[发明专利]用于高通量应用的反应器系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高通量应用(high throughput applications)的反应器系统，诸如用于在多个平行微反应器中执行平行化学实验或化学物质的合成。

背景技术

包括平行或顺序操作的多个平行反应器的反应器系统是众所周知的。在这种系统中，流体向反应器的均等分配是重要的。过去，已经提出的方案包括在将流体从公共流体源送至反应器的反应器供给管线中布置诸如毛细管的限流器。如果毛细管全部具有基本相同对流体流动的阻力并具有系统中最高的对流体流动的阻力，则流体将在反应器上均匀分配。这例如描述在WO99/64160中。

近年来，已经提出将微流体芯片用作限流器来代替毛细管。微流体芯片比毛细管更容易处理并且当需要较长限流器通道时要求更少的空间。微流体芯片还用于分流器中，其中被应用的微流体芯片典型地具有单个公共入口端口和多个出口端口，限流器通道在公共入口端口与出口端口之一之间延伸。

本发明所属类型的反应器系统中使用的微流体芯片与用于“芯片实验室”目的的微流体芯片的不同在于：在用于“芯片实验室”目的的微流体芯片中，通常芯片中的一个或多个通道适于用作反应器。在本发明所属类型的反应器系统中的微流体芯片中，微流体芯片中的通道仅用作流体流动的管道而不用作反应器；系统包括发生发应的一个或多个独立的反应器。

微流体芯片当被应用于升高压力反应系统中时具有一些问题，例如用于其中微流体芯片内的压力超过30bar的系统时。很多高通量应用需要操作压力在30bar以上，有时甚至100bar以上，高达例如300bar。

微流体芯片通常具有平面形状并大体由两层或更多层玻璃、硅或石英制成，在流动通道被蚀刻在一层或更多层中之后，两层或更多层玻璃、硅或石英被结合在一起。这些材料允许在其中精确地制造通道。当高压流体流动出现在通道中时，微流体芯片中的层可能会分层。另外，具有在硅、玻璃或石英中形成裂缝的风险。这些种类的故障可能导致微流体芯片的泄漏，甚至微流体芯片可能破损。与例如金属微流体芯片不同，玻璃、硅或石英微流体芯片较脆并且可能由于裸眼不能看见的微裂缝而毫无征兆地破损。这种裂缝可能在之前的微流体芯片上的负载压力循环期间已经形成。例如，当微流体芯片首先在例如150bar下测试时，微流体芯片可能在测试之后看起来不错，但是当之后仅施加100bar时其可能由于在150bar下测试期间形成的微裂缝而破损。

与在升高的压力下使用微流体芯片关联的另一问题在于，微流体芯片与供给微流体芯片中的通道或从微流体芯片中的通道接收流体的流动线之间的连接件难于使其流体密封。为了防止这些连接件的泄漏，这些连接件通常被胶合，但是这使得更难于将系统中的微流体芯片更换为另一微流体芯片。例如，如果期望不同的对流体流动的阻力、如果微流体芯片中的通道已被堵塞或者如果微流体芯片泄漏或者已经失效，可能期望将系统中的微流体芯片更换为另一微流体芯片。

US2010/0144539公开一种具有平行反应器的系统，其包括用作分流器的微流体芯片。为了能够在升高的压力下操作该系统，壳体被提供在该已知的系统中。系统的压力敏感部件，诸如反应器容器、阀、联接件、配件以及分流器，被布置在该壳体中。壳体借助例如，氮气(N₂)的辅助气体被加压至高压，从而使得压力敏感部件仅承受较小的压差。

该已知系统相当复杂，由于承受高压的壳体内的容积相当大而造成了安全隐患，并且难于检测布置在壳体内的部件和连接件中的任意泄漏的位置。而且，在壳体被完全加压之前不能开始试验，这将需要一段时间。这增加了实施试验所需的时间。

发明内容

本发明的目的在于至少降低上面提及的一个或多个问题。

该目的利用权利要求1的反应器系统以及权利要求16的反应器系统实现。

根据本发明的反应器系统包括多个反应器组件。每个反应器组件包括流通式反应器，该流通式反应器包括反应器入口和反应器出口。

每个反应器组件进一步包括反应器供给线，该反应器供给线具有第一端和第二端。该第二端连接到相同反应器组件的流通式反应器的反应器入口。反应器供给线适于将流体供应到流通式反应器。

每个反应器组件进一步包括反应器流出线，该反应器流出线具有第一端。该第一端连接到相同反应器组件的流通式反应器的反应器出口。反应器流出线适于将反应器流出物从流通式反应器排出。