CN104812476B - 用于运行并行反应器的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于运行并行反应器的系统,所述系统包括:‑多个反应器组件,每个反应器组件包括:‑流通式反应器,‑反应器馈入线,‑反应器流出线,‑主流体源,‑分流器,被设置在所述主流体源的下游和所述反应器组件的上游,并且其中,所有被动限流器具有对流体流的基本上相等的阻力,其中所述系统进一步包括馈入线压力测量设备,其中每个流出线中提供单独可控的背压调节器,并且其中进一步提供压力控制装置,所述压力控制装置链接至所述馈入线压力测量设备以及所述背压调节器,所述压力控制装置包括输入设备,允许输入馈入线压力设定值,所述期望的馈入线压力对于所有反应器组件相同,其中所述压力控制装置适于单独控制所述背压控制器,使得所测量的馈入线压力变得基本上与所述馈入线压力设定值相同,并且由此基本与其它反应器组件中的馈入线压力相同。
Description
技术领域
本发明涉及用于运行并行反应器的系统及方法,特别地,涉及这种系统和方法中的流量分配以及压力控制。
背景技术
并行反应器广泛用于化学反应的研究中,特别用于高通量实验。在高通量实验中,并行设置多个相对小规模的反应器。在每个反应器中,进行不同的实验。通常,不同的反应器的条件和/或反应物略有不同。例如,在同样的压力和温度下运行所有反应器,但全部包含不同的反应物。进行实验之后,将各实验的结果彼此进行比较,并且例如,确定感兴趣的反应物(例如,催化剂)。并行执行多个实验使得得出实验结果所花费的时间显著减少。
通常,在高通量实验中,反应器小,使用的反应物的量也小。常使用流通式反应器(flow through reactor),并且流体流的流速也低。典型的反应器大小不超过直径1cm,并且在例如测试催化活性时,每个反应器中通常存在几克潜在催化剂(potentialcatalyst)。有时甚至使用更少的潜在催化剂,例如,0.005至1克之间。从源流动到用于液体的反应器的组合流体的流速通常小于10ml/hour,流过单个反应器的液体的流速常常甚至是10μl/hour或更小,和/或气流的流速小于150Nml/minute。高通量反应中所用的典型的低流速使流过个别反应器的流体控制很困难。
为了能够将不同的反应器中进行的实验的结果彼此进行比较,精确地控制每个实验的工艺条件是重要的。这种工艺条件包括例如温度、压力以及流速。
化学中并行反应器的不同的使用是使用微反应器的化合物的生产。微反应器与高通量实验中所用的反应器大小类似或比高通量实验中所用的反应器略大。在已经证明使用微反应器能够小规模生产某种化合物时,可并行设置多个这种微反应器。然后,在这些微反应器中,使用与原始的单个反应器中同样的反应条件生产该化合物。
控制各反应器的流速的一个方式是使用主动流量控制器,例如,针型阀(needlevalve)。主动流量控制器是在实验期间允许例如通过在实验期间调节流量控制器的流体流的阻力而改变流速的流量控制器。这与诸如在恒定的温度下运行的具有流体流的固定阻力的毛细管之类的被动流量控制器不同。
但是,主动流量控制器具有几个缺点。主动流量控制器通常笨重并且昂贵,使其不适合于在小的并行反应器的反应器馈入线(feed line)中使用。此外,在实践中,已经证明,使用主动流量控制器精确地控制小的流体流的流速是困难的(就如在高通量实验中使用的那样)。
主动流量控制器的另一缺点是需要反复校准,并且在实验期间,特别在具有很长运行时间的实验期间,经常发生主动流量控制器的设置的漂移。此外,主动流量控制器包括流量传感器,并且流量传感器在长的实验过程期间对漂移敏感,超过例如压力传感器。
WO99/64160公开了一种用于实施高通量实验的系统及方法。在该已知的系统及方法中,采用了多个并行流通式反应器。来自共同流体源的反应流体馈送到这些反应器中。来自该共同流体源的反应流体分配到多个并行反应器。
在反应器中,反应产生反应器流出物。在共同出口控制体中收集来自反应器的反应器流出物。接着,从各反应器的反应器流出物提取样本,用于分析,因此能够评估潜在催化剂的性能。
通过控制共同出口控制体中的压力,控制WO99/64160的系统中的压力。
在根据WO99/64160的系统及方法中,流体基本均等地分配到反应器。通过在每个反应器的上游或下游设置被动限流器来实现。被动限流器对于流体流都具有相同的阻力。此外,被动限流器对于流体流的阻力到目前为止是该系统中全部组件对于流体流的最高阻力。这是由于在该系统的所有其他组件中对于流体流不可能具有相同的阻力。例如,并行反应器的压降以及并行反应器的对于流体流的阻力,可能从一个反应器到另一个反应器有所不同。通过给被动限流器远高于反应器中预期的流体流阻力的流体流阻力,不同反应器的流体流阻力的变化对流体分配影响不大。
但是,组件对于流体流的阻力直接与该组件上的压降有关。这意味着,在根据WO99/64160的系统及方法中,需要限流器上很大的压降。
例如,如果限流器上的压降是10bar,多个反应器上的压降的变化为0.5bar(=限流器上的压降的5%),则来自等流分配的偏差也为大约5%。如果限流器上的压降为100bar,多个反应器上的压降的变化为0.5bar(=各限流器上的压降的0.5%),则来自等流分配的偏差也为大约0.5%。由于高通量实验或具有微反应器的生产中通常期望等流分配的偏差小于2%,优选地小于0.5%,因此现有技术教导限流器上的压降应比该系统中的其它组件(例如,反应器、任意过滤器(如果有)、该系统的管道)上的预期压降高很多。
但是,限流器上这种高压降是有问题的。
例如,在某反应压力是理想的(预期的)时,共同反应流体源中的压力必定相当高。有时,共同反应流体源中的这种高压是不可用的或不能获得的。此外,在一些情况下,由于会引起输入到反应器的气态反应流体的不想要的冷凝,因此不希望反应流体中具有高的压力。此外,该系统中的所有组件不得不设计为使得它们能够承受该系统中的高压。这使得该系统复杂且昂贵。
另外,任何反应器上的压降可能在实验或生产运行的过程中改变,例如,由于固体(例如,碳)和/或高粘性的液体(例如,重质焦油)的形成、和/或催化剂材料的渗出,因此碳、焦油或催化剂材料随后在例如反应器管道中、反应器中的固定床(如果存在)的玻璃料中、和/或在反应器中或反应器下游的过滤器中积聚。由于有时测试运行会持续超过一个月或甚至高达六个月,因此可能期望其有规律的发生。如果限流器上的压降要设计为该系统中的最高压降,则还应考虑反应器上的压降的这种可能的升高。这将限流器上需要的压降提高得甚至更高。
发明内容
本发明的目的是提供一种可替代的、优选改进的用于运行并行反应器的系统及方法。
