CN109298017A - 一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法。所述系统包括进料计量模块、物料预热模块、反应量热模块和循环热流模块；反应量热模块包括壳体、反应器和功率补偿加热器，功率补偿加热器设于所述壳体的内腔中，用于对壳体内腔中的热流介质加热以调控壳体的热流介质出口处的温度；循环热流模块包括循环热流浴槽，用于向壳体内腔中供应热流介质以调控反应器外部环境温度；进料计量模块用于对物料进行计量；所述物料预热模块用于对待输入至反应器的物料进行预热至所需温度。利用本发明的系统和方法，解决了现有反应量热技术中大多采用全混釜反应器形式，造成测得数据不能较好的表征物料在固定床连续流状态下的实际反应放热特性。

Description

一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法

技术领域

本发明涉及热量测量技术领域，特别涉及一种在连续流状态下测定反应热和/或比热容的系统和方法。

背景技术

化工生产是一种高危过程，存在多维度的安全风险因素。其中反应安全风险是涉及本质的风险因素，化工生产过程事故通常是由反应失控导致的，反应发生失控的本质在于工艺过程中存在的热危险性，因此对反应安全风险开展研究评估是化工安全生产的重要技术保障。在化工过程中，大部分反应均属放热反应，如聚合反应、氧化反应、硝化反应、氯化反应、臭氧化反应、磺化反应、酯化反应、中和反应等，需对反应中涉及的原料、中间物料、产品等化学品进行热稳定测试，对化学反应过程开展热力学和动力学分析，并根据反应热等参数评估反应的危险等级。化工反应安全风险评估首要的基础是建立相匹配的反应安全风险评估试验装备。作为一个多功能平台，该装置不仅涉及到反应安全风险如反应热的测定，同时还可以进行工艺过程模拟及快速分析评价，收集并评估反应工艺数据、安全参数、热数据、产品性质等，确定优化的安全工艺条件、临界值和反应化学结果。

专利US6157009公开了一种基于温度补偿原理的绝热量热仪，其原理是将反应体系置于绝热环境中，通过加热-等待-搜索或等温两种模式的运行，模拟测量潜在失控反应和量化某些化学品和混合物的热、压力危险性，该仪器的加热能力有限，仅允许加热至300℃，压力范围上限为13.0MPa，对于某些高温高压的危险工况不适用；专利CN106290463公开了一种高温高压下进行绝热量热测量的装置，主要解决现有技术中尚无高温高压进行绝热量热测量方法的问题，该装置能够在800℃以下20MPa以下按照绝热模式、等温模式进行量热测试。上述量热装置的共同点在于均采用的是带搅拌的全混釜式反应器，对物料体系的适应性存在一定的局限性，同时也无法完全模拟连续活塞流状态下的反应放热情况。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统和方法。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

本发明第一方面提供一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统，包括进料计量模块、物料预热模块、反应量热模块和循环热流模块；

所述反应量热模块包括壳体、反应器和功率补偿加热器，所述反应器设于壳体内腔中，所述反应器为管式固定床反应器；所述功率补偿加热器设于所述壳体的内腔中，用于对壳体内腔中的热流介质加热以调控壳体的热流介质出口处的温度；

所述循环热流模块包括循环热流浴槽，所述循环热流浴槽用于向壳体内腔中供应热流介质以调控反应器外部环境温度；所述循环热流浴槽的热流介质出口与壳体的热流介质入口连通，所述壳体的热流介质出口与循环热流浴槽的热流介质入口相连通，用于将壳体内腔中的热流介质循环至循环热流浴槽中；

所述进料计量模块用于对待输入至反应器的物料进行计量；

所述物料预热模块用于对待输入至反应器的物料进行预热至所需温度；

所述壳体的热流介质出口、热流介质入口，以及反应器的物料入口和物料出口均设有测温元件。

本发明的系统，所述反应器的数量可以为1个或2个或多个。在用于反应热测量及反应产物比热容的在线测量时，优选具有2个以上反应器，且其中至少2个反应器之间通过管线串联，用于串联反应器的管线上设有阀门，当然也可以允许并联连接的反应器存在。

