[实用新型]一种高效混合换热微通道反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及有机化学合成技术领域，具体地说涉及一种用于化学反应的微连续流的高效混合换热微通道反应器，是一种微连续液体器件。

背景技术

微通道反应器是一种单元反应界面尺度为微米到毫米级别的微化学反应系统，其特点如下：(1)比表面积大；(2)强化传质传热；(3)节能降耗；(4)安全，由于反应的容积较传统反应器要小得多，而且传质传热得到强化，所以反应过程中的危险系数大大降低；

已知技术中，有些化学反应，两种或两种以上流体混合反应时，需要充分分散混合，并精确控制反应温度，否则可能产生较多的杂质，影响产品质量。这就需要同时解决两个问题，即传质和传热。已公开的专利中及文献中，未能同时有效的解决上述两个问题，如中国专利CN201897410U中，提供一种解决微通道的换热问题的方案；以及MicroreactorsinOrganicSynthesisandCatalysis提到分散混合模式，但都未能有效的实现传质和传热的结合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种高效混合换热微通道反应器，通过微通道单元的结构设计，及合理的叠合顺序，并通过垫片、钎焊、热压技术，形成分散混合结构、传热结构，将两种功能高效集成，高效解决同时传质和传热问题，有效提升产品质量、降低产品成本。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：

一种高效混合换热微通道反应器，包括分散混合构件、若干个设置于分散混合构件后端的反应液流道模片和换热介质流道模片，所述反应液流道模片和换热介质流道模片间隔设置；所述分散混合构件设置有使两种或两种以上反应液分散流入并混合形成混合反应液的分散混合通道，所述反应液流道模片设置有反应液流道和换热介质导通孔，所述换热介质流道模片设置有反应液导通孔、换热介质流道和与换热介质流道导通的流入孔、流出孔；相邻的两个反应液流道模片的反应液流道为串联结构，两种或两种以上反应液从分散混合构件的前端分散流入，在分散混合通道分散混合，从分散混合构件的后端流出，进入反应液流道模片的反应液流道中，并经换热介质流道模片的反应液导通孔进入下一个反应液流道模片的反应液流道中；相邻的两个换热介质流道模片的换热介质流道为并联结构，流入孔和与流入孔相通的换热介质导通孔形成流入通道，流出孔和与流出孔相通的换热介质导通孔形成流出通道，换热介质从流入通道流入，从流入孔分别进入各自的换热介质流道模片的换热介质流道，经各自的流出孔进入流出通道汇聚流出。

本实用新型的高效混合换热微通道反应器，两种或两种以上反应液从分散混合构件的前端分散流入，在分散混合通道分散混合，混合效果好，充分解决传质问题；混合反应液在流经反应液流道模片的反应液流道时，与相邻的换热介质流道模片的换热介质流道流通的换热介质完成换热，充分解决传热问题；强化了传质、传热，通过减少热量、冷量的输入，减少溶剂的使用，提升反应收率，节能降耗、绿色环保。

作为对上述技术方案的改进，所述反应液流道的流道宽度和深度为0.01～3mm。

作为对上述技术方案的改进，所述换热介质流道的宽度大于反应液流道的宽度。

作为对上述技术方案的改进，所述反应液流道、换热介质流道为直型通道或弯曲通道或交叉通道或为突起的翅片通道，在垂直于各自模片方向上交替排布。

作为对上述技术方案的改进，所述分散混合构件包括依次排列设置的流体流入模片、流体分散模片、流体混合模片；所述流体流入模片设置有上下布置的上狭长流道和下狭长流道，所述流体分散模片设置有趾状流道，所述流体混合模片设置有中狭长流道；上狭长流道与上部1/3的趾状流道相对应，下狭长流道与下部1/3的趾状流道相对应，中狭长流道与中部1/3的趾状流道相对应。

作为对上述技术方案的改进，所述趾状流道的流道宽度为0.01～1mm。

作为对上述技术方案的改进，所述流体流入模片前设置有反应液盖板，所述反应液盖板设置有两个反应液进口，分别与狭长流道和下狭长流道相对应。

作为对上述技术方案的改进，最后一个换热介质流道模片的后端设置有后盖板，所述后盖板设置有换热介质进口、换热介质出口、混合液出口；所述换热介质进口位于后盖板的上方，与流入通道相连通，所述换热介质出口位于后盖板的下方，与流出通道相连通，所述混合液出口与最后一个换热介质流道模片的反应液导通孔相连通。

作为对上述技术方案的改进，所述流体流入模片，流体分散模片，流体混合模片、反应液流道模片、换热介质流道模片的厚度为0.1～5mm。