[實用新型]一種連續化學反應平臺

有效

• 申請號: 202022776547.4
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN214288079U
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 杜恒;蔡世美
• 申請（專利權）人: 上海硼森化學科技有限公司
• 主分類號: B01J4/00
• 分類號: B01J4/00;B01J4/02;B01J19/10
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 閆亞

本實用新型公開了一種連續化學反應平臺，包括平臺本體，平臺本體上依次設置有物料輸入系統、PLC控制器、觸控液晶屏、功能按鈕、反應系統和物料輸出系統，平臺本體正面處設有觸控液晶屏和功能按鈕，觸控液晶屏和功能按鈕分別與位于平臺本體內的PLC控制器連接。該反應平臺可自動對加入物料種類、反應條件、物料配比、物料流速等進行控制，也可根據具體要求，在反應之間插入清洗過程，實現全程自動化，并根據稱重數據反饋，調節流速，實現了流速的閉環控制，精確控制物料輸送配比。

技術領域

本實用新型涉及化學反應裝置技術領域，具體涉及一種連續化學反應平臺。

背景技術

連續化學反應在化工工藝中有著特殊的優勢，連續化學反應設備比表面大于傳統釜式反應上千倍，通過換熱介質對反應熱條件的控制能力遠優于傳統反應釜，對于需要在極低的溫度進行反應的熱不穩定的物質或中間態，不穩定中間態發生副反應是與溫度、反應時間密切相關的，溫度越高副反應越顯著，時間越長，副反應越明顯，微通道連續反應可以良好的解決這些問題，大比例的傳熱面積可以維持反應流體迅速冷卻到反應較適合的溫度，反應過程釋放的熱量通過熱交換瞬間移出反應體系，保證反應環境的溫度穩定，從而確保反應轉化率、收率、和質量、雜質等數據穩定。在進行危險化學反應時，往往伴隨巨大的放熱量，如果釋放的熱量不能被及時的移出反應體系，產生的熱量會持續升高反應體系的溫度，當溫度達到溶劑的沸點，或者達到二次反應的臨界值就會引發惡性的安全事故，這是很多釜式反應發生事故的重要原因。微通道連續化生產可以非常好的解決這類問題，巨大的傳熱比表面可以將反應流體的溫度控制在安全且最佳的反應溫度，保證反應在安全范圍內進行，而且連續反應在通道內進行，通道內的反應液保有體積是傳統反應釜的千分之一到萬分之一，其危險因素會大幅度的降低，影響后果可大大降低。傳質條件是化學、生物以及很多物理過程的重要因素，傳統反應釜在攪拌過程會出現空間上的不均勻性，例如當物料比重不同時，攪拌過程從深度方向就會有不均勻性，當一種物料滴加或分批加入到反應釜中，這種物料在攪拌作用下與反應體系混合均勻有一段時間，這個時間段會隨著反應規模的放大，時間會逐步延長，在沒有混合均勻前這種物料就會在局部過濃，這個時間越長副反應進行的程度就會越大，在滴加或分批加料過程中首批加入的物料和最后一批加入的物料在反應時間上會有巨大的差異，這種差異會隨著釜式反應規模的放大逐漸加大，反應產生的產物、中間體、過渡態，經歷這段時間越長副反應反應越顯著。連續微通道反應是將反應物料在適當的溫度壓力下瞬間混合，物料之間接觸時間均一，物料在反應條件保留時間一致，有效地控制副反應的發生，從而提高了反應轉化率和收率，降低反應純化難度，提高經濟效益。

微通道反應是連續化進行的，物料是依靠泵進行輸送，容易實現自動化，降低勞動強度，降低職業傷害風險。連續化反應在通道內進行，物料暴露環節少，降低了環境污染。因此微通道反應無論是在安全環保、勞動強度、經濟效益等方面都有著十分明顯的優勢。

隨著需求的增加，對連續化學工藝的開發的需求也大幅度增加，對于功能更強、自動化程度更高、使用更方便的工藝開發儀器就有了進一步的需求。專利CN201821320141.1中公開了一種集流通反應、固定床、層析功能于一體的綜合反應裝置平臺，這款儀器可在簡單更換反應模塊的情況下可以實現微通道反應、管式反應、固定床反應，更換層析柱后還可自動的進行層析分離工作，儀器具備一定的自動化程度，可以在應用中降低操作人員的工作強度。

但實際應用中，尤其是在連續化學工藝開發過程中，往往存在大量的工藝條件篩選，需要不斷地改變反應溫度、物料配比、物料濃度，有時需要更換試劑，反應結束還需清洗管路再進行下一項工作。上述專利中公開的儀器只能一項完成后人工切換下一項工作，對于大量條件篩選的開發工作力不從心；而且連續化學反應對輸送的物料比例有嚴格的要求，當輸送速度發生變化時，意味著物料配比發生變化，上述儀器物料輸送速度是靠輸送泵的流速調節實現的，這是一種開環的控制方法，也就是只有指令輸出，沒有信息反饋，這種控制方式可靠度較低。

實用新型內容