本发明的系统，循环热流浴槽所输出的热流介质可以为循环水浴、循环油浴、循环盐浴中的一种或多种的组合，可根据反应温度和测量所需温度而选择合适的循环热流介质。

本发明的系统，在一些优选实施方式中，还优选包括出料控制模块，所述出料控制模块包括压力控制单元，用于调控反应器的压力。优选的，所述出料控制模块还包括产物分离单元，用于接收反应器的物料出口输出的反应产物并对其进行组分分离。

本发明的系统，在一些优选实施方式中，还包括产物分析模块，用于对反应器的物料出口输出的反应产物进行组成分析。

本发明的系统，优选所述壳体的外部设有真空隔热层，真空隔热层外部设有加热保温层。

本发明的系统，优选所述管式固定床反应器的高径比为(2-30):1；

可选的，管式固定床反应器内可装填有固相催化剂、惰性填充物中的一种或多种，具体装填何种填充物以及是否装填，可根据反应特性和测量对象特性而选择；优选的，管式固定床反应器的直径和填充物粒径之比为(5-10):1。

优选的，本发明还包括中央控制模块，其他工作模块(进料计量模块、物料预热模块、功率补偿加热器、反应量热模块和循环热流模块、出料控制模块及产物分析模块等)通过系统集成，由中央控制模块统一控制运行。

本发明的系统可以用于测量单一原料的比热容，也可以用于测量混合原料或反应产物的比热容。因此，本发明第二方面提供采用上文所述的系统测量物质比热容的方法，包括如下步骤：

1)待测物流A经物料预热模块预热至温度T₁；由循环热流浴槽经壳体的热流介质入口向壳体内腔中输入热流介质，并使壳体的热流介质入口处的温度t_in与所述温度T₁之差的绝对值≥5℃，记录此时壳体的热流介质出口处的温度为t_out；所述的壳体的热流介质入口处的温度t_in与所述温度T₁之差的绝对值之间要求≥5℃，例如二者之差的绝对值为15-20℃、50℃、100℃等等，根据具体的测量对象可以有所不同，但该差值的绝对值需在5℃以上。

2)将流量为F_m，A、温度为T₁的物流A输入至反应器，此时壳体的热流介质出口的温度会变化，通过调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤1)所测得的t_out值；记录反应器物料出口处的温度T₂，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P；根据如下式(I)计算物质A的比热容数据C_P,A：

ΔQ_P＝F_m,AC_P,A(T₂－T₁) (I)。

利用本发明的系统测量物质的比热容，反应器的数量可以只有一个，只在一个反应器中进行即可，上述比热容测量方法可以应用于某一原料或混合组分的比热容测量或反应产物比热容的离线测量等。

本发明的系统可用于测量连续流状态下的反应热，采用所述的系统测量反应热的方法包括如下步骤：

A)将反应原料1-n经物料预热模块预热至温度T₁’；由循环热流浴槽经壳体的热流介质入口向壳体内腔中输入热流介质，并使壳体的热流介质入口处的温度t_in’与所述温度T₁’之差的绝对值≥5℃，记录此时壳体的热流介质出口处的温度t_out’；此步骤中所述的壳体的热流介质入口处的温度t_in’与所述温度T₁’之差的绝对值之间要求≥5℃，例如二者之差的绝对值为15-20℃、50℃、100℃等等，根据具体的测量对象可以有所不同，但该差值的绝对值需在5℃以上。

B)将预热至T₁’的反应原料1-n分别以流量F_m，1、F_m，2……F_m，n输入反应器中发生反应，根据壳体的热流介质出口处的温度变化，，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)所测得的t_out’值；当壳体的热流介质出口处的温度维持在t_out’值不变，且反应器的物料出口处的温度也不变时，记录反应器的物料出口处的温度T₂’，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P’；

