微通道反应器在有机合成中的应用
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科研项目：
近年来承担国家级项目8项，省部级项目15项；以及多项企 业委托的横向课题。
1. 实验室简介
已工业化项目：
1、药物及其中间体： 奥拉西坦、埃索美拉唑、泮托拉唑、美罗培南侧链等； 2、精细化学品： 二丙酮醇、二季戊四醇、纽甜等， 3、工业催化： 乙醇氨化法合成乙腈、N-甲基吡咯烷、四氢吡咯等。
3、连续流微反应器
增强生产过程安全性 提高生产灵活性 缩短产品面市时间 降低开发与生产成本
强化过程传质、传热 减少三废排放 改善产品质量 增加产品的纯度、收率
4、连续流微反应工艺案例 4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
氟雷拉纳是一种对哺乳动物安全、杀虫活性高、且广谱的 异唑啉类杀虫剂。
• 可实现一定规模的生物催化、光化学、电化学
• 生产
– 因为安全原因，以前被禁止的一些化学反应可以在有良好安全性的反应器中执行
3、连续流微反应器
微反应器技术特点
1 2 3
4
无放大效应
精确地温度控制，在线体积小，出色的安全性
高效混合和换热
停留时间分布窄，无返混
精确的温度控制;在线 体积小，出色的安全性
缩短研发耗时:
• 缩减开发费用 • 快速市场化
3、连续流微反应器
应用领域：
• 药学、精细化工、农用化学、特殊化学品及日用品工业 • 研发
– 新的化工工艺评估 • 通过使用少量的试剂和催化剂进行详细研究
– 材料生产 • 纳米颗粒、胶体、颜料及聚合物的高规格制备
• 工艺开发
– 快速实现从研发向中试规模生产的转化 – 能在实验室研究后通过反应较长时间生产千克级的产物 – 能采用以前难以实现的方法合成某些产物，
碳化硅反应器Protrix
1. 实验室简介
河北工业大学坐落于美丽的滨海城市—天津，其前身是创办于1903年的北洋工艺 学堂，是我国最早的培养工业人才的高等学校，创办了全国最早的高校校办工厂。114 年来，学校始终秉承“勤慎公忠”的校训精神，坚持“工学并举”的办学特色，是 “211工程”重点建设高校，河北省人民政府、天津市人民政府和教育部共建高校， 2016年入选河北省“国家一流大学建设”一层次学校。2017年，成功入选国家“世界 一流学科建设高校”。
2、工业4.0时代的化工-绿色化工
开发原子经济反应
使用安全的溶剂、化学品
开发新型催化剂
减少废液排放 减少危险化学品合成 降低能源消耗 减少衍生物生成
安全化工过程
2、工业4.0时代的化工-绿色化工
光气及光气化工艺 电解工艺（氯碱） 氯化工艺
硝化工艺 合成氨工艺 裂解（裂化）工艺
18类 重点监管 危险工艺
3、连续流微反应器
连续流动化学（Continuous Flow Chemistry）
连续流动化学是一项革命性的颠覆传统化工的技术，它将为医药 化工产业开启崭新的高效精细化时代，为医药行业的转型升级、提升创
新能力、实现“零排放、绿色、可持续发展”提供有效的技术手
段。
3、连续流微反应器
微反应器技术结构原理
加氢工艺 氧化工艺 过氧化工艺
烷基化工艺 胺基化工艺 磺化工艺
氟化工艺 重氮化工艺 聚合工艺
新型煤化工工艺 电石生产工艺 偶氮化工艺
重点监管危险化工工艺目录
安监总管三（2013）12号
3、连续流微反应器
化学品生产的挑战。。。
大规模连续工艺……
中小规模生产的批次工艺……
高效但不灵活Baidu Nhomakorabea
灵活但不高效
如何将这两种生产方式的优点结合起来？？
化学工程与技术一级学科为河北省强势特色学科、国家 “211”工程重点建设学科、河北省“双一流”一层次建设学科 。绿色化工与高效节能实验室为省级重点实验室,基础化学实验 中心和仪器分析中心为河北省教学示范中心。
1. 实验室简介
研究方向：
1、有机合成方法学、精细化学品合成、药物及其中间体合 成；
2、微流控反应技术研究 3、络合催化、工业催化。
14
Junkers et al. ChemFiles, Vol. 9 (4), 2009.
