CN111437782A - 一种微反应通道、反应基板以及微通道反应器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种微反应通道、反应基板以及微通道反应器，包括第一微通道单元和第二微通道单元，第一微通道单元和第二微通道单元分别设于基板的两侧，第一微通道单元的末端与第二微通道单元的首端相连通，第二微通道单元的末端与下一第一微通道单元的首端相连通。本发明提供的微反应通道分别位于基板两侧的第一微通道单元和第二微通道单元的首尾依次连接，使得待混合的介质在基板的两侧翻滚流动，除了单一平面上的碰撞外还具有上下翻滚流动趋势，强化扰流作用，避免了整个反应通道都做的宽窄不一导致的加工复杂的问题，使得一定浓度介质和直径颗粒固体的介质的具有更好的反应和流动效果，结构简单，生产和加工方便。

Description

一种微反应通道、反应基板以及微通道反应器

技术领域

本发明涉及化工、制药的技术领域，具体涉及一种微反应通道、反应基板以及微通道反应器。

背景技术

目前，能源和淡水资源不断枯竭，但是随着工业的迅猛发展，对于能源和淡水资源的的需求还在不断增多。因此，提高化工和制药等领域的产物合成效率以及持续生产性变动愈加重要。通过使用微通道反应器来实施的生产方案，其能够在使用更少量的原料得到更高的产物收率和更少的副产物，且生产方式更加安全节能，能够满足产量需求。

通常所说的微反应器是指在制造技术上至少部分采用了微反应技术或超精密加工技术，其内部结构(如流道)的特征尺寸在亚微米与亚毫米之间。微反应器与常规反应设备(如反应釜，管式反应器)相比特征尺寸要小得多，这使其具备大的比表面积、得到强化的传质和传热过程，并且可一定程度节省反应试剂用量，让反应过程更加安全可靠，通过众多的微反应通道进行的数增放大，可简单、灵活得实现工业放大，从而实现连续、高效、安全的化工生产。

目前市场上的微通道形式有多种多样，例如现有的窄型或心形通道等形式，但是现有的微通道的流动仅能够通过物料之间的加速碰撞和延长流道来提高混合效果，其虽然能够达到一定的混合效果，但是混合效果仍然较差，且整个微通道内的流道宽窄不一，对加工制造带来了较大的难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微反应通道、反应基板以及微通道反应器，以解决现有技术中的混合效果较差，且加工难度大的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种微反应通道，设于基板上，所述微反应通道包括第一微通道单元和第二微通道单元，所述基板的一侧面形成有至少两个依次排列的所述第一微通道单元，所述基板的另一侧面形成有至少两个依次排列的所述第二微通道单元，所述第一微通道单元和所述第二微通道单元交错设置，且所述第一微通道单元的末端与所述第二微通道单元的首端相连通，所述第二微通道单元的末端与下一所述第一微通道单元的首端相连通。

进一步地，所述第一微通道单元包括第一主流道和位于所述第一主流道两侧的第一支流道，所述第一支流道的一端与所述第一主流道的首端相连通；

所述第二微通道单元包括第二主流道和位于所述第二主流道两侧的第二支流道，所述第二支流道的一端与所述第二主流道的末端相连通；

所述第一主流道的末端与所述第二主流道的首端通过第一连通孔相连通，所述第一支流道远离所述第一主流道的一端与所述第二支流道远离所述第二主流道的一端通过第二连通孔相连通。

进一步地，所述第一主流道和所述第一支流道的连接处设有收窄区；所述第二主流道和所述第二支流道的连接处也设有收窄区。

进一步地，所述第一连通孔的直径大于所述第二连通孔的直径。

进一步地，所述第一微通道单元包括第三主流道、位于所述第三主流道两侧的第三支流道和第四支流道，所述第三支流道的一端与所述第三主流道的首端相连通，所述第四支流道的一端与所述第三主流道的末端相连通；

