一种用于连续反应的反应系统的制作方法

本实用新型涉及化学反应装置技术领域，特别是涉及一种用于连续反应的反应系统。

背景技术：

将至少两种成分的流体通入反应器中，流经反应器的内部腔室时混合并发生化学反应，在流动过程中完成一系列的化学反应。在化学反应过程中，各种成分的反应剂需要精确控量和控温，各种反应剂的比例配比以及反应温度是保证反应效率和产物纯度的关键。

如授权公告号为cn203212508u、授权公告日为2013.09.25的中国实用新型专利公开了一种合成过氧乙酸的装置，并具体公开了合成过氧乙酸的装置包括恒流泵、微混合器和微通道反应器。恒流泵和微混合器连接，微混合器和微通道反应器连接，微通道反应器置于水浴中。能快速移除反应放热；同时，生产连续封闭。

现有技术中的反应装置采用恒流泵向反应器中供应反应剂，并将微通道反应器置于水浴中实现有效控温，整个反应过程是在反应器中持续流动完成的。但是，在实际使用中，某些化学反应是分多个阶段依次进行的，前一阶段的反应完成之后，需要再与其他反应剂进行后一阶段反应。因此，现有技术中的反应装置无法满足多阶段反应的使用需求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于连续反应的反应系统，以解决现有技术中的反应装置无法满足多阶段反应的使用需求的问题。

本实用新型的连续反应的反应系统的技术方案为：

用于连续反应的反应系统包括至少两级反应器，所述反应器上设有流体进口和流体出口，所述反应器的流体进口连接有用于与反应剂容器连通的流体管路，所述流体管路上串接有计量泵；所述至少两级反应器依次连通，且后一级的反应器的流体进口与前一级的反应器的流体出口之间连接有过渡管路，所述过渡管路上设有节流阀。

有益效果：使用时，计量泵将反应剂泵送至流体管路中，反应剂进入前一级的反应器的流体进口，并在前一级的反应器中完成前一阶段的化学反应，达到的反应产物自前一级的反应器的流体出口进入过渡管路中，并在节流阀的流量调节作用下进入后一级的反应器，在后一级的反应器中完成后一阶段的化学反应，既实现了连续反应的剂量控制，又可满足多阶段反应的使用需求。

进一步的，所述反应器包括内部具有反应腔室的壳体，所述壳体的外侧还设有调温结构，所述调温结构与所述反应器导热接触。

进一步的，所述调温结构为水浴调温结构，所述水浴调温结构包括水浴槽、水浴液以及加热模块，所述加热模块布置在水浴槽中且与水浴液接触。

进一步的，所述水浴调温结构还包括测温模块，所述测温模块布置在水浴槽中。

进一步的，所述反应系统包括依次连通的第一级反应器、第二级反应器和第二级反应器。

进一步的，所述第二级反应器设置有至少两个，所述至少两个第二级反应器分接于所述第一级反应器的流体出口处。

进一步的，所述壳体为上小下大的梨形壳体。

进一步的，所述梨形壳体的内壁上设有新月形扰流体，所述新月形扰流体的凹口朝向所述流体出口，所述新月形扰流体包括朝向所述流体进口的迎向面和朝向所述流体出口的背向面。

附图说明

图1为本实用新型的用于连续反应的反应系统的具体实施例1中反应系统的原理示意图；

图2为图1中第二级反应器的局部示意图。

图中：1－第一级反应器、10－梨形壳体、11－流体进口、12－流体出口、13－新月形扰流体、14－迎向面、15－背向面、2－第二级反应器、3－第三级反应器、4－反应剂容器、5－流体管路、50－计量泵、6－过渡管路、60－节流阀、7－水浴槽、70－水浴液、71－加热模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的用于连续反应的反应系统的具体实施例1，如图1、图2所示，用于连续反应的反应系统包括三级反应器和多个反应剂容器4，各级反应器的结构相同，反应器上设有流体进口11和流体出口12，反应器的流体进口11与对应的反应剂容器4之间连通有流体管路5，流体管路5上串接有计量泵50，通过计量泵50将各个反应剂容器4中反应剂泵送至反应器中进行混合反应作用。

在本实施例中，三级反应器分别为自上而下依次设置的第一级反应器1、第二级反应器2以及第三级反应器3。其中，第二级反应器2设置有两个，两个第二级反应器2分接于第一级反应器1的流体出口12处，且各级反应器之间依次相互连通，且后一级的反应器的流体进口11与前一级的反应器的流体出口12之间连接有过渡管路6，过渡管路6上设有节流阀60。通过调节节流阀60的开启程度来改变过渡管路6中流体的流量大小，从而改变自前一级的反应器向后一级的反应器中通入流体的剂量。在其他实施例中，为了适应不同的实际需求，三级反应器还可设计成二级反应器，经过两个阶段的连续化学反应即可达到实验或生产目的。

