本技术提供了一种管式反应器和反应装置。该管式反应器包括进料口、出料口和反应单元；进料口设于反应单元的输入端，进料口包括一气体进口和一液体进料口；出料口设于反应单元的输出端；所述反应单元包括N+1个跳线管和N个反应管，跳线管与反应管交替连接，第一个跳线管的入口为所述反应单元的输入端，最后一个跳线管的出口为所述反应单元的输出端；N为大于等于2的正整数，各跳线管的外径小于各反应管的外径。本技术的设备可实现连续化生产，并可实现优异的气液传质效果；该管式反应器在满足有效持液量的情况下，设备本体撬装简单，对于气液反应更加安全可靠。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种管式反应器和反应装置。
技术介绍
1、在过去十年里，连续化制造生产在新药开发、生产方面取得了巨大进步，鉴于连续制造中安全、成本、产品质量等多方面因素，管式反应器在制药生产领域中已经被广泛使用。
2、对于普通的管式反应器而言，其撬装结构是通过焊接等直径的无缝管道而成，其中采用了管径均一的管式反应器或微通道反应器，大多用于均相液/液反应，但其不能保证气/液混合过程中的有效传质；在制造成本与技术方面，普通管式反应器随着有效持液体积的增加，盘管本身的占地面积也会随之增加，同时制造难度与造价也显著提升。
3、另外，常见的鼓泡式气/液反应装置如釜式、塔式等，均存在耐压低、传热差、体积大等缺陷，气/液反应过程的安全性无法得到保障。
技术实现思路
1、本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术反应不充分、换热不及时，反应器不耐压以及传统管式反应器因持液体积较大而难以撬装的缺陷，提供一种管式反应器和反应装置。本技术的设备可用于危险气体的中、高压气液反应体系，实现了连续化生产，并可实现优异的气液传质效果，提高了原料的转化率；该管式反应器在满足有效持液量的情况下，设备本体撬装简单，对于气液反应更加安全可靠。
2、本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、本技术提供了一种管式反应器，其包括进料口、出料口和反应单元；所述进料口设于所述反应单元的输入端，所述进料口包括一气体进口和一液体进料口；所述出料口设于所述反应单元的输出端；其中，
4、所述反应单元包括n+1个跳线管和n个反应管，所述跳线管与所述反应管交替连接，第一个所述跳线管的入口为所述反应单元的输入端，最后一个所述跳线管的出口为所述反应单元的输出端；n为大于等于2的正整数；
5、各所述跳线管的外径小于各所述反应管的外径。
6、本技术中，所述跳线管用于增加气液传质的湍动性，类似于混合器的作用，其增加了气液传质的时间，即增加了反应区域和停留时间；所述反应管为气液反应提供主要的反应场所。气液反应原料依次经过第一跳线管、第一反应管…第n跳线管、第n反应管、第n+1跳线管，既保证反应器具有较大的持液量，又保证反应能充分进行。
7、在本技术中，较佳地，各所述跳线管的外径相等，各所述跳线管的长度相等。
8、在本技术中，较佳地，各所述反应管的外径相等，各所述反应管的长度相等。
9、在本技术中，较佳地，所述跳线管与所述反应管的外径比为1:(2-8)。
10、其中，较佳地，所述跳线管与所述反应管的外径比为1:(4-8)。
11、其中，更佳地，所述跳线管的外径为1/16-3/8英寸；所述反应管的外径为1/4-3/2英寸。
12、本技术中，英寸为国际通用单位，本技术中使用配件在本领域中较多为英制配件，在尺寸方面惯用英寸对尺寸进行描述，本领域技术人员知晓，英寸的英文简写为in，1英寸等于2.54cm。
13、在一具体的实施方式中，所述跳线管的外径为1/16in，所述反应管的外径为1/4in。
14、在一具体的实施方式中，所述跳线管的外径为1/16in，所述反应管的外径为3/8in。
15、在一具体的实施方式中，所述跳线管的外径为1/8in，所述反应管的外径为1/2in。
16、在一具体的实施方式中，所述跳线管的外径为1/8in，所述反应管的外径为1in。
17、在一具体的实施方式中，所述跳线管的外径为1/4in，所述反应管的外径为1in。
18、在一具体的实施方式中，所述跳线管的外径为3/8in，所述反应管的外径为3/2in。
19、在本技术中，较佳地，所述n为8-64，较佳地，所述n为8-45。当n为8时，所形成的管式反应器适用于实验室的工艺研发；当n为43时，所形成的管式反应器的持液量最大可达27l，一般多用于工厂生产，且流速、气速都符合公斤级的生产要求。
20、在本技术中，较佳地，所述反应单元包括依次固定连接的第一跳线管、第一反应管、第二跳线管、第二反应管…第n跳线管、第n反应管和第n+1跳线管；所述第一跳线管的入口为所述反应单元的输入端，所述第n+1跳线管为所述反应单元的输出端。
21、本技术中，所述跳线管和所述反应管可以通过金属紧固件连接，在撬装完成后对其进行严格气密性测试，最高测试压力可达10mpa，可以有效规避气液反应过程中因为气体泄漏导致的安全事件，极大提高了气/液反应的安全性。
22、在本技术中，所述跳线管与所述反应管的连接方式可为卡套连接、焊接和铆接中的一种或多种，较佳地为卡套连接。使用此卡套连接，可使所述管式反应器满足简易的撬装结构；在相同气密性的要求下，焊接或铆接会增加设备撬装的成本和难度。