根据如下式(III)计算反应热Q_R:

Q_R＝ΔQ’_P-(F_m,1+F_m,2+…+F_m,n)C_P,P(T’₂-T’₁) (III)；

式(III)中的C_P,P是指反应产物的比热容。

作为一种实施方案，上述公式(III)中的反应产物的比热容C_P，P可离线测量获得，通过按照前述比热容的测量方法测得，即按照上文所述的步骤1)-2)测量计算获得；具体的，以反应产物作为前述方法步骤1)中的物流A按照其步骤1)-2)测量计算反应产物的比热容数据C_P,P(即，对应于公式(I)中的C_P,A)。

作为另一种实施方案，上述测量反应热的方法为在线测量方法，系统中的所述反应器的数量为至少2个，且至少包括两个串联的反应器R₁、R₂，用于将反应器R₁、R₂串联的管线上设有阀门；所述步骤B)中，反应原料为输入至R₁中发生反应，所述反应器的物料出口出的温度不变是指反应器R₁的物料出口处的温度不变，所记录的温度T₂’为反应器R₁的物料出口处的温度；所述方法在步骤B)之后还包括如下步骤C)：

C)反应器R₁中的反应产物经管线输送至与之串联的反应器R₂中并以温度T₁″进入反应器R₂，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)所测得的t_out’值，记录反应器R₂物料出口处的温度T₂″，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P″；

根据如下式(II)计算反应产物的比热容数据C_P,P：

ΔQ″_P＝(F_m,1+F_m,2+…+F_m,n)C_P,P(T₂″-T₁″) (II)；

之后将计算获得的反应产物的比热容数据C_P,P代入式(III)计算反应热Q_R。

应用本发明的系统测量比热容或反应热的进料，可以是气-气、气-液或液-液等不同相态，反应器中也可以含有固相组分，例如催化剂或惰性装填物等。物料在反应器内处于连续流状态。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的系统可以在连续流状态下测量不同反应体系反应热和反应产物的比热容，也可以用于测量某一组分或混合物的比热容。本发明的系统和方法具有原料适应性强、测量范围广、操作简单易行等特点，尤其能准确反映连续流状态下的反应放热情况。本发明的系统可测量的反应温度范围为-60℃～800℃，反应压力范围-0.1MPa～40MPa。

利用本发明的系统和方法，解决了现有反应量热技术中大多采用全混釜反应器形式，造成测得数据不能较好的表征物料在固定床连续流状态下的实际反应放热特性。

本发明的系统采用管式固定床反应器，能更好的反映物料在连续活塞流状态下的实际反应放热特性。本发明的系统可用于同时进行反应动力学和热力学参数的实验测量。

附图说明

图1是一种具体实施方式中测量系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-进料计量模块，2-原料预热模块，3-热流介质入口，4-热流介质出口，5-壳体，6-反应器R₁，7-反应器R₂，8-功率补偿加热器，9-循环热流浴槽，10-壳体的内腔，11-出料控制模块，12-产物分析模块，13-反应量热模块。

具体实施方式

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例进一步阐述本发明的内容，但本发明的内容并不仅仅局限于以下实施例。

本发明提供的连续流下测定反应热和/或比热容的系统，主要包括进料计量模块1、物料预热模块2、反应量热模块13和循环热流模块9。

参见图1，反应量热模块13包括壳体5、反应器6/7、功率补偿加热器8，反应器和功率补偿加热器均设于壳体内腔中，反应器为管式固定床反应器，壳体5具有密闭的内腔，壳体5上设有热流介质入口3和热流介质出口4，反应器上设有物料进口和物料出口。功率补偿加热器8设于所述壳体5的内腔10中，用于对壳体内腔中的热流介质加热以调控壳体的热流介质出口4处的温度，具体是通过调节其输出功率，从而调控壳体的热流介质出口处的温度。在一些具体实施方式中，功率补偿加热器8具体采用电加热，功率补偿加热器位于壳体内腔的循环热流介质内，例如具体可以是位于壳体内壁和反应器外壁之间。壳体的外部优选设有真空隔热层，真空隔热层外部设有加热保温层；反应器和功率补偿加热器置于壳体内腔的密闭空间内，可减少壳体内物流与环境的热交换损失。

