一种微通道反应器及制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统的制作方法

1.本实用新型涉及有机合成技术领域，特别是涉及一种微通道反应器及制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统。


背景技术：

2.现有釜式反应装置混合效果一般，反应速度慢。乙二醇双(丙腈)醚dene是制取醚胺的重要原料、醚胺类化合物作为一类功能性化工产品，在化工、医药、农药等多个领域发挥着重要的作用。乙二醇双(丙腈)醚dene也作为锂离子电池电解液中的添加剂，用于改善锂离子电池的性能。乙二醇双(丙腈)醚在制备过程中，一般使用现有釜式反应装置，由于混合效果一般，反应速度慢，得到的产物中含有的杂质量较高。


技术实现要素：

3.鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微通道反应器及制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，混合能力和换热能力佳，提高反应效果和产品质量。
4.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型第一方面提供一种微通道反应器，包括两个以上串联的微通道反应部件和一个以上换热部件，各换热部件包括换热第一管道和换热第二管道，各换热第一管道和各换热第二管道上分别设有两个以上第一支路和两个以上第二支路，各换热第一管道依次经各第一支路、各微通道反应部件和各第二支路与各换热第二管道连接。
5.优选地，包括两个以上换热部件，各换热部件还包括至少三通的第一连接件和第二连接件，各换热第一管道依次经各第一支路、各第一连接件、各微通道反应部件、各第二连接件和各第二支路与各换热第二管道连接。
6.优选地，各微通道反应部件设有反应内腔和换热内腔，所述换热内腔外套于所述反应内腔；
7.各换热第一管道依次经各第一支路、各换热内腔和各第二支路与各换热第二管道连接，或者，各换热第一管道依次经各第一支路、各第一连接件、各换热内腔、各第二连接件和各第二支路与各换热第二管道连接。
8.优选地，各微通道反应部件设有进料口和出料口，各微通道反应部件中出料口与相邻的微通道反应部件中进料口连接。
9.更优选地，相邻微通道反应部件之间进料口上下错开设置。
10.优选地，还包括控制单元；
11.各微通道反应部件、各换热第一管道和各换热第二管道分别设有第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器，所述控制单元与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器信号连接。
12.本实用新型第二方面提供一种制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，包括依次连接的上述微通道反应器、第一蒸发器和第二蒸发器。
13.优选地，还包括原料进料部件，所述原料进料部件与所述微通道反应器连接；
14.和/或，所述连续反应系统还包括背压阀，连接所述微通道反应器与所述第一蒸发器的管道上设有所述背压阀。
15.更优选地，所述原料进料部件包括：
16.第一进料单元，用于输入包括乙二醇的第一原料；
17.第二进料单元，用于输入包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料；
18.所述第一进料单元和所述第二进料单元分别与所述微通道反应器连接。
19.进一步更优选地，所述第一进料单元与所述微通道反应器中位于进料起始位置的微通道反应部件连接，与位于进料起始位置的微通道反应部件第一个串联的微通道反应部件与所述第二进料单元连接；
20.和/或，所述第一进料单元为第一进料泵或者两个以上串联的第一进料泵；
21.和/或，所述第二进料单元为第二进料泵或者两个以上串联的第二进料泵。
22.上述技术方案具有如下有益效果中的至少一项：
23.1)本实用新型微通道反应器及制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统混合能力和换热能力佳，提高反应效果和产品质量。
24.2)本实用新型制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统能够通过连续进料，实现连续生产乙二醇双(丙腈)醚。
附图说明
25.图1是本实用新型制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统的结构示意图一。
26.图2是本实用新型制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统的结构示意图二。
27.附图标记
28.1微通道反应器
29.11微通道反应部件
30.111进料口
31.112出料口
32.113第一温度传感器
33.12换热部件
34.121换热第一管道
35.1211第二温度传感器
36.122换热第二管道
37.1221第三温度传感器
38.123第一支路
39.124第二支路
40.125第一连接件
41.126第二连接件
42.2第一蒸发器
43.3第二蒸发器
44.4原料进料部件
45.41第一进料单元
46.42第二进料单元
47.5背压阀
具体实施方式
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本实用新型的描述中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
51.如图1所示，一种微通道反应器，包括两个以上串联的微通道反应部件11和一个以上换热部件12，各换热部件12包括换热第一管道121和换热第二管道122，各换热第一管道121和各换热第二管道122上分别设有两个以上第一支路123和两个以上第二支路124，各换热第一管道121依次经各第一支路123、各微通道反应部件11和各第二支路124与各换热第二管道122连接。
52.反应在微通道反应部件11中进行，热源/冷源通过换热第一管道121和换热第二管道122实现微通道反应部件11的温度控制，混合能力和换热能力佳，提高反应效果和产品质量，可以减少反应过程中副反应，反应更彻底，产品纯度高，方便后续处理。微通道反应部件比表面积更大，可以将物料分散混合更均匀，反应更彻底。各微通道反应部件持液量低，反应温度稳定，方便控温。
