Пластина с продолжительностью пребывания

Пластина с продолжительностью пребывания

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к пластине с продолжительностью пребывания, собранной секции с продолжительностью пребывания, проточному модулю и использованию проточного модуля в качестве реактора для химических реакций.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Многие химические реакции требуют больших продолжительностей реакции для завершения. С реакторами периодического действия из-за термической неэффективности и других недостатков испытывали затруднения для создания решения. С другой стороны, пластинчатые реакторы, в которых непрерывный поток интегрирован с усовершенствованной технологией пластинчатого теплообменника, могут преодолеть некоторые ограничения реактора периодического действия для того, чтобы сделать возможной безопасную и экономически эффективную интенсификацию процесса. Однако подгонка или адаптация пластинчатого реактора под такие химические реакции может быть дорогостоящей. Для реакторов непрерывного действия большая продолжительность пребывания приводит к “длинным каналам” с аккуратной регулировкой технологического потока. “Длинный канал” в пластинчатом реакторе является дорогостоящим и требует нескольких пластин и много материала для изготовления пластин, так как пластины реактора имеют высокое соотношение стоимости и объема. Более того, такие “длинные” каналы могут усложнить обеспечение адекватных характеристик перемешивания или структурного потока пластинчатого реактора. Таким образом, в уровне техники существует потребность в улучшенных типах реакционных пластин для пластинчатых реакторов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание реакционной пластины, которая преодолевает или, по меньшей мере, смягчает некоторые проблемы, встречаемые в предшествующем уровне техники.

В качестве первого аспекта изобретения создана пластина с продолжительностью пребывания, включающая в себя:

- стопку, по меньшей мере, двух, по существу, параллельных и вытянутых проточных камер, расположенных так, что вытянутая сторона каждой проточной камеры находится рядом с вытянутой стороной соседней проточной камеры и отделена от соседней камеры разделительной стенкой,

- где каждая разделительная стенка имеет, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, образующее сообщение между двумя соседними проточными камерами, и где сквозные отверстия расположены в разделительных стенках на чередующихся сторонах воображаемой центральной линии, проведенной через стопку проточных камер так, что направление потока в проточной камере расположено вдоль протяженности проточной камеры и противоположно направлению потока соседней камеры,

- по меньшей мере, один впуск жидкости и, по меньшей мере, один выпуск жидкости, расположенные так, что жидкость, текущая от впуска к выпуску, проходит через стопку проточных камер; и, дополнительно,

- по меньшей мере, одну улучшающую путь течения вставку, расположенную, по меньшей мере, в одной проточной камере и, таким образом, образующую множество вставочных каналов в проточной камере, где вставочные каналы расположены так, что жидкость, текущая в проточной камере, направляется через вставочные каналы, таким образом, образуя зигзагообразный путь течения по направлению потока в проточной камере.

Пластина с продолжительностью пребывания относится к пластине, которая является пригодной для проточного реактора непрерывного действия.

Проточная камера относится к трехмерной камере, такой как имеющей трехмерную прямоугольную форму. Вытянутая проточная камера может иметь длину или протяженность в одном измерении, которая является большей, чем длина в других измерениях. Стопка проточных камер относится к стопке, в которой вытянутые проточные камеры расположены бок о бок с их вытянутой или самой длинной стороной одна за другой. Стопка может включать в себя любое количество проточных камер, такое как, по меньшей мере, 5 проточных камер, такое как, по меньшей мере, 10 проточных камер, такое как, по меньшей мере, 15 проточных камер. Проточные камеры в стопке расположены так, что их самые длинные стороны являются, по существу, параллельными. Проточные камеры могут обладать, по существу, одинаковыми размерами и могут располагаться одна за другой так, что проточная камера не отклоняется относительно соседних камер. Проточные камеры разделены разделительной стенкой. Таким образом, одна сторона разделительной стенки может находиться в контакте с одной проточной камерой, в то время как другая сторона стенки находится в контакте с соседней проточной камерой в стопке.

