[实用新型]一种基于3D打印的防沉降式微反应器以及合成系统

说明书

本实用新型涉及合成反应器，提出一种基于3D打印的防沉降式微反应器，包括：所述微反应器的通道为自带曲率沿螺旋盘绕的形状，同时，整个所述微反应器为螺旋盘绕的形状。本实用新型还提出一种合成系统，包括：反应装置(7)，用于接入至少两种流体，两种流体在反应装置(7)内混合并发生反应，反应装置(7)包括顺序连接的混合器(71)和3D打印式微反应器(72)，其中，所述微反应器的通道为自带曲率沿螺旋盘绕的形状，同时，整个所述微反应器为螺旋盘绕的形状。本实用新型能够在较短的时间内产生需要的产品质量和产量，增加了产品的转化率，节能效果明显。

技术领域

本实用新型涉及合成反应器，更具体地，涉及一种基于3D打印的防沉降式微反应器以及合成系统。

背景技术

2,5-二氯苯酚是较为重要的有机合成中间体和农药中间体，可用于合成3,6-二氯水杨酸、与乙酸缩合生成酯等。主要用于氮肥增效剂、制造除草剂麦草畏、皮革防霉剂及DP防霉剂等。

以1,2,4-三氯苯为原料来生产2,5-二氯苯酚，主要有常压法和加压法两种不同的方法。但常压法因乙二醇用量大、难回收，产品质量不稳定而被舍弃，加压法成为通常使用的工艺。其工艺为：以三氯苯、固碱和甲醇为原料，高温(190℃)高压(4.3MPa)水解4h，经过滤、酸化、萃取、精馏，得到含量96％以上的2,5-二氯苯酚粗品，收率90％～93％。通过加入尿素进行分步析晶，分离反应后的2,5-二氯苯酚、2,4-二氯苯酚的混合物，得到2,5-二氯苯酚的尿素加成物，再水解即得到2,5-二氯苯酚。

现有的2,5-二氯苯酚都是以反应釜进行生产，在生产过程中，反应时间过长，反应过程不易控制，而且反应釜的能耗很高。反应釜的合成路径也存在诸多问题，反应时间长、各组分浓度分布不均匀、操作安全性差、辅助操作时间长，反应温度控制困难，特别是反应放热剧烈时，同时温度的分布不均匀，也容易导致副产物高。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种快速合成高纯度的2,5-二氯苯酚，同时在反应的过程中减少副反应的产生，精准控制反应过程，提高生产的安全性。

本实用新型的技术路线是采用了微反应器。微反应器是一种连续流动的管道式反应器。它包括化工单元所需要的混合器、换热器、反应器、控制器等，但是，其管道尺寸远远小于常规管式反应器。微反应器内部是由很多微管并联而成，有极大的比表面积，由此带来的根本优势是极大的换热效率和混合效率。可以精确控制反应温度和反应物料按精确配比瞬时混合。这些都是提高收率、选择性、安全性以及提高产品质量的关键因素，微反应器也可相对容易的实现扩大生产的目的，在未来化工领域有很广阔的应用前景。

本实用新型提出一种基于3D打印的防沉降式微反应器，所述微反应器的通道为自带曲率沿螺旋盘绕的形状，同时，整个所述微反应器为螺旋盘绕的形状。

可选地，所述微反应器的通道外部包裹有换热流体套管，所述微反应器包括顺序连接的加热段和冷凝段，加热流体从加热段的套管内流过，冷却流体从冷凝段的套管内流过。

可选地，加热流体从加热段外侧一端的某个截面流入，在加热段内侧一端处流出；冷却流体从冷凝段的外侧一端的另一端某个截面流入，在冷凝段内侧一端处流出。可选地，在套管上设置有开口，冗余插入超声波发射器在套管内。

本实用新型还提出一种包括3D打印式微反应器的合成系统，包括：反应装置，用于接入至少两种流体，两种流体在反应装置内混合并发生反应，反应装置包括顺序连接的混合器和3D打印式微反应器，其中，所述微反应器的通道为自带曲率沿螺旋盘绕的形状，同时，整个所述微反应器为螺旋盘绕的形状。

可选地，反应装置连接有两个支路，一个支路包括：顺序连接的第一容器、第一流量计量泵和第一微换热器；另一个支路包括：顺序连接的第二容器、第二流量计量泵和第二微换热器。