[go: up one dir, main page]

DE102004003925A1 - Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions - Google Patents

Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions Download PDF

Info

Publication number
DE102004003925A1
DE102004003925A1 DE102004003925A DE102004003925A DE102004003925A1 DE 102004003925 A1 DE102004003925 A1 DE 102004003925A1 DE 102004003925 A DE102004003925 A DE 102004003925A DE 102004003925 A DE102004003925 A DE 102004003925A DE 102004003925 A1 DE102004003925 A1 DE 102004003925A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tube
chamber
reactants
reaction
column reactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102004003925A
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102004003925A priority Critical patent/DE102004003925A1/en
Publication of DE102004003925A1 publication Critical patent/DE102004003925A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053Details of the reactor
    • B01J19/0066Stirrers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/81Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles
    • B01F33/811Combinations of similar mixers, e.g. with rotary stirring devices in two or more receptacles in two or more consecutive, i.e. successive, mixing receptacles or being consecutively arranged
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/1812Tubular reactors
    • B01J19/1818Tubular reactors in series
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00004Scale aspects
    • B01J2219/00011Laboratory-scale plants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00002Chemical plants
    • B01J2219/00018Construction aspects
    • B01J2219/0002Plants assembled from modules joined together
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/00074Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00087Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
    • B01J2219/00094Jackets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051Controlling the temperature
    • B01J2219/0015Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2219/00155Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00761Details of the reactor
    • B01J2219/00763Baffles
    • B01J2219/00765Baffles attached to the reactor wall
    • B01J2219/00777Baffles attached to the reactor wall horizontal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/0204Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components
    • B01J2219/0245Apparatus characterised by their chemically-resistant properties comprising coatings on the surfaces in direct contact with the reactive components of synthetic organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277Metal based
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0295Synthetic organic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

A continuous flow, column reactor for laboratory use has multiple, vertically stacked, compartments (7) each agitated (9) via a common axial stirrer shaft (10), and can handle solids or gas dispersions.

Description

Anwendungsgebiet:Field of use:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1The The invention relates to a device according to the preamble of claim 1

Stand der Technik:State of the art:

Kontinuierliche chemische Reaktoren werden traditionell in den Produktionsbetrieben der großchemischen oder petrochemischen Industrie eingesetzt. Dagegen werden chemische Synthesen in der pharmazeutischen und feinchemischen Industrie fast ausschließlich im Batch-Verfahren (d. h. in diskontinuierlich betriebenen Rührkesseln) durchgeführt. Entsprechend kommen auch in den Forschungs- und Entwicklungslaboratorien derselben bevorzugt Glaskolben zum Einsatz. Batch-Verfahren haben grundsätzlich den Nachteil, dass bei der Übertragung vom Labor- in den Produktionsmaßstab erst eine langwierige Maßstabsvergrößerung (Scale Up) durchgeführt werden muß, da sich die in kleinen Reaktionsgefäßen erhaltenen Ergebnisse nicht ohne weiteres in den großen Maßstab übertragen lassen (schlechtere Mischung und Wärmeübergang in großen Kesseln führt zu schlechterer Produktqualität bzw. zu Sicherheitsrisiken). Manche Reaktionen lassen sich auf diese Weise gar nicht in die Produktion bringen.continuous Chemical reactors are traditionally used in production plants the large chemical or petrochemical industry. In contrast, chemical Synthesis in the pharmaceutical and fine chemical industry almost exclusively in the Batch process (ie in discontinuously operated stirred tanks) carried out. Corresponding also come in the research and development laboratories of the same preferably glass flask used. Batch processes basically have the Disadvantage that in the transfer from laboratory to production scale only a lengthy scale-up (Scale Up) must, there the ones obtained in small reaction vessels Results can not easily be scaled up (worse mixing and heat transfer in big Boilers leads to worse product quality or security risks). Some reactions can be applied to this Do not even bring the way to production.

In der pharmazeutischen Forschung besteht nach dem Auffinden eines neuen Wirkstoffkandidaten oft dringlicher Bedarf nach größeren (Kilogramm)mengen, um z. B. klinische Tests durchzuführen. Diese können erst nach Entwicklung eines geeigneten Verfahrens oder durch langwierige Wiederholung kleiner Ansätze bereitgestellt werden.In Pharmaceutical research consists of finding one new drug candidates are often in urgent need of larger (kilogram) amounts, to z. B. to carry out clinical tests. These can only after developing a suitable process or through protracted Repetition of small approaches to be provided.

Hier kann die kontinuierliche Betriebsweise einen großen Vorteil erbringen, da sie zum einen ohne weitere Verfahrensbearbeitung und unter Nutzung des Laborequipments die Erzeugung von variablen (Klein)mengen ermöglicht.Here Continuous operation can be of great benefit as they are on the one hand without further processing and using the Laboratory equipment allows the generation of variable (small) quantities.

Zum anderen ist das Scale-Up im Vergleich zu Batch-Verfahren wesentlich weniger problematisch, da in kontinuierlichen Systemen gar keine (Parallelisierung der Systeme = „numbering up") oder nur eine sehr moderate Maßstabsvergrößerung (oder eine Kombination von beidem) vorgenommen werden muß, um die Ausbringungsmenge zu erhöhen.To the For others, scale-up is essential compared to batch processes less problematic, because in continuous systems none at all (Parallelization of the systems = "numbering up") or just a very moderate scale magnification (or a combination of both) must be made to the Increase output.

Erst seit ca. 10 Jahren wurden im Zuge der Etablierung der Forschungsgebiete „Prozessintensivierung" und „Miniaturisierung von Reaktionsapparaturen (Mikroreaktionstechnik)" kontinuierliche Reaktoren für den Labormaßstab kommerziell verfügbar gemacht.First For about 10 years, as part of the establishment of the research areas "process intensification" and "Miniaturization of reaction apparatuses (microreaction technology) "continuous reactors for the laboratory scale commercial made available.

Nachteile des Standes der Technik:Disadvantages of the state of the technique:

Die neuartigen kontinuierlichen Reaktoren für den Labormaßstab basieren auf statischen Mischern, die zumeinst eine Mikrostrukturierung aufweisen und werden in der Regel modulartig mit einer temperierten Kapillare, die als Verweilzeitstrecke dient, zu einem Mikroreaktionssytem kombiniert. Ein Beispiel ist in EP 1 123 734 beschrieben. Aufgrund der geringen Durchsätze herrschen in dem Rohr grundsätzlich laminare Strömungsbedingungen. Hiermit geht verursacht durch das parabolischen Strömungsprofil eine Verweilzeitverbreiterung im Rohr einher, was sich negativ auf Umsatz oder Selektiv einer Reaktion auswirken kann, da die Volumenelemente unterschiedlich lange im Reaktor verweilen. Für eine enge Verweilzeitverteilung ist ein sehr kleiner Rohrdurchmesser erforderlich, der bei einem gegebenen Reaktionsvolumen eine sehr große Rohrlänge zur Folge hat und mit einem hohen Druckverlust einhergeht.The novel laboratory-scale continuous reactors are based on static mixers which at one stage have a microstructuring and are generally combined in a modular manner with a tempered capillary serving as a residence time segment to form a microreaction system. An example is in EP 1 123 734 described. Due to the low flow rates, laminar flow conditions prevail in the pipe. This is caused by the parabolic flow profile a residence time broadening in the pipe, which can have a negative effect on the conversion or selective of a reaction, since the volume elements dwell in the reactor for different lengths of time. For a narrow residence time distribution, a very small tube diameter is required, which has a very large tube length for a given reaction volume and is accompanied by a high pressure loss.

