CN216910105U - 一种管接头式混合设备及金属化反应系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种管接头式混合设备及金属化反应系统。该管接头式混合设备包括：一管接头式混合器，以及一磁性转子；管接头式混合器包括混合器主体和设于混合器主体上的若干管接头；磁性转子置于混合器主体中，磁性转子的最大长度为0.5D‑0.8D，D是指混合器主体的内接圆的直径。该管接头式混合设备运用到化工反应系统中，采用利用动态搅拌技术将连续流反应中产生微量固体打散，避免固体积累堵塞管道，同时增加搅拌效果，通过调节搅拌速度，到达混合和研磨固体的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种管接头式混合设备及金属化反应系统。
背景技术
在流体研发和生产中管道堵塞是一个不可避免的问题。金属化反应是合成有机金属化合物的重要方法，但反应中容易产生微量的金属锂盐，不溶物等，随着运行时间的延长，管道中固体的积累导致管道压力增大甚至堵塞管道，从而导致产品质量和生产周期的不可控。
因此，亟需一种管接头式混合设备，能够应用于金属化反应系统，搅拌沉积的锂盐和不溶物，维持设备的稳定运行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术生产和研发中管道堵塞、设备不能长期稳定运行的缺陷，而提供一种管接头式混合设备及金属化反应系统。本实用新型中的管接头式混合设备通过控制磁转子尺寸与混合设备内径之间的尺寸比例，达到混合和研磨固体的目的，解决管道堵塞的问题、且设备能够长期稳定运行，工艺操作简便，过程易于调控。
本实用新型是通过下述方案来解决上述技术问题的：
本实用新型提供一种管接头式混合设备，其包括：一管接头式混合器，以及一磁性转子；
所述管接头式混合器包括混合器主体和设于所述混合器主体上的若干管接头；
所述磁性转子置于混合器主体中，所述磁性转子的最大长度为0.5D-0.8D，D是指混合器主体的内接圆的直径。
本实用新型中，较佳地，所述磁性转子的旋转轴垂直于所述混合器主体的内接圆、且内接圆的圆心位于旋转轴上。
本实用新型中，所述磁性转子的形状可为本领域常规，例如圆柱状、梭子状、十字状或者螺旋状，较佳地为十字状。更佳地，所述十字状为等距十字状。
当所述磁性转子为圆柱状、梭子状或者螺旋状时，所述磁性转子的最大长度一般是指磁性转子的长度。当所述磁性转子为十字状时，磁性转子的最大长度一般是指磁性转子最长边的总长度。
本实用新型中，所述磁性转子的尺寸可为本领域常规的尺寸，例如当所述磁性转子的形状为圆柱状、梭子状或者螺旋状时，所述磁性转子的径长比为1:(1-1.5)。
本领域技术人员一般知晓，所述管接头的数量可根据生产需求进行调整，例如可为2-5，较佳地为2或3。
本实用新型中，所述混合器主体的内部空间形状可为圆柱体空间、长方体空间或者三棱柱形状，较佳地为圆柱体空间。当所述混合器主体的内部空间形状为圆柱体空间时，所述混合器主体的内接圆即为圆柱体的横截面。
本实用新型中，所述磁性转子的最大长度较佳地为0.6-0.8D，更佳地为0.7D-0.8D，D是指混合器主体的内接圆的直径。
本实用新型中，所述管接头式混合设备一般还包括用于驱动磁性转子旋转的驱动电机，所述驱动电机与所述管接头式混合设备电连接。所述驱动电机可为本领域常规的电机，例如步进电机。
本实用新型中的所述管接头混合设备可用于金属化反应系统中，制备有机产品。金属化反应是精细化工生产中经常用到的化学反应，反应的机理为：
其中，X＝Br或I。反应物与金属试剂在低温下进行锂化反应、锂卤交换、格式试剂反应等生成烃锂/烃镁化合物，再与活泼氢化合物反应得到相应衍生物。
本实用新型还提供一种金属化反应系统，其包括上述管接头式混合设备。
本实用新型中，一般地，所述金属化反应系统包括第一原料储存装置、第二原料储存装置、第三原料储存装置和第四原料储存装置；所述第一原料储存装置、所述第二原料储存装置、所述第三原料储存装置和第四原料储存装置分别通过出料管道与所述管接头式混合设备连接。
本实用新型中，所述金属化反应系统还可包括第一静态混合器与第二静态混合器，所述第一原料储存装置和所述第二原料储存装置均独立地与所述第一静态混合器连接；所述第三原料储存装置与所述第一静态混合器均通过出料管道与所述第二静态混合器连接；
所述第四原料储存装置与所述第二静态混合器均通过出料管道与所述管接头式混合设备连接。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
本实用新型所用试剂和原料均市售可得。
本实用新型的积极进步效果在于：
1)将该管接头式混合设备运用到化工反应系统中，采用利用动态搅拌技术将连续流反应中产生微量固体打散，避免固体积累堵塞管道，同时增加搅拌效果，通过调节搅拌速度，到达混合和研磨固体的目的。
2)本实用新型中的管接头式混合设备通过控制磁转子尺寸与混合设备内径之间的尺寸比例，达到混合和研磨固体的目的，解决管道堵塞的问题。