循环热流模块9包括循环热流浴槽，循环热流浴槽用于向壳体内腔中供应热流介质，使得该空间内充满热流介质，调控反应器外部环境温度；循环热流浴槽的热流介质出口与壳体的热流介质入口3连通；壳体的热流介质出口4与循环热流浴槽的热流介质入口相连通，用于将壳体内腔中的热流介质循环至循环热流浴槽中。循环热流浴槽所输出的热流介质可以为循环水浴、循环油浴、循环盐浴中的一种或多种的组合，具体可根据反应温度和测量所需温度而选择合适的循环热流介质。一些实施方式中，循环热流模块9内具体可含有温度控制单元、流量控制单元等(图中未示出)，用于调控循环热流浴槽输出的循环热流介质的温度和流量。循环热流介质从壳体和反应器之间的空间流经反应量热模块，并与反应物料或其他被测量对象进行热量传递。

进料计量模块1用于对待输入至反应器的物料进行计量，一些实施方式中，进料计量模块位于物料输送管线上。在一些具体实施方式中，进料计量模块包括增压泵、质量流量控制器、电子称等设备。

物料预热模块2用于对待输入至反应器的物料进行预热至所需温度，在具体实施过程中，物料经预热后再进入反应器内，物料预热模块具体可以是常用的预热器等。

壳体5的热流介质出口4、热流介质入口3，以及反应器的物料入口和物料出口均设有测温元件(图中未示出)，测温元件例如可以是热电偶或热电阻等各种常用的测温设备。

壳体内的反应器的数量可以是1个或2个或多个。可根据测量的需要而相应设置其数量，例如在用于测量某一组分或混合物的比热容，或离线测量反应产物的比热容及反应热时可以只有1个反应器。在用于在线测量反应热及反应产物的比热容时，采用2个以上反应器，且其中至少2个反应器之间通过管线串联，用于串联反应器的管线上设有阀门。当然，在实际应用中，也可以有并联连接的反应器。

在一些优选实施方式中，还优选包括出料控制模块11，出料控制模块11具体可包括压力控制单元，用于调控反应器的压力。可选的，出料控制模块还包括产物分离单元，用于接收反应器的物料出口输出的反应产物并对其进行组分分离。其中的压力控制单元具体可以包括压力表、压力传感器、调节控制阀、安全阀等测量和控制部件，起到控制系统压力的作用。产物分离单元具体可以为气-气分离、气-液分离、液-液分离等分离设备，可根据反应体系不同而具体选择，主要作用是用于反应产物中不同组分或物相的分离。

可选的，还可以包括产物分析模块12，用于对反应器的物料出口输出的反应产物进行组成分析。产物分析模块可以包括色谱仪、质谱仪、核磁共振仪、分光光度计等中的一种或多种组合，作用是对反应产物进行组成分析，用于反应的动力学、热力学等实验数据计算和处理。

在一些优选实施方式中，管式固定床反应器的高径比优选为(2-30):1。反应器的材质优选为304或316L不锈钢。

管式固定床反应器内可选择性装填有固相催化剂、惰性填充物中的一种或多种，具体装填何种填充物以及是否装填，可根据反应特性和测量对象特性而选择；优选的，管式固定床反应器的直径和填充物粒径之比为(5-10):1。

