DE212009000008U1

DE212009000008U1 - Universelle Infrastruktur für chemische Prozesse

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Publication number: DE212009000008U1
Application number: DE212009000008U
Authority: DE
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2008-09-10
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-09-02
Anticipated expiration: 2019-05-15
Also published as: AU2009291162C1; CN102149459A; KR101686684B1; EP2323758A1; ZA201101820B; JP2012501770A; US20110163462A1; KR20110053352A; WO2010028869A1; RU2502557C2; DE102008041950A1; CA2736933A1; RU2011113826A; AU2009291162B2; BRPI0917157A2; IL210670A0; IL210670A; CN103752242A; AU2009291162A1; MY158254A

Abstract

Anlage zur Durchführung chemischer Prozesse,
a) mit mindestens einer Einrichtung zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Edukten,
b) mit mindestens einer Einrichtung zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Produkten,
c) mit mindestens einem Reaktor zur Umsetzung der Edukte in Produkte;
d) und mit mindestens einer Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Umsetzung,
e) wobei die Anlage auf einer Infrastruktur basierend aufgebaut ist;
f) wobei die Infrastruktur integrierte Leitungen bereitstellt, mittels welchen Stoff und/oder Energie und/oder Information zwischen den Einrichtungen untereinander und/oder zwischen dem Reaktor und den Einrichtungen austauschbar sind,
g) wobei die Infrastruktur mit mindestens einem Montagefeld versehen ist, in welchem genannte Einrichtungen und/oder Reaktoren und/oder Hilfsaggregate festsetzbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
h) dass die Infrastruktur transportabel ist,
i) dass die Infrastruktur mindestens einen begehbaren Raum räumlich umgrenzt,
k) dass das Montagefeld in dem genannten Raum angeordnet ist,
l) und dass...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Durchführung chemischer Prozesse nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Eine gattungsgleiche Anlage zeigt EP 0 754 084 B1 .
Stand der Technik
Es ist grundsätzlich aus verschiedensten Industriebereichen, wie beispielsweise Chemie- und Pharmaindustrie, Biotechnologie oder dergleichen bekannt, einzelne Module von Produktionsanlagen in Form von mobilen, ortsunabhängigen Einheiten bereitzustellen.
Aus der US 2008/0029447 A1 ist beispielsweise eine modular aufgebaute Ethanolproduktionsanlage bekannt, die aus einer Vielzahl von Modulen identischer Größe zusammengesetzt ist. Die einzelnen Module sind jeweils als Seecontainer ausgebildet.
Aus der US 5,656,491 ist beispielsweise eine modular aufgebaute Produktionsanlage für die Herstellung biotechnologischer Erzeugnisse bekannt. Die Anlage besteht aus wenigstens zwei mobilen Modulen, die zu einer Funktionseinheit miteinander verbindbar sind.
Eine transportable, modular aufgebaute Anlage zur Erzeugung und Nutzung von Biogas ist beispielsweise aus der DE 199 58 142 A1 bekannt. Die einzelnen Bauteile dieser Anlage, wie beispielsweise Fermenter und Energieteil sind in mindestens zwei voneinander getrennten Bauelementen vorgesehen, die jeweils in Standard-Transportcontainerrahmen untergebracht sind.
