[发明专利]一种微通道反应器及其制造方法

说明书

本发明涉及精细化工技术领域，公开了一种微通道反应器，其包括一体成型的混合单元，混合单元包括内部限定有内腔的壳体及设于内腔的若干隔板，内腔的前、后两端分别具有进液口及出液口，相邻两隔板之间限定有微通道，各微通道均连通进液口及出液口，混合单元一体成型制成，不易出现渗漏现象，反应安全、高效、无污染，适合化工行业推行；本发明还公开了一种上述微通道反应器的制造方法，所述微通道反应器采用3D打印制备，通过3D打印可快速构建三维结构的多孔微通道结构微反应器，操作简单，速度快，易于产业化生产。

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，特别是涉及一种微通道反应器及其制造方法。

背景技术

微通道反应器是一种以固体基质制造的可用于化学反应的三维结构单元。通常是指流体通道当量直径在几微米或几百微米的反应器，在这种狭窄的流体通道中，动边界层厚度大大减小，平均热、质扩散距离大幅度缩短，使得微通道内的化学反应能够利用快速表面反应动力学的固有特性。与传统化学反应器相比，微通道反应器的主要优点是表面积与体积比较高，比表面积的增大除了可以强化传热外，也可以强化反应过程；而且，微通道反应器的热传导率也较传统热交换器高得多，较高的热交换效率使反应可在等温下进行；在微通道反应器中热传递和质量传递同时得到改善；微通道中的流体是层流，因而过程参数，如温度、压力、停留时间和流速等容易控制；另外，微通道反应器是单独的反应系统，反应器放大只是简单地将微通道反应器进行平行叠加，反应器工业化不存在放大效应。

混合反应通常伴随着大量的放热，一般会在混合反应器外部设置传热流体以便于为混合反应器尽快散热。目前国内出现了不少针对微通道反应器的设计和制造，但是，现有的微通道反应器中存在以下缺点：1、目前用于混合反应的微通道反应器产品的制备方法通常为：先采用机加工，然后进行机械拼合或焊接而成，该种方法制备的微通道反应器的夹缝部位极易出现腐蚀渗漏现象，从而产品寿命短；此外，该种方法制备的微通道反应器拼接完成后，外部结构布满螺丝和螺孔，在使用时，微通道反应器置于传热介质流体中，存在微通道反应器内部的工作流体与外部的传热流体渗漏混合的风险，而一旦发生渗漏混合，会造成原料的浪费及设施的损坏，极大的增加企业的成本；2、现有的微通道反应器结构对于一些难混合的流体存在混合不均匀，混合效果不理想的缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种不易发生腐蚀渗漏、使用寿命长的并且可提升混合效果的微通道反应器。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种微通道反应器，其包括一体成型的混合单元，所述混合单元包括内部限定有内腔的壳体及设于所述内腔的若干隔板，所述内腔的前、后两端分别具有进液口及出液口，相邻两所述隔板之间限定有微通道，各所述微通道均连通所述进液口及所述出液口。

作为优选方案，所述内腔具有至少两个所述进液口。

作为优选方案，所述隔板的前端与所述进液口之间、以及所述隔板的后端与所述出液口之间均限定有混合区。

作为优选方案，沿所述微通道反应器的纵截面观察，所述混合区的内径从靠近所述隔板的一端至另一端逐渐减小。

作为优选方案，沿所述微通道反应器的纵截面观察，所述混合区的内侧壁从远离所述隔板的一端至另一端包括依次相连的第一混合段及第二混合段，

所述第一混合段呈朝内侧凸起的弧面，所述第二混合段呈朝外侧凸起的弧面。

作为优选方案，沿所述微通道反应器的任一横截面观察，所述壳体的厚度相等。

作为优选方案，所述进液口的内径为0.5mm～10mm，所述微通道的内径为0.5mm～10mm。

作为优选方案，包括至少两个所述混合单元，各所述混合单元从前至后依次相连，所述混合单元的进液口与位于其前侧的所述混合单元的出液口相连。

作为优选方案，所述混合单元采用金属材料或陶瓷材料或玻璃材料制成。