根据本发明的用于运行并行反应器的系统包括多个反应器组件。每个反应器组件包括流通式反应器、反应器馈入线以及反应器流出线。
每个流通式反应器具有入口和出口。流体,例如,反应流体,经由反应器入口进入反应器,并且反应产物作为反应器流出物经由反应器出口离开反应器。通常,进入反应器的反应流体的流动以及从反应器流出的反应器流出物的流动是持续的。这与间歇式反应器(batch reactor)相反,在间歇式反应器中,反应产物一般主要保留在反应器中,直至反应完成。
反应器可选地包括固定床,固定床例如可支持催化剂或潜在催化剂,例如,玻璃粉。
反应器馈入线将流体(例如,反应流体)送到反应器。为此,反应器馈入线具有第一端和第二端,该第一端与主流体源流体连通,该第二端连接至反应器入口并与反应器入口流体连通。
反应器流出线将反应器流出物从反应器带走。每个反应器流出线具有第一端,该第一端连接至流通式反应器的反应器出口。
根据本发明的系统进一步包括主流体源。主流体源适于向反应器组件的流通式反应器提供加压的反应流体。可替代地,主流体源适于向流通式反应器供应不同类型的流体,比如,稀释流体或清洗流体。
系统可具有单个主流体源,其向该系统中的所有反应器供应流体。为了分流反应器组件上的流体流,分流器存在于主流体源和反应器馈入线的第一端之间。
可替代地,系统可具有多个流体源,但不超过反应器组件的数量。在这种实施例中,一组反应器组件(该组不包含系统的所有反应器组件)共享共同的主流体源。为了分流该组的反应器组件上的流体流,分流器存在于主流体源和反应器组件组的反应器馈入线的第一端之间。
在这两个实施例中,分流器被设置在主流体源的下游和被提供流体的反应器组件的上游。分流器具有入口和多个被动限流器。分流器的入口连接至主流体源,并且每个被动限流器与所述入口流体连通。每个被动限流器具有出口,出口连接至其自身专用的反应器组件的反应器馈入线的第一端。分流器的所有被动限流器具有对流体流的基本上相等的阻力。“对流体流的基本上相等的阻力”意味着将被动限流器中的流体流的阻力的差异保持到最小是理想的。优选地,变化应不超过约10%,更优选地,不超过约5%,最优选地,不超过约1%。
“被动”意味着限流器具有对流体流的固定阻力(至少在像流过限流器的流体的粘度的工艺参数和/或温度保持恒定时)。在被动限流器中,实验或操作运行期间,为了控制流速的目的,不主动修改对流体流的阻力。
被动限流器可例如是一个或多个微流控芯片中的毛细管和/或通道。
根据本发明的系统进一步包括馈入线压力测量设备。馈入线压力测量设备适于测量反应器馈入线中的流体流的压力。可同时或按顺序在所有反应器馈入线中进行反应器馈入线中的压力的测量。如果顺序测量反应器馈入线中的压力,则在一个反应器馈入线中的压力测量后,测量另一个反应器馈入线中的压力。
根据本发明的系统进一步包括每个流出线中的单独可控的背压调节器。每个背压调节器适于调节设置在其中的反应器流出线中的压力。
根据本发明的系统进一步包括压力控制装置。压力控制装置链接至馈入线压力测量设备以及所述背压调节器。
压力控制装置包括输入设备,输入设备允许将至少一个馈入线压力设定值输入到压力控制装置。馈入线压力设定值表示期望的馈入线压力。所有反应器组件的期望的馈入线压力相同。
输入设备可以是使得操作者可(例如,经由键盘)直接录入期望的馈入线压力的设备。一种更复杂的替换是根据测量或在系统中某处设置的参数或参数组(例如,使用一种算法)确定期望的馈入线压力的输入系统。
压力控制装置适于和/或被编程为单独控制背压调节器。对于每个反应器组件,由馈入线压力测量设备在反应器馈入线中测量的压力与馈入线压力设定值进行比较。如果测量的馈入线压力和馈入线压力设定值之间不同,则调节对应的背压调节器,使得偏离的馈入线压力向馈入线压力设定值移动。这样,在实验或生产运行期间,所有反应器组件的馈入线压力保持基本相同。
馈入线压力“基本相同”意味着不同的反应器组件的馈入线之中的馈入线压力的变化保持为最小。最佳的情况是它们全都精确地相同(在可以合理地得到的测量精度内)。不同的反应器组件的馈入线之中的馈入线压力的变化越小,反应器组件上的等流分配越准确。在实践中,如果不同的反应器组件的馈入线之中的馈入线压力的变化约5%或更小,则可获得令人满意的流量分配精度。优选地,不同的反应器组件的馈入线之中的馈入线压力的变化约为2%或更小,更优选地,约1%或更小,且最优选地,约0.5%或更小。在本发明的意义内,说到馈入线压力相同时,意味着不同的反应器组件的馈入线之中的馈入线压力的变化为约5%或更小。
通过确保所有反应器组件中的馈入线压力基本上相同,保证主流体源和每个反应器馈入线之间的压降相同。这些相等的压降确保来自主流体源的流体平均分摊到反应器组件,即使压降随各反应器(和/或其它组件,比如,过滤器或管)变化,和/或随实验或生产周期的时间变化,和/或分流器中的被动限流器的压降不超过反应器压降的几倍。
根据本发明的系统及方法适用于在气相、气液相(“涓流相”(trickle phase))以及液相的实验和生产运行中使用。
在根据本发明的系统中,如果所有反应器组件的反应器上的压降和/或其它组件(比如过滤器(如果存在任何过滤器)管)上的压降不同,则对于各反应器组件,反应器流出线中的压力以及反应器出口处的压力将不同。由于每个反应器组件自身装备有可单独控制的背压调节器,因此这不是问题。
使用单独可控的背压调节器控制反应器馈入线中的压力的好处是:其允许控制反应器馈入线中的压力以及反应器的压力。这意味着:可在可控制的反应条件下进行反应。
背压调节器优选为主动调节器。这意味着:实验或生产运行期间,可改变其对流体流的阻力。可替代地,背压调节器可具有对流体流的固定阻力,但还包括稀释线,通过稀释线,稀释流体馈送到系统中。通过改变稀释剂的量,还可改变压力。
可选地,背压调节器至少在某压力范围内是可持续调节的(与逐步方式可调节相对)。这允许至少在某压力范围内馈入线压力的准确控制。
根据本发明的系统适于在较宽的压力范围内使用。反应器压力可例如为约5bar、约10bar、约40bar、约50bar、约100bar、约200bar、约300bar。
在一种可能的实施例中,一个或多个反应器组件包括第二反应器馈入线,连接至所述反应器组件的反应器的第二反应器入口,或连接至所述反应器系统的第一馈入线。
在多个反应器组件包括这种第二反应器馈入线的情况下,可选地,设置共同第二流体源以及第二分流器。该第二分流器将来自第二流体源的流体分配到第二馈入线上。例如,在这种系统中,每个反应器组件的反应器馈入线中的一个用于将液体反应流体馈送到所述反应器组件的反应器中,且另一个反应器馈入线用于将气态反应流体馈送到所述反应器组件的反应器中。
在一种可能的实施例中,馈入线压力测量设备包括多个馈入线压力传感器。此多个馈入线压力传感器被设置为使得在每个反应器馈入线中提供馈入线压力传感器。因此,每个反应器组件具有其自身专用的馈入线压力传感器。此馈入线压力传感器提供压力测量数据,如果测量的馈入线压力偏离馈入线压力设定值,则可根据压力测量数据,调节同一反应器组件中的背压调节器。
在一种可替代的实施例中,馈入线压力测量设备包括单个馈入线压力传感器。该馈入线压力传感器被设置为按顺序测量反应器馈入线中的压力。
此顺序测量可例如通过提供具有死端选择阀的馈入线压力测量设备实现。死端选择阀包括阀壳以及所述阀壳内的阀体、多个入口通道以及一个出口通道。阀体将一个入口通道与出口通道连接。阀体可在阀壳内移动,使得按顺序地,一个接一个地,每个入口通道可与出口通道流体连通。每个入口通道连接至其自身专用的反应器馈入线并与其自身专用的反应器馈入线流体连通,且出口通道连接至单个馈入线压力传感器。
替代死端选择阀,可使用如WO2012/047095中描述的具有测量线和关联的阀系统的设置,该设置用压力传感器替代WO2012/047095的系统及方法中所用的流速传感器。
可在所述反应器馈入线中的任何位置测量馈入线压力。例如,可在反应器馈入线的第一端处或邻近反应器馈入线的第一端测量馈入线压力,因此,仅在分流器的被动限流器的下游测量馈入线压力。可替代地,可在反应器馈入线的第二端处或邻近反应器馈入线的第二端测量馈入线压力,因此,在反应器入口处或邻近反应器入口测量馈入线压力,使得所测量的馈入线压力相当于反应器入口压力。为了获得对反应器的准确的流量控制,在每个反应器馈入线中同样的位置测量馈入线压力是有好处的。
背压控制器可设置在反应器流出线的任何位置。例如,可设置在反应器流出线的第一端处或邻近反应器流出线的第一端,因此,背压控制器可设置在反应器出口处或邻近反应器出口。在根据本发明的系统的一种可能的实施例中,在反应器流出线中为一个或多个反应器组件提供过滤器。在这种实施例中,那些反应器组件中的背压调节器可设置在该过滤器的上游或下游。
可选地,至少一个背压调节器包括流动通道,流动通道的流体流将被控制,流动通道具有横截面面积,为了控制流动通道中的流体流的压力,可通过可移动阀构件控制横截面面积的大小。这种背压控制器进一步包括阀致动器。该阀致动器适于控制阀构件的位置。为此,此实施例中的阀致动器包括控制腔,其中具有参考压力下的流体。此流体与所述阀构件的压力表面紧密结合,以在其上施加控制力。在此实施例中,背压调节器进一步包括参考压力控制器。参考压力控制器适于控制所述控制腔中的参考压力。
这种背压调节器的一种示例是控制阀门室调节器(dome regulator)。这种背压调节器的另一种示例是EP1888224中公开的调节器。但是,仅可以以不存在参考流体的共同控制腔的变形,将EP1888224的背压调节器用于当前的系统和方法中。必须为每个反应器组件提供具有单独可控的参考压力的分离的控制腔。这种背压调节器的进一步的示例包括改变所述流动通道的横截面面积的可移动滑道。为了移动,参考压力施加在滑道的表面。
在所述背压控制器包括参考压力控制器的实施例中,此参考压力控制器可选地具有下面描述的设计。
此特定的参考压力控制器包括第一限流器通道。此第一限流器通道具有入口和出口。此特别的参考压力控制器进一步包括第二限流器通道。所述第二限流器通道也具有入口和出口。
此特定的参考压力控制器进一步包括流体通路。流体通路在第一限流器通道的出口和第二限流器通道的入口之间延伸。由此,所述流体通路允许第一限流器通道和第二限流器通道之间的流体流通。
此特定的参考压力控制器进一步包括压力控制流体源。该压力控制流体源适于提供通过第一限流器通道、流体通路以及第二限流器通道的压力控制流体的流动。此压力控制流体的流动在第一限流器通道的入口处具有进口压力,且在第二限流器通道的出口处具有出口压力。进口压力高于所述出口压力。压力控制流体的流动经历第一限流器通道上的第一压降Δp1以及第二限流器通道上的第二压降Δp2。
此特定的参考压力控制器进一步包括连接器,将流体通路连接至阀致动器的控制腔。连接器与背压调节器的控制腔流体连通。连接器处的压力控制流体具有中间压力,中间压力低于进口压力,但高于出口压力。中间压力由第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率确定,
此特定的参考压力控制器进一步包括可控热设备。此热设备适于加热和/或冷却第一限流器通道和/或第二限流器通道。由此,影响第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率。热设备包括用于控制热设备的热输出的热控制器。
第一压降Δp1和第二压降Δp2分别与第一限流器通道和第二限流器通道的流体流的阻力有直接关系。可通过改变其温度影响这些限流器通道的流体流的阻力。限流器通道的温度的改变改变流过该限流器通道的流体的温度。这影响像粘度、体积、和流速这样的流体参数,其随后影响流体流的阻力,并因此影响压降。
由于连接器处出现的中间压力依赖于第一限流器通道处出现的第一压降Δp1和第二限流器通道处出现的第二压降Δp2之间的比率,因此可通过改变第一和/或第二限流器通道的温度来调节中间压力。由于中间压力出现在将参考压力控制器连接至控制腔的连接器处,因此控制腔中的压力相当于中间压力。因此,可通过调节中间压力调节控制腔中的压力。
在一种可能的实施例中,第一限流器通道和/或第二限流器通道为微流控芯片中的通道。在一种可能的实施例中,第一限流器通道是第一微流控芯片中的通道,并且第二限流器通道是第二微流控芯片中的通道。在一种可替代的实施例中,第一限流器通道是第一微流控芯片中的通道,第二限流器通道是同样的微流控芯片中的通道。在该实施例中,优选地,第一和第二限流器通道之间的流体通路也是该微流控芯片中的通道。
微流控芯片相当便宜且容易获得。例如,在需要改变压力控制器的设置的情况下需要交换微流控芯片时,微流控芯片也容易处理。此外,可利用具有热组件(例如,伴热)的微流控芯片。这种微流控芯片可用在根据本发明的压力控制器中,例如,通过将微流控芯片上的热组件用作参考压力控制器的热设备的部分。
可替代地,第一限流器通道和/或所述第二限流器通道为毛细管中的通道。
在一种可能的实施例中,系统进一步包括副流体源以及稀释线。对于主流体源适于向反应器供应反应流体的那些实施例,这尤其有用。而且,副流体源可适于经由所述稀释线向至少一个反应器组件提供加压的清洗流体或加压的稀释流体。