53.若各微通道反应部件控温温度一致，设置一个换热部件即可，作为一个优选的实施例，包括两个以上换热部件12，各换热部件12还包括至少三通的第一连接件125和第二连接件126，各换热第一管道121依次经各第一支路123、各第一连接件125、各微通道反应部件11、各第二连接件126和各第二支路124与各换热第二管道122连接。该设计可以实现微通道反应部件多种温度的控制，如前段控温温度低于后段控温温度，或者，前段控温温度高于后段控温温度，更有利于依据不同反应的特性来设置不同的控温温度，更有利于反应的进行，如图1所示，包括两个换热部件，第一个微通道反应部件至第五个微通道反应部件可以通过一个换热部件控制在所需的第一温度，第六个微通道反应部件至第十个微通道反应部件可
以通过另一个换热部件控制在所需的第二温度，若需要更多不同温度的控制，则换热部件的个数更多，可以根据需要增加换热部件的个数。
54.作为一个优选的实施例，各微通道反应部件11设有反应内腔和换热内腔，所述换热内腔外套于所述反应内腔；
55.各换热第一管道121依次经各第一支路123、各换热内腔和各第二支路124与各换热第二管道122连接，或者，各换热第一管道121依次经各第一支路123、各第一连接件125、各换热内腔、各第二连接件126和各第二支路124与各换热第二管道122连接。反应原料在反应内腔中流动、混合/和反应，热源/冷源经过换热内腔加热或冷却反应内腔中的反应原料至所需的温度。
56.作为一个优选的实施例，各微通道反应部件11设有进料口111和出料口112，各微通道反应部件中出料口112与相邻的微通道反应部件中进料口111连接。反应原料从进料口111进入后流动、混合/和反应，然后从出料口112排出。
57.作为一个优选的实施例，相邻微通道反应部件之间进料口111上下错开设置，更有利于流动、混合/和反应。
58.作为一个优选的实施例，还包括控制单元；
59.各微通道反应部件11、各换热第一管道121和各换热第二管道122分别设有第一温度传感器113、第二温度传感器1211和第三温度传感器1221，所述控制单元与所述第一温度传感器111、所述第二温度传感器1211和所述第三温度传感器1221信号连接。控制单元从第一温度传感器113、第二温度传感器1211和第三温度传感器1221分别获得微通道反应部件的温度信号、热源/冷源的进料温度信号、热源/冷源的出料温度信号，可根据这些温度信号控制热源/冷源的输入量，实现控温，维持各微通道反应部件温度稳定。
60.如图1和图2所示，一种制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，包括依次连接的微通道反应器1、第一蒸发器2和第二蒸发器3。
61.制备乙二醇双(丙腈)醚的反应原料在微通道反应器1中完成反应后进入第一蒸发器2，去除二氯甲烷和没有反应完的丙烯腈和乙二醇，再进入第二蒸发器3蒸馏得到乙二醇双(丙腈)醚产物。该制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统能够通过连续进料，实现连续生产乙二醇双(丙腈)醚。
62.作为一个优选的实施例，还包括原料进料部件4，所述原料进料部件4与所述微通道反应器1连接。原料通过原料进料部件4输入微通道反应器1。
63.作为一个优选的实施例，所述原料进料部件4包括：
64.第一进料单元41，用于输入包括乙二醇的第一原料；
65.第二进料单元42，用于输入包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料；
66.所述第一进料单元41和所述第二进料单元42分别与所述微通道反应器1连接。
67.包括乙二醇的第一原料通过第一进料单元41输入所述微通道反应器1，包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料通过第二进料单元42输入所述微通道反应器1，在微通道反应器1中反应。
68.作为一个优选的实施例，所述第一进料单元41与所述微通道反应器中位于进料起始位置的微通道反应部件连接，与位于进料起始位置的微通道反应部件第一个串联的微通道反应部件与所述第二进料单元42连接。包括乙二醇的第一原料进入位于进料起始位置的
微通道反应部件(即图1中最右侧的微通道反应部件)，可以控制其温度为25-30℃，包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料进入位于进料起始位置的微通道反应部件第一个串联的微通道反应部件(即图1中从右至左数第二个微通道反应部件)，包括乙二醇的第一原料与其混合反应，更有利于提高反应的彻底性。
69.作为一个优选的实施例，所述第一进料单元41为第一进料泵或者两个以上串联的第一进料泵，如可以为一个蠕动泵或者两个以上串联的蠕动泵，通过第一进料单元将第一原料输送至微通道反应器1。微通道反应器空间占用小，第一原料在第一进料泵作用下进出料，在微通道反应器内无需搅拌，有效降低能耗。
70.作为一个优选的实施例，所述第二进料单元42为第二进料泵或者两个以上串联的第二进料泵，如可以为一个蠕动泵或者两个以上串联的蠕动泵，通过第二进料单元将第二原料输送至微通道反应器1。微通道反应器空间占用小，第二原料在第二进料泵作用下进出料，在微通道反应器内无需搅拌，有效降低能耗。
71.作为一个优选的实施例，所述连续反应系统还包括背压阀5，连接所述微通道反应器1与所述第一蒸发器2的管道上设有所述背压阀5。背压阀5可以使微通道反应器内物料具有一定的压力，物料可在微通道反应器内保留一定的时间，更有利于反应的进行。
72.制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统使用时，包括乙二醇的第一原料通过第一进料单元41泵入微通道反应器，通过换热部件12将微通道反应器的温度控制在25～30℃，具体的，包括乙二醇的第一原料进入位于进料起始位置的微通道反应部件(即图1中最右侧的微通道反应部件)，包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料进入位于进料起始位置的微通道反应部件第一个串联的微通道反应部件(即图1中从右至左数第二个微通道反应部件)，到位于进料起始位置的微通道反应部件第一个串联的微通道反应部件时包括乙二醇的第一原料与包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料混合反应，每个微通道反应部件相互流通，反应液还可以通过后续微通道反应部件反应，完成反应，然后进入第一蒸发器2去除二氯甲烷和没有反应完的丙烯腈和乙二醇，再进入第二蒸发器3蒸馏得到乙二醇双(丙腈)醚产物。
73.综上，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
74.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

