歐世盛全自動微反應加氫儀應用案例：二硫化四乙基秋蘭姆的流動化學合成

　更新時間：2026-03-06　點擊量：248

2021年發表于《河南科學》的文獻《二硫化四乙基秋蘭姆的流動化學合成技術開發》，對二硫化四乙基秋蘭姆的連續流合成進行了工藝探索。歐世盛的H-Flow全自動微反應加氫儀在研究中被用作微填充固定床反應器，用于負載錳系/銅系催化劑，實現二硫代氨基甲酸中間體與氧氣的氣液催化氧化反應，為工藝的連續化、綠色化和本質安全化提供了反應設備支撐。

H-Flow全自動微反應加氫儀

H-Flow基于微反應加氫技術，將高純氫氣與連續流動的反應物在裝有催化劑的微填充柱內混合并發生反應，結合全流程自動控制、在線實時檢測、樣品自動采集功能讓加氫反應從此變得安全、高效、節能。本儀器適用于實驗室內加氫工藝開發及催化劑快速篩選，同時，高通量版可實現通風櫥內加氫產品公斤級定制生產。

01 氫源靈活：

可與氫氣鋼瓶直接連接，也可選配高壓高純氫氣發生器。

02 過程強化:

整個加氫過程全流程控制，避免批次間差異。加氫過程強化，反應時間縮短至3min內。

03 一機多用:

可實現條件篩選mg和g級產品制備及催化劑壽命評價，高通量版本可實現公斤級產品制備。

04 本質安全:

反應器體積小，裝置具有本質安全屬性。設備體積小，可放置在通風櫥內工作。

05 應用廣泛:

200℃反應溫度和10MPa系統工作壓力，適合廣泛的加氫應用。

研究亮點及意義

該研究突破傳統間歇工藝局限，實現二硫化四乙基秋蘭姆的連續化生產，大幅提升生產效率。微通道裝置強化傳熱傳質，避免局部過熱，解決了氧氣與二硫化碳蒸氣形成爆炸混合物的行業痛點，實現化工過程本質安全化。

豐富了流動化學在精細化工合成中的應用案例，為氣液固三相催化氧化反應的微型化、連續化提供了可行的方案。優化工藝適配橡膠、醫藥、農藥等領域對二硫化四乙基秋蘭姆的需求，可推動相關產業綠色轉型升級。

導圖

實驗方法

核心反應裝置：根據實驗需求搭建微通道連續化合成裝置，包含微混合器、H-Flow-10固定床反應器、氣體質量流量計、輸液泵、背壓閥等關鍵設備，實現氣液固高效混合與連續反應。

主要原料：二乙胺（純度 99.5%）、二硫化碳（純度 97.5%）、氧氣（純度 99.99%）為反應原料，95.5%乙醇為溶劑；催化劑選用錳系/銅系負載型催化劑，0.5%~5.0%（質量分數）。

反應原理：二乙胺與二硫化碳在醇中發生親核加成反應生成二硫代氨基甲酸中間體，隨后在催化劑作用下，中間體溶液與氧氣反應生成二硫化四乙基秋蘭姆，副產物僅為水，反應一步完成。

實驗流程：搭建微通道連續化合成裝置→制備二硫代氨基甲酸中間體溶液→中間體溶液與氧氣按比例經微混合器混合→通入固定床反應器（特定溫度壓力、催化劑條件）→反應液降溫析晶、過濾、烘干得到目標產物，母液可回用。

研究方法：通過單因素實驗，系統考察氧氣用量、反應溫度、反應時間、體系壓力、催化劑類型等關鍵參數對產品收率和純度的影響，篩選良好工藝條件。

實驗結果

氧氣用量：當 n (氧氣)∶n (中間體)=0.36∶1 時，產品收率達96.35%，繼續增加氧氣比例收率略有下降，氧氣用量對純度影響較小。

反應溫度：保持其他條件一致的情況下，隨著反應溫度的提高，產物收率不斷增加，固定床溫度為 60~65℃時收益率高，65℃時收率達到 96.7%；但當溫度超過 65℃會導致產物過氧化、溶劑汽化，收率和純度均下降。

反應時間：隨著反應時間延長，產物收率不斷增加，但當反應時間超過2 min后，收率基本不再增加。反應 2min 時反應達到化學平衡狀態，收率 96.4%，延長反應時間無增益。

體系壓力：體系壓力為 0.4MPa 時收率達到96.3%、純度99.96%，壓力繼續升高對反應平衡影響微弱，且會提升設備與安全要求。因此選定壓力為0.4 MPa較為合適。

催化劑類型：Mn-Al?O?、Cu-Al?O?、Mn-C、Cu-C 催化效果好，產品收率≥95.8%，純度≥99.0%。可能是高活性催化劑具有更好的低溫活性和熱穩定性，降低反應活化能；對氧氣的吸附能力強，增大物料之間的有效碰撞概率，顯著地催化其反應，比其他催化劑活性高。

研究結論

工藝條件：n（二乙胺）∶n（二硫化碳）∶n（氧氣）=1∶1∶0.36，中間體合成溫度 - 10~10℃，固定床溫度 60~65℃，體系壓力 0.4MPa，反應時間 2min，選用 Mn-Al?O?、或 Cu-Al?O?、或 Mn-C、或 Cu-C等優質催化劑，產品純度≥99%、收率≥95.8%。

技術優勢：微混合器與微反應器協同，反應時間從幾小時縮短至幾十秒，解決爆炸風險，實現化工過程微型化、綠色化、本質安全化。

工藝創新：金屬負載微填充固定床氣液催化工藝，實現催化劑與產品分離，無副產物，溶劑可回用，達到0排放。

主要圖表

圖1 二硫化四乙基秋蘭姆連續裝置工藝流程圖