Разделительная стенка имеет, по меньшей мере, одно сквозное отверстие такое, что стопка проточных камер связана в ряд, т.е. все камеры в стопке могут находиться в жидкостном контакте, если жидкость течет через стопку. Если провести воображаемую линию через стопку камер так, что воображаемая линия проходит через центр каждой камеры, сквозные отверстия расположены попеременно по одну сторону от линии и чередующимся образом по другую сторону от линии. Таким образом, в каждой второй разделительной стенке сквозное отверстие находится по одну и ту же сторону от воображаемой линии. Другими словами, сквозные отверстия в стенках являются чередующимися: либо сквозное отверстие находится по правую сторону от воображаемой линии, или же сквозное отверстие находится по левую сторону от воображаемой линии. Таким образом, жидкость, текущая через стопку камер, будет иметь первое направление потока через одну камеру и второе направление, которое противоположно первому направлению, в соседних камерах стопки. Жидкость, таким образом, может течь общим зигзагообразным путем при течении через стопку от впуска до выпуска. Сквозные отверстия могут находиться в разделительной стенке так, чтобы образовать наиболее длинный возможный путь потока. Таким образом, сквозные отверстия могут располагаться близко к коротким концам вытянутой проточной камеры так, чтобы жидкость могла течь, по существу, по всей длине, по меньшей мере, некоторых из камер так, как по всей длине всех камер.

Впуск и выпуск жидкости могут находиться в нижней и в верхней проточной камере стопки соответственно. Таким образом, впуск и выпуск жидкости могут располагаться в конечных камерах стопки. Следовательно, жидкость, текущая от впуска к выпуску, может проходить через все камеры стопки. Впуск и/или выпуск жидкости могут располагаться на более короткой стороне вытянутых проточных камер так, как на самых коротких сторонах нижней и верхней проточной камеры соответственно.

Улучшающая путь течения вставка относится к вставке в проточную камеру, которая направляет жидкость, текущую в камере, для следования по определенному пути течения. Этот путь течения, таким образом, является более длинным, чем путь течения в проточной камере, которая не содержит улучшающую путь течения вставку. В качестве примера, все проточные камеры могут включать в себя такую вставку. Когда они присутствует в проточной камере, для текущей через проточную камеру жидкости образуются вставочные каналы. Вставочные каналы расположены так, что жидкость идет по зигзагообразному пути течения по длине направления потока в проточной камере.

Зигзагообразный путь течения относится к пути течения, в котором поток попеременно меняет направление, следуя общему направлению потока. Таким образом, зигзагообразный путь течения может представлять собой направление потока по длине общей линии, отличающийся резкими поворотами в чередующихся направлениях. Зигзагообразный путь течения может представлять собой двумерный зигзагообразный путь течения. Путем использования декартовых координат общий путь течения от впуска до выпуска можно описать как направление потока по длине оси у, т.е. стопка проточных камер может простираться по длине такой оси у. Другими словами, воображаемая линия через стопку проточных камер может находиться в направлении у. Общее направление потока в каждой камере может быть по длине оси х, т.е. в направлении, которое перпендикулярно направлению у. Таким образом, проточная камера может являться вытянутой в направлении х. Так как путь течения является чередующимся в соседних проточных камерах, путь течения может находиться по длине положительной оси х в проточной камере и по длине отрицательной оси х в соседней камере. Зигзагообразный профиль в проточной камере может простираться в двух измерениях в проточной камере. В качестве примера, зигзагообразный профиль может простираться в плоскости, образованной осями х и у. В качестве дополнительного примера: зигзагообразный профиль может простираться в плоскости, образованной осями х и z, где z представляет собой ось, которая является перпендикулярной обеим осям х и у. Другими словами, “толщина” или “глубина” проточной камеры может находиться в направлении z, длина, т.е. самое длинное измерение камеры, может находиться в направлении х, и высота камеры может находиться в направлении у.