Ein weitaus größerer Nachteil ist allerdings der limitierte Einsatz solcher Reaktoren, d. h. sie sind praktisch ausschließlich auf homogene Reaktionen in flüssiger Phase beschränkt. Da nach dem Verlassen des Mischers keine Vermischung mehr im Verweilzeitrohr stattfindet, ist diese Anordnung z. B. ungeeignet für zweiphasige flüssige Systeme (es kommt zur Separation der Phasen). Auch können aus dem gleichen Grund keine heterogenen Mischungen wie Suspensionen oder Gas/Flüssig-Phasen prozessiert werden. Das Einleiten oder auch die Entstehung von Gas in einem Rohrreaktor würde die Flüssigkeit austreiben und somit die Verweilzeit drastisch verkürzen. Außerdem besteht gerade bei der Verwendung von mikrostrukturierten Reaktoren ein hohes Risiko der Verblockung der Kanäle, wenn während der Reaktion Feststoffe ausfallen.One far greater disadvantage However, the limited use of such reactors, d. H. she are practically exclusive to homogeneous reactions in liquid Phase limited. Since after leaving the mixer no mixing in the residence time tube takes place, this arrangement is z. B. unsuitable for two-phase liquid Systems (it comes to the separation of the phases). Also can out for the same reason no heterogeneous mixtures such as suspensions or gas / liquid phases be processed. The introduction or the formation of gas in a tubular reactor would the liquid drive out and thus shorten the residence time drastically. There is also especially when using microstructured reactors a high Risk of blocking the channels, if during the reaction solids precipitate.

Darüber hinaus werden Rohrreaktoren (Bsp. „FlexReactor", BHRSolutions, patents pending) angeboten, die teilweise oder durchgehend mit statischen Mischelementen gefüllt sind. Aufgrund der Baugröße passen diese aber nicht in herkömmliche Laborabzüge und auch der erforderliche Mindestdurchsatz geht deutlich über die für den Labormaßstab übliche Mengen hinaus. Hinsichtlich heterogener Reaktionsmischungen bestehen z. T. die gleichen Einschränkungen wie für die Mikroreaktoren.Furthermore become tube reactors (eg "FlexReactor", BHRSolutions, patents pending), which are partly or completely static Filled mixing elements are. Due to the size fit these but not in conventional fume hoods and also the required minimum throughput is well above the for the Laboratory scale usual quantities out. With regard to heterogeneous reaction mixtures z. T. the same restrictions as for the microreactors.

Auf der anderen Seite sind schon seit langem Rührkesselkaskaden für die Anwendung in Miniplant- oder Pilotanlagen kommerziell erhältlich. Diese bestehen aber zumeist nur aus drei Stufen, was eine sehr breite Verweilzeitverteilung zur Folge hat. Außerdem weisen sie aufgrund des relativ großen Volumens einen Durchsatz auf, der über die im Labor verfügbaren oder benötigten Mengen hinausgeht. Die einzelnen Rührkessel solcher Kaskaden sind in der Höhe versetzt nebeneinander angeordnet, was einen relativ großen Raumbedarf zur Folge hat. Weiterhin arbeiten sie nach dem Überlaufprinzip, wodurch bei der Überleitung in den nächsten Kessel Wärme- bzw. Kältebrücken auftreten können.On the other hand, stirred tank cascades have long been commercially available for use in miniplant or pilot plants. However, these consist mostly only of three stages, which has a very wide residence time distribution result. In addition, due to the relatively large volume, they have a throughput in excess of the quantities available or needed in the laboratory. The individual stirred tanks of such cascades are in the Height offset arranged side by side, which has a relatively large space requirement. Furthermore, they work according to the overflow principle, which can lead to thermal or cold bridges during the transfer to the next boiler.

Ein vertikaler Kaskaden-Blasensäulen-Reaktor ist in US 3,853,986 beschrieben. Aufgrund fehlender beweglicher Mischelemente ist dieser aber auf die Einleitung von Gasen angewiesen und somit nicht für reine Flüssig/Flüssig-Kontaktierungen geeignet.A vertical cascade bubble column reactor is in US 3,853,986 described. Due to the lack of moving mixing elements, however, this is dependent on the introduction of gases and thus not suitable for pure liquid / liquid contacts.

Aufgaben der Erfindung:Objects of the invention:

Durch die zugrunde liegende Erfindung sollen die Möglichkeiten, kontinuierliche chemische Synthesen im kleinen Maßstab durchzuführen, erheblich erweitert werden. Es sollen auch Reaktionen in heterogenen Systemen (flüssig/flüssig, gasförmig/flüssig und festflüssig) ermöglicht werden. Dabei sollen genau definierte Reaktionsbedingungen eingehalten werden, wodurch die Selektivität und Ausbeute maximiert werden. Die Reaktoren sollen bereits im Labormaßstab zur Synthese und Verfahrensentwicklung eingesetzt werden und können durch Parallelisierung oder moderates Scale Up auch den größeren Durchsätzen von kontinuierlich betriebenen Pilotanlagen angepasst werden.By The underlying invention seeks to be continuous carry out chemical syntheses on a small scale, considerably be extended. It should also reactions in heterogeneous systems (liquid / liquid, gaseous / liquid and solid liquid) allows become. It should comply with well-defined reaction conditions become, whereby the selectivity and yield maximized. The reactors are already being tested on a laboratory scale Synthesis and process development can be used and can be achieved by parallelization or moderate scale up even the larger throughputs of be adapted to continuously operated pilot plants.

Lösung der Aufgabe:Solution of the task:

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a device having the features of the claim 1 solved.

Vorteile der Erfindung:Advantages of the invention:

Der beschriebene Reaktor enthält effiziente bewegliche Mischelemente und gewährleistet somit die Durchführung von Reaktionen in heterogenen Phasen.Of the contains described reactor efficient moving mixing elements and thus ensures the implementation of Reactions in heterogeneous phases.

