[發明專利]對放熱反應進行反應控制的方法及其設備

在審

• 申請號: 201010283338.4
• 申請日: 2010-09-15
• 公開（公告）號: CN102029137A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: A·韋倫霍弗;W·米勒;A·韋爾
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;C07C2/06;C07C2/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡勝利

技術領域

本發明涉及一種對放熱反應進行反應控制的方法以及實施放熱反應的設備。

背景技術

基于安全考慮以及為了確保反應有效地進行，重要的是將包含放熱反應的反應器冷卻。

通常由催化驅動的放熱反應的反應速率以及因此所釋放的熱量預期會以指數函數(阿倫尼烏斯指數定律)上升，因為溫度是唯一的自由度。

如本領域已知的，放熱反應是指伴隨有熱量變化的化學反應。

反應，即放熱反應的反應溫度可通過直接或間接冷卻反應器來控制，從而保持在反應所釋放的熱量與冷卻系統所帶走的熱量之間的平衡。由于冷卻系統所帶走的熱量通常與反應溫度幾乎線性相關(再次，將溫度認為是自由度)，因此達到一定溫度將不可避免地導致不可逆的加速反應，即所謂的飛溫(runaway)。

本領域還已知的是，不能確切地防止飛溫。因此，已經采用一些措施來解決該飛溫。常用措施和主要缺點可總結如下。

可添加用于催化驅動的放熱反應的催化劑毒物。然而，這導致產品受損失，導致毒物污染反應器并使得隨后需要清洗反應器。此外，還存在將催化劑毒物及時地充分分配到反應器中以確保反應衰退的巨大挑戰。

另一措施是所謂的阻塞，即，由閥或防爆膜(bursting?disc)引起的反應器管道的可能降壓和/或排干。該措施導致產品受損失以及必須將飛溫產品清洗出反應器。通常，由于不想要的屬性，例如聚合或毒性，還存在對釋放后飛溫產品進行后處理的需要。

在飛溫之后，在再啟動之前通常有必要進行反應器的關閉和清洗。因此，在大多數情形中，由于飛溫、反應器的啟動準備和再啟動所需的時間、以及形成不想要的產品，飛溫導致產品受損失。

本發明的目的在于提供一種對放熱反應進行反應控制的方法，所述方法克服了現有技術的缺點；尤其提供了一種這樣的方法：其防止一定數量的飛溫，使得飛溫的影響最小化，不需要其反應器關閉并清洗，以及避免了催化劑毒物等等對反應器的污染。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種實施放熱反應的設備，所述設備可實施本發明的方法。

第一目的通過一種對放熱反應進行反應控制的方法來實現，所述方法包括以下步驟：

i)在反應器中實施放熱反應以生成產品；

ii)測量反應器中的溫度和/或壓力；以及

iii)在溫度和/或壓力超過臨界值的情況下，在放熱反應中將先前已經產生的惰性產品從存儲容器引入到反應器中。

優選地，惰性產品是液態產品。

此外，優選地放熱反應是烯烴的低聚反應。

在優選的實施例中，該方法包括停止將反應析出物引入到反應器中的附加步驟。

優選地，所述停止步驟與步驟(iii)同時進行。

在另一實施例中，惰性產品被引入到反應器中的液態反應相中。

優選的是，惰性產品被注入到反應器中。

更為優選地，要引入到反應器中的惰性產品的質量流量是可調節的。

此外，根據本發明的實施放熱反應的設備包括：

a)反應器，所述反應器填充有反應析出物、可選的溶劑和催化劑；

b)在反應器中的溫度傳感器和/或壓力傳感器；

c)輸送管路和排出管路，所述輸送和排出管路配置有閥，用于分別將析出物輸送到反應器中和將排出產品輸送到反應器之外；

d)至少一個存儲容器，所述存儲容器包含惰性產品并且通過配備閥的管路連接到反應器；和

e)控制單元，所述控制單元連接到傳感器和閥。

在優選的實施例中，反應器是連續的、半連續的或者斷續的反應器。

更為優選地，存儲容器中的惰性產品處于比反應器中的壓力更大的壓力下。

令人驚奇地發現，本發明提供一種對放熱反應進行反應控制的方法，其具有飛溫抑制系統且不會通過過程異物產品來污染放熱反應過程。還發現，本發明的方法防止一定能夠數量的飛溫且限制飛溫的不想要影響，藉此改善了“及時”處理和反應器的產品。具體地說，飛溫的影響可通過不達到過高的反應溫度而最小化。尤其由于可避免高反應溫度，反應器可保持在服務中，并且實現減少形成不想要的副產品(例如聚合物)。

還不需要將反應器關閉以及清潔，這使得最小化在反應器可再啟動之前的時間。

此外，不會導致由催化劑毒物針對催化驅動放熱反應來污染反應器，且因此可避免在將毒物注入之后的主要清洗。

總之，發明性方法導致最小的總產品損失。