[發明專利]一種微波薄膜反應裝置

在審

• 申請號: 201811576457.1
• 申請日: 2018-12-22
• 公開（公告）號: CN111346581A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 譚昊明;付其璋;陳和粲
• 申請（專利權）人: 上海泰初化工技術有限公司
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種微波薄膜反應裝置，包括四部分，第一部分機械傳動裝置（1），第二部分是微波發射裝置（2）；第三部分為成膜裝置（3）；第四部分為反應器壁(4)圍成的空腔；在所述反應裝置中，成膜裝置在反應器壁圍城的空腔內部，通過機械傳動裝置使成膜裝置（2）和/或反應器壁（4）運動，使得物料液體沿反應器壁呈膜狀流動，微波照射所述流動液體促進化學反應加速進行。

技術領域

本發明屬于新型化學反應器領域。具體涉及到一種新型的反應裝置，通過成膜裝置部件和反應器壁的空腔的運動，將反應物料液體利用物理力制成薄膜沿著反應器壁流動，并通過微波促進化學反應的裝置。

背景技術

微波作用于化學反應具有快速、低能耗、高效率和綠色環保的特點。微波促進一些反應速度可以達到常見的化學反應10000倍以上，一般需要幾十個小時的反應用微波促進的話只需要幾分鐘。但是，微波促進化學反應也有著其難以克服的缺點，一般而言，傳統的反應釜，液體的厚度太大很大，微波被液體表面吸收，很難滲透在液體的內部。更為主要的是，反應體系內部反應速度過快，反應體系內部的熱量很難從體系內部移除。內部過熱會導致體系突然氣化，出現非常大的安全風險。雖然，一些通過微通道反應器或者管式反應器連續反應器解決這樣的問題，但是這樣的解決方案有如下兩個缺點: 一個缺點是微通道反應器或者管式反應器當液體粘度變大的時候，會堵塞反應器，需要的輸送泵的壓力會超過使用范圍；另一個缺點是微通道或者管式反應器產生的小分子產物很難從體系移出。

發明內容

本發明提供一種新型的微波薄膜連續反應器，該反應器具有如下的優點，通過成膜裝置和/或者反應器壁的運動把液體物料制成薄膜，利用離心力讓液膜沿著反應器壁流動，用微波照射反應液膜。這樣該反應具有如下幾個優點：

1）由于用反應壁圍成的空腔和/成膜裝置的運動，使得反應形成薄膜，克服了傳統的釜式反應器液體厚度的問題，微波可以均勻地照射在液膜表面，提高反應速度的同時提高微波的利用率；

2）由于液膜的產生，微波照射后，不會產生內部過熱產生的液體突然大幅度氣化所產生的安全風險；

3）由于液體是膜狀結構，散熱面積大，使得反應器既有微波反應迅速的特點，又具備散熱迅速的特點，控制反應副反應的發生；

4）可以在反應器上安裝其他的蒸發裝置，避免了原微波管式反應器和微通道反應器小分子不能從體系散逸出來的問題；

5) 更為主要的，液體的流速可以是通過物理力控制，避免管式反應器和微通道反應器不能使用高粘流體的限制。

本發明公開了一種微波薄膜反應裝置，包括四部分，第一部分機械傳動裝置（1），是微波發射裝置（2）；第二部分為成膜裝置（3）；第三部分為反應器壁(4)圍成的空腔；在所述反應裝置中，成膜裝置在反應器壁圍城的空腔內部，通過機械傳動裝置帶動成膜裝置（2）和/或反應器壁（4）的運動，使得物料液體沿反應器壁呈膜狀流動，微波照射所述流動液體促進化學反應加速進行，該裝置可以避免傳統反應釜式微波反應器中由于液體過厚，對于微波的吸收作用導致反應效率的下降，同時由于反應使呈薄膜進行，避免了內部過熱出現的安全風險。

一種微波薄膜反應器，所述成膜裝置可以有以下結構：1)一種是成膜裝置是刮板，刮板和反應器壁的距離在0.1mm-50mm之間，優選在1mm-10mm之間（見附圖1）；其中，刮板和/或反應器可以旋轉，利用二者之間的相對運動，離心力可以使物料液體旋轉運動；2）第二種成膜裝置是由螺旋桿組成，螺桿的螺紋深度在0.1-50mm之間，優選1-5mm，螺桿和/或反應器壁可以旋轉；利用螺桿和反應器壁之間的相對運動，產生的離心力可以使物料液體旋轉運動。(見附圖2）類似的成膜裝置還有很多，只要通過物理力使得物料液體成薄膜沿著反應器壁運動就可以實現目的。

一種微波薄膜反應器反應裝置，該反應器的反應器壁空腔為圓柱形、圓錐形、圓錐臺型，半圓球型或者半橢球型。