稀释线可被设置为将加压的清洗流体或加压的稀释流体馈送到反应器流出线中。可替代地,在至少一个流通式反应器包括固定床的实施例中,稀释线被设置为将加压的清洗流体或加压的稀释流体馈送到固定床的下游以及反应器的反应器出口的上游的反应器中。
本发明进一步涉及一种用于运行并行反应器的方法。此方法包括步骤:提供多个反应器组件,每个反应器组件包括:流通式反应器、反应器馈入线以及反应器流出线,流通式反应器包括反应器入口和反应器出口,反应器馈入线具有第一端和第二端,第二端连接至流通式反应器的反应器入口,反应器馈入线适于向流通式反应器供应流体,反应器流出线具有第一端,第一端连接至流通式反应器的反应器出口,反应器流出线适于从反应器排出反应器流出物。
根据本发明的方法进一步包括步骤:提供主流体源,主流体源适于向流通式反应器提供加压的流体。
根据本发明的方法进一步包括步骤:提供分流器,被设置在主流体源的下游和反应器组件的上游。此分流器具有入口和多个被动限流器。分流器的入口连接至主流体源,每个被动限流器与入口流体连通。每个被动限流器具有出口,出口连接至其自身专用的反应器组件的反应器馈入线的第一端。所有被动限流器具有对流体流的基本上相等的阻力。
根据本发明的方法进一步包括步骤:提供主流体源和流出线之间的压力差,使得流体经由分流器、反应器馈入线和反应器从主流体源流动到所述流出线。
根据本发明的方法进一步包括步骤:设置馈入线压力设定值,所述馈入线压力设定值表示期望的馈入线压力。所有反应器组件的期望的馈入线压力相同,
根据本发明的方法进一步包括步骤:测量每个反应器馈入线中流体流的压力。
根据本发明的方法进一步包括步骤:将每个测量的馈入线压力与馈入线压力设定值进行比较。如果一反应器组件中的测量的馈入线压力和馈入线压力设定值之间不同,则该反应器组件的反应器流出线中的压力以下述方式调节:使测量的馈入线压力变得基本上与馈入线压力设定值相同。
此方法可用于实施高通量实验,例如,潜在催化剂的筛选。可替代地,该方法可用于使用微反应器生产化合物。
附图说明
下面将参照多个附图更详细的描述本发明,其中将示出本发明的非限制方式的示例性的实施例。
附图示出:
图1:具有并行反应器的系统的一般设置,
图2:根据本发明的系统的第一实施例,
图3:根据本发明的系统的第二实施例,
图4:可在根据本发明的系统及方法中使用的背压调节器的可能的实施例。
具体实施方式
图1示出具有并行反应器的一般设置,其例如可用于实施高通量实验或如用于化合物的生产的微反应器。
在图1的系统中,具有流体源100,流体源100连接至分流器105。分流器105包括一个入口106和多个出口112A、112B、112C、112D。分流器105的每个出口112A、112B、112C、112D连接至关联的反应器组件150A、150B、150C、150D。
仅在每个分流器出口112A、112B、112C、112D的上游,具有被动限流器110A、110B、110C、110D。
每个反应器组件150A、150B、150C、150D包括反应器馈入线115A、115B、115C、115D,流通式反应器125A、125B、125C、125D以及反应器流出线130A、130B、130C、130D。
图1的系统的元件彼此以以下方式流体连通:反应器125A、125B、125C、125D接收来自流体源100的加压的流体(气体、液体、或气体和液体的组合)。每个反应器125A、125B、125C、125D经由关联的反应器流出线130A、130B、130C、130D排出其流出物。
运行期间的某些时候,例如通过压力计101测量的流体源中的压力为p1。此压力p1通常在大气压以上。
在运行期间的同样时间,例如通过压力计120A测量的反应器馈入线115A中的压力为p2A。运行期间的同样时间,例如通过压力计120B测量的反应器馈入线115B中的压力为p2B。运行期间的同样时间,例如通过压力计120C测量的反应器馈入线115C中的压力为p2C。运行期间的同样时间,例如通过压力计120D测量的反应器馈入线115D中的压力为p2D。可例如接近分流器出口112A、112B、112C、112D或接近反应器125A、125B、125C、125D的入口测量反应器馈入线压力p2A、p2B、p2C、p2D。如果在接近反应器125A、125B、125C、125D的入口测量反应器馈入线压力p2A、p2B、p2C、p2D,则测量的压力p2A、p2B、p2C、p2D与反应器入口压力相同或基本相同。
如果流体源100和压力计120A之间的流动路径中的流体流的阻力与例如流体源100和压力计120B之间的流动路径中的流体流的阻力不同,则p2A与p2B不同。
在此运行期间的同样时间,例如通过压力计135A测量的反应器流出线130A中的压力是p3A。在此运行期间的同样时间,例如通过压力计135B测量的反应器流出线130B中的压力是p3B。在此运行期间的同样时间,例如通过压力计135C测量的反应器流出线130C中的压力是p3C。在此运行期间的同样时间,例如通过压力计135D测量的反应器流出线130D中的压力是p3D。
可例如接近反应器125A、125B、125C、125D的出口测量反应器流出线压力p3A、p3B、p3C、p3D。如果在接近反应器125A、125B、125C、125D的出口测量反应器馈入线压力p3A、p3B、p3C、p3D,则测量的压力p3A、p3B、p3C、p3D与反应器出口压力相同或基本相同。
如果流体源100和压力计135A之间的流动路径中的流体流的阻力与例如流体源100和压力计135B之间的流动路径中的流体流的阻力不同,则p3A与p3B不同。
在控制图1中所示类型的系统中的压力-例如以控制各反应器125A、125B、125C、125D的流体流的分配时,已知的是使用适于使压力p3A、p3B、p3C和p3D(因此:仅反应器125A、125B、125C、125D下游的压力)保持相同的压力控制系统。这可通过例如利用仅设置在反应器下游且都具有同样的期望的压力设定值的压力控制器来实现,或通过收集单个共同出口控制体中流动的反应器流出物来实现(例如,WO99/64160中公开的)。
但是,根据本发明,通过压力控制系统保持相同的不应是这些压力p3A、p3B、p3C和p3D,而是压力p2A、p2B、p2C和p2D(因此:反应器125A、125B、125C、125D上游、反应器馈入线中的压力保持相同)。
已进行了实验证明本发明获得的效果。在实验中,使用图1中的系统。反应器125A和125D被提供有大小约为1μm的惰性粒子。这在反应器125A和125D上产生压降。反应器125B和125C在实验期间是空的。
