康寧雜化反應器連續(xù)流工藝驗證
康寧反應器不同規(guī)格的微通道反應器可以混合使用,快速進行工藝研究及放大。作者利用康寧實驗室規(guī)模G1反應器和康寧低流量(LF)反應器(持液體積為13.5 mL)進行連續(xù)流工藝驗證:
1、預熱至50℃的甘油以流速為1.45mL/min(1eq.)輸送進入康寧G1 反應模塊;
2、0.041M DBU/DMC溶液以流速為5.05 mL/min(1mol% DBU, 3 eq. DMC);
3、兩種流體都在康寧反應器的第一個流體模塊內(nèi)混合,后續(xù)4個串聯(lián)的玻璃模塊用于延長反應停留時間,反應溫度設定為135°C;
4、反應器的出口裝有Zaiput BPR-10背壓調(diào)節(jié)器,設置為7bar;
5、反應穩(wěn)定后收集的反應液用飽和NH4Cl水溶液淬滅,樣品用乙醇稀釋,并用GC/FID分析。原料轉(zhuǎn)化率為93%,碳酸甘油酯收率為74%,選擇性為79%。
放大驗證
利用康寧中試規(guī)模G1-5FM反應器(持液體積為41 mL)進行產(chǎn)能放大驗證:
采用上述相同的工藝參數(shù)(135°C, 7 bar, 2 min, 1 mol% DBU, 3eq. DMC),收集穩(wěn)定工藝樣品經(jīng)處理后進行GC/FID分析,此時轉(zhuǎn)化率98%,碳酸甘油酯選擇性為80%,碳酸甘油產(chǎn)量為68.3摩爾/天(約8公斤/天);
結(jié)果一致,無需重新優(yōu)化。
底物范圍擴展
作者將該連續(xù)工藝擴展到其它液態(tài)的1,2-二醇(4a-h,Table 2)。其中二醇4a, b, d和f具有與甘油1相似的空間和電子特征,在條件A下與DMC進行酯交換,轉(zhuǎn)化率在82-96%范圍內(nèi),對相應的碳酸酯5a, b, d和f的選擇性在79-85%范圍內(nèi)(Table 2, Entry 2,3,5和7)。