[發明專利]液體混合方法及裝置

在審

• 申請號: 201280030183.0
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN103608095A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 西川大介;山下岳史;西村真;野一色公二
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: B01F3/08
• 分類號: B01F3/08;B01F5/00;B01J19/00;B81B1/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 海坤

技術領域

本發明涉及用于將相互具有可溶性的液體彼此在微細流路內進行混合的方法及裝置。

背景技術

以往，作為通過使相互具有可溶性的液體(反應劑)彼此接觸并混合，來用于制造所期望的反應生成物的方法，公知有使用被稱為所謂的微通道反應器的流路形成體的方法(專利文獻1)。該微通道反應器具備在表面形成有槽的基體，通過該槽來構成微細流路。通過使混合對象液體在該微小流路內流動，從而使每單位體積下的混合對象液體彼此的接觸面積飛躍地增大，該情況使該混合對象液體彼此的混合的效率提高。

在該微通道反應器中，除了所述接觸面積的增大之外，還期望促進進一步的混合。這樣的混合的促進能夠使到該混合的完成為止所需的所述微小流路的流路長度縮短，由此能夠實現微通道反應器整體的小型化。另外，混合操作所需要的時間的縮短還有助于抑制該混合操作中的不需要的副反應的產生。

作為促進該混合的方法，在專利文獻2中公開有在流路內形成混合促進用的多個凸部的方法。另外，在專利文獻3中公開有在混合流路的中途設置電極對并對電極對施加交流電壓的方法。但是，如專利文獻2中記載的那樣，在流路內形成多個細的凹部的情況導致流路形狀的復雜化，使該流路的制作及維護(尤其是清洗)的工時增大。另外，專利文獻3所記載的那樣的電極的配置還導致微通道反應器的結構的復雜化及顯著的成本的增加。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-168173號公報

專利文獻2：日本特開2006-102681號公報

專利文獻3：日本特開2006-320878號公報

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用了形成混合用流路的流路形成體的液體的混合方法及裝置，其不需要使該混合用流路的形狀顯著復雜化、不需要用于促進混合的大規模的設備，就能夠促進該混合。

為了實現該目的，本發明諸發明者想到在用于使混合對象液體彼此混合的流路內強制地形成段塞流的方法，且確認了由此得到顯著的混合促進效果。在此所說的“段塞流”是指由所述混合對象液體構成的單元和由其以外的流體構成的單元在微小流路內沿著其流路長度方向交替排列那樣的流動。通過這樣的段塞流的形成，能夠確認在包括所述混合對象液體的單元內飛躍地促進該混合對象液體彼此的混合。推測該效果基于所述混合對象液體彼此的混合在微小的各單元內進行、以及在各單元內形成對所述混合對象液體彼此的混合的促進有效的微小循環流而得到。

本發明根據這樣的觀點而作出，提供一種對于在由微細流路構成的混合流路內使相互具有可溶性的混合對象液體即第一液體及第二液體混合有用的方法。該方法包括：使所述第一液體及所述第二液體在所述混合流路內合流的工序；對在所述流路內流動的合流后的液體從與該流路交叉的方向供給相對于所述第一及第二液體具有不溶性的不溶流體，來使該合流后的液體隔開間隔斷開，從而在比所述不溶流體的供給位置靠下游側的流路內形成由該合流后的液體構成的混合對象單元與由該不溶流體構成的不溶流體單元交替排列的段塞流，由此，在所述下游側的流路內使各混合對象單元內的所述第一液體與所述第二液體混合的工序。

在此，“相互具有可溶性的第一液體及第二液體”是指具有在將上述的液體彼此混合后，即使將該混合液靜置，該液體彼此也不分離成層狀那樣的性質的流體，例示出兩混合對象液體都為親水性高的液體的情況、兩混合對象液體都為親油性高的液體的情況。另一方面，作為“相對于第一液體及第二液體具有不溶性的不溶流體”，例如在該第一及第二液體為親水性高的液體的情況下，例示出例如油或水溶性低的氣體(氮氣或不活潑氣體、碳化氫系氣體等)，在該第一及第二液體為親油性高的液體的情況下，例示出例如水或親水性高的液體、相對于油的溶解度低的氣體(氮氣或不活潑氣體等)。