TWI644724B - 照光反應化工處理系統 - Google Patents

照光反應化工處理系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI644724B
TWI644724B TW106146385A TW106146385A TWI644724B TW I644724 B TWI644724 B TW I644724B TW 106146385 A TW106146385 A TW 106146385A TW 106146385 A TW106146385 A TW 106146385A TW I644724 B TWI644724 B TW I644724B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
gas
reaction
crude product
target substance
ultraviolet light
Prior art date
Application number
TW106146385A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201929954A (zh
Inventor
黃國柱
Original Assignee
國立清華大學
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 國立清華大學 filed Critical 國立清華大學
Priority to TW106146385A priority Critical patent/TWI644724B/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI644724B publication Critical patent/TWI644724B/zh
Publication of TW201929954A publication Critical patent/TW201929954A/zh

Links

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

一種照光反應化工處理系統，用於有機液體與活性物質氣體進行光化學反應形成目標物質。在該照光反應化工處理系統中，活性物質氣體及有機液體在氣液混合裝置中形成混合物，混合物在光化學反應裝置中透過紫外光源單元進行光化學反應形成含有目標物質的粗產物，粗產物經過冷卻裝置冷卻後進入處理裝置，在處理裝置中從粗產物中分離出目標物質，且處理裝置能夠儲存已分離出目標物質的粗產物以利循環至氣液混合裝置中。補料裝置用來將有機液體或活性物質氣體中至少一者補充至該已分離出目標物質的粗產物中，以達到連續製程。

