CN209828952U - 一种实验室用简易微通道反应装置 - Google Patents

Abstract

一种实验室用简易微通道反应装置，包括热源、微混合器、微通道反应器、冷却槽、产品储槽、在线监测GC系统以及两个带夹套的原料储罐、两个过滤器和两个平流泵，热源通过装有球阀的管路分别与两个带夹套的原料储罐连接，为原料进行预热，两个原料储罐分别经过滤器对应连接至一个平流泵的入口端，两个平流泵的出口端通过微通道并联后接至微混合器的入口端，微混合器出口端经微通道反应器与冷却槽的进口端连接，冷却槽再依次接至在线监测GC系统和产品储槽；装置中的微通道反应器采用管径在0.1～5mm的玻璃或四氟管。与现有技术相比，本实用新型具有设计合理、材料易得、成本低廉、可在实验室实现利用一套设备进行多种实验等优点。

Description

一种实验室用简易微通道反应装置

技术领域

本实用新型属于化学反应仪器技术领域，具体涉及一种实验室用简易微通道反应装置。

背景技术

微通道反应器(亦称微反应器)是一种借助于微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学有机合成反应的三维结构元件,其可以在结构特征尺寸为微米级甚至于纳米级的微通道中进行流体的连续传质传热，具有传质传热高效、反应条件易于精确控制、反应剂量小、节约物料、环境危害小、科研周期小、操作安全可靠、后处理简单等优点，它的出现为现代化学有机合成研究提供了新平台。目前本领域进行合成反应用的微通道反应器多采用特征尺寸在几十到几百微米之间的微通道芯片的微型反应器，这类微型反应器需要采用光刻蚀、激光溅射等精密加工技术制造，且部件之间的键合难度大，存在结构复杂、价格昂贵、适用面窄、不能满足在实验室不同工艺参数条件下利用一套设备进行多种化学合成实验等不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种设计结构简单合理、使用方便、成本低廉、适于实验室不同工艺参数进行多种合成实验的实验室用简易微通道反应装置。

为实现以上发明目的而采用的技术解决方案如下所述。

一种实验室用简易微通道反应装置，包括热源、带夹套的原料储罐A、带夹套的原料储罐B、过滤器A、过滤器B、平流泵A、平流泵B、微混合器、微通道反应器、冷却槽、产品储槽和在线监测GC系统，热源通过两段装有球阀的管路分别与带夹套的原料储罐A及带夹套的原料储罐B连接，为原料进行预热，带夹套的原料储罐A通过装有球阀C的连接管路经过滤器A连接至平流泵A的入口端，带夹套的原料储罐B通过装有球阀D的连接管路经过滤器B连接至平流泵B的入口端，平流泵A与平流泵B的出口端通过微通道并联后接至微混合器的入口端，微混合器出口端经微通道反应器与冷却槽的进口端连接，冷却槽分别通过其上装有球阀F和球阀G的两段管路依次接入至在线监测GC系统和产品储槽；装置中所述的微混合器可根据实验要求选用分层流微混合器、混沌对流微混合器、超声制动微混合器、声波起泡微混合器或电动效应混合器等；所述的微通道反应器为管径在0.1～5mmm的玻璃或四氟管，其形状和长度可根据实验要求不同进行调节。

上述实验室用简易微通道反应装置中，所述的微混合器和微通道反应器配置于恒温油浴槽内，所述的恒温油浴槽为上端设有盖子的加热容器或制冷容器，在加热容器或制冷容器内配有温度控制器。

上述实验室用简易微通道反应装置中，所述的冷却槽的冷却介质可采用自来水或盐水。

上述实验室用简易微通道反应装置中，在热源至带夹套的原料储罐A的管路上装有球阀A，在热源至带夹套的原料储罐B的管路上装有球阀B。

上述实验室用简易微通道反应装置中，所述的微通道的管径为0.1～5㎜，亦可根据反应实际要求进行选择。

本实用新型的工作原理是：两个原料储罐内的原料预热后分别通过过滤器A和过滤器B过滤，再分别经平流泵A和平流泵B进料后，共同进入微混合器中混合，再由微混合器输至微通道反应器管路中充分接触反应，反应的停留时间及配料比可通过调节平流泵A和平流泵B的进料速度进行控制，反应制得的产品经冷却槽冷却后被收集入产品储槽中。具体应用中，通过选用不同形式的微混合器及微通道反应器，并通过合适的变径接头，将它们安装入系统后即可在实验室实现不同的工艺条件下进行多种产品的制备。

与现有技术相比，本实用新型采用管径在0.1～5mmm的玻璃或四氟管作为微通道反应器，取代了需采用光刻蚀、激光溅射等精密加工技术制作的微通道芯片，既简化了系统结构，且部件之间的键合易于实现，同时又通过采用易于更换的微混合器、微通道反应器和在线监测系统配合使用，可满足实验室进行合成多种产品化学反应工艺要求，通过选用不同形式的微混合器和(可选择管径、形状和长度的)微反应器，可在实验室实现不同的工艺条件下进行产品制备。本实用新型所述的反应装置具有设计合理、材料易得、成本低廉、可在实验室实现利用一套设备进行多种实验等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中各数字标号的名称分别是：1－热源，2－球阀A，3－球阀B，4－带夹套的原料储罐A，5－球阀C，6－带夹套的原料储罐B，7－球阀D，8－过滤器A，9－平流泵A，10－过滤器B，11－平流泵B，12－微混合器，13－微通道反应器，14－恒温油浴槽，15－冷却槽，16－球阀E，17－球阀F，18－球阀G，19－产品储槽，20－在线监测GC系统。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型内容做进一步说明，但本实用新型的实际制作结构并不仅限于图示的实施例。