优选的实施方式中，本发明的系统还包括中央控制模块(图中未示出)，其他工作模块(进料计量模块、物料预热模块、反应量热模块和循环热流模块、出料控制模块及产物分析模块等)通过系统集成，由中央控制模块统一控制运行，也可通过计算机自动控制。例如，通过中央控制模块对加热补偿加热器的加热输出功率进行控制和计量。中央控制模块具体可以是人机界面，主要是对系统中各装置运行过程的控制，进行数据采集和分析等，例如进行温度控制、压力控制、流量控制、实验程序控制等过程控制。

本发明的系统可适用于多种不同相态的进料，例如可以是气-气、气-液或液-液等不同相态，物料在反应器内处于连续流状态，也可以适用于较广的温度范围(-60℃～800℃)和压力范围(-0.1MPa～40MPa)，适用范围广。本发明系统中各模块所用的各装置或部件可采用本领域的具有相应功能和作用的常用装置部件，对此不再赘述。

本发明的系统可以用于测量单一原料或混合物料的比热容，其测量方法主要包括如下步骤：

1)待测物流A经物料预热模块预热至温度T₁；由循环热流浴槽经壳体的热流介质入口向壳体内腔中输入热流介质，并使壳体的热流介质入口处的温度t_in与所述温度T₁之差的绝对值≥5℃，记录此时壳体的热流介质出口处的温度为t_out；壳体的热流介质入口处的温度t_in与所述温度T₁之差的绝对值之间要求≥5℃，例如二者之差的绝对值为15-20℃、50℃、100℃等等，根据具体的测量对象可有所不同，但该差值的绝对值需在5℃以上。

2)将流量为F_m，A、温度为T₁的物流A输入至反应器，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤1)所测得的t_out值；记录反应器物料出口处的温度T₂，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P；根据如下式(I)计算物质A的比热容数据C_P,A：

ΔQ_P＝F_m,AC_P,A(T₂－T₁) (I)。

本发明的系统还可用于测量连续流状态下的反应热，测定方法主要包括如下步骤：

A)将反应原料1-n经物料预热模块预热至温度T₁’；由循环热流浴槽经壳体的热流介质入口向壳体内腔中输入热流介质，并使壳体的热流介质入口处的温度t_in’与所述温度T₁’之差的绝对值≥5℃，记录此时壳体的热流介质出口处的温度t_out’；壳体的热流介质入口处的温度t_in与所述温度T₁之差的绝对值之间要求≥5℃，例如二者之差的绝对值为15-20℃、50℃、100℃等等，根据具体的测量对象而有所不同，但该差值的绝对值需在5℃以上；

B)将预热至T₁’的反应原料1-n分别以流量F_m，1、F_m，2……F_m，n输入反应器中发生反应，根据壳体的热流介质出口处的温度变化，不断调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)所测得的t_out’值；当壳体的热流介质出口处的温度维持在t_out’值不变，且反应器的物料出口处的温度也不变时，记录反应器的物料出口处的温度T₂’，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P’；根据如下式(III)计算反应热Q_R:

Q_R＝ΔQ’_P-(F_m,1+F_m,2+…+F_m,n)C_P,P(T’₂-T’₁) (III)；

式(III)中的C_P,P是指反应产物的比热容。

其中，反应原料1-n的具体原料数目根据反应具体情况而确定，例如1种，2种或多种。图1中的“反应原料A”、“反应原料B”仅是一种示意的代号，也可以是“物流A”，或“反应原料1”、“反应原料2”等等，不作赘述。

该反应产物的比热容C_P,P可以在线测量获得或离线测量获得。

离线测量获得反应产物的比热容C_P,P的方法是按照前文的比热容测量方法步骤1)-2)测量计算得到，即，将步骤B)得到的反应产物收集并按照前述的步骤1)-2)的方法测量计算，将该反应产物作为其中的物料A，按照公式(I)计算得到的C_P,A即为公式(III)中的C_P,P值，进而可计算获得反应热Q_R。