Description

照光反應化工處理系統
本發明是有關於一種化工反應處理系統，特別是指一種用於有機液體與活性物質氣體進行光化學反應形成目標物質的照光反應化工處理系統。
中華民國專利I508944揭露一種以臭氧、單重態氧原子自由基或氫氧自由基製備苯基酮類或羧酸的方法，提供了以下三種反應：(1).透過將臭氧、單重態氧原子自由基或氫氧自由基與環烷類化合物進行反應生成中間產物環烷酮化合物，再進一步地進行反應使中間產物環烷酮化合物形成烷類二羧酸化合物；(2).透過將臭氧、單重態氧原子自由基或氫氧自由基與烷基苯類化合物進行反應生成苯基酮化合物；(3). 透過將臭氧、單重態氧原子自由基或氫氧自由基與苯類化合物進行反應生成苯類羧酸化合物。
該專利提出的反應方式已能夠解決以往製備苯基酮類或羧酸需在高溫高壓下進行導致高耗能，需使用腐蝕性硝酸或醋酸，並會產生會破壞臭氧層及造成地球暖化的一氧化二氮(N 2O)或溴甲烷(CH 3Br)的問題。因為羧酸及苯基酮的年產量極大，若採用傳統工業製造的製程方法對環境造成的傷害極大，因此有必要繼續就該台灣專利揭露的反應方式設計放大製程，以達成使用該台灣專利揭露的反應方式量產羧酸及苯基酮之目標。
因此，本發明之第一目的，即在提供一種照光反應化工處理系統。
於是，本發明照光反應化工處理系統，用於製備由有機液體與活性物質氣體進行光化學反應所形成的目標物質，該照光反應化工處理系統包含： 一個氣液混合裝置，包括 一個混合空間，用來供該活性物質氣體及該有機液體混合而形成混合物，及 一個頂壁，形成有一個供該活性物質氣體進入該混合空間的注氣口； 至少一個處理機構，包括 一個光化學反應裝置，設置於該氣液混合裝置的下游，且包括一個用來接收並容置來自該氣液混合裝置的混合物的反應槽，以及至少一個設置在該反應槽且用來提供紫外光以驅使該混合物進行該光化學反應而形成一含有該目標物質的粗產物的紫外光源單元，其中，該反應槽可選擇地具有至少一個透光石英視窗，該紫外光源單元設置在該反應槽的內部及外部其中任一， 一個冷卻裝置，設置於該光化學反應裝置的下游，且用來冷卻來自該光化學反應裝置的該粗產物，及 一個處理裝置，設置於該冷卻裝置的下游並連接該氣液混合裝置，且用來接收經過該冷卻裝置的該粗產物且將該目標物質從經過該冷卻裝置的該粗產物中分離，及用來儲存已分離出目標物質的該粗產物以利循環至該氣液混合裝置； 一個補料裝置，連接該處理機構的處理裝置並用來將有機液體或活性物質氣體中至少一者補充至該已分離出目標物質的該粗產物中；以及 一個氣體回收裝置，連接該氣液混合裝置及該處理機構其中任一。
因此，本發明之第二目的，即在提供一種照光反應化工處理系統。
於是，本發明照光反應化工處理系統，用於製備由有機液體與活性物質氣體進行光化學反應所形成的目標物質，該照光反應化工處理系統包含： 一個氣液混合裝置，包括 一個混合空間，用來供該活性物質氣體及該有機液體混合而形成混合物，及 一個頂壁，形成有一個供該活性物質氣體進入該混合空間的注氣口； 一個處理機構，包括 多個間隔設置的光化學反應裝置，分別設置於該氣液混合裝置的下游，且每一個光化學反應裝置包括一個用來接收並容置來自該氣液混合裝置的混合物的反應槽，以及至少一個設置在該反應槽且用來提供紫外光以驅使該混合物進行該光化學反應而形成一包含該目標物質的粗產物的紫外光源單元，其中，該反應槽可選擇地具有至少一個透光石英視窗，該紫外光源單元設置在該反應槽的內部及外部其中任一， 一個冷卻裝置，設置於該等光化學反應裝置的下游，且用來冷卻來自該等光化學反應裝置的該粗產物，及 一個處理裝置，設置於該冷卻裝置的下游並連接該氣液混合裝置，且用來接收經過該冷卻裝置的該粗產物且將該目標物質從經過該冷卻裝置的該粗產物中分離，及用來儲存已分離出目標物質的該粗產物以利循環至該氣液混合裝置； 一個補料裝置，連接該處理機構的處理裝置並用來將有機液體或活性物質氣體中至少一者補充至該已分離出目標物質的該粗產物中；以及 一個氣體回收裝置，連接該氣液混合裝置及該處理機構其中任一。
