气液反应瓶的制作方法

1.本实用新型属于微化工设备技术领域，尤指一种适用连续流反应的气液反应瓶。


背景技术：

2.气液反应是指反应物系中存在气相和液相的一种多相反应过程，气-液反应发生在气-液相界面，其中气-液质量传递是限速步骤。
3.微反应器是一种借助于特殊微加工技术以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微反应器通常含有小的通道尺寸(当量直径小于500μm)和通道多样性，流体在这些通道中流动，并要求在这些通道中发生所要求的反应。这样就导致了在微构造的化学设备中具有非常大的表面积/体积比率。
4.目前市场上大部分微反应器是液液微反应器，适用于气液反应的微反应器较少。
5.目前传统的化学实验室在进行气液反应时，大部分是通过采取导气管向体系中鼓泡的方式，该方式气体无法分散，气液传质效率低下。
6.流体化学是全球公认的颠覆传统药物研发和生产的绿色安全制药技术，为药物的合成路线设计提供了更多的灵活性和选择性，可以从合成工艺源头守护安全、提高效率、减少污染。
7.其中连续搅拌转移反应器是实现流动化学的一种方式，连续搅拌釜式反应器(continuous stirred tank reactor，cstr)是化工生产中进行各种物理变化和化学反应广泛使用的设备，在反应装置中占有重要地位。但是使用cstr模式进行连续的气液反应目前还鲜有报道。


技术实现要素：

8.针对以上技术问题，本实用新型的目的在于提供一种适用连续流反应的气液反应瓶，通过连续转移气液相反应物质实现实验室内气液反应的连续进行，通过串联该反应瓶即可即实现一种连续搅拌釜式反应(cstr)模式，同时，实现气相均匀分散至液相中，显著提高气液传质效率。
9.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
10.气液反应瓶，包括设于瓶底的至少一进气口，瓶顶的至少一进液口、出气口和测温口，及瓶身的至少一溢流口，所述进气口、瓶体内腔及出气口连通形成过气通道，所述进液口、瓶体内腔及溢流口连通形成过液通道，气液两相连续于瓶体内腔中接触发生化学反应；及一微孔滤芯，位于瓶体内腔中架设于进气口上方，包括多个用于气体均匀分散的分布孔。
11.一些技术方案中，所述进气口处连通有进气管，所述进气管上装设用于气体通断控制的进气阀；所述出气口处连通有出气管；所述进液口处连通有进液管及所述溢流口处连通有溢流管。
12.一些技术方案中，所述进气管、出气管、进液管及溢流管均通过烧结方式与瓶体固定；所述进气阀通过烧结方式安装至所述进气管。
13.一些技术方案中，所述分布孔的尺寸为3-100um，且于微孔滤芯上均匀分布。
14.一些技术方案中，所述微孔滤芯选择砂芯，且通过烧结方式固定至气液反应瓶内。
15.一些技术方案中，所述瓶体呈圆柱形，所述瓶体的容积为50ml～10l中的任何大小，或500ml，所述溢流口距离瓶体顶部的垂直距离为5～20cm以内，随瓶体大小灵活调整。
16.一些技术方案中，所述气液反应瓶为夹套式反应瓶，所述夹套式反应瓶包括外壳与内胆，所述外壳与内胆之间的间隙中循环流通有加热介质或制冷介质。
17.一些技术方案中，所述测温口处连通有测温管，所述测温管内穿设用于瓶体内部气液反应温度检测的温度传感器。
18.本实用新型采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：
19.1.本实用新型气液反应瓶的上端为进液口，下端为进气口，气液两相逆向接触于瓶体内腔中，加之进气口上方位于瓶体内腔中设置微孔滤芯，使得从下方输入的气体经微孔滤芯的分布孔均匀分散，并扩散至液体中，增加气液相接触面积，提高气液传质效率；
20.2.本实用新型气液反应瓶设有溢流管，瓶内液体可连续溢流出反应瓶转移至下阶段进行淬灭等处理；且瓶体还设有进出气管，实现气液反应的连续运行，进一步提高气液反应效率。
附图说明
21.为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
22.图1为本实用新型实施例所述的气液反应瓶的结构示意图。
23.图中标注符号的含义如下：
24.1-进气管，2-出气管，3-进液管，4-溢流管，5-测温管，6-换热介质，7-进气阀。
具体实施方式
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
26.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
27.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
28.在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.请参阅图1，示出一种气液反应瓶，适用实验室气液反应的连续运行。气液反应瓶包括瓶体，瓶体呈圆柱形，瓶体底部设有一进气口，瓶体顶部间隔设置一进液口和一出气口，瓶体侧部设有溢流口，进气口、瓶体内腔及出气口连通形成过气通道，进液口、瓶体内腔及溢流口连通形成过液通道，气液两相连续于瓶体内腔中接触发生化学反应。
30.该实施方式中液体经进液口由瓶体上方进入瓶体内腔反应后自溢流口流出，气体经进气口由瓶体下方进入瓶体内腔反应后自出气口排出，自下而上扩散的气体更充分的分散至液体中，增加气液传质效率；并且，瓶体内腔中经反应后的液体可通过溢流口连续溢流出气液反应瓶，实现实验室气液相反应的连续运行，保证反应过程的稳定进行，提高气液相传质传热效率，促进气液相反应充分进行。
31.在一较佳实施方式中，还包括砂芯，位于瓶体内腔中架设于进气口上方，包括多个用于气体均匀分散的分布孔，优选的，分布孔的尺寸为10-50um，且于砂芯上均匀分布。
32.该实施方式中进气口的上方布设砂芯，通过砂芯上均匀布设的若干分布孔将输入气液反应瓶的气体均匀分散并扩散至液体中与液相充分接触并进行化学反应，显著提升气液相接触表面，提高传热传质效率。
33.需要说明的是，用作分散器的包括但不限于砂芯，当然也可以是一系列的微孔滤膜，仅需提供用于气体均匀分散的微孔结构即可。
34.砂芯通过烧结工艺固定至气液反应瓶内，工艺简单，易于操作，且固定牢固。
35.在一具体实施方式中，进气口处连通有进气管1，进气管1上装设用于气体通断控制的进气阀7；出气口处连通有出气管2；进液口处连通有进液管3及溢流口处连通有溢流管4。进气管1、出气管2、进液管3及溢流管4均通过烧结方式与瓶体固定，进气阀7通过烧结方式安装至进气管1。
36.该实施方式中通过烧结的气液反应瓶制作方式，操作简便，连接稳固，且可实现批量化作用，提高生产效率。
37.在一较佳实施方式中，瓶体顶部还设有测温口，测温口处连通有测温管5，测温管5内穿设用于瓶体内部气液反应温度检测的温度传感器。
38.该实施方式中通过独立设计的测温管5用于传感元件的穿设，可起到保护传感元件，提高测量准确度的作用，且设于瓶体顶部与进液口和出气口间隔布置，可以推进烧结工序的进行，实现批量化快速生产与制作。
39.在一具体实施方式中，气液反应瓶的容积采用250ml或500ml的规格，适于实验室日常实验所需，溢流口设于距离瓶体顶部垂直距离为5cm以内的瓶身部位，以使气液反应瓶中容设充足的反应液，扩充单位时间内气液相反应物料的容量，适用范围更广。
40.在一优选实施方式中，气液反应瓶为夹套式反应瓶，夹套式反应瓶包括外壳与内胆，外壳与内胆之间的间隙中循环流通有加热工质6，用于提供气液反应进行的适用温度环境。
41.本实用新型通过逆向接触的气液两相，辅以砂芯对气相物流进行扩散，以均匀分散至液相中，提高气液接触表面，提高气液传热传质效率；通过溢流管4设置，液体得以连续溢流出反应瓶，可实现气液反应的连续稳定进行；通过夹套式瓶体设计与温度传感器的装
设，调控气液反应瓶内合适的气液反应温度，进一步促进反应进行。
42.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。
43.本领域技术人员应当理解，虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。