Пластина с продолжительностью пребывания в соответствии с первым аспектом изобретения является преимущественной в том, что она способствует превосходному переносу тепла в непрерывную реакцию, проходящую в жидкости, текущей через пластину с продолжительностью пребывания. Более того, пластина обеспечивает условия структурного потока для жидкости, текущей через проточные камеры и в то же самое время обеспечивает адекватное смешивание жидких компонентов. Пластина с продолжительностью пребывания дополнительно обеспечивает менее дорогой проточный реактор непрерывного действия из-за того, что пластине требуется меньше материала. Это может дополнительно иметь результатом пластину меньшей массы, с которой легче работать, когда проточный реактор непрерывного действия собирают или демонтируют.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения зигзагообразный путь течения простирается в плоскости, которая не является параллельной любой окружающей стенке или стороне проточной камеры. Таким образом, с декартовой терминологией, использованной выше, зигзагообразный путь течения может простираться в плоскости, которая наклонена относительно плоскости ху и плоскости xz соответственно.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения зигзагообразный путь течения простирается более чем в одной плоскости, таким образом, образуя трехмерный зигзагообразный путь течения по направлению потока в проточной камере.

Следовательно, с декартовой терминологией, использованной выше, зигзагообразный путь течения может простираться, например, и в плоскости, образованной осями х и у, и в плоскости, образованной осями х и z. Другими словами, путь течения может образовывать трехмерный путь течения в форме спирали по направлению потока в поточной камере. Трехмерный зигзагообразный путь течения, следовательно, может представлять собой путь течения, который меняет направление и в направлении z, и в у при течении в направлении х, где направления представляют собой направление по длине простирания камеры. Путь течения может, таким образом, образовывать путь течения в форме катушки по длине простирания камеры. Это является преимущественным в том, что это дает возможность дополнительного переноса тепла и смешивания жидкости, в то же время все еще обеспечивая характеристики структурного потока.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения между улучшающей путь течения вставкой и любой стенкой, окружающей проточную камеру, образовано, по меньшей мере, несколько вставочных каналов.

“Любая стенка” может представлять собой разделительную стенку, описанную выше, или стенку, перпендикулярную разделительной стенке. В качестве примера: стенка может быть образована по мере того, как пластину с продолжительностью пребывания монтируют в пластинчатый реактор непрерывного действия. В вариантах осуществления пластина с продолжительностью пребывания сама включает в себя такие окружающие стенки, т.е. стенки, перпендикулярные разделительным стенкам.

В качестве примера: улучшающая путь течения вставка может включать в себя прямоугольные или квадратные перегородки, образующие зигзагообразный профиль, где каждая перегородка имеет два первых параллельных края и два вторых параллельных края, и где зигзагообразный профиль образован первым параллельным краем перегородки, соединяющимся с первым параллельным краем соседней перегородки так, что между вторыми параллельными краями соседних перегородок образуется угол, и где зигзагообразный профиль простирается по направлению вытянутой проточной камеры так, что первые края находятся в контакте с разделительными стенками, и где дополнительно две соседних перегородки соединяются у своих первых краев со смещением, таким образом, образуя чередующийся профиль, в котором каждая вторая перегородка сдвинута в первом направлении по направлению первого края, и перегородки между ними сдвинуты в противоположном направлении вдоль первого края, таким образом, образуя вставочные каналы между вторыми краями перегородок любой стенки, окружающей проточную камеру.

Вышеуказанный конкретный вариант осуществления проиллюстрирован в качестве примера, обозначенного “Тип А” в подробном описании и фигурах.

Таким образом, вставка может быть образована квадратными или прямоугольными секциями или перегородками, которые образуют зигзагообразный профиль. Зигзагообразный профиль образуется двумя первыми краями соседних перегородок, соединяющихся так, что между вторыми краями соседних перегородок образуется угол. Это означает, что вторые параллельные края двух соседних перегородок наклонены друг относительно друга так, как наклонены под углом β. Этот угол может составлять примерно 25-115° так, как примерно 90°. Однако β может являться постоянным по зигзагообразному профилю перегородок, т.е. каждая следующая перегородка может быть параллельна друг другу.

Более того, соседние перегородки соединяются друг с другом со смещением в направлении вдоль первого края с образованием чередующегося профиля. В этом профиле каждая следующая перегородка сдвинута относительно соседних перегородок. Другими словами, если провести воображаемую линию через центр всех перегородок, каждая следующая перегородка сдвинута в первом направлении по длине оси, которая перпендикулярна линии, и перегородки между ними сдвинуты в направлении, противоположном этому первому направлению.

Из-за этого сдвига между вторыми краями и стенками, которые окружают камеру, образуются вставочные каналы, когда пластину монтируют в пластинчатый реактор. Эти стенки, таким образом, являются параллельными разделительным стенкам пластины с продолжительностью пребывания. Авторы изобретения обнаружили, что этот тип вставки является преимущественным в том, что он заставляет жидкости идти по “закрученному” или почти спиральной формы пути по направлению проточной камеры, т.е. зигзагообразному пути течения, который простирается более чем в одной плоскости.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения улучшающая путь течения вставка сама включает в себя вставочные каналы. Таким образом, вставка может включать в себя сквозные отверстия для жидкости, текущей через вставку.

Более того, вставка может включать в себя перегородки, простирающиеся от вставки, по меньшей мере, у некоторых вставочных каналов.

Перегородки могут простираться от поверхности вставки. Такие перегородки могут помогать в направлении жидкости по зигзагообразному профилю. Перегородки могут иметь любую форму, такую как квадратную или прямоугольную. Перегородки могут простираться так, что они могут быть перпендикулярны поверхности вставки. По меньшей мере, некоторые перегородки и некоторые каналы могут иметь одни и те же размеры.

В качестве примера: перегородки и сквозные вставочные каналы могут быть расположены так, чтобы направлять жидкость, по меньшей мере, по двум различным зигзагообразным профилям по направлению потока проточной камеры.

По меньшей мере, два различных зигзагообразных профиля могут скручиваться. Это может дополнительно помочь в смешивании жидкости. Более того, по меньшей мере, два различных зигзагообразных профиля могут находиться в одной и той же плоскости.

Следовательно, вставка может быть расположена так, чтобы направлять жидкость по двум скручивающимся путям так, что каждый из этих путей образует профиль зигзагообразного типа. Эти пути могут находиться в одной плоскости или в разных плоскостях. Этого можно достичь, например, при использовании перегородок, которые, будучи вставленными в проточную камеру, оставляют проход между концом перегородки и стенкой проточной камеры.

В качестве примера: вставка может включать в себя вытянутый лист с рядом вставочных каналов, расположенных в ряд по длине листа, и где перегородки простираются от листа у вставочных каналов чередующимся образом от первой стороны листа и чередующимся образом от второй стороны, которая противоположна первой стороне листа.

Вышеуказанный конкретный вариант осуществления проиллюстрирован в качестве примера, обозначенного “Тип В” в подробном описании и фигурах. Авторы изобретения обнаружили, что такая вставка направляет жидкость для течения по двум скручивающимся зигзагообразным профилям, таким образом, способствуя структурному потоку и смешиванию жидкости.

Лист может представлять собой металлический лист. Вытянутый лист может быть расположен в проточной камере так, что вытянутое направление листа выровнено с вытянутым направлением камеры. Вставочные каналы и/или перегородки могут иметь квадратную или прямоугольную форму. Перегородки могут быть наклонены относительно направления потока проточной камеры. Таким образом, нормаль к поверхности перегородки может образовывать угол с вектором, выровненным относительно общего направления потока в камере.

Перегородки могут простираться так, что они являются перпендикулярными стороне или поверхности листа.

В качестве примера: более одной перегородки могут простираться от вставки у каналов. Например, по меньшей мере, две перегородки могут простираться от каждого вставочного канала в противоположных направлениях, и перегородки могут располагаться так, что поверхность перегородки наклонена относительно направления потока в проточной камере.

Вышеуказанный конкретный вариант осуществления проиллюстрирован в качестве примера, обозначенного “Тип С” в подробном описании и Фигурах. Таким образом, поток может ударяться о поверхность перегородки под углом, т.е. вектор нормали, простирающийся от поверхности перегородки, может образовывать угол с вектором, описывающим направление потока в проточной камере. “Противоположные направления” могут обозначать, что, по меньшей мере, две перегородки простираются от вставочного канала по разные стороны листа. С декартовой терминологией, использованной выше, перегородки могут простираться от вставки в положительном и отрицательном направлениях z соответственно.