压力计120A、120B、120C、120D被设置为测量反应器125A、125B、125C、125D的反应器入口压力。压力计125A、125B、125C、125D被设置为测量反应器125A、125B、125C、125D的反应器出口压力。
共36.8Nml/min的H2气流由流体源100馈送到系统中。流体流在实验过程中保持恒定。目的是将流量均等分配到四个反应器125A、125B、125C、125D,使得每个反应器大约9.2Nml/min。包括被动限流器110A、110B、110C、110D的分流器105用于划分四个反应器125A、125B、125C、125D上的流体流。
在一个实验中,采用反应器流量控制的传统方式。在此实验中,压力控制系统适于使压力反应器出口的压力(因此:仅反应器下游;比如说:p3A、p3B、p3C、p3D)保持相等。在此实验中,反应器出口压力设置为8barg。
在该实验中,测量几个参数。表1中示出了测量结果。如表1中提到的“限流器压降”分别涉及限流器110A、110B、110C、110D的压降。
表1:通过控制反应器下游的压力进行的流量控制
从表1中的测量结果明显看出,在压力控制系统适于使反应器出口压力保持相同的实验中,通过反应器的流速在9.02Nml/min和9.35Nml/min之间变化,这是大约3.5%的变化。
在第二个实验中,采用根据本发明的反应器流量控制。在此实验中,压力控制系统适于使压力反应器入口压力(因此:仅反应器上游;比如说:p2A、p2B、p2C、p2D)保持相等。在此实验中,反应器入口压力设置为8barg。
在此实验中,测量几个参数。表2中示出了测量结果。如表2中提到的“限流器压降”分别涉及限流器110A、110B、110C、110D的压降。
表2:通过控制反应器上游的压力进行的流量控制
从表2中的测量结果明显看出,在压力控制系统适于使反应器入口压力保持相同的实验中,通过反应器的流速在9.16Nml/min和9.20Nml/min之间变化,这是大约0.4%的变化。这大大低于采用反应器出口压力控制的已知方法。
图2示出根据本发明的系统的第一实施例。
该系统包括多个反应器组件30。在图2中,示出了四个反应器组件30,但大于一个的任意数量都是可能的。每个反应器组件30包括具有反应器入口32和反应器出口33的流通式反应器31。反应器馈入线34在主流体源25和反应器入口32之间延伸。主流体源25经由反应器馈入线34向反应器31提供加压的反应流体。反应器31可选地包含固定床37。
反应器组件30进一步包括反应器流出线35。反应器流出线35连接至反应器出口33。反应器中形成的反应产物作为反应器流出物经由反应器出口33离开反应器,并进一步经由反应器流出线35排出。
图2中示出的系统包括分流器26,用于将来自主流体源的流体流分配到反应器组件30。分流器26具有入口65以及多个被动限流器27。分流器26的入口65连接至主流体源25。每个被动限流器27与入口65流体连通。限流器27是被动限流器,意味着他们具有对流体流的固定阻力。每个被动限流器27具有出口66,出口66连接至其自身专用的反应器组件30的反应器馈入线34的第一端。所有被动限流器27具有对流体流的基本相等的阻力。
图2中示出的系统进一步包括馈入线压力测量设备。此馈入线压力测量设备适于测量反应器馈入线34中的流体流的压力。
在图2的系统中,馈入线压力测量设备包括多个馈入线压力传感器40。馈入线压力传感器40被设置为使得在每个反应器馈入线34中提供馈入线压力传感器40。
在图2的系统中,在每个流出线中提供单独可控的背压调节器50,所述背压调节器50适于单独调节每个反应器流出线35中的压力。
此外,在图2的系统中,提供压力控制装置45。压力控制装置45链接至馈入线压力测量设备以及背压调节器50。更具体地,压力控制装置45链接至馈入线压力测量传感器40以及背压调节器50。压力传感器40经由链接41向压力控制装置45提供测量数据信号。背压控制器经由链接42接收来自压力控制装置45的控制信号。
压力控制装置45包括输入设备46。输入设备46允许将至少馈入线压力设定值输入到压力控制装置45中。馈入线压力设定值表示期望的馈入线压力。所有反应器组件30的期望的馈入线压力相同。
压力控制装置45适于和/或被编程为单独控制背压调节器50,使得对于每个反应器组件30,通过馈入线压力测量设备测量的反应器馈入线34中的压力与所述馈入线压力设定值进行比较。如果测量的馈入线压力和馈入线压力设定值之间不同,则调节相应的背压调节器50,使得所有反应器组件30中的馈入线压力基本相同。
在通过压力传感器40测量的馈入线压力都相同时,主流体源25和分流器26的每个限流器的出口66之间的压降相同。在主流体源25和分流器26的每个限流器的出口66之间的压降相同时,所有反应器组件30的反应器馈入线34中的流速相同。因此,来自主流体源25的流体平均分摊到各反应器组件30,由此分摊到各流通式反应器31。
在根据本发明的系统中,这是理想情况。如果一个或多个反应器馈入线34中的馈入线压力不知何故偏离了期望的馈入线压力,则压力控制装置45将通过调整出现偏离馈入线压力的一个反应器组件或多个反应器组件30中的一个背压控制器或多个背压控制器50进行动作,使得该反应器组件中的馈入线压力变得与馈入线压力设定值再次(基本上或精确地)相同。由此,馈入线压力也变得与其它反应器组件中的馈入线压力(基本上或精确地)相同。
期望的馈入线压力的这种偏离可能例如在反应器31中的一个或多个出现不同的压降时发生。这可能从反应开始时发生,但也可能在实验或生产运行期间随时间发生。这可能例如由过滤器或固定床慢慢变得有点堵塞而引起。根据本发明的系统防止影响反应器31的流体的流速和/或反应器31的流体的分摊的这种情况。
在一个或多个反应器31的压降与其它反应器31的压降不同的情况下,根据本发明的系统中,与具有不同压降的那些反应器31相关联的背压调节器50将具有与其它反应器31所关联的背压调节器50不同的设置。例如,假设主流体源的压力是15bar,且期望的馈入线压力是10bar。那么,录入压力控制装置45的馈入线压力设定值将为10bar。
假设在那样的情况下,例如,所有四个反应器的压降在实验或生产运行开始时每个反应器31为0.5bar。那么,将调节背压调节器至9.5bar。
现在假设在实验和生产运行期间,一个反应器31的示例玻璃粉的固定床37将开始有点堵塞。结果,该反应器的压降将例如从0.5bar增加到0.8bar。最初,这将导致连接至此特定的反应器的馈入线34中的馈入线压力的偏离,例如,从10bar到10.3bar。结果,此特定的反应器将从主流体源接收比其他反应器少的流体,由此,扰乱来自主流体源25的流体流的平均分配。
