羰基化合成連續(xù)反應(yīng)裝置是實(shí)現(xiàn)各類羰基化反應(yīng)(氫甲?;Ⅳ然?、酰胺化等)連續(xù)化生產(chǎn)的專用設(shè)備,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥中間體、精細(xì)化學(xué)品及高分子單體合成,可將烯烴、炔烴、鹵代物等原料與 CO 高效轉(zhuǎn)化為醛、酮、羧酸等含羰基化合物,單套裝置產(chǎn)能覆蓋公斤級中試至萬噸級工業(yè)生產(chǎn)。
裝置核心由四部分構(gòu)成:原料預(yù)處理單元(含氣體凈化模塊,脫除 CO 中 H?S、O?至≤0.1ppm;液體原料精餾柱,純度提升至≥99.9%)、多相反應(yīng)系統(tǒng)(適配氣液固催化體系)、產(chǎn)物分離模塊及智能調(diào)控系統(tǒng)。反應(yīng)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),可切換固定床(催化劑裝填量 0.5-500kg)、微通道或流化床反應(yīng)器,滿足不同反應(yīng)類型需求(如均相催化用微通道,非均相用固定床)。
工作原理基于連續(xù)流羰基化機(jī)制:原料(如烯烴、醇)與 CO 在計(jì)量系統(tǒng)精準(zhǔn)配比(摩爾比 1:1-1:5)后,進(jìn)入反應(yīng)單元,在催化劑(如 Rh、Pd、Co 基)作用下發(fā)生加成反應(yīng),反應(yīng)溫度 50-200℃、壓力 1-10MPa,停留時(shí)間通過流速控制在 0.5-60 分鐘。產(chǎn)物經(jīng)氣液分離后,液相進(jìn)入精餾 / 萃取系統(tǒng)提純(純度≥99.5%),未反應(yīng)原料與 CO 循環(huán)利用(循環(huán)效率>95%),總碳轉(zhuǎn)化率達(dá) 90%-99%。
技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在廣譜適配性:通過更換催化劑模塊與調(diào)節(jié)工藝參數(shù),可兼容氫甲?;ㄈ绫┲贫∪?、羧基化(如甲醇制醋酸)、酰胺化(如胺與 CO 制酰胺)等反應(yīng);采用動(dòng)態(tài)混合器強(qiáng)化氣液傳質(zhì),相間接觸面積達(dá) 5000-10000m2/m3,反應(yīng)速率較間歇釜提升 4-8 倍。
控制系統(tǒng)搭載 PLC + 在線分析聯(lián)用技術(shù)(GC/HPLC 實(shí)時(shí)監(jiān)測,分析間隔 1-10 分鐘),精準(zhǔn)調(diào)控 CO 分壓(控制精度 ±0.05MPa)、原料配比(偏差<±0.5%)及反應(yīng)溫度(±1℃),副產(chǎn)物含量可抑制至≤0.5%。安全設(shè)計(jì)符合 GB 50493 標(biāo)準(zhǔn),含 CO 泄漏激光檢測(報(bào)警閾值≤20ppm)、超壓聯(lián)鎖(設(shè)計(jì)壓力為工作壓力 1.5 倍)及防爆腔體,適配高壓 CO 環(huán)境。
羰基化合成連續(xù)反應(yīng)裝置應(yīng)用場景多元:在醫(yī)藥領(lǐng)域連續(xù)合成頭孢類中間體(如 7-ACA 羰基化步驟,收率提升 12%);精細(xì)化工中生產(chǎn)高純度丙酸(純度 99.8%);高分子合成中制備甲基丙烯酸甲酯(MMA,催化劑壽命延長至 8 個(gè)月)。相比批次反應(yīng),其能耗降低 25%-40%,CO 利用率提升至 90% 以上,是羰基化工藝從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到工業(yè)化生產(chǎn)的核心裝備。