一种摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型用于药物化学合成的生产，是一种用于控制在深冷条件下合成反应的 生产装置。
【背景技术】
[0002] 随着医药技术的发展，低温反应的工艺运用越来越多。用于超低温反应控制的深 冷装置目前还不够完善。目前摄氏零下80度左右反应条件控制的装置通常是采用低温液 化气体直接冷却的方式，尚未见用交换式低温液化气体-冷媒置换方式冷却的报道。
【发明内容】
[0003] 本实用新型采用一种装置，用于零下80摄氏度W内反应条件的控制。要达到零 下80度反应条件，普通冷冻装置已经无法满足要求。通常采用低温液化气体打入无水己醇 作为冷媒的低温储罐，把冷媒降温后再循环制冷或直接把低温液化气体打入反应罐夹套降 温。该二种方法都有缺点，效果不是很好。用无水己醇作为冷媒的方法，因为己醇随着水分 含量的增加，冰点升高很快，当己醇中水分达到3% W上就会在使用温度下结冰，操作就不 能继续。而低温液化气体打入过程会带入水分，同时无水己醇有很强的吸潮性，水分超过3% 的己醇就不能再用，因此己醇的使用时间很短，该样不但系统操作的稳定性受到影响，还大 量浪费冷媒。如果把低温液化气体直接打入反应罐夹套，低温液化气体的蒸发温度是摄氏 零下196度，因为100多度的温差使得反应温度难W控制，且蒸发的低温气体会造成出气 口的水汽凝结赌赛，而低温液化气体蒸发需要大量排气，一旦蒸发的气体不能顺畅排出就 有爆炸的危险。本实用新型通过列管式蒸发器进行低温液化气体和冷媒的热交换，再用螺 旋板式换热器回收蒸发的低温气体的冷能。低温液化气体不与冷媒直接接触，避免了水分 的带入，同时可W方便的控制低温液化气体的流量，使冷媒的温度控制在最适合的范围，进 而可W精确控制反应温度；同时也大大降低了排气不畅的风险。本实用新型适用于规模较 少、使用不太频繁或者产品价值较高的产品生产，因为低温液化气体成本比较高，对产品的 生产成本有一定影响。本装置的设备投入少。
[0004] 本实用新型适用于零下80摄氏度W内的反应条件控制。控温范围从零下40至零 下80摄氏度，若采用合适的冷媒能够向下拓展至摄氏零下100度W下。
[0005] 为实现上述目的本实用新型公开了如下的技术内容：
[0006] 一种摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，包括列管式蒸发器2、 螺旋板式换热器4、冷媒储罐7、冷媒循环粟8、反应罐11、温度计3 ;低温液化气体在列管式 蒸发器2中蒸发，通过热交换给冷媒降温并用于反应体系的温度控制，其特征在于：
[0007] a、通过换热器进行低温液化气体和冷媒的热交换，低温液化气体与冷媒不直接接 触；
[0008] b、低温液化气体经低温液化气体进口 9进入列管式蒸发器2的壳程，蒸发成低温 气体，从位于列管式蒸发器2上部的排气口 6排出；
[0009] c、蒸发器2出来的低温气体进入螺旋板式换热器4与冷媒热交换；
[0010] t储罐中的冷媒由循环粟7送出后进入列管式蒸发器2管程，进行热交换后直接 进反应罐10夹套；
[0011] e、冷媒管道与反应体系的蒸汽、循环水、压缩空气管道通过分配器连接。
[0012] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于低温液化气体和冷媒在蒸发器2进行热交换，通过控制低温液化气体的蒸发量控制冷媒 溫度。
[0013] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于蒸发器2采用列管式结构。
[0014] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于冷媒由循环粟送入蒸发器2吸收冷能后，直接进入反应体系控温环节。
[0015] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于低温液化气体从蒸发器2壳程的底部进入，从壳程上部气体出口 6排出；冷媒从管程底部 进入，从管程上部排出。
[0016] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于蒸发器2安装高度高于储罐冷媒的液面。
[0017] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于温度计3直接安装在蒸发器2的冷媒出口管道上。
[0018] 本实用新型所述摄氏零下80度W内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于螺旋板式换热器（4)的低温气体从底部进入，侧面排出；冷媒从侧面进入上部排出。
[0019] 本实用新型主要完成了 W下工作：
[0020] 本实用新型优化了冷媒流程，是整个过程的冷能损失少，性能高，而且运行稳定、 操作方便；低温粟的流程位置设置减少低温冷媒的冷能消耗，且使粟本身工作在一个比较 好的条件下，有利于延长粟的使用周期。