本發明之功效在於：該照光反應化工處理系統是用於有機液體與活性物質氣體進行光化學反應形成目標物質，能夠達到量產目標物質且符合綠色製程之目的。使用該照光反應化工處理系統進行光化學反應並具有低溫常壓下反應、低耗能、不產生會破壞臭氧層及造成地球暖化之氣體的優點。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
本發明照光反應化工處理系統是用於製備由有機液體與活性物質氣體進行光化學反應所形成的目標物質。其中，該有機液體例如但不限於環己烷、環己醇、環己酮或對二甲苯等。該活性物質氣體例如為臭氧、氫氧自由基或活性氧原子。該目標物質的物質狀態為固體，目標物質例如但不限於苯基酮類或羧酸。
參閱圖1，本發明照光反應化工處理系統之第一實施例，包含一個氣液混合裝置1、一個處理機構2、一個補料裝置3，以及一個氣體回收裝置4。
該氣液混合裝置1包括一個混合空間10，以及一個頂壁11。該混合空間10是用來供該活性物質氣體及該有機液體混合而形成混合物。該頂壁11形成有一個供該活性物質氣體進入該混合空間10的注氣口110 。因為已分離出目標物質的該粗產物會循環至該氣液混合裝置1中，有可能會將少部分的該目標物質也循環至該氣液混合裝置1中，而該液體反應物被該活性物質氣體吹成蒸氣時，若注氣口110是形成在該氣液混合裝置1的底壁，為固體的該目標物質會同時沉積並且最終堵住注氣口110，因此透過將該注氣口110設置在該頂壁11且由該頂壁11的注氣口110注入該活性物質氣體的方式，就能夠避免為固體的該目標物質沉積堵住該注氣口110，並使得有機液體與活性物質氣體更均勻地混合，從而有利於使得後續進行的光化學反應的反應程度更佳。
該處理機構2包括一個光化學反應裝置21、一個冷卻裝置22以及一個處理裝置23。
該光化學反應裝置21設置於該氣液混合裝置1的下游，包括一個用來接收並容置來自該氣液混合裝置1的混合物的反應槽211，以及一個設置在該反應槽211內部且用來提供紫外光以驅使該混合物進行該光化學反應而形成一含有該目標物質的粗產物的紫外光源單元215。該反應槽211包括一個底壁212，該底壁212形成有一個供該目標物質排出的出料口213。該紫外光源單元215具有一個設置在該反應槽211內部且能提供波長為170至320 nm的紫外光的燈源216，以及一個套設在該燈源216並容許該波長為170至320 nm的紫外光通過的透明石英套件217。應當注意的是，該紫外光源單元215的數目不限於一個，在本實施例的其他變化態樣中，也可以為兩個以上。
該冷卻裝置22設置於該光化學反應裝置21的下游，是用來冷卻來自該光化學反應裝置21的該粗產物，以先降低粗產物的溫度進而使目標物質更易析出，以及避免該粗產物因溫度過高而被殘留的該活性物質氣體吹走。
該處理裝置23設置於該冷卻裝置22的下游並連接該氣液混合裝置1，是用來接收經過該冷卻裝置22的粗產物且將該目標物質從該經過該冷卻裝置22的粗產物中分離，及用來儲存已分離出目標物質的粗產物以利循環至該氣液混合裝置1。更具體地說，該處理裝置23包括一個設置於該冷卻裝置22下游並用於將該目標物質從經過該冷卻裝置22的粗產物中分離的分離器231，及一個設置在該分離器231下游且連接該氣液混合裝置1並用於儲存該已分離出目標物質的粗產物的儲存槽232。
該處理機構2還包括一個設置於該光化學反應裝置21的該反應槽211並用於量測該光化學反應的反應溫度的第一溫度量測裝置24。應當注意的是，該第一溫度量測裝置24的數目不限於一個，在本實施例的其他變化中，也可以為兩個以上。
該處理機構2更包括至少一個設置在該處理裝置23的該儲存槽232並用於量測該已分離出目標物質的粗產物的溫度的第二溫度量測裝置25。應當注意的是，該第二溫度量測裝置25的數目不限於一個，在本實施例的其他變化中，也可以為兩個以上。