测量此特定的馈入线34中的馈入线压力的压力传感器40将测量此偏离的馈入线压力。经由链接41,与偏离的馈入线压力有关的信息将到达压力控制装置45。压力控制装置45将检测与期望的馈入线压力的偏离,并将采取动作:将与具有不同压降的反应器31关联的背压控制器50的设置调整到9.2bar。结果,该特定的反应器组件的馈入线压力将返回10bar,且来自主流体源的流体流再次平均分摊到所有反应器31。
可选地,在根据图2的系统中提供稀释线36。此稀释线36可用于向反应器流出物中添加稀释剂。可替代地可用于净化。在图2的实施例中,稀释线36连接至反应器出口33下游以及背压调节器50上游的反应器流出线35。但是,可替代的设置是可能的,例如,其中稀释线36连接至背压调节器50下游的反应器流出线35,或其中稀释线36邻近反应器出口33或至少在固定床37(如果有)和反应器出口33之间连接至反应器31。
图3示出根据本发明的系统的第二实施例。此实施例关于馈入线压力测量设备与图2的实施例不同。在其它部件及其功能方面,图3的实施例与图2的实施例相同。
在图3的实施例中,馈入线压力测量设备包括单个馈入线压力传感器40,取代图2中示出的多个馈入线压力传感器。此外,在图3的实施例中,每个反应器馈入线34提供支线71。每个支线71具有连接至其关联的馈入线34的第一端,以及连接至死端选择阀70的入口的第二端。
死端选择阀具有多个入口和一个出口。出口连接至单个馈入线压力传感器40。
死端选择阀70进一步包括阀壳以及所述阀壳内的阀体。阀体允许将一个入口通道与出口通道连接。其它入口通道为死端。阀体可在阀壳内移动,使得按顺序地,一个接一个地,每个入口通道能够与出口通道流体连通。永远不会存在超过一个入口通道与死端选择阀70的出口通道流体连通。这样,按顺序地,每个入口通道可与出口通道流体连通。
反应器馈入线34经由支线71连接至死端选择阀70的入口通道。馈线压力传感器40连接至死端选择阀70的出口通道。通过这样的设置,馈入线压力传感器40能够一个接一个的按顺序地测量反应器馈入线34中的压力。
特别地,在压力变化是渐进的情况下,馈入线压力测量设备的这种设置提供如图2中示出的馈入线压力测量设备的较好的替换。
可选地,在根据图3的系统中提供稀释线36。此稀释线36可用于向反应器流出物中添加稀释剂。可替代地用于净化。在图3的实施例中,稀释线36邻近反应器出口33或至少在可选的固定床37和反应器出口33之间连接至反应器31。
但是,可替代的设置是可能的,例如,其中稀释线36连接至背压调节器50下游的反应器流出线35,或者,其中稀释线36连接至反应器出口33下游以及背压调节器50上游的反应器流出线35。
图4示出可在根据本发明的系统及方法中使用的背压调节器50的可能的实施例。
图4的背压调节器50包括流动通道2。压力要被控制的流体流通过此流动通道2,如图4中的箭头表示。流动通道2具有图4中的箭头A表示的横截面面积。流动通道2可连接至根据本发明的系统的反应器组件30的反应器流出线35,或设置在根据本发明的系统的反应器组件30的反应器流出线35中。
图4的背压调节器50进一步包括可移动阀构件3。可移动阀构件3适于控制流动通道2的横截面面积的大小。这具有控制流动通道2中的流体流的压力的效果。在图4的实施例中,可移动构件3是形成流动通道2的壁的部分的薄膜。在这种情况下,该薄膜为管的形式。
图4的背压调节器50进一步包括阀致动器。该阀致动器用于控制阀构件3的位置。该阀致动器包括控制腔4。在此控制腔4中,存在参考压力下的流体。为了影响流动通道2的横截面面积,此流体与阀构件3的压力表面5紧密贴合,以在其上施加控制力。在图4的实施例中,压力表面5为管状薄膜的壁的外部。控制腔4中的流体可例如挤压管状薄膜,以减小流动通道2的横截面面积,使流动通道2中的压力增加。
图4的背压调节器50进一步包括参考压力控制器10。此参考压力控制器适于控制控制腔4中的参考压力。
对于参考压力控制器有许多替代选择。如果空间允许,传统的压力控制器可用作参考压力控制器。但是,在图4的背压控制器中,使用特定种类的参考压力控制器。此参考压力控制器特别适合在使用多个并行微反应器的高通量实验和化合物生产中使用,因为其允许参考压力的精确以及快速的控制,并由此,控制馈入线压力,且其仅需要很小的空间。
如图4中示出的此参考压力控制器10包括第一限流器通道11。第一限流器通道11具有入口12以及出口13。参考压力控制器10进一步包括第二限流器通道14。第二限流器通道14具有入口15以及出口16。
此外,提供流体通路17。此流体通路17在第一限流器通道11的出口13以及第二限流器通道14的入口15之间延伸。流体通路17允许第一限流器通道11和第二限流器通道14之间的流体连通。根据特定实施例,流体通路17可能非常短(例如,如果仅很少的空间可用)或相当长(例如,允许压力流体在第一限流器通道中加热或冷却后,将温度改变回初始温度)。
提供压力控制流体源(图2中未示出),其用于提供如图2中箭头表示的通过第一限流器通道11、流体通路17以及第二限流器通道14的压力控制流体的流动。压力控制流体可为气体或液体。例如,氮气是合适的压力控制流体。
压力控制流体的流动在第一限流器通道11的入口12处具有进口压力,并在第二限流器通道14的出口16处具有出口压力。由于存在从第一限流器通道11的入口12向第二限流器通道14的出口16的压力控制流体的流动,因此进口压力比出口压力更高。
压力控制流体的流动经历第一限流器通道11的第一压降Δp1以及第二限流器通道14的第二压降Δp2。
参考压力控制器10进一步包括将流体通路17连接至阀致动器的控制腔4的连接器19。连接器19与控制腔4流体连通。连接器19可例如包括通道和/或连接元件,例如,卡扣连接元件或螺纹连接元件。连接器19可焊接或焊合到控制腔4。连接器19可永久固定到控制腔4或可以以可拆卸的方式安装。
压力控制流体在连接器17处具有中间压力,其比进口压力低,但比出口压力高。中间压力的值由第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率确定。例如,第一限流器通道11的流体流的阻力与第二限流器通道14的流体流的阻力相同,第一限流器通道11的入口12的进口压力为150bar,第二限流器通道15的出口16的出口压力为100bar,中间压力将为125bar。
中间压力相当于控制腔4中的压力。
参考压力控制器10进一步包括可控热设备20。图4中仅示意地示出热设备20。可以以许多不同的方式实现热设备20:包括珀尔帖(Peltier)元件,包括电伴随加热,包括其上具有电压的一对电极,包括使传热流体循环用于加热和/或冷却的系统,包括容纳第一或第二限流器通道的外壳,外壳内的温度可控。
热设备20适于加热和/或冷却第一限流器通道11和/或第二限流器通道14。该热设备可设置并适于仅加热和/或冷却第一限流器通道11。可替代地,该热设备可设置并适于仅加热和/或冷却第二限流器通道14。可替代地,热设备20可设置并适于既加热和/或冷却第一限流器通道11,又加热和/或冷却第二限流器通道14。
改变限流器通道11、14的温度使限流器11、14中压力控制流体的温度也改变。这引起温度已经改变的限流器通道11、14的压降的改变。
由此,热设备20可用于影响第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率,且由此,用于改变中间压力和压力控制腔4中的压力。
例如,最初,第一限流器通道11的流体流的阻力与第二限流器通道14的流体流的阻力相同,第一限流器通道11的入口12的进口压力为150bar,第二限流器通道15的出口16的出口压力为100bar,中间压力将为125bar。
例如,氮气用作压力控制流体。并且例如,热设备20用于加热第一限流器通道11。未对第二限流器通道14采用加热或冷却。由于第一限流器通道11的加热,第一限流器通道11上出现的第一压降Δp1增加,而第二限流器通道14上的第二压降Δp2不改变或至少基本上不改变。通常,通过限流器通道的流体的体积很小使得其通过第二限流器通道14时,压力控制流体已再次冷却,因此,第二限流器通道14的流体流的阻力保持相同。
如果热设备20未加热和/或冷却第一限流器通道11,而(仅)加热和/或冷却第二限流器通道14,那么仅第二压降Δp2将改变,而不是第一限流器通道11上的第一压降Δp1。
由于已改变第一压降Δp1和第二压降Δp2之间的比率,第一压降Δp1增加而第二压降保持基本相同,引起中间压力的降低。由此,控制腔4中的对应的压力也已降低,例如,降低到122bar。
通过根据图4的如背压调节器50中所用的参考压力控制器,能够在某压力范围内持续改变参考压力。
热设备20包括用于控制热设备20的热输出的热控制器,因此,可主动控制参考压力。
如图4中示出的参考压力控制器包括压力控制流体储藏室18。压力控制流体储藏室18设置在第一限流器通道11的入口12的上游,并与第一限流器通道11的入口12流体连通。
压力控制流体储藏室18适于包含加压的压力控制流体。压力控制流体储藏室18中的压力(稍)高于第一限流器通道11的入口12的进口压力,使得建立从压力控制流体储藏室18经由第一限流器通道11、流体通路13和第二限流器通道14到第二限流器通道14的出口16的压力控制流体的流动。从那里,压力控制流体可流向收集储藏室,或被转移以丢弃(未示出)。或如图4中示出的,例如通过返回线23和泵24可转移回压力控制流体储藏室。
图4中示出的参考压力控制器包括返回线23,从第二限流器通道14的出口16延伸到第一限流器通道11的入口12。此外,泵24存在以提供压力控制流体通过第一限流器11、流体通路17、第二限流器14以及返回线23的循环。压力控制流体储藏室18的存在有助于平衡可能由于泵24的动作而发生的系统中的任何压力波动。在可替代的实施例(未示出)中,作为图4中示出的压力储藏室的替代或除了图4中示出的压力储藏室之外,压力控制流体储藏室18可出现在第二限流器通道14的出口16和泵24之间。
压力控制流体储藏室18、返回线23以及泵24为可选特征。参考压力控制器10不包括这三个特征中的任何特征是可能的,且可通过不同的方式实现通过第一限流器通道11和第二限流器通道14的压力控制流体的流动。
可替代地,参考压力控制器10包括压力控制流体储藏室18,而不包括返回线23和泵24是可能的。于是,压力控制流体通过第一和第二限流器通道11、14从压力控制流体储藏室18例如流动到收集储藏室,或可被转移以丢弃。
在另一可替代的实施例中,仅存在返回线23和泵24,且没有压力控制流体储藏室18。
Claims (20)
1.用于运行并行反应器的系统,
所述系统包括:
-多个反应器组件,每个反应器组件包括:
-流通式反应器,所述流通式反应器包括反应器入口和反应器出口,
-反应器馈入线,所述反应器馈入线具有第一端和第二端,所述第二端连接至所述流通式反应器的反应器入口,
所述反应器馈入线适于向所述流通式反应器供应流体,
-反应器流出线,所述反应器流出线具有第一端,所述第一端连接至所述流通式反应器的反应器出口,
所述反应器流出线适于从所述反应器排出反应器流出物,
-主流体源,所述主流体源适于向所述流通式反应器提供加压的流体,
-分流器,被设置在所述主流体源的下游和所述反应器组件的上游,
所述分流器具有入口和多个被动限流器,其中所述分流器的入口连接至所述主流体源,并且每个被动限流器与所述入口流体连通,
并且其中每个被动限流器具有出口,所述出口连接至所述出口自身专用的反应器组件的反应器馈入线的第一端,
并且其中所有被动限流器具有对流体流的基本上相等的阻力,
其中所述系统进一步包括馈入线压力测量设备,所述馈入线压力测量设备适于测量所述反应器馈入线中的所述流体流的压力,并且
其中在每个反应器流出线中提供单独可控的背压调节器,所述背压调节器适于单独调节每个反应器流出线中的压力,并且
其中进一步提供压力控制装置,
所述压力控制装置链接至所述馈入线压力测量设备以及所述背压调节器,
所述压力控制装置包括输入设备,所述输入设备允许将至少馈入线压力设定值输入到所述压力控制装置中,所述馈入线压力设定值表示期望的馈入线压力,所述期望的馈入线压力对于所有反应器组件相同,
其中所述压力控制装置适于和/或被编程为单独控制所述背压调节器,使得对于每个反应器组件,由所述馈入线压力测量设备测量的反应器馈入线中的压力与所述馈入线压力设定值进行比较,并且如果所测量的馈入线压力和所述馈入线压力设定值之间不同,则调节对应的背压调节器,使得所测量的馈入线压力变得基本上与所述馈入线压力设定值相同,并且由此基本与其它反应器组件中的馈入线压力相同。
2.根据权利要求1所述的系统,
其中,所述馈入线压力测量设备包括多个馈入线压力传感器,所述多个馈入线压力传感器被设置为使得在每个反应器馈入线中提供馈入线压力传感器。
3.根据权利要求1所述的系统,
其中,所述馈入线压力测量设备包括单个馈入线压力传感器,所述单个馈入线压力传感器被设置为按顺序测量所述反应器馈入线中的压力。
4.根据权利要求3所述的系统,
其中,所述馈入线压力测量设备进一步包括死端选择阀,所述死端选择阀包括阀壳、所述阀壳内的阀体、多个入口通道以及一个出口通道,所述阀体将一个入口通道与所述出口通道连接,所述阀体在所述阀壳内可移动,使得能够按顺序地使每个入口通道与所述出口通道流体连通,