Da die in den vorbezeichneten Druckschriften bezeichneten biochemischen Prozesse bei geringen Drücken und Temperaturen ablaufen, sind an die diesbezüglich beschriebenen Anlagen geringe Sicherheitsanforderungen zu stellen.
Auf dem Gebiet der Mikroreaktionstechnik sind Baukastensysteme bekannt, mit denen Anlagen zur Durchführung chemischer Prozesse im Mikromaßstab konfiguriert werden können.
So beschreibt die als gattungsbildend angenommene EP 0 754 084 B1 ein auf einer als Infrastruktur dienenden Zusammenbauplatte basierend aufbauendes, modulares chemisches Reaktionssystem. Sämtliche Anlagenteile sind als untereinander kombinierbare Funktionsmodule ausgeführt; zum Stoffaustausch zwischen den Aggregaten stellt die Zusammenbau platte integrierte Strömungswege bereit.
Die WO 01/89681 A2 beschreibt ebenfalls ein Baukastensystem zur Konfiguration von Mikroreaktionsanlagen. Die zur Anlage verschalteten Apparate sind als hinsichtlich ihrer Abmessungen standardisierte, gerasterte Funktionsmodule ausgeführt, welche in einen Montagerahmen eingesetzt werden. Der Montagerahmen weist keine integrierten Strömungswege auf; vielmehr sind die Schnittstellen der Apparate so organisiert, dass die jeweiligen Ein-/ und Ausgänge der im Montagerahmen benachbart eingesetzten Module aneinander anliegen, womit ein direkter Stoffaustausch zwischen den Modulen gestattet ist.
Beiden vorerörterten Baukastensystemen ist gemein, dass sie lediglich für eine Anlagenkapazität im Mikromaßstab eingerichtet sind. Die Mikroreaktionstechnik macht aufgrund der geringen Umsatzmengen und großer Wandstärken gefährliche Reaktionen von Gefahrstoffen bei hohen Temperaturen und Drücken beherrschbar. In die Praxis erreichen derartige Mikroreaktionsanlagen die Ausmaße eines Möbels, sodass sie in einem Labor aufgestellt werden. Die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen wie Löschanlage, Abzug oder Grundwassersicherung sowie Energieversorgung werden von dem übergeordneten System „Laborgebäude” bereit gestellt. Angesichts der geringen Gefahr, die von Reaktionen mit Mikromaßstab ausgeht, genügt die Leistungsfähigkeit der in Laboren üblicherweise vorhandenen Sicherheitsinfrastruktur. Aus diesem Grunde kommen Baukastensysteme für Mikroreaktionsanlagen ohne eigene Sicherheitseinrichtungen aus.
Prinzipbedingter Nachteil der Mikroreaktionstechnik ist die mit einer traditionellen Großchemieanlage verglichen geringere Produktionskapazität der Mikroanlage.
Aufgabe
In Hinblick auf diesen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Gattung so weiter zu bilden, dass chemische Reaktionen in einer über den Labormaßstab hinausgehenden Produktionsmenge unter Einhaltung strenger Sicherheitsvorkehrungen durchführbar sind.
Lösung
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anlage nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.
Gegend der Erfindung ist daher eine Anlage zur Durchführung chemischer Prozesse,

