微反应器系统总成技术方案

微反应器系统总成，包含下述堆栈：至少ｎ个处理模块（１－６），其中ｎ是等于或大于１的整数，其由刚性第一材料制成，且包含至少一个用于容纳和引导反应流体的反应流体通道（１Ａ、１Ｂ、２Ａ、３Ａ、６Ａ）；以及至少ｎ＋１个热交换模块（７、８），其由不同于所述第一材料的有韧性的第二材料制成，且包含至少一个用于容纳和引导热交换流体的热交换流体通道（７Ａ、８Ａ），其中每个处理模块（１－６）被夹在两个相邻的热交换模块（７、８）之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及孩史反应器系统总成，其包含至少n个处理模块和至少 n+l个热交换模块，其中每个处理模块被夹在两个相邻的热交换模块之间。
技术介绍
微反应器是反应装置，其用于一个或多个反应物反应(通常包 含两个或多个反应物的混合物)，以及在某种程度上用于通过在混合 前、混合中和/或混合后加热或冷却或热緩冲所述反应物而控制所述 反应物的反应。这样的用于在小区域内实现化学反应的微反应器可 /人 <列^口 EP—A—0688242 、 EP—A-1031375 、 WO-A-2004/045761及 US-A-2004/0109798中获知。在微反应器中进行的化学反应基本上可被分为所谓的A型反应 和B型反应。A型反应，例如有机金属反应，是非常快的化学反应且在混合 室内混合反应物时直4妄发生，通常在1秒范围内。它们可一皮称为由混 合处理控制的反应。为了让所有反应物完全反应以及为了避免副产 物，这样的A型反应要求处理流体的快速和有效混合，以及有效的 热控制。这样的A型反应通常要求没有或很短的后反应时间，且因 此可在具有小的驻留容积或后反应容积的孩i反应器内4艮好地实现。 对于这类反应的驻留时间通常在小于20秒的范围内。相反，B型反应，例如维蒂希反应(Wittig reaction)或芳香胺 与双烯酮(diktene)的乙酰酰化反应，有快有慢，通常反应时间在l 秒钟到10分钟的范围。它们受浓度或动力学控制而进行。为了使反 应物反应完全且避免副产物，这类B型反应不要求非常快的混合该 反应物，而要求在整个反应时间内反应条件可控制。因此，驻留容 积和后反应容积的尺寸必须如此设定，即在可以容易且精确控制的 条件下处理流体在该孩i反应器保持4艮长时间。然而，由于尺寸小和 昂贵的微结构，直到现在，用传统的微反应器实现这样较长的驻留 时间是困难的。因此，传统的樣t反应器大部分用于A型反应。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供改进的微反应器系统总成，其适于 确保所需驻留时间，在该驻留时间内温度控制是可能的。这个目的是由根据权利要求l所述的微反应器系统总成解决的， 其包含下述的堆栈至少n个处理模块(1-6)，其中n是等于或大于l的整数。每个处 理才莫块(1-6)由刚性的第一材料制成，并且包含至少一个反应流体 通道(1A、 1B、 2A、 3A、 6A)，该反应流体通道穿过所述处理才莫 块(l-6)，并且介于至少一个反应流体进入口 (1C、 1D、 2C、 2D、 3C、 6C)和至少一个反应流体排出口 ( 1E、 1F、 2E、 3D、 6D)之 间，用于容纳并且引导反应流体。其中，在有至少两个处理模块(1-6 ) 的情况下，所述至少两个处理才莫块(1-6)功能上串联；以及至少n+l个热交换模块(7、 8),其由不同于所述第一材料的可 变形或有韧性的第二材并+制成，且包含至少 一 个热交4灸流体通道 (7A、 8A)，该热交换流体通道穿过所述热交换才莫块(7、 8)内部， 且介于其至少一个热交换流体进入口 (7B、 8B)和至少一个热交才灸流体排出口 (7C、 8C)之间，用于容纳和引导热交换流体，其中所 述至少n+l个热交换模块(7、 8)功能上串联，其中每个处理模块(1-6 )被夹在两个相邻的热交换模块(7、 8 )之间。该至少n个处理纟莫块和该至少n+l个热交换才莫块各自形成独立 的^:莫块，其限定至少一个流体通道，即反应流体通道或热交换流体 通道，在该至少一个进入口和该至少一个4非出口之间的才莫块的内部完全延伸。通过提供由不同材料制成的处理模块和热交换模块，分别为该 处理模块和热交换模块选择下述第 一和第二材料是可能的只于于该处理一莫块，可选4奪对该反应物的反应，尤其抗腐蚀和/ 或抗压最佳的第一材料，且最好选自包含不锈钢、镍基合金、鴒、 钽、钬、陶瓷、硅、石墨的组和/或一个或多个所述第一材料的适当组合。