其中,每个入口通道连接至所述入口通道自身专用的反应器馈入线并且与所述入口通道自身专用的反应器馈入线流体连通,并且其中,所述出口通道连接至所述单个馈入线压力传感器。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统,
其中,所述背压调节器持续可调节。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,
其中,所述馈入线压力在所述反应器入口处或邻近所述反应器入口测量,使得所测量的馈入线压力相当于所述反应器入口压力。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,
其中,背压调节器包括:
-用于压力需被控制的流体流的流动通道,所述流动通道具有横截面面积,
-可移动阀构件,所述可移动阀构件适于控制所述流动通道的横截面面积的大小,以便控制所述流动通道中的流体流的压力,
-阀致动器,所述阀致动器适于控制所述阀构件的位置,
所述阀致动器包括控制腔,所述控制腔中具有参考压力下的流体,所述流体与所述阀构件的压力表面紧密结合,以在所述阀构件的压力表面上施加控制力,
参考压力控制器,所述参考压力控制器适于控制所述控制腔中的参考压力。
8.根据权利要求7所述的系统,
其中,所述背压调节器的参考压力控制器包括:
-第一限流器通道,所述第一限流器通道具有入口和出口,
-第二限流器通道,所述第二限流器通道具有入口和出口,
-流体通路,所述流体通路在所述第一限流器通道的出口和所述第二限流器通道的入口之间延伸,所述流体通路允许所述第一限流器通道和所述第二限流器通道之间的流体流通,
-压力控制流体源,所述压力控制流体源适于提供通过所述第一限流器通道、所述流体通路以及所述第二限流器通道的压力控制流体的流动,
所述压力控制流体的流动在所述第一限流器通道的入口处具有进口压力,且在所述第二限流器通道的出口处具有出口压力,所述进口压力高于所述出口压力,
所述压力控制流体的流动经历所述第一限流器通道上的第一压降Δp1以及所述第二限流器通道上的第二压降Δp2,
-连接器,将所述流体通路连接至所述阀致动器的控制腔,所述连接器与所述控制腔流体连通,所述连接器处的压力控制流体具有中间压力,所述中间压力低于所述进口压力,但高于所述出口压力,所述中间压力由所述第一压降Δp1和所述第二压降Δp2之间的比率确定,
-可控热设备,所述热设备适于加热和/或冷却所述第一限流器通道和/或所述第二限流器通道,由此影响所述第一压降Δp1和所述第二压降Δp2之间的比率,所述热设备包括热控制器,用于控制所述热设备的热输出。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,
其中所述分流器的被动限流器是微流控芯片中的毛细管和/或通道。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,
其中所述系统进一步包括多个过滤器,每个过滤器被设置在反应器出口的下游的反应器流出线中,
并且其中每个背压调节器被设置在这种过滤器的下游。
11.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,
其中至少一个流通式反应器包括固定床。
12.根据权利要求1-4中任一项所述的系统,
其中所述系统进一步包括副流体源以及稀释线,所述副流体源适于经由所述稀释线向至少一个反应器组件提供加压的清洗流体或加压的稀释流体。
13.根据权利要求12所述的系统,
其中所述稀释线被设置为将加压的清洗流体或加压的稀释流体馈送到反应器流出线中,或
其中至少一个流通式反应器包括固定床,并且所述稀释线被设置为将加压的清洗流体或加压的稀释流体馈送到所述固定床的下游以及所述反应器的反应器出口的上游的反应器中。
14.用于运行并行反应器的方法,
所述方法包括以下步骤:
-提供多个反应器组件,每个反应器组件包括:
-流通式反应器,所述流通式反应器包括反应器入口和反应器出口,
-反应器馈入线,所述反应器馈入线具有第一端和第二端,所述第二端连接至所述流通式反应器的反应器入口,
所述反应器馈入线适于向所述流通式反应器供应流体,
-反应器流出线,所述反应器流出线具有第一端,所述第一端连接至所述流通式反应器的反应器出口,
所述反应器流出线适于从所述反应器排出反应器流出物,
-提供主流体源,所述主流体源适于向所述流通式反应器提供加压的流体,
-提供分流器,被设置在所述主流体源的下游和所述反应器组件的上游,
所述分流器具有入口和多个被动限流器,其中所述分流器的入口连接至所述主流体源,并且每个被动限流器与所述入口流体连通,
并且其中每个被动限流器具有出口,所述出口连接至所述出口自身专用的反应器组件的反应器馈入线的第一端,
并且其中所有被动限流器具有对流体流的基本上相等的阻力,
-提供所述主流体源和所述流出线之间的压力差,使得所述流体经由所述分流器、所述反应器馈入线和所述反应器从所述主流体源流动到所述流出线,
-设置馈入线压力设定值,所述馈入线压力设定值表示期望的馈入线压力,所述期望的馈入线压力对所有反应器组件相同,
-测量每个反应器馈入线中所述流体流的压力,
-将每个测量的馈入线压力与所述馈入线压力设定值进行比较,
-如果一反应器组件中的所测量的馈入线压力和所述馈入线压力设定值之间不同,则该反应器组件的反应器流出线中的压力以下述方式调节:使所测量的馈入线压力变得基本上与所述馈入线压力设定值相同,并且由此基本与其它反应器组件中的馈入线压力相同。
15.根据权利要求14所述的方法,
其中所述方法用于催化剂的筛选。
16.根据权利要求14-15中任一项所述的方法,
其中所述馈入线压力同时在至少两个反应器组件中测量。
17.根据权利要求14-15中任一项所述的方法,
其中所述馈入线压力按顺序在所述反应器组件中测量。
18.根据权利要求14-15中任一项所述的方法,
其中所述馈入线压力在所述反应器入口处或邻近所述反应器入口测量,使得所测量的馈入线压力相当于所述反应器入口压力。
19.根据权利要求14-15中任一项所述的方法,
其中加压的稀释流体或加压的清洗流体被添加至至少一个反应器组件。
20.根据权利要求19所述的方法,
其中所述加压的清洗流体或加压的稀释流体被馈送到反应器流出线中,或
其中至少一个流通式反应器包括固定床,并且所述加压的清洗流体或加压的稀释流体被馈送到所述固定床的下游以及所述反应器的反应器出口的上游的反应器中。
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