在线测量获得反应产物的比热容C_P,P的方法则是，在步骤B)之后再进行步骤C)，且测量所使用的系统中，反应器的数量为至少2个，且至少包括两个串联的反应器R₁、R₂，用于将反应器R₁、R₂串联的管线上设有阀门；在步骤B)中，反应原料1-n为输入至反应器R₁中发生反应，根据壳体的热流介质出口处的温度变化，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)所测得的t_out’值；当壳体的热流介质出口处的温度维持在t_out’值不变，且反应器R₁的物料出口处的温度也不变时，记录反应器R₁的物料出口处的温度T₂’，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P’；

步骤C)为：反应器R₁中的反应产物经管线输送至与之串联的反应器R₂中并以温度T₁″进入反应器R₂，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)测得的t_out’值，记录反应器R₂物料出口处的温度T₂″，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P″；根据如下式(II)计算反应产物的比热容数据C_P,P：

ΔQ″_P＝(F_m,1+F_m,2+…+F_m,n)C_P,P(T₂″-T₁″) (II)；

之后将得到的反应产物的比热容数据C_P,P代入公式(III)中，算得反应热Q_R。

下面举例对利用图1所示的系统进行反应热和热力学参数测量进行示例说明。

以汽油加氢反应为例对本发明提供的反应热及热力学参数测量方法做进一步说明。采用本发明的反应量热系统，进料计量模块1包括原料罐(设有电子称)、计量泵、减压阀、氢气质量流量控制器等，原料采用电热炉预热(物料预热模块2)，循环热流模块9中的循环热流浴槽所输出的热流介质为导热油。

两台管式固定床反应器6-7的高径比12，内径8mm，其中一台反应器6(反应器R₁)内装汽油加氢脱硫催化剂RSDS-21(中国石化长岭催化剂分公司)，催化剂粒径1mm。

液体原料为全馏分催化裂化汽油(取自燕山石化分公司)经切割后所得塔底大于75℃重汽油馏分，反应温度225℃，反应压力2.0MPa，氢油体积比400，体积空速2.0h^-1。

另一台反应器7(反应器R₂)内装石英砂，尺寸与装填量均与反应器R₁中的催化剂相同。壳体5外设有真空隔热层和电加热套保温。

反应器出口产物经分离罐(即出料控制模块11的产物分离单元)进行气液分离，气路上装有压力传感器和调节阀连锁控制反应器压力，尾气去计量并分析组成，加氢后液体产物经液位控制采出并分析组成。

在反应进行之前还进行了氢气比热容的测量实验，具体步骤参见前文步骤1)-2)，不再赘述；实验测量结果见表1所示。

反应热和反应产物比热容的测量方法按照前面所述的步骤A)-C)进行，不再赘述；反应产物比热容的实验测量结果如表2所示；反应热的实验测量结果如表3所示。

以下表中所述的计算值均是指理论计算值，用Aspen进行的热力学模拟计算。

表1氢气比热容测量结果

表2产物比热容测量结果

表3反应热测量结果

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本发明做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本发明权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种连续流下测定反应热和/或比热容的系统，其特征在于，包括进料计量模块、物料预热模块、反应量热模块和循环热流模块；

所述反应量热模块包括壳体、反应器和功率补偿加热器，所述反应器设于壳体内腔中，所述反应器为管式固定床反应器；所述功率补偿加热器设于所述壳体的内腔中，用于对壳体内腔中的热流介质加热以调控壳体的热流介质出口处的温度；

所述循环热流模块包括循环热流浴槽，所述循环热流浴槽用于向壳体内腔中供应热流介质以调控反应器外部环境温度；所述循环热流浴槽的热流介质出口与壳体的热流介质入口连通；所述壳体的热流介质出口与循环热流浴槽的热流介质入口相连通，用于将壳体内腔中的热流介质循环至循环热流浴槽中；

