一种微通道反应装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微通道反应装置及其应用。该装置包括混合区和反应区，所述混合区包括依次连通的入口通道、混合通道和出口通道，其中，混合通道包括若干个第一混合通道和若干个第二混合通道，且第一混合通道和第二混合通道相互交替循环排布，每个第一混合通道和每个第二混合通道均具有微尺度绕流结构，反应区为直通通道。本发明专利技术这种结构配置适用于多种高温、高压条件下的液相反应，在较短的停留时间内能够实现多种原料的均匀混合，并在后续的延时反应中进一步将原料高效转化，针对不同反应的反应动力学特征匹配合理的混合区与反应区的通道体积，可以有效优化反应过程中的传质、传热效率，保证化工工艺流程中高效的混合效率以及安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微化工、精细化工，具体涉及一种微通道反应装置及其应用。

技术介绍

1、微化工技术始于上个世纪九十年代初，该技术利用微米级的通道式反应器进行反应，是一种能够强化混合、分离、换热、控制等过程的新兴技术。微通道反应器是一种通过微加工技术制造的带有微结构的反应设备，内部亚毫米级别的三维微尺度结构能够将多股流体快速混合并分散成尺度在1μm到1mm之间的混合流体。与传统釜式反应相比具有如下优点：(1)反应过程连续化，合成效率提高；(2)规整流动带来的结构可控；(3)微通道带来的比表面积增加，实现快速换热；(4)强化传质混合过程，避免回流导致的副反应发生；(5)反应器内停留的原料少，反应过程安全可控；(6)规模式放大能够减少放大效应。

2、目前国内外各大高校公司都开启了微化工技术的研究，如德国拜耳的子公司ehrfeld的模块化微反应器，德国imm公司的simm微反应器，西门子siprocess微反应系统，美国康宁g1-g4微通道技术。此外，杜邦、巴斯夫、syrris、中国的沈氏、微井科技、豪迈等公司亦开发了自己的微反应系统并应用于各式反应中。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种微通道反应装置，其特征在于，包括混合区和反应区，所述混合区包括依次连通的入口通道、混合通道和出口通道，其中，所述混合通道包括若干个第一混合通道(a)和若干个第二混合通道(b)，且所述第一混合通道(a)和所述第二混合通道(b)相互交替循环排布，每个所述第一混合通道(a)和每个所述第二混合通道(b)均具有微尺度绕流结构，所述反应区为直通通道。

2.根据权利要求1所述的微通道反应装置，其特征在于，所述混合区的入口通道具有至少两个相互平行排列的通道，且反应物料经由所述入口通道垂直进入所述混合通道。

3.根据权利要求2所述的微通道反应装置，其特征在于，所述混合区的入...

【技术特征摘要】

1.一种微通道反应装置，其特征在于，包括混合区和反应区，所述混合区包括依次连通的入口通道、混合通道和出口通道，其中，所述混合通道包括若干个第一混合通道(a)和若干个第二混合通道(b)，且所述第一混合通道(a)和所述第二混合通道(b)相互交替循环排布，每个所述第一混合通道(a)和每个所述第二混合通道(b)均具有微尺度绕流结构，所述反应区为直通通道。

2.根据权利要求1所述的微通道反应装置，其特征在于，所述混合区的入口通道具有至少两个相互平行排列的通道，且反应物料经由所述入口通道垂直进入所述混合通道。

3.根据权利要求2所述的微通道反应装置，其特征在于，所述混合区的入口通道具有三个相互平行排列的通道，且所述入口通道的水力学直径为200-2000μm，长度为1-2mm。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的微通道反应装置，其特征在于，所述第一混合通道(a)具有沿中轴线相互对称排布的上下两层流道，每层流道分为七个模块，a1号模块(1)为前后变径的通道，入口处水力学直径为1371-2056μm，通道高0.5-2mm，出口处水力学直径为920-1380μm，通道高0.5-2mm，入口截面与出口截面的直线距离为1-3mm，以所述入口通道所在平面为基准面，a1号模块(1)的斜度为30-60°；a1号模块(1)的出口连接至a2号模块(2)，所述a2号模块(2)为直行通道且垂直于基准面，通道宽0.5-1.5mm，高0.5-2mm，长度为1-5mm，水力学直径为920-1380μm；a3号模块(3)、a4号模块(4)和a5号模块(5)为回流区域，所述a3号模块(3)和所述a2号模块(2)连接处的流体流动方向与所述a2号模块(2)内的流体流动方向互相垂直；所述a4号模块(4)为混合回流区，上下两层流道的流体在所述a4号模块(4)内汇集并混合后重新分配为两股流体流出，且流出的流体流向与所述a2号模块(2)内的流体流向相反，入口截面宽为0.5-2mm，高1-4mm，出口截面宽为0.5-2mm，高为0.5-2mm；a5号模块(5)为前后变径的通道，入口水力学直径为1371-2056μm，出口水力学直径为946-1420μm，入口与出口的直线距离为0.5-2mm，出口流出的流体流向a6号模块(6)；所述a6号模块(6)与所述a2号模块(2)沿中轴线相互对称排布并且保持相互平行，且所述a6号模块(6)内的流体流向与所述a2号模块(2)内的流体流向一致，通道宽0.5-1.5mm，高0.5-2mm，长1-5mm，水力学直径为920-1380μm；a7号模块(7)为前后变径的通道，入口处水力学直径为920-1380μm，出口处水力学直径为1200-1800μm，入口截面与出口截面的直线距离为1-3mm，出口处流出的流体进入第二混合通道(b)中继续混合。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的微通道反应装置，其特征在于，所述第二混合通道(b)具有沿中轴线相互对称排布的上下两层流道，每层流道分为七个模块，b1号模块(8)为前后变径的通道，入口处水力学直径为1371-20...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊昕，储博钊，王菊，钟思青，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：