CN114247380A - 一种管道式可调压生化反应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道式可调压生化反应系统，包括多个计量泵、与计量泵数量相等的原料罐、至少一段压力管、产品罐以及背压阀，多个计量泵与多个原料罐一一对应地管道连接，多个计量泵的出料口均与压力管的进料口管道连接，压力管的出料口与产品罐管道连接，背压阀串接于压力管和产品罐之间的管道上。采用物料在管道内边流动边反应的方式，利用计量泵抽取原料罐内的原料加压后泵入到压力管，原料及反应物在压力管内单向前进，背压阀控制压力管内的压力，高过背压阀设定压力的生成物自动出料进入到产品罐，生产过程结束，在原理上可消除原料、生成物共存的现象，防止副产物的生成或降低副产品生成率。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产设备技术领域，具体涉及一种管道式可调压生化反应系统。
背景技术
现有一些有机化学反应的基本过程为：常压条件下在小试烧瓶中加入反应物，经过一段反应时间，得到生成物。工艺成熟后，放大形成应用在工业上的釜式反应体系。主要用于液态原料常温常压下生产液态产物。采用该工艺或该形式的釜式反应体系进行液态原料生产液态产物，主要存在以下缺点：1、液态原料和液态生成物在一个体系中共存时间长，不可避免生产副产物，造成收率降低；2、该釜式反应体系是常压下模拟烧瓶操作放大形成的，不能用加大压力(增加物理能)的方式提高反应物的化学能，不能提高产品收率、降低副产物生成率。亟需一种新工艺或新体系(装置、系统等)来替换现有工艺和釜式反应体系，既能减少原料和生成物在一个体系内的时间(及时分离生成物)，又能加大压力，以高产品收率，降低副产品生成率。
发明内容
为此，本发明提供一种管道式可调压生化反应系统，以解决上述的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种管道式可调压生化反应系统，包括多个计量泵、与所述计量泵数量相等的原料罐、至少一段压力管、产品罐以及背压阀，多个所述计量泵与多个所述原料罐一一对应地管道连接，多个所述计量泵的出料口均与所述压力管的进料口管道连接，所述压力管的出料口与所述产品罐管道连接，所述背压阀串接于所述压力管和产品罐之间的管道上。
进一步地，还包括水浴罐，所述压力管置于所述水浴罐内。
进一步地，所述水浴罐的进水口在下，出水口在上。
进一步地，所述压力管呈螺旋状，所述压力管的进料口在下，出料口在上。
进一步地，所述水浴罐与所述压力管的数量相等，当所述压力管设有多段时，多段所述压力管相串接，多段所述压力管一一对应地设置于多个所述水浴罐内。
进一步地，还包括脉冲阻尼器，所述脉冲阻尼器串接于所述压力管和背压阀之间的管道上。
进一步地，还包括抽检瓶，所述抽检瓶的上侧开口高于所述背压阀与产品罐之间的管道，所述抽检瓶的瓶身与所述背压阀与产品罐之间的管道连通。
进一步地，所述压力管的内壁设有钝化层或防腐层。
本发明具有如下优点：
本发明提供的管道式可调压生化反应系统，采用物料在管道内边流动边反应的方式，利用计量泵抽取原料罐内的原料加压后泵入到压力管，原料及反应物在压力管内单向前进，背压阀控制压力管内的压力，高过背压阀设定压力的生成物自动出料进入到产品罐，生产过程结束。通过背压阀控制压力管内的压力，从而为反应过程增加物理能；随着液体的流动，原料占比越来越小，生成物占比越来越大，最后只剩下生成物，从背压阀泄出，原料和生成物共存时间短；在原理上可消除原料、生成物共存的现象，防止副产物的生成或降低副产品生成率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
图1为本发明具体实施方式提供的一种管道式可调压生化反应系统的示意。
图中：1-原料罐，2-过滤器，3-计量泵，4-压力管，5-水浴罐，6-脉冲阻尼器，7-背压阀，8-抽检瓶，9-产品罐。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示，本实施例提供了一种管道式可调压生化反应系统，是一种用计量泵3调节进料量以控制反应时间、用背压阀7调节控制体系压力(主要是压力管4内的反应压力)、将压力管4置于适合的温度工况中(压力管4设置在水浴罐5内)、连续生成生成物的设备，该系统可用于生产一些食品类产品或化工类产品。
管道式可调压生化反应系统包括多个计量泵3、与计量泵3数量相等的原料罐1、至少一段压力管4、产品罐9以及背压阀7。多个计量泵3与多个原料罐1一一对应地管道连接，计量泵3与原料罐1之间的管道上串接有过滤器2；多个计量泵3的出料口均与压力管4的进料口管道连接，计量泵3优选柱塞泵。压力管4的出料口与产品罐9管道连接。背压阀7串接于压力管4和产品罐9之间的管道上。根据原料种类配置相应数量的原料罐1和计量泵3；需要指出的是，计量泵3控制的是泵入的原料流量(由于是多种原料混合，也可称计量泵3控制原料比例)，当采用多个计量泵3泵入同一原料，或采用一个计量泵3从多个装有相同原料的原料罐1抽取原料时，也在本申请的保护范围之内。计量泵3不仅可用于液体原料的进料，也可用于气体原料(如氧气、氢气、硫化氢气体、甲硫醇气体等)的进料。图1中的计量泵3为双腔式泵(双进料口、双出料口)，双腔运行互不影响，实质可视为两个计量泵3。
