一种N-甲基甲酰胺高效微通道反应器

专利2025-11-09  26


本发明涉及微通道反应器,具体为一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器。


背景技术:

1、n-甲基甲酰胺是一种化合物,纯品为无色透明粘稠液体,有氨味。能与水、乙醇互溶,具有吸湿性。可通过甲胺、甲酸甲酯、甲酸乙酯等路线合成,是一种重要的有机合成溶剂和中间体,用于单甲脒、双甲脒等农药杀虫药剂、医药、合成革、人造革等的合成;以及用作化纤纺织溶剂等。该物质有毒性,易燃,具有刺激性,在n-甲基甲酰胺需要高效微通道反应器来提升其制备效率。

2、现有技术中,微通道反应器的设计往往没有充分考虑到nmm反应体系的特殊性,如反应物的粘度变化、副产物的生成等,导致堵塞问题频发。此外,一旦发生堵塞,现有的处理方法通常需要停机清洗,这不仅增加了生产成本,也降低了生产效率。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,以解决上述背景技术中提出现有微通道反应器在nmm反应过程中容易发生堵塞的技术问题。通过深入分析nmm反应体系的特性,本发明提出了一种新型的微通道反应器设计,该设计不仅能够有效防止堵塞的发生,而且在发生堵塞时能够快速、高效地进行处理,从而显著提高生产效率和设备稳定性。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,包括机架、机架内设置的多个反应模块以及用于整个反应器进料和出料的料管,多个所述反应模块之间设置有调节机构,所述机架内分别设置有用于疏通反应模块堵塞的气动机构、辅助气动机构的抖动机构、以及固定反应模块的安装机构;

3、所述调节机构包括三通管一、接头以及三通管二,所述三通管一的一个进料端与用于进料的料管连通设置,所述三通管一出料端与接头进料端之间连通设置有软管一,所述接头出料端口与反应模块的进料端口螺纹连接,所述反应模块出料端口连通设置有软管二,所述软管二另一端连通设置有单向阀一,所述单向阀一出口端与三通管二进料端连通设置,所述三通管二出料端连通设置有软管三,所述软管三另一端与另一个接头的进料端口连通设置。

4、本发明进一步设置为:所述接头内开设有限位槽,所述限位槽内靠近接头出料端口开设有分流口,所述接头内腔进料端口通过支撑架固定连接有支撑板,所述接头出料端口固定连接有弧形件,所述弧形件上开设有通孔,所述支撑板远离支撑架一侧固定连接有弹簧一,所述弹簧一另一端贯穿弧形件上开设的通孔并固定连接有挡板,所述挡板靠近弹簧一固定连接有l型杆,所述l型杆另一端外壁固定连接有圆板,两个所述l型杆远离圆板一侧通过限位槽与接头内壁滑动连接。

5、采用上述技术方案,通过料管进入三通管一中,经过三通管一以及软管一的输送,进入到接头中,当与相对应接头连接的反应模块没有发生堵塞时,流体会经过接头进入到与之连接的反应模块中,再由出料端口出去,进入到三通管二中,同理依次每一个反应模块直至反应完成。

6、本发明进一步设置为:所述接头上开设的分流口的端部连通设置有软管四,所述软管四另一端连通设置有单向阀二,所述单向阀二输出端与三通管二另一个进料端口连通设置,靠近最后一个反应模块的接头的分流口连通设置有软管五,所述软管五另一端通过另一个单向阀二与三通管一的另一个进料端口连通设置,最后一个反应模块出料端口与用于出料的料管连通设置。

7、采用上述技术方案,当与相对应接头连接的反应模块发生堵塞时,此时该接头中的流体就会被堵塞无法流动进而产生回流,此时弹簧一会被压缩,从而带动挡板向接头内部移动,挡板就会带动l型杆移动,l型杆就会带动圆板沿着限位槽移动,从而将接头上的分流口打开,使得流体可以经过软管四、单向阀二进入到三通管二中,从而可以绕过堵塞的反应模块,当堵塞的反应模块被疏通后分流口会被关闭,流体正常通过。

8、本发明进一步设置为:所述安装机构包括反应模块底部固定连接的安装板以及与安装板滑动连接的锁合件,所述锁合件的端口处固定连接有阻尼转轴,所述阻尼转轴外壁转动连接有转板。