3、连续流微反应器
增加反应的可控性:
• 更高的反应选择性—增加了产率并减少了消耗 • 改进了工艺稳定性 • 工艺控制高度自动化 • 反应条件不受操作者主观影响
加强工艺安全性:
• 反应试剂保有量少—mL级到L级的反应液保留 • 优秀的热/质量传递 • 温度、压力、计量比等参数对反应的影响，可通过小试反应研究 • 通风橱中的工厂，降低工厂所需的占地面积
4、连续流微反应工艺案例 4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
4、连续流微反应工艺案例
4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
中间体I:(传统工艺）
4、连续流微反应工艺案例
4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
微通道反应器在有机合成中的应用
主要内容：
1. 实验室简介 2. 工业4.0时代的化工----绿色化工 3. 连续流微反应器 4. 连续流微反应工艺案例
1. 实验室简介
学校：教学科研 企业：工艺开发，工艺验证 欢迎各位老师参观指导，欢迎企业共同合作！
工艺开发Labtrix Start
中试验证KilloFlow
无放大效应
3、连续流微反应器
更高效
能使化学反应速率接近 动力学极限，促使化学 反应能做到“更快”
更经济
快速有效的混合，精确 控制停留时间与反应温 度，提高了化学反应的 转化率和选择性
更安全
反应器中停留的化学品量 很少,易于控制，促使化 学化工过程“更安全”
更环保
微反应的过程得到强化，使 物料接近理论配比反应，并 且在一定程度上减少溶剂用 量。
3、连续流微反应器
传质效率高：
• 持续的活塞流 • 提供高效混合 (沿管路通道) • 具有低压降
3、连续流微反应器
微通道中反应的热和质量的传递较快，大型容器中反应的热和质量的传递较慢
热交换:
混合:
5 m3 釜式反应器(500 rpm)
5 m3 釜式反应器 (500 rpm)
在300 mm通道中这个过程需要10秒
1. 实验室简介
化工学院现有教职工221人,其中教授62人,副教授48人。现 有化学工程与技术一级学科博士点以及博士后流动站,化学工程 与技术和化学两个一级学科硕士点。学院现有化学工程与工艺 、制药工程、安全工程、高分子材料与工程、过程装备与控制 工程、生物工程、应用化学、海洋技术、海洋资源与环境9个本 科专业。
近年来承担国家级项目8项，省部级项目15项；以及多项企 业委托的横向课题。
1. 实验室简介
已工业化项目：
1、药物及其中间体： 奥拉西坦、埃索美拉唑、泮托拉唑、美罗培南侧链等； 2、精细化学品： 二丙酮醇、二季戊四醇、纽甜等， 3、工业催化： 乙醇氨化法合成乙腈、N-甲基吡咯烷、四氢吡咯等。
3、连续流微反应器
增强生产过程安全性 提高生产灵活性 缩短产品面市时间 降低开发与生产成本
强化过程传质、传热 减少三废排放 改善产品质量 增加产品的纯度、收率
4、连续流微反应工艺案例 4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
氟雷拉纳是一种对哺乳动物安全、杀虫活性高、且广谱的 异唑啉类杀虫剂。
• 可实现一定规模的生物催化、光化学、电化学
• 生产
– 因为安全原因，以前被禁止的一些化学反应可以在有良好安全性的反应器中执行
3、连续流微反应器
微反应器技术特点
1 2 3
4
无放大效应
精确地温度控制，在线体积小，出色的安全性
高效混合和换热
停留时间分布窄，无返混
精确的温度控制;在线 体积小，出色的安全性
缩短研发耗时:
• 缩减开发费用 • 快速市场化
3、连续流微反应器
应用领域：
• 药学、精细化工、农用化学、特殊化学品及日用品工业 • 研发
– 新的化工工艺评估 • 通过使用少量的试剂和催化剂进行详细研究
– 材料生产 • 纳米颗粒、胶体、颜料及聚合物的高规格制备
• 工艺开发
– 快速实现从研发向中试规模生产的转化 – 能在实验室研究后通过反应较长时间生产千克级的产物 – 能采用以前难以实现的方法合成某些产物，
碳化硅反应器Protrix
1. 实验室简介
