CN109925991B - 微通道反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及微化工设备技术领域，旨在提供一种微通道反应器。本发明的微通道反应器包括壳体、第一连通机构、第二连通机构和多个反应管。多个反应管连接在壳体上，且贯穿壳体的换热腔。第一连通机构上设置有第一连通通道，第一连通通道与反应管的第一开口对应，第二连通机构上设置有第二连通通道，第二连通通道与反应管的第二开口对应，通过第一连通通道和第二连通通道可选择地使多个反应管中的至少两个依次连通，从而形成供反应物料流动的反应通道，在不改变壳体长度的前提下延长反应通道的长度，节省空间、节约设备成本，进而延长反应介质的停留时间。

Description

微通道反应器

技术领域

本发明涉及微化工设备技术领域，具体而言，涉及一种微通道反应器。

背景技术

微化工技术由于其超强的传热、传质能力，将在化学、化工、能源、环境等领域得到广泛应用。其核心部件为完全或部分采用微加工技术制造出的微型反应器，反应器的反应通道特征尺度在数微米至数百微米范围。针对不同的应用背景，已派生出具有各种功能的微化工器件，如微全分析系统、微换热器、微混合器、微反应器等。

然而现有的微通道反应器管程数量固定，无法满足不同反应物料的反应需求。

发明内容

本发明的目的包括提供一种微通道反应器，以改善现有技术中的微通道反应器管程数量固定、无法满足不同反应物料的反应需求的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种微通道反应器，其包括壳体，壳体内设置有换热腔；设置于壳体的多个反应管，多个反应管均贯穿换热腔，且每个反应管的两端分别设置有第一开口和第二开口；与壳体固定连接的第一连通机构和第二连通机构；第一连通机构上设置有第一连通通道，第一连通通道与第一开口对应设置；第二连通机构上设置第二连通通道，第二连通通道与第二开口对应设置；其中，第一连通通道和第二连通通道用于可选择地使多个反应管中的至少两个依次连通，形成供反应物料流动的反应通道。

在本发明的一个实施例中：

上述第二连通机构具有多个第二连通通道，任意两个第二连通通道不相同，当不同的第二连通机构与壳体连接时，依次连通的反应管的数量不同；

进一步的，第二连通通道包括设置在第二连通机构上的凹槽；反应管的第二开口位于凹槽内，通过凹槽与另一反应管的第二开口连通。

在本发明的一个实施例中：

上述第二连通机构包括固定板以及分配板，第二连通通道设置在分配板上；固定板与壳体可拆卸地连接，分配板夹设在固定板与壳体之间；

进一步的，第二连通机构还包括绝缘板，绝缘板设置在固定板与分配板之间。

在本发明的一个实施例中：

上述反应管包括本体以及设置在本体的内孔中的插片，插片沿内孔的延伸方向延伸；插片用于在内孔中形成混流微通道结构；

进一步的，插片包括片体以及固定连接在片体上的多个支臂，多个支臂沿片体的延伸方向依次间隔设置，且支臂的延伸方向与片体的延伸方向成夹角设置；

进一步的，片体上还设置有通孔，通孔位于片体的延伸方向一端的端部。

在本发明的一个实施例中：

上述每一本体内设置有至少两个插片，至少其中两个插片的支臂的延伸方向成夹角设置。

在本发明的一个实施例中：

上述反应管的数量为偶数，其中一个反应管的第一开口作为反应通道的入口，其中另一个反应管的第一开口作为反应通道的出口；第一连通机构上设置有与外界连通的第一进料口和第一出料口；第一进料口与作为反应通道的入口的第一开口连通，第一出料口与作为反应通道的出口的第一开口连通；

进一步的，微通道反应器还包括与第一连通机构固定连接的进出料组件，进出料组件内设置有与第一进料口连通的进料通道以及与第一出料口连通的出料通道。

在本发明的一个实施例中：

上述反应管的数量为大于1的奇数，其中一个反应管的第一开口作为反应通道的入口，其中另一个反应管的第二开口作为反应通道的出口；第一连通机构上设置有与外界连通的第一进料口；第二连通机构上设置有与外界连通的第一出料口；第一进料口与作为反应通道的入口的第一开口连通，第一出料口与作为反应通道的出口的第二开口连通；

进一步的，微通道反应器还包括与第一连通机构固定连接的进料组件和与第二连通机构固定连接的出料组件，进料组件内设置有与第一进料口连通的进料通道，出料组件内设置有与第一出料口连通的出料通道。

