化学反应器制造技术

所描述的是一种化学反应器(1)，特别是间歇式的，包含：主体(2)，定义了用于化学过程的反应空间(V)的；顶部元件(3)，配置为密封主体(2)；支撑底座(5)，设计为容纳主体(2)；以及多个离散元件(4)，锚固在或可以锚固在顶部元件(3)上，并按照主要延伸方向在所述主体(2)内延伸，其配置为将过程操作离散成子空间(Vs)以释放活化能。顶部元件(3)是可活动的，以便利用所述离散元件(4)形成反应的受控混合和溶液的测量，优选是密度测量。优选是密度测量。优选是密度测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化学反应器
[0001]本专利技术涉及一种化学反应器，特别是间歇式的化学反应器。
[0002]换言之，本专利技术属于化学工程领域，由用于工业生产、研究和开发领域的化学反应器组成。
[0003]间歇式化学反应器根据操作需要而彼此不同。更具体地，根据工作体积和/或根据试剂的性质，该领域已知有不同类型的反应器。在工业上，如果每年生产超过100,000升的产品，一般会采用专门为管理该工作体积而制造生产设备。
[0004]一般来说，新工艺是通过中试装置研究的，中试装置的试剂量为5至50升。所述"中试"研究阶段通常是在研发阶段(其中涉及的量在0.1到1.0升之间)之后进行的。
[0005]随着工业自动化也在化学制造领域的采用，已经有可能将间歇式反应器引入市场，用于研发和中试阶段的发展。换言之，在反应器自动化方面，化学领域已经引入了强大的技术组件，然而，其仍然受到过程控制方面严重过时的影响。
[0006]不利地，现有技术的反应器需要经历从研究阶段到生产阶段的过程流程，其耗费的时间长，成本高。
[0007]不利地，现有技术的反应器在实施过程中导致高能源消耗。
[0008]此外，由于现有技术的反应器是作为特定产量的函数设计的，导致生产系统的高度僵硬。
[0009]因此，本专利技术的技术目的是提供一种能够克服现有技术缺点的化学反应器。
[0010]因此，本专利技术的目的是提供一种化学反应器，其能够使化学过程的产量标准化，而不考虑反应体积。
[0011]本专利技术的目的还在于提供一种化学反应器，其允许实时监测和操纵内部反应能量。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供一种化学反应器，其允许最大限度地统一过程条件。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种化学反应器，其允许对过程和控制参数进行实时的三维监测。
[0014]所指出的技术目的和规定的目标基本上是通过包含一项或多项所附权利要求中描述的技术特征的化学反应器来实现的。从属权利要求对应于本专利技术的可行的实施方式。
[0015]特别地，本专利技术的技术目的和目标基本上是通过化学反应器实现的，特别是间歇式化学反应器，包含定义了化学过程的反应空间的主体和顶部元件，该元件被配置为密封主体并在主体内创造一个无污染的工作环境。顶部元件配备有进料导管和排出导管，分别用于将试剂和产品输送进和输送出主体。该化学反应器还包含支撑底座，该底座被配置为容纳主体，并配备有用于获取与引入主体的试剂有关的数据的分析装置，以及多个离散元件，所述多个离散元件被锚固在或可以被锚固在顶部元件上，并沿主要延伸方向在主体内延伸。离散元件被配置为将过程操作分散到反应体积的子空间中，以释放活化能。每个离散元件都配备了无源和/或有源装置，这些装置沿主要延伸方向适当分布，用于操纵活化能的释放。
[0016]所述顶部元件是可活动的，以便利用所述离散元件形成反应的受控混合和溶液的
测量(优选是密度测量)。
[0017]有利地，该化学反应器允许以三维方式操纵反应动力学，并贯穿反应器内的工艺体积。
[0018]该反应器允许操纵内部过程能量(即焓)，将反应空间离散成单元，在其中可以局部操纵活化能的释放。
[0019]有利地，可以在整个反应空间内以三维方式实时操纵过程运动学的内部能量值。
[0020]有利地，该化学反应器可以使反应器内制备的化学混合物变得均匀，从而使工艺产量标准化，而不考虑反应体积。
[0021]本专利技术的进一步特点和优点在下文对化学反应器的一个或多个非排他实施方式的非限制性描述中更为明显。
[0022]参考附图列出如下描述，所述附图仅提供用于说明目的而非限制本专利技术范围，其中：
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图1是根据本专利技术的反应器的示意图。
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图2是根据本专利技术的反应器的部件的示意图；
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图3是图2的反应器部件的另一个示意图；
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图4a和4b是根据本专利技术的反应器部件的示意图；