对于该热交换才莫块，可选择有韧性的第二材料，其对热传递和/ 或密封，尤其热传导最佳的，且最好选自包含铝、铝合金、铜、铜 合金、银和银合金的组和/或一个或多个所述第二材料的适当组合。于是，通过提供具有分开的处理模块和热交换模块的微反应器 系统总成，4十对其特定职责，即进4亍该化学反应或控制处理温度， 最优化每个所述模块变为可能。有利地，对该化学反应处理和该温度控制分别提供单独的模块， 允许对该樣i反应器系统总成的元件标准化。因此，为不同反应^是供 具有不同驻留时间、不同流体容积、不同转移热量等等的不同的凝:反应器系统总成变为可能。例如，提供具有用于容纳热交换流体的 更大通道的热交换才莫块，允许向同 一处理才莫块供应或移走更多热量。该第一材料比较刚性，而该第二材料比较有韧性。优选地，用 于该热交换才莫块的有韦刃性的第二材料在压力下可逆地(即弹性地)或者残留(remainingly )(即塑性)变形。将热交4奐才莫块压在相邻的、 由像不锈钢等比较刚性第 一材料制成的处理模块上，接着使该热交 换模块的接触面稍微变形，从而处理模块和热交换模块之间不需要额外的密封。与传统微反应器(其中为了提供良好的热传递处理流体和热交 换流体之间的壁厚已经尽可能减小)相比，按照本专利技术，提供了独 立的处理模块和热交换模块。尽管这增加了反应流体和热交换流体 之间的距离(在此之前，这被认为是不利的)，由于关于它们的特定 职责〗吏这些独立才莫块最优化，可令人惊讶地达到更好的处理与温度 控制。每个处理模块被夹在两个热交换模块之间，以及不放置在该樣i 反应器的端部的每个热交换模块被夹在两个处理模块之间。在该微 反应器系统总成端部的热交换才莫块可分别一皮;改置在第一、第二框架 装置与处理才莫块之间。才艮据该微反应器系统总成的优选实施例，所述至少n个处理模块 包含混合纟莫块，它的至少一个反应流体通道包含用于纟妄收和混合至 少两种反应流体的混合部；以及可选地至少一个热调节模块，设置在所述混合模块的上游，用于在进 入所述混合才莫块之前调整所述反应流体的温度；以及至少一个保持模块，设置在该混合模块的下游，用于容纳该反 应流体混合物。使用多于一个混合模块允许对连续的反应步骤连续地引入更多 反应流体。在所述混合才莫块，该反应流体在构成该至少一个反应流 体通道的一部分的混合部进行混合，且离开所述混合部之后，被容 纳在同样构成该至少 一个反应流体通道的 一部分的第一^f呆持容积 内。所述混合部可具有如纟全塞流混合或逆向混合的混合构造，而所 述第一保持容积可包含由弯管连接的一个或多个大体直的通道。优 选地，提供保持产生层流的第一容纳容积。在该混合模块内的反应流体的温度可被与所述混合模块相邻的 两个热交换模块控制。在那里，热的或冷的热交换流体被供应至在 该两个热交换:才莫^:每个内的该至少一个热交净奂流体通道，其通过热 传递供应或移走来自该处理一莫块的热量。如上面所指出，在混合两个或多个反应流体之前，所述反应流 体可,皮加热或冷却。另外，可在所述混合才莫块的上游4是供一个或多 个热调节模块。对于每个待加热或冷却的反应流体，所述热调节模块包含至少 一个反应流体通道。当流经所述反应流体通道时，每个 反应流体^皮与所述热调节才莫块相邻的两个热交换才莫块加热或冷却， 类似之前对该本文档来自技高网...

【技术保护点】
微反应器系统总成，包含下述的堆栈：　至少ｎ个处理模块（１－６），其中ｎ是等于或大于１的整数，每个处理模块（１－６）由刚性的第一材料制成，并且包含至少一个反应流体通道（１Ａ、１Ｂ、２Ａ、３Ａ、６Ａ），该反应流体通道穿过所述处理模块（１－ ６），并且介于至少一个反应流体进入口（１Ｃ、１Ｄ、２Ｃ、２Ｄ、３Ｃ、６Ｃ）和至少一个反应流体排出口（１Ｅ、１Ｆ、２Ｅ、３Ｄ、６Ｄ）之间，用于容纳并且引导反应流体，其中，在有至少两个处理模块（１－６）的情况下，所述至少两个处理模块（１－６）串联；　以及至少ｎ＋１个热交换模块（７、８），每个所述热交换模块（７、８）由不同于所述第一材料的有韧性的第二材料制成，且包含至少一个热交换流体通道（７Ａ、８Ａ），该热交换流体通道穿过所述热交换模块（７、８）内部，且介于至少一个热交换流体 进入口（７Ｂ、８Ｂ）和至少一个热交换流体排出口（７Ｃ、８Ｃ）之间，用于容纳和引导热交换流体，其中所述至少ｎ＋１个热交换模块（７、８）串联，　其中每个处理模块（１－６）被夹在两个相邻的热交换模块（７、８）之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克罗贝热，尼古拉斯比勒尔，伯廷齐默尔曼，赖纳德福伯特，
申请(专利权)人：隆萨股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]