本发明涉及微流体反应，尤其是涉及一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统。
背景技术：
1、近年来，随着化工安全的重要性显著提升，微反应器的应用也得到了进一步的推广。微反应器是一种将微结构的内在优势应用到化学反应过程的设备或器件，通常包括混合单元、流量分配器、微尺度通道等部分。微反应器需要保证传质传热效率并考虑反应通量，因此其通道尺寸通常在几百微米到一两毫米之间。由于微通道尺寸较小，微反应器中流体的雷诺数较低，流体主要受黏度而不是惯性的影响，倾向于形成层流，对混合不利。微反应器一方面通过较小的通道尺寸获得较大的比表面积和较小的传质距离，确保流体之间快速传质和传热；另一方面通过通道的结构设计，能够进一步提高混合效果，增加传质传热效果。同时，微反应器的持液量较小，与环境的接触面积较大，能够保证反应的安全性、稳定性、选择性等，由于上述优点，微反应器被广泛应用于有机化合物/聚合物、纳米颗粒、能源物质、生物医药等的合成。
2、已有研究表明微反应器的传质速率比传统反应器的传质速率高多个数量级，并且微反应器适合对传质传热速率要求较高的过程，尤其是强放热等反应。因此对微反应器中的通道结构及其强化传质传热过程的研究具有重要意义。根据强化传质的能量来源可以将微反应器分成主动式微反应器和被动式微反应器。主动式微反应器需要额外设置电磁场、超声等外界能量源来提高混合速率和传质效率。此类微反应器能够实现较好的传质效果，但是制造较困难且耗能较高。被动式微反应器主要通过微通道的优化设计来实现传质强化，常见的通道优化方法包括设置复杂流道、回流装置等。此类微反应器制造较容易且耗能较小，具有较大应用潜力。微反应器的传热设计则可以通过改变微反应器的材料、结构、操作条件等方法进行。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：为了解决气相进入微反应器难、主流道到汇流道中各支流流道压力、流量分布不均以及反应区进口段温度不够的问题，提供一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，包括进料区、混合区、反应区以及出料区，所述进料区包括进料流道、文丘里式反应器、流量计以及测压表，所述混合区包括串联设计的n个微反应器结构和n个测温表，所述反应区包括并联设计的n个微反应器结构以及n个测温表，所述出料口设置有产品接收装置。
3、所述第一进料流道接有输料泵、流量计以及测压表，第二流道接有输料泵、流量计以及测压表，第三流道接有输料泵、流量计以及测压表，然后将第一流道、第二流道和第三流道汇合到主流道，流道连接处通过多流道连接阀依次连接，通过输料泵以及流量计调节原料的配比进入到混合区。
4、混合区内微反应器采用n个微反应器结构串联方式排列，汇合流道接有压力表以及流量表，微反应器结构上接有测温表，微反应器结构为链式、鱼形、直流形、圆饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、斜方饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、增强混合型圆饼式矩形扁管道结构、心形结构其中的一种，微反应器接有温控装置，控制混合过程中的温度，将非均相体系转换为均相体系。
5、混合区与反应区之间设置有分流器，分流器与管道通过法兰连接。
6、反应区内微反应器采用n个微反应器结构并联方式排列，微反应器结构为链式、鱼形、直流形、圆饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、斜方饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、增强混合型圆饼式矩形扁管道结构、心形结构其中的一种，微反应器接有温控装置，控制反应过程中的温度，减少副产物的生成。
7、出料区设置产品接收装置，反应区与产品接收装置之间设置淬灭设备，使得流体从微反应器流出就停止反应。
8、为了解决微反应器反应过程控温不佳导致副产物较多的问题，所述系统采用混合区串联多个微反应器结构，并控制混合过程在低温条件下，将非均相的体系转化为均相的体系，采用反应区串联多个微反应器结构，控制反应过程，在反应温度条件下，减少了反应过程副产物的生成也实现了目标产物的高产。
9、为了解决混合流道进入到各反应支流流道的压力、流量分布不均的问题，所述系统通过添加分流器的方式，实现了分流过程中各流道压力、流量分布均匀的效果。
10、本发明的有益效果是：本发明提供的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，通过添加中心分流器，以此来实现反应区各流道流量分布、压力均匀的目标，通过采用混合区串联多个微反应器结构，反应区并联多个微反应器结构，提高了反应的收率。
1.一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征是，包括进料区、混合区、反应区以及出料区，所述进料区包括一个文丘里式气液反应器(1)、三个进料流道(2)，所述混合区包括串联设计的n个微反应器结构(3)、测压表(5)以及测温表(6)，所述反应区包括并联设计的n个微反应器结构(3)、测压表(5)以及测温表(6)，所述出料口包括产品接收装置(4)。
2.如权利要求1所述的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征在于：所述文丘里式气液反应器由入口段、收缩段、喉管段以及扩散段组成，入口段端面为主气流进气口，近主气流进气口侧的入口段外壁径向连接有液相进液管，近收缩段侧入口段的外壁径向连接有切向进气管，所述的液相进液管伸入壳体内九十度折弯后其端部安装有雾化喷嘴，雾化喷嘴的喷口位于切向进气管进风口后侧；液体从液相进液管通入入口段，通过雾化喷嘴液相雾化为液滴喷入反应器内，切向进气管切向进气使气液混合物产生旋转流动，液滴在离心力的作用下从壳体中心往边壁扩散，由此促进气液两相混合更加均匀，提高气液反应效率。
3.如权利要求1所述的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征在于：所述进料流道后接有流量计(7)和测压表(5)。
4.如权利要求1所述的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征在于：混合区内微反应器采用n个微反应器结构串联方式排列，微反应器结构为链式、鱼形、直流形、圆饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、斜方饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、增强混合型圆饼式矩形扁管道结构、心形结构其中的一种，微反应器接有温控装置，控制混合过程中的温度，将非均相体系转换为均相体系。
5.如权利要求1所述的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征在于：混合区与反应区之间设置有分流器(8)。
6.如权利要求1所述的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征在于：反应区内微反应器采用若干个微反应器结构并联方式排列，微反应器结构为链式、鱼形、直流形、圆饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、斜方饼式脉冲变径型矩形扁管道结构、增强混合型圆饼式矩形扁管道结构、心形结构其中的一种，微反应器接有温控装置，控制反应过程中的温度，减少副产物的生成。
7.如权利要求1所述的一种多级串/并联微反应器处理气-液体系的系统，其特征在于：出料区设置产品接收装置(4)。