9、采用上述技术方案,首先将转板转开到一定角度,然后通过将反应模块底部的安装板从锁合件的端口处划入到锁合件中,接着再将转板合起来即可对反应模块进行固定,方便快捷。

10、本发明进一步设置为:所述抖动机构包括轮一、转杆、锁合件外壁固定连接的固定块以及机架内腔底部与锁合件底部之间固定连接的弹簧二,所述机架内腔底部通过电机座固定安装有电机,所述电机输出端通过联轴器固定连接有转轴,所述转轴另一端通过轴承一转动连接有支撑杆,所述转轴外壁固定套设有多个主动轮,所述机架内腔底部固定连接有条形板,所述条形板上开设有限位孔,两个所述条形板与转杆外壁转动连接,所述转杆外壁分别固定套接有凸轮、从动轮,所述固定块外壁通过限位孔与条形板滑动连接,所述主动轮、从动轮、轮一之间传动连接有皮带。

11、采用上述技术方案,通过电机提供动力,电机通过联轴器带动转轴转动,从而带动主动轮转动,经过皮带的传动,将从动轮、轮一转动起来,从动轮会将转杆转动,转杆带动凸轮旋转起来,在锁合件底部设置的弹簧二的配合下,实现堵塞的反应模块上下抖动,可以更好的辅助气动机构更好的疏通堵塞的反应模块。

12、本发明进一步设置为:所述气动机构包括机架内腔底部固定安装的收集箱、机架内腔底部通过支撑块固定连接的多个通件以及收集箱顶部分别固定安装的气泵、分流器,所述分流器的端部设置有泄压阀,所述通件上、下部分别中空、镂空设置,所述通件上部中空部分输入端与分流器其中一个输出端口通过气管连通设置,所述通件输出端与反应模块通过气管连通设置,所述反应模块出气端口与收集箱连通设置,所述收集箱的端部分别开设有出料阀和出气口。

13、采用上述技术方案,通过气泵提供动力,通过气管将气体充入到分流器中,如果所有的反应模块都没堵塞,安装在分流器端部的泄压阀,将分流器中的气体排出,防止将气泵损坏,如果某一个反应模块坏了,此时堵塞模块对应的通件上部的通道在调节机构的作用下会被打开,从而气体通过气管、通件进入到堵塞反应模块中,疏通堵塞,在抖动机构产生抖动的辅助下,气体可以更快的疏通,反应模块中的气体会经过出气端口连接的气管回流到收集箱中,在气体的带动下反应模块中的n-甲基甲酰胺也会通过气管流入到收集箱中,此时,气体会通过出气口到达外界,n-甲基甲酰胺则会留在收集箱中,等反应器完全工作完可以经过出料阀倒出进行回收。

14、本发明进一步设置为:所述通件内壁开设有滑槽,且通件顶部开设有贯穿孔,所述通件通过滑槽滑动连接有u型推件,所述u型推件两个相邻支端间固定连接有移动板,所述移动板顶部与通件下部镂空上表面之间固定连接有弹簧三。

15、采用上述技术方案,移动板下表面在没有收到压力的作用下,弹簧三的弹力作用下,带动移动板沿着滑槽向下移动,使得u型推件中的平板将通件上部中空的通道堵住,从而避免分流器中的气体通过气管进入到没有堵塞的反应模块中,避免对反应的影响。

16、本发明进一步设置为:所述u型推件顶部固定连接有l型板,所述l型板靠近接头一侧通过轴承二转动连接有圆杆。

17、采用上述技术方案,当某一个反应模块发生堵塞时,u型推件就会向上移动,从而带动l型板向上移动,进而带动圆杆向上移动。

18、本发明进一步设置为:所述轮一固定套接在圆杆外壁上。

19、采用上述技术方案,圆杆向上移动,就会使得主动轮、从动轮、轮一将皮带绷紧,从而主动轮可以带动从动轮转动,使得堵塞的反应模块进行抖动,此机构中主动轮、从动轮、轮一的轮子设置较宽,当轮一在下方往上移动、还是从上方往下移动过程中,皮带均不会产生翻边现象,堵塞的反应模块疏通后轮一在l型板的带动下向下移动,从而使得抖动机构停止抖动。