a) mit mindestens einer Einrichtung zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Edukten,
b) mit mindestens einer Einrichtung zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Produkten,
c) mit mindestens einem Reaktor zur Umsetzung der Edukte in Produkte;
d) und mit mindestens einer Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Umsetzung,
e) wobei die Anlage auf einer Infrastruktur basierend aufgebaut ist;
f) wobei die Infrastruktur integrierte Leitungen bereitstellt, mittels welchen Stoff und/oder Energie und/oder Information zwischen den Einrichtungen untereinander und/oder zwischen dem Reaktor und den Einrichtungen austauschbar sind,
g) wobei die Infrastruktur mit mindestens einem Montagefeld versehen ist, in welchem genannte Einrichtungen und/oder Reaktoren und/oder Hilfsaggregate festsetzbar sind,
h) wobei die Infrastruktur transportabel ist,
i) wobei die Infrastruktur mindestens einen begehbaren Raum räumlich umgrenzt,
k) wobei das Montagefeld in dem genannten Raum angeordnet ist,
l) und wobei die Infrastruktur eine Löschmittelverteilung aufweist.

Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Infrastruktur, auf welcher die Anlage basierend aufgebaut ist, räumlich, in einem für einen Menschen begehbaren, gleichwohl aber noch mit geringem logistischen Aufwand speditierbaren Volumen zu gestalten und zugleich die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen wie eine Löschmittelverteilung in die Infrastruktur zu integrieren. Eine Infrastruktur im Sinne der Erfindung ist deswegen von einem übergeordneten Sicherheitssystem unabhängig, sie braucht daher nicht in einer Laborumgebung installiert werden.
Da die Infrastruktur unabhängig von den auf ihr ausgeführten Prozessen standardisierbar ist, ist dieselbe Infrastruktur für vielerlei Anlagen verwendbar. Dies senkt die Investitionskosten und steigert zugleich die Qualität. Deswegen ist die Infrastruktur als solche ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage ist, dass sie dank ihrer universellen Infrastruktur über mehrere Produktentwicklungsphasen verwendbar ist: So steht am Anfang der Entwicklung eines jeden chemischen Prozesses eine Laborphase, in welcher Verfahrensschritte und Parameter bei kleinen Umsatzmengen in diskontinuierlichen Prozessen evaluiert werden. Hier steht die Chemie des Angestrebten Verfahrens im Zentrum des Interesses. Sodann wechselt man in die Phase des Technikums, in welcher technische Gesichtspunkte betrachtet werden. Bei im Vergleich zum Labor gesteigerten, aber weiterhin geringen Umsatzmengen wird eine kontinuierliche Verfahrensführung unter Einsatz von Apparaten, welche hinsichtlich ihrer Funktion denen einer späteren Großanlage entsprechen, eingeübt. Schließlich erfolgt das so genannte „scale up”, bei der der im Technikum erarbeitet Prozess in den Produktionsmaßstab übertragen wird. Dabei sind regelmäßig Ähnlichkeitsprobleme zu lösen.
Diese drei Phasen lassen sich auf derselben Infrastruktur ausführen: Sie dient zunächst als Labor. Die Einrichtungen zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Edukten und Produkten und der Reaktor sind mithin im Labormaßstab ausgeführt. Die Messwerte aus der Laborreaktion werden in der Einrichtung zum Messen/Steuern/Regeln gesammelt. Sodann dient die Infrastruktur als Technikum. Die Laboreinrichtungen werden gegen Kleinapparate getauscht, die hinsichtlich der Funktionsweise Großapparaten entsprechen. Die Einrichtung zum Messen/Steuern/Regeln wird indes weiter genutzt, sie sammelt fortan Daten, die dem Lernprozess im Technikum entsprechen. Abschließend dient die Infrastruktur als Basis für eine Großanlage. Hierzu werden können die Apparate hinsichtlich ihrer Kapazität vergrößert werden, was aber zu Ähnlichkeitsproblemen führt. Alternativ wird die Anlage einfach gespiegelt, indem eine zweite Infrastruktur mit identischer Ausstattung nebengeordnet wird. Die erlernten Daten werden ebenfalls gespiegelt, sodass durch die Parallelisierung kaum Ähnlichkeitsprobleme zu befürchten sind.
Gegenstand der Erfindung ist mithin auch ein Verfahren zur Herstellung von Produkten unter Verwendung einer hier diskutierten Anlage, welches die folgenden Schritte aufweist:

a) Herstellen einer ersten Menge von Produkten über einen ersten Zeitraum unter Aufzeichnung von für die Steuerung oder Regelung der Umsetzung im Reaktor erforderlichen Informationen in der Einrichtung für die Steuerung oder Regelung der Umsetzung;
b) Kapazitätsvergrößerung der Anlage unter Beibehaltung der Infrastruktur und der Einrichtung für die Steuerung oder Regelung der Umsetzung;
c) Herstellen einer zweiten Menge von Produkten über einen zweiten Zeitraum unter Auslesung von für die Steuerung oder Regelung der Umsetzung im Reaktor erforderlichen Informationen aus der Einrichtung für die Steuerung oder Regelung der Umsetzung;

Somit ist die Infrastruktur als eine integrierte Lösung sowohl für die Entwicklung als auch für die kontinuierliche Produktion von chemischen Erzeugnissen einschließlich der Funktionalitäten Ver- und Entsorgung von Edukten, Nebenprodukten und Endprodukten, Steuerung/Regelung/Klimatisierung zu verstehen.
Vorzugsweise gestattet die Löschmittelverteilung die Verteilung von Löschmittel im genannten Raum, welcher auch das Montagefeld für die Anlagenkomponenten aufweist. Falls hier ein Brand auftritt, kann er mittels der Löschmittelverteilung gelöscht werden.
Ebenso kann die Löschmittelverteilung eine an der Infrastruktur umlaufende Ringleitung umfassen, die eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Düsen für eine Flüssigkeitsbeschleierung der Anlage aufweist. Falls der Brand aus dem Raum ausbricht, kann die gesamte Anlage mit einem Löschmittel umschleiert werden, sodass ein Übergriff des Brandes auf die Umgebung der Infrastruktur ausgeschlossen ist.
Bevorzugt weist die Infrastruktur mindestens einen von außen zugänglichen Löschmittelanschluss zum Einspeisen von Löschmittel in die Löschmittelverteilung auf. Die anrückende Feuerwehr braucht somit lediglich ein Löschmittel in die brennende Infrastruktur einzuspeisen und braucht darüber hinaus keine Löschinstrumente aufbauen. Dies erhöht die Löschgeschwindigkeit.
Zur Ermöglichung einer Durchführung von Reaktionen mit toxischen Gasen im Raum der Infrastruktur wird diese vorteilhaft mit einer Zwangsbelüftung versehen.
Falls die Umgebungluft für die Reaktion im Raum schädlich sein sollte, ist der genannte Raum hermetisch absperrbar zu gestalten.
Um das Grundwasser gegen austretende Flüssigkeiten zu sichern kann der Raum der Infrastruktur von einer Auffangwanne unterfangen sein.
Zweckmäßigerweise weist das Montagefeld eine Vielzahl von Aufnahmen zur Aufnahme von genannten Einrichtungen und/oder genannten Reaktoren und/oder Hilfsaggregate auf. Dies erleichtert die Installation der Anlagenteile.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Montagefelds weisen dessen Aufnahmen jeweils die Gestalt eines regelmäßigen Sechsecks auf und diese sechseckigen Aufnahmen sind bienenwabenartig Wand an Wand zueinander benachbart. Hierdurch lassen sich die Einrichtungen besonders Platz sparend in dem Montagefeld einsetzen und die Leitungswege werden kurz gehalten. Dies steigert die Regelungsgenauigkeit der Anlage, da nur geringe Totzeiten auftreten.
Ein höherer Integrationsgrad kann dadurch erreicht werden, dass die Infrastruktur im genannten Raum zwei Montagefelder aufweist, welche sich orthogonal zueinander erstrecken. In Folge dessen lassen sich die Aggregate in drei Dimensionen zueinander anordnen, was Raum und Leitungswege einspart.
Zur Vereinfachung der Installation der Anlage in der Umgebung weist die Infrastruktur zumindest eine nach außen gewandte Schnittstelle zum Einspreisen oder Abführen von Energie und/oder eines Hilfsmediums und/oder eines Nebenprodukts auf.
Um die Anlage mit verfügbaren Transportmitteln einfach speditabel zu machen, sollte die Infrastruktur das Format eines Norm-Containers, insbesondere eines Containers gemäß ISO 668 einnehmen.
Eine weitere Variante gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass Mittel zur Durchführung der Umsetzung, Mittel zur Steuerung der Umsetzung und Mittel zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Edukten und/oder Produkten in verschiedenen Räumen eines einzigen Transportcontainers angeordnet sind, der vorzugsweise Normmaße aufweist.
Die Infrastruktur als transportable Funktionseinheit umfasst vorzugsweise wenigstens einen Aufarbeitungsraum wenigstens einen Lagerraum und wenigstens einen Steuertechnikraum. In dem Lagerraum können Edukt-, Produkt-, Nebenproduktgebinde und dergleichen bevorratet sein. Bei einer besonders hohen Kapazität der Anlage können dort die prozessnahen Vorlagebehälter untergebracht sein.
In dem Reaktions-/Aufarbeitungsraum können die eigentlichen Apparate zur Durchführung des Prozesses und der Aufarbeitung vorgesehen sein.
Besonders bevorzugt bildet die Anlage gemäß der Erfindung eine, insbesondere bei der Durchführung der Umsetzung bis auf die erforderlichen Schnittstellen für elektrische Energie, Zu- und Abluft und dergleichen, vollständig geschlossene Funktionseinheit.
Bei einer vorteilhaften Variante der Anlage gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Schleusenraum vorgesehen, durch welchen die Funktionseinheit bzw. Anlage zugänglich ist.
Insbesondere wenn luft- und feuchtigkeitsempfindliche Edukte aufgearbeitet werden sollen, oder wenn besonders luft- und feuchtigkeitsempfindliche Produkte hergestellt werden sollen, kann es vorteilhaft sein, die Anlage mit einer Zwangsbelüftung zu versehen. Der Aufbereitungsraum kann beispielsweise mit Luft aktiv gelüftet werