[發(fā)明專利]在反應(yīng)器中反應(yīng)物間進行化學(xué)反應(yīng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580039767.4
• 申請日: 2005-09-20
• 公開（公告）號: CN101090768A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P·W·巴克斯;E·A·巴克斯;A·C·P·M·巴克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 巴克斯控股公司
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龐立志;韋欣華

本發(fā)明涉及一種在反應(yīng)器中反應(yīng)物間進行化學(xué)反應(yīng)的方法，該化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生是在催化劑或酶存在的情況下進行的。

催化劑和酶在當(dāng)前的石化、化學(xué)和生化工業(yè)的工藝中扮演著重要的角色。催化劑和/或酶的應(yīng)用使在相對溫和的條件下進行的(生物)化學(xué)反應(yīng)成為可能。畢竟，如果沒有催化劑或酶的存在，這些反應(yīng)只有在比較苛刻的條件下才會發(fā)生，例如高壓和/或高溫。還已知催化劑和酶在復(fù)雜的可能反應(yīng)中促進特定的反應(yīng)，由此催化劑和酶也可以認為是能夠在工藝中決定選擇性的制劑。

美國專利申請US2004/0,097,371涉及一種提供催化劑分子進行反應(yīng)所需能量的方法，所用的載體具有熱和電的傳導(dǎo)性，其中催化劑顆粒分散于其上或置于其中。該載體可以產(chǎn)生熱量并用由載體提供的熱能來活化催化劑，其中電能被送到該傳導(dǎo)性載體上。根據(jù)所述的專利，由于使熱量通過載體而不是加熱催化劑，副反應(yīng)減少了并且消耗了更少的能量。然而，仍然需要為催化劑供應(yīng)連續(xù)的電流以活化催化劑。

美國專利5,730,845披露了一種制備有機氮化合物的方法，包括了選擇在1-20GHz范圍內(nèi)易受微波輻照影響的催化劑的步驟。

歐洲專利申請0?135?357涉及一種在其中進行吸熱催化過程的反應(yīng)器，其中催化劑周期性經(jīng)過了再生過程。

由荷蘭專利申請NL9301615中可知一種存在于載體上的催化劑，例如，該催化劑用于含硫化合物選擇性氧化為單質(zhì)硫，包括至少一種施加至載體材料的催化活性材料。在化學(xué)反應(yīng)過程中，其中排出由硫化合物污染的氣體，所希望的是硫化氫從所述的氣體中去除。這樣已知的方法為Claus方法，其中硫化氫未定量地轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，主要是平衡反應(yīng)造成的。將所得到的剩余氣體與氫氣一起通過以Al₂O₃作為載體的氧化鈷/氧化鉬催化劑，由此，存在的SO₂催化還原為H₂S。選擇合適的工藝條件和催化劑組分導(dǎo)致硫化氫基本上完全轉(zhuǎn)化。

大體上，對于決定和影響(生物)化學(xué)反應(yīng)過程來說，涉及到四個參數(shù)，即，反應(yīng)物的濃度、壓力、溫度和停留時間。通過在催化劑和酶的存在下進行所述工藝，所期望的反應(yīng)會在更為溫和的工藝條件下進行。一般來講，在反應(yīng)區(qū)中平均反應(yīng)器條件將會因此被設(shè)置，使得，催化劑和酶被最優(yōu)利用，以獲得所需的活性、選擇性和轉(zhuǎn)化率。實際上這意味著，例如，整個反應(yīng)器的內(nèi)容物被維持在與催化劑或酶反應(yīng)的最佳條件下，這涉及高能量成本。可以理解的是實現(xiàn)和保持這種對整個反應(yīng)器的內(nèi)容物或其顯著部分的條件會導(dǎo)致高能量成本。另外，這樣的方法減少了快速和/或局部地調(diào)整或改變該工藝過程的可能性，因為在這樣的條件下所期望的調(diào)整需要一個或多個主要能量和/或主要質(zhì)量流的操作。一般來講，干涉這些流的可能性在幅度和調(diào)節(jié)速率方面受到限制。由于它們影響整個反應(yīng)器內(nèi)容物，或其顯著部分，由此這些主要的流的操作進一步產(chǎn)生的影響將會相對較慢，而這在實際中是不希望發(fā)生的。

本發(fā)明的目的是提供一種用于在反應(yīng)器中在反應(yīng)物之間進行化學(xué)反應(yīng)的方法，其中催化劑或酶本身用來作為一種手段用于操縱和控制在催化劑或酶上所發(fā)生的反應(yīng)過程。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種在反應(yīng)器中在反應(yīng)物之間進行化學(xué)反應(yīng)的方法，其中為得到所預(yù)期的選擇性、活性和轉(zhuǎn)化率而直接影響反應(yīng)過程的工藝條件在催化劑或酶的直接鄰近部分中或其活性部分上實現(xiàn)。

如引言中所述的本發(fā)明的特征在于在催化劑的催化表面的工藝條件相對應(yīng)于設(shè)置在反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)中的工藝條件而變化，該變化在兩個條件，即，其中沒有觀察到催化活性的第一條件和在其中確實觀察到了這樣的催化活性的第二條件之間發(fā)生。

應(yīng)用本發(fā)明的方法，催化劑或酶用來作為操縱和控制化學(xué)反應(yīng)過程的手段，其中可以將反應(yīng)操縱到其中沒有反應(yīng)發(fā)生的狀態(tài)和其中的確發(fā)生反應(yīng)的狀態(tài)，該狀態(tài)也可包括反應(yīng)的最大化，或到達所述狀態(tài)之間的條件，這是通過相應(yīng)于反應(yīng)器中的反應(yīng)區(qū)域中所設(shè)定的標稱工藝條件而局部改變在催化劑活性表面上的工藝條件而得到。這里所用的術(shù)語“變化/改變”可以理解為表示在第一和第二條件之間的主動(active)和動態(tài)操縱，但是也表示將催化表面或其活性部分上的工藝條件調(diào)整到第一或第二條件。術(shù)語“催化劑”和“酶”在這里可以認為是同義詞，從而術(shù)語“催化劑”在所有的情況下都可以認為是“酶”。

本發(fā)明涉及對催化劑、催化劑/酶的載體材料或酶的適應(yīng)，這樣在活性催化劑/酶的位置的直接鄰近部分中的條件可被動態(tài)和連續(xù)地改變，從而按照需要，在不顯著的反應(yīng)(調(diào)整的標稱反應(yīng)器條件)和最大化反應(yīng)(具有全部活化的催化劑/酶)之間的范圍內(nèi)，操縱所需的反應(yīng)過程，而不需要任何對平均反應(yīng)器條件的適應(yīng)。