[發明專利]減壓蒸餾超聲反應器

有效

• 申請號: 201010592279.9
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102085472A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 孫寶云;董金泉;趙宇亮;楊尚元
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: B01J19/10
• 分類號: B01J19/10;B01D3/10
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 呂俊清

技術領域

本發明涉及化學試劑反應器，尤其涉及能夠同時進行反應、溶解、蒸餾及超聲的一種減壓蒸餾超聲反應器。

背景技術

現有技術中，例如在進行富勒烯制備時，需要對兩種或兩種以上物質進行反應，反應之前或反應過程中要涉及到對反應物的溶解過程，為了提高效率，最好能加速溶解過程和/或反應過程。同時，有的情形還需要對反應溫度進行控制。在具備上述條件的同時，有時還需對反應或溶解產物進行濃縮，并回收試劑，或對反應氣氛進行控制，及根據需要對反應器內部的氣體成分進行任意的抽取和注入等。

然而，目前市場上沒有同時滿足上述要求的產品，只有單一的例如用于減壓下蒸餾易揮發溶劑的旋轉蒸發儀，用于蒸餾、干燥、濃縮及恒溫加熱的水浴鍋，用于清洗的普通的超聲波清洗儀，及其他一些常用的反應儀器。這些儀器只能發揮單一的功能，如果在制備過程中需要完成上述的多個功能，則需要從這些儀器中的其中一個儀器轉移到另外一個儀器，才能完成整個制備過程。然而，在進行轉移時，不可避免會接觸空氣，因此現有技術的單一功能的上述儀器設備不適用于對空氣比較敏感，或者有特殊要求的化學工藝過程，且進行轉移時所需的工作量較大，增加了人力及物力成本。

另外，本申請人的發明名稱為《一種超聲過濾反應器及其使用方法》(以下簡稱申請1)的發明專利申請，其公開日為2010年3月10日，公開號為CN101664664。申請1公開了一種集反應、溶解、過濾、分離和超聲為一體的超聲過濾反應器，其主要由容器主體、上蓋、投入式超聲儀及漏斗組成，可以使各種物質反應過程和產物的溶解分離過程在同一個裝置中進行并可以控制反應氣氛。但申請1的技術方案，也不能實現反應、溶解與蒸餾過程的一體化，也不能解決現有技術中存在的上述技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種集反應、溶解、蒸餾和超聲為一體的減壓蒸餾超聲反應器，以解決現有技術中存在的從反應裝置轉到產物濃縮裝置過程中存在外來物質污染的技術問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種減壓蒸餾超聲反應器，所述減壓蒸餾超聲反應器包括：反應器主體，用于承載多個反應物的反應、溶解與蒸餾，所述反應器主體具有上開口和側開孔；氣管和液管，通過密封套件穿設于所述上開口或所述側開孔，所述氣管用于對所述反應器主體抽氣和充氣；所述液管用于向所述反應器主體進液和從所述反應器主體出液；水浴鍋，所述反應器主體設置于所述水浴鍋內，所述水浴鍋用于加溫與控制所述反應器主體內的反應、溶解與蒸餾溫度；超聲裝置，其超聲頭設置于所述反應器主體的下方，用于對所述反應器主體內的反應物進行超聲。冷凝與出液裝置，連接于所述側開孔，包括在上的第一冷凝器與在下的第二冷凝器，所述第二冷凝器的底端具有出液口。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述超聲裝置為投入式超聲儀，所述投入式超聲儀包括控制器、引線與超聲頭，所述超聲頭設置于所述水浴鍋底部。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述側開孔上連接一過渡管的一端，所述過渡管另一端連接于所述第一冷凝器與所述第二冷凝器之間，所述第二冷凝器的底端連接有溶劑暫存容器，所述溶劑暫存容器底端設置所述出液口。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述氣管包括進氣管，所述液管包括進料管與出料管，所述進氣管、進料管和出料管均從所述上開口垂直穿入所述反應器主體。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述出料管的底端延伸至所述反應器主體的底部。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述反應器主體的抽真空口設置于所述第一冷凝器的頂端。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，溶劑暫存容器上設置有通氣孔。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述反應器主體上連接有壓力感受器，所述壓力感受器連接有用于在所述反應器主體內氣壓大于安全閾值時泄壓的泄壓孔。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述超聲頭具有多個，均勻分布于一個設置于所述水浴鍋底部的不銹鋼圓環的圓周上，各所述超聲頭的引線在所述不銹鋼環內延伸并匯集于一個與所述不銹鋼環垂直連接的不銹鋼管的底端，并穿過所述不銹鋼管，從所述水浴鍋上邊緣處穿出連接到所述控制器。

本發明的減壓蒸餾超聲反應器，優選的，所述過渡管上設置有閥門。

本發明的有益效果在于：

1、使各種物質的溶解過程、反應過程、產物的濃縮過程和溶劑的回收過程要在同一個裝置中進行，實現了對反應溫度、氣氛及壓力的控制。