[發(fā)明專(zhuān)利]固定床反應(yīng)器、制造固定床反應(yīng)器的方法和固定床反應(yīng)器的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680025967.2
• 申請(qǐng)日: 2016-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107567354A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 揚(yáng)·伯克曼;斯蒂芬妮·布雷特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德?tīng)柛癜踩煞輧珊瞎?/a>
• 主分類(lèi)號(hào): B01J8/02
• 分類(lèi)號(hào): B01J8/02;G01N33/497;C07C45/27;C07C47/052;C07C47/07
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11240
• 代理人: 余剛,李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定床反應(yīng)器、用于制造這種固定床反應(yīng)器的方法以及這種固定床反應(yīng)器的應(yīng)用、尤其將這種固定床反應(yīng)器用于檢測(cè)揮發(fā)性的有機(jī)化合物、例如醇化合物。

背景技術(shù)

固定床反應(yīng)器通常是已知的。在此，其典型地是流體可以流動(dòng)穿過(guò)的顆粒的固定堆積物(固定床)，所述顆粒的固定堆積物設(shè)置在相應(yīng)的殼體中。在此，固定堆積物是如下堆積物，其中顆粒根據(jù)其形狀以最佳緊密包裝的方式存在，并且具有盡可能小的運(yùn)動(dòng)間隙。同時(shí)，該固定堆積物中的顆粒自然能夠由氣流穿流。顆粒通常用作為用于至少一種反應(yīng)物質(zhì)的載體。反應(yīng)物質(zhì)典型地具有如下特性，即，當(dāng)流體流動(dòng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的顆粒時(shí)，其能夠與存在于流體中的特定物質(zhì)反應(yīng)。這種固定床反應(yīng)器例如用作為氣體測(cè)量小管(小管)，例如以本申請(qǐng)人的商標(biāo)銷(xiāo)售的產(chǎn)品的形式使用。這種氣體測(cè)小管典例如由具有第一端部和第二端部的透明殼體構(gòu)成，使得流體可以流動(dòng)穿過(guò)殼體。于是，在殼體中存在相應(yīng)的固定床，所述固定床例如可以借助于金屬絲網(wǎng)或類(lèi)似物固定在殼體中。

除了工業(yè)領(lǐng)域的各種不同的應(yīng)用之外-例如為了檢測(cè)不同的短鏈的化合物、即例如甲醇、乙醇、丙醇或丁醇-，這種氣體測(cè)量小管的已知的應(yīng)用實(shí)例是檢測(cè)呼吸醇。在此，氣體測(cè)量小管裝入設(shè)備中，受檢者呼氣到所述設(shè)備中。于是，受檢者的呼吸穿過(guò)小管。在該情況下，固定床構(gòu)成為，使得能夠發(fā)生與醇的反應(yīng)。如果在受檢者的呼吸中存在相應(yīng)量的醇，那么在固定床反應(yīng)器的區(qū)域中發(fā)生變色反應(yīng)，所述變色反應(yīng)相應(yīng)地能夠視覺(jué)識(shí)別。

變色反應(yīng)典型地基于鉻鹽參與的氧化還原反應(yīng)，例如在反應(yīng)期間將鉻(VI)還原成鉻(III)的氧化還原反應(yīng)。

然而，這種反應(yīng)的缺點(diǎn)是：通過(guò)許多原則上適合于這種檢測(cè)的鉻化合物、特別是無(wú)機(jī)鉻化合物引起對(duì)于人和環(huán)境的潛在的高的危害風(fēng)險(xiǎn)。因此，無(wú)機(jī)鉻化合物的工業(yè)加工通常僅在遵守非常高的安全標(biāo)準(zhǔn)和采取提高的保護(hù)措施的情況下才可行。因此，含有這種化合物的固定床反應(yīng)器的制造會(huì)是極其耗費(fèi)且成本密集的。

發(fā)明內(nèi)容

基于前述內(nèi)容，本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的這些和其他的缺點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)一種改進(jìn)的固定床反應(yīng)器。所述固定床反應(yīng)器應(yīng)可便宜地且簡(jiǎn)單地制造。

為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提出根據(jù)權(quán)利要求1的固定床反應(yīng)器，以及根據(jù)權(quán)利要求6的用于制造用于這種固定床反應(yīng)器的固定床的方法，根據(jù)權(quán)利要求15的具有這種固定床反應(yīng)器的氣體測(cè)量小管和根據(jù)權(quán)利要求16和17的金屬有機(jī)吡啶鎓化合物在固定床反應(yīng)器中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)方案分別是從屬權(quán)利要求的主題。

在用于固定床反應(yīng)器的固定床中，其中固定床具有顆粒狀的載體和至少一種反應(yīng)材料，并且其中載體是硅酸鹽化合物，本發(fā)明提出：反應(yīng)材料是金屬有機(jī)吡啶化合物。

具有這種固定床的固定床反應(yīng)器能夠顯著有利地用于不同的目的。因此能夠考慮：固定床作為用于如下物質(zhì)的檢測(cè)試劑，所述物質(zhì)存在于引導(dǎo)穿過(guò)固定床反應(yīng)器的氣流中。換言之，固定床能夠用作為指示劑層。如果在氣流中包含所牽涉到的物質(zhì)，那么通過(guò)所述物質(zhì)與結(jié)合到固定床上的反應(yīng)材料反應(yīng)能夠引起視覺(jué)可檢測(cè)的反應(yīng)。借助于根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)材料，在本文中主要可以尤其良好地檢測(cè)醇物質(zhì)。

也能夠考慮的是：固定床反應(yīng)器用于合成物質(zhì)，其中固定床提供反應(yīng)材料，并且借助于氣流將要轉(zhuǎn)化的分解物引導(dǎo)至反應(yīng)材料。反應(yīng)材料在此根據(jù)本發(fā)明結(jié)合到載體上，使得在顆粒狀載體的表面上發(fā)生分解物的轉(zhuǎn)化。在此形成的產(chǎn)物隨流出的氣流從固定床反應(yīng)器中再次釋放。這提供特別的優(yōu)點(diǎn)，即反應(yīng)材料隨后不再必須與產(chǎn)物分離。借助于根據(jù)本發(fā)明的反應(yīng)材料，在本文中可以尤其良好地合成甲醛或乙醛。如此制備的物質(zhì)例如能夠用作為另外的后續(xù)的指示劑層中的試劑。因此例如能夠考慮的是：在固定床反應(yīng)器的殼體中設(shè)置第一層和第二層，在所述第一層中制備甲醛，并且在所述第二層中將甲醛用作為用于檢測(cè)的試劑。

就這點(diǎn)而言，就本發(fā)明的意義而言尤其有利的是：反應(yīng)物材料是金屬有機(jī)吡啶化合物。這種化合物尤其能夠在與醇的反應(yīng)中顯示出顯著的變色。同時(shí)，在該反應(yīng)中能夠引起甲醛和/或乙醛的釋放。因此，借助于根據(jù)本發(fā)明的固定床反應(yīng)器可以檢測(cè)氣體混合物中的、例如呼吸氣流中的醇，還可以合成甲醛和/或乙醛。同時(shí)，金屬有機(jī)吡啶化合物所提供的優(yōu)點(diǎn)是：與例如無(wú)機(jī)鉻化合物相比，其危害環(huán)境的程度顯著更低或者甚至無(wú)毒。此外，令人驚訝地能夠觀察到：所述金屬有機(jī)吡啶化合物的氧化還原活性比無(wú)機(jī)鉻化合物還顯著更有效。