ЛАБОРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЗОНОЛИЗА ПРОТОЧНОГО ТИПА И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ РЕАКЦИИ ОЗОНОЛИЗА

3
1. Лабораторное устройство (100) для озонолиза проточного типа для проведения реакции озонолиза определенного вещества, содержащее резервуар (104) для жидкости, подающий насос (102), который является жидкостным насосом, создающим постоянную объемную скорость потока, объединяющий элемент (120) с двумя входами и одним выходом, реакторный блок (110) и устройство (160) для регулирования давления, соединенные в канал потока, и дополнительно содержащее источник (110) озона и распределительный клапан (112), пропускающий поток газа только в одном направлении и установленный между источником (110) озона и одним из входов объединяющего элемента (120), причем устройство (160) для регулирования давления расположено после реакторного блока и снабжено блоком управления с электрическим управлением, отличающееся тем, что резервуар (104) для жидкости содержит по меньшей мере одно вещество в виде раствора, которое должно быть подвергнуто реакции озонолиза, а реакторный блок состоит из первой и второй реакторных зон, которые отличаются по их функции, причем выход первой реакторной зоны соединен с входом второй реакторной зоны в канале потока, между реакторными зонами в канале потока имеется входное отверстие для подачи веществ, причем источник (110) озона является источником озона, генерирующим озон на месте (in situ) посредством электролиза, а общий внутренний объем, измеренный вдоль пути потока от подающего насоса (102) до устройства (160) для регулирования давления, не превышает 50 см.
2. Лабораторное устройство (100) по п.1, отличающееся тем, что реакторные зоны реакторного блока выполнены в виде физически раздельных первого и второго реакторов (130, 150).
3. Лабораторное устройство (100) по п.2, отличающееся тем, что первый реактор (130) оборудован терморегулятором (132), который находится во взаимосвязи с реактором (130) посредством теплообмена.
4. Лабораторное устройство (100) по п.2, отличающееся тем, что второй реактор (150) оборудован терморегулятором (152), который находится во взаимосвязи с реактором (150) посредством теплообмена.
5. Лабораторное устройство (100) по п.2, отличающееся тем, что устройство для подачи вещества выполнено в виде объединяющего элемента (140) с двумя входами и выходом, причем выход первого реактора (130) соединен с одним из входов объединяющего элемента (140), вход второго реактора (150) соединен с выходом объединяющего элемента (140), а второй резервуар (174) для жидкости соединен с другим входом объединяющего элемента (140) через второй подающий насос (172), причем второй резервуар (174) для жидкости содержит по меньшей мере одну добавку, необходимую для завершения реакции озонолиза.
6. Лабораторное устройство (100) по п.5, отличающееся тем, что первый реактор (130) представляет собой микрофлюидный реактор (130'), имеющий вход, выход и реакционный канал (325) для проведения химической реакции, причем этот микрофлюидный реактор (130') содержит герметичный реакционный канал (325), сформированный в поверхности реакторного листа (320) посредством холодного формования и герметизированный с помощью замыкающего элемента (330), прижатого к вышеуказанной поверхности реакторного листа (320), и терморегулятор (350), установленный в контакте с поверхностью замыкающего элемента (330), противоположной реакционному каналу (325), и находящийся во взаимосвязи посредством теплообмена с реакционным каналом (325) через замыкающий элемент (330).
7. Лабораторное устройство (100) по п.6, отличающееся тем, что объединяющий элемент (120) выполнен в виде единого целого с реакционным каналом (325).
8. Лабораторное устройство (100) по п.6, отличающееся тем, что терморегулятор (132) представляет собой терморегуляторный блок (350).
9. Лабораторное устройство (100) по п.2, отличающееся тем, что второй реактор (150) представляет собой микрофлюидный реактор (130') той же конструкции, что и первый реактор (130).
10. Лабораторное устройство (100) по п.2, отличающееся тем, что второй реактор (150) представляет собой наполненную колонку с химически активным наполнителем, причем наполнитель содержит добавку, необходимую для завершения реакции озонолиза.
11. Лабораторное устройство (100) по п.1, отличающееся тем, что источник (110) озона содержит по меньшей мере одну генерирующую озон электролитическую ячейку (110') с асимметричным давлением.
12. Лабораторное устройство (100) по п.11, отличающееся тем, что генерирующая озон электролитическая ячейка (110') содержит:
- катод (13);
- анод (16), состоящий из смеси оксида свинца (IV) и политетрафторэтилена;
- мембрану (15), расположенную между катодом (13) и анодом (16); и
- электропроводящую, проницаемую для жидкости и газа первую электродную основу (17), находящуюся в контакте со стороной анода (16), противоположной стороне, обращенной к мембране (15), причем вышеуказанная сторона электродной основы (17) имеет поверхность, покрытую слоем, содержащим платину, а материал анода (16) является смесью, полученной посредством формования при высоком давлении частиц оксида свинца (IV) коллоидного размера и политетрафторэтиленовых волокон, имеющих размер не более 1 мм.
13. Лабораторное устройство (100) по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит центральный блок (190) управления, который соединен с распределительным клапаном (112), подающим насосом (102) и устройством (160) для регулирования давления посредством соответствующих электрических соединений.
14. Лабораторное устройство (100) по п.3, отличающееся тем, что дополнительно содержит центральный блок (190) управления, который соединен с распределительным клапаном (112), подающим насосом (102) и устройством (160) для регулирования давления посредством соответствующих электрических соединений, причем терморегулятор (132) первого реактора (130) соединен с указанным центральным блоком (190) управления посредством соответствующих электрических соединений.
15. Лабораторное устройство (100) по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит центральный блок (190) управления, который соединен с распределительным клапаном (112), подающим насосом (102) и устройством (160) для регулирования давления посредством соответствующих электрических соединений, причем терморегулятор (152) второго реактора (150) соединен с указанным центральным блоком (190) управления посредством соответствующих электрических соединений.
16. Лабораторное устройство (100) по п.14, отличающееся тем, что второй реактор (150) оборудован терморегулятором (152), который находится во взаимосвязи с реактором (150) посредством теплообмена.
17. Лабораторное устройство (100) по п.16, отличающееся тем, что терморегулятор (152) второго реактора (150) соединен с центральным блоком (190) управления посредством соответствующих электрических соединений.
18. Лабораторное устройство (100) по п.17, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй терморегулятор (185), находящийся во взаимосвязи посредством теплообмена с терморегулятором (132) первого реактора (130) и/или с терморегулятором (152) второго реактора (150) и соединенный с центральным блоком (190) управления посредством соответствующих электрических соединений.
19. Лабораторное устройство (100) по п.1, отличающееся тем, что объединяющий элемент (120) на входе снабжен концевой пластиной, через которую озон подается в канал потока, причем вышеуказанная концевая пластина имеет перфорации, предназначенные для уменьшения размера подаваемых пузырьков озона.
20. Способ проведения реакции озонолиза вещества, растворенного в растворителе, в лабораторном масштабе, характеризующийся тем, что включает в себя стадии:
(1) подачи заданного количества растворенного вещества, подлежащего реакции озонолиза, с помощью подающего насоса (102) в канал потока с по существу постоянной объемной скоростью;
(2) подачи озона через распределительный клапан (112) в канал потока на участке, расположенном после места подачи вещества, в виде микропузырьков, причем указанный озон генерируют на месте (in situ) посредством электролиза;
(3) пропускания растворенного вещества через реакторный блок, содержащий первую и вторую реакторные зоны, расположенные на участке канала потока, находящемся после места подачи озона;
(4) подачи добавки, необходимой для завершения реакции озонолиза, в канал потока после первой реакторной зоны реакторного блока;
(5) поддержания давления реакции в заданном диапазоне с помощью устройства (160) для регулирования давления, расположенного в канале потока после реакторного блока;
3
(6) сбора продукта, полученного во второй реакторной зоне реакторного блока в приемный резервуар (180) для продукта, подсоединенный к концу канала потока, причем общий внутренний объем, измеренный вдоль вышеуказанного канала потока и включающий в себя объем реакторного блока, не превышает 50 см.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что озон подают в канал потока периодически.
22. Способ по п.20, отличающийся тем, что температуру растворенного вещества изменяют до получения заданной температуры реакции, выполняемой в первой реакторной зоне реакторного блока.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что реакцию, приводящую к разложению или стабилизации промежуточного продукта, полученного в реакции, выполненной в первой реакторной зоне, проводят во второй реакторной зоне реакторного блока.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что температуру промежуточного продукта, полученного в первой реакторной зоне, и температуру добавки, поданной в канал потока, изменяют во второй реакторной зоне до получения заданной температуры реакции, выполняемой во второй реакторной зоне реакторного блока.