[发明专利]高温高压全自动化学反应系统

说明书

一种高温高压全自动化学反应系统，包括闭合的循环主回路，循环主回路上设有：高压液相循环泵，用于驱动循环主回路中的反应混合物循环流动；检测器，用于监测循环主回路中的化学反应进程；压力调节器，用于调节循环主回路中的压力；切换阀，连接在循环主回路中，用于物料的输入与输出，切换阀包括第一切换阀和第二切换阀；排气阀，连接到循环主回路上，用于气体排放；试剂引入装置，用于提供反应试剂，试剂引入装置包括反应混合机构，反应混合机构通过第一切换阀连接在循环主回路中；产品收集装置通过第二切换阀连接于循环主回路中，并位于高压液相循环泵的输入口与反应混合机构的输出口之间。本发明反应系统可控性高；可以直接放大。

技术领域

本发明涉及化学反应器技术领域，具体涉及一种高温高压全自动化学反应系统。

背景技术

化学反应是反应物分子之间相互碰撞产生结构重组的过程，因此在反应过程中需要加温加压和搅拌，使得分子运动剧烈和距离拉近，这样才能加速反应，尽快达到化学平衡。反应达到化学平衡就是达到终点。

目前化学反应都是在开放、回流或密闭反应容器中进行。开放和回流型反应装置的反应条件一般只能是常压，温度最多达到100~200 ^oC，而且一般需要有专业人员守候关注。在温度压力不高的条件下，反应常常需要数小时甚至数天时间才能完成，既耗人工又存在安全和危害健康等问题。即便使用微波炉反应器，反应在密闭容器中进行，温度和压力也都比较温和，最高压力也只能在10大气压以内，温度大约可以达到300~400^oC。这种反应体系速度有所加快，但密闭系统不适用于产生气体的反应，因为产物气体如果不能从反应体系中释放出去，反应就不能完全，达到化学平衡时的产率相应偏低。

再则，绝大部分化学反应必须是液相条件下的均相反应，否则反应很难进行，需要很长时间才能得到产物，不能用来做化学合成。为了让化学反应在液相均相条件下反应，反应物必须溶解，但很多反应物必须使用毒性大或价钱高的溶解才能溶解，造成安全、环保、成本等多方面问题。

另外，在药物研发的合成过程中，初始药物筛选需要的化合物用量很小，毫克量的反应就能满足要求，当筛选确定药效和生物利用度后，所选化合物就可以进入临床前实验，这时合成量就必须达到公斤级，而且，临床前实验开展之前必须有确定的合成工艺，否则实验数据不能用作临床批文的申请。因此，起初的小量合成必须经过中试放大研究，这个过程非常耗时，费用也常常在百万或数百万，既拖延药物开发过程又增大开发费用。除了药物开发，所有特殊功能化合物的研发也都存在类似的问题。

因此，理想的反应装置应该是全封闭、全自动，可以施加高温、高压，适合于产生气体的反应，并且直接可以中试放大。高温高压条件不仅可以加速反应，还可以提高溶解度，使得需要用毒性溶剂才能溶解的反应物有可能完全溶解到低毒性溶剂中进行反应。封闭体系也可以避免挥发溅射倾倒等问题，不至发生环境污染或安全事故。

发明内容

基于此，本发明提供一种高温高压全自动全封闭的化学反应系统，反应系统可控性高，适用范围广；可以直接放大，加快开发进程并节省研发成本。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温高压全自动化学反应装置，包括闭合的循环主回路，所述循环主回路为闭合体系，所述循环主回路上设有：

高压液相循环泵，用于驱动所述循环主回路中的反应混合物循环流动；

检测器，用于监测所述循环主回路中的化学反应进程；

压力调节器，用于调节所述循环主回路中的压力；

切换阀，连接在所述循环主回路中，用于物料的输入与输出，所述切换阀包括第一切换阀和第二切换阀；

排气阀，连接到所述循环主回路上，用于气体排放；