所述第二微通道单元包括第四主流道、位于所述第四主流道两侧的第五支流道和第六支流道，所述第五支流道的一端与所述第四主流道的首端相连通，所述第六支流道的一端与所述第四主流道的末端相连通；

所述第四支流道远离所述第三主流道的一端与所述第五支流道远离所述第四主流道的一端通过第三连通孔相连通，所述第六支流道远离所述第四主流道的一端与下一第一微通道单元的所述第三支流道远离所述第三主流道的一端通过第四连通孔相连通。

进一步地，所述第三主流道在靠近所述第三支流道的一侧设有连通区，且在靠近所述第四支流道的一侧设有收窄区；

所述第四主流道在靠近所述第五支流道的一侧设有连通区，且在靠近所述第六支流道的一侧设有收窄区。

进一步地，所述第三连通孔的直径和所述第四连通孔的直径相等。

进一步地，所述收窄区的宽度小于所述第三连通孔和所述第四连通孔的直径。

本发明还公开了一种反应基板，包括基板和盖板，基板两侧分别设有至少两组如上所述的微反应通道以及连接相邻的两个所述微反应通道的连接通道；盖板位于所述基板相对两侧，且两个所述盖板分别盖合于所述第一微通道单元和所述第二微通道单元上。

进一步地，所述基板为一厚板体，所述第一微通道单元和所述第二微通道单元分别为开设于所述基板上的凹槽，且所述基板上开设有分别连通第一微通道单元和所述第二微通道单元的连通孔。

进一步地，所述基板包括：第一板体、与所述第一板体相正对的第二板体以及位于所述第一板体和所述第二板体之间的中间板体，所述第一微通道单元为开设于所述第一板体上的通槽；所述第二微通道单元为开设于所述第二板体上的通槽；所述中间板体上开设有连通所述第一微通道单元和所述第二微通道单元的通孔。

进一步地，所述基板和所述盖板上均开设有第一介质流入孔、第二介质流入孔和介质流出孔，所述第一介质流入孔和所述第二介质流入孔分别与第一微通道单元或第二微通道单元的首端相连通，所述介质流出孔与第一微通道单元或第二微通道单元的末端相连通。

进一步地，所述基板和所述盖板上均还开设有换热介质流通孔。

本发明还公开了一种微通道反应器，包括如上项述的反应基板。

进一步地，还包括位于所述反应基板相对两侧的换热单元板以及位于所述换热单元板外侧的边板。

进一步地，所述换热单元板和所述边板上均开设有换热介质流通孔、第一介质流入孔、第二介质流入孔和介质流出孔。

本发明提供的微反应通道、反应基板以及微通道反应器的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的微反应通道由若干个第一微通道单元和第二微通道单元依次连通组成，分别位于基板两侧的第一微通道单元和第二微通道单元的首尾依次连接，使得待混合的介质在基板的两侧翻滚流动，除了单一平面上的碰撞外还具有上下翻滚流动趋势，强化扰流作用，使反应介质混合更加均匀，避免了整个反应通道都做的宽窄不一导致的加工复杂的问题，也避免了影响一定浓度介质和直径颗粒固体的介质的反应和流动效果，且混合效果好，结构简单，生产和加工方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的微反应通道的实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的微反应通道的实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的微反应通道的侧视剖视结构示意图；

