C₈H₉NO₂（MA）的重氮鹽作為一種典型的重氮化合物被廣泛應用于精細化工、制藥工程等領域。現階段工業生產中C₈H₉NO₂（MA）重氮鹽的合成多選用鹽酸體系，合成路線如圖 1 所示。

圖1. MA重氮鹽合成方程式

但半間歇生產工藝存在以下問題：

• MA 具有胺和酯的雙重性質，難溶于酸且長時間在高濃度酸性體系中會發生一定程度的水解。因此需選用逆法重氮化的合成方式，將 MA 與亞硝酸鈉溶液混合打漿后滴加到酸中，物料相態的非均一性使得傳質困難，而且加料過程中物料配比的精準性難以被控制。

• 間歇反應釜傳質傳熱效率低，單位體積換熱面積小，致使較大規模生產仍需要較長反應時間，重氮組分的長時間停留導致平行副反應發生，同時也增加了潛在熱失控風險。多起因重氮化合物導致事故被相繼報道。

在這種形勢下，尋找一種更穩定、高效、安全的方案來解決反應中能耗高、效率低、三廢多是十分必要和迫切的。

近年來，連續流化學技術發展迅速，微通道反應器作為一種新型反應器，在降低能源消耗、提高傳質和傳熱、抑制平行副反應和提高反應體系安全性等方面具有*優勢，能夠處理多種危險工藝。微通道連續流技術在重氮化合物的合成過程中有著成功的案例，并且有著巨大的經濟效益。

本文將為您介紹來自青島科技大學王犇博士等發表在《化工進展》的研究成果：“微反應器內甲酯的連續重氮化工藝"。

小編將詳細為您解讀項目組如何應用康寧G1微通道反應器技術優勢成功開發出連續流工藝，有效解決傳統半間歇工藝的安全隱患并提高收率的。

研究過程

康寧微反應器成功開發C₈H₉NO₂的連續重氮化工藝

研究者選用康寧G1反應器進行工藝實驗，反應裝置如圖2所示。

圖2. 微通道連續流重氮化反應的實驗裝置

綜上微通道連續流工藝最佳合成條件為：

• n（MA）∶n（亞硝酸鈉）∶n（鹽酸）=1∶1.15∶2.67，

• 反應溫度為34.62 ℃，

• 停留時間為45.07 s，

• 此條件下MA 重氮鹽收率為92.14 %。

而半間歇工藝最佳合成條件為：

• n（MA）∶n（亞硝酸鈉）∶n（鹽酸）=1∶1.35∶3.11，

• 反應溫度為16.73 ℃，

• 停留時間為16.34 min，

• 此條件下 MA 重氮鹽收率為81.35 %。

作者在單因素實驗的基礎上，采用 Box-Behnken Design（BBD）中心組合原理構建響應面模型，在優化所得的最佳工藝條件下，對 MA 連續重氮化工藝長期運行的可行性進行初步驗證。

在連續20小時的運行過程中，反應體系保持穩定，未出現局部沉淀、通道堵塞等異常現象。以2小時為周期進行取樣分析，MA重氮鹽收率均穩定在92 % ± 0.3 %，表明該工藝具有可放大性，適合于工業化生產應用。

參考文獻:

化工進展. 2021,40(10)