[发明专利]一种盘管微反应器和一种微反应器系统

说明书

本发明涉及微反应器领域，公开了盘管微反应器和微反应器系统，该盘管微反应器中含有支撑管(31)和环绕所述支撑管(31)设置的微通道(32)，所述微通道(32)的内部设置有至少两个流体再分配构件(341)，且其中一个所述流体再分配构件(341)设置在所述微通道(32)的入口(36)，所述流体再分配构件(341)为椎体结构，所述椎体结构使得流体由椎体尖端流出并进入所述微通道(32)的下游。本发明在保证盘管微反应器内的均相或多相原料混合效果的同时，能够在有限的反应器体积内延长反应物的停留时间，进而同时提高产品的选择性和原料转化率。

技术领域

本发明涉及微反应器领域，具体涉及一种盘管微反应器和一种微反应器系统。

背景技术

微反应器由于空间上特征尺寸小，在很多方面具有明显优势，如比表面积大，具有优异的混合和传质传热效果，能够精确控制反应时间、温度等条件，以及绿色安全高效生产等等。

微反应器已经开始应用于诸多石油化工体系，如PAO合成、液化气脱硫、费托合成、加氢过程之中，微反应器在强化反应过程上具有独特的优势，有极大的工业化潜力。

采用微反应器进行新技术开发的一项基本限制为反应时间必须控制在一定范围内。微反应器由于其加工难度大，往往具有较高的设备投资成本，微反应器本身的持液量一般是非常小的，而同时，反应原料的进料速度相对较大，因而采用微反应器的工艺一般要求反应速度较快，否则难以实现大型化生产或投资成本过高。而盘管反应器是在有限空间内，解决上述问题的有效方法。

CN204768602U公开了一种微通道盘管反应器，包括调温管、微通道盘管和光源，调温管上表面上设置第一引流口，下表面上设置第二引流口，第一引流口连接第一引流管，第二引流口连接第二引流管，调温管外管壁设置一组环状凹槽微通道盘管嵌在环状凹槽中并环绕在调温管外管壁上；所述的光源设置在调温管内部中心位置。其温度和光照调节方便、灵活，能够简化工艺、提高选择性、降低合成成本、减少污染物质排放。这种反应器适用于均相反应过程，对于非均相反应体系，尤其是气液相反应体系，两相不能达到很好的混合效果。

CN101733056A公开了一种撞击流微通道反应器，于平板材料上刻有至少两条同轴或呈一定角度相向对撞的当量水力直径为0.1-2mm的微通道，且在对撞通道中间形成宽(或对撞距离)为0.5-10mm的撞击区。该技术作为一种反应器适用于瞬间完成的反应过程或反应沉淀过程，如生成液体或固体(超细粉体或纳米材料等)的气-液和液-液快速反应。该技术实施的难点是将气相和液相流体均匀的分散到对撞微通道中，采取树枝状层层分级的技术方法解决这一问题，但这种设计的加工难度大，且撞击区域内不同位置的压力波动将传递给各对撞微通道中，从而引起各通道中流体分布不均匀。

CN205731200U公开了一种费托合成微反应器，包括气相入口、反应微通道、换热微通道和产物出口，采用平板式微通道集成方法，解决了微通道内气液相平均分配的问题，提供的费托合成微反应器体积小、结构紧凑，同时具有良好的移动性和投资低的特点。但该反应器更适用于费托体系，反应原料为气体，当反应物具有二种或以上的气相或液相的分散相时，混合效果作用有限。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种盘管微反应器，在保证盘管微反应器内的均相或多相原料混合效果的同时，能够在有限的反应器体积内延长反应物的停留时间，进而同时提高产品的选择性和原料转化率。

本发明的目的之二是提供一种微反应器系统，以提高多相流体的混合质量。

为了实现前述发明目的，本发明的第一方面提供一种盘管微反应器，该盘管微反应器中含有支撑管和环绕所述支撑管设置的微通道，所述微通道的内部设置有至少两个流体再分配构件，且其中一个所述流体再分配构件设置在所述微通道的入口，所述流体再分配构件为椎体结构，所述椎体结构使得流体由椎体尖端流出并进入所述微通道的下游。

本发明提供的盘管微反应器适用于多股相溶或不相溶的多相原料混合液进行有效的混合并进行长时间的化学反应。