技术特征：
1.一种微通道反应器，其特征在于，包括两个以上串联的微通道反应部件(11)和一个以上换热部件(12)，各换热部件(12)包括换热第一管道(121)和换热第二管道(122)，各换热第一管道(121)和各换热第二管道(122)上分别设有两个以上第一支路(123)和两个以上第二支路(124)，各换热第一管道(121)依次经各第一支路(123)、各微通道反应部件(11)和各第二支路(124)与各换热第二管道(122)连接。2.如权利要求1所述的微通道反应器，其特征在于，包括两个以上换热部件(12)，各换热部件(12)还包括至少三通的第一连接件(125)和第二连接件(126)，各换热第一管道(121)依次经各第一支路(123)、各第一连接件(125)、各微通道反应部件(11)、各第二连接件(126)和各第二支路(124)与各换热第二管道(122)连接。3.如权利要求1或2所述的微通道反应器，其特征在于，各微通道反应部件(11)设有反应内腔和换热内腔，所述换热内腔外套于所述反应内腔；各换热第一管道(121)依次经各第一支路(123)、各换热内腔和各第二支路(124)与各换热第二管道(122)连接，或者，各换热第一管道(121)依次经各第一支路(123)、各第一连接件(125)、各换热内腔、各第二连接件(126)和各第二支路(124)与各换热第二管道(122)连接。4.如权利要求1或2所述的微通道反应器，其特征在于，各微通道反应部件(11)设有进料口(111)和出料口(112)，各微通道反应部件中出料口(112)与相邻的微通道反应部件中进料口(111)连接。5.如权利要求4所述的微通道反应器，其特征在于，相邻微通道反应部件之间进料口(111)上下错开设置。6.如权利要求1或2所述的微通道反应器，其特征在于，还包括控制单元；各微通道反应部件(11)、各换热第一管道(121)和各换热第二管道(122)分别设有第一温度传感器(113)、第二温度传感器(1211)和第三温度传感器(1221)，所述控制单元与所述第一温度传感器(113)、所述第二温度传感器(1211)和所述第三温度传感器(1221)信号连接。7.一种制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，其特征在于，包括依次连接的权利要求1至6任一项所述的微通道反应器(1)、第一蒸发器(2)和第二蒸发器(3)。8.如权利要求7所述的制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，其特征在于，还包括原料进料部件(4)，所述原料进料部件(4)与所述微通道反应器(1)连接；和/或，所述连续反应系统还包括背压阀(5)，连接所述微通道反应器(1)与所述第一蒸发器(2)的管道上设有所述背压阀(5)。9.如权利要求8所述的制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，其特征在于，所述原料进料部件(4)包括：第一进料单元(41)，用于输入包括乙二醇的第一原料；第二进料单元(42)，用于输入包括丙烯腈和二氯甲烷的第二原料；所述第一进料单元(41)和所述第二进料单元(42)分别与所述微通道反应器(1)连接。10.如权利要求9所述的制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统，其特征在于，所述第一进料单元(41)与所述微通道反应器中位于进料起始位置的微通道反应部件连接，与位于进料起始位置的微通道反应部件第一个串联的微通道反应部件与所述第二进料单元(42)
连接；和/或，所述第一进料单元(41)为第一进料泵或者两个以上串联的第一进料泵；和/或，所述第二进料单元(42)为第二进料泵或者两个以上串联的第二进料泵。

技术总结
本实用新型涉及有机合成技术领域，特别是涉及一种微通道反应器及制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统。该微通道反应器包括两个以上串联的微通道反应部件和一个以上换热部件，各换热部件包括换热第一管道和换热第二管道，各换热第一管道和各换热第二管道上分别设有两个以上第一支路和两个以上第二支路，各换热第一管道依次经各第一支路、各微通道反应部件和各第二支路与各换热第二管道连接。该连续反应系统包括依次连接的该微通道反应器、第一蒸发器和第二蒸发器。本实用新型微通道反应器及制备乙二醇双(丙腈)醚的连续反应系统混合能力和换热能力佳，提高反应效果和产品质量。提高反应效果和产品质量。提高反应效果和产品质量。


技术研发人员：宋庆文
受保护的技术使用者：如鲲（山东）新材料科技有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/27