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图5是反应器的另外部件的示意图。
[0028]参照附图，数字1表示完整化学反应器，特别是间歇式反应器1。
[0029]该反应器1包含主体2，顶部元件3，多个离散元件4和支撑底座5。
[0030]主体2为化学过程定义了反应空间"V"。换言之，主体2被做成釜的形式，形成化学试剂的控制空间(containment space)，化学反应在其中进行。
[0031]术语"化学试剂"是指参与反应的任何物质，可以是固态、液态和/或气态的。这一定义也适用于化学产品。
[0032]该主体2优选为圆柱形。根据操作要求，主体2也是可能有其他实施方式。
[0033]优选地，主体2可由派热克斯玻璃制成，也就是说，由硼硅酸盐制成。
[0034]或者，该主体2由特氟龙制成。
[0035]或者，该主体2由钢制成。
[0036]主体2的材料优选根据反应器1的操作要求来选择。
[0037]主体2嵌入在支撑底座5内。换言之，支撑底座5配有用于容纳主体2的凹槽5a。由此，支撑底座5被配置为保证反应器1的物理稳定性。
[0038]支撑底座5配备有分析装置11，用于获取与引入主体2的试剂有关的数据。例如，支撑底座5配备有力学传感器系统，能够测量溶液的重量(以及因此的质量)。由此，就有可能在知道试剂密度的情况下，以体积来量化引入主体2的试剂的速率。如果反应器1中没有流量计，这种解决方式是有利的。
[0039]支撑底座5可以替代(或补充)其他类型的分析装置11，包括无源的和有源的。例如，可以使用位于主体2下方的测量重量的称重传感器(load cell)，或者可以沿主体2的壁配备有源装置，并与主体2的周边接触，如微波或超声波发射器或用于光谱的光学分析元件。
[0040]优选地，支撑底座5可以配备支撑结构5b，例如，如图5中所示。支撑结构5b被配置
成用于将支撑底座5锚固在顶部元件3上，以保证顶部元件3与支撑底座5的正确定位。
[0041]支撑元件5b的数量根据要求而变化，可用于安装的部件(例如，安装在与主体2的基座部分接触的凹槽5a表面的称重传感器)的电线，以传输上述与试剂有关的数据。换言之，在靠近支撑底座5(即支撑元件5b)和顶部元件3之间的接触部分，有用于电信号的连接器5c。
[0042]例如，支撑元件5b可以做成横向支撑柱的形式，其可以配备驱动器系统或液压活塞或其他装置，用于将顶部元件3正确定位在支撑底座5上。
[0043]换言之，支撑底座5(即支撑元件5b)在支撑底座5和顶部元件3之间配备有锚固系统5d。锚固系统5d可以配备线性驱动器或液压活塞或磁性或机械锁定系统，以便在支撑底座5和顶部元件3之间形成锚固。
[0044]优选地，支撑装置5b可以配备进一步的传感器或有源装置，例如，微波发射器。
[0045]例如，如图5所示，支撑底座5优选配备支撑元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种化学反应器(1)，特别是间歇式的，包含
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主体(2)，定义了用于化学过程的反应空间(V)；
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顶部元件(3)，被配置为密封所述主体(2)并在主体(2)内创造一个无污染的工作环境，所述顶部元件(3)配备有进料导管(3a)和排出导管(3b)，分别用于试剂和产品进入和离开所述主体(2)；
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支撑底座(5)，被配置为容纳所述主体(2)并配备有分析装置(11)，用于获取与引入所述主体(2)的试剂有关的数据；
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多个离散元件(4)，锚固在或可以锚固在顶部元件(3)上，并按主要延伸方向在所述主体(2)内延伸，被配置为将过程操作离散为所述反应空间(V)的子空间(Vs)，以释放活化能，每个离散元件(4)配备有沿所述主要延伸方向适当分布的无源(4a)和/或有源(4b)装置，以操纵活化能的释放；所述顶部元件(3)是可活动的，以便利用所述离散元件(4)形成反应的受控混合和溶液的测量，优选是密度测量。2.如权利要求1所述的反应器(1)，其中所述顶部元件(3)定义了静态区域(S)，配备有进料(3a)和排出(3b)导管；以及动态区域(D)，配置为围绕化学反应器的延伸轴旋转，并配备有所述离散元件(4)，优选所述动态区域(D)被制成旋转盘的形式。3.如权利要求1或2所述的反应器(1)，其中所述离散元件(4)以定义无源(4a)和/或有源(4b)装置的三维矩阵的方式分布在所述反应空间(V)中，用于离散以有序的方式分布的所述子空间(Vs)中的过程操作，优选每个离散元...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：B四化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：