[发明专利]模块化光化学流动反应器系统

说明书

一种模块化光化学反应器系统包含多个流体模块(20)，每一流体模块(20)具有i)中央平面工艺流体层(30)和ii)用于包含流动的热控制流体的两个外部平面热控制流体层(40)；和多个照明模块(50),所述多个照明模块(50)中的每一照明模块(50)包括具有第一主要表面和第二主要表面(52,54)的平面形式，且每一照明模块(50)包含至少第一阵列(60)的半导体发射器(70),所述发射器(70)设置成从第一主要表面(52)发射或者穿过第一主要表面(52)发射,其中所述第一阵列(60)的半导体发射器(70)包含至少第一发射器(72)和第二发射器(74),第一发射器(72)能在第一中心波长下发射，且第二发射器(74)能在第二中心波长下发射,所述第一中心波长和第二中心波长彼此不同。

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2015/021622，国际申请日为2015年3月20日，进入中国国家阶段的申请号为201580027243.7，发明名称为“模块化光化学流动反应器系统”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求于2014年03月26日提交的欧洲专利申请系列号14305433.6的优先权权益，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。

领域

本发明涉及流动反应器和在其中进行的流动过程，具体来说，涉及模块化、灵活和高通量光化学流动反应器系统。

背景

本发明的发明人和/或他们的同事之前已经开发了用于进行化学反应的流动反应器。这些流动反应器可通常使用流体模块，其可采用多层玻璃结构的形式。这种流体模块20的一种实施方式的示意图如图1中的透视图所示。在图2和图3中，显示了这种流体模块20的其它实施方式的一些特征的截面示意图。在图1-3中所示类型的流体模块20一般来说具有平面形式和第一主要表面和第二主要表面22,24(在图1的透视图中，表面24在模块20下方)。反应物或工艺流体在“微观通道”里面循环,其通常为在总体平面工艺流体层30之内限定的具有毫米或亚毫米尺度的通道。模块20还包括用于包含流动的热控制流体的两个外部平面热控制流体层40，且工艺流体层30设置在两个热控制流体层40之间。

进口和出口工艺流体端口32实现供应和除去工艺流体(端口32中的一个(在这种情况下是出口端口)在图1中是不可见的，因为其位于朝向下的主要表面24上,与朝向上的端口32相反)。进口和出口热流体端口42实现供应和除去热控制流体。所有进口和出口端口32,42在第一主要表面和第二主要表面中的一种的一个或多个边缘处(在图1所示的实施方式的情况下，在边缘26处)位于第一主要表面和第二主要表面中的一种上,得到不含进口和出口端口的自由表面积22F(和相应的自由表面积24F,在下方且在图1中不可见)。

通过一定范围的不同尺寸的流体模块20，实现从实验室规模放大到生产规模工艺。对于给定的所需流量，为了提供足够的停留时间，需要一定量的内部体积。如有需要，通过串联地连接多个流体模块20以形成反应器，来提供增加的总内部体积。因此，反应器通常包括多个流体模块20。每一流体模块20可具有具体的功能，例如预热、预混合、混合、提供停留时间、淬火等。考虑到模块20可由玻璃形成，光化学是潜在的可用的应用，因为玻璃至少部分地对在UV和可见光光谱中光化学感兴趣的波长是透明的。

概述

本文所述的实施方式包含模块化光化学反应器系统，所述系统包含多个流体模块,每一流体模块包括:i)用于包含流动的工艺流体的中央平面工艺流体层,ii)用于包含流动的热控制流体的两个外部平面热控制流体层。所述系统还包括多个照明模块,所述多个照明模块中的每一照明模块包括具有第一主要表面和第二主要表面的平面形式,且每一照明模块包含至少第一阵列的半导体发射器,所述发射器能在可见光和/或UV波长下发射,其设置成从第一主要表面发射或者穿过第一主要表面发射,其中所述第一阵列的半导体发射器包含至少第一发射器和第二发射器,第一发射器能在第一中心波长下发射且第二发射器能在第二中心波长下发射,所述第一中心波长和第二中心波长彼此不同。