[发明专利]管状流动式反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种管状流动式反应装置或者化学反应处理方法。更为具体地说，本发明涉及一种管状流动式反应装置或者化学反应处理方法，其增加刚刚合流后的反应基质之间的接触面积，并抑制浓度不均导致的反应生成物的收获率低下。

背景技术

近年来，作为用于试剂等液体的反应的流动式反应装置，例如，微米尺寸或毫米尺寸的反应装置正在得到开发。

作为形状最单一的微型反应装置，能够例举出T字形或Y字形的反应器。该反应器在板上刻出深40μm、宽100μm左右的T字形或Y字形的槽，并以平板为盖，与管连接。在作为盖的板上，分别在T字或Y字的末端开设一个，共计三个孔。两种反应基质分别从T字或Y字的上部的左右同时投入，并在中央合流，在向下部流动的同时进行反应，从而成为生成物从下部排出。在反应基质的流量相等时，就会在T字或Y字的正好根部开始反应。

由于微型反应装置的流路的内径小，雷诺(レイノルズ)数就会减小，流体的流动就变成层流。在层流区域，管径方向的对流减少，因此，投入的两种反应基质在合流之后易于以T字或Y字的下降管的大致中央为界向左右分开流动。向左右分开分别流动的两流体的接触面仅仅就是该边界面。由于在该边界面的扩散，两基质接触。然而，在这种状态下，两基质的接触频率低，并且，基质的浓度易于不均。根据情况，有时会在维持边界面的状态下，到达反应器的出口。如果混合不充分，则通过反应生成的物质会进一步与反应基质进行反应等，从而产生副生成物，有时收获率就会降低。并且，在两种反应基质的流量大幅不同时，例如，A液∶B液的体积比是1∶10时，两种液体的边界面就会偏A液侧。B液与A液接触的概率就会变得非常小，B液的一部分就会不与A液接触地到达反应器的出口。特别是在反应基质的粘度大时，这种现象就会更为显著。

作为改善流体刚刚合流后的混合的方法，例如，在专利文献1中提出了在Y字形流路的合流部分设置障碍物。然而，该方法不能得到充分混合，有时由于浓度不均会导致反应生成物的收获率低下。

并且，在专利文献2中公开了一种微反应器，其使多个流体通过各自的流体供给路径并在一个反应流路合流，并使这些流体一边流动一边进行反应，其中，在具有圆棒状的芯部件的外周面和截面为圆形的内周面的外筒部件的所述内周面的任一侧做出螺旋螺纹，并且使所述芯部件的外周面与所述外筒部件的内周面紧密嵌合，由此，所述反应流路形成为螺旋状的流路。在该反应器中，由于螺旋螺丝(静止搅拌机构：静止混合器)的结构复杂且水锈附着变多，因此，在装置的分解、清扫和组装时会比较费事。并且，有时会沿着螺旋状流路形成分界面，因此，混合效率会没有想象的高。

并且，在专利文献3中公开了一种连续混合反应装置，其具有至少两个原料溶液供给管、圆筒状的混合反应管以及排出管，并使从所述原料溶液供给管供给到所述混合反应管的至少两种原料溶液混合并反应，其中，以从所述至少两个原料溶液供给管供给的至少两种原料溶液沿着所述混合反应管的内壁形成旋流的状态，独立地在所述混合反应管安装所述至少两个原料溶液供给管，所述混合反应管与所述排出管在同轴上连接，在所述混合反应管的内部不具有搅拌机构。在该专利文献3中，以形成旋流的状态安装是指，在混合反应管的切线方向配置供给管。在专利文献3的反应装置中，在混合反应管内产生的旋流的中心会产生沉淀，有时由于浓度不均会导致反应生成物的收获率低下。

专利文献

专利文献1：(日本)特开2007-113433号公报

专利文献2：(日本)特开2005-46652号公报

专利文献3：(日本)特开2008-168168号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种管状流动式反应装置或化学反应处理方法，其增加刚刚合流后的反应基质之间的接触面积，并抑制由于浓度不均导致的反应生成物的收获率低下。

解决技术问题的技术手段

本发明的发明者们为了达到上述目的进行了专心研究，其结果，发现：利用具有外管和配置在外管的内腔内的内管的管状流动式反应装置，使用于反应的两种以上的流体从外管的内周切线方向流入以产生沿着外管的周壁旋转的旋流，使流入的流体一边在外管内沿长度方向流动一边反应，接着，使反应生成物从外管的另一端流出，由此，增加刚刚合流后的反应基质之间的接触面积，且抑制由于浓度不均导致的反应生成物的收获率低下。

基于上述发现，并进行进一步研究，从而完成了本发明。

即，本发明包含下述形态。