平行高压反应釜

平行高压反应釜是一种用于同时进行多个高压、高温化学反应的实验设备。

组成部分

  1.多个独立反应单元

  常见配置为2位、4位、6位、8位甚至12位,每个单元是一个小型高压釜(容积通常为10 mL~100 mL),具备独立的密封、加热和搅拌系统,或共享统一温控/压力环境但保持反应隔离。

  2.共用加热与温控系统

  所有反应釜置于同一加热模块(如金属浴、电热套或烘箱)中,确保各通道温度高度一致(温差通常≤±1℃)。

  3.独立或集中压力监控

  高端机型:每个釜配备独立压力传感器和安全阀,可实时监测各自压力;

  经济型:共用一个压力表,适用于反应体系相近、产气量可控的实验。

  4.磁力搅拌或机械搅拌

  多数采用底部磁力耦合驱动,每个釜内放置搅拌子,实现无泄漏搅拌;部分大容积型号采用微型机械搅拌轴。

  5.安全防护设计

  包括超压泄放阀、防爆膜、过温保护、坚固的外框架(如不锈钢防爆箱),确保多釜同时运行的安全性。

主要特点

  1.高通量并行实验:一次运行完成多组条件测试,大幅提升研发效率;

  2.反应条件一致性高:同温同环境,减少批次误差,数据可比性强;

  3.试剂用量少:微量化反应降低昂贵原料或危险品的消耗;

  4.操作便捷:统一装样、统一控温、统一卸压,简化流程;

  5.兼容性强:可适配气体(H2、O2、CO、CH4等)、液体、固液多相体系;

  6.自动化扩展:部分高端系统支持自动进样、在线取样、数据记录与远程控制。

注意事项

  1.严格控制装填量

  液体填充体积一般不超过釜容积的70%(有气体参与时建议≤50%),防止升温后超压。

  2.确保密封可靠性

  每次使用前检查密封面是否清洁、无划痕,螺纹是否完好,使用专用扳手按对角线顺序均匀拧紧。

  3.避免交叉污染

  各反应釜应使用独立的搅拌子、内衬(如PTFE)和取样工具;若共用管路,需彻底清洗。

  4.气体置换操作规范

  对于惰性或反应性气体体系,应先抽真空再充气,重复2–3次以充分置换空气。

  5.冷却后再开釜

  反应结束后必须自然冷却或强制风冷至室温,严禁带压开盖,以防喷溅或爆炸。

  6.定期检定与维护

  压力表、安全阀需按国家规定周期校验;密封圈(如Kalrez、Viton)老化后及时更换。

选型建议

  1.材质选择:

  316L不锈钢:通用耐腐蚀;

  哈氏合金(C-276):强酸、卤素环境;

  内衬PTFE/PPL:避免金属离子污染,适用于生物或高纯合成。

  2.压力与温度范围:

  常见工作压力为0–20 MPa,温度室温–300℃,根据反应需求选择上限。

  3.搅拌方式:

  磁力搅拌适合低黏度体系;高黏度或固含量高时考虑机械搅拌(但结构更复杂)。

应用场景

  1.催化剂高通量筛选:在相同温度/压力下,测试多种催化剂对同一反应的活性;

  2.反应条件优化:固定其他变量,平行考察温度、浓度、配比的影响;

  3.药物中间体合成:快速验证不同路线或保护基策略;

  4.聚合反应研究:对比引发剂、单体比例对分子量分布的影响;

  5.绿色化学实验:如水热合成、超临界反应、光催化-高压耦合等。

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