专利名称：制造反应器以及反应器组的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造反应器尤其是如专利公开号为EP 1839739A1的欧洲专利申请中所披露的微反应器以及反应器组的方法。
背景技术：
作为反应器的实施例，在专利公开号为EP 1839739A1的欧洲专利申请中披露了微反应器。反应器是被提供用于一个以上反应物或析出物(通常包括多个反应物的混合物)的反应以及用于通过在混合之前、期间和/或之后加热或冷却或热缓冲所述反应物以在一定程度上控制所述反应物的反应的反应设备。用于在小区域内进行化学反应的其他微反应器可由例如公开号为EP-A-0688M2、EP-A-1031375、W0-A-2004/045761和 US-A-2004/0109798的专利申请获知。在反应器中进行的化学反应可分为各种类型的反应。根据根据本发明的方法制造的反应器优选设计为进行称为B型的反应。B型反应，例如维蒂希反应或芳香胺和双乙烯酮的乙酰乙酰化反应，为具有Is至IOmin范围的通常反应时间的快速及温度敏感反应。对于 B型反应，重要的是所述反应温度或温度状况。因此，混合及滞留区的容积必须适应于流速， 使得处理反应物在微反应器内于明确定义的条件(即温度状况)下保持明确定义的时间。研发合适的反应器(如微反应器)中，首先，必须确定在其中发生的化学反应、预期体积流率(即其输出量(每单位时间))、以及-可能作为这些因素的结果-反应器确切类型和原理设计等等。在没有反应器能够满足所有要求的情况下，可以(必须)定制。在已在使用的反应器能够满足除了预期目标体积流率以外的所有要求的情况下，至少有三个选项来得到预期目标体积流率(应该注意而不失一般性的是，在本文中，在适当的时候，其指的是通过目标反应器提高体积流率，又称为“按比例放大”，但是发明的方法理所当然地也适用于降低体积流率，称为“按比例缩小”)。(1)可以扩大反应物的混合。然而，该过程对例如混合操作、放热、沉淀现象、乳化等是不利的。( 可以增加反应器的数量，又称为数量放大或平行化。然而，由于化学计量法无法在所有连接的反应器中完全相等，平行化不利地需要强化控制独立微反应器中的每一个的反应参数，所述独立微反应器形成了实际上分开的“反应通道”。此外，涉及的反应器越多，清洁工作就越大量并且清洁所述独立反应器中的每一个的时间安排越复杂。(3)所使用的反应器的尺寸可以被放大。然而，这不能仅仅通过如“延伸”反应器(即其流道系统) 来完成，这是因为混沌状态、尤其是在所谓混合区，这种放大将导致流体动力学的变化因而改变了反应条件。对于术语，即为了提高其可能的体积流率以及从而提高其产率(工程方案，而不是调节化学和物理反应参数)的反应器的“尺寸放大”，本文优选使用上述术语“按比例放大”。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造目标反应器尤其是微反应器的方法，其通过流入目标反应器的多个反应物或析出物在目标反应器内进行的化学反应获得预期产物的目标体积流率，其是从被设计为产生相同的产物但具有与目标体积流率不同的体积流率的标准反应器开始。通过根据权利要求1中的特征的方法达到了以上的目的。在从属权利要求中限定了其有利的变体。权利要求5涉及成组的标准反应器和目标反应器，所述目标反应器根据权利要求1的方法制成。根据本发明(权利要求1)，在一种制造具有流道系统的目标反应器的方法中，其中在所述目标反应器中，持续流入目标反应器的多个反应物混合并相互转化以形成持续流出所述目标反应器的产物的目标体积流率f2，其中基于湍流或过渡性湍流中目标反应器的最小水力直径dh2和具有相同流体性类型的流道系统的标准反应器的相应最小水力直径 dhl之间的关系式
权利要求
1.制造具有流道系统的目标反应器的方法，在所述目标反应器中，持续流入所述目标反应器的多个反应物混合并相互转化以形成持续流出所述目标反应器的产物的目标体积流率(f2)，其中基于湍流或过渡性湍流中所述目标反应器的最小水力直径(dh2)和具有相同流体性类型的流道系统的标准反应器的相应最小水力直径(dhl)之间的关系式计算Clh2，其中η为非整数，且1 > η > 0，为进行相同相互转化的所述标准反应器的标准体积流率，以及f2为所述目标体积流率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中满足1/3彡η彡0，优选1/4彡η彡0。
3.根据权利要求1或2中所述的方法，其中dh2> dhl。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述目标反应器为包括具有多个混合元件的至少一个混合区的微反应器。
5.标准反应器和目标反应器的组，所述标准反应器包括流道系统，在所述标准反应器中，持续以湍流态或过渡性湍流态流入所述标准反应器的多个反应物混合并相互转化以形成标准体积流率(f\)，以及所述目标反应器包括相同流体性类型的流道系统，在所述目标反应器中，持续流入所述目标反应器的多个反应物混合并相互转化以形成目标体积流率 (f2)，其中所述标准反应器的最小水力直径(dhl)和所述目标反应器的相应最小水力直径 ((Ih2)满足关系式其中η为非整数，且1>η彡0。
6.根据权利要求5所述的组，其中1/3彡η彡0，优选1/4彡η彡0。
7.根据权利要求5或6所述的组，其中dh2> dhl。
全文摘要
一种制造具有流道系统的目标反应器的方法，在所述目标反应器中持续流入所述目标反应器的多个反应物混合并相互转化以形成持续流出所述目标反应器的产物的目标体积流率(f2)，其中基于湍流或过渡性湍流中所述目标反应器的最小水力直径(dh2)和具有相同流体性类型的流道系统的标准反应器的相应最小水力直径(dh1)之间的关系式(1)计算dh2，其中n为非整数，且1＞n≥0，f1为进行相同相互转化的所述标准反应器的标准体积流率，以及f2为所述目标体积流率。
文档编号B01J19/00GK102421518SQ201080020562
公开日2012年4月18日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月12日
发明者多米尼克·罗贝热, 诺伯特·科克曼, 迈克尔·高特斯邦那, 马库斯·埃雅尔泽 申请人:隆萨股份公司