Durch die spezielle Konstruktion werden die Vorteile eines Strömungsrohres (große Wärmeaustauschfläche, enge Verweilzeitverteilung) mit denen eines kontinuierlich betriebenen Rührkessels (intensive Durchmischung, universell einsetzbar) kombiniert. Durch den kleinen Durchmesser der Reaktionssäule ist ein im Vergleich zu herkömmlichen kontinuierlichen Rührkesseln sehr großes Verhältnis von Oberfläche (Wand) zu Volumen gegeben, was einen entsprechend effektiven Wärmeaustausch ermöglicht. In Verbindung mit dem Vorkühlen der Reaktanden sind somit auch stark exotherme Reaktionen unter Vermeidung von lokalen Erwärmungen (Hot Spots) durchführbar. Das kleine Volumen bedingt in Kombination mit einem geeigneten Rührer eine sehr schnelle und effiziente Durchmischung der Reaktanden, wodurch lokale Konzentrationsunterschiede vermieden werden. Durch beide Effekte werden sehr homogene Reaktionsbedingungen gewährleistet, was bei vielen Reaktionen zur Verbesserung der Selektivität und Ausbeute führen kann.By The special construction will be the advantages of a flow tube (size Heat exchange surface, close Residence time distribution) with those of a continuously operated stirred tank (intensive mixing, universally applicable) combined. By the small diameter of the reaction column is one compared to usual continuous stirred kettles very big relationship from surface (Wall) given to volume, resulting in a correspondingly effective heat exchange allows. In conjunction with the precooling The reactants are therefore also strongly exothermic reactions below Avoid local warming (Hot spots) feasible. The small volume requires in combination with a suitable stirrer very fast and efficient mixing of the reactants, thereby local concentration differences are avoided. Through both Effects are ensured very homogeneous reaction conditions, what in many reactions to improve the selectivity and yield to lead can.

Eine Kaskade von unendlich vielen idealen kontinuierlichen Rührkesseln entspricht der Verweilzeitverteilung eines idealen Strömungsrohres (Kolbenströmung, keine Rückvermischung). Die Verweilzeitverteilung eines realen Strömungsrohres bei geringen Durchsätzen (laminare Strömung, parabolisches Strömungsprofil) kann schon mit einer relativ kleinen Anzahl von Rührkesseln erreicht werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Realisierung einer großen Anzahl von Stufen durch das Hintereinanderschalten von mehreren Säulenreaktoren. So kann z. B. durch Verknüpfung von 5 Säulen mit je 10 Reaktionskammern eine Kaskade von 50 Rührkesseln realisiert werden. Die Verweilzeitverteilung einer solchen Anordnung entspricht der einer Kapillare von wenigen Millimetern Durchmesser. Damit wird die Erfindung auch chemischen Reaktionen gerecht, bei denen eine möglichst einheitliche Reaktionszeit für alle Volumenelemente qualitätsrelevant ist.A Cascade of infinitely many ideal continuous stirred tanks corresponds to the residence time distribution of an ideal flow tube (Plug flow, no backmixing). The residence time distribution of a real flow tube at low flow rates (laminar Flow, parabolic flow profile) Already with a relatively small number of stirred kettles be achieved. The present invention enables the realization of a huge Number of stages by the series connection of several Column reactors. So z. B. by linking of 5 columns each with 10 reaction chambers a cascade of 50 stirred tanks can be realized. The residence time distribution of such an arrangement corresponds to a capillary of a few millimeters in diameter. This will be The invention also meets chemical reactions in which a preferably uniform reaction time for everyone Volume elements relevant to quality is.

Schließlich enthält der beschriebenen Reaktortyp im Verhältnis zum möglichen Durchsatz nur ein sehr kleines stationäres Volumen, was einen Sicherheitsaspekt bei der Verwendung von hochreaktiven oder toxischen Chemikalien darstellt. Hier ist auch zu erwähnen, dass der Reaktor im Gegensatz zu herkömmlichen Rührkesseln ein praktisch geschlossenes System darstellt, wodurch nach Beendigung des Füllvorgangs im des kontinuierlichen Betrieb auf eine Schutzatmosphäre verzichtet werden kann.Finally, the described contains Reactor type in proportion to the possible Throughput only a very small stationary volume, which is a security aspect when using highly reactive or toxic chemicals represents. Here is also to mention that the reactor, in contrast to conventional stirred tanks a practically closed System, whereby after completion of the filling process in the continuous Operation on a protective atmosphere can be waived.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen:Description of exemplary embodiments:

Der Säulenreaktor besteht aus einem Doppelmantelrohr (1, 1), wobei im inneren Rohr die chemische Reaktion abläuft und zwischen den beiden Rohren das Wärmeträgermedium (2) zur Reaktionstemperierung strömt. Um das äußere Rohr befindet sich eine thermische Isolierung (3). Alternativ dazu ist auch eine einwandige Ausführung denkbar, wobei das Rohr in eine temperierte und nach außen isolierte Halterung gestellt wird. Das Gestell kann mit 1-10 Bohrungen versehen sein, in die einzelnen Säulen eingebracht werden. Die Temperierung kann durch einen in dem Halteblock zirkulierenden Wärmeträger oder, wenn nur geheizt werden soll, durch eine elektrische Beheizung erfolgen. Als maximaler Temperaturbereich sind –80 bis 250°C vorgesehen, wobei die niedrigen Temperaturen vorzugsweise mit Ethanol als Medium und die hohen Temperaturen mit speziellen synthetischen Wärmeträgern (z. B. Silikonölen) realisiert werden.The column reactor consists of a double-walled tube ( 1 . 1 ), wherein in the inner tube, the chemical reaction takes place and between the two tubes, the heat transfer medium ( 2 ) flows to the reaction temperature. Around the outer tube is a thermal insulation ( 3 ). Alternatively, a single-walled design is conceivable, wherein the tube is placed in a tempered and outwardly insulated holder. The frame can be provided with 1-10 holes, are introduced into the individual columns. The temperature control can be effected by an in the holding block circulating heat transfer medium or, if only to be heated, by an electric heating. The maximum temperature range is -80 to 250 ° C, the low temperatures preferably being realized with ethanol as medium and the high temperatures with special synthetic heat carriers (eg silicone oils).

Der untere Teil des inneren Rohres besteht aus einer Vortemperierzone (4), in der die Reaktanden durch Spiralen (5), z. B. aus Edelstahl oder PTFE, auf dem Weg zu den Eingängen in die Reaktionszone auf die eingestellte Reaktionstemperatur gebracht werden.The lower part of the inner tube consists of a pre-tempering zone ( 4 ), in which the reactants by spirals ( 5 ), z. Stainless steel or PTFE, on the way to the entrances to the Reacti onszone be brought to the set reaction temperature.

Der untere Boden (6) hat 2-4 Eingänge, durch die 2-4 Reaktanden mittels Pumpen in die Säule gefördert werden können.The lower floor ( 6 ) has 2-4 inputs through which 2-4 reactants can be pumped into the column.

