[发明专利]全自动微型反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验室用反应装置，尤其涉及一种采用嵌入式工业液晶平板电脑控制的 实验室用全自动微型反应装置。

背景技术

催化剂在现代化学工业中有着重要的应用，它是许多化工产品生产的关键。催化剂的开 发过程可分为实验室研究、小试放大及工业化实验三个过程，其中实验室研究主要进行催化 剂的配方筛选，是催化剂开发的基础。对催化剂进行配方筛选，模拟实际反应条件，对包括 催化剂反应活性、寿命及动力学特性在内的诸多性质进行研究，都需要在实验室用微型反应 装置(简称微反)上进行，并对反应产物进行分析。

利用微反进行研究，需要微反能够提供稳定的反应条件，并可以及时获得准确、详细的 实验数据。CN88205028.1公开了一种用微机控制的微型反应装置，该装置通过控制自动高温 微调阀来调节流量，实现对反应过程中“飞温”(催化剂床层的温度由于反应放热突然大幅 度升高)的控制。CN101275930A公开了一种微型反应器-气相色谱组合分析评价系统，该系 统由反应器和气相色谱组成，气相色谱需具有填充柱进样口和分流进样口。微型反应器接入 气相色谱两个进样口之间，从而充分利用了气相色谱的自动进样功能，实现在线分析。

随着色谱技术的进步，气相色谱已经可以实现在设定的时间进行阀自动进样分析，但现 有微型反应装置在使用时还需要研究人员不断手工记录相应的反应条件，监视调整反应参数 ，大大增加了研究人员的劳动强度；并且在长时间实验中想要准确及时地记录下反应参数是 很困难的，影响到实验结果的准确性。

发明内容

本发明目的就是为了解决上述问题，提供一种全自动微型反应装置，它可以预先设定反 应条件并由工业平板电脑自动控制微反运行，实时记录各反应参数，实现历史实验数据的查 询、打印和输出。与具有阀自动进样功能的色谱相连，可以在无人工干预条件下，实现微反 反应参数的监测、记录，微反反应状态的自动调整和微反产物的在线分析。

为实现上述目标，本发明的技术方案为：

一种全自动微型反应装置，它由机械系统和仪表控制系统组成；其中，机械系统包括至 少一条反应气体管路，在反应气体管路上设有净化装置、减压装置、压力感应装置、截止装 置、质量流量控制装置、单向阀，反应气体管路末端与高压平流泵的出口管路合并，然后依 次接混合汽化器、反应器、冷凝器、汽液分离器、背压阀排空，汽液分离器分离出的液体由 气液分离器下部排出；混合汽化器外设有加热装置I，混合汽化器输出端分出第二支路接加 热保温箱内的五通球阀；同时，反应器外部设有加热装置II，反应器输出端分出第二支路也 与加热保温箱内的五通球阀连接；加热保温箱内还设有温控装置，经汽液分离器分离得到的 气体从汽液分离器上部流出，通过管路与背压阀、五通球阀相连，五通球阀的输出端通过管路 与高压微调阀连接，高压微调阀通过管路与气相色谱装置连接。

所述反应气体管路有两条，每条反应气体管路上的净化装置为净化管；减压装置为设置 在管路上的减压阀以及减压阀上设置的减压阀驱动器；管路上还设有压力表I；压力感应装 置为压力传感器；质量流量控制装置为管路上设置的质量流量控制器以及与质量流量控制器 连接的流量显示仪；截止装置为设置在质量流量控制器两侧管路上的截止阀I和截止阀II， 在截止阀II的后方管路上是单向阀。

所述加热装置I为混合汽化器加热炉，在混合汽化器与混合汽化器加热炉间设有热电偶I ，热电偶I与温控仪I连接。

所述加热装置II为反应器加热炉，在反应器加热炉与反应器间设有热电偶II，热电偶II 与温控仪II连接；在反应器设有热电偶III，热电偶III与温控仪III连接。

所述反应器输出端与冷凝器间的管路上设有过滤器I。

所述汽液分离器与背压阀连接管路依次设有过滤器II、压力表II和系统压力传感器，背 压阀上设有背压阀驱动器。

所述混合汽化器的第二支路、反应器的第二支路以及加热保温箱与气相色谱装置连接管 路上分别设有伴热带。

所述温控装置为热电偶IV以及与热电偶IV连接的温控仪IV。

所述仪表控制系统为上位机，它为工业液晶平板电脑，上位机分别与减压阀驱动器、压 力传感器、流量显示仪、温控仪I、温控仪II、温控仪III、温控仪IV和背压阀驱动器连接。