第一级反应器1、第三级反应器3均与第二级反应器2的结构相同，以第二级反应器2为例作详细说明，第二级反应器2包括内部具有反应腔室的壳体，在本实施例中，壳体为上小下大的梨形壳体10，梨形壳体10的横截面积自上而下先变大后变小，当反应剂进入流体进口11后，由于形壳体10的横截面积逐渐变大，反应剂的流速降低延长了混合、反应时间，使各个成分的反应剂得以充分反应。在其他实施例中，为了适应具体的使用需要，梨形壳体可替换成椭球形壳体、球形壳体、圆锥形壳体等。

在梨形壳体10的内壁上分散设置有新月形扰流体13，新月形扰流体13的凹口朝向流体出口12，即新月形扰流体13的凹口朝下布置；新月形扰流体13包括朝向流体进口11的迎向面14和朝向流体出口12的背向面15。新月形扰流体13仿照沙丘驻涡结构设计而成，当反应剂流经新月形扰流体13的表面时，在新月形扰流体13的凹口位置会形成涡流，不仅增大了各种成分的反应剂的混合均匀度，而且相比于其他扰流结构不至于在反应腔室中形成紊流，确保了反应剂在梨形壳体10中的流动速度。

在梨形壳体10的外侧还设有调温结构，调温结构与反应器导热接触。在本实施例中，调温结构为水浴调温结构，水浴调温结构包括水浴槽7、水浴液70以及加热模块71，加热模块71布置在水浴槽7中且与水浴液70接触。通过水浴调温结构可对反应器进行换热，一方面可对反应过程中产生的过多热量进行吸收，避免温度过高而导致安全隐患；另一方面，可采用加热模块71对水浴液70加热，使反应腔室的温度维持在最佳数值，保证反应效率和反应精确度。具体的，水浴液70为自来水，加热模块71为电加热丝，电加热丝通电后发热并对水浴液70以及反应器起到加热保温作用。

在水浴槽7中还设有测温模块(图中未示出)，在本实施例中，测温模块为红外测温仪，红外测温仪采用热辐射原理来测量水浴液70的温度，通过测温模块对水浴液70进行实时测温，从而便于对各个阶段反应的水浴温度进行准确控制。其他实施例中，为了检测测温模块的结构，红外测温仪可替换成管式温度计，例如：水银温度计或者酒精温度计，通过管式温度计与水浴液直接接触从而进行实时测温。

使用时，按照反应配比分别启动计量泵50，将不同反应剂容器4中的反应剂按照配比泵送至流体管路5中，经流体进口11进入第一级反应器1的反应腔室，在第一级反应器1的反应腔室中反应剂充分混合并完成第一阶段化学反应；经流体出口12排至过渡管路6中，根据后一阶段的反应需要，调节过渡管路6上的两个节流阀60，通过两个节流阀60将前一阶段的反应产物按需配送至两个第二级反应器2中。

在第二级反应器2的流体进口11上还接通有流体管路5以及反应剂容器4，通过控制计量泵50的功率大小，使进入第二级反应器2中的两种反应剂的剂量达到配比要求，在第二级反应器2充分混合并完成第二阶段的化学反应；然后，通过调节第二级反应器2与第三级反应器3之间的过渡管路6上的节流阀60，从而改变进入第三级反应器3中两种反应剂的剂量配比，最后在第三级反应器3充分混合并完成第三阶段的化学反应，最终反应产物从第三级反应器3的流体出口12中连续排出，整个连续反应过程结束。

本实用新型的用于连续反应的反应系统的其他具体实施例，为了适应不同实验或生产需求，反应系统不仅限于包括二级反应器或者三级反应器，还可包括三级以上的反应器，多级反应器依次连通形成连续反应通道，使反应剂在各级反应器中完成不同阶段的化学反应。

本实用新型的用于连续反应的反应系统的其他具体实施例，为了适应不同实验或生产需求，三级反应器不仅限于具体实施例1中的布置形成，还可分别仅设置一个第一级反应器、第二级反应器以及第三级反应器，第二级反应器通过过渡管路与第一级反应器的流体出口连通，且第二级反应器的流体进口上还连接有与反应剂容器连通的流体管路；相类似的，第三级反应器通过过渡管路与第二级反应器的流体出口连通，且第三级反应器的流体进口上还连接有与反应剂容器连通的流体管路，同样能够实现三个阶段的分步化学反应。

本实用新型的用于连续反应的反应系统的其他具体实施例，为了简化反应器的结构，可将新月形扰流体直接省去。或者，将新月形扰流体替换成其他形式的扰流结构，例如：替换成多层交错布置的扰流板。再或者，替换成带有叶片的搅拌结构，同样能够达到混合反应剂的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。