一种微通道反应器制造技术

本发明专利技术涉及一种微通道反应器，包括：微反应器，内部设置环形微通道，所述环形微通道相对的两端分别为进液口和出液口，所述环形微通道在进液口至出液口之间具有直转角结构，进液口的进液方向与两侧的环形微通道之间形成进液夹角，进液夹角大于90度。强化传质传热过程，能够降低工艺反应条件，使原料的反应更加充分，缩短反应时间，能够减少反应过程的副产物，提高企业的生产效率，降低企业成本，后续的环保压力减小。同时，有利于缩短研发周期，提高研发效率。发效率。发效率。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道反应器


[0001]本专利技术属于原料反应器设备
，具体涉及一种微通道反应器。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被 视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技 术。
[0003]化工厂进行生产和研发过程制备某一种产品，在原料反应过程中，经常遇到由于 原料的混合效果较差，所以原料导致不能充分反应的问题，在这种情况下，一般需要高 温高压的条件，而且副产物较多。所以在生产和研发的过程中，副产物可能会产生危险 性物质，并且由于未充分反应导致对空气和水环境产生过多的具有污染的物质，给企业 带来较大的环保压力。由于反应不充分，所以得率较低，导致生产效率低，提高企业成 本。同理，在研发过程中，反应的条件苛刻，不容易达到，副产物增多，研发周期变长。
[0004]现有的釜式反应器操作简单，能够实现批量化生产，但是传质传热效果差，难以连 续化生产。管式反应器，能够连续化操作，但是持液体积小，微观混合传质差，特别是 多相体系，量产放大较难。
[0005]现有的RTB微反应器，RTB微反应器流道采用矩形微通道形式的高性能反应设备， 但是具有换热性能差，不适用于有固体或参与的反应。现有的动态管式反应器，属于平 推流反应器，相比于釜式反应器，返混很小，但是传质和换热效率相对较差，属于动设 备，配备的保障条件和维护需求都较高。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供一种微通道反应器。减少 甚至避免热、压、毒的危害，提高收率，减少副产物，减轻环保压力。
[0007]为了解决以上技术问题，本专利技术的技术方案为：
[0008]一种微通道反应器，包括：
[0009]微反应器，内部设置环形微通道，所述环形微通道相对的两端分别为进液口和出液 口，所述环形微通道在进液口至出液口之间具有直转角结构，进液口的进液方向与两侧 的环形微通道之间形成进液夹角，进液夹角大于90度。
[0010]所述微反应器提供了液
‑
液多种不同液体之间的混合反应或液
‑
固、液
‑
气不同相态的 物质的混合反应。微反应器利用特殊的混合通道形式，进液口和出液口及之间的转角部 分的设计，使液体的反应更加充分，强化传质和传热过程。
[0011]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0012]通过利用本专利技术提出的微通道反应器，强化传质传热过程，能够降低工艺反应条件， 使原料的反应更加充分，缩短反应时间，能够减少反应过程的副产物，提高企业的生产 效率，降低企业成本，后续的环保压力减小。同时，有利于缩短研发周期，提高研发效 率。
[0013]相比于现有的反应釜式反应器，同样的反应时间可以由9小时缩短到30s，转化率 提高，降低反应条件，节能效果较好，提高反应的安全性。同时相比于反应釜的批式反 应能够实现连续反应，实现连续化生产。
[0014]本专利技术所述微通道反应器，提升传质传热效率，相比于管式反应器能够提升百倍的 传质效果。可以适用于普通的反应和比较特殊的反应，比如放热剧烈的反应、反应物或 产物不稳定的反应、对反应物配比要求很严的快速反应、危险化学反应及高温高压反应 等，具体可以为硝化反应、氧化反应、双氧水氧化、光催化氧化反应、氯化反应等。
[0015]本专利技术所述微通道反应器传质效率高，在毫秒至微秒即可充分混合，缩短反应时间 减小设备体积，同时连续化生产提高生产效率；传热效率高，是一般工业设备(比如釜 式反应器)比表面积的100
‑
200倍；反应条件能够精确控制，强化反应过程，提高转化 率、选择性和收率；反应体积小，小通量反应，安全性能高；节能环保，大量减少有毒、 有污染溶剂的使用，设备运行功率小，较传统工艺节能50％以上；通道数量放大，减少 中试环节，缩短工艺研发周期。
附图说明
