一种微反应装置的制作方法

本技术属于化学反应器皿，具体涉及到一种微反应装置。

背景技术：

1、微反应器是将化学反应的场所限制在毫米甚至微米纳米尺度的化学反应装置，其基本结构是具有数量庞大的微型管道，且管道内部设置有大量弯曲、折叠、障碍、碰撞等结构。该结构大大增加了反应物及器壁间的撞击摩擦，使微反应器具有比表面积大混合效率和换热效率高，可迅速带走反应热，反应更安全；小试工艺直接放大，且放大过程集成化和连续化，反应时间和反应温度可精确控制。微通道反应器的以上优点使其在化学品分布式生产及化学反应新路径探索方面有广阔的应用前景。目前市场上销售的微通道反应器按照材质主要可分为金属材质和陶瓷材质的微通道反应器。金属材质微通道反应器具有耐高压高温的优点，但是其耐腐蚀性能较差，且合金价格昂贵，通道不可视，不便于观察；陶瓷材质的微通道反应器主要是碳化硅材质和玻璃材质，碳化硅材质最大优点是耐腐蚀性能极佳，甚至可在较低温度下耐受hf，玻璃材质最大优点在于可视便于观察，除hf酸以外可耐受大部分化学反应场景。由于碳化硅和玻璃材质脆性大、抗冲击性能差，该材质的微通道反应器最高只能耐受1-2mpa的压力，耐压性能较差，除此以外碳化硅和玻璃材质的微通道反应系统还存在以下缺点：

2、1.微通道反应板炸裂的安全问题：碳化硅和玻璃材质都属于易碎材质，当微通道堵塞或者易爆反应物质在通道内部发生爆炸时碳化硅或玻璃材质碎裂，碎片会伤及工作人员，存在安全隐患。

3、2.微通道反应板的保温问题：微通道板外围没有保温层，在进行高温的反应过程中，不但热量损失较大，且经常烫伤工作人员；尤其低温反应过程中，玻璃微通道板也极易凝结水滴甚至结冰影响观察。

4、3.微通道反应板边框的耐腐蚀和耐高温问题：碳化硅及玻璃微通道板，一般需要金属材质的边框固定，在更换拆卸微通道接头过程中经常不可避免的有少量腐蚀性液体漏出，该液体会腐蚀金属的边框；如果使用塑料材质的边框，又比较难以解决边框的高强度和耐高温问题。

5、4.玻璃和碳化硅材质微通道为提高其耐腐蚀性能，一般微通道板的接头、密封垫及对接管道均使用四氟乙烯材质，四氟乙烯材质膨胀系数较大且材质较软，如果反应温差过大接头或垫片在热胀冷缩下反复发生膨胀和收缩，极易发生形变，进而影响接头或垫片与微通道板之间的密闭压力，使装置密闭性能变差，长期使用容易产生漏液的问题。

6、5.一般微通道反应器使用过程中都需要另外购置配备的卡套接头或转换接头，尤其测定通道内部温度时，均需要加装特殊的温度计套管及密闭装置，这些都给微通道的使用带来不便。

7、6.尤其玻璃微通道使用的金属夹具和玻璃之间硬接触，在螺纹加压密闭接头过程中很容易损伤玻璃微通道。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术在于克服现有微反应器的缺点，提供一种设计合理、安全可靠、使用寿命长、耐高温、耐腐蚀、防爆可视的微反应装置。

2、解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种微反应装置，安装架中部设置有多个微反应器单元，多个微反应器单元的反应液输入口和反应液输出口分别串联，安装架上设置有与多个微反应器单元相连通油浴输入管道、油浴输出管道，所述微反应器单元为主安装框的两侧壁之间由内向外依次安装有微通道组件、保温玻璃板、防爆玻璃板，微通道组件、保温玻璃板、防爆玻璃板的一端安装有五个u形夹具，五个u形夹具分别位于微通道组件的油浴进口、油浴出口、第一反应液进口、第二反应液进口、反应液出口处，u形夹具上设置有与微通道组件的油浴进口、油浴出口、第一反应液进口、第二反应液进口、反应液出口相连通的接头，防爆玻璃板的另一端设置有泄压孔，所述保温玻璃板、微通道组件与主安装框的两侧壁之间均设置有耐腐蚀安装板，所述耐腐蚀安装板上设置有漏液导流槽；所述微通道组件为下热浴基板上设置有反应通道基板，反应通道基板上设置有上热浴基板，上热浴基板上设置有盖板；所述反应通道基板为基板本体上加工有多条首尾相连通的微反应通道，多条微反应通道整体的一端设置有两个进口、另一端为出口，每条微反应通道由至少1个微反应室首尾相连通构成，相邻两条微反应通道的微反应室错位分布且微反应室的方向相反，微反应室为鸡形状，微反应室的左侧轮廓线和右侧轮廓线关于中心线对称，左侧轮廓线由圆心向内的弧线s1、圆心向内的弧线s2连接构成，微反应室内靠近一端口处设置有两个关于微反应通道中心线对称的挡流柱，微反应室内靠近另一端口处设置有弧形挡流板，所述弧形挡流板靠近挡流柱的侧面由两个内凹的弧面连接构成且连接处的高度＞两端高度、靠近另一端口的侧面为内凹弧形面。

3、作为一种优选的技术方案，所述上热浴基板为基板本体上加工有呈s形分布的换热通道，换热通道的宽度为10～30mm，换热通道内均匀分布有圆柱形或椭圆柱形的支撑柱，支撑柱之间间距2～8mm，支撑柱的高度与换热通道的深度相同，支撑柱的最大直径为换热通道宽度的1/30～1/2倍。

4、作为一种优选的技术方案，所述接头为法兰套管内设置有四氟衬管，法兰套管上套设有波形垫片和外螺纹空心螺母，外螺纹空心螺母与u形夹具螺纹连接，法兰套管的端部设置有卡套和卡套螺母，卡套螺母与法兰套管端部螺纹连接将卡套固定，卡套端部插入四氟衬管内；所述法兰套管的一端为法兰座，法兰座的底面上加工有沉头孔，四氟衬管的下端加工有柱形底座，四氟衬管安装在法兰套管内且柱形底座匹配安装在沉头孔内，柱形底座的厚度＞沉头孔深度。

5、作为一种优选的技术方案，所述接头为法兰套管内设置有四氟衬管，法兰套管上套设有波形垫片和内外螺纹空心螺母，内外螺纹空心螺母与u形夹具螺纹连接，法兰套管的端部设置有卡套和外螺纹卡套螺母，外螺纹卡套螺母伸入到内外螺纹空心螺母内与内外螺纹空心螺母螺纹连接，将卡套固定在法兰套管端部，所述法兰套管的一端为法兰座，法兰座的底面上加工有沉头孔，四氟衬管的下端加工有柱形底座，四氟衬管安装在法兰套管内且柱形底座匹配安装在沉头孔内，柱形底座的厚度＞沉头孔深度。

6、作为一种优选的技术方案，所述接头为四氟衬管上依次套装有凹形垫片、波形垫片、外螺纹空心螺母，外螺纹空心螺母与u形夹具螺纹连接，法兰套管的端部设置有卡套和卡套螺母，卡套螺母与法兰套管端部螺纹连接将卡套固定，卡套端部插入四氟衬管内。

7、作为一种优选的技术方案，所述u形夹具与防爆玻璃板之间设置有耐腐蚀垫片。

8、作为一种优选的技术方案，所述耐腐蚀垫片为矩形垫片本体上两侧中部加工有通孔、中部两侧加工有舌片，舌片与通孔之间加工有缺口，所述耐腐蚀垫片为四氟乙烯垫片。

9、作为一种优选的技术方案，所述安装架的顶部、前侧及左右两侧面均设置有防爆玻璃板。

10、作为一种优选的技术方案，所述主安装框为金属框外包裹有四氟乙烯保护膜，所述耐腐蚀安装板为四氟乙烯板。

11、作为一种优选的技术方案，所述安装架为铝型材架，所述主安装框金属框的材质为4010铝型材或4020铝型材或6020铝型材。

12、本实用新型的有益效果如下：

13、1、本实用新型的主安装框的两侧壁之间安装有防爆玻璃板，在解决防爆问题的同时，也不影响可视功能，在微通道组件炸裂时可以有效的阻当玻璃碎片对工作人员及其他临近微反应器单元的损伤，防爆玻璃板上设置有泄压孔，在微通道组件爆炸时可以有效的将爆炸冲击波分散，而将玻璃碎渣留在夹层内，从而增加防爆的安全性。

14、2、本实用新型的主安装框的两侧壁之间安装有保温玻璃板，解决了微通道组件保温除霜问题，同时保温玻璃板有效组阻止了热量对于防爆玻璃板的影响。

15、3、本实用新型在保温玻璃板、微通道组件与主安装框的两侧壁之间均设置有耐腐蚀安装板，耐腐蚀安装板上设置有漏液导流槽，可使更换接头过程中流出的内部残留腐蚀液体导流到微通道组件外部，避免主安装框被腐蚀。

16、4、本实用新型微反应室为鸡形状相对于其他形状，在相同面积下具有更多的挡流板和挡流柱，从而具有更好的混合效果和更高的换热效率。