一種零下40攝氏度以?xún)?nèi)反應(yīng)條件控制的直接蒸發(fā)冷凍裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型用于藥物化學(xué)合成的生產(chǎn)，是一種用于控制在低溫條件下合成反應(yīng)的 生產(chǎn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著醫(yī)藥技術(shù)的快速發(fā)展，新的藥物和藥物合成技術(shù)不斷出現(xiàn)。但與之相應(yīng)的設(shè) 備開(kāi)發(fā)卻相對(duì)滯后，使得許多新技術(shù)不能很好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。目前零下40攝氏度 左右反應(yīng)條件控制的裝置通常是采用液氮經(jīng)冷媒置換或直接冷卻的方式，尚未見(jiàn)用冷凍機(jī) 制冷劑在反應(yīng)罐夾套直接蒸發(fā)方式冷卻的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型采用一種裝置，用于零下40攝氏度以?xún)?nèi)反應(yīng)條件的控制。要達(dá)到零下 40度反應(yīng)條件，普通冷凍鹽水已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足要求。通常是采用有機(jī)溶媒作為冷媒(如乙二 醇等）用液氮或配合超低溫制冷劑冷凍機(jī)的方法。但這樣的方法有一些問(wèn)題，主要有一下 幾點(diǎn)：首先，有機(jī)溶媒大多是易燃易爆物品，大量使用有一定的危險(xiǎn)性；其次，若采用冷凍 機(jī)，則從蒸發(fā)器到反應(yīng)控制的過(guò)程需要經(jīng)過(guò)2次熱交換，而每次交換過(guò)程都需要一定的溫 度差，使得這樣方式的冷卻效果較差，要達(dá)到相應(yīng)的冷量交換必須采用更大的冷凍機(jī)；還有 就是這樣的裝置系統(tǒng)較多，加上冷媒輸送的動(dòng)能，冷能損失較大。本裝置采用制冷劑直接進(jìn) 反應(yīng)釜降溫，用于替代傳統(tǒng)方法，可以很好地解決上面的問(wèn)題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型公開(kāi)了如下的技術(shù)內(nèi)容：
[0005] -種零下40攝氏度以?xún)?nèi)反應(yīng)條件控制的直接蒸發(fā)冷凍裝置，包括作為蒸發(fā)器的 反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7、反應(yīng)罐內(nèi)膽9、壓縮機(jī)1、油分離器3、冷凝器2、節(jié)流閥8、排污口 6、冷 凝器2的冷卻水進(jìn)口 5、冷卻水出口 4 ;其中所述的反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7和反應(yīng)罐內(nèi)膽9是 一個(gè)整體設(shè)備，反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7連接制冷系統(tǒng)，反應(yīng)罐內(nèi)膽9是反應(yīng)體系，安裝反應(yīng)體 系必需的攪拌10等附件；壓縮機(jī)1、油分離器3和冷凝器2是一套組合的壓縮冷凝機(jī)組，在 設(shè)備不是太大時(shí)可以組合在一起安裝，以減少空間，其特征在于：
[0006] a、反應(yīng)罐的夾套蒸發(fā)器7作為冷凍機(jī)組的一部分，制冷劑由壓縮機(jī)1壓縮成高溫 氣體后，經(jīng)冷凝器2冷卻成常溫液體，再經(jīng)節(jié)流閥8減壓后直接進(jìn)入反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7,并 在夾套蒸發(fā)器吸收反應(yīng)體系的熱量而蒸發(fā)成氣體后，吸入壓縮機(jī)再次壓縮循環(huán)。
[0007]b、壓縮機(jī)1的形式和冷凝器2的冷卻方式可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件靈活應(yīng)用；采用單 機(jī)雙級(jí)的壓縮機(jī)時(shí)，通?？梢圆捎霉S(chǎng)最普遍的循環(huán)水作為冷凝器2的冷卻水；若采用單 級(jí)壓縮機(jī)時(shí)，使用普通冷凍鹽水作為冷凝器的冷卻水效果較好；
[0008] c、反應(yīng)罐的規(guī)格和壓縮冷凝機(jī)組適當(dāng)配套，通常壓縮冷凝機(jī)組的制冷量稍大一點(diǎn) 的時(shí)候反應(yīng)罐的使用余量更大，可以通過(guò)停機(jī)來(lái)控制制冷量；
[0009] d、裝置系統(tǒng)可以通過(guò)溫度、壓力、流量、時(shí)間傳感器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或半自動(dòng)控制；采用 不同的傳感器精度實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的精度控制。
