CN206810252U - 渗透气化膜微反应器及反应系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于微反应器领域，具体涉及一种渗透气化膜微反应器及反应系统。所述的渗透气化膜微反应器，包括自上而下依次设置的上膜器、渗透气化膜以及下膜器；所述的上膜器设置有圆柱型的料液空腔，贯穿所述的上膜器设置有与所述的料液空腔连通的进料口以及出料口；所述的下膜器对应所述的料液空腔位置设有与真空泵连接的排液口；所述的上膜器以及所述的下膜器上对应设置有用于连接的螺丝口。本实用新型结合微型反应器以及渗透气化膜技术，上膜器的料液腔室中反应会产生水，膜微反应器中部的渗透汽化膜具备选择性，水可以透过渗透汽化膜通过反应器底部流出。这样会使反应平衡向右移动，提高转化率。
Description
技术领域
本实用新型属于微反应器领域，具体涉及一种渗透气化膜微反应器及反应系统。
背景技术
上世纪90年代以来，设备微型化的技术革新理念快速推广，化学反应在微型设备上的大量研究证明了在大的比表面积的微通道中，反应转化率、选择性、能耗、原子经济性都较传统反应方式有明显的提高，特别是“三废”排放的最小化，使其备受关注。该类设备称为微型反应器，在液态和气液化学反应方面，其传动量、传热和传质较釜式反应设备均有非常大的优势。国内外诸多知名企业相继投入巨资进行开发和研究微型反应器设备。渗透汽化技术是一种当前比较流行的膜分离技术，对于酯化反应的进行及液体混合物的分离适用性较高。目前结合渗透汽化技术与微型化反应器的设备研究报道较少。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种渗透气化膜微反应器及反应系统。
本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种渗透气化膜微反应器，，包括自上而下依次设置的上膜器、渗透气化膜以及下膜器；所述的上膜器设置有圆柱型的料液空腔，贯穿所述的上膜器设置有与所述的料液空腔连通的进料口以及出料口；所述的下膜器对应所述的料液空腔位置设有与真空泵连接的排液口；所述的上膜器以及所述的下膜器上对应设置有用于连接的螺丝口。
所述的料液空腔的底面直径为40mm，深度为0.9mm。
所述的上膜器以及所述的下膜器均采用306不锈钢制备。
所述的料液空腔内的料液与所述的渗透气化膜的面积比为0.11cm3/cm2。
本实用新型还包括一种渗透气化膜反应系统，包括所述的渗透气化膜微反应器；所述的料液空腔内设有与热控台连接的加热装置；所述的进料口与注射泵连接；所述的出料口与产物收集器连接；所述的排液口与真空泵通过冷却水集水装置连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型结合微型反应器以及渗透气化膜技术，上膜器的料液腔室中反应会产生水，膜微反应器中部的渗透汽化膜具备选择性，水可以透过渗透汽化膜通过反应器底部流出。这样会使反应平衡向右移动，提高转化率。
2.设计成微型化的微反应器使料液在反应中占据的体积更小，这样料液体积与渗透汽化膜面积之比减小，相对膜面积有所提高能够更快的将反应生成的水移除，提高转化率。
附图说明
图1为本实用新型渗透气化膜微反应器的结构示意图；
图2为本实用新型腹膜渗透气化膜反应系统的结构示意图；
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
图1示出一种渗透气化膜微反应器，，包括自上而下依次设置的上膜器11、渗透气化膜以及下膜器12；所述的上膜器设置有圆柱型的料液空腔111，贯穿所述的上膜器设置有与所述的料液空腔连通的进料口113以及出料口(设置在进料口对侧未示出)；所述的下膜器对应所述的料液空腔位置设有与真空泵连接的排液口122；所述的上膜器以及所述的下膜器上对应设置有用于连接的螺丝口112、122。所述的料液空腔的底面直径为40mm，深度为0.9mm。所述的上膜器以及所述的下膜器均采用306不锈钢制备。所述的料液空腔内的料液与所述的渗透气化膜的面积比为0.11cm3/cm2。
图2示出一种渗透气化膜反应系统，包括所述的渗透气化膜微反应器1；所述的料液空腔内设有与热控台2连接的加热装置；所述的进料口与注射泵3连接；所述的出料口与产物收集器4连接；所述的排液口与真空泵5通过冷却水集水装置连接6。
本实用新型的工作原理为：以乙酸和乙醇的酯化反应为例，待分离的料液通过注射泵从膜微反应器的进液口输送至料液空腔，通过调整注射泵3的推进速度，可以控制料液体系在渗透气化膜微反应器内的反应时间，通过热控台2来设定反应温度，开启真空泵，将反应中产生的水通过渗透汽化膜从反应器下部抽出并收集起来，使反应平衡向右移，提高了转化效率，最后利用水分分析仪器来分析收集的水含量。反应结束后料液主体流经膜微反应器从膜器的出料口侧流出，进入后续的产物收集器5。本实用新型中膜微反应器中料液和膜面积比(0.11cm3/cm2)为传统反应器料液和膜面积比(13.15cm3/cm2)的0.8％，达到相同转化率条件下，传统反应器需要6h而膜微反应器只需要1h，效果提升明显。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (5)
1.一种渗透气化膜微反应器，其特征在于，包括自上而下依次设置的上膜器、渗透气化膜以及下膜器；所述的上膜器设置有圆柱型的料液空腔，贯穿所述的上膜器设置有与所述的料液空腔连通的进料口以及出料口；所述的下膜器对应所述的料液空腔位置设有与真空泵连接的排液口；所述的上膜器以及所述的下膜器上对应设置有用于连接的螺丝口。
2.根据权利要求1所述的渗透气化膜微反应器，其特征在于，所述的料液空腔的底面直径为40mm，深度为0.9mm。
3.根据权利要求1所述的渗透气化膜微反应器，其特征在于，所述的上膜器以及所述的下膜器均采用306不锈钢制备。
4.根据权利要求1所述的渗透气化膜微反应器，其特征在于，所述的料液空腔内的料液与所述的渗透气化膜的面积比为0.11cm3/cm2。
5.一种渗透气化膜反应系统，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的渗透气化膜微反应器；所述的料液空腔内设有与热控台连接的加热装置；所述的进料口与注射泵连接；所述的出料口与产物收集器连接；所述的排液口与真空泵通过冷却水集水装置连接。
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| CN109293525A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-02-01 | 山东新和成精化科技有限公司 | 一种微通道反应器及利用该微通道反应器制备n-烷氧基草酰丙氨酸酯的方法 |
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| CN109293525B (zh) * | 2018-09-26 | 2021-04-20 | 山东新和成精化科技有限公司 | 一种微通道反应器及利用该微通道反应器制备n-烷氧基草酰丙氨酸酯的方法 |
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