图4为本发明实施例1所采用的基板的结构示意图，其中虚线部分为基板的背面结构；

图5为本发明实施例3所采用的基板的正面结构示意图；

图6为本发明实施例3所采用的基板的背面结构示意图；

图7为本发明实施例4所采用的第一板体的结构示意图；

图8为本发明实施例4所采用的中间板体的结构示意图；

图9为本发明实施例4所采用的第二板体的结构示意图；

图10为本发明实施例2所采用的基板的结构示意图，其中虚线部分为基板的背面结构；

图11为本发明实施例3所采用的基板的正面结构示意图；

图12为本发明实施例3所采用的基板的背面结构示意图；

图13为本发明实施例4所采用的第一板体的结构示意图；

图14为本发明实施例4所采用的第二板体的结构示意图；

图15为本发明实施例4所采用的中间板体的结构示意图；

图16为本发明实施例提供的微通道反应器的爆炸分解结构图；

图17为本发明实施例5中所采用的换热单元板的结构示意图；

图18为本发明实施例5中所采用的边板的结构示意图。

附图标记说明：

1、边板；2、换热单元板；3、反应基板；4、第一介质流入孔；5、第二介质流入孔；6、介质流出孔；7、换热介质流通孔；31、基板；32、盖板；311、第一微通道单元；312、第二微通道单元；313、通孔；314、连接通道；315、第一板体；316、第二板体；317、中间板体；3111、第一主流道；3112、第一支流道；3113、第三主流道；3114、第三支流道；3115、第四支流道；3121、第二主流道；3122、第二支流道；3123、第四主流道；3124、第五支流道；3125、第六支流道；3131、第一连通孔；3132、第二连通孔；3133、第三连通孔；3134、第四连通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

请一并参阅图1及图3，现对本发明提供的微反应通道进行说明。所述微反应通道，设于基板31上，所述基板31的一侧面形成有至少两个依次排列的第一微通道单元311，所述基板31的另一侧面形成有至少两个依次排列的第二微通道单元312，所述第一微通道单元311和所述第二微通道单元312交错设置，且所述第一微通道单元311的末端与所述第二微通道单元312的首端相连通，所述第二微通道单元312的末端与下一所述第一微通道单元311的首端相连通。

本发明提供的微反应通道，与现有技术相比，由若干个第一微通道单元311和第二微通道单元312依次连通组成，分别位于基板31两侧的第一微通道单元311和第二微通道单元312的首尾依次连接，使得待混合的介质在基板31的两侧翻滚流动，除了单一平面上的碰撞外还具有上下翻滚流动趋势，强化扰流作用，使反应介质混合更加均匀，避免了整个反应通道都做的宽窄不一导致的加工复杂的问题，使得一定浓度介质和直径颗粒固体的介质的反应和流动效果也能够具有较好的混合效果，结构简单，生产和加工方便。

进一步地，请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的微反应通道的一种具体实施方式，第一微通道单元311和第二微通道单元312均采用“箭头”结构，且第一微通道单元311的箭头方向与第二微通道单元312的箭头方向相反。所述第一微通道单元311包括第一主流道3111和位于所述第一主流道3111两侧的两个第一支流道3112，两个所述第一支流道3112的一端与所述第一主流道3111的首端相连通；所述第二微通道单元312包括第二主流道3121和位于所述第二主流道3121两侧的两个第二支流道3122，所述第二支流道3122的一端与两个所述第二主流道3121的末端相连通；所述第一主流道3111的末端与所述第二主流道3121的首端通过第一连通孔3131相连通，所述第一支流道3112远离所述第一主流道3111的一端与所述第二支流道3122远离所述第二主流道3121的一端通过第二连通孔3132相连通。具体的，反应介质的流动方式是在第一微通道单元311内：从两侧的两个第一支流道3112的端部的第二连通孔3132进入，并在两个第一支流道3112和第一主流道3111的混合处发生碰撞混合，混合后的反应介质经过第一主流道3111和第一连通孔3131进入第二微通道单元312；在第二微通道单元312内：进入第二主流道3121内的反应介质在第二主流道3121的末端分散至两侧的两个第二支流道3122内，且第二支流道3122内的反应介质再通过第二连通孔3132流通至下一个第一微通道单元311内，从而实现全部的反应介质的流动，且在流动的过程中不断的碰撞和上下翻滚，强化扰流作用，使介质混合更加均匀。

优选的，为了使得反应介质在第一支流道3112和第一主流道3111的连通处可以发生较为快速的碰撞，因此在第一支流道3112和第一主流道3111的连接处设置收窄区，即第一支流道3112靠近第一主流道3111的一侧的流道变窄，第一主流道3111靠近第一支流道3112的一侧的流道也变窄，位于第一支流道3112外端的流道的宽度较大，流速较慢，位于第一支流道3112连接处的流道骤缩，使得流道内反应介质的流速加快，其混合冲击力更强，能够达到较好的混合效果。同理，对于第二微通道单元312，第二支流道3122和第二主流道3121的连接处也设置有收窄区，使得待混合的反应介质可以分为两股分别进入至两个第二支流道3122，并从第二支流道3122进入第二连通孔3132，从而加强混合效果。