[0010] 本實(shí)用新型所述的制冷劑直接進(jìn)入反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7,其制冷劑入口是在夾套 蒸發(fā)器的上部，經(jīng)過(guò)節(jié)流后的制冷劑液體進(jìn)入夾套蒸發(fā)器后由于重力作用，墜落至夾套蒸 發(fā)器下部蒸發(fā)，根據(jù)不同的制冷量要求，可以在夾套蒸發(fā)器內(nèi)形成相應(yīng)的蒸發(fā)液位，制冷劑 包括以氣態(tài)進(jìn)入夾套蒸發(fā)器的制冷劑氣體從位于上部的出口排出進(jìn)入壓縮機(jī)1進(jìn)口，出口 與進(jìn)口相互對(duì)面設(shè)置，由反應(yīng)罐內(nèi)膽隔開(kāi)，有半個(gè)圓的路徑，這樣的設(shè)置可以保證制冷劑的 不會(huì)走短路。夾套蒸發(fā)器底部設(shè)置多用途排污口 6,可以用于回油、排污。
[0011] 所述的制冷劑為目前常用的無(wú)機(jī)化合物、碳?xì)浠衔?、氟里昂和共沸（非共沸）?液制冷劑。具體使用什么制冷劑取決于需要提供的蒸發(fā)溫度和壓縮機(jī)1適用種類(lèi)。制冷劑 的充裝可以使用壓縮機(jī)的角閥通道(氣態(tài)充裝時(shí)）或冷凝器的角閥通道(液態(tài)充裝時(shí))。
[0012] 所述的冷凝器2冷卻用水使用冷凍鹽水時(shí)，冷凝器盡量不要使用銅質(zhì)材料，因?yàn)?冷凍鹽水對(duì)銅質(zhì)材料有一定的腐蝕性；若是氨制冷機(jī)的冷凍鹽水，則禁止使用。此時(shí)可以通 過(guò)換熱器置換成無(wú)腐蝕性冷媒后使用。置換裝置如圖2 :冷鹽水回12、冷鹽水來(lái)13通過(guò)換 熱器與冷媒來(lái)14、冷媒去冷凍機(jī)組16進(jìn)行熱交換，冷媒由冷媒循環(huán)泵15送入換熱器11，冷 卻后的冷媒16送入壓縮機(jī)組。
[0013] 所述的作為蒸發(fā)器的反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7是根據(jù)使用的制冷劑的要求制作，夾套 蒸發(fā)器7的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)該留有足夠余量，設(shè)備的材質(zhì)盡量采用不銹鋼，如USU304、USU316 等，同時(shí)還需要考慮反應(yīng)體系對(duì)材質(zhì)要求。
[0014] 所述的節(jié)流閥8是指用于自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)啟度的膨脹閥，包括內(nèi)平衡薄膜熱力膨脹 閥、外平衡薄膜熱力膨脹閥或內(nèi)平衡波紋管式熱力膨脹閥、外平衡波紋管熱力膨脹閥以及 電子膨脹閥。
[0015] 所述的傳感器控制，是指通過(guò)對(duì)壓縮冷凝機(jī)組開(kāi)停機(jī)的控制實(shí)現(xiàn)反應(yīng)體系的控 制，通過(guò)這項(xiàng)控制可以實(shí)現(xiàn)冷凍機(jī)組和反應(yīng)體系大寬度的匹配，設(shè)備適用性得到很大拓展。 本實(shí)用新型適用于零下40攝氏度以?xún)?nèi)的反應(yīng)條件控制，控溫范圍從室溫至零下40攝氏度， 若采用單機(jī)雙級(jí)壓縮機(jī)配以R13等蒸發(fā)溫度更低的制冷劑，能夠向下拓展至零下60攝氏度 左右。
[0016] 本實(shí)用新型的蒸發(fā)器是冷凍機(jī)組系統(tǒng)的一部分，與壓縮機(jī)1、冷凝器2等其它部件 組成一個(gè)完整的冷凍機(jī)組。因此反應(yīng)罐夾套蒸發(fā)器7的參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)該與機(jī)組的參數(shù)相配 套，僅在制冷量指標(biāo)上，壓縮冷凝機(jī)組可以比蒸發(fā)器稍大一點(diǎn)。反應(yīng)罐除夾套蒸發(fā)器7相關(guān) 外，其它部分的設(shè)計(jì)按照生產(chǎn)工藝參數(shù)設(shè)計(jì)。
[0017] 本實(shí)用新型的安裝與通常的冷凍機(jī)組一致。壓縮冷凝機(jī)組與反應(yīng)罐(蒸發(fā)器)就近 安裝，同時(shí)需滿(mǎn)足防爆安全；若有需要隔離的電力器件應(yīng)進(jìn)行有效隔離，可以設(shè)置隔離墻進(jìn) 行隔咼。
[0018] 本實(shí)用新型可以通過(guò)溫度、壓力、時(shí)間等參數(shù)和相應(yīng)傳感器進(jìn)行自動(dòng)半自動(dòng)或手 動(dòng)控制。操作程序和方法與通常的冷凍機(jī)組基本一致。制冷劑和潤(rùn)滑油的循環(huán)情況也與通 常的冷凍機(jī)組無(wú)明顯區(qū)別。
[0019] 本實(shí)用新型主要完成了以下工作：
[0020] 一 .本實(shí)用新型把反應(yīng)體系與制冷系統(tǒng)結(jié)合到一起，使之成為了一個(gè)整體，把制 冷系統(tǒng)的效率發(fā)揮到了極致。反應(yīng)罐的夾套作為循環(huán)的蒸發(fā)器，而盛裝反應(yīng)液的內(nèi)膽是浸 泡在夾套蒸發(fā)器的低溫制冷劑里。制冷劑直接吸收反應(yīng)液的熱量而蒸發(fā)，這種方式效率高， 降溫效果好。
[0021] 二.本實(shí)用新型由壓縮機(jī)1、油分離器3、冷凝器2、節(jié)流閥8、夾套蒸