反应腔体和微通道反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种反应腔体和微通道反应器。反应腔体依次连接有一入口窄通道、一宽通道和一出口窄通道；入口窄通道的纵截面为正三角形，出口窄通道的纵截面为倒三角形；在入口窄通道和宽通道之间设有一分隔器，分隔器先将流体一分为二后又合并为一；分隔器的长度计为c；a：b为1：(1～4)；b：c为1：(1～20)；a：d为1：(2～20)；c：e为1：(1～2.5)。具有本实用新型专利技术的反应腔体的微通道反应器可增强流体的混合效果、保证各流体混合均匀，且该微通道反应器的压力降较低。的压力降较低。的压力降较低。

【技术实现步骤摘要】
反应腔体和微通道反应器


[0001]本技术涉及一种反应腔体和微通道反应器。

技术介绍

[0002]由于具有过程可控、操作简单、安全性高等优点，微通道反应器在精细化学品和医药材料合成领域得到了广泛应用。在简单的直微通道中，流体处于严格的层流状态，多股流体的混合程度较差。为了增强通道内各流体的混合，通常在微反应器通道内设置一些混合结构，如管道弯折、变形，或内置静态混合构件、挡板等。这些混合结构在流体经过时能切割流体或产生局部涡流，达到增强流体混合的效果。然而，这些结构会增大混合系统的压力降，而较大的压力降不利于通过增加管道的长度来放大反应器体积，并且复杂的管道结构或填充物会进一步增加管道被固体堵塞的风险。
[0003]为了解决压力降较高的问题，现有技术中有采用“一分多，多合一”的流道结构，但在该“一分多”的流道结构中，流体会分布不均，呈两侧流速高、中间流速低的流动状态，进而会影响产品的反应性。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中各流体之间混合不均匀，且微通道反应器的压力降较高的问题，而提供了一种反应腔体和微通道反应器。具有本技术的反应腔体的微通道反应器可增强流体的混合效果、保证各流体混合均匀，且该微通道反应器的压力降较低。
[0005]本技术提供了一种反应腔体，所述反应腔体依次连接有一入口窄通道、一宽通道和一出口窄通道；
[0006]所述入口窄通道的纵截面为正三角形，所述出口窄通道的纵截面为倒三角形；
[0007]所述入口窄通道的入口宽度计为a；所述入口窄通道的入口宽度至出口宽度为自a逐渐变宽至d；
[0008]所述宽通道的内径计为d；所述宽通道的长度计为e；
[0009]所述出口窄通道的入口宽度至出口宽度为自d逐渐变窄至a；
[0010]在所述入口窄通道和所述宽通道中设有一分隔器，所述分隔器的纵截面由直径为b的半圆和以长直径为2b、短直径为b的半椭圆在等直径处拼接而成，所述半圆靠近入口，所述半椭圆靠近出口；所述分隔器，用于先将流体自入口处一分为二路后又合并为一路；所述分隔器的长度计为c；
[0011]a：b为1：(1～4)；
[0012]b：c为1：(1～20)；
[0013]a：d为1：(2～20)；
[0014]c：e为1：(1～2.5)。
[0015]本技术中，较佳地，所述a：b为1：(1.4～3.4)；更佳地为1：(1.5～3.4)。
[0016]本技术中，较佳地，所述b：c为1：(1.5～20)；更佳地为1：(1.5～2.5)。
[0017]本技术中，较佳地，所述a：d为1：(2.7～18.6)；更佳地为1：(2.7～4.2)。
[0018]本技术中，较佳地，所述c：e为1：(1.5～2)；更佳地为1：2。
[0019]本技术中，较佳地，所述入口窄通道的纵截面的开口角度计为g，所述g为60～150
°
；更佳地为90～120
°
；进一步更佳地为90～110
°
[0020]本技术中，较佳地，所述出口窄通道的纵截面的收口角度计为g
’
，所述g为60～150
°
；更佳地为90～120
°
；进一步更佳地为90～110
°
。
[0021]其中，较佳地，所述g等于所述g
’
。
[0022]本技术中，较佳地，所述a为0.5～2mm，更佳地为0.7～1.8mm，进一步更佳地为1.2～1.8mm。
[0023]本技术中，较佳地，所述b为0.5～6mm，更佳地为1～4mm，进一步更佳地为3～4mm。
[0024]本技术中，较佳地，所述c为0.5～30mm，更佳地为5～20mm，进一步更佳地为5～10mm。
[0025]本技术中，较佳地，所述d为1.5～20mm，更佳地为5～13mm，进一步更佳地为5mm。
[0026]本技术中，较佳地，所述e为0.5～60mm，更佳地为10～30mm，进一步更佳地为10～20mm。
