[实用新型]一种微波耦合反应的装置

说明书

技术领域

本实用新型适合于实验室连续生产的微波耦合反应装置，对微反应器和微波反应装置的改造，涉及一种微波耦合反应的装置，属于反应装置技术领域。

背景技术

微波是指频率为300MHz-300GHz的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称，即波长在1米(不含1米)到1毫米之间的电磁波，是分米波、厘米波、毫米波和亚毫米波的统称。微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。微波化学反应器的加热是将微波作为一种加热方式，当微波与物质分子相互作用时，产生分子极化、取向、摩擦、碰撞，吸收微波能而产生热效应，这种加热方法被称为微波加热，当微波化学反应器在实验室内做萃取反应时，也称为微波萃取反应器和微波萃取仪，微波加热是极性物质分子吸收微波后自身发热，是从分子内部由内向外进行，由于分子级的加热，可以使物质内外同步加热。

微波化学反应器在加热方式、微波辐射功率和时间、反应器放置位置不同时都会导致收率有所差异，微波功能改进法可以克服改进前微波法反应时间长、受热不均匀、可控性和重复性差等缺点。与传统法相比，其操作程序大大简化，操作条件更易控制，加料时间和反应时间缩短，便于监测反应的程度，可明显提高产品收率。

近年来微波辐射技术发展迅速，对微波化学反应器关键技术的功能改进也日益深入，但由于微波加热快速和化学反应体系的非平衡特点，在大功率微波作用下化学反应体系常常产生强烈的非线性响应，易导致反应物烧毁或爆炸等事故发生,因此，微波场内反应过程温度的控制尤为重要，对微波场内反应器的传热效率提出了更高要求。

微反应器是用微加工技术制造的一种流体流动通道,是特征尺度在数百微米内的化学反应器。且微反应器在传热方面有着独特的优势,将微反应器应用于含能材料的合成是未来含能材料生产发展的重大趋势之一。同常规反应容器(如烧瓶)相比,微反应器的结构特征决定了其特殊优势,主要表现在以下几个方面。(1)比表面积大,传递速率高,接触时间短,副产物少；微反应通道特征尺度小,单位体面积上传热、传质能力显著增强。(2)快速、直接放大；传统放大过程存在着放大效应,通过增大生产设备体积和规模达到放大目的,过程耗时费力,不能根据市场需求立即做出相应的反应,具有滞后性。而微反应系统呈多通道结构,每一通道相当于一独立反应器,在扩大生产时不再需要对反应器进行尺度放大,只需并行增加微反应器的数量,即所谓的“数增放大”。(3)安全性高；大量热量也可以及时移走,从而保证反应温度维持在设定范围以内,最大程度上减少了发生事故可能性。(4)操作性好；微反应系统是呈模块结构的并行系统,具有便携性好等特点,可实现在产品使用地分散建设并就地生产、供货,真正实现将化工厂便携化,并可根据市场情况增减通道数和更换模块来调节生产,具有很高的操作弹性。

CN203737232U中公开了一种利用微波反应器来提高水杨酸和乙醇来制备水杨酸乙酯的一次性转化率。其一次性转化率达到了85％。其中利用了微波反应器加热均匀的特点，使转化率提高。

CN204702683U中公开一种微反应器法连续化合成邻氨基苯乙醇的装置。其得到的邻氨基苯乙醇产品收率为94.8％，纯度为80.5％。其中利用了微反应器的充分混合的特点，是产品的收率和纯度提高。

实用新型内容

本实用新型提出了一种适合于实验室连续生产的微波耦合反应装置，对微反应器和微波反应装置的改造，主要由微反应器和微波反应装置的各项参数的测量、控制两个部分组成，它解决了微波耦合反应装置中的连续问题而且提高了生产过程中产率低的问题。

本实用新型通过以下方法来实现：一种微波耦合反应的装置，其特征在于，本微波微反应器装置包括接收装置(10)、微反应器(8)、具有微波加热功能的微波反应器(7)、进料管1(5)、进料管2(6)、出料管(9)，进料管1(5)、进料管2(6)分别与微反应器(8)进料口相连，微反应器(8)出料口通过出料管(9)与接收装置(10)相连；微反应器(8)固定在微波反应器(7)内。

微反应器出料口位于微反应器(8)的底部，出料管(9)与微反应器出料口相连从微波反应器(7)的右端引出。

微反应器(8)为螺旋状的或蛇形弯曲状的结构。

进一步优选，进料管1(5)、进料管2(6)与微反应器(8)进料口汇聚在微波反应器(7)内。

物料槽1(1)采用进料管1(5)经进料泵1(3)与微反应器(8)进料口连接；物料槽2(2)采用进料管2(6)经进料泵2(4)与微反应器(8)进料口连接。