优选的，第一微通道单元311和第二微通道单元312对称间隔设置，即第一主流道3111的尺寸和规格与第二主流道3121的尺寸和规格一致，第一支流道3112的尺寸和规格也与第二支流道3122的尺寸和规格一致，且第一主流道3111的宽度大于第一支流道3112的宽度，第二主流道3121的宽度大于第二支流道3122的宽度。由于第一连通孔3131用于连接第一主流道3111和第二主流道3121，第二连通孔3132用于连接第一支流道3112和第二支流道3122，因此将第一连通孔3131的直径大于第二连通孔3132的直径，从而保证液体的流动速度。

优选的，第一连通孔3131的直径和第二连通孔3132的直径的比值范围取为1.2至1.8,即第一连通孔3131的孔径是第二连通孔3132的孔径的1.2至1.8倍，且优选的第一连通孔3131的孔径是第二连通孔3132的孔径的1.5倍。第一主流道3111和第一支流道3112，以及第二主流道3121和第二支流道3122的流道深度均是均匀一致的，第一主流道3111和第二主流道3121在收窄区的流道宽度为a，且第一连通孔3131的直径为b，宽度值a与第一连通孔3131的直径b的比值范围取值0.5至0.9，优选的宽度值a是第一连通孔3131的直径b的0.6至0.7倍。

其中，第一主流道3111、第一支流道3112、第二主流道3121和第二支流道3122的流道宽度取值范围可在0.5mm至10mm之间，此时的反应流道不仅适用于实验室级别工艺开发，亦可使用在工业化级别做大规模生产，整个流道由连续顺滑的槽道组成，可兼容高粘度的流体参与反应。

实施例2

请参阅图2及图3，作为本发明提供的微反应通道的另一种具体实施方式，本实施例与实施例1的区别在于第一微通道单元311和第二微通道单元312的形状不同。在本实施例中，第一微通道单元311和第二微通道单元312的形状和方向均一致或者第一微通道单元311和第二微通道单元312对称设置，且第一微通道单元311和第二微通道单元312间隔设置的，第一微通道单元311和第二微通道单元312的形状均为类心形，且类心形的底端连接有弧形通道。

具体的，所述第一微通道单元311包括第三主流道3113、位于所述第三主流道3113两侧的第三支流道3114和第四支流道3115，所述第三支流道3114的一端与所述第三主流道3113的首端相连通，所述第四支流道3115的一端与所述第三主流道3113的末端相连通；即第三支流道3114和第四支流道3115的数量均为两个，其分别设置在第三主流道3113的相对两侧，第三支流道3114和第四支流道3115分别位于第三主流道3113的首端和末端朝向两侧延伸。

所述第二微通道单元312包括第四主流道3123、位于所述第四主流道3123两侧的第五支流道3124和第六支流道3125，所述第五支流道3124的一端与所述第四主流道3123的首端相连通，所述第六支流道3125的一端与所述第四主流道3123的末端相连通；即第五支流道3124和第六支流道3125的数量均为两个，其分别设置在第四主流道3123的相对两侧，第五支流道3124和第六支流道3125分别位于第四主流道3123的首端和末端朝向两侧延伸。

