【康宁AQL案例】可用于锂电池的生物基碳酸甘油酯的连续流技术

与石油基碳酸酯相比，生物基碳酸甘油具有许多优势，可用于锂电池、生物润滑剂、配方剂或作为替代绿色溶剂。然而，尽管生物碳酸甘油酯有潜力，但由于生产过程效率低、成本高，碳酸甘油酯的市场一直受到限制。

康宁欧洲认证实验室（AQL）、列日大学综合技术与有机合成中心（CiTOS）J.-C. M. Monbaliu教授及其团队，融合了连续流反应器和有机化学机理研究，开发了一个的创新工艺。

该工艺在康宁AFR Lab Reactor和康宁G1-Glass生产设备上得到验证，在有机催化剂存在下，将甘油和二氧化碳的直接衍生物缩水甘油转化为碳酸甘油。

图1. 传统工艺比较

图2. 连续流文献报道

作者之前的研究，建立了一种强化和可扩展的流动过程。将生物基1转化为相应的环氧乙烷，包括具有高选择性的2。

随着连续流工艺技术在可扩展性、安全性和集成化方面带来的机遇，作者寻求生物基2的进一步下游开发，并寻求大规模生产3的具体解决方案（图3，d）。

图3. 连续流新工艺研究

1. 将CO₂加入到具有质量流量控制器的反应器装置中，并优先在2-丁酮（甲乙酮，MEK）中进行均相催化；

2. 1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯（TBD）被选为气态CO₂与2直接偶联的模型催化剂；

3. 在微反应器中用5 mol%的TBD评估温度、背压和CO₂流速对反应结果的影响；

4. 反应条件包括在140°C（10巴）下处理2，停留时间为2分钟，气态CO₂为10 mLN/min。
   

图4.催化剂研究

图5. 含氮均相新有机催化剂系列

表1. 康宁Lab反应器工艺优化

图6中描述了一个具有代表性的连续流示意图。进一步强化结果：

在140°C下在极短的停留时间内（43秒：80%，28秒：78%，21秒：67%）转化率高达85%。