Проточная камера может включать в себя, по меньшей мере, одну вставку в соответствии с вышеуказанным вариантом осуществления “Тип С”. Например, проточная камера может включать в себя, по меньшей мере, две, так как три вставки, выровненные друг относительно друга так, чтобы направлять жидкость по закрученному зигзагообразному профилю по направлению потока в проточной камере.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения улучшающие путь течения вставки представляют собой металлическую пену или турбулизаторы со смещенными просечными ребрами.

Таким образом, вставку можно сконструировать из металлического листа, который можно сложить для принятия конкретной формы. Пригодные вставки могут, например, представлять собой металлическую пену, вставки из сложенного листа, листовые вставки с лестничными перегородками, вставки из стопок листов, турбулизаторы со смещенными просечными ребрами или комбинации таковых. Вставки могут быть предназначены для способствования смешиванию и структурному потоку.

Более того, вставку можно сконструировать из листа, в котором проделаны сквозные каналы, а материал листа, который использовался ранее для закрывания этих каналов, может образовывать перегородки. Таким образом, сквозные каналы и перегородка могут иметь одну и ту же форму. Следовательно, если, например, сквозные каналы будут квадратными или прямоугольными, сквозные каналы и перегородки можно сконструировать, например, для каждого сквозного канала путем разрезания листа по длине трех сторон квадрата или прямоугольника, и затем отгибания перегородки по длине четвертой стороны, таким образом, создавая сквозной канал, и перегородка, простирающаяся от вставки у сквозного канала. Это дополнительно проиллюстрировано, например, на Фиг. 6 настоящего раскрытия (см. подробное описание ниже).

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения улучшающие путь течения вставки могут быть покрыты, по меньшей мере, одним катализатором. В качестве примера: вставка может представлять собой металлическую пену, и пена может быть покрыта, по меньшей мере, одним катализатором. Катализатор может представлять собой катализатор для реакции, проходящей в проточной камере.

В вариантах осуществления первого аспекта изобретения, по меньшей мере, одно сквозное отверстие между проточными камерами имеет сетку для улучшения смешивания жидкости, проходящей, по меньшей мере, через одно сквозное отверстие.

Более того, пластина с продолжительностью удерживания может также включать в себя один или более патрубков или один или более боковых патрубков, или комбинацию таковых для обеспечения доступа в камеры и потока процесса, в котором используют пластину с продолжительностью удерживания.

В качестве второго аспекта изобретения создана собранная секция с продолжительностью удерживания, включающая в себя пластину с продолжительностью удерживания в соответствии с первым аспектом изобретения, установленную между двумя вспомогательными пластинами, где вспомогательные пластины образуют две противоположные стенки проточных камер, где стенки перпендикулярны стенкам, образованным разделительными стенками между проточными камерами.

Таким образом, если форма улучшающей путь течения вставки является такой, что между улучшающей путь течения вставкой и любой стенкой, окружающей проточную камеру, образуется, по меньшей мере, несколько вставочных каналов, такие вставочные каналы можно образовать между вставкой и частью поверхности вспомогательной плиты, которая обращена к проточной камере.

В качестве примера: по меньшей мере, одна вспомогательная пластина может включать в себя стопку из вспомогательной соединительной пластины, турбулизаторной пластины, турбулизаторной рамной пластины, уплотнительного кольца, пластины теплопереноса и вспомогательной рамной пластины.

Более того, пластину с продолжительностью удерживания можно установить во вспомогательную рамную пластину, а пластина теплопереноса может образовывать одну из противоположных стенок проточной камеры.

Более того, вспомогательную сторону можно закрыть уплотнительными кольцами и защитными пластинами. Во вспомогательном контуре может быть расположена турбулизаторная пластина. Контур может иметь два патрубка для впуска или выпуска жидкости для теплопереноса. На обоих концах может присутствовать соединительный патрубок. Соединительные патрубки могут быть сконструированы, чтобы содержать заглушки, термопары или другое оборудование.

Следовательно, собранная секция с продолжительностью пребывания может включать в себя пластину с продолжительностью пребывания и две вспомогательные пластины. Вспомогательный поток или жидкость для теплопереноса можно разделить для течения через две вспомогательные пластины, один поток на каждой стороне пластины с продолжительностью пребывания, и можно собирать у выпуска. Вспомогательную и рабочую стороны можно, таким образом, полностью разделить, и может не присутствовать каких-либо соприкосновений с уплотнениями между жидкостями, например все уплотнения могут быть обращены к атмосфере. Уплотнения могут быть отделены пластиной теплопереноса, которая образует часть вспомогательной пластины. Пластину с продолжительностью пребывания можно закрыть вспомогательной пластиной с каждой стороны. Прокладки могут изолировать пластину с продолжительностью пребывания во вспомогательной рамной пластине, по меньшей мере, одной вспомогательной пластины.

Рабочая сторона, т.е. пластина с продолжительностью пребывания, может быть закрыта расширенной прокладкой из ПТФЭ от пластины теплопереноса. В качестве примера: канал потока процесса можно создать в пластине с продолжительностью пребывания при помощи вставки с перегородками. Канал можно соединить с патрубком впуска и патрубком выпуска. Может присутствовать несколько входных патрубков в канал, и входные патрубки могут быть смонтированы в одной и той же пластине.

Использование пластин с продолжительностью пребывания может быть предназначено для смешивания и теплопереноса между жидкостными потоками в пластине. Пластину можно использовать совместно с рамой, где пластины могут быть совместно сложены в стопку с другими пластинами, имеющими другие функции.

В качестве третьего аспекта изобретения создан проточный модуль, включающий в себя одну или более собранных секций с продолжительностью пребывания в соответствии со вторым аспектом изобретения, и фиксирующее устройство, которое включает в себя раму и две концевые пластины, между которыми расположены секции с продолжительностью пребывания.

Проточный модуль может представлять собой пластинчатый реактор, такой как проточный пластинчатый реактор непрерывного действия.

Более того, проточный модуль может включать в себя дисковые пружины и натяжные прутки. Например, связки дисковых пружин могут быть расположены в виде сетки пружин, закрепленной на концевых пластинах для распределения фиксирующих сил на пластинах с продолжительностью пребывания, пластины с продолжительностью пребывания можно поместить между двумя концевыми пластинами.

Раму можно разработать так, чтобы она давала достаточное распределение фиксирующей силы и давления по изолирующей поверхности для обеспечения безопасной эксплуатации.

Собранные секции с продолжительностью пребывания можно уложить в стопку друг на друга в раме реактора, и их можно собрать и зафиксировать в раме для изоляции и поддержания давления. Собранные секции с продолжительностью пребывания можно уложить в стопку по отдельности или в комбинации с другими пластинами. Назначение определяет конфигурацию для пригодности для намеченного процесса.

Канал потока процесса может иметь форму для индуцирования завихрений, которые часто обращают направление. Это обеспечивает смешивание потока, даже если поток может находиться в ламинарном режиме, что является существенным требованием для структурного потока, хороших скоростей реакции и теплопереноса. Вспомогательный контур потока можно оборудовать турбулизаторной пластиной, которая генерирует завихрения в потоке, что помогает переносу тепла к стенке и от нее в поток жидкости.

Более того, проточный модуль может также включать в себя одну или более проточных пластин. Такая проточная пластина может являться разделяемой посередине пластины и может включать в себя две части, при этом каждая часть включает в себя сторону канала и вспомогательную сторону. Две части проточной пластины могут являться дубликатами и зеркально отображать друг друга. При соединении вместе две части могут образовывать канал между двумя дублирующими сторонами канала. Канал может включать в себя искривленные препятствия, боковые стенки и донные крепления. Искривленные препятствия могут быть выстроены в параллельные ряды, разделенные боковыми стенками. Задние стороны рядов искривленных препятствий могут нести бороздки, делающие препятствия полыми для жидкостей для теплопереноса на вспомогательных сторонах.