該補料裝置3連接該處理機構2的處理裝置23並用來將有機液體或活性物質氣體中至少一者補充至該已分離出目標物質的粗產物中。更具體地說，該補料裝置3儲存有該有機液體或活性物質氣體中至少一者，當該混合物進行該光化學反應形成該目標物質時會逐漸消耗掉該有機液體及活性物質氣體，透過該補料裝置3視反應狀況隨時補充該有機液體或活性物質氣體中至少一者到儲存在該儲存槽232的該已分離出目標物質的粗產物中，再透過該處理裝置23將已分離出目標物質的粗產物循環至該氣液混合裝置1，進而形成連續式的製程。
該氣體回收裝置4連接該氣液混合裝置1及該處理機構2其中任一。該氣體回收裝置4的具體態樣例如但不限於充氣氣球、空壓機或鋼瓶等現有用於回收氣體的裝置。該氣體回收裝置4連接該氣液混合裝置1時，可回收氣液混合裝置1中未溶入混合物的活性物質氣體。該氣體回收裝置4連接該處理機構2時，具體可連接在該處理機構2的光化學反應裝置21、冷卻裝置22、處理裝置23的分離器231及儲存槽232的其中任一。
在該第一實施例中，該氣液混合裝置1、該處理機構2以及該補料裝置3，各自地在與該反應物接觸的區域部分或全部具有一選自於鐵氟龍、玻璃或陶瓷的塗層。
參閱圖2，本發明照光反應化工處理系統之第二實施例，與該第一實施例不同之處在於，該光化學反應裝置21的反應槽211還具有一個透光石英視窗214，可容許該外部紫外光源單元215的紫外光進入該反應槽211的內部，且該光化學反應裝置21的該紫外光源單元215具有一個對應該透光石英視窗214設置在該反應槽211的外部、具有集中光束功能且可提供波長為170至320 nm的紫外光的燈具218。應當注意的是，該透光石英視窗214的數目不限於一個，在本實施例的其他變化態樣中，也可以為兩個以上，且當透光石英視窗214的數目為兩個以上時，該燈具218的數目也為兩個以上並對應該等透光石英視窗214設置。
參閱圖3，本發明照光反應化工處理系統之第三實施例，與該第一實施例不同之處在於，該處理機構2的數目為兩個，且每一個處理機構2包括一個光化學反應裝置21、一個冷卻裝置22以及一個處理裝置23。應當注意的是，該處理機構2的數目不限於二個，在本實施例的其他變化態樣中，也可以為三個以上。
參閱圖4，本發明照光反應化工處理系統之第四實施例，與該第一實施例不同之處在於，該處理機構2包括二個間隔設置的光化學反應裝置21，且每一個光化學反應裝置21包括一個反應槽211，以及一個紫外光源單元215。應當注意的是，該光化學反應裝置21的數目不限於二個，在本實施例的其他變化態樣中，也可以為三個以上。
綜上所述，本發明照光反應化工處理系統，用於有機液體與活性物質氣體進行光化學反應形成目標物質，能夠達到量產目標物質且符合綠色製程的效果，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1‧‧‧氣液混合裝置
10‧‧‧混合空間
11‧‧‧頂壁
110‧‧‧注氣口
2‧‧‧處理機構
21‧‧‧光化學反應裝置
211‧‧‧反應槽
212‧‧‧底壁
213‧‧‧出料口
214‧‧‧透光石英視窗
215‧‧‧紫外光源單元
216‧‧‧燈源
217‧‧‧透明石英套件
218‧‧‧燈具
22‧‧‧冷卻裝置
23‧‧‧處理裝置
231‧‧‧分離器
232‧‧‧儲存槽
24‧‧‧第一溫度量測裝置
25‧‧‧第二溫度量測裝置
3‧‧‧補料裝置
4‧‧‧氣體回收裝置
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明照光反應化工處理系統的第一實施例的一示意圖； 圖2是本發明照光反應化工處理系統的第二實施例的一示意圖； 圖3是本發明照光反應化工處理系統的第三實施例的一示意圖；及 圖4是本發明照光反應化工處理系統的第四實施例的一示意圖。