河北工业大学坐落于美丽的滨海城市—天津，其前身是创办于1903年的北洋工艺 学堂，是我国最早的培养工业人才的高等学校，创办了全国最早的高校校办工厂。114 年来，学校始终秉承“勤慎公忠”的校训精神，坚持“工学并举”的办学特色，是 “211工程”重点建设高校，河北省人民政府、天津市人民政府和教育部共建高校， 2016年入选河北省“国家一流大学建设”一层次学校。2017年，成功入选国家“世界 一流学科建设高校”。
2、工业4.0时代的化工-绿色化工
开发原子经济反应
使用安全的溶剂、化学品
开发新型催化剂
减少废液排放 减少危险化学品合成 降低能源消耗 减少衍生物生成
安全化工过程
2、工业4.0时代的化工-绿色化工
光气及光气化工艺 电解工艺（氯碱） 氯化工艺
硝化工艺 合成氨工艺 裂解（裂化）工艺
18类 重点监管 危险工艺
3、连续流微反应器
连续流动化学（Continuous Flow Chemistry）
连续流动化学是一项革命性的颠覆传统化工的技术，它将为医药 化工产业开启崭新的高效精细化时代，为医药行业的转型升级、提升创
新能力、实现“零排放、绿色、可持续发展”提供有效的技术手
段。
3、连续流微反应器
微反应器技术结构原理
加氢工艺 氧化工艺 过氧化工艺
烷基化工艺 胺基化工艺 磺化工艺
氟化工艺 重氮化工艺 聚合工艺
新型煤化工工艺 电石生产工艺 偶氮化工艺
重点监管危险化工工艺目录
安监总管三（2013）12号
3、连续流微反应器
化学品生产的挑战。。。
大规模连续工艺……
中小规模生产的批次工艺……
高效但不灵活Baidu Nhomakorabea
灵活但不高效
如何将这两种生产方式的优点结合起来？？
化学工程与技术一级学科为河北省强势特色学科、国家 “211”工程重点建设学科、河北省“双一流”一层次建设学科 。绿色化工与高效节能实验室为省级重点实验室,基础化学实验 中心和仪器分析中心为河北省教学示范中心。
1. 实验室简介
研究方向：
1、有机合成方法学、精细化学品合成、药物及其中间体合 成；
2、微流控反应技术研究 3、络合催化、工业催化。
14
Junkers et al. ChemFiles, Vol. 9 (4), 2009.
3、连续流微反应器
增加反应的可控性:
• 更高的反应选择性—增加了产率并减少了消耗 • 改进了工艺稳定性 • 工艺控制高度自动化 • 反应条件不受操作者主观影响
加强工艺安全性:
• 反应试剂保有量少—mL级到L级的反应液保留 • 优秀的热/质量传递 • 温度、压力、计量比等参数对反应的影响，可通过小试反应研究 • 通风橱中的工厂，降低工厂所需的占地面积
4、连续流微反应工艺案例 4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
4、连续流微反应工艺案例
4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
中间体I:(传统工艺）
4、连续流微反应工艺案例
4.1 氟雷拉纳（Fluralaner）的合成
微通道反应器在有机合成中的应用
主要内容：
1. 实验室简介 2. 工业4.0时代的化工----绿色化工 3. 连续流微反应器 4. 连续流微反应工艺案例
1. 实验室简介
学校：教学科研 企业：工艺开发，工艺验证 欢迎各位老师参观指导，欢迎企业共同合作！
工艺开发Labtrix Start
中试验证KilloFlow
无放大效应
3、连续流微反应器
更高效
能使化学反应速率接近 动力学极限，促使化学 反应能做到“更快”
更经济
快速有效的混合，精确 控制停留时间与反应温 度，提高了化学反应的 转化率和选择性
更安全
反应器中停留的化学品量 很少,易于控制，促使化 学化工过程“更安全”
更环保
微反应的过程得到强化，使 物料接近理论配比反应，并 且在一定程度上减少溶剂用 量。
3、连续流微反应器
传质效率高：
• 持续的活塞流 • 提供高效混合 (沿管路通道) • 具有低压降
3、连续流微反应器
微通道中反应的热和质量的传递较快，大型容器中反应的热和质量的传递较慢
热交换:
混合:
5 m3 釜式反应器(500 rpm)
5 m3 釜式反应器 (500 rpm)
在300 mm通道中这个过程需要10秒
1. 实验室简介
化工学院现有教职工221人,其中教授62人,副教授48人。现 有化学工程与技术一级学科博士点以及博士后流动站,化学工程 与技术和化学两个一级学科硕士点。学院现有化学工程与工艺 、制药工程、安全工程、高分子材料与工程、过程装备与控制 工程、生物工程、应用化学、海洋技术、海洋资源与环境9个本 科专业。