一种肉桂醛的微通道合成反应装置的制作方法

1.本实用新型涉及精细化工有机合成技术领域，特别涉及一种肉桂醛的微通道合成反应装置。


背景技术：

2.肉桂醛通常称为桂醛，是一种醛类有机化合物，为黄色黏稠状液体，大量存在于肉桂等植物体内。肉桂醛作为羟酸类含香化合物，有良好的持香作用，具有浓郁持久的桂皮油香味,具有抗癌、降血糖、抗纤维化、抑菌、食品保鲜等多种功能。在医药、有机化工、香精香料、食品添加剂、饲料添加剂等生产领域有广泛的应用。
3.微通道反应器设备根据其主要用途或功能可以细分为微混合器，微换热器和微反应器。由于其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍。微反应器有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热，因此许多在常规反应器中无法实现的反应都可以微反应器中实现。
4.目前工业上主要采用羟醛缩合反应制得肉桂醛，一个无α-氢原子的芳香醛与一个带有α-氢原子的脂肪族醛或酮在稀碱溶液中发生缩合反应,并失水得到α,β-不饱和醛或酮。即采用苯甲醛与乙醛在碱性条件下经claisen-schmidt缩合反应得到肉桂醛。申请号为cn104860805 a的发明，公开了一种制备肉桂醛的方法，将乙醛、离子液体催化剂和适当的溶剂，在间歇式反应釜直接搅拌反应，采用的吸附于活性炭表面的离子液体催化剂催化，常温常压下合成肉桂醛。该专利使用新型催化剂，催化效果较好，但仍旧使用反应釜间歇反应，无法连续反应，反应时间长，容易发生副反应，且搅拌釜比表面积小，容易受热不均。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种肉桂醛的微通道合成反应装置，用以解决上述提出的技术问题。
6.本实用新型提供肉桂醛的微通道合成反应装置，其包括
7.加料罐，所述加料罐内存储有初级物料；
8.热交换微通道反应器，所述热交换微通道反应器包括通过物料输入口与加料罐的物料输出口连通设置、并具有多个回转曲折通道的物料混合管道，和用于对物料混合管道进行加热的加热夹层；
9.肉桂醛储存罐，所述肉桂醛储存罐的物料输入口与所述热交换微通道反应器的物料输出口连通设置；
10.温度控制组件，所述温度控制组件用于监测热交换微通道反应器内部温度、并根据热交换微通道反应器内部温度的监测数据控制调节热交换微通道反应器内部温度。
11.优选的，所述物料混合管道包括多个具有内部微结构的直线管道和连接相邻直线管道的回转管道，相邻所述直线管道平行设置。
12.优选的，所述加热夹层环绕包围设置在所述物料混合管道外侧设置。
13.优选的，所述加热夹层包括沿物料混合管道本体长度方向设置的多个分段环绕包围设置在所述物料混合管道外侧的分段加热夹层。
14.优选的，所述分段加热夹层环绕包围设置在所述直线管道外侧。
15.优选的，相邻所述直线管道外侧的分段加热夹层通过连接管道一体连通设置。
16.优选的，所述加料罐包括苯甲醛储罐、乙醛储罐以及液碱储罐；所述物料混合管道的起始端沿其内物料流动方向依次开设有第一出料口、第二出料口，所述苯甲醛储罐、乙醛储罐的物料输出口均与所述第一出料口连通设置，所述液碱储罐的物料输出口与所述第二出料口连通设置。
17.优选的，所述温度控制组件包括：
18.用于监测热交换微通道反应器内部温度的温度传感器；
19.用于调节热交换微通道反应器内部温度的调节阀。
20.优选的，所述温度传感器包括用于监测所述物料混合管道内部温度的管程温度传感器，和用于监测所述加热夹层内部温度的壳程温度传感器。
21.优选的，所述肉桂醛的微通道合成反应装置还包括用于监测热交换微通道反应器内部压力的压力传感器。
22.本实用新型所述一种肉桂醛的微通道合成反应装置，其利用热交换微通道反应器具有极大的比表面积的优点，让物料在所述管道内部微结构回转通道中会由于发生路径方向的改变而相互碰撞混合，使得物料混合更加充分，且反应时间短、副反应少；另外，通过热交换式微通道反应器极好的传热、传质能力性能，使其相较传统的搅拌式反应釜，不仅可以连续运行，反应效率高，而且通肉桂醛的合成环境的温度更为稳定。
23.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
24.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
25.图1为本实用新型所述一种肉桂醛的微通道合成反应装置的结构示意图；
26.图2为本实用新型所述一种肉桂醛的微通道合成反应装置的控制原理框图。
具体实施方式
27.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.本实用新型提供一种肉桂醛的微通道合成反应装置，其包括加料罐、热交换微通道反应器4、温度控制组件以及肉桂醛储存罐11，所述加料罐的物料输出口通过输料输送管道与所述热交换微通道反应器4的物料输入口连通设置；所述热交换微通道反应器4的物料输出口通过输料输送管道与所述肉桂醛储存罐11的物料输入口连通设置；所述温度控制组件用于监测热交换微通道反应器4内部温度、并根据温度传感器的监测数据控制调节热交换微通道反应器4内部温度。
29.所述加料罐内存储有初级物料。所述加料罐包括苯甲醛储罐1、乙醛储罐2以及液碱储罐3，其中，所述苯甲醛储罐1、乙醛储罐2 以及液碱储罐3分别以先后顺序加入热交换