[0021] 一.本实用新型筛选了低温液化气体蒸发器和气体换热器的结构形式。采用列 管式换热器作为低温液化气体的蒸发器，保证了蒸发效果和换热性能、排气通畅，可W最大 限度的减少带液，而且结构简单制作方便；螺旋板式换热器换热效果好、结构紧凑占用空间 小。该两种设备成本低廉，不镑钢制作日常维护方便。
[0022] 二.本实用新型由冷媒循环粟8把储存在冷媒储罐7中的冷媒打入列管式蒸发 器2与由低温液化气体钢瓶利用自身压力送入列管式蒸发器的低温液化气体进行热交换 后，流过安装在管路上的温度计3,进入反应罐11的夹套，使用后的冷媒由自身压力从反应 罐夹套排出后进入螺旋板式换热器4,吸收低温气体的冷能后，流回冷媒储罐重复下一个循 环。
[0023] H .本实用新型可W通过调节低温液化气体流量控制冷媒温度，使其与反应体系 有一个合适的温度差，实现对反应温度的高精度控制。
[0024] 四.本实用新型通过分配器整合了其它温度控制系统，使反应体系的加热或降温 操作不受限制，大大拓宽了装置的使用范围。
[00巧]五.本实用新型的关键点
[0026] 本实用新型的列管式蒸发器2,蒸发器蒸发效果和蒸发气体的排出是根本指标。列 管式的结构蒸发效果好、排气通畅不带液、结构简单制作方便、成本低廉，占用空间小，维护 方便。
[0027] 本实用新型的冷媒循环粟设置在冷媒储罐和蒸发器之间，对于运行的稳定性和系 统的冷能损失都很重要。在零下数十度的低温条件下，温度越低循环粟的稳定性就越差。本 实用新型设置的循环粟运行在温度相对较高的状况下，保障了装置的稳定性，且一个循环 粟运行可W提供整个冷媒的循环过程。
[0028] 本实用新型在冷媒出蒸发器的管路上设置温度计，方便装置运行和反应体系的控 制。
[0029] 四.本实用新型常用主要参数：
[0030]
【主权项】
1. 一种摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，包括列管式蒸发器（2)、 螺旋板式换热器（4)、冷媒储罐（7)、冷媒循环泵（8)、反应罐（11)、温度计（3);低温液化气 体在列管式蒸发器（2)中蒸发，通过热交换给冷媒降温并用于反应体系的温度控制，其特 征在于： a、 通过换热器进行低温液化气体和冷媒的热交换，低温液化气体与冷媒不直接接触； b、 低温液化气体经低温液化气体进口（9)进入列管式蒸发器（2)的壳程，蒸发成低温 气体，从位于列管式蒸发器（2)上部的排气口（6)排出； c、 蒸发器（2)出来的低温气体进入螺旋板式换热器（4)与冷媒热交换； d、 储罐中的冷媒由循环泵（7)送出后进入列管式蒸发器（2)管程，进行热交换后直接 进反应罐（10)夹套； e、 冷媒管道与反应体系的蒸汽、循环水、压缩空气管道通过分配器连接。
2. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于低温液化气体和冷媒在蒸发器（2)进行热交换，通过控制低温液化气体的蒸发量控制冷 媒温度。
3. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于蒸发器（2)采用列管式结构。
4. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于冷媒由循环泵送入蒸发器（2)吸收冷能后，直接进入反应体系控温环节。
5. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于低温液化气体从蒸发器（2)壳程的底部进入，从壳程上部气体出口（6)排出；冷媒从管程 底部进入，从管程上部排出。
6. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于蒸发器（2)安装高度高于储罐冷媒的液面。
7. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于温度计（3 )直接安装在蒸发器（2 )的冷媒出口管道上。
8. 根据权利要求1所述摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置，其特征在 于螺旋板式换热器（4)的低温气体从底部进入，侧面排出；冷媒从侧面进入上部排出。
【专利摘要】本实用新型公开了一种摄氏零下80度以内反应条件控制的交换式冷冻装置。该装置的低温液化气体蒸发通过冷媒置换来控制反应体系的温度。该装置由列管式蒸发器、螺旋板式换热器、冷媒储罐、冷媒循环泵、反应罐、温度计等主要部件构成。通过冷媒的热能置换，反应体系的温度可以得到平稳控制。该装置设备投入少、结构简单、操作方便；运行稳定、安全，但低温液化气体成本较高，适合高价值、低产量的产品生产。
【IPC分类】G05D23-00, F25D3-10
【公开号】CN204331495
【申请号】CN201420770422
【发明人】应子祥, 莫岚
【申请人】天津孚音生物科技发展有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月10日