20、本发明进一步设置为:所述软管四从移动板底部与通件镂空下表面之间贯穿。

21、采用上述技术方案,一旦某个反应模块发生堵塞,调节机构软管四就会有流体通过,因为微通道反应器是通过柱塞泵提供动力,所以经过软管四的流体就会将软管四撑起来,从而将移动板向上推。

22、本发明提供了一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器。具备以下有益效果:

23、(1)、本发明通过料管进入三通管一中,经过三通管一以及软管一的输送,进入到接头中,当与相对应接头连接的反应模块发生堵塞时,此时该接头中的流体就会被堵塞无法流动进而产生回流,此时弹簧一会被压缩,从而带动挡板向接头内部移动,挡板就会带动l型杆移动,l型杆就会带动圆板沿着限位槽移动,从而将接头上的分流口打开,使得流体可以经过软管四、单向阀二进入到三通管二中,从而可以绕过堵塞的反应模块,当堵塞的反应模块被疏通后分流口会被关闭,流体正常通过,避免因为其中一个反应模块堵塞从而将整个反应器停止,大大提高效率。

24、(2)、本发明通过转板转开到一定角度,然后通过将反应模块底部的安装板从锁合件的端口处划入到锁合件中,接着再将转板合起来即可对反应模块进行固定,方便快捷。

25、(3)、本发明通过电机提供动力,电机通过联轴器带动转轴转动,从而带动主动轮转动,经过皮带的传动,将从动轮、轮一转动起来,从动轮会将转杆转动,转杆带动凸轮旋转起来,在锁合件底部设置的弹簧三的配合下,实现堵塞的反应模块上下抖动,可以更好的辅助气动机构更好的疏通堵塞的反应模块。

26、(4)、本发明通过气泵提供动力,通过气管将气体充入到分流器中,如果所有的反应模块都没堵塞,安装在分流器端部的泄压阀,将分流器中的气体排出,防止将气泵损坏,如果某一个反应模块坏了,此时堵塞模块对应的通件上部的通道在调节机构的作用下会被打开,从而气体通过气管、通件进入到堵塞反应模块中,疏通堵塞,进而达到方便疏通的效果。

27、(5)、某个反应模块发生堵塞,调节机构中的软管四就会有流体通过,因为微通道反应器是通过柱塞泵提供动力,所以经过软管四的流体就会将软管四撑起来,从而将移动板向上推,u型推件就会向上移动,从而带动l型板向上移动,进而带动圆杆向上移动,圆杆向上移动,就会使得主动轮、从动轮、轮一将皮带绷紧,从而主动轮可以带动从动轮转动,使得堵塞的反应模块进行抖动,辅助气动机构对堵塞的反应模块进行疏通,既便捷效率又高。


技术特征:

1.一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,包括机架(1)、机架(1)内设置的多个反应模块(2)以及用于整个反应器进料和出料的料管(3),其特征在于:多个所述反应模块(2)之间设置有调节机构(4),所述机架(1)内分别设置有用于疏通反应模块(2)堵塞的气动机构(7)、辅助气动机构(7)的抖动机构(6)、以及固定反应模块(2)的安装机构(5);

2.根据权利要求1的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述接头(43)内开设有限位槽(48),所述限位槽(48)内靠近接头(43)出料端口开设有分流口(49),所述接头(43)内腔进料端口通过支撑架固定连接有支撑板(410),所述接头(43)出料端口固定连接有弧形件(411),所述弧形件(411)上开设有通孔,所述支撑板(410)远离支撑架一侧固定连接有弹簧一(412),所述弹簧一(412)另一端贯穿弧形件(411)上开设的通孔并固定连接有挡板(413),所述挡板(413)靠近弹簧一(412)固定连接有l型杆(414),所述l型杆(414)另一端外壁固定连接有圆板(418),两个所述l型杆(414)远离圆板(418)一侧通过限位槽(48)与接头(43)内壁滑动连接。

3.根据权利要求1的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述接头(43)上开设的分流口(49)的端部连通设置有软管四(415),所述软管四(415)另一端连通设置有单向阀二(416),所述单向阀二(416)输出端与三通管二(46)另一个进料端口连通设置,靠近最后一个反应模块(2)的接头(43)的分流口(49)连通设置有软管五(417),所述软管五(417)另一端通过另一个单向阀二(416)与三通管一(41)的另一个进料端口连通设置,最后一个反应模块(2)出料端口与用于出料的料管(3)连通设置。

4.根据权利要求1的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述安装机构(5)包括反应模块(2)底部固定连接的安装板(51)以及与所述安装板(51)滑动连接的锁合件(52),所述锁合件(52)的端口处固定连接有阻尼转轴(53),所述阻尼转轴(53)外壁转动连接有转板(54)。

5.根据权利要求1的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述抖动机构(6)包括轮一(69)、转杆(65)、所述锁合件(52)外壁固定连接的固定块(68)以及所述机架(1)内腔底部与锁合件(52)底部之间固定连接的弹簧二(611),所述机架(1)内腔底部通过电机座固定安装有电机(61),所述电机(61)输出端通过联轴器固定连接有转轴(62),所述转轴(62)另一端通过轴承一转动连接有支撑杆,所述转轴(62)外壁固定套设有多个主动轮(63),所述机架(1)内腔底部固定连接有条形板(64),条形板(64)上开设有限位孔,两个所述条形板(64)与转杆(65)外壁转动连接,所述转杆(65)外壁分别固定套接有凸轮(66)、从动轮(67),所述固定块(68)外壁通过限位孔与条形板(64)滑动连接,所述主动轮(63)、从动轮(67)、轮一(69)之间传动连接有皮带(610)。

6.根据权利要求1的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述气动机构(7)包括机架(1)内腔底部固定安装的收集箱(71)、机架(1)内腔底部通过支撑块固定连接的多个通件(75)以及收集箱(71)顶部分别固定安装的气泵(72)、分流器(73),所述分流器(73)的端部设置有泄压阀(74),所述通件(75)上、下部分别中空、镂空设置,所述通件(75)上部中空部分输入端与分流器(73)其中一个输出端口通过气管连通设置,所述通件(75)输出端与反应模块(2)通过气管连通设置,所述反应模块(2)出气端口与收集箱(71)连通设置,所述收集箱(71)的端部分别开设有出料阀(76)和出气口(77)。

7.根据权利要求6的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述通件(75)内壁开设有滑槽(78),且通件(75)顶部开设有贯穿孔(79),所述通件(75)通过滑槽滑动连接有u型推件(710),所述u型推件(710)两个相邻支端间固定连接有移动板(711),所述移动板(711)顶部与通件(75)下部镂空上表面之间固定连接有弹簧三(712)。

8.根据权利要求7的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述u型推件(710)顶部固定连接有l型板(8),所述l型板(8)靠近接头(43)一侧通过轴承二转动连接有圆杆(9)。

9.根据权利要求5的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述轮一(69)固定套接在圆杆(9)外壁上。

10.根据权利要求1的一种n-甲基甲酰胺高效微通道反应器,其特征在于:所述软管四(415)从移动板(711)底部与通件(75)镂空下表面之间贯穿。


技术总结
本发明公开一种N‑甲基甲酰胺高效微通道反应器,应用在微通道反应器技术领域,其技术方案要点是:包括机架、机架内设置的多个反应模块以及用于整个反应器进料和出料的料管,多个反应模块之间设置有调节机构,机架内分别设置有用于疏通反应模块堵塞的气动机构、辅助气动机构的抖动机构,具有的技术效果是:当与相对应接头连接的反应模块发生堵塞时,进而产生回流,此时弹簧一会被压缩,带动挡板向接头内部移动,进而L型杆就会带动圆板沿着限位槽移动,接头上的分流口打开,流体可以经过软管四到三通管二中,从绕过堵塞的反应模块,堵塞疏通后分流口会被关闭,流体正常通过,避免因为其中一个反应模块堵塞从而将整个反应器停止,大大提高效率。

技术研发人员:李洁,杨雪娟,郭超飞,杨积有,郇伟伟,朱晓璐,李梦忍,马湛
受保护的技术使用者:浙江农林大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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