Im mittleren Teil folgen mehrere (ca. 5-15) aufeinander aufbauende Reaktionskammern (7), die durch Zwischenböden (8) voneinander getrennt sind. Jede Kammer stellt für sich einen kontinuierlichen Rührkessel dar. Eine Rückvermischung nach unten wird durch die nach oben gerichtete Strömung verhindert. Jede Kammer enthält einen mechanischen Rührer (9), der von einer gemeinsamen durchgehenden Welle (10) angetrieben wird. Die Rührwelle dreht sich in gekapselten Lagern (11), die in die Zwischenplatten eingelassen sind. Weiterhin enthält jede Kammer ein oder mehrere Bohrungen (12) in der oberen Begrenzungsplatte, durch die die Flüssigkeit bzw. das Gas zur nächsten Kammer strömen kann. Es ist denkbar, die Größe der Öffnungen zu variieren, z. B. mittels einer Art Nadelventilen (12a, 3), die über eine gemeinsame Verbindung (12b) betätigt werden. Dadurch die Strömungsgeschwindigkeit in die folgende Kammer eingestellt werden kann.In the middle part follow several (about 5-15) consecutive reaction chambers ( 7 ) through intermediate floors ( 8th ) are separated from each other. Each chamber constitutes a continuous stirred tank. Backflow down is prevented by upward flow. Each chamber contains a mechanical stirrer ( 9 ) of a common continuous wave ( 10 ) is driven. The stirrer shaft rotates in encapsulated bearings ( 11 ), which are embedded in the intermediate plates. Furthermore, each chamber contains one or more holes ( 12 ) in the upper restriction plate through which the liquid or gas can flow to the next chamber. It is conceivable to vary the size of the openings, z. B. by means of a kind of needle valves ( 12a . 3 ), which have a common connection ( 12b ). This allows the flow rate in the following chamber can be adjusted.

Alternativ hierzu kann die Strömung in die obere Kammer auch durch einen Spalt (12c) zwischen Rührwelle und Zwischenplatte geleitet werden.Alternatively, the flow into the upper chamber may also be through a gap ( 12c ) between stirrer shaft and intermediate plate.

Weiterhin kann die Flüssigkeit auch über außerhalb des Reaktionsraumes angebrachte Leitungen (12d) in die darüberliegende Kammer eintreten.Furthermore, the liquid can also be applied via lines (outside the reaction space) ( 12d ) enter the overlying chamber.

Die Reaktionsmischung tritt an der Deckelplatte der obersten Kammer (13) aus und kann von hier aus über ein Dreiwegeventil (14) entweder direkt entnommen oder in die unterste Kammer des folgenden Säulenreaktors geleitet werden. Hierzu erfolgt die Leitungsführung innerhalb des temperierten Bereichs, um ein Aufheizen oder Abkühlen vor dem Eintritt in den nächsten Reaktor zu vermeiden.The reaction mixture occurs at the top plate of the uppermost chamber ( 13 ) and can from here via a three-way valve ( 14 ) are either taken directly or passed into the bottom chamber of the following column reactor. For this purpose, the wiring is carried out within the temperature range in order to avoid heating or cooling before entering the next reactor.

Optional kann sich über der obersten Kammer ein Rückflusskühler befinden, um während des Betriebes verdampftes Lösungsmittel zu kondensieren. Vorzugsweise sollen die Reaktionen jedoch unterhalb der Siedetemperaturen der verwendeten Lösungsmittel durchgeführt werden. Den oberen Abschluß jedes Säulenreaktors bildet ein elektrisch betriebener Motor (15), der die Rührwelle antreibt. Die Verbindung zur Rührwelle kann über eine mechanische oder eine Magnetkupplung hergestellt werden.Optionally, a reflux condenser may be located above the uppermost chamber to condense vaporized solvent during operation. Preferably, however, the reactions should be carried out below the boiling temperatures of the solvents used. The upper end of each column reactor is an electrically driven motor ( 15 ), which drives the stirrer shaft. The connection to the stirrer shaft can be made via a mechanical or a magnetic coupling.

Jeder Säulenreaktor kann auf der obersten Deckelplatte mit einem Steigrohr (16) zur Ableitung von nicht absorbierten Gasen bei Gas/Flüssig-Reaktionen versehen werden. Weiterhin kann dort auch ein Überströmventil als Sicherheitseinrichtung angebracht sein, um einen plötzlichen Druckaufbau zu verhindern.Each column reactor can be mounted on the top cover plate with a standpipe ( 16 ) are provided for the discharge of unabsorbed gases in gas / liquid reactions. Furthermore, there may also be attached an overflow valve as a safety device to prevent a sudden pressure build-up.

Zur Reinigung des Reaktors sollte dieser entweder zerlegt werden können oder die Rührwelle sollte mitsamt den Zwischenböden herausnehmbar sein.to Purification of the reactor should either be disassembled or the stirrer shaft should together with the intermediate floors be removable.

Im ersten Fall wäre ein segmentartiger Aufbau des inneren Rohres aus Rohrstücken vorzusehen, die mit Innengewinde versehen sind und über Zwischenböden mit Außengewinde miteinander verschraubt werden können.in the first case would be to provide a segmental structure of the inner tube of pipe sections, which are provided with internal thread and over shelves with external thread can be screwed together.

Ein anderer Aufbau sieht ein leicht konisches, sich nach unten verjüngendes Rohr vor, in das die Rührwelle nebst Zwischenböden (mit unterschiedlichen Durchmessern versehen) gesteckt wird und bei Bedarf nach oben herausgezogen werden kann. Die Abdichtung der Kammern gegeneinander erfolgt zwischen der Rohrwandung und den mit einem Dichtkranz versehenen Zwischenböden durch Pressdruck von oben.One another structure sees a slightly conical, tapering down Pipe before, in which the stirrer shaft together with shelves (provided with different diameters) is inserted and can be pulled upwards if necessary. The sealing of the Chambers against each other takes place between the pipe wall and the with a sealing ring provided intermediate floors by pressing pressure from above.

Der modulare Aufbau von 1-10 Säulen ermöglicht eine flexible Nutzung, z. B.:

  • 1. Im stationären Zustand können bei einer einstufigen Reaktion nach jeder Säule Proben entnommen werden, die Aufschluß über die erforderliche Gesamtverweilzeit bzw. benötigten Reaktoreinheiten (Verweilzeitverteilung) geben
  • 2. In der zweiten Säule kann ein dritter Reaktand (zweistufige Reaktionen), in der dritten Säule ein vierter Reaktionspartner usw. zu der Mischung dosiert werden, so dass mehrstufige Reaktionen ermöglicht werden. Hierbei ist es sinnvoll, wenn die einzelnen Reaktionsstufen unabhängig voneinander temperiert werden können.
  • 3. Nach jeder Säule kann ein Reaktand nachdosiert werden, wenn es aus Gründen der Prozessführurug sinnvoll ist. Gleiches gilt für z. B. das Einleiten von Gasen.
The modular design of 1-10 columns allows flexible use, eg. B .:
  • 1. In the steady state samples can be taken in a one-step reaction after each column, giving information about the required total residence time or required reactor units (residence time)
  • 2. In the second column, a third reactant (two-stage reactions), in the third column a fourth reactant, etc., can be added to the mixture to allow multi-stage reactions. It is useful if the individual reaction stages can be tempered independently.
  • 3. After each column, a reactant can be topped up if it makes sense for reasons of litigation. The same applies to z. B. the introduction of gases.

Material:Material:

Die von Chemikalien berührten Teile des Reaktors bestehen aus Werkstoffen mit hoher chemischer Beständigkeit. Von metallischen Werkstoffen sind Edelstahl, Hastelloy oder Titan bevorzugt. Außerdem ist die Fertigung eines Reaktors aus Glas oder Kunststoff, vorzugsweise PTFE, PFA oder PEEK denkbar. Weiterhin kann eine Kombination von mehreren Materialien, z. B. teflonbeschichteter Stahl, eingesetzt werden. Als Material für Dichtungen sind PTFE und KalrezTM geeignet.The parts of the reactor that are affected by chemicals are made of materials with high chemical resistance. Of metallic materials, stainless steel, Hastelloy or titanium are preferred. In addition, the production of a reactor made of glass or plastic, preferably PTFE, PFA or PEEK is conceivable. Furthermore, a combination of several materials, for. B. Teflon-coated steel used. PTFE and Kalrez TM are suitable as sealant material.

Peripherie:peripherals:

Der Säulenreaktor bildet in Verbindung mit Peripheriegeräten ein integriertes Reaktionssystem. Dieses besteht aus mindestens 2 Pumpen für den ersten Säulenreaktor, z. B. Kolbenpumpen oder Zahnradpumpen, die eine exakte Dosierung der Reaktanden ermöglichen. Für den Betrieb als mehrstufiges System ist für jedes weitere zugeführtes Edukt eine zusätzliche Pumpe vorzusehen.The column reactor forms in conjunction with Peripherals an integrated reaction system. This consists of at least 2 pumps for the first column reactor, eg. As piston pumps or gear pumps, which allow an exact dosage of the reactants. For operation as a multi-stage system, an additional pump must be provided for each additional feedstock fed.

In den Leitungen der zugeführten Ausgangsmaterialien bzw. im Reaktionsraum selbst können sich Drucksensoren befinden, die mit einer Druckabschaltung, die auf die Pumpen wirkt, als Sicherheitseinrichtung gekoppelt sein können. Weiterhin können sich Temperatursensoren sowohl im Reaktionsraum selbst als auch im Wärmeträgerkreislauf befinden.In the lines of the supplied Starting materials or in the reaction space itself can Pressure sensors are located, with a pressure cutoff on the pumps acts as a safety device can be coupled. Farther can Temperature sensors both in the reaction chamber itself and in the heat transfer circuit are located.

Außerdem können sich in den Zuleitungen der Reaktanden Flowmeter zur kontinuierlichen Flussüberwachungen bzw. in Kombination mit Regelventilen zur Regelung der Flüsse befinden.In addition, you can in the supply lines of the reactants Flowmeter for continuous flow monitoring or in combination with control valves for regulating the flows.

In den Leitungen der Ein- und Ausgänge des Reaktors können sich Mehrwegeventile befinden, die z. B. das Umschalten von Reaktand auf Lösungsmittel u. u. oder die Weiterschaltung zur nächsten Reaktorsäule bzw. zur Probenentnahme ermöglichen. Diese Ventile können sowohl mechanisch als auch elektromagnetisch betätigt werden.In the lines of the inputs and outputs of the reactor There are multi-way valves, the z. B. the switching of reactant on solvent u. u. or the transfer to the next reactor column or allow for sampling. These valves can be actuated both mechanically and electromagnetically.

In den Leitungen am Reaktorausgang können sich Durchfußmesszellen befinden, die mit einer geeigneten in line Analytik (z. B. IR-, Raman-, UV-Spektroskopie gekoppelt sind)In The lines at the reactor outlet can be Durchfußmesszellen with suitable in-line analysis (eg IR-, Raman, UV spectroscopy are coupled)

Steuerung:Control:

Das Reaktionssystem kann entweder manuell über die Temperaturvorgabe am Thermostaten und Eingabe der Flussraten an den Pumpen oder über eine geeignete Kombination von Hard- und Software gesteuert werden. Diese soll neben der Einstellung der Flussraten, der Temperaturen und des zulässigen Maximaldrucks die Visualisierung und Aufzeichnung sämtlicher Messdaten ermöglichen. Außerdem sollen im Falle der Verwendung von elektromagnetischen Ventilen diese per Software betätigt werden können.The Reaction system can either manually via the temperature setting on Thermostats and entering the flow rates at the pumps or over one suitable combination of hardware and Software controlled. This should be in addition to the setting of Flow rates, temperatures and maximum allowable pressure visualization and recording all Enable measured data. Furthermore should in the case of the use of electromagnetic valves These are operated by software can.

Claims (45)