如图1所示，本实用新型所述的实验室用简易微通道反应装置由热源1、带夹套的原料储罐A4、带夹套的原料储罐B6、过滤器A8、过滤器B10、平流泵A9、平流泵B11、微混合器12、微通道反应器13、冷却槽15、产品储槽19和在线监测GC系统20等组成。热源1分别通过其上装有球阀A2、球阀B3的两段连接管路与带夹套的原料储罐A4及带夹套的原料储罐B6连接，为原料进行预热。在热源1通至带夹套的原料储罐A4及通至带夹套的原料储罐B6的管路上分别装有球阀A2及球阀B3。带夹套的原料储罐A4通过装有球阀C5的连接管路经过滤器A8连接至平流泵A9的入口端，带夹套的原料储罐B6通过装有球阀D7的管路经过滤器B10连接至平流泵B11的入口端；平流泵A9与平流泵B11的出口端并联后进入恒温油浴槽14中再接至微混合器12的入口端；微混合器12的出口端连接微通道反应器13进口端，微通道反应器13出口端继而连接至内充有自来水或盐水的冷却槽15的进口端，冷却槽15出口端与其上装有球阀E16的管路连接后，再分别通过其上装有球阀F17和球阀G18的两段管路分别接入在线监测GC系统20和产品储槽19。

本实用新型具体结构配置中，所述的微混合器12可根据实验要求选用分层流微混合器、混沌对流微混合器、超声制动微混合器、声波起泡微混合器或电动效应混合器等；所述的微通道反应器13为管径在0.1～5mm的玻璃或四氟管，其形状和长度可根据实验要求不同进行调节；所述的微混合器12和微通道反应器13配置于恒温油浴槽14内，恒温油浴槽14为上端设有盖子的加热容器或制冷容器，在加热容器或制冷容器内配有温度控制器；所述的微通道的管径为0.1～5㎜，亦可根据反应实际要求进行选择。

本实用新型的实际工作原理如下：原料预热后分别通过过滤器A8和过滤器B10过滤，再经平流泵A9和平流泵B11进料，通过微混合器12混合后，在微通道反应器13管路中充分接触反应，反应的停留时间及配料比可通过调节平流泵A9和平流泵B11的进料速度进行控制，反应完成冷却后可通过在线监测GC系统20监测。通过选用不同形式的微混合器12和不同管径、形状和长度的微通道反应器13，选择合适的变径接头，安装入在线监测GC系统20后即可在实验室实现不同的工艺条件下进行多种产品的制备，具有设计合理、材料易得、成本低廉、可在实验室实现利用一套设备进行多种实验等优点。

Claims (4)

1.一种实验室用简易微通道反应装置，其特征在于：包括热源(1)、带夹套的原料储罐A(4)、带夹套的原料储罐B(6)、过滤器A(8)、过滤器B(10)、平流泵A(9)、平流泵B(11)、微混合器(12)、微通道反应器(13)、冷却槽(15)、产品储槽(19)和在线监测GC系统(20)，热源(1)通过两段装有球阀的管路分别与带夹套的原料储罐A(4)及带夹套的原料储罐B(6)连接，带夹套的原料储罐A(4)通过装有球阀C(5)的连接管路经过滤器A(8)连接至平流泵A(9)的入口端，带夹套的原料储罐B(6)通过装有球阀D(7)的连接管路经过滤器B(10)连接至平流泵B(11)的入口端，平流泵A(9)与平流泵B(11)的出口端通过微通道并联后接至微混合器(12)的入口端，微混合器(12)出口端经微通道反应器(13)与冷却槽(15)的进口端连接，冷却槽(15)分别通过其上装有球阀F(17)和球阀G(18)的两段管路依次接入至在线监测GC系统(20)和产品储槽(19)；所述的微混合器(12)为分层流微混合器、混沌对流微混合器、超声制动微混合器、声波起泡微混合器或电动效应混合器；所述的微通道反应器(13)为管径在0.1～5mm的玻璃或四氟管。

2.根据权利要求1所述的实验室用简易微通道反应装置，其特征在于：所述的微混合器(12)和微通道反应器(13)配置于恒温油浴槽(14)内，所述的恒温油浴槽(14)为上端设有盖子的加热容器或制冷容器，在加热容器或制冷容器内配有温度控制器。

3.根据权利要求1所述的实验室用简易微通道反应装置，其特征在于：所述的冷却槽(15)的冷却介质为自来水或盐水。

4.根据权利要求1所述的实验室用简易微通道反应装置，其特征在于：在热源(1)至带夹套的原料储罐A(4)的管路上装有球阀A(2)，在热源(1)至带夹套的原料储罐B(6)的管路上装有球阀B(3)。