在本发明的一个实施例中：

上述进出料组件位于第一连通机构的下方，用于支撑第一连通机构；

进一步的，微通道反应器还包括与第二连通机构固定连接的支撑机构，支撑机构位于第二连通机构的下方，用于支撑第二连通机构。

在本发明的一个实施例中：

上述微通道反应器还包括设置在换热腔内的扰流机构，扰流机构用于改变换热腔内的换热介质的流动方向；

进一步的，扰流机构包括固定连接在壳体上的折流板；

进一步的，折流板将换热腔分隔成至少两个相互连通的空腔；壳体上开设有供换热介质进出换热腔的介质入口和介质出口；介质入口和介质出口分别与不同空腔连通；

进一步的，折流板将换热腔分隔成多个空腔，任意两个反应管所在的空腔不同；

进一步的，多个空腔沿预设顺序依次连通，以形成供换热介质流动的换热通道，其中一个空腔与介质入口连通，其中另外一个空腔与介质出口连通；

和/或，换热腔内形成有至少两个相互独立的换热通道，至少两个空腔分别用于构成相互独立的两个换热通道的至少部分；每一换热通道均具有介质出口和介质入口；优选的，每一空腔形成一个独立的换热通道；

进一步的，空腔与反应管一一对应设置，换热通道内换热介质对反应管的换热顺序与反应物料的流经反应管的顺序相反；

进一步的，每一空腔内换热介质的流动方向与空腔内的反应管内的反应物料的流动方向相反；

进一步的，折流板绕设在反应管的外侧；

进一步的，扰流机构还包括固定连接在反应管的外壁面上的扰流件；

进一步的，扰流件包括扰流柱。

在本发明的一个实施例中：

上述反应管的外形为直线形、曲线形或折线形。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明的实施例提供的微通道反应器包括壳体、第一连通机构、第二连通机构和多个反应管。多个反应管连接在壳体上，且贯穿壳体的换热腔。第一连通机构上设置有第一连通通道，第一连通通道与反应管的第一开口对应，第二连通机构上设置有第二连通通道，第二连通通道与反应管的第二开口对应，通过第一连通通道和第二连通通道可选择地使多个反应管中的至少两个依次连通，从而形成供反应物料流动的反应通道，在不改变壳体长度的前提下延长反应通道的长度，节省空间、节约设备成本，进而延长反应介质的停留时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的微通道反应器的整体结构爆炸图；

图2为本发明实施例1提供的微通道反应器部分结构的剖面结构示意图；

图3为图1中Ⅲ处的局部结构放大示意图；

图4为本发明实施例1提供的微通道反应器中插片的结构示意图；

图5为本发明实施例1提供的微通道反应器中连通板的结构示意图；

图6为本发明实施例1提供的微通道反应器中连通板的内部结构剖面示意图；

图7为本发明实施例1提供的微通道反应器中第一种第二连通通道的结构示意图；

图8为本发明实施例1提供的微通道反应器中第二种第二连通通道的结构示意图；

图9为本发明实施例1提供的微通道反应器中第三种第二连通通道的结构示意图；

图10为本发明实施例1提供的微通道反应器中第四种第二连通通道的结构示意图；

图11为本发明实施例1提供的微通道反应器使用时的整体结构示意图；

图12为本发明实施例2提供的微通道反应器中第二连通通道的结构示意图；

图13为本发明实施例3提供的微通道反应器的局部结构剖面示意图；

图14为图13中A-A处的剖面结构示意图；

图15为图13中B-B处的剖面结构示意图；

图16为图13中C-C处的剖面结构示意图；

图17为图13中D-D处的剖面结构示意图；

图18为图13中E-E处的剖面结构示意图；

图19为图13中F-F处的剖面结构示意图。

图标：010-微通道反应器；100-壳体；110-筒体；111-换热腔；112-介质入口；113-介质出口；120-前端管板；130-尾端管板；140-折流板；141-第一隔板；142-第二隔板；143-第三隔板；144-第四隔板；151-第一腔室；152-第二腔室；153-第三腔室；154-第四腔室；155-第五腔室；156-第六腔室；157-第七腔室；158-第八腔室；200-反应管；211-第一反应管；212-第二反应管；213-第三反应管；214-第四反应管；215-第五反应管；216-第六反应管；217-第七反应管；218-第八反应管；220-插片；221-片体；222-支臂；223-通孔；310-连通板；311-第一连通通道；312-第一进料口；313-第一出料口；320-第二连通机构；321-固定板；322-分配板；323-第二连通通道；324-绝缘板；400-进出料组件；410-主体；420-进料模块；430-出料模块；500-支撑机构；510-支座；521-第一连接螺钉；522-第二连接螺钉。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的微通道反应器010的整体结构爆炸图。请参照图1，本实施例提供了一种微通道反应器010，其包括壳体100、第一连通机构、第二连通机构320和多个反应管200。多个反应管200连接在壳体100上，且贯穿壳体100的换热腔111。第一连通机构上设置有第一连通通道311，第一连通通道311与反应管200的第一开口对应，第二连通机构320上设置有第二连通通道323，第二连通通道323与反应管200的第二开口对应，通过第一连通通道311和第二连通通道323可选择地使多个反应管200中的至少两个依次连通，从而形成供反应物料流动的反应通道。

