Page 228 - 《精细化工》2022年第6期

·1294· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

中观察到Ⅰ在溶剂甲苯中溶解缓慢，且溶解度有限， 应的混合往往比非均相过程更容易，但由于反应物
反应物保持固相又不利于反应进行，而柱塞泵不能 分为两股进料，促进反应物料的快速均匀混合仍是
输送含固相颗粒的物料（蠕动泵和隔膜泵的脉冲式 十分必要的。连续流反应器常用的物料预混合方式
进料会导致流量和物料配比失准），因此，反应物的 见图 7，主要有 T 型射流式、T 型错流式以及 Y 型
初始浓度不宜继续提高。 汇流式。除 T 型射流混合外，也探究了不同反应温
度下分别改用另外两种预混合方式对反应结果的影
响，结果见图 8。从图 8 可以看出，T 型射流混合由
于消耗了物料更多的动能，因此达到了更好的混合
效果，对应的产物收率比其他两种混合方式更高，
但总体上差别并不是太大。这说明均相反应的混合
效果较好，得益于高流速下反应器中的静态混合片
使流动物料产生了剧烈湍动并快速混合；而这同时
保证了颗粒与流动相形成稳定的均质流，防止管路
堵塞。

a—T 型射流；b—T 型错流；c—Y 型汇流
图 7 不同类型的混合器
Fig. 7 Different types of mixers

注：反应温度 90 ℃，停留时间 3.5 min，Ⅰ和 POCl 3 的初始进
料浓度分别为 0.29 和 0.32 mol/L。a—n(Ⅰ)∶n(POCl 3) = 1∶1.10；
b—n(Ⅰ)∶n(三乙胺) = 1∶2.8
图 5 三乙胺（a）和 POCl 3 （b）用量对产物收率的影响
Fig. 5 Effects of triethylamine dosage (a) and POCl 3
dosage (b) on product yield

注：停留时间 3.5 min，n(Ⅰ)∶n(三乙胺)∶n(POCl 3) = 1∶2.8∶
1.10，Ⅰ和 POCl 3 的初始进料浓度分别为 0.29 和 0.32 mol/L
图 8 混合器结构对产物收率的影响
Fig. 8 Effect of mixer structure on product yield

2.5 反应混合物的沉淀含量
基于以上所探究连续流反应的最优工艺条件，
研究了不同温度下反应混合物的沉淀含量，结果如

注：反应温度 90 ℃，停留时间 3.5 min，n(Ⅰ)∶n(三乙胺)∶ 图 9 所示。从图 9 可以看出，沉淀含量在 6%~10%，
n(POCl 3) = 1∶2.8∶1.10 且与产物收率正相关，因为沉淀产物三乙胺盐酸盐
图 6 物料初始浓度对产物收率的影响 （Ⅲ）的生成量本身就与目标产物Ⅱ成正比，转化
Fig. 6 Effects of material initial concentration on product 率越高，则沉淀含量越高。由于反应物Ⅰ溶解性的
yield
缘故，反应物浓度和沉淀含量未进一步提高，但根
2.4 混合方式对产物收率的影响 据实验过程可以预见，若沉淀含量继续提升至>
由于所有反应试剂均可溶于甲苯，因此，此反 10%，则会显著增加管路的堵塞风险；若增加流速，
应的特征为“均相反应，非均相流动”。虽然均相反 则反应器的压降本身也会继续增加，有可能对进料