Vorrichtung zur Durchführung kontinuierlicher chemischer Synthesen vom Labor- bis in den Pilotmaßstab dadurch gekennzeichnet, dass senkrecht übereinander angeordnete Reaktionskammern (7, 1) einen von unten nach oben durchströmten Säulenreaktor bilden, wobei jede Kammer für sich einen kontinuierlich betriebenen Rührkessel darstellt.Device for carrying out continuous chemical syntheses from the laboratory to the pilot scale, characterized in that reaction chambers arranged vertically one above the other ( 7 . 1 ) form a bottom-flow column reactor, each chamber being a continuously operated stirred tank. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Reaktionskammern seitlich von der Wandung des Reaktionsrohres (1) gebildet werden und nach oben und unten von Abschluß- (6, 13) bzw. Zwischenböden (8) begegrenzt werdenApparatus according to claim 1, characterized in that the individual reaction chambers laterally from the wall of the reaction tube ( 1 ) and up and down of closing ( 6 . 13 ) or intermediate floors ( 8th ) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr (1) einen inneren Durchmesser von 10–250 mm aufweistDevice according to claim 2, characterized in that the inner tube ( 1 ) has an inner diameter of 10-250 mm Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Kammer (7) das 0,5 bis 3-fache des Rohrinnendurchmessers beträgtDevice according to claim 2, characterized in that the height of the chamber ( 7 ) is 0.5 to 3 times the inner tube diameter Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 25 Kammern senkrecht übereinander angeordnet sind (2)Apparatus according to claim 1, characterized in that up to 25 chambers are arranged vertically above one another ( 2 ) Vorrichtung nach Anspruch 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Brutto-Volumen eines Säulenreaktors in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser, der Kammerhöhe und -anzahl ca. 10 ml bis 100 1 beträgt (Labor- bis Pilotmaßstab)Device according to claims 3, 4 and 5, characterized in that that the gross volume of a column reactor dependent on from the pipe diameter, the chamber height and number is about 10 ml to 100 1 (laboratory to pilot scale) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus Edelstahl gefertigt istDevice according to claim 2, characterized in that the tube ( 1 ) is made of stainless steel Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus Hastelloy gefertigt istDevice according to claim 2, characterized in that the tube ( 1 ) is made of Hastelloy Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus Titan gefertigt istDevice according to claim 2, characterized in that the tube ( 1 ) is made of titanium Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus Glas gefertigt istDevice according to claim 2, characterized in that the tube ( 1 ) is made of glass Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus PTFE gefertigt istDevice according to claim 1, characterized in that the tube ( 1 ) is made of PTFE Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus PEEK gefertigt istDevice according to claim 1, characterized in that the tube ( 1 ) is made of PEEK Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) aus einem geeigneten Metall mit PTFE-Beschichtung gefertigt istDevice according to claim 1, characterized in that the tube ( 1 ) is made of a suitable metal with PTFE coating Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Boden der untersten Kammer (6) 2-4 Eingänge für Reaktanden aufweistApparatus according to claim 2, characterized in that the lower bottom of the lowest chamber ( 6 ) Has 2-4 inputs for reactants Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Boden der obersten Kammer (13) einen Ausgang für das Reaktionsgemisch besitzt, der mit einem Dreiwegeventil (14) verbunden ist, wodurch zwischen Produktentnahme und Weiterleitung zum nächsten Säulenreaktor umgeschaltet werden kann.Device according to claim 2, characterized in that the upper floor of the uppermost chamber ( 13 ) has an exit for the reaction mixture, which is provided with a three-way valve ( 14 ), whereby between product removal and forwarding to the next column reactor vice can be switched. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem obersten Boden ein Steigrohr (16) als Druckausgleich angebracht istApparatus according to claim 2, characterized in that on the uppermost bottom of a riser ( 16 ) is attached as pressure equalization Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem obersten Boden ein Sicherheitsventil angebracht istDevice according to claim 2, characterized in that that a safety valve is mounted on the top floor Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kammerinhalt durch einen mechanischen Rührer (9, 10) durchmischt wirdApparatus according to claim 1, characterized in that the chamber contents by a mechanical stirrer ( 9 . 10 ) is mixed Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührblätter (9) von einer gemeinsamen Welle (10) angetrieben werdenApparatus according to claim 18, characterized in that the stirring blades ( 9 ) of a common wave ( 10 ) are driven Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Welle in gekapselten Lagern (11) dreht, die in Zwischenböden eingelassenen sind.Apparatus according to claim 19, characterized in that the shaft in encapsulated bearings ( 11 ), which are recessed in false floors. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitung des Reaktionsgemisches in die darüberliegende Kammer durch in der oberen Platte eingebrachte Öffnungen (12) stattfindetApparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the forwarding of the reaction mixture in the overlying chamber by introduced in the upper plate openings ( 12 ) takes place Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt der Bohrungen (12) variieren lässt (12a, b, 3)Apparatus according to claim 21, characterized in that the cross section of the bores ( 12 ) varies ( 12a , b, 3 ) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitung des Reaktionsgemisches in die darüberliegende Kammer durch Spalte (12c) zwischen Rührwelle und Zwischenplatte stattfindetApparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the forwarding of the reaction mixture in the overlying chamber by column ( 12c ) takes place between stirrer shaft and intermediate plate Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Weiterleitung des Reaktionsgemisches in die darüberliegende Kammer durch ein außerhalb des inneren Rohres verlaufende Kapillare stattfindet (12d)Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the forwarding of the reaction mixture in the overlying chamber by a running outside of the inner tube capillary takes place ( 12d ) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innere Rohr (1) in einzelne Segmente unterteilt ist und mit den Zwischenböden als Verbindungsteilen zusammengeschraubt wirdDevice according to claim 2, characterized in that inner tube ( 1 ) is divided into individual segments and is screwed together with the shelves as connecting parts Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr (1) aus durchgehend gefertigt istDevice according to claim 2, characterized in that the inner tube ( 1 ) is made of continuous Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich das innere Rohr nach unten verjüngt und die Zwischenböden einen dem Rohrdurchmesser angepassten Durchmesser haben und mit Dichtungen versehen sind, so dass die Welle mitsamt den Rührblättern und Zwischenböden reversibel und selbstdichtend in das Rohr eingepresst werden kannDevice according to claim 26, characterized in that that the inner tube tapers down and the intermediate floors a diameter adapted to the pipe diameter and with gaskets are provided so that the shaft reversible together with the stirring blades and shelves and self-sealing can be pressed into the pipe Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Rohr von einem äußeren Rohr umgeben ist, so dass durch den sich bildenden Spalt ein Wärmeträgermedium (2) zur Temperierung des inneren Rohres geleitet werden kannApparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the inner tube is surrounded by an outer tube, so that through the forming gap, a heat transfer medium ( 2 ) can be passed to the temperature of the inner tube Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktionsrohr elektrisch beheizt wirdDevice according to claims 1 and 2, characterized in that that the reaction tube is electrically heated Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich bis zu 10 Rohre in eine Halterung stellen lassen, die eine fluidische Verbindung der einzelnen Reaktoren untereinander erlaubt.Device according to claims 1 and 2, characterized in that that can put up to 10 tubes in a holder, the a fluidic connection of the individual reactors with each other allowed. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung durch ein Wärmeträgermedium temperiert wirdDevice according to claim 30, characterized in that that the holder by a heat transfer medium is tempered Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung elektrisch beheizt wirdDevice according to claim 30, characterized in that that the holder is electrically heated Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unterste Teil des Rohres als Vortemperierzone (4) ausgeführt ist, in der die Reaktanden vor Eintritt in den Reaktor durch Kapillaren (5) gepumpt werden, die sich im Temperiermedium befinden und dabei auf Reaktionstemperatur gebracht werdenApparatus according to claim 1, characterized in that the lowermost part of the tube as Vorstemperierzone ( 4 ) is carried out in which the reactants before entering the reactor by capillaries ( 5 ) are pumped, which are located in the temperature control and thereby brought to reaction temperature Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden in einen Säulenreaktor eintretenden Reaktanden eine Pumpe fluidisch mit den Eingängen verbunden istDevice according to claim 1, characterized in that that for each entering a column reactor Reactants a pump is fluidly connected to the inputs Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Säulenreaktor Sensoren und Aktoren aufweist istDevice according to claim 1, characterized in that that every column reactor Has sensors and actuators Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Säulenreaktoren Temperatur- und Drucksensoren in den Zuleitungen von Temperiermedium bzw. Reaktanden aufweisenDevice according to claim 35, characterized in that that the column reactors Temperature and pressure sensors in the supply lines of temperature control medium or reactants Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass im Säuleninneren Temperatur- und Drucksensoren vorhanden sindDevice according to claim 35, characterized in that that in the pillar interior Temperature and pressure sensors are available Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoren mit einer Druckabschaltung verknüpft sind, die auf die Pumpen wirktDevice according to claim 35, characterized in that that the pressure sensors are linked to a pressure shut-off, which acts on the pumps Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass sich vor den Eingängen für die Reaktanden mechanische Dreiwegeventile befindenDevice according to claim 35, characterized in that that in front of the entrances for the reactants mechanical three-way valves are located Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass sich vor den Eingängen für die Reaktanden elektromagnetische Dreiwegeventile befindenDevice according to claim 35, characterized in that that in front of the entrances for the reactants electromagnetic three-way valves are located Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass sich in den Zuleitungen für die Reaktanden Durchflusssensoren befindenDevice according to claim 35, characterized in that that is in the supply lines for the reactants flow sensors are located Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass sich in den Zuleitungen für die Reaktanden Durchflussregler befindenDevice according to claim 35, characterized in that that is in the supply lines for the reactants flow regulator are located Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Säulenreaktor über eine Steuerung (Hard- und Software) geregelt wird, die folgende Eingaben ermöglicht: – Temperaturvorgabe und -Regelung – Vorgabe der Flussraten – Anzeige und Speicherung der Messdaten für Temperatur und Druck sowie der eingegebenen ParameterDevice according to claim 1, characterized in that that the column reactor via a controller (Hardware and software), which makes the following entries possible: - Temperature specification and regulation - Specification the flow rates - Display and storage of the measured data for Temperature and pressure as well as the entered parameters Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung weitere Funktionen aufweist – Eingabe des zulässigen Maximaldrucks – Ansteuerung der elektromagnetischen Ventile – Anzeige und Regelung der FlussratenDevice according to claim 43, characterized in that that the controller has additional functions - Input the permissible maximum pressure - Control the electromagnetic valves - Display and regulation of flow rates Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Reaktors eine geeignete in line Analytik (z. B. UV-, IR- oder Raman-Spektroskopie) eingekoppelt ist.Device according to claim 1, characterized in that that at the outlet of the reactor, a suitable in-line analysis (z. B. UV, IR or Raman spectroscopy) is coupled.
DE102004003925A 2004-01-27 2004-01-27 Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions Withdrawn DE102004003925A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004003925A DE102004003925A1 (en) 2004-01-27 2004-01-27 Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004003925A DE102004003925A1 (en) 2004-01-27 2004-01-27 Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004003925A1 true DE102004003925A1 (en) 2005-08-11