并且，所述第四支流道3115远离所述第三主流道3113的一端与所述第五支流道3124远离所述第四主流道3123的一端通过第三连通孔3133相连通，所述第六支流道3125远离所述第四主流道3123的一端与下一第一微通道单元311的所述第三支流道3114远离所述第三主流道3113的一端通过第四连通孔3134相连通。即第四支流道3115与第五支流道3124通过第三连通孔3133相连接，第五支流道3124与第六支流道3125通过第四主流道3123相连通，然后第六支流道3125与下一循环的第一微通道单元311的第三支流道3114相连接，且第三支流道3114通过第三主流道3113与第四主流道3123相连通，从而实现若干个第一微通道单元311和第二微通道单元312之间的连接和流动，并且通过待混合的反应介质在微反应通道内不断的由“合”到“分”再到“合”，再由“合”至“分”的连续流动状态，且伴随着上、下翻滚趋势，能有效加剧介质间混合，传热效率更高。

进一步地，第三主流道3113用于连通第三支流道3114和第四支流道3115，第三主流道3113在靠近第三支流道3114的一侧直接与第三支流道3114的外缘相连通并形成连通区，且第三主流道3113在靠近第四支流道3115的一侧仅与第四支流道3115的中间连接处相连通，即第三主流道3113在靠近第四支流道3115时逐渐收窄并形成收窄区，此时第三主流道3113与第三支流道3114组合形成类心形的形状，第三主流道3113与第四支流道3115组合形成箭头的形状。

第二微通道单元312的形状与第一微通道单元311的形状一致，即第四主流道3123在靠近第五支流道3124的一侧直接与第五支流道3124的外缘相连通并形成连通区，且第四主流道3123在靠近第六支流道3125的一侧仅与第六支流道3125的中间连接处相连通，即第四主流道3123在靠近第六支流道3125时逐渐收窄并形成收窄区，此时第四主流道3123与第五支流道3124组合形成类心形的形状，第四主流道3123与第六支流道3125组合形成箭头的形状。

优选的，所述第三连通孔3133的直径和所述第四连通孔3134的直径相等。并且，由于连通区和收窄区的设置，所述第三支流道3114的一侧的宽度大于所述第四支流道3115的宽度，所述第五支流道3124的宽度大于所述第六支流道3125的宽度。

所述收窄区位于第三主流道3113靠近第四支流道3115的一侧，也位于第四主流道3123靠近第六支流道3125的一侧，收窄区的宽度c小于所述第三连通孔3133和所述第四连通孔3134的直径d，第三连通孔3133和第四连通孔3134的直径d与收窄区宽度值c的比值范围取为1.2至2,优选的第三连通孔3133和第四连通孔3134的直径d是收窄区宽度值c的1.5倍。

其中，第三主流道3113、第三支流道3114、第四支流道3115、第四主流道3123、第五支流道3124和第六支流道3125的流道宽度取值范围可在0.5mm至10mm之间，此时的反应流道不仅适用于实验室级别工艺开发，亦可使用在工业化级别做大规模生产，整个流道由连续顺滑的槽道组成，可兼容高粘度的流体参与反应。

实施例3

请参阅图4至图6、图10至图12以及图16，本发明还提供了一种反应基板3，现对本发明提供的反应基板3进行说明。反应基板3包括基板31和盖板32，基板31的两侧分别设有至少两组如实施例1或实施例2中所述的微反应通道以及连接相邻的两个所述微反应通道的连接通道314；盖板32位于所述基板31相对两侧，且两个所述盖板32分别盖合于所述第一微通道单元311和所述第二微通道单元312上。

本发明提供的反应基板3，在基板31上直接加工开槽，分别形成第一微通道单元311、第二微通道单元312以及连接通道314，每个基板31上均设置有若干个相互连通的第一微通道单元311和第二微通道单元312，待混合的介质可以在微反应通道内流动并上下翻滚的混合，盖板32盖在基板31的相对两侧面上，且盖板32与基板31固定连接，并将第一微通道单元311、第二微通道单元312以及连接通道314上的开口密封，使得第一微通道单元311、第二微通道单元312以及连接通道314和盖板32之间可以形成外缘密封的管道，仅在两端形成有入口和出口，其加工方式简单，可以根据材料性质可通过机加工、蚀刻、精雕或电火花等加工形式。

