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岩征仪器100ml高压反应釜

来源:上海岩征实验仪器有限公司   2025年05月22日 15:25  
100ml 高压反应釜是一种常用于化学、材料科学等领域实验室的小型反应设备,以下将从其结构组成、工作原理、应用场景等方面进行介绍:


  • 结构组成

    • 釜体:通常采用高强度不锈钢(如 316L)、纯钛、哈氏合金等材质,具有良好的耐腐蚀性、耐高温性和耐压性。外形一般为圆柱形,带有密封盖,设计压力可达 10MPa 甚至更高,以满足高压反应的需求2

    • 密封装置:常见的有垫片密封、机械密封和磁力密封等。垫片密封结构简单,成本较低,适用于压力不太高的情况;机械密封密封性好,能适应较高的转速和压力,但维护相对复杂;磁力密封则通过磁力耦合实现动力传递,无泄漏,适用于高真空、有毒有害或贵重物料的反应。

    • 搅拌系统:包括搅拌器和驱动装置。搅拌器常见的类型有桨式、锚式、涡轮式、磁力搅拌等,可根据反应的性质和要求选择。驱动装置一般由电机和减速机组成,可提供稳定的搅拌转速,范围通常在 0-1500RPM 左右,部分还具备变频调速功能,以满足不同反应阶段对搅拌强度的需求12

    • 加热与冷却系统:加热方式有电加热、蒸汽加热、导热油加热等。电加热通过加热棒或加热丝直接对釜体进行加热,控温精度高,操作方便;蒸汽加热和导热油加热则通过夹套或盘管将热量传递给釜内物料,升温速度快,适用于需要较高温度的反应。冷却系统一般采用夹套或盘管通入冷却水或冷冻液的方式,实现快速降温,以控制反应温度在合适的范围内。

    • 测控系统:配备温度传感器(如热电偶、热电阻)、压力传感器、压力表等,实时监测釜内的温度和压力,并将数据传输到控制系统。控制系统根据设定的参数自动调节加热、冷却和搅拌等操作,确保反应过程的安全和稳定。此外,一些高压反应釜还可能配备 pH 计、电导率仪等其他传感器,以监测反应过程中的其他参数1

  • 工作原理

    • 压力形成:当反应釜内的物料在加热或反应过程中产生气体,或者向釜内充入气体(如惰性气体、反应气体等)时,由于釜体是密闭的,气体无法逸出,从而使釜内压力升高。通过控制气体的充入量、反应温度和物料的量等因素,可以调节釜内达到所需的压力值。

    • 温度控制:加热系统将电能或其他形式的能量转化为热能,传递给釜体和釜内物料,使物料温度升高。温度传感器实时监测釜内温度,并将信号反馈给控制系统,控制系统根据设定温度与实际温度的差值,自动调节加热功率或冷却介质的流量,实现温度的精确控制,使反应在设定的温度范围内进行。

    • 搅拌作用:搅拌器在驱动装置的带动下高速旋转,对釜内物料进行搅拌混合。搅拌可以使物料充分接触,提高反应速率,使反应更加均匀,避免局部过热或过浓现象,同时有助于气体在液体中的分散和传质过程,对于气液反应或涉及固体物料溶解的反应尤为重要。

  • 应用场景

    • 化学合成:用于各种有机合成、无机合成反应,如药物中间体的合成、催化剂的制备等。在高压条件下,一些在常压下难以进行的反应可以顺利进行,提高反应的转化率和选择性。

    • 材料制备:如纳米材料、陶瓷材料、金属有机框架材料(MOFs)等的合成。通过控制反应釜内的温度、压力、反应时间等参数,可以精确调控材料的粒径、形貌、结构和性能。

    • 催化反应研究:用于研究催化剂的活性、选择性和稳定性等性能。在高压反应釜中模拟实际工业反应条件,考察催化剂在不同温度、压力和反应物浓度下的催化效果,为催化剂的优化和工业应用提供依据。

    • 超临界流体萃取:利用超临界流体(如二氧化碳、乙醇等)在高压、高温下对物质的特殊溶解性能,从天然产物或复杂混合物中萃取有效成分。100ml 高压反应釜可以作为小型实验装置,用于探索超临界萃取的工艺条件和优化参数。

  • 操作注意事项

    • 安全检查:在使用前,必须对反应釜进行全面的安全检查,包括检查釜体、密封件、阀门、压力表、安全阀等部件是否正常,确保无泄漏、无损坏。

    • 物料添加:将反应物倒入反应釜内时,应注意控制加料量,一般不超过釜体容积的 80%,以免在反应过程中物料溢出。同时,要确保物料的相容性,避免发生危险的化学反应。

    • 压力和温度控制:严格按照设定的压力和温度范围进行操作,避免超压、超温运行。在升温、升压过程中,要缓慢进行,防止压力和温度急剧变化对反应釜造成损坏。

    • 反应监测:在反应过程中,要密切关注反应釜内的压力、温度、搅拌等参数的变化,如有异常应及时采取措施,如停止加热、停止搅拌、泄压等。

    • 冷却与泄压:反应结束后,应先进行冷却,待釜内温度降低到安全温度以下后,再缓慢泄压。泄压时要注意防止物料喷出,避免造成人员伤害和环境污染。


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