Family

ID=34745138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004003925A Withdrawn DE102004003925A1 (en) 2004-01-27 2004-01-27 Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004003925A1 (en)

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008003154A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Etruria Indústria De Fibras E Fios Sintéticos Ltda. A process and a reactor for the production of biodiesel
EP1889659A1 (en) * 2006-08-17 2008-02-20 Petroleo Brasileiro S.A. - PETROBAS Convertible batch/continuous reactor and use of the same
WO2010146449A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Orchid Chemicals And Pharmaceuticals Limited An improved process for the preparation of imipenam
DE102009045636A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-14 Henkel Ag & Co. Kgaa Method for carrying out sequential reactions using an inductively heated heating medium
CN104984715A (en) * 2015-07-29 2015-10-21 江苏建亚树脂科技有限公司 Steam-heating heat-conduction oil cyclic heating reaction kettle for producing resin
WO2015193214A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-23 Bayer Technology Services Gmbh Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom
CN105381777A (en) * 2015-12-17 2016-03-09 常熟市水处理助剂厂有限公司 Corrosion inhibition scale inhibitor preparation reactor
CN107970857A (en) * 2018-01-15 2018-05-01 杨大鹏 A kind of powdered fireproof coating multistage hybrid system
CN108014715A (en) * 2018-01-15 2018-05-11 杨大鹏 A kind of powdered fireproof coating drying process processing system
CN108786577A (en) * 2018-06-29 2018-11-13 合肥静美图文科技有限公司 A kind of paint heating stirring equipment for building
CN112138619A (en) * 2019-06-27 2020-12-29 天津联力化工有限公司 Reactor
CN112495205A (en) * 2020-12-22 2021-03-16 山东滨农科技有限公司 Shearing emulsification device of production pesticide milk oil convenient to maintain
DE102019218404A1 (en) * 2019-11-27 2021-05-27 Smartdyelivery Gmbh Reactor for the production of a formulation
CN113578236A (en) * 2021-08-06 2021-11-02 扬州天启新材料股份有限公司 Efficient and safe cyanate ester polymerization equipment and polymerization process
US11344859B2 (en) 2019-11-27 2022-05-31 Smartdyelivery Gmbh Reactor for the preparation of a formulation
WO2023099530A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Microcaps Ag Capsule gelation device and method for gelling capsules
EP3134201B1 (en) * 2014-04-22 2024-03-13 Suzhou Skywell Healthcare Information Co., Ltd. Multistage mixing reactor with reduced backmixing
EP4406642A1 (en) 2023-01-26 2024-07-31 Karlsruher Institut für Technologie Method for continuous cluster and nanoparticle synthesis
CN118416813A (en) * 2024-07-02 2024-08-02 四川大学 Active microreactor and method for high-efficiency dispersion and mass transfer of large phase ratio gas/liquid or liquid/liquid
CN120037839A (en) * 2025-02-24 2025-05-27 山东金特安全科技有限公司 Gas-liquid two-phase continuous flow type reactor and liquid level control method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE855101C (en) * 1944-04-23 1952-11-10 Dynamit Nobel Ag Reaction vessel for longer continuous reactions
DE2330716A1 (en) * 1973-01-12 1974-08-01 Bitterfeld Chemie Equipment for continuous liquid phase reactions - separate compartments in horizontal reactor with axial stirrer shaft carrying required agitators
DE3020561A1 (en) * 1979-06-15 1980-12-18 Kuehni Ag Allschwill FABRIC EXCHANGE DEVICE, ESPECIALLY FOR EXTRACTION
DE3213628A1 (en) * 1981-04-16 1982-12-09 Phillips Petroleum Co., 74004 Bartlesville, Okla. MULTI-STAGE STIRRED CONTACT DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING ARYLENE SULFIDE POLYMERS USING THEIR USE
JPS59196733A (en) * 1983-04-22 1984-11-08 Japan Synthetic Rubber Co Ltd reactor
WO2004026942A1 (en) * 2002-09-23 2004-04-01 General Electric Company Continuous manufacture of silicone copolymers via multi-stage blade-mixed plug flow tubular reactor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE855101C (en) * 1944-04-23 1952-11-10 Dynamit Nobel Ag Reaction vessel for longer continuous reactions
DE2330716A1 (en) * 1973-01-12 1974-08-01 Bitterfeld Chemie Equipment for continuous liquid phase reactions - separate compartments in horizontal reactor with axial stirrer shaft carrying required agitators
DE3020561A1 (en) * 1979-06-15 1980-12-18 Kuehni Ag Allschwill FABRIC EXCHANGE DEVICE, ESPECIALLY FOR EXTRACTION
DE3213628A1 (en) * 1981-04-16 1982-12-09 Phillips Petroleum Co., 74004 Bartlesville, Okla. MULTI-STAGE STIRRED CONTACT DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING ARYLENE SULFIDE POLYMERS USING THEIR USE
JPS59196733A (en) * 1983-04-22 1984-11-08 Japan Synthetic Rubber Co Ltd reactor
WO2004026942A1 (en) * 2002-09-23 2004-04-01 General Electric Company Continuous manufacture of silicone copolymers via multi-stage blade-mixed plug flow tubular reactor