下面对本实施例提供的微通道反应器010进行进一步说明：

图2为本实施例提供的微通道反应器010部分结构的剖面结构示意图。请结合参照图1和图2，在本实施例中，壳体100包括筒体110以及固定连接在筒体110的轴向两端的前端管板120和尾端管板130。筒体110大致为圆柱形壳体类零件，其内形成换热腔111，换热腔111的两端敞开设置，通过前端管板120和尾端管板130将换热腔111封闭。筒体110的侧壁上设置有供换热介质进出的介质出口113和介质入口112，从而将换热腔111与外界连通，介质出口113和介质入口112分别位于筒体110的两端，保证换热介质在换热腔111内具有足够的流动距离。需要说明的，在其他实施例中，壳体100也可以采用现有技术中固定管板式换热器壳程的结构。

进一步的，前端管板120和尾端管板130采用焊接的方式与筒体110固定连接。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求采用其他连接方式实现前端管板120和尾端管板130与筒体110的固定连接，例如螺接等。

微通道反应器010还包括多个反应管200，反应管200大致为长条状，呈直线形延伸，其两端分别设置有第一开口和第二开口，从而将反应管200的内孔与外界连通。前端管板120和尾端管板130上设置有多个贯穿孔，多个反应管200的两端分别穿设在前端管板120和尾端管板130的贯穿孔内，从而将反应管200固定在换热腔111中，反应管200的第一开口位于前端管板120处，第二开口位于尾端管板130处，反应管200内的反应物料通过反应管200壁与换热腔111内的换热介质进行换热，从而满足反应物料的反应要求。优选的，反应管200的两端采用胀接的方式与前端管板120和尾端管板130连接。

需要说明的，在本实施例中反应管200的外形为直线形，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户需求具体设置反应管200的形状，例如设置为曲线形或折线形。需要说明的，在本实施例中，曲线形包括弧形和波浪形，当反应管200的形状为波浪形时，反应管200能够使换热腔111中流动的换热介质波动，有助于换热。

图3为图1中Ⅲ处的局部结构放大示意图，图4为本实施例提供的微通道反应器010中插片220的结构示意图。请结合参照图3和图4，为了强化反应物料在反应管200中的混合效果，在本实施例中，反应管200包括本体以及设置在本体的内孔中的插片220，插片220沿内孔的延伸方向延伸，用于在内孔中形成混流微通道结构。具体的，插片220水平插入反应管200中，将反应管200的内孔上下分隔，同时插片上设置有将内孔上下连通的孔道，反应物料在沿内孔流动的过程中，插片上下的流体通过孔道上下运动，从而有助于提高混合效果。插片220的厚度小于1mm，从而使形成的混流微通道结构中每一微通道的尺寸更小、混合效果更好。插片220包括片体221以及固定连接在片体221上的多个支臂222。片体221大致为长条形，其沿反应管200的轴线方向延伸，多个支臂222沿片体221的延伸方向依次间隔设置，相邻支臂222之间形成有间隙，同时支臂222向远离片体221的方向延伸，支臂222的延伸方向与片体221的延伸方向成夹角设置，从而形成类似斜齿梳的结构。相邻支臂222之间的间隙使插片220上下的流体连通，从而加强了竖直方向的剪切作用，使反应管200内的反应物料能够快速进入强制湍流状态，反应物料在反应管200中多向流动，进一步强化了混合效果。优选的，片体221与支臂222一体成型。

由于插片220的多个支臂222的密集程度，即相邻支臂222之间的距离大小，会影响反应管200内反应物料的压降和混合效率，插片220采用插接的方式与反应管200连接，因此可根据不同的工艺要求，配置不同的插片220，以满足要求。进一步的，插片220上开设有通孔223，通孔223位于片体221一端的端部，因此当需要拆下插片220时能方便地将插片220抽出。

进一步的，在本实施例中，每一反应管200内设置有两个插片220，分别为第一插片和第二插片，第一插片和第二插片的支臂222倾角不同，当第一插片和第二插片的片体221重合时，第一插片和第二插片的支臂222交叉设置，从而形成呈网状分布的孔道，反应管200中的通道尺寸在微米和毫米级，此时两个通孔223重合，便于插片220拆卸。反应管200内的反应物料受到插片220的扰动，在插片220上下不断分叉再汇合，而且反应物料在上下来回运动的过程中会产生竖直方向的速度，使两股流体在汇合处又产生了竖直方向相互剪切的作用，从而大大强化了混合及反应效果。进一步的，反应管200的内孔为矩形，该矩形的四个角均为直角，从而能够有效增大反应管200内通道的比表面积，换热效果好。

需要说明的，在本实施例中，每一反应管200内插片220的数量为两个，可以理解的，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，具体设置反应管200内插片220的数量，其中至少两个插片220的支臂222倾角不同即可。

还需要说明的，在本实施例中，插片220与本体插接，从而形成混流微通道结构，可以理解的，在其他实施例中，也可以通过其他方式在反应管200的内孔中形成混流微通道结构，例如，将反应管200设置为两个半管，分别为上管体和下管体，上管体的内孔具有反应管200的第一通道，下管体的内孔具有反应管200的第二通道，上管体的一个侧面设置为与第一插片相同的结构，下管体的一个侧面设置为与第二插片相同的结构，当上管体和下管体组合形成反应管200后，上管体设置有第一插片结构的侧面与下管体设置有第二插片结构的侧面叠设在一起即可，结构简单、加工精度要求较低，有助于降低生产成本。

在本实施例中，换热腔111内还设置有扰流机构，通过设置扰流机构以改变换热腔111中换热介质的流动方向，使换热介质在换热腔111中形成扰动，增强换热效果、提高换热效率。具体的，扰流机构包括设置在筒体110内壁上的折流板140。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求，具体设置扰流机构的结构，例如在反应管200的外壁上述设置扰流件作为扰流机构，扰流件可以设置为固定在反应管200外壁上的扰流柱等，或者，通过在换热腔111内设置螺旋形的折流板作为扰流机构，从而使换热腔111内的换热介质按折流板限定的路径进行流动换热，反应管200插设在折流板上的开孔内，换热更加充分。

图5为本实施例提供的微通道反应器010中连通板310的结构示意图，图6为本实施例提供的微通道反应器010中连通板310的内部结构剖面示意图。请结合参照图1和图5，在本实施例中，微通道反应器010还包括的第一连通机构和第二连通机构320，第一连通机构固定连接在前端管板120上，第二连通机构320固定连接在尾端管板130上。第一连通机构上设置有第一连通通道311，第一连通通道311与第一开口对应设置。第二连通机构320上设置有第二连通通道323，第二连通通道323与第二开口对应设置。通过第一连通通道311和第二连通通道323将多个反应管200中的至少两个依次连通。

具体的，本实施例提供的微通道反应器010包括八个反应管200，分别为第一反应管211、第二反应管212、第三反应管213、第四反应管214、第五反应管215、第六反应管216、第七反应管217和第八反应管218，八个反应管200按水平方向两个、竖直方向四个的方式阵列排布在壳体100内。第一连通机构包括连通板310，第一连通通道311为设置在连通板310上的多个凹槽，反应管200的第一开口连接于凹槽内，从而与另一反应管200的第一开口连通，通过凹槽实现了两个反应管200的连接并能够避免与其余反应管内反应介质的混合。连通板310上还设置有第一进料口312和第一出料口313，第一反应管211的第一开口作为反应通道的入口与第一进料口312连通，第七反应管217的第一开口作为反应通道的出口与第一出料口313连通，第一连通通道311将第二反应管212的第一开口与第四反应管214的第一开口连通、第三反应管213的第一开口与第五反应管215的第一开口连通、第六反应管216的第一开口与第八反应管218的第一开口连通。连通板310通过螺栓与前端管板120固定连接。可以理解的，此处并不对反应管200的具体数量进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户需求具体设置反应管200的数量。

需要说明的，在本实施例中，为了将反应通道的出入口均设置在壳体100的一侧，即在连通板310上同时设置第一进料口312和第一出料口313，便于管路的管理，从而将反应管200的数量设置为偶数，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，将反应管200的数量设置为大于1的奇数，此时反应通道的出入口分别位于壳体100的两侧，将出入口分别设置在壳体100的两侧端，能够避免使用时将进出口管路搞混的问题，使用更加方便。

还需要说明的，此处并不对第一连通机构的结构进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以将第一连通机构设置为还包括固定板，固定板设置为与前端管板120固定连接，连通板310设置在固定板与前端管板120之间，通过固定板与前端管板120连接。

请参照图1，在本实施例中，第二连通机构320包括固定板321以及分配板322，固定板321通过螺钉与尾端管板130固定连接，且固定板321与尾端管板130之间形成用于容纳分配板322的容纳腔，分配板322设置在容纳腔中，且夹设固定在固定板321与尾端管板130之间，从而使分配板322的一端端面紧贴尾端管板130，第二连通通道323设置在分配板322一端的端面上，从而将至少部分第二开口连通，通过第一连通通道311和第二连通通道323的共同作用，将至少两个反应管200依次连通，形成供反应物料流动的反应通道。进一步的，第二连通机构320还包括绝缘板324，设置在容纳腔中，且夹设固定在分配板322与固定板321之间。绝缘板324采用具有一定硬度的高分子材料制成，能够使固定板321更好地将分配板322固定在尾端管板130上。可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他材质制成绝缘板324。

需要说明的，此处并不对第二连通机构320的具体结构进行限制，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，分配板322和固定板321采用相同材质，直接将分配板322和固定板321一体设置。

图7为本实施例提供的微通道反应器010中第一种第二连通通道323的结构示意图；图8为本实施例提供的微通道反应器010中第二种第二连通通道323的结构示意图；图9为本实施例提供的微通道反应器010中第三种第二连通通道323的结构示意图；图10为本实施例提供的微通道反应器010中第四种第二连通通道323的结构示意图。请结合参照图7-图10，微通道反应器010具有多个第二连通通道323，任意两个第二连通通道323不同。进一步的，第二连通通道323包括设置在分配板上的凹槽，反应管的第二开口位于该凹槽内，通过该凹槽与另一个反应管的第二开口连通。不同的第二连通通道323的凹槽具有不同的尺寸、形状或数量等。具体的，本实施例的微通道反应器010具备四种第二连通通道323。第一种第二连通通道323(如图7所示)设置在分配板322内部，第二连通通道323的两端端口穿出分配板322的端面分别与第一反应管211的第二开口以及第七反应管217的第二开口连通，从而通过该第二连通通道323将第一反应管211和第七反应管217连通，此时，形成反应通道的反应管200数量为两个。反应物料从第一进料口312进入第一反应管211后，穿过第一反应管211流入第二连通通道323，并通过第七反应管217的第二开口流入第七反应管217，穿过第七反应管217后从第一出料口313流出。

第二种第二连通通道323(如图8所示)包括开设在分配板322端面上的两个方形槽，两个方形槽分别将第一反应管211的第二开口与第三反应管213的第二开口、第五反应管215的第二开口与第七反应管217的第二开口连通，如此通过第一连通通道311和第二连通通道323的共同作用使第一反应管211、第三反应管213、第五反应管215和第七反应管217依次连通，此时形成反应通道的反应管200的数量为四个。反应物料从第一进料口312进入第一反应管211后，依次通过第一反应管211、第三反应管213、第五反应管215和第七反应管217，并从第七反应管217的第一开口进入第一出料口313。

第三种第二连通通道323(如图9所示)包括开设在分配板322端面上的两个长条形槽和一个方形槽，两个长条形槽分别将第一反应管211的第二开口与第二反应管212的第二开口、第七反应管217的第二开口与第八反应管218的第二开口连通，方形槽将第四反应管214的第二开口与第六反应管216的第二开口连通，如此通过第一连通通道311与第二连通通道323的共同作用，使第一反应管211、第二反应管212、第四反应管214、第六反应管216、第八反应管218和第七反应管217依次连通，此时形成反应通道的反应管200数量为六个。反应物料从第一进料口312进入第一反应管211后，依次通过第一反应管211、第二反应管212、第四反应管214、第六反应管216、第八反应管218和第七反应管217，并从第七反应管217的第一开口进入第一出料口313。

第四中第二连通通道323(如图10所示)包括开设在分配板322端面上的四个长条形槽，四个长条形槽分别将第一反应管211的第二开口与第二反应管212的第二开口、第三反应管213的第二开口与第四反应管214的第二开口、第五反应管215的第二开口与第六反应管216的第二开口、第七反应管217的第二开口与第八反应管218的第二开口连通，如此通过第一连通通道311与第二连通通道323的共同作用，使第一反应管211、第二反应管212、第四反应管214、第三反应管213、第五反应管215、第六反应管216、第八反应管218和第七反应管217依次连通，此时形成反应通道的反应管200的数量为八个。反应物料从第一进料口312进入第一反应管211后，依次通过第一反应管211、第二反应管212、第四反应管214、第三反应管213、第五反应管215、第六反应管216、第八反应管218和第七反应管217，并从第七反应管217的第一开口进入第一出料口313。

如此通过对第二连通通道323结构的具体设置，实现了对反应通道的长度的改变，相应的，反应物料在反应通道内的流通时间和流动距离也发生改变。在实际使用中，可根据需求进行设置，改变行程反应通道的反应管200的数量，满足不同的反应需求。

进一步的，为了节约成本，便于分配板322的存放，在本实施例中，微通道反应器010包括两个分配板322，分配板322大致为圆形板状件，沿其轴线的两端端面上分别设置有一种第二连通通道323，如此在两个分配板322上即可设置四种第二连通通道323。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据用户的需求设置，例如将四种第二连通通道323分别设置在四个分配板322上。