23、其中，所述卡套连接为本领域常规；具体地为，所述跳线管与所述反应管通过紧固连接件进行螺纹连接；所述紧固连接件包括带螺纹的接头、限位件和卡套螺母；所述限位件和所述卡套螺母沿所述反应管的入口至出口的方向依次设于所述反应管上；所述接头的一端通过卡套螺母连接于所述跳线管的出口，所述接头的另一端通过设置在所述反应管上的卡套螺母与所述反应管的入口实现螺纹连接；
24、其中，所述限位件包括相邻设置的第一卡套和第二卡套；沿所述反应管的入口至出口的方向，所述第一卡套呈开口由小变大的圆台结构，所述第一卡套的小开口和第二卡套的小开口均等于所述反应管的外径；所述第一卡套的大开口略小于第二卡套的底座，且均小于所述卡套螺母的内径，所述第二卡套和所述第一卡套分别与所述卡套螺母抵接。通过所述卡套螺母和所述第一卡套、所述第二卡套的抵接，保证了管式反应器的耐压性能。
25、在本技术中，较佳地，所述跳线管与所述反应管的长度之比为(1.2-1.5):1。
26、在本技术中，较佳地，所述跳线管的长度为1m、1.55m或1.7m。
27、其中，较佳地，当所述跳线管的长度为1m时，所述反应管的长度为0.8m。
28、其中，较佳地，当所述跳线管的长度为1.55m时，所述反应管的长度为1.1m。
29、其中，较佳地，当所述跳线管的长度为1.7m时，所述反应管的长度为1.6m。
30、本技术中，可选用高压氮气钢瓶对撬装完成的管式反应器进行气压测试，检验方法是对反应器进行气体冲压10mpa，使反应器内部维持该压力超过2h，根据压力表示数以及喷涂泡沫水的方式判断其是否有漏点。
31、在本技术中，较佳地，所述跳线管的主体直管与所述反应管平行排列，所述跳线管在靠近与所述反应管连接的部分呈u型结构；所述反应管呈直管结构。通过上述设计，可节省的管式反应器在反应装置内的撬装空间，并且这种呈弧形的结构比直角或其他结构具有更小的阻力，从而降低管道中的压降。
32、在本技术中，本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种管式反应器，其特征在于，其包括进料口、出料口和反应单元；所述进料口设于所述反应单元的输入端，所述进料口包括一气体进口和一液体进料口；所述出料口设于所述反应单元的输出端；其中，
2.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管与所述反应管的外径比为1:(2-8)。
3.如权利要求2所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管与所述反应管的外径比为1:(4-8)。
4.如权利要求3所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管的外径为1/16-3/8英寸；
5.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述N为8-64。
6.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述反应单元包括N+1个跳线管和N个反应管；其中，
7.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管与所述反应管的连接方式为卡套连接；
8.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管的主体直管与所述反应管平行排列；其中，
9.一种反应装置，其特征在于，其包括筒体和如权利要求1-8任一项所述的管式反应器，所述管式反应器与所述筒体的上顶板和下底板撬装连接。
10.如权利要求9所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置还满足以下条件中的一种或多种：
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【技术特征摘要】
1.一种管式反应器，其特征在于，其包括进料口、出料口和反应单元；所述进料口设于所述反应单元的输入端，所述进料口包括一气体进口和一液体进料口；所述出料口设于所述反应单元的输出端；其中，
2.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管与所述反应管的外径比为1:(2-8)。
3.如权利要求2所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管与所述反应管的外径比为1:(4-8)。
4.如权利要求3所述的管式反应器，其特征在于，所述跳线管的外径为1/16-3/8英寸；
5.如权利要求1所述的管式反应器，其特征在于，所述n为8-64...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴国凯，贾可嘉，朱程，廖景顺，罗长锋，王金来，张华，蔡兴怀，张峰，
申请(专利权)人：上海合全药业股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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