連續(xù)流微通道反應(yīng)器中二氯丙醇合成環(huán)氧氯丙烷的濃度分布及動(dòng)力學(xué)分析

劉建武，郭 成，嚴(yán)生虎，沈介發(fā)，張 躍

（1.南京工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，江蘇 南京211800；2.常州大學(xué)制藥與生命科學(xué)學(xué)院，江蘇 常州213164）

環(huán)氧氯丙烷（ECH）是重要的化工原料和精細(xì)化工耗氯產(chǎn)品［1］，主要用于生產(chǎn)環(huán)氧樹脂。目前工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧氯丙烷的主要方法是以二氯丙醇（DCH）通過皂化環(huán)合反應(yīng)制備環(huán)氧氯丙烷［2-6］，但存在反應(yīng)系統(tǒng)復(fù)雜、能耗高、廢水排放量大且COD值高、環(huán)氧氯丙烷易水解、過程控制復(fù)雜、裝置利用率低等問題［7］。張躍等［8］研究了圓形金屬管式反應(yīng)器內(nèi)DCH合成ECH的連續(xù)流工藝，環(huán)化產(chǎn)率高；馬斌全等［9-10］采用金屬管式反應(yīng)技術(shù)耦合反應(yīng)精餾分離工藝，有效解決了產(chǎn)品分離的難題，過程能耗低，物料無返混，提高了原料轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物收率。

微通道反應(yīng)器是一種經(jīng)過微加工技術(shù)制造的連續(xù)流動(dòng)的管道式反應(yīng)器，其內(nèi)部通道直徑通常為10～500μm，其擁有極大的比表面積，可達(dá)常規(guī)反應(yīng)器比表面積的幾百倍甚至上千倍［11-15］。本文在前期研究基礎(chǔ)上利用具有特征非均相混合結(jié)構(gòu)的微米級微通道反應(yīng)器為實(shí)驗(yàn)裝置，對DCH環(huán)合制備ECH的連續(xù)流工藝進(jìn)行了研究［16-18］。考察了環(huán)化反應(yīng)溫度、停留時(shí)間對皂化環(huán)合反應(yīng)的影響，建立了在連續(xù)流反應(yīng)器中的DCH環(huán)化與ECH水解的動(dòng)力學(xué)方程并進(jìn)行了驗(yàn)證，為優(yōu)化反應(yīng)器設(shè)計(jì)以及后續(xù)的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

DCH，甘油法自制，1，3-DCH，質(zhì)量分?jǐn)?shù)96%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

G1型脈沖式微通道反應(yīng)器，自組裝；TBP2HO2雙柱塞泵，上海同田生物技術(shù)公司；……