其中，一基板31上设置有若干个并排设置的微反应通道，且每一微反应通道由若干个第一微通道单元311和第二微通道单元312首尾依次连接形成，相邻的两个微反应通道的端部可以通过连接通道314的相连通，即为上一排微反应通道端部的第一微通道单元311或第二微通道单元312通过连接通道314与下一排微反应通道的第一微通道单元311或第二微通道单元312相连通，使得待混合的介质可以在各排微反应通道内流动，最终从介质流出口处流出。连接通道314包括将微反应通道分别和第一介质流入孔4、第二介质流入孔5和介质流出孔6连通的通道，连接通道314还包括连接相邻的两个微反应通道的通道。

其中，微反应通道的流动方向可以是相同方向，此时连接通道314延伸的较长，从一侧的微反应通道的末端连通至另一微反应通道的顶端；微反应通道的流动方向还可以是相反方向，此时连接通道314直接从一侧的微反应通道的末端连通至另一微反应通道的末端，或者，从一侧的微反应通道的顶端连通至另一微反应通道的顶端即可，连接通道314的距离较短。

进一步地，请参阅图4至图6以及图10至图12，作为本发明提供的微反应通道的一种具体实施方式，所述基板31为一厚板体，所述第一微通道单元311和所述第二微通道单元312分别为开设于所述基板31上的凹槽，且所述基板31上开设有分别连通第一微通道单元311和所述第二微通道单元312的连通孔313。即此时第一微通道单元311和第二微通道单元312分别设置在同一基板31的相对两侧，且该基板31上还开设有连通孔313，此时能够节约板材，直接在一个板体上既可以成型，且仅需要在板体的相对两侧再设置盖板32既可以形成完整密封的微反应通道。

其中，所述基板31和所述盖板32上均开设有第一介质流入孔4、第二介质流入孔5和介质流出孔6，所述第一介质流入孔4和所述第二介质流入孔5均与位于外侧的所述微反应通道的端部通过连接通道314相连通，所述介质流出孔6与位于另一侧的所述微反应通道的端部相连通。第一介质流入孔4内注入一种介质，第二介质流入孔5内注入另一种介质，两种介质在微反应通道内混合均匀后再从介质流出孔6流出。其中，第一介质流入孔4和第二介质流入孔5可以通过一个连接通道314与微反应通道相连接，也可以通过两个连接通道314分别与微反应通道相连接。

所述基板31和所述盖板32上均还开设有换热介质流通孔7，换热介质流通孔7是用于换热单元板2内的管道实现连通的。

进一步地，参阅图16，作为本发明提供的反应基板3的一种具体实施方式，盖板32可以直接为一平直板体，该平直板体贴合固定于反应基板3的一侧，且盖板32与位于第一微通道单元311和第二微通道单元312外缘的基板31固定粘接，避免待混合的介质直接经过盖板32和微反应通道之间的间隙进入至下一微反应通道内部。

盖板32还可以为一板体，且板体上开设有与第一微通道单元311、第二微通道单元312以及连接通道314对称的凹槽，该凹槽和微反应通道拼合后可以形成深度较深的管道，使得反应基板3的流通量更大，可兼容有一定颗粒直径的固体参与的反应，也可兼容高粘度的流体参与反应，减小反应器的体积，减少耗材。

实施例4

参阅图7至图10及图13至图15，作为本发明提供的微反应通道的另一种具体实施方式，本实施例与实施例3的区别在于：在本实施例中，基板31由三块板体拼合形成，且每一板体上分别加工部分流道，拼合后形成完整的微反应通道。具体的，基板31包括第一板体315、与所述第一板体315相正对的第二板体316以及位于所述第一板体315和所述第二板体316之间的中间板体317，所述第一微通道单元311为开设于所述第一板体315上的通槽；所述第二微通道单元312为开设于所述第二板体316上的通槽；所述中间板体317上开设有连通所述第一微通道单元311和所述第二微通道单元312的通孔313。此时单独的对第一板体315、第二板体316和中间板体317进行加工，加工完成后直接进行拼装即可，此时的通槽和通孔313均可以直接采用机加工、激光切割、蚀刻、精雕或电火花等加工形式。整个基板31的加工方式简单，使用灵活性高，适应性更广。

实施例5

请参阅图16至图18，本发明还提供一种微通道反应器，所述微通道反应器包括如实施例3或实施例4中所述的反应基板3、位于所述反应基板3相对两侧的换热单元板2以及位于所述换热单元板2外侧的边板1。

本发明提供的微通道反应器，采用真空扩散结合技术，有利于强化产品的承压、减小反应器的体积以及减少耗材。在使用时，还可以根据流体介质性质、反应时间以及产量的需求，改变板片本身材料、尺寸及串或并联布置通道单元的数量。

其中，边板1为设置在换热单元板2外缘的保护隔板，通过该边板1可以将反应基板3和换热单元板2围合，保证整个微通道反应器的密封效果，相邻的边板1、反应基板3和换热单元板2之间固定连接，其固定连接方式可以是粘接或焊接等。边板1、换热单元板2以及反应基板3的材质广泛，其可以采用如常用的金属材料，例如不锈钢、哈氏合金、钛及钛合金、锆及锆合金等，也可以采用非金属材料，例如碳化硅和玻璃等，也可以根据需求选择其他耐腐蚀性能佳的材料。

换热单元板2内部设置有特定槽道结构，供换热流体在流动时带走热量或提供热量。换热单元板2可由一块原始材料板通过相应加工方式加工而成，亦可由多层结构板片拼组而成，可以根据不同的需要选用不同的方式。

其中，所述换热单元板2和所述边板1上也开设有换热介质流通孔7、第一介质流入孔4、第二介质流入孔5和介质流出孔6。且换热单元板2和边板1上开始的换热介质流通孔7、第一介质流入孔4、第二介质流入孔5和介质流出孔6与反应基板3上的换热介质流通孔7、第一介质流入孔4、第二介质流入孔5和介质流出孔6的孔位相对且连通。对于换热介质流通孔7、第一介质流入孔4、第二介质流入孔5和介质流出孔6在使用时可以不封堵，在不使用时可以将不使用的孔位封堵。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (16)

1.微反应通道，设于基板(31)上，其特征在于：所述微反应通道包括第一微通道单元(311)和第二微通道单元(312)，所述基板(31)的一侧面形成有至少两个依次排列的所述第一微通道单元(311)，所述基板(31)的另一侧面形成有至少两个依次排列的所述第二微通道单元(312)，所述第一微通道单元(311)和所述第二微通道单元(312)交错设置，且所述第一微通道单元(311)的末端与所述第二微通道单元(312)的首端相连通，所述第二微通道单元(312)的末端与下一所述第一微通道单元(311)的首端相连通。

2.如权利要求1所述的微反应通道，其特征在于：所述第一微通道单元(311)包括第一主流道(3111)和位于所述第一主流道(3111)两侧的第一支流道(3112)，所述第一支流道(3112)的一端与所述第一主流道(3111)的首端相连通；

所述第二微通道单元(312)包括第二主流道(3121)和位于所述第二主流道(3121)两侧的第二支流道(3122)，所述第二支流道(3122)的一端与所述第二主流道(3121)的末端相连通；

所述第一主流道(3111)的末端与所述第二主流道(3121)的首端通过第一连通孔(3131)相连通，所述第一支流道(3112)远离所述第一主流道(3111)的一端与所述第二支流道(3122)远离所述第二主流道(3121)的一端通过第二连通孔(3132)相连通。

3.如权利要求2所述的微反应通道，其特征在于：所述第一主流道(3111)和所述第一支流道(3112)的连接处设有收窄区；所述第二主流道(3121)和所述第二支流道(3122)的连接处也设有收窄区。

4.如权利要求2所述的微反应通道，其特征在于：所述第一连通孔(3131)的直径大于所述第二连通孔(3132)的直径。

5.如权利要求1至4任一项所述的微反应通道，其特征在于：所述第一微通道单元(311)包括第三主流道(3113)、位于所述第三主流道(3113)两侧的第三支流道(3114)和第四支流道(3115)，所述第三支流道(3114)的一端与所述第三主流道(3113)的首端相连通，所述第四支流道(3115)的一端与所述第三主流道(3113)的末端相连通；

所述第二微通道单元(312)包括第四主流道(3123)、位于所述第四主流道(3123)两侧的第五支流道(3124)和第六支流道(3125)，所述第五支流道(3124)的一端与所述第四主流道(3123)的首端相连通，所述第六支流道(3125)的一端与所述第四主流道(3123)的末端相连通；

所述第四支流道(3115)远离所述第三主流道(3113)的一端与所述第五支流道(3124)远离所述第四主流道(3123)的一端通过第三连通孔(3133)相连通，所述第六支流道(3125)远离所述第四主流道(3123)的一端与下一第一微通道单元(311)的所述第三支流道(3114)远离所述第三主流道(3113)的一端通过第四连通孔(3134)相连通。

6.如权利要求5所述的微反应通道，其特征在于：所述第三主流道(3113)在靠近所述第三支流道(3114)的一侧设有连通区，且在靠近所述第四支流道(3115)的一侧设有收窄区；

所述第四主流道(3123)在靠近所述第五支流道(3124)的一侧设有连通区，且在靠近所述第六支流道(3125)的一侧设有收窄区。

7.如权利要求6所述的微反应通道，其特征在于：所述第三连通孔(3133)的直径和所述第四连通孔(3134)的直径相等。

8.如权利要求7所述的微反应通道，其特征在于：所述收窄区的宽度小于所述第三连通孔(3133)和所述第四连通孔(3134)的直径。

9.反应基板，其特征在于：包括

基板(31)，其两侧分别设有至少两组如权利要求1至8任一项所述的微反应通道以及连接相邻的两个所述微反应通道的连接通道(314)；以及

盖板(32)，其位于所述基板(31)相对两侧，且两个所述盖板(32)分别盖合于所述第一微通道单元(311)和所述第二微通道单元(312)上。

10.如权利要求9所述的反应基板(3)，其特征在于：所述基板(31)为一厚板体，所述第一微通道单元(311)和所述第二微通道单元(312)分别为开设于所述基板(31)上的凹槽，且所述基板(31)上开设有分别连通第一微通道单元(311)和所述第二微通道单元(312)的连通孔(313)。

11.如权利要求9所述的反应基板，其特征在于，所述基板(31)包括：

第一板体(315)，所述第一微通道单元(311)为开设于所述第一板体(315)上的通槽；

与所述第一板体(315)相正对的第二板体(316)，所述第二微通道单元(312)为开设于所述第二板体(316)上的通槽；以及

位于所述第一板体(315)和所述第二板体(316)之间的中间板体(317)，所述中间板体(317)上开设有连通所述第一微通道单元(311)和所述第二微通道单元(312)的通孔(313)。

12.如权利要求9所述的反应基板，其特征在于：所述基板(31)和所述盖板(32)上均开设有第一介质流入孔(4)、第二介质流入孔(5)和介质流出孔(6)，所述第一介质流入孔(4)和所述第二介质流入孔(5)分别与第一微通道单元(311)或第二微通道单元(312)的首端相连通，所述介质流出孔(6)与第一微通道单元(311)或第二微通道单元(312)的末端相连通。

13.如权利要求12所述的反应基板，其特征在于：所述基板(31)和所述盖板(32)上均开设有换热介质流通孔(7)。

14.微通道反应器，其特征在于：包括如权利要求9至13任一项所述的反应基板(3)。

15.如权利要求14所述的微通道反应器，其特征在于：还包括位于所述反应基板(3)相对两侧的换热单元板(2)以及位于所述换热单元板(2)外侧的边板(1)。

16.如权利要求15所述的微通道反应器，其特征在于：所述换热单元板(2)和所述边板(1)上均开设有换热介质流通孔(7)、第一介质流入孔(4)、第二介质流入孔(5)和介质流出孔(6)。

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