В качестве четвертого аспекта изобретения создано использование проточного модуля, в соответствии с третьим аспектом, в качестве реактора для химических реакций.

Проточный модуль или пластина с продолжительностью пребывания по настоящему изобретению могут являться пригодными при проведении следующих промышленных операций: производства, реакций, перемешивания, смешивания, проведения криогенных операций, промывания, экстракций и очисток, доводки рН, обмена растворителями, производства химикатов, производства промежуточных химикатов, производство API (активных фармацевтических ингредиентов) при работе с низкотемпературными операциями, производство фармацевтических полупродуктов, разработок масштабирования с увеличением и с уменьшением, осаждений или кристаллизаций, осуществления многочисленных впрысков или многочисленных прибавлений или многочисленных отборов проб, работы с многостадийными реакциями, операций предохлаждения, процессов для превращения периодических процессов в непрерывные процессы и операций для разделения и комбинации потоков заново.

Типы реакций, которые можно провести при помощи проточного модуля или пластины с продолжительностью пребывания по настоящему изобретению, включают в себя реакции присоединения, реакции замещения, реакции элиминирования, реакции обмена, реакции гашения, восстановления, нейтрализации, разложений, реакции замены или вытеснения, реакции диспропорционирования, каталитические реакции, реакции расщепления, окисления, замыкания цикла и раскрытия цикла, реакции ароматизации и деароматизации, реакции установки и снятия защиты, фазового переноса и межфазного катализа, фотохимические реакции, реакции, включающие в себя газовые фазы, жидкие фазы и твердые фазы, и которые могут вовлекать свободные радикалы, электрофилы, нуклеофилы, ионы, нейтральные молекулы и т.д.

Синтез такой, как синтез аминокислот, асимметрический синтез, хиральный синтез, жидкофазный синтез пептидов, метатезис олефинов, пептидный синтез и т.д., можно также провести при помощи проточного модуля или пластины с продолжительностью удерживания. Другие типы синтеза, в которых можно использовать проточный модуль, представляют собой реакции в химии углеводов, химии дисульфида углерода, химии цианидов, химии диборана, химии эпихлоргидрина, химии гидразина, химии нитрометана и т.д. или синтез гетероциклических соединений, ацетиленовых соединений, хлорангидридов кислот, катализаторов, цитотоксических соединений, стероидных интермедиатов, ионных жидкостей, пиридиновых химикатов, полимеров, мономеров, углеводов, нитронов и т.д.

Проточный модуль или пластина с продолжительностью пребывания пригодны для именных реакций таких, как альдольные конденсации, восстановления по Берчу, окисления по Байеру-Виллигеру, перегруппировки Курциуса, конденсации Дикмана, реакции Дильса-Альдера, конденсации Дёбнера-Кневенагеля, реакции Фриделя-Крафтса, перегруппировки Фриса, синтез Габриэля, реакции Гмберга-Бахмана, реакции Гриньяра, реакции Хека, перегруппировки Гофмана, реакции Яппа-Клингемана, синтез индола по Леймгруберу-Бачо, реакции Манниха, присоединения по Михаэлю, реакции Михаэлиса-Арбузова, реакции Мицунобу, восстановления по Мияура-Сузуки, реакции Реформатского, реакции Риттера, реакции Розенмунда, реакции Зандмейера, реакции оснований Шиффа, реакции Шоттен-Бауманна, эпоксидирования по Шарплессу, синтез по Скраупу, сочетания Соногаширы, синтез аминокислот по Штреккеру, окисления по Сверну, реакции Ульмана, перегруппировки Вильгеродта, реакции Вильсмейера-Хаака, синтез простых эфиров по Вильямсону, реакции Виттига и т.д.