[0027]本技术中，较佳地，所述入口窄通道、所述宽通道、所述出口窄通道的横截面均为矩形；所述矩形的短边长度一般为0.5～10mm，更佳地为1mm。所述矩形的短边长度即为通道的深度。
[0028]本技术中，较佳地，所述分隔器与所述入口窄通道的入口距离为1～5mm，更佳地为3mm。
[0029]本技术中，较佳地，所述分隔器与所述出口窄通道的出口距离为5～30mm，更佳地为20mm。
[0030]本技术还提供了一种微通道反应器，其包括首尾连接的若干个如上所述的反应腔体。
[0031]本技术中，较佳地，至少一个所述的反应腔体首尾相连形成一反应腔体阵列；相邻的所述反应腔体阵列通过U型管连接，并反向平行排列。
[0032]本技术中，较佳地，第一个所述反应腔体的进口端与至少一个所述微通道反应器的进料口相连，最后一个所述反应腔体的出口端与所述微通道反应器的出料口相连。
[0033]其中，较佳地，当所述进料口为两个时，第一进料口与第一个所述反应腔体的进口端通过第一管路相连，第二进料口与所述第一进料口通过第二管路相连，所述第二管路设于所述第一管路的外围，所述第二管路的末端与所述第一管路的末端连通。
[0034]本技术中，较佳地，所述微通道反应器的内部除所述反应腔体外为实心结构。
[0035]本技术中，若a：b小于1:4时，所述微反应器的压力降增加；若a：b大于1:1时，物料的混合效果变差。
[0036]本技术中，若a：d大于1:2时，所述微反应器的压力降增加；若a：d小于1:20时，物料的混合效果变差。
[0037]本技术中，若c：e大于1:1时，所述微反应器的压力降增加；若c：e小于1:2时，
物料的混合效果变差。
[0038]本技术中，所述反应腔体的尺寸可根据所述连续流反应器的尺寸按比例进行放大调整。
[0039]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本技术各较佳实例。
[0040]本技术所用试剂和原料均市售可得。
[0041]本技术的积极进步效果在于：
[0042]具有本技术的反应腔体的微通道反应器可增强流体的混合效果、保证各流体混合均匀，且该微通道反应器的压力降较低。
附图说明
[0043]图1为实施例1的反应腔体的纵截面图；
[0044]图2为实施例1的反应腔体的尺寸标记示意图；
[0045]图3为实施例1的微通道反应器的纵截面图；
[0046]图4为对比例1的反应腔体的尺寸标记示意图；
[0047]图5为对比例2的反应腔体的尺寸标记示意图；
[0048]图6为对比例3的反应腔体的尺寸标记示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应腔体，其特征在于，所述反应腔体依次连接有一入口窄通道、一宽通道和一出口窄通道；所述入口窄通道的纵截面为正三角形，所述出口窄通道的纵截面为倒三角形；所述入口窄通道的入口宽度计为a；所述入口窄通道的入口宽度至出口宽度为自a逐渐变宽至d；所述宽通道的内径计为d；所述宽通道的长度计为e；所述出口窄通道的入口宽度至出口宽度为自d逐渐变窄至a；在所述入口窄通道和所述宽通道中设有一分隔器，所述分隔器的纵截面由直径为b的半圆和以长直径为2b、短直径为b的半椭圆在等直径处拼接而成，所述半圆靠近入口，所述半椭圆靠近出口；所述分隔器，用于先将流体自入口处一分为二路后又合并为一路；所述分隔器的长度计为c；其中，a：b为1：(1～4)；b：c为1：(1～20)；a：d为1：(2～20)c：e为1：(1～2.5)。2.如权利要求1所述的反应腔体，其特征在于，所述a、b、c、d、e满足以下条件的一种或多种：a：b为1：(1.4～3.4)；b：c为1：(1.5～20)；a：d为1：(2.7～18.6)；c：e为1：(1.5～2)；所述入口窄通道的纵截面的开口角度g为60～150
°
；所述入口窄通道的纵截面的收口角度g
’
为60～150
°
。3.如权利要求2所述的反应腔体，其特征在于，所述a、b、c、d、e满足以下条件的一种或多种：a：b为1：(1.5～3.4)；b：c为1：(1.5～2.5)；a：d为1：(2.7～4.2)；c：e为1：2；g为90～120
°
；g
’
为90～120
°
。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马兵，施才财，范利颋，
申请(专利权)人：上海惠和化德生物科技有限公司，
类型：新型
国别省市：