微通道反应器4。如图1 所示，所述加料罐包括苯甲醛储罐1、乙醛储罐2以及液碱储罐3；所述物料混合管道41的起始端沿其内物料流动方向依次开设有第一出料口401、第二出料口402，所述苯甲醛储罐1、乙醛储罐2的物料输出口均与所述第一出料口401连通设置，所述液碱储罐3的物料输出口与所述第二出料口402连通设置。
30.另外，所述苯甲醛储罐1、乙醛储罐2以及液碱储罐3的物料输出管道上均设有流量计，用于对苯甲醛储罐1、乙醛储罐2以及液碱储罐3中的物料输出量进行监测。
31.所述热交换微通道反应器4用于接收加料罐中的初级物料并对初级物料进行加热合成，其内部的微结构使得微反应器设备具有极大的比表面积，可达搅拌釜比表面积的几百倍甚至上千倍，因此，所述热交换微通道反应器4有着极好的传热和传质能力，可以实现物料的瞬间均匀混合和高效的传热。
32.所述热交换微通道反应器4包括用于对初级物料进行充分混合的物料混合管道41和用于对物料混合管道41进行加热的加热夹层 42；其中，所述物料混合管道41具有多个内部微结构回转通道，物料在所述回转曲折通道中由于发生路径方向的改变而相互碰撞混合，使得物料混合更加充分，且反应时间短、副反应少；具体如图1所示，其具体包括多个直线管道411和连接相邻直线管道411的回转管道 412，优选的，相邻所述直线管道411平行设置。所述加热夹层42环绕包围设置在所述物料混合管道41外侧设置，为初级物料的混合提供加热合成反应环境。其中，所述加热夹层42可以包括一个能够同时容置所述物料混合管道41的加热腔体，也可以是沿物料混合管道 41的本体延伸方向直接环绕包围在所述物料混合管道41外侧的加热腔体，还可以是如图1所示，所述加热夹层42包括沿物料混合管道 41本体长度方向设置的多个分段环绕包围设置在所述物料混合管道41外侧的分段加热夹层，具体的，所述分段加热夹层环绕包围设置在所述直线管道411外侧，且相邻所述直线管道411外侧的分段加热夹层通过连接管道一体连通设置，形成一个连贯的加热腔体，便于向多个分段加热夹层连续通入饱和蒸汽，且保证物料混合管道41的每一个部分的受热程度一致。
33.所述温度控制组件包括用于监测热交换微通道反应器4内部温度的温度传感器；用于调节热交换微通道反应器4内部温度的热量交换调节阀12；其中，如图1所示，所述温度传感器包括用于监测所述物料混合管道41内部温度的管程温度传感器，和用于监测所述加热夹层42内部温度的壳程温度传感器7，所述管程温度传感器设置在所述回转管道412上，且靠近所述物料混合管道41起始端的回转管道412上与靠近所述物料混合管道41末端的回转管道412上分别设有第一管程温度传感器5、第二管程温度传感器6；所述调节阀12 的开合幅度根据所述第一管程温度传感器5、第二管程温度传感器6 和壳程温度传感器7监测的温度进行相应调整。
34.所述肉桂醛的微通道合成反应装置还包括用于监测热交换微通道反应器4内部压力传感器，所述调节阀12的开合幅度根据所述压力传感器监测的压力值进行相应调整。具体如图1所示，所述肉桂醛的微通道合成反应装置包括设置在加热夹层上的壳程压力传感器8、设置在物料混合管道41起始端的第一管程压力传感器9，以及设置在所述物料混合管道41末端的第二管程压力传感器10。
35.优选的，可以通过一中控模块13实现自动化控制，具体如图2 所示，所述第一管程温度传感器5、第二管程温度传感器6、壳程温度传感器7、壳程压力传感器8、第一管程压力
传感器9以及第二管程压力传感器10均与所述中控模块13的信号输入端通信连接，所述热调节阀12与所述中控模块13的信号输出端通信连接，所述中控模块13根据第一管程温度传感器5、第二管程温度传感器6和壳程温度传感器7、壳程压力传感器8、第一管程压力传感器9以及第二管程压力传感器10的监测数据相应控制调节阀12的开合幅度，实现肉桂醛的微通道合成反应装置的自动化管理。
36.当需要进行肉桂醛的合成工作时，首先向热交换微通道反应器4 的加热夹层42中通入热蒸汽对物料混合管道41进行加热，当物料混合管道41内温度达到合成温度后，同时开启苯甲醛储罐1和乙醛储罐2的物料输出口，并向苯甲醛储罐1和乙醛储罐2中通入氮气，将苯甲醛、乙醛压出罐体，然后开启液碱储罐3的物料输出口，并向液碱储罐3中通入氮气，将液碱压出罐体，使苯甲醛、乙醛以及液碱在物料混合管道41中充分混合并发生合成反应，合成得到的肉桂醛通过物料输送管道进入肉桂醛储存罐11。
37.在物料进行混合合成的过程中，实时监测第一管程温度传感器5、第二管程温度传感器6和壳程温度传感器7、壳程压力传感器8、第一管程压力传感器9以及第二管程压力传感器10的监测数据，并根据第一管程温度传感器5、第二管程温度传感器6和壳程温度传感器 7、壳程压力传感器8、第一管程压力传感器9以及第二管程压力传感器10的监测数据控制调节阀12的开合幅度。
38.本实用新型所述一种肉桂醛的微通道合成反应装置，其利用热交换微通道反应器4具有极大的比表面积的优点，让物料在所述管道内部微结构通道中会由于发生路径方向的改变而相互碰撞混合，使得物料混合更加充分，且反应时间短、副反应少；另外，通过热交换式微通道反应器极好的传热、传质能力性能，使其相较传统的搅拌式反应釜，不仅可以连续运行，反应效率高，而且通肉桂醛的合成环境的温度更为稳定。
39.显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。