Дополнительные реакции, в которых пригодны проточный модуль или пластина с продолжительностью пребывания, представляют собой реакции конденсации, реакции сочетания, омыления, озонолиз,реакции циклизации, реакции циклополимеризации, дегалогенирования, дегидроциклизации, дегидрирования, дегидрогалогенирования, диазотирования, реакции диметилсульфата, обмен галогенами, реакции цианида водорода, реакции фтороводорода, реакции гидрирования, реакции иодирования, реакции изоцианатов, реакции кетенов, реакции с жидким аммиаком, реакции метилирования, сочетания, металлорганические реакции, металлирование, реакции окисления, окислительные сочетания, оксо-реакции, поликонденсации, полиэтерификации, реакции полимеризации, другие реакции, такие как ацетилирования, арилирования, акрилирования, алкоксилирования, аммонолиз, алкилирования, аллильные бромирования, амидирования, аминирования, азидирования, бензоилирования, бромирования, бутилирования, карбонилирования, карбоксилирования, хлорирования, хлорметилирования, сульфохлорирования, цианирования, цианоэтилирования, цианометилирования, цианурирования, эпоксидирования, этерификации, образования простых эфиров, галогенироваия, гидроформилирования, гидросилилирования, гидроксилирования, кетализации, нитрования, нитрометилирования, нитрозирования, перекисных окислений, фосгенирования, кватернизации, силилирования, сульфохлорирования, сульфирования, сульфоокисления, тиокарбонилирования, тиофосгенирования, тозилирования, трансаминирования, трансэтерификации и т.д.

Другие аспекты и преимущества изобретения будут представлены со ссылками на прилагаемые чертежи в следующем подробном описании вариантов осуществления изобретения. Нижеприведенные фигуры имеют целью проиллюстрировать изобретение и представляют собой лишь примеры изобретения, и сами по себе объем изобретения не ограничивают.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 показана пластина с продолжительностью пребывания без какой-либо улучшающей путь течения вставки.

На Фиг. 2 показана проточная камера пластины с продолжительностью пребывания.

На Фиг. 3 показана улучшающая путь течения вставка “Типа А”.

На Фиг. 4 показана вставка с Фиг. 3 при размещении в пластине с продолжительностью пребывания.

На Фиг. 5 дополнительно показана улучшающая путь течения вставка “Типа А”.

На Фиг. 6 показана улучшающая путь течения вставка “Типа В”.

На Фиг. 7 показана улучшающая путь течения вставка “Типа С”.

На Фиг. 8 показаны две чередующиеся пластины с продолжительностью пребывания, имеющие улучшающие путь течения вставки.

На Фиг. 9 показан разобранный вид секции с продолжительностью пребывания.

На Фиг. 10 показан разобранный вид вспомогательной пластины.

На Фиг. 11 показано распределение Структурный поток - Продолжительность пребывания.

На Фиг. 12 показан проточный модуль.

На Фиг. 13 показана одна половина проточной пластины, которая является разделяемой посередине.

На Фиг. 14 показана проточная пластина, которая является разделяемой посередине.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На Фиг. 1 показана пластина с продолжительностью пребывания без каких-либо улучшающих путь течения вставок. Пластина 1 включает в себя стопку 5 вытянутых проточных камер 2. Проточные камеры 2 размещены в стопке 5 так, что их самые длинные стороны обращены друг к другу, т.е. их самые длинные стороны лежат бок о бок. Разделительные стенки 3 отделяют проточные камеры друг от друга и включают в себя сквозные отверстия 4 так, что проточные камеры всей стопки находятся в сообщении. Сквозные отверстия 4 расположены на чередующихся сторонах воображаемой линии С, проведенной через центр стопки и через все проточные камеры 3. Как видно на Фиг. 1, если смотреть на стопку со стороны, сквозные отверстия чередуются по левую и по правую стороны от линии С. Более того, в этом случае сквозные отверстия расположены настолько далеко от центральной линии 4, насколько возможно, но все еще в разделительной стенке 3, которая отделяет проточные камеры 2 друг от друга так, что жидкость, текущая в стопке, будет течь, по существу, по всей длине каждой камеры 2. Таким образом, жидкость, текущая через стопку 5, будет иметь направление потока F1 в проточной камере 2 и направ