部分留下更多空間,從而提高反應(yīng)器的生產(chǎn)率。
此外,在氣液反應(yīng)中,壓力對反應(yīng)速度有影響。通常,氣體必須先溶解在液體中才能發(fā)生反應(yīng)。通過增加壓力,氣體的溶解度增加,從而增加反應(yīng)速度。
當(dāng)化學(xué)反應(yīng)可逆時,試劑和產(chǎn)物之間會形成平衡,達到平衡時會減慢反應(yīng)速度。當(dāng)氣體參與這種反應(yīng)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(yīng)方程式一側(cè)移動。
背壓閥用于給微反應(yīng)器出口提供背壓,適用于需要加壓的反應(yīng)尤其是氣液反應(yīng)。對于氣液反應(yīng),通常情況下氣體在進入反應(yīng)器后會迅速占據(jù)反應(yīng)器內(nèi)部大部分空間,加上氣體的流速較大,經(jīng)常會出現(xiàn)氣體迅速流出或排開液體導(dǎo)致液體分段的現(xiàn)象,從而大大影響反應(yīng)效果。反應(yīng)器出口安裝背壓閥可保證反應(yīng)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(yīng)效率。
連續(xù)流動化學(xué)用于各種行業(yè),包括石化、特種化學(xué)品、活性藥物成分 (API)和聚合物化學(xué)。