[發明專利]連續化氣液反應裝置及含有其的連續化氣液反應系統

有效

• 申請號: 201910913234.8
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110681334B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 洪浩;洪亮;陶建;郭金海;戴睿智;張巖
• 申請（專利權）人: 凱萊英生命科學技術(天津)有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/00;B01J4/02;B01J19/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張美月

本發明提供了一種連續化氣液反應裝置及含有其的連續化氣液反應系統。連續化氣液反應裝置包括：主反應器、攪拌裝置和振蕩源。攪拌裝置設置于主反應器的內部，且沿主反應器的長度方向延伸；振蕩源用于控制主反應器的振蕩頻率。上述連續化氣液反應裝置中同時設置有攪拌裝置和振蕩源，在二者的同時作用下，主反應器中會形成軸向和徑向的復雜漩渦，同時隨著振蕩的進行，漩渦不斷出現消失。這能夠使主反應器中的流型更加復雜，強化液液傳質，進而使反應更加充分，同時提高主反應器的傳熱效果。振蕩源的存在使得體系在器壁和攪拌裝置之間劇烈地反復沖刷能夠有效抑制反應過程中出現粘接堵塞的風險。

技術領域

本發明涉及化工反應裝置制造領域，具體而言，涉及一種連續化氣液反應裝置及含有其的連續化氣液反應系統。

背景技術

氣-液-固三相反應在醫藥化工領域中應用廣泛，按床層性質可以分為兩類：固定床氣液固三相反應器和懸浮床氣液固三相反應器。固定床反應器的代表為滴流床。滴流床的優點在于氣體在平推流作用下，固液比(或液體滯留量)很小，可使均相反應的影響降低，并且對于氣液兩相并流向下的流型不會形成有液泛。但缺點在于固定床反應器對固體顆粒的粒度要求比較高。如果固體顆粒太小，催化劑和反應體系不能均勻接觸從而容易造成反應器內局部溫度升高，導致飛溫現象，從而對整個反應效果造成影響。特別地，固定床反應器對反應中有固體生成的氣液固三相反應極不適用。

在懸浮床氣液固三相反應器中，反應體系中的固體在氣液混合物中呈懸浮狀態。按有無機械攪拌的類型，懸浮床氣液固三相反應器可以分為機械攪拌懸浮式，以氣體鼓泡攪拌的鼓泡淤漿反應器，不帶攪拌的氣液并流向上而固體不帶出床外的三相流化床反應器，以及具有導流筒的三相環流反應器等。但在一些低溫連續反應過程中，反應時間過長，利用懸浮床氣液固三相反應器進行放大生產后容易造成整個反應器體積巨大，同時需要保證反應溫度較低。但由于反應溫度較低，生成的產品的溶解性也不高導致反應物極易在反應過程中被析出，導致反應器中有大量固體生產，而以上列舉的反應器中固體床層大都作為催化劑存在，并且多為批次操作。

由此可以看出，現在的氣液固三相反應器通常為批次反應，大部分不能滿足連續化生產的需求，且以被堵塞。且對于反應時間較長的反應，為了保證平推流效果，需要巨大的反應體積才能達到希望的反應效果。同時上述反應器的傳質傳熱效果較差，大大提升了放大效應對反應造成的風險，以及需要花費較大的設備投資成本。

在此基礎上，有必要提供一種連續化、傳熱效果好及低成本的連續化氣液反應裝置。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種連續化氣液反應裝置及含有其的連續化氣液反應系統，以解決現有的氣液反應裝置存在因反應中析出固體導致反應不連續且傳熱效果差的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種連續化氣液反應裝置，連續化氣液反應裝置包括：主反應器、攪拌裝置和振蕩源。攪拌裝置設置于主反應器的內部，且沿主反應器的長度方向延伸；振蕩源用于控制主反應器的振蕩頻率。

進一步地，主反應器包括：反應段、回溫溶解段和控溫單元，反應段設置有第一進料口和反應產物體系出口；回溫溶解段設置有反應產物體系入口和產品出口，反應產物體系入口與反應產物體系出口經反應產物體系輸送管路相連通；控溫單元用于控制主反應器的溫度。

進一步地，主反應器還包括中間緩沖段，中間緩沖段包括緩沖溶劑入口，中間緩沖段設置在反應產物體系輸送管路上。

進一步地，反應段還設置有第二進料口，且第二進料口的水平高度低于第一進料口的水平高度。

進一步地，控溫單元包括：第一控溫裝置、第二控溫裝置和第三控溫裝置，第一控溫裝置用于控制反應段的溫度；第二控溫裝置用于控制中間緩沖段的溫度；及第三控溫裝置用于控制回溫溶解段的溫度。

進一步地，主反應器還包括產品池，產品池的入口端與產品出口相連通。