一种精确放大的微反应器、制备方法及其应用与流程

文档序号:11904741阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种精确放大的微反应器,其特征在于:包括进料口、至少2个通道、出料口和连接管道,连接管道包括进料口与通道之间连接的进料管道、至少2个通道之间的连接管和通道与出料口之间连接的出料管道,进料管道的进料入口到出料入口管道直径从大到小渐变。

2.根据权利要求1所述的精确放大的微反应器,其特征在于:所述进料管道的进料入口到出料入口管道直径从0.5mm渐变到0.2mm。

3.根据权利要求1所述的精确放大的微反应器,其特征在于:所述连接管道为对称或不对称的Y型,T型,双Y型,双T型,Ψ型,弧型,阶梯型的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的精确放大的微反应器,其特征在于:所述通道为直通道、带多个楔形或弧形区域的通道、弧形通道、螺旋通道、折线通道、筛孔通道、不规则通道中的一种或几种的组合。

5.根据权利要求1或4所述的精确放大的微反应器,其特征在于:单个通道上设有单个换热单元,换热单元包括换热通道及其连接管道和进出液口。

6.权利要求1所述的精确放大的微反应器,其特征在于:所述的通道为直通道、带多个楔形或弧形区域的通道、弧形通道、螺旋通道、折线通道、筛孔通道、不规则通道中的一种或几种的组合。

7.根据权利要求1或4所述的精确放大的微反应器,其特征在于:所述通道为微米级或毫米级。

8.根据权利要求1或4所述的精确放大的微反应器,其特征在于:所述通道上设有催化剂。

9.一种根据1、2、3和6任一所述的精确放大的微反应器制备方法,其特征在于具体步骤如下:

(1)对待放大的单个通道、进料口、出料口和连接管道的反应特性进行研究,确定单个通道的结构、尺寸、压力、流量、流型、温度的最佳值;

(2)将步骤(1)得到的单个通道的结构、尺寸、压力、流量、流型、温度的最佳值输入到3D打印模型中,至少集成2个通道,并添加连接管道,实现各个通道之间以及通道与进料口和出料口之间的衔接,获得精确放大微反应器的3D打印模型;

(3)将步骤(2)得到的精确放大微反应器的3D打印模型进行仿真模拟,优化包括进料口、出料口、各个连接管道、各个通道的结构和尺寸;

(4)将经步骤(3)优化后的结构和尺寸对步骤(2)得到的精确放大微反应器的3D打印模型进行修改,重复仿真模拟和修改,重复次数根据情况而定,得到最终的3D打印模型;

(5)根据精度要求和打印材料选择3D打印设备,将步骤(4)得到最终的3D打印模型输入到所选3D打印设备对应的3D打印软件中,进行二维化切片处理,逐层增材打印,根据所选打印类型的不同进行相应的后处理,得到精确放大的微反应器。

10.根据9所述的精确放大的微反应器制备方法,其特征在于:所述步骤(2)的3D打印模型中,进料口为两个胶囊微储液管,胶囊微储液管通过“Y”型结构通进料管道连接通道;出料口为分相管道,在分相管道的顶部和底部设有直径为5mm的出液管。

11.根据9所述的精确放大的微反应器制备方法,其特征在于:所述步骤(3)的仿真模拟软件为COMSOL、fluent或MATLAB。

12.根据9所述的精确放大的微反应器制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中后处理为微反应器表面的清洗、通道的清理和疏通。

13.一种根据权利要求1、2、3和6任一所述的精确放大的微反应器的应用,其特征在于:所述精确放大的微反应器为单相或多相反应,包括气液反应、液液反应、液固反应、气液液反应和液液固反应。

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