请参照图1，在本实施例中，微通道反应器010还包括进出料组件400，进出料组件400内设置有进料通道和出料通道，进料通道与第一进料口312连通，出料通道与第一出料口313连通。进一步的，进出料组件400包括主体410以及固定连接在主体410两端的进料模块420和出料模块430，进料模块420上开设有第二进料口作为进料通道的入口，出料模块430上开设有第二出料口作为出料通道的出口。优选的，进料模块420与出料模块430分别通过螺钉与主体410固定连接。主体410与连通板310之间通过螺栓固定连接。

需要说明的，此处并不对进出料组件400的结构进行设置，可以理解的，在其他实施例中，当反应管200的数量为大于1的奇数、第一出料口313和第一进料口312分别设置在壳体的两侧端时，进出料组件400可设置为相互独立的进料组件和出料组件，进料组件与第一连通机构固定连接，其内设置有与第一进料口312连通的进料通道；出料组件与第二连通机构320固定连接，其内设置有与第一出料口313连通的出料通道。可以理解的，也可以将第一进料口312设置在第二连通机构320上，将第一出料口313设置在第一连通机构上。

图11为本实施例提供的微通道反应器010使用时的整体结构示意图。请结合参照图1和图11，在本实施例中，微通道反应器010还包括支撑机构500，支撑机构500与第二连通机构320固定连接，并且位于第二连通机构320的下方，从而对微通道反应器010进行支撑，同时进出料组件400设置在连通板310的下方，通过进出料组件400以及支撑机构500的共同作用对微通道反应器010进行支撑，从而使得反应管200的轴线水平设置。具体的，支撑机构500包括支座510以及连接螺钉，支座510上具有与固定板321相匹配的圆弧面，从而支撑在固定板321的下方，并通过连接螺钉与固定板321固定连接，该连接螺钉为第一连接螺钉521。使用时，支座510通过连接螺钉固定在底板上，该连接螺钉为第二连接螺钉522。

需要说明的，为了防止发生泄漏，本实施例中不同部件的连通处，均设置有密封圈进行密封，例如第一连通通道和第二连通通道的周圈处等位置。

本发明的实施例中提供的微通道反应器010，其在壳体100两端分别设置有连通板310和分配板322，从而通过连通板310上的第一连通通道311和分配板322上的第二连通通道323实现至少两个反应管200的依次连通，形成供反应物料流动的反应通道，能够在一个壳体100内实现更长的反应通道长度，节省空间、节约设备成本，而且通过对第二连通通道323的具体设置，实现了对形成反应通道的反应管200的数量的改变，从而改变反应物料在管程的流动距离和流动时间，调节停留时间和产量，满足不同的反应需求。反应管200内设置有毫米级的插片220，从而在反应管200内形成混合的微结构，能够有效加强竖直方向的剪切作用，使反应物料很快进入强制湍流状态，强化了混合效果，实现了并联放大的同时没有明显的放大效应，大通量的工艺放大可以放大到万吨级。

实施例2

图12为本实施例提供的微通道反应器010中第二连通通道323的结构示意图。请参照图12，本实施例也提供了一种微通道反应器010，其与实施例1提供的微通道反应器010大致相同，相同之处不再重复描述，不同之处在于，改变形成反应通道的反应管200的数量的方式不同。

具体的，在本实施例中，分配板322与壳体100可转动地连接。微通道反应器010包括四个反应管200，四个反应管200按2×2的方式阵列设置，四个反应管200分别为第一反应管211、第二反应管212、第三反应管213和第四反应管214。连通板310上的第一进料口312与第一反应管211的第一开口连通，第一出料口313与第三反应管213的第一开口连通，第一连通通道311将第二反应管212的第一开口与第四反应管214的第一开口连通。当第二连通通道323位于图12所示位置时，第二连通通道323能够将第一反应管211的第二开口与第二反应管212的第二开口连通、将第三反应管213的第二开口与第四反应管214的第二开口连通，如此通过第一连通通道311和第二连通通道323的共同作用，使第一反应管211、第二反应管212、第四反应管214和第三反应管213依次连通，此时，形成反应通道的反应管200的数量为四个；当将分配板322转动90°时，第二连通通道323将第一反应管211的第二开口与第三反应管213的第二开口连通、将第二反应管212的第二开口与第四反应管214的第二开口连通，如此第二反应管212和第四反应管214在第一连通通道311和第二连通通道323的作用下形成闭合回路，第一反应管211和第三反应管213连通形成反应通道。

实施例3

图13为本实施例提供的微通道反应器010的局部结构剖面示意图。请参照图13，本实施例也提供了一种微通道反应器010，其与实施例1提供的微通道反应器010大致相同，相同之处不再重复描述，不同之处在于，折流板140的结构不同。

图14为图13中A-A处的剖面结构示意图，图15为图13中B-B处的剖面结构示意图，图16为图13中C-C处的剖面结构示意图，图17为图13中D-D处的剖面结构示意图，图18为图13中E-E处的剖面结构示意图，图19为图13中F-F处的剖面结构示意图。请结合参照图13-图19，具体的，折流板140包括第一隔板141，第一隔板141沿壳体100的轴线设置，从而将换热腔111分隔成上下两个相互连通的腔室，介质入口112和介质出口113位于壳体100轴向的同一端，并且分别与上下两个腔室连通，从而实现了在不增加壳体100尺寸的基础上，换热介质在换热腔111中的换热路径增长，换热更加充分。

进一步的，折流板140还包括第二隔板142、第三隔板143和第四隔板144，第二隔板142和第三隔板143分别设置在第一隔板141的上下两侧，第四隔板144沿竖直方向、垂直穿过与第一隔板141、第二隔板142和第三隔板143设置，形成大致呈“丰”字形的折流板140，从而将换热腔111分隔形成八个空腔，分别为第一腔室151、第二腔室152、第三腔室153、第四腔室154、第五腔室155、第六腔室156、第七腔室157和第八腔室158，八个反应管200分别设置在八个空腔内，具体的，第一反应管211位于第一腔室151内，第二反应管212位于第二腔室152内，第三反应管213位于第三腔室153内，第四反应管214位于第四腔室154内，第五反应管215位于第五腔室155内，第六反应管216位于第六腔室156内，第七反应管217位于第七腔室157内，第八反应管218位于第八腔室158内。在本实施例中，八个空腔沿预设顺序依次连通，介质入口112与第七腔室157连通，介质出口113与第一腔室151连通，具体的，结合参照图14-图19，八个空腔沿第七腔室157、第八腔室158、第六腔室156、第五腔室155、第三腔室153、第四腔室154、第二腔室152和第一腔室151的顺序依次连通，形成供换热介质流动的折流换热通道，大大增加了换热长度及换热时间，换热效果更加充分，同时通过设置隔板可对反应温度进行控制，将热敏性高的反应的副反应控制到最低。此时每一空腔内换热介质的流动方向与该空腔内反应管200内的反应物料的流动方向相反，换热效果更好。

而且当反应通道通过八个反应管200共同形成时，反应物料沿第一反应管211、第二反应管212、第四反应管214、第三反应管213、第五反应管215、第六反应管216、第八反应管218和第七反应管217依次流动，此时换热通道内换热介质对反应管200的换热顺序与反应物料流经反应管200的顺序相反。对于某些需要先加热后冷却的反应，由于换热介质先流经靠近出口的反应管200，此时反应管200内的反应介质放出的热量被换热介质吸收，待换热介质流动到靠近入口的反应管200处时，可以将其吸收的热量用于该处反应物料的加热或保温。

需要说明的，在本实施例中，由于反应管200的数量为八个，从而通过设置四个隔板将换热腔111分隔成八个小腔室，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求，具体设置隔板数量以及分隔形成的小腔室的数量，例如当反应管200的数量为4个时，可通过两个隔板呈“十”字形设置，从而将换热腔111分隔成4个小腔室。

还需要说明的，在本实施例中，八个空腔沿预设顺序依次连通，以形成供换热物料流动的换热通道，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求设置八个空腔的连通关系，从而使换热腔内形成至少两条相互独立的换热通道，八个空腔中至少两个分别用于构成相互独立的两个换热通道中的至少部分，例如将八个空腔中的四个依次连通形成一个换热通道，另外四个依次连通形成另一个换热通道，两个换热通道相互独立，或者八个空腔中的一个独立形成一个换热通道，另外七个依次连通形成另外一个换热通道等，每一换热通道均具有供换热介质进出的介质出口和介质入口，从而根据需求对每一换热通道内的换热介质进行控温，满足使用需求。在本实施例中，“至少部分”指全部或者仅部分，即换热通道整体或仅其中一部分由一个空腔形成。优选的，每一空腔之间都相互独立，从而在换热腔中形成八个独立的换热通道，每一空腔均设置有供换热介质进出的介质出口和介质入口，从而能够对每一空腔内换热介质进行单独控温，温度控制更加精确。

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微通道反应器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设置有换热腔；

设置于所述壳体的多个反应管，多个所述反应管均贯穿所述换热腔，且每个所述反应管的两端分别设置有第一开口和第二开口；

与所述壳体固定连接的第一连通机构和第二连通机构；所述第一连通机构上设置有第一连通通道，所述第一连通通道与所述第一开口对应设置；所述第二连通机构上设置第二连通通道，所述第二连通通道与所述第二开口对应设置；

其中，所述第二连通机构具有多个第二连通通道，任意两个所述第二连通通道不相同，当不同的所述第二连通通道与所述壳体连接时，依次连通的反应管的数量不同；所述第一连通通道和所述第二连通通道用于可选择地使多个所述反应管中的至少两个依次连通，形成供反应物料流动的反应通道；

所述第二连通机构包括固定板以及分配板，所述第二连通通道设置在所述分配板上；所述固定板与所述壳体可拆卸地连接，所述分配板夹设在所述固定板与所述壳体之间。

2.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述第二连通通道包括设置在所述第二连通机构上的凹槽；所述反应管的第二开口位于所述凹槽内，通过所述凹槽与另一所述反应管的第二开口连通。

3.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述第二连通机构还包括绝缘板，所述绝缘板设置在所述固定板与所述分配板之间。

4.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述反应管包括本体以及设置在所述本体的内孔中的插片，所述插片沿所述内孔的延伸方向延伸；所述插片用于在所述内孔中形成混流微通道结构；

所述插片包括片体以及固定连接在所述片体上的多个支臂，多个所述支臂沿所述片体的延伸方向依次间隔设置，且所述支臂的延伸方向与所述片体的延伸方向成夹角设置；

所述片体上还设置有通孔，所述通孔位于所述片体的延伸方向一端的端部。

5.根据权利要求4所述的微通道反应器，其特征在于：

每一所述本体内设置有至少两个所述插片，至少其中两个所述插片的支臂的延伸方向成夹角设置。

6.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述反应管的数量为偶数，其中一个所述反应管的第一开口作为所述反应通道的入口，其中另一个所述反应管的第一开口作为所述反应通道的出口；所述第一连通机构上设置有与外界连通的第一进料口和第一出料口；所述第一进料口与作为所述反应通道的入口的第一开口连通，所述第一出料口与作为所述反应通道的出口的第一开口连通；

所述微通道反应器还包括与所述第一连通机构固定连接的进出料组件，所述进出料组件内设置有与所述第一进料口连通的进料通道以及与所述第一出料口连通的出料通道。

7.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述反应管的数量为大于1的奇数，其中一个所述反应管的第一开口作为所述反应通道的入口，其中另一个所述反应管的第二开口作为所述反应通道的出口；所述第一连通机构上设置有与外界连通的第一进料口；所述第二连通机构上设置有与外界连通的第一出料口；所述第一进料口与作为所述反应通道的入口的第一开口连通，所述第一出料口与作为所述反应通道的出口的第二开口连通；

所述微通道反应器还包括与所述第一连通机构固定连接的进料组件和与所述第二连通机构固定连接的出料组件，所述进料组件内设置有与所述第一进料口连通的进料通道，所述出料组件内设置有与所述第一出料口连通的出料通道。

8.根据权利要求6所述的微通道反应器，其特征在于：

所述进出料组件位于所述第一连通机构的下方，用于支撑所述第一连通机构；

所述微通道反应器还包括与第二连通机构固定连接的支撑机构，所述支撑机构位于所述第二连通机构的下方，用于支撑所述第二连通机构。

9.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述微通道反应器还包括设置在所述换热腔内的扰流机构，所述扰流机构用于改变所述换热腔内的换热介质的流动方向；

所述扰流机构包括固定连接在所述壳体上的折流板；

所述折流板将所述换热腔分隔成至少两个相互连通的空腔；所述壳体上开设有供换热介质进出所述换热腔的介质入口和介质出口；所述介质入口和所述介质出口分别与不同所述空腔连通；

所述折流板将所述换热腔分隔成多个空腔，任意两个所述反应管所在的空腔不同；

多个所述空腔沿预设顺序依次连通，以形成供换热介质流动的换热通道，其中一个所述空腔与所述介质入口连通，其中另外一个所述空腔与所述介质出口连通；

和/或，所述换热腔内形成有至少两个相互独立的换热通道，至少两个所述空腔分别用于构成相互独立的两个所述换热通道的至少部分；每一所述换热通道均具有所述介质出口和所述介质入口；每一所述空腔形成一个独立的换热通道；

所述空腔与所述反应管一一对应设置，所述换热通道内换热介质对所述反应管的换热顺序与所述反应物料的流经反应管的顺序相反；

每一所述空腔内换热介质的流动方向与所述空腔内的反应管内的反应物料的流动方向相反；

所述折流板绕设在所述反应管的外侧；

所述扰流机构还包括固定连接在所述反应管的外壁面上的扰流件；

所述扰流件包括扰流柱。

10.根据权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于：

所述反应管的外形为直线形、曲线形或折线形。