[0016]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本专利技术的示意 性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0017]图1为微通道反应器的整体结构图，其中(a)图和(b)图分别表示微通道反应器纵剖 之后的两个分体的正视图；
[0018]图2为微反应器的放大结构图；
[0019]图3为微通道反应器的剖开侧面图；
[0020]图4为液
‑
液传质系数测试图；
[0021]图5为气
‑
液传质系数测试图；
[0022]图6为进液夹角处流体碰撞图；
[0023]图7为转角处流体碰撞图；
[0024]图8为变径处流体碰撞图；
[0025]图9为反应釜的流体仿真图；
[0026]图10为微通道反应器的流体仿真图；
[0027]图11为实施例3的现场实验图；
[0028]图12为实施例11的现场设备图；
[0029]图13为换热腔的换热示意图；
[0030]图14为适用的反应举例图；
[0031]其中，1、微反应器，2、环形微通道，3、进液口，4、出液口，5、直转角，6、进 液夹角，7、变径段，8、隔体，9、凸台，10、换热腔，11、预混器，12、挡体结构， 13、分液体。
具体实施方式
[0032]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另 有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通 常理解的相同含义。
热过程。
[0045]在本专利技术的一些实施方式中，所述微反应器的内部设置隔体8，隔体8与微反应器1的内侧壁之间形成所述环形微通道2，所述隔体为实心或空心的结构。隔体8起到与 微反应器1的内侧壁配合形成变径的通道的作用，在一个例子中，隔体8的外壁具有起 伏表面。所述隔体8可以为实心结构或空心结构。
[0046]在本专利技术的一些实施方式中，隔体8与出液口相对的位置设置凸台9。所述凸台9 起到导流液体的作用，使液体向出液口的方向流动。
[0047]在本专利技术的一些实施方式中，所述微反应器1设置若干个，所述若干微反应器1串 联设置，相邻的两个微反应器的出液口与进液口连接。串联若干微反应器，液体反复经 过微反应器进行混合，加强混合效果。
[0048]在本专利技术的一些实施方式中，还包括预混器11，若干微反应器1形成若干反应器 组，相邻的反应器组通过液体通道连接，在液体通道的出液口与微反应器的进液口之间 预混器。预混器11设置了一组串联的微反应器的入口端，使经过管道折回过来的液体 进行预混合，有利于液体进入到微反应器1后的液体进行分流后的两股流体大致相同。 提高微反应器的混合效果。
[0049]在本专利技术的一些实施方式中，预混器11的内部设置波浪型的挡体结构12，所述挡 体结构12竖向设置。挡体结构12使液体分为若干股分流，然后分流体在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微通道反应器，其特征在于：包括：微反应器，内部设置环形微通道，所述环形微通道相对的两端分别为进液口和出液口，所述环形微通道在进液口至出液口之间具有直转角结构，进液口的进液方向与两侧的环形微通道之间形成进液夹角，进液夹角大于90度。2.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：所述环形微通道的中部设置第一直转角和第二直转角，第一直转角和第二直转角，第一直转角和第二直转角的角度分别为70
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100度。3.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：所述环形微通道具有变径段，变径段的环形微通道内腔形成缩口、扩口或交替的结构。4.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：所述环形微通道靠近出液口的位置形成锥形缩口的结构。5.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：所述微反应器的内部设置隔体，隔体与微反应器的内侧壁之间形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁全有，褚国忠，赵传孝，任义仙，刘慧敏，凯尔曼，
申请(专利权)人：山东科加工业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：