3)本实用新型中的管接头式混合设备耐一定的压力，对大多数溶液适用，温度范围-75℃至150℃，管接头式混合设备的材质包括不锈钢、哈氏合金等。
附图说明
图1为实施例1的管接头式混合设备的主视图。
图2为实施例1的管接头式混合设备的立体结构图。
图3为实施例2的金属化反应系统。
附图标记说明：
混合器主体 1
磁性转子 2
管接头 3
第一原料储存装置 4
第二原料储存装置 5
第三原料储存装置 6
第四原料储存装置 10
第一静态混合器 7
第二静态混合器 8
管接头式混合设备 9。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型但并不因此将本实用新型限制在的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法按照常规方法和条件或按照商品说明书选择。
实施例1管接头式混合设备
如图1和图2所示，管接头式混合设备9包括管接头式混合器，以及一磁性转子2；管接头式混合器包括混合器主体1和设于混合器主体1上的3个管接头3；磁性转子2置于混合器主体1中，磁性转子2的长度为0.8D，D是指混合器主体1的内接圆的直径。
在本实施例中，混合器主体1的内部空间形状为圆柱体空间，D是指混合器主体1的圆柱体的直径。
在本实施例中，磁性转子2的旋转轴垂直于混合器主体1的内接圆、且内接圆的圆心位于旋转轴上。
在本实施例中，磁性转子2的形状为等距十字状。磁性转子2的最大长度是指磁性转子2一条边的总长度。
在本实施例中，管接头式混合设备9还包括用于驱动磁性转子2旋转的常规驱动电机(图中未示出)，驱动电机与管接头式混合设备9电连接；驱动电机为步进电机。
实施例2金属化反应系统
如图3所示的金属化反应系统，其包括实施例1中的管接头式混合设备9。
在本实施例中，金属化反应系统包括第一原料储存装置4、第二原料储存装置5、第三原料储存装置6和第四原料储存装置10；第一原料储存装置4、第二原料储存装置5、第三原料储存装置6和第四原料储存装置10分别通过出料管道与管接头式混合设备9连接。
在本实施例中，金属化反应系统还包括第一静态混合器7与第二静态混合器8，第一原料储存装置4和第二原料储存装置5均独立地与第一静态混合器7连接，第三原料储存装置6与第一静态混合器7均通过出料管道与第二静态混合器8连接；第四原料储存装置10与第二静态混合器8均通过出料管道与管接头式混合设备9连接。
在低温金属反应中，第一原料储存装置4用于储存正丁基锂，第二原料储存装置5用于储存二异丙胺，第三原料储存装置6用于储存饱和烷烃原料，其中饱和烷烃与二异丙胺分别溶解于四氢呋喃，第四原料储存装置10用于供应CO2。
按照本领域常规的方式，将原料溶液以设定的流量通过计量泵金属化反应系统中进行反应，温度控制在-45至-30℃，体系的压力稳定在50-80psig；最终收集得到的样品通过HPLC分析可得，样品中原料饱和烷烃(R1-H)的剩余量约2％，产品R1COOH的纯度为94％，原料转化率(以饱和烷烃为基准)86.5％。
其中易堵塞位置使用了动态混合器使反应可以连续长时间的运行，并且明显降低了原料浪费率，提高了原料收率。
Claims (10)
1.一种管接头式混合设备，其特征在于，其包括：一管接头式混合器，以及一磁性转子；
所述管接头式混合器包括混合器主体和设于混合器主体上的若干管接头；
所述磁性转子置于所述混合器主体中，所述磁性转子的最大长度为0.5D-0.8D，D是指混合器主体的内接圆的直径。
2.如权利要求1所述的管接头式混合设备，其特征在于，所述磁性转子的旋转轴垂直于所述混合器主体的内接圆、且内接圆的圆心位于所述磁性转子的旋转轴上。
3.如权利要求1所述的管接头式混合设备，其特征在于，所述磁性转子的形状为圆柱状、梭子状、十字状或者螺旋状。
4.如权利要求3所述的管接头式混合设备，其特征在于，所述磁性转子的形状为十字状，所述十字状为等距十字状。
5.如权利要求1所述的管接头式混合设备，其特征在于，当所述磁性转子的形状为圆柱状、梭子状或者螺旋状时，所述磁性转子的径长比为1:(1-1.5)。
6.如权利要求1所述的管接头式混合设备，其特征在于，所述管接头的数量为2-5。
7.如权利要求1所述的管接头式混合设备，其特征在于，所述混合器主体的内部空间形状为圆柱体空间、长方体空间或者三棱柱形状。
8.如权利要求1所述的管接头式混合设备，其特征在于，所述磁性转子的最大长度为0.6-0.8D。
9.一种金属化反应系统，其特征在于，其包括如权利要求1-8任一项所述的管接头式混合设备。
10.如权利要求9所述的金属化反应系统，其特征在于，所述金属化反应系统包括第一原料储存装置、第二原料储存装置、第三原料储存装置和第四原料储存装置；所述第一原料储存装置、所述第二原料储存装置、所述第三原料储存装置和第四原料储存装置分别通过出料管道与管接头式混合设备连接。
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