所述进料计量模块用于对待输入至反应器的物料进行计量；

所述物料预热模块用于对待输入至反应器的物料进行预热至所需温度；

所述壳体的热流介质出口、热流介质入口，以及反应器的物料入口和物料出口均设有测温元件。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在在于，所述反应器的数量为1个或2个或多个。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应器的数量为2个或多个，且其中至少2个反应器之间通过管线串联，用于串联反应器的管线上设有阀门。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，还包括出料控制模块，所述出料控制模块包括压力控制单元，用于调控反应器的压力；

优选的，所述出料控制模块还包括产物分离单元，用于接收反应器的物料出口输出的反应产物并对其进行组分分离。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，还包括产物分析模块，用于对反应器的物料出口输出的反应产物进行组成分析。

6.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，所述壳体的外部设有真空隔热层，真空隔热层外部设有加热保温层；

和/或，所述热流介质为循环水浴、循环油浴、循环盐浴中的一种或多种的组合；

和/或，所述管式固定床反应器的高径比为(2-30):1；可选的，管式固定床反应器内装填有固相催化剂、惰性填充物中的一种或多种，优选的，管式固定床反应器的直径和填充物粒径之比为(5-10):1。

7.采用权利要求1-6任一项所述的系统测量物质比热容的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)待测物流A经物料预热模块预热至温度T₁；由循环热流浴槽经壳体的热流介质入口向壳体内腔中输入热流介质，并使壳体的热流介质入口处的温度t_in与所述温度T₁之差的绝对值≥5℃，记录此时壳体的热流介质出口处的温度为t_out；

2)将流量为F_m，A、温度为T₁的物流A输入至反应器，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤1)所测得的t_out值；记录反应器物料出口处的温度T₂，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P；根据如下式(I)计算物质A的比热容数据C_P,A：

ΔQ_P＝F_m,AC_P,A(T₂－T₁) (I)。

8.采用权利要求1-6任一项所述的系统测量反应热的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A)将反应原料1-n经物料预热模块预热至温度T₁’；由循环热流浴槽经壳体的热流介质入口向壳体内腔中输入热流介质，并使壳体的热流介质入口处的温度t_in’与所述温度T₁’之差的绝对值≥5℃，记录此时壳体的热流介质出口处的温度t_out’；

B)将预热至T₁’的反应原料1-n分别以流量F_m，1、F_m，2……F_m，n输入反应器中发生反应，根据壳体的热流介质出口处的温度变化，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)所测得的t_out’值；当壳体的热流介质出口处的温度维持在t_out’值不变，且反应器的物料出口处的温度也不变时，记录反应器的物料出口处的温度T₂’，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q_P’；

根据如下式(III)计算反应热Q_R:

Q_R＝ΔQ’_P-(F_m,1+F_m,2+…+F_m,n)C_P,P(T’₂-T’₁) (III)；

式(III)中的C_P,P是指反应产物的比热容。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述反应产物的比热容C_P,P按照权利要求7所述的方法测量得到。

10.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于，所述反应器的数量为至少2个，且至少包括两个串联的反应器R₁、R₂，用于将反应器R₁、R₂串联的管线上设有阀门；所述步骤B)中，反应原料输入至反应器R₁中发生反应，所述反应器的物料出口出的温度不变是指反应器R₁的物料出口处的温度不变，所记录的温度T₂’为反应器R₁的物料出口处的温度；

所述方法在步骤B)之后还包括如下步骤C)；

步骤C为：反应器R₁中的反应产物经管线输送至与之串联的反应器R₂中并以温度T₁″进入反应器R₂，调节功率补偿加热器输出功率Q_P以使壳体的热流介质出口处的温度恢复至步骤A)测得的t_out’值，记录反应器R₂物料出口处的温度T₂″，计算功率补偿加热器输出功率调节前后的差值△Q″_P；

根据如下式(II)计算反应产物的比热容数据C_P,P：

ΔQ″_P＝(F_m,1+F_m,2+…+F_m,n)C_P,P(T₂″-T₁″) (II)。