CN112973596B

CN112973596B - 微通道连续流反应器

Info

Publication number: CN112973596B
Application number: CN202110225300.XA
Authority: CN
Inventors: 汪孔斌; 宋百胜
Original assignee: Anhui Huaertai Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Anhui Huaertai Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2021-03-01
Filing date: 2021-03-01
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2041-03-01
Also published as: CN112973596A

Abstract

本发明提供了一种微通道连续流反应器，涉及微通道技术领域。所述反应器包括：下板、催化剂载片、上板和催化剂载栓；下板的上表面开设有第一通道槽，催化剂载片安装在第一通道槽内，上板的下表面开设有与第一通道槽对应的第二通道槽，下板与上板通过工装夹具装夹在一起，第一通道槽与第二通道槽形成微通道；上板开设有若干螺纹孔，螺纹孔由上板的上表面贯穿至第二通道槽；催化剂载栓密封螺纹旋入螺纹孔，将催化剂载片压在第一通道槽的槽底。本发明实施例中，催化剂载片几乎铺满整个第一通道槽，催化面积大且结构稳定，易拆装更换且不易被冲走，能够实现连续流工业生产应用。

Description

微通道连续流反应器

技术领域

本发明涉及微通道技术领域，具体涉及一种微通道连续流反应器。

背景技术

精细化工是化学工业中的新生领域，与工农业、国防、人民生活和尖端科学都有着极为密切的关系，是化学工业发展的战略重点之一。精细化工产品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大，直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。近年来，全球各个国家特别是工业发达国家都把发展精细化工产品作为调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的重点发展战略之一。采用传统釜式反应器虽然可以大量生产化工产品，但是其存在许多自身工艺难以克服的缺陷，如产品纯度低、选择性差、生产效率低、安全隐患大，后续的分离、回收处理工艺繁琐、环境污染严重等。

近年来，微通道反应发展迅速，微通道反应技术已被公认为是自然科学和化工领域研究的重要方向。微通道连续流反应器在减少设备空间和构造材料、降低操作费用的同时，微通道内反应转变为连续性流动反应，将反应时间转变为流通长度，可显著提高反应效率、转换率和选择性，甚至可以实现精确摩尔比的定量转化，同时能够缩短反应时间，减少合成周期，降低反应总成本和环境影响成本。因此采用微通道连续流反应技术代替传统的化工生产技术具有广阔前景。

微通道反应器的工作环境一般比较恶劣，如高温、高压，甚至有强烈的腐蚀环境，这都对催化剂存在方式提出了更高的要求，因此微通道中的催化剂结构成为制约微通道技术在连续流反应器应用的一个重要因素。目前微通道反应器的有效催化面积较小，催化效率低，难以实现工业需求，且反应物流量较大时，易冲走催化剂颗粒。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微通道连续流反应器，解决了微通道反应器中催化剂易被冲走且催化面积小的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种微通道连续流反应器，所述反应器包括：下板、催化剂载片、上板和催化剂载栓；所述下板的上表面开设有第一通道槽，所述催化剂载片安装在第一通道槽内，所述上板的下表面开设有与第一通道槽对应的第二通道槽，所述下板与上板通过工装夹具装夹在一起，第一通道槽与第二通道槽形成微通道；

所述上板开设有若干螺纹孔，所述螺纹孔由上板的上表面贯穿至第二通道槽；所述催化剂载栓密封螺纹旋入螺纹孔，将催化剂载片压在第一通道槽的槽底。

优选的，所述催化剂载片外表面镀有催化剂或整体采用催化剂材质，所述催化剂载片开设有若干通孔，所述通孔下游半侧的顶端覆盖有顶盖。

优选的，所述微通道内开设有与螺纹孔一一对应的扰流腔，所述催化剂载栓通过螺纹孔插入扰流腔。

优选的，所述催化剂载栓位于扰流腔内的部位套设有催化剂载管。

优选的，所述第一通道槽的槽底开设有限位槽，所述催化剂载片的下表面设置有与限位槽对应的限位凸起，所述限位凸起容纳在限位槽内。

优选的，所述催化剂载片的上表面开设有与催化剂载栓一一对应的容纳槽，所述催化剂载栓的底端容纳在容纳槽内。

优选的，所述下板开设有第一定位孔，所述上板开设有与第一定位孔一一对应的第二定位孔，所述第一定位孔的上端开设有沉孔，所述第二定位孔的下端设置有与沉孔一一对应的插管，所述插管插入沉孔。

优选的，所述微通道的初始端开设有入料口，所述微通道的末端开设有出料口。

本发明提供了一种微通道连续流反应器。与现有技术相比，具备以下有益效果：

本发明中，将反应器拆分为上、下板，下板开设第一通道槽，第一通道槽内装有催化剂载片，上板开设第二通道槽，下板与上板通过工装夹具装夹在一起形成微通道；上板开设螺纹孔，催化剂载栓密封螺纹旋入螺纹孔，将催化剂载片压在第一通道槽的槽底；催化剂载片几乎铺满整个第一通道槽，催化面积大且结构稳定，易拆装更换且不易被冲走，能够实现连续流工业生产应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例中反应器的爆炸图；

图2为本发明实施例中下板的结构示意图；

图3为本发明实施例中上板的结构示意图；

图4为本发明实施例中催化剂载片的俯视轴测图；

图5为本发明实施例中催化剂载片的仰视轴测图；

图6为本发明实施例中催化剂载栓的结构示意图。

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，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

本申请实施例通过提供一种微通道连续流反应器，解决了微通道反应器中催化剂易被冲走且催化面积小的问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例中，将反应器拆分为上、下板，下板开设第一通道槽，第一通道槽内装有催化剂载片，上板开设第二通道槽，下板与上板通过工装夹具装夹在一起形成微通道；上板开设螺纹孔，催化剂载栓密封螺纹旋入螺纹孔，将催化剂载片压在第一通道槽的槽底；催化剂载片几乎铺满整个第一通道槽，催化面积大且结构稳定，易拆装更换且不易被冲走，能够实现连续流工业生产应用。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例

如图1~6所示，本发明提供了一种微通道连续流反应器，所述反应器包括：下板10、催化剂载片20、上板30和催化剂载栓40；所述下板10的上表面开设有第一通道槽11，所述催化剂载片20安装在第一通道槽11内，所述上板30的下表面开设有与第一通道槽11对应的第二通道槽31，所述下板10与上板30通过工装夹具装夹在一起，第一通道槽11与第二通道槽31形成微通道；

所述上板30开设有若干螺纹孔32，所述螺纹孔32由上板30的上表面贯穿至第二通道槽31；所述催化剂载栓40密封螺纹旋入螺纹孔32，将催化剂载片20压在第一通道槽11的槽底。

所述下板10的下方和上板30的上方分别设置有换热层，用于调控反应温度，所述换热层与现有技术一致，这里不做过多赘述。

所述催化剂载片20几乎铺满整个第一通道槽11，催化面积大且结构稳定，易拆装更换且不易被冲走，能够实现连续流工业生产应用。

如图4、图5所示，所述催化剂载片20外表面镀有催化剂或整体采用催化剂材质，所述催化剂载片20开设有若干通孔21，所述通孔21下游半侧的顶端覆盖有顶盖22，所述顶盖22起到扰流搅拌的作用；并且反应过程中若是生成杂质颗粒，会在流动过程中沉淀进入通孔21内，顶盖22阻止杂质再从通孔21内流出，有效防止杂质在微通道内聚集造成堵塞，也提高了产物的纯度；反应器使用一段时间，将下板10、上板30和催化剂载片20拆开，杂质大部分堆积在第一通道槽11内，分别对第一通道槽11、第二通道槽31和催化剂载片20进行简单清洗即可有效清除微通道内的杂质。

如图1~3所示，所述微通道内开设有与螺纹孔32一一对应的扰流腔33，所述催化剂载栓40通过螺纹孔32插入扰流腔33，对微通道内流经的反应物起到扰流搅拌的作用。

如图6所示，所述催化剂载栓40位于扰流腔33内的部位套设有催化剂载管41，所述催化剂载管41的外表面镀有催化剂或整体采用催化剂材质，进一步增加催化面积，且催化剂载管41易拆装更换不易被冲走。

如图1、图2所示，所述第一通道槽11的槽底开设有限位槽12，所述催化剂载片20的下表面设置有与限位槽12对应的限位凸起，所述限位凸起容纳在限位槽12内，限制催化剂载片20在第一通道槽11内滑动，增强催化剂载片20的安装结构稳定性。

如图1、图4所示，所述催化剂载片20的上表面开设有与催化剂载栓40一一对应的容纳槽23，所述催化剂载栓40的底端容纳在容纳槽23内，增强催化剂载栓40与催化剂载片20的连接结构稳定性。

如图1~3所示，所述下板10开设有第一定位孔13，所述上板30开设有与第一定位孔13一一对应的第二定位孔34，所述第一定位孔13的上端开设有沉孔14，所述第二定位孔34的下端设置有与沉孔14一一对应的插管35，所述插管35插入沉孔14，便于下板10与上板30通过第一定位孔13和第二定位孔34精准定位。

如图1、图3所示，所述微通道的初始端开设有入料口36，所述微通道的末端开设有出料口37。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种微通道连续流反应器，其特征在于，所述反应器包括：下板（10）、催化剂载片（20）、上板（30）和催化剂载栓（40）；所述下板（10）的上表面开设有第一通道槽（11），所述催化剂载片（20）安装在第一通道槽（11）内，所述上板（30）的下表面开设有与第一通道槽（11）对应的第二通道槽（31），所述下板（10）与上板（30）通过工装夹具装夹在一起，第一通道槽（11）与第二通道槽（31）形成微通道；

所述上板（30）开设有若干螺纹孔（32），所述螺纹孔（32）由上板（30）的上表面贯穿至第二通道槽（31）；所述催化剂载栓（40）密封螺纹旋入螺纹孔（32），将催化剂载片（20）压在第一通道槽（11）的槽底；

所述催化剂载片（20）外表面镀有催化剂或整体采用催化剂材质，所述催化剂载片（20）开设有若干通孔（21），所述通孔（21）下游半侧的顶端覆盖有顶盖（22）；

所述微通道内开设有与螺纹孔（32）一一对应的扰流腔（33），所述催化剂载栓（40）通过螺纹孔（32）插入扰流腔（33）；

所述催化剂载栓（40）位于扰流腔（33）内的部位套设有催化剂载管（41）；

所述第一通道槽（11）的槽底开设有限位槽（12），所述催化剂载片（20）的下表面设置有与限位槽（12）对应的限位凸起，所述限位凸起容纳在限位槽（12）内；

所述催化剂载片（20）的上表面开设有与催化剂载栓（40）一一对应的容纳槽（23），所述催化剂载栓（40）的底端容纳在容纳槽（23）内。

2.如权利要求1所述的微通道连续流反应器，其特征在于，所述下板（10）开设有第一定位孔（13），所述上板（30）开设有与第一定位孔（13）一一对应的第二定位孔（34），所述第一定位孔（13）的上端开设有沉孔（14），所述第二定位孔（34）的下端设置有与沉孔（14）一一对应的插管（35），所述插管（35）插入沉孔（14）。

3.如权利要求1所述的微通道连续流反应器，其特征在于，所述微通道的初始端开设有入料口（36），所述微通道的末端开设有出料口（37）。