Claims (9)

  1. 一種照光反應化工處理系統，用於製備由有機液體與活性物質氣體進行光化學反應所形成的目標物質，該照光反應化工處理系統包含：一個氣液混合裝置，包括一個混合空間，用來供該活性物質氣體及該有機液體混合而形成混合物，及一個頂壁，形成有一個供該活性物質氣體進入該混合空間的注氣口；至少一個處理機構，包括一個光化學反應裝置，設置於該氣液混合裝置的下游，且包括一個用來接收並容置來自該氣液混合裝置的混合物的反應槽，以及至少一個設置在該反應槽且用來提供紫外光以驅使該混合物進行該光化學反應而形成一含有該目標物質的粗產物的紫外光源單元，其中，該紫外光源單元設置在該反應槽的內部及外部其中任一，且當該紫外光源單元設置在該反應槽的外部時，該反應槽具有至少一個透光石英視窗，一個冷卻裝置，設置於該光化學反應裝置的下游，且用來冷卻來自該光化學反應裝置的該粗產物，及一個處理裝置，設置於該冷卻裝置的下游並連接該氣液混合裝置，且用來接收經過該冷卻 裝置的該粗產物且將該目標物質從經過該冷卻裝置的該粗產物中分離，及用來儲存已分離出目標物質的該粗產物以利循環至該氣液混合裝置；一個補料裝置，連接該處理機構的處理裝置並用來將有機液體或活性物質氣體中至少一者補充至該已分離出目標物質的該粗產物中；以及一個氣體回收裝置，連接該氣液混合裝置及該處理機構其中任一。
  2. 如請求項1所述的照光反應化工處理系統，其中，該光化學反應裝置的該紫外光源單元具有一個設置在該反應槽內部且能提供波長為170至320nm的紫外光的燈源，以及一個套設在該燈源並容許該波長為170至320nm的紫外光通過的透明石英套件。
  3. 如請求項1所述的照光反應化工處理系統，其中，該光化學反應裝置的反應槽具有至少一個該透光石英視窗，該光化學反應裝置的該紫外光源單元具有至少一個對應該透光石英視窗設置在該反應槽的外部且具有集中光束功能並可提供波長為170至320nm的紫外光的燈具，且該透光石英視窗可容許該紫外光源單元的紫外光進入該反應槽的內部。
  4. 如請求項1所述的照光反應化工處理系統，其中，該光化學反應裝置的反應槽包括一個底壁，該底壁形成有一個供該目標物質排出的出料口。
  5. 如請求項1所述的照光反應化工處理系統，其中，該處理機構還包括至少一個設置於該光化學反應裝置的該反應槽並用於量測該光化學反應的反應溫度的第一溫度量測裝置。
  6. 如請求項1所述的照光反應化工處理系統，其中，該處理裝置包括一個設置於該冷卻裝置下游並用於將該目標物質從經過該冷卻裝置的該粗產物中分離的分離器，及一個設置在該分離器下游且連接該氣液混合裝置並用於儲存該已分離出目標物質的粗該產物的儲存槽。
  7. 如請求項6所述的照光反應化工處理系統，其中，該處理機構還包括至少一個設置在該處理裝置的該儲存槽並用於量測該已分離出目標物質的該粗產物的溫度的第二溫度量測裝置。
  8. 如請求項1所述的照光反應化工處理系統，其中，該氣液混合裝置、該處理機構以及該補料裝置，各自地在與該有機溶劑接觸的區域部分或全部具有一選自於鐵氟龍、玻璃或陶瓷的塗層。
  9. 一種照光反應化工處理系統，用於製備由有機液體與活性物質氣體進行光化學反應所形成的目標物質，該照光反應化工處理系統包含：一個氣液混合裝置，包括一個混合空間，用來供該活性物質氣體及該有機液體混合而形成混合物，及 一個頂壁，形成有一個供該活性物質氣體進入該混合空間的注氣口；一個處理機構，包括多個間隔設置的光化學反應裝置，分別設置於該氣液混合裝置的下游，且每一個光化學反應裝置包括一個用來接收並容置來自該氣液混合裝置的混合物的反應槽，以及至少一個設置在該反應槽且用來提供紫外光以驅使該混合物進行該光化學反應而形成一包含該目標物質的粗產物的紫外光源單元，其中，該紫外光源單元設置在該反應槽的內部及外部其中任一，且當該紫外光源單元設置在該反應槽的外部時，該反應槽具有至少一個透光石英視窗，一個冷卻裝置，設置於該等光化學反應裝置的下游，且用來冷卻來自該等光化學反應裝置的該粗產物，及一個處理裝置，設置於該冷卻裝置的下游並連接該氣液混合裝置，且用來接收經過該冷卻裝置的該粗產物且將該目標物質從經過該冷卻裝置的該粗產物中分離，及用來儲存已分離出目標物質的該粗產物以利循環至該氣液混合裝置；一個補料裝置，連接該處理機構的處理裝置並用來將有機液體或活性物質氣體中至少一者補充至該已分離出目標物質的該粗產物中；以及 一個氣體回收裝置，連接該氣液混合裝置及該處理機構其中任一。
TW106146385A 2017-12-29 2017-12-29 照光反應化工處理系統 TWI644724B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106146385A TWI644724B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 照光反應化工處理系統

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW106146385A TWI644724B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 照光反應化工處理系統

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI644724B true TWI644724B (zh) 2018-12-21
TW201929954A TW201929954A (zh) 2019-08-01

Family

ID=65432070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106146385A TWI644724B (zh) 2017-12-29 2017-12-29 照光反應化工處理系統

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI644724B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201268596Y (zh) * 2008-09-25 2009-07-08 淮阴师范学院 工业化循环光反应设备
CN103657562A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 北京林业大学 一种外循环式光化反应设备
TW201613849A (en) * 2014-10-13 2016-04-16 Nat Univ Tsing Hua Method of preparing carboxylic acid or ketone with ozone, singlet oxygen atom free radical or hydroxyl free radical
CN205599135U (zh) * 2016-05-14 2016-09-28 唐山学院 一种金属有机化学光反应装置
CN206701244U (zh) * 2017-05-02 2017-12-05 陕西理工大学 一种金属有机化学光反应装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201268596Y (zh) * 2008-09-25 2009-07-08 淮阴师范学院 工业化循环光反应设备
CN103657562A (zh) * 2012-09-25 2014-03-26 北京林业大学 一种外循环式光化反应设备
TW201613849A (en) * 2014-10-13 2016-04-16 Nat Univ Tsing Hua Method of preparing carboxylic acid or ketone with ozone, singlet oxygen atom free radical or hydroxyl free radical
CN205599135U (zh) * 2016-05-14 2016-09-28 唐山学院 一种金属有机化学光反应装置
CN206701244U (zh) * 2017-05-02 2017-12-05 陕西理工大学 一种金属有机化学光反应装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201929954A (zh) 2019-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW202237624A (zh) 有機金屬化合物及用於沉積高純度氧化錫的方法
CN100415700C (zh) 一种光氯化生产氯苄的方法
TWI728656B (zh) 生成裝置、基板處理裝置以及基板處理方法
TWI508944B (zh) 以臭氧、單重態氧原子自由基或氫氧自由基製備羧酸或酮類之方法
EP3239130A1 (en) Clean process for preparing chloroformyl substituted benzene
TWI644724B (zh) 照光反應化工處理系統
TWI353619B (en) Fluorescent material coating apparatus and method
WO2023088016A1 (zh) 一种溴化钠的生产方法
KR20140079308A (ko) 이온성 액체를 이용한 유기소재 정제방법 및 정제장치
CN106977362A (zh) 1.1.1‑一氯二氟乙烷生产过程中产生的高沸物的回收利用方法
US10069070B2 (en) Method and apparatus for purifying organic material by using ionic liquid
CN106082134A (zh) 一种臭氧制备方法
TWI725273B (zh) 二氟亞甲基化合物的製造方法
CN109985589A (zh) 照光反应化工处理系统
CN104004004B (zh) 一种基于芴为骨架的异氰桥链金的发出白光的化合物、制备与应用
Purkis et al. The photochemistry of nitrates, nitrites and nitro-compounds. II
KR102050496B1 (ko) 반도체 프로세싱 챔버의 세정방법
Datta et al. Photolysis of matrix-isolated 1, 3, 5-cyclooctatriene and bicyclo [4.2. 0] octa-2, 4-diene. Spectra of their transient photolysis products
US20120065445A1 (en) Process For Synthesis of 9,9'-Dianthracene
Suenram et al. Microwave spectrum and dipole moment of benzvalene
JP2775364B2 (ja) 塩酸の合成装置
US7850761B2 (en) Method and apparatus for highly purifying nitric oxide for semiconductor
CN108371954A (zh) 一种负载型Ag-TiO2/Ti(NO2)薄膜催化剂及其在水果储藏中的应用
KR20220083885A (ko) 조명용 oled 소재의 고순도화 방법
JPH024731A (ja) ジフエニルメタン化合物の酸化方法