[發明專利]高通量并行反應方法及其系統

在審

• 申請號: 200910152228.1
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101619500A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 華新雷;叢佩軍;解金春
• 申請（專利權）人: 亞申科技研發中心（上海）有限公司
• 主分類號: C40B60/12
• 分類號: C40B60/12;C40B30/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種高通量并行反應方法及其系統，尤其是涉及一種可用于進 行催化反應動力學方程測算方面應用的高通量并行反應方法及其系統。

【背景技術】

隨著現代工業的發展，催化劑在工業產品的生產方面，尤其是化工產品的 生產方面，發揮的作用越來越大。例如，在現代煉油、化學和環保工業中，90％ 以上的化工過程及60％以上的化工產品的生產過程需要催化劑的參與。因此，業 界也越來越需要對有催化劑參與的催化反應了解的更加深入及透徹。

而催化反應的動力學方程是目前業界用來研究催化反應的一個重要參考。 建立某一催化反應其相應的動力學方程，通常是先根據其假設的反應機理導出， 然后再通過大量的實驗檢驗對其予以確證。如此，就需要投入大量的時間及資 源來進行實驗以獲得相應的反應數據，進而來檢驗預設的反應動力學方程是否 合理。

【發明內容】

本發明涉及的一個實施方式是提供一種高通量并行反應系統。其包括有用 于輸入反應原料的輸入模塊、用于進行預定反應的反應模塊、用于采集反應數 據的數據采集模塊以及用于處理所采集的數據的數據處理模塊。其中該反應模 塊包括有若干反應管分別用于裝填不同預定量的催化劑并可平行地進行反應。 該數據處理模塊存有動力學計算程序并包括處理器用于執行該動力學計算程序 以根據采集模塊所采集的數據計算不同溫度、壓力、反應物流量下的反應模塊 內的反應管中所進行的某一預定反應的產物的反應速率，以及在此基礎上計算 其相應的預設的反應動力學方程所涉及的參數。

在一個實施方式中，該輸入模塊包括有用于改變各反應管管內所進行的預 定反應的反應壓力的壓力控制裝置。

在又一個實施方式中，該輸入模塊包括有用于改變輸入的反應原料的輸入 流速的流量控制裝置。

在又一個實施方式中，該輸入模塊包括有用于改變各反應管管內所進行的 預定反應的反應溫度的溫度控制裝置。

在又一個實施方式中，該反應模塊包括有用于保證各反應管溫度一致的溫 度調節裝置。

在又一個實施方式中，該數據采集模塊包括有氣相色譜分析儀器以用于采 集反應產物的種類及量的信息。

本發明涉及的又一個實施方式提供了一種設立催化反應的動力學方程的方 法，其包括有以下步驟，將若干不同量的相同預定催化劑分別裝填于若干相應 的反應空間內。向各反應空間內分別輸入相同的反應原料，并在相同的反應條 件下，同時進行反應。收集各反應空間內反應后的剩余物，進行其包括的物質 的種類及量的分析并記錄分析數據。

在一個實施方式中，其中該提供的若干相應的反應空間包括1，2，...，n 號反應管，該裝填步驟包括將若干不同量的相同預定催化劑分別裝填于該1， 2，...，n號反應管內并使得i號反應管內反應原料的轉化率與(i+1)號反應管內 反應原料的轉化率的差值在20％以內，其中i＝1，2，...，(n-1)。

相對于現有技術，使用本發明涉及的方法及其系統，可同時并行進行多個 某一特定的催化化學反應，并獲得相應的反應數據。并將這些獲得反應數據， 應用于其相應反應的反應動力學方程的測算，快速建立某一特定催化反應的動 力學方程，大大地節省了投入的時間及資源，從而加速對該催化反應的深刻了 解，以便更好的應用該催化反應。

【附圖說明】

圖1為本發明涉及的平行反應系統的一個實施方式的結構示意圖；

圖2為本發明涉及的平行反應系統的又一個實施方式的結構示意圖；

圖3為本發明涉及的平行反應系統的又一個實施方式的結構示意圖；

圖4為本發明涉及的設立催化反應動力學方程的方法的一個實施方式的流程圖；

圖5為本發明涉及的一個數據展示方式實施方式的示意圖。

【具體實施方式】

如圖1所示，本發明的一個實施方式中涉及的一個平行反應系統100，其包 括有進樣模塊110、反應模塊120及數據采集模塊130。其中反應模塊120包括若 干反應管120-1、120-2……120-n，所述進樣模塊110用于向反應管120-1、 120-2……20-n輸送反應原料，以使得反應原料在反應模塊的各反應管內完成預 定的反應。反應中產生的反應數據，例如某一反應原料的轉化率數據、某一生 產物的濃度數據等等，則被數據采集模塊130所收集。