【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光化学反应，具体而言，涉及一种连续光催化反应装置及系统。
技术介绍
1、维生素d3由大多数高级动物的表皮和真皮内含有的7-脱氢胆固醇（7-dhc）经紫外线照射转变而成，是维生素d中生物代谢率最高的一种活性形式。主要用于调节体内钙、磷代谢，以维持血液中钙和磷的稳定，是人体必不可少的内源性合成激素。反应方程式如下：
2、。
3、地屈孕酮是一种药物，化学名为9β,10α-孕甾-4,6-二烯-3,20-二酮，可用于治疗内源性孕酮不足引起的疾病，如痛经、子宫内膜异位症、继发性闭经、月经周期不规则、功能失调性子宫出血、经前期综合征、孕激素缺乏所致先兆性流产或习惯性流产、黄体不足所致不孕症，去氢孕酮针对治疗此类疾病，调节体内孕激素平衡，该药物在医药行业有着独特的地位。
4、黄体酮是天然孕酮，黄体酮由于其脂溶性差，直接口服生物利用度较低，多制成注射剂供肌内注射，使用不便；地屈孕酮是黄体酮经紫外照射等工艺形成的逆转孕酮，立体结构和旋光性有所差别；地屈孕酮口服易吸收，生物利用度高，使用较方便。
5、9-β,10-α-去氢黄体酮二乙二缩酮，又叫9-β,10-α-去氢黄体酮缩酮，是合成去氢孕酮的关键中间体，可由9-α,10-β-去氢黄体酮缩酮光异构反应得到，反应方程式如下：
6、。
7、以上维生素d3与地屈孕酮的合成均需要光催化的条件下进行，然而，现有反应的光催化反应装置多为釜式光化学反应器和盘管反应器等。
8、釜式反应器的传质传热较差，靠近光源的部分被过
9、盘管式反应器中，光线需要透过石英管和塑料盘管两层材料才能照射到物料引发反应，会存在较大的光能损失。物料管路排布过程中由于结构限制，管与管间会存在较大缝隙，且由于管路有一定的壁厚，也会减少有效的光照体积，造成部分光能的浪费。现有技术无自动控制及反馈系统，无法做到精准进料。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种连续光催化反应装置及系统，以解决现有技术中的光化学反应设备在用于光催化反应时副反应多、反应效率较低的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种连续光催化反应装置，该连续光催化反应装置包括反应单元，反应单元包括：柱状灯源、玻璃内管、不锈钢外管、螺旋形流道和折流挡板，其中，玻璃内管套设在柱状灯源的外侧；不锈钢外管具有反应液入口和产物出口，不锈钢外管套设在玻璃内管的外侧，不锈钢外管的内壁与玻璃内管的外壁之间形成环形空腔；螺旋形流道设置于环形空腔内，沿玻璃内管的轴向，螺旋形流道呈螺旋式环绕在玻璃内管外侧壁上，且螺旋形流道与不锈钢外管的内壁接触设置；折流挡板设置于螺旋形流道上；折流挡板沿玻璃内管的轴向的截面面积小于相邻螺旋形流道之间的空间沿玻璃内管的轴向的截面面积。
3、进一步地，上述折流挡板沿玻璃内管的轴向的截面面积为相邻螺旋形流道之间的空间沿玻璃内管的轴向的截面面积的20~80%，优选为40~60%。
4、进一步地，上述螺旋形流道的螺旋角度为5~30°，和/或螺旋形流道的螺距为10~100mm。
5、进一步地，沿上述玻璃内管的轴向，螺旋形流道的截面为一字形或槽形。
6、进一步地，各螺旋环沿玻璃内管的轴向环绕角度每间隔180°设置一个折流挡板，且各螺旋环的最高点与最低点有且仅有一个折流挡板。
7、进一步地，上述折流挡板所在平面与玻璃内管的轴向之间的夹角为5~30°，优选为10~20°，针对相同的一个折流挡板，折流挡板所在位置处的螺旋形流道被折流挡板间隔为前段螺旋形流道与后段螺旋形流道，前段螺旋形流道与后段螺旋形流道具有相对的高低位置关系，沿螺旋形流道螺旋式上升的方向，前段螺旋形流道的位置高于后段螺旋形流道的位置，且折流挡板向着后段螺旋形流道的方向倾斜。
8、进一步地，上述折流挡板为厚度1~5mm的玻璃片，优选玻璃片上分布有一个或多个通孔。
9、进一步地，上述反应单元还包括：控温夹套和视镜，其中，控温夹套套设在不锈钢外管的外侧；和/或视镜设置在不锈钢外管的外侧壁上，且视镜的一端从控温夹套内穿出。
10、进一步地，上述反应单元还包括：换热器、阀体和plc控制装置，其中，换热器设置在不锈钢外管的外侧壁上，用于和环形空腔进行换热；和/或阀体分别设置在反应液入口处和产物出口处； plc控制装置分别与阀体与柱状灯源电连接。
11、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种连续光催化反应系统，包括：供料装置、一个或多个串联的前述的连续光催化反应装置和产物接收装置，其中，供料装置、连续光催化反应装置的不锈钢外管与产物接收装置依次连通。
12、应用本专利技术的技术方案，本专利技术所使用的连续光催化反应装置，结构设计紧凑，灯源光线只需穿透一层透明玻璃管即可直达物料，光程更短，能保证物料光照反应时间的一致，光能损失小，相比于管式反应器，该方案有效照射体积可提高一倍，提高了光能利用率。且环形空腔内创新性的设计了螺旋形流道，并在螺旋形流道上增加了折流挡板，从而在降低反混的同时，能够确保反应体系的高效传质，强化反应液内部扰动，保证了反应体系在反应装置中停留时间的一致性、受光照的均一性和稳定性，有效提高了物料混合的效果，有利于反应的传质和传热，从而能够有效降低该连续光催化反应装置内反应过度反应的风险，减少副反应和杂质生成，提高了原料转化率和反应选择性，进而使得以上连续光催化反应装置在用于光催化反应如9-β,10-α-去氢黄体酮缩酮的异构化制备或7-dhc反应生成维生素d3时，具有生产成本较低、过程安全可控、环保、操作简便、更易放大生产。
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1.一种连续光催化反应装置，其特征在于，所述连续光催化反应装置包括反应单元，所述反应单元包括：
2.根据权利要求1所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述折流挡板（5）沿所述玻璃内管（2）的轴向的截面面积为相邻所述螺旋形流道（4）之间的空间沿所述玻璃内管（2）的轴向的截面面积的20~80%。
3.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述螺旋形流道（4）的螺旋角度为5~30°，和/或所述螺旋形流道（4）的螺距为10~100mm。
4.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，沿所述玻璃内管（2）的轴向，所述螺旋形流道（4）的截面为一字形或槽形。
5.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，各所述螺旋环沿所述玻璃内管（2）的轴向环绕角度每间隔180°设置一个折流挡板（5），且各所述螺旋环的最高点与最低点有且仅有一个所述折流挡板（5）。
6.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述折流挡板（5）所在平面与所述玻璃内管（2）的轴向之间的夹角为5~30°，针对
7.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述折流挡板（5）为厚度1~5mm的玻璃片，和/或所述玻璃片上分布有一个或多个通孔。
8.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述反应单元还包括：
9.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述反应单元还包括：
10.一种连续光催化反应系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种连续光催化反应装置，其特征在于，所述连续光催化反应装置包括反应单元，所述反应单元包括：
2.根据权利要求1所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述折流挡板（5）沿所述玻璃内管（2）的轴向的截面面积为相邻所述螺旋形流道（4）之间的空间沿所述玻璃内管（2）的轴向的截面面积的20~80%。
3.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，所述螺旋形流道（4）的螺旋角度为5~30°，和/或所述螺旋形流道（4）的螺距为10~100mm。
4.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，沿所述玻璃内管（2）的轴向，所述螺旋形流道（4）的截面为一字形或槽形。
5.根据权利要求1或2所述的连续光催化反应装置，其特征在于，各所述螺旋环沿所述玻璃内管（2）的轴向环绕角度每间隔180°设置一个折流挡板（5），且各所述螺旋环的最高点与最低点有且仅有一个所述折流挡板（5）。
6.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：洪亮，陶建，戴睿智，王滨，陈星钰，闫学松，
申请(专利权)人：天津凯莱英医药科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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