本实施例提供的管道式可调压生化反应系统，采用物料在管道内边流动边反应的方式，利用计量泵3抽取原料罐1内的原料加压后泵入到压力管4，原料及反应物在压力管4内单向前进，背压阀7控制压力管4内的压力，高过背压阀7设定压力的生成物自动出料进入到产品罐9，生产过程结束。通过背压阀7控制压力管4内的压力，从而为反应过程增加物理能；随着液体的流动，原料占比越来越小，生成物占比越来越大，最后只剩下生成物，从背压阀7泄出，原料和生成物共存时间短；在原理上可消除原料与生成物共存的现象，防止副产物的生成或降低副产品生成率；连续进料方式还可方便控制生产规模；不足之处是条件规定后专一性较强；但采用管道反应连续生产，设备投资较釜式反应可明显降低。
在本实施例中，管道式可调压生化反应系统还包括水浴罐5，压力管4置于水浴罐5内。水浴罐5内通入某一温度的液体(以水为例)，对位于水浴罐5内的压力管4进行加热、降温或保温，调节压力管4及原料、生成物的温度，促进、抑制或维持反应速度(某些产品生产时需要降温，抑制原料的分解速度，因此有“抑制反应速度”的说法)。实际生产中的水浴是保证反应温度条件的，可以充入低温介质(例如：干冰、冰盐水等)、常温介质(例如：水)或高温介质(例如：导热油、熔盐浴介质等)，根据实际需要选择相应温度的介质。一般的，水浴罐5的进水口在下，出水口在上。为了提高水浴罐5内水和压力管4的换热效率，将压力管4设置成呈螺旋状，类似于“热得快”的电热器，不改变压力管4高度的情况下，增加了压力管4的长度(增加换热面积)；一般的，压力管4的进料口在下，出料口在上。根据反应物料的性质，可在压力管4的内壁设有钝化层或防腐层等。压力管4的长度由反应物料的性质决定，将该长度的直管盘成螺旋管，一个螺旋管长度不够，则采用多个，即设置多段压力管4，多段压力管4相串接，一段压力管4外罩设一个水浴罐5。
在本实施例中，管道式可调压生化反应系统还包括脉冲阻尼器6，脉冲阻尼器6串接于压力管4和背压阀7之间的管道上，用于平衡反应压力。
在本实施例中，管道式可调压生化反应系统还包括抽检瓶8，抽检瓶8的上侧开口高于背压阀7与产品罐9之间的管道，抽检瓶8的瓶身与背压阀7与产品罐9之间的管道连通。背压阀7之后的液体是生成物，在抽检瓶8的上侧开口可以抽出生成物，方便及时检测生成物的含量，做到动态监测的目的。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种管道式可调压生化反应系统，其特征在于，包括多个计量泵、与所述计量泵数量相等的原料罐、至少一段压力管、产品罐以及背压阀，多个所述计量泵与多个所述原料罐一一对应地管道连接，多个所述计量泵的出料口均与所述压力管的进料口管道连接，所述压力管的出料口与所述产品罐管道连接，所述背压阀串接于所述压力管和产品罐之间的管道上。
2.根据权利要求1所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，还包括水浴罐，所述压力管置于所述水浴罐内。
3.根据权利要求2所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，所述水浴罐的进水口在下，出水口在上。
4.根据权利要求2所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，所述压力管呈螺旋状，所述压力管的进料口在下，出料口在上。
5.根据权利要求2所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，所述水浴罐与所述压力管的数量相等，当所述压力管设有多段时，多段所述压力管相串接，多段所述压力管一一对应地设置于多个所述水浴罐内。
6.根据权利要求1所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，还包括脉冲阻尼器，所述脉冲阻尼器串接于所述压力管和背压阀之间的管道上。
7.根据权利要求1所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，还包括抽检瓶，所述抽检瓶的上侧开口高于所述背压阀与产品罐之间的管道，所述抽检瓶的瓶身与所述背压阀与产品罐之间的管道连通。
8.根据权利要求1所述的管道式可调压生化反应系统，其特征在于，所述压力管的内壁设有钝化层或防腐层。
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