智能化微化工精准控制硝化反应系统的制作方法

1.本实用新型涉及化工技术领域，具体涉及智能化微化工精准控制硝化反应系统。


背景技术：

2.在过去的二十年里，微化工技术在有机化学领域变得越来越流行，为工程/化学问题提供解决方案。微化工微反应器加强了质量和传热，导致快速反应混合，并能精确控制反应参数，提高了整个过程的选择性、效率和安全性。这些特点使化学家能够在他们的工作中解决未开发的挑战，最终的目标是使化学更容易进入实验室和工业应用，避免需要存储和处理有毒、氧化性和爆炸性的试剂造成的安全危害。
3.包括在化学合成过程在内，自动化已在日常生活、生产中被大量应用。它把时间消耗和重复性的任务交给了机器，节省了的时间用于其他对科学家更有价值的活动。应用新型算法和实时反应分析并与自动化相结合的智能反馈控制系统的发展，为发现新物质、过程优化和修正过程带来了新的机遇，而这些过程到目前为止都是使用传统的手工程序进行的。
4.如对比文件cn202936335u，公开了一种二硝基甲苯的清洁生产方法及装置。其装置可以实现一定程度的微反应和精确反应，但其自动化程度较低。控制性较弱，无法有效进行自动化反应。
5.此外，当前的趋势是增加自动化平台的自主性，使其能够在最少的人工干预下指导优化过程，达到自动优化反应进程的目的。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服上述问题，提供智能化微化工精准控制硝化反应系统智能化微化工精准控制硝化反应系统。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.智能化微化工精准控制硝化反应系统，包括自动控制微注射器、微反应器、折流反应器、监控装置和导管；
8.所述自动控制微注射器将不同反应物通过导管注射入微反应器或折流板反应器内，并经导管运输至下一步反应位置反应；所述监控装置包括嵌入微反应器内或折流反应器尾端的探针和计算机，所述探针探测微反应器内的发热情况，并将数据传输至计算机处运算处理，而后计算机向自动控制微注射器发出指令并控制反应速度。
9.作为改进，所述反应系统从前向后依次包括注射对氯甲基苯的第一自动控制微注射器和注射氯单质的第二自动控制微注射器，所述第一自动控制微注射器和第二自动控制微注射器注射入第一微反应器中，并生成对氯三氯甲苯，对氯三氯甲苯经导管运输后与第三自动控制微注射器注入的氟化氢同时注入第二微反应器中，生成对氯三氟甲苯，并进入第四自动控制微注射器内；
10.所述第四自动控制微注射器与第五自动控制微注射器分别将对氯三氟甲苯与硝酸注入第三微反应器中，经过第一折流反应器反应后生成4
‑
氯
‑3‑
硝基三氟甲苯，4
‑
氯
‑3‑
硝基三氟甲苯经导管输送至第四微反应器中，并由第六自动控制微注射器和第七自动控制微注射器同时向第四微反应器中注入硝酸，经第二折流反应器进一步反应后生成4
‑
氯
‑
3,5
‑
二硝基三氟甲苯。
11.作为改进，所述微反应器内部设有反应管路，所述反应管路包括一个运载相管路、输出管路和至少一个反应液添加管路。
12.作为改进，所述微反应器根据运载相管路和反应液添加管路连接处的形状分为t型，y 型和同轴环型。
13.作为改进，所述第一微反应器、第三微反应器为y型，所述第二微反应器为t型，所述第四微反应器为同轴环型。
14.作为改进，所述运载相管路、反应液添加管路分别与对应自动控制微注射器连通，所述自动控制微注射器控制运载相管路和反应液添加管路的注射速度，并在输出管路内形成交替的液滴。
15.作为改进，所述探针设于第一微反应器至第四微反应器内，以及第一折流反应器和第二折流反应器尾端。
16.作为改进，所述系统获取探针探测到的发热情况后经pat分析后，由计算机控制系统的运行和数据储存。
17.本实用新型的优点在于：
18.本实用新型通过探针监测微反应器内和折流反应器尾端的放热情况，并将其放热情况通过计算机运算处理，达到自动化控制的目的。本实施例通过自动控制微注射器和微反应器可以达到精细反应的目的，反应的精确性高，生成物的转化率高，纯度高。本实用新型在生产中利用自动化修复与检测技术，若生产用的机械设备中出现运行异常，存在故障隐患，将立即被检测系统察觉；利用计算机实时记录相关参数信息，将这些参数信息进行整理、分析与存储，并根据其分析结果建立模拟模型。
附图说明
19.图1为实施例1中智能化微化工精准控制硝化反应系统的结构示意图；
20.图2为实施例1中智能化微化工精准控制硝化反应系统中y型反应管路的结构图；
21.图3为实施例1中智能化微化工精准控制硝化反应系统中t型反应管路的结构图；
22.图4为实施例1中智能化微化工精准控制硝化反应系统中同轴环型反应管路的结构图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例对本实用新型进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限定本实用新型的保护范围。
24.实施例1
25.本实施例公开了智能化微化工精准控制硝化反应系统，包括自动控制微注射器1、微反应器2、折流反应器3、监控装置和导管4。
26.自动控制微注射器1将不同反应物通过导管4注射入微反应器2或折流反应器3内，并经导管4运输至下一步反应位置反应；监控装置包括嵌入微反应器2内或折流反应器3尾
端的探针和计算机，探针探测微反应器2内的发热情况，并将数据传输至计算机处运算处理，而后计算机向自动控制微注射器1发出指令并控制反应速度。
27.本实施例中的反应系统从前向后依次包括：
28.注射对氯甲基苯的第一自动控制微注射器11和注射氯单质的第二自动控制微注射器12，第一自动控制微注射器11和第二自动控制微注射器12注射入第一微反应器21中，并生成对氯三氯甲苯，对氯三氯甲苯经导管4运输后与第三自动控制微注射器13注入的氟化氢同时注入第二微反应器中22，生成对氯三氟甲苯，并进入第四自动控制微注射器14内。
29.第四自动控制微注射器14与第五自动控制微注射器15分别将对氯三氟甲苯与硝酸注入第三微反应器中23，经过第一折流反应器31反应后生成4
‑
氯
‑3‑
硝基三氟甲苯，4
‑
氯
‑3‑
硝基三氟甲苯经导管4输送至第四微反应器24中，并由第六自动控制微注射器16和第七自动控制微注射器17同时向第四微反应器24中注入硝酸，经第二折流反应器32进一步反应后生成4
‑
氯
‑
3,5
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二硝基三氟甲苯。
30.微反应器2内部设有反应管路5，包括一个运载相管路51、输出管路52和至少一个反应液添加管路53。微反应器2根据运载相管路51和反应液添加管路53连接处的形状分为t型， y型和同轴环型。
31.如图2所示，第一微反应器11、第三微反应器13为y型；如图3所示，第二微反应器 13为t型，如图4所示，第四微反应器14为同轴环型。
32.综合图2
‑
4所示，运载相管路51、反应液添加管路53分别与对应自动控制微注射器1 连通，自动控制微注射器1控制运载相管路51和反应液添加管路53的注射速度，并在输出管路52内形成交替的液滴，如图中所示，斜线部分为运载相管路51内的液体，无斜线部分为反应液添加管路53内的液体。
33.本实施例中的探针设于第一微反应器21至第四微反应器24内，以及第一折流反应器31 和第二折流反应器32尾端。系统在获取探针探测到的发热情况后经pat分析后，由计算机控制系统的运行和数据储存。
34.以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本实用新型并不等同于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本实用新型进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，不脱离本实用新型的精神和范围下所做的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。