Технология получения изофорона в микрофлюидном реакторе

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Статья посвящена исследованию микрофлюидных технологий и областей их применения. Микрофлюидные технологии – это перспективная отрасль, позволяющая достичь повышенную селективность реагентов и обеспечить безопасный и хорошо интенсифицируемый процесс. Реакторы такого типа используются в специальной химии и для инженерных разработок. Цель данной работы: разработка проточного микрофлюидного реактора на основе кинетики изофорона из ацетона в щелочной среде. Наши методы: в качестве среды для численного моделирования и расчета использовалась программа Comsol Myltiphysics. Ранее данная программа уже применялась для моделирования микрочипов и имеет специализированные модули, направленные на подобные расчеты. В рамках текущей статьи предложен метод для разработки микрофлюидных чипов под конкретную реакцию с применением программ вычислительного моделирования, основываясь на кинетических и геометрических параметрах. Результаты данной работы: определено количество микромиксеров, необходимое для полного смешения реагентов, и длина канала, обуславливающая полное протекание реакции. Приведены основные геометрические параметры рассчитываемой модели. Проведено сравнение результатов расчетов и полученных экспериментальных данных.

About the authors

Х. Г. Кук

ФГБОУ ВО “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”

Author for correspondence.
Email: j.toht@igic.ras.ru

Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения

Russian Federation, Москва

М. В. Шишанов

ФГБОУ ВО “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”

Email: j.toht@igic.ras.ru

Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения

Russian Federation, Москва

К. А. Досов

ФГБОУ ВО “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”

Email: j.toht@igic.ras.ru

Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения

Russian Federation, Москва

Д. В. Яшунин

ФГБОУ ВО “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”

Email: j.toht@igic.ras.ru

Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения

Russian Federation, Москва

И. А. Большаков

ФГБОУ ВО “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”

Email: j.toht@igic.ras.ru

Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения

Russian Federation, Москва

Н. В. Морозов

ФГБОУ ВО “Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева”

Email: j.toht@igic.ras.ru

Передовая инженерная школа химического инжиниринга и машиностроения

Russian Federation, Москва

References

  1. Timm RutherT., Marc-Andre Muller M.-A., Werner Bonrath W., Matthias Eisenacher M. The production of isophorone // Encyclopedia, 2023. V. - № 3. P. 224–244. https://doi.org/10.3390/encyclopedia3010015
  2. Jorge Quesada J., Laura Faba L., Eva Díaz E., Simona Bennici S., Aline Auroux A., Salvador Ordóñez S. Role of surface intermediates in the deactivation of Mg single bond Zr mixed oxides in acetone self-condensation: A combined DRIFT and ex situ characterization approach // Journal of Catalysis, 2015. № V. 329. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2015.04.029
  3. Jun Mei J., Zhirong Chen Zh., Shenfeng Yuan Sh., Jianyong Mao J., Haoran Li H., Hong Yin H. Kinetics of isophorone synthesis via self-condensation of supercritical acetone, // Chemical Engineering Technology, 2016. V. - № 39. P. 1867–1874. https://doi.org/10.1002/ceat.201600080
  4. Yan Liu Y., Wen Yan Luo W.Y. YMgAl-LDO synthesis and its catalytic performance for preparation of isophorone by condensation of acetone // Current Micro-Nano Science and Technology, 2015. V. - № 1118. P. 265–269. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1118.265
  5. JP Patent No. 2023040249A. Daniela Lovric, Elena Jean, 2023.
  6. Satoshi Watanabe S., Shuji Ohsaki Sh., Akiko Fukuta A., Tatsuya Hanafusa T., Kento Takada K., Hideki T. et al. Taisuke Maki, Kazuhiro Mae, Minoru T. Miyahara, Characterization of mixing performance in a microreactor and its application to the synthesis of porous coordination polymer particles // Adv.anced Powder Technology, 2017. № V. 28. P. 3104–3110. https://doi.org/10.1016/j.apt.2017.09.005
  7. JP Patent No. 4331749B2. Oberbeck Sebastian Schwalbe Thomas Aozefelker Paul, Scalable continuous production system, 2004.
  8. Fardin Hosseini Kakavandi F.H., Masoud Rahimi M., Omid Jafari O., Neda Azimi N. Liquid–liquid two-phase mass transfer in T-type micromixers with different junctions and cylindrical pits // Chemical Engineering and Processing, 2016. - № V. 107. P. 58–67. https://doi.org/10.1016/j.cep.2016.06.011
  9. Фишер Р.А. Статистические методы для исследователей. Учебное пособие. – Ленинград: Изд. № 8, 1954. 267 с.
  10. Pranay J. Darda P.J., Vivek V. Ranade V.V. Isophorone reactor: Modelling and performance enhancement // Chemical Engineering Journal, 2012. V. - № 207. Р. 349–367.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences