[发明专利]微通道装置及其应用

说明书

本发明公开了一种微通道装置及其应用，采用了包括微混合器(a)与微反应器(b)的装置，其中微混合器出口与微反应器入口通过连接管路(7)连接。在此装置中可进行多种非均相体系的混合反应耦合强化过程，非均相原料分别经过预热器后进入微混合器进行混合接触，并在微反应器中进行反应分离耦合过程，通过微尺度筛孔和微尺度环隙空间强化传热传质与反应过程，实现复杂的非均相反应过程高效进行，可用于微通道技术过程强化领域。

技术领域

本发明属于一种微通道装置领域。

背景技术

微通道反应技术是指在特征尺寸为10-1000μm的三维结构工艺流体通道中进行化学反应、换热、混合、分离和控制的一种新型过程强化技术，可以显著提高传热传质效率与空间利用率，实现对反应温度、反应时间、物料比例的精确控制，具有本质安全性。近年来，微通道反应技术在精细化工、医药化工领域取得了迅猛的发展。

由于微通道反应技术可以实现高效转化和连续化生产的特点，在精细化学品合成领域具有十分广阔的应用前景。但是由于国内缺乏自主开发可用于工业生产的微通道反应器的能力，目前国内精细化工企业主要是与国外具有成熟微通道反应技术的公司合作，或直接采用国外公司提供的工艺包与进口微通道反应器设备进行产业升级或扩能。因此，微通道反应技术的开发和推广可以有效地促进我国精细化工产业链向绿色可持续发展方向的革新升级,具有十分重要的战略意义。

中国专利CN201610932204公开了一种具有柱排式结构的微通道反应器，在精细化工中存在很多工艺复杂的非均相反应过程，很多高附加值精细化工产品的生产工艺包括了传热、混合、反应、分离等多种过程，因此在传统间歇反应釜中很难实现对于产品生产过程的精准调控，而现有的微通道技术在非均相体系多过程耦合方面并没有十分成熟的商业化产品和工艺路线。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一是提供一种微通道装置。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种基于微通道技术进行混合反应耦合过程强化的方法。

本发明要解决的技术问题之三是提供一种合成ε-己内酯的微通道方法。

一种微通道装置，包括(a)微混合器与(b)微反应器，其中微混合器出口与微反应器入口通过连接管路(7)连接；所述的微混合器包括水相原料入口(1)、油相原料入口(2)、混合通道(3)、折型微筛孔(4)、混合器套管(5)、混合器喷嘴(6)，所述微混合器(a)位于微反应器(b)两侧的对称位置，微混合器中轴线与微反应器的中轴线夹角为30-150°，优选为60-120°，所述微混合器中的混合通道(3)为混合器套管(5)与混合器喷嘴(6)之间形成的环隙间距为10～2000微米的环隙空间I，环隙间距优选为50～1000微米，更优选为400～600微米；所述折型微筛孔(4)分布于混合器喷嘴(6)柱状体的侧面，水力学直径为10～1000微米，优选50～150微米，孔间距为50～5000微米，优选100～1000微米，折型夹角为20-160°，优选为60-120°；所述的微反应器包括气相产物出口(8)、液相原料入口(9)、反应器外壁(10)、反应通道(11)、加热管壁(12)、液相产物出口(13)、气相原料入口(14)、加热介质入口(15)，所述微反应器的液相原料入口(9)为特征尺寸在100～500微米的环隙，优选200～300微米，所述反应通道(11)为加热管壁(12)与反应器外壁(10)之间形成的环隙间距为500～5000微米的环隙空间II，优选1000～4000微米，更优选2000～3000微米。

一种基于微通道技术进行混合反应耦合过程强化的方法，采用微通道装置，包括以下步骤：

(1)水相原料与油相原料在微混合器(a)中进行混合过程，所述混合过程为水相原料由水相原料入口(1)进入混合器(a)混合分散后与由油相原料入口(2)进入的油相原料接触；