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008003154A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Etruria Indústria De Fibras E Fios Sintéticos Ltda. A process and a reactor for the production of biodiesel
EP1889659A1 (en) * 2006-08-17 2008-02-20 Petroleo Brasileiro S.A. - PETROBAS Convertible batch/continuous reactor and use of the same
WO2010146449A1 (en) * 2009-06-18 2010-12-23 Orchid Chemicals And Pharmaceuticals Limited An improved process for the preparation of imipenam
DE102009045636A1 (en) * 2009-10-13 2011-04-14 Henkel Ag & Co. Kgaa Method for carrying out sequential reactions using an inductively heated heating medium
EP3134201B1 (en) * 2014-04-22 2024-03-13 Suzhou Skywell Healthcare Information Co., Ltd. Multistage mixing reactor with reduced backmixing
US10189004B2 (en) 2014-06-16 2019-01-29 Bayer Aktiengesellschaft Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom
US11033874B2 (en) 2014-06-16 2021-06-15 Bayer Aktiengesellschaft Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom
WO2015193214A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-23 Bayer Technology Services Gmbh Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom
EA034187B1 (en) * 2014-06-16 2020-01-15 Байер Акциенгезельшафт Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom
CN104984715A (en) * 2015-07-29 2015-10-21 江苏建亚树脂科技有限公司 Steam-heating heat-conduction oil cyclic heating reaction kettle for producing resin
CN105381777A (en) * 2015-12-17 2016-03-09 常熟市水处理助剂厂有限公司 Corrosion inhibition scale inhibitor preparation reactor
CN108014715A (en) * 2018-01-15 2018-05-11 杨大鹏 A kind of powdered fireproof coating drying process processing system
CN107970857A (en) * 2018-01-15 2018-05-01 杨大鹏 A kind of powdered fireproof coating multistage hybrid system
CN107970857B (en) * 2018-01-15 2021-02-26 清远道顿新材料有限公司 Multistage hybrid system of powdery fire retardant coating
CN108014715B (en) * 2018-01-15 2021-06-25 李美娇 A powder fireproof coating drying process processing system
CN108786577A (en) * 2018-06-29 2018-11-13 合肥静美图文科技有限公司 A kind of paint heating stirring equipment for building
CN112138619A (en) * 2019-06-27 2020-12-29 天津联力化工有限公司 Reactor
DE102019218404A1 (en) * 2019-11-27 2021-05-27 Smartdyelivery Gmbh Reactor for the production of a formulation
US11344859B2 (en) 2019-11-27 2022-05-31 Smartdyelivery Gmbh Reactor for the preparation of a formulation
CN112495205A (en) * 2020-12-22 2021-03-16 山东滨农科技有限公司 Shearing emulsification device of production pesticide milk oil convenient to maintain
CN113578236A (en) * 2021-08-06 2021-11-02 扬州天启新材料股份有限公司 Efficient and safe cyanate ester polymerization equipment and polymerization process
WO2023099530A1 (en) * 2021-12-02 2023-06-08 Microcaps Ag Capsule gelation device and method for gelling capsules
EP4406642A1 (en) 2023-01-26 2024-07-31 Karlsruher Institut für Technologie Method for continuous cluster and nanoparticle synthesis
DE102023101927A1 (en) * 2023-01-26 2024-08-01 Karlsruher Institut für Technologie, Körperschaft des öffentlichen Rechts Process for continuous cluster and nanoparticle synthesis
CN118416813A (en) * 2024-07-02 2024-08-02 四川大学 Active microreactor and method for high-efficiency dispersion and mass transfer of large phase ratio gas/liquid or liquid/liquid
CN120037839A (en) * 2025-02-24 2025-05-27 山东金特安全科技有限公司 Gas-liquid two-phase continuous flow type reactor and liquid level control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004003925A1 (en) Continuous flow column reactor for laboratory use has multiple, agitated compartments and can handle solids or gas dispersions
Bennett et al. Role of continuous flow processes in green manufacturing of pharmaceuticals and specialty chemicals
Baxendale et al. Achieving continuous manufacturing: technologies and approaches for synthesis, workup, and isolation of drug substance. May 20–21, 2014 Continuous Manufacturing Symposium
WO2015162091A1 (en) Multi-stage stirred reactor having reduced back mixing
EP3154674B1 (en) Reaction chamber for a chemical reactor, and chemical reactor constructed therefrom
DE69527613T2 (en) Microreactor for a modular system
EP2403633B1 (en) Coaxial compact static mixer and use thereof
DE10361003B3 (en) Apparatus and method for pressure and flow control in parallel reactors
EP1256378A2 (en) Device and method for parallel conducting of experiments
EP2184103A1 (en) Modular reactor
DE69833620T2 (en) Apparatus for use in multiple simultansynthesis of general compounds
DE19541265A1 (en) Process for the preparation of dispersions and for carrying out chemical reactions with a disperse phase
DE10233506A1 (en) Mixer / heat exchanger
EP1387720B1 (en) Reactor for gas/liquid or gas/liquid/solid reactions
EP2046493B1 (en) Device and method for handling multi-component mixture
DE102005055866A1 (en) Process for the preparation of aryl-aryl coupled compounds
DE2157736B2 (en) Device for the continuous contacting of liquids with gases or of liquids in the presence of gases or of liquids with solids in the presence of gases or of liquids with gases and finely divided solids in cocurrent
DE10304855A1 (en) Device and method for the simultaneous agitation of reaction mixtures
EP1126918B1 (en) Vacuum centrifuge or reaction chamber
DE69805383T2 (en) Reactor for three-phase chemical reactions
EP1309397B1 (en) Microreactor device for solid-phase supported synthesis and microreactor system comprising individual microreactor devices
JP2004105962A (en) Apparatus and method for operating microreactor at high pressure
DE69706894T2 (en) Process and device for the continuous implementation of hydrothermal synthesis
DE3429355A1 (en) Method and apparatus for carrying out technological process steps in gas-liquid systems (G-L systems)
Minnich et al. Bridging the gap: A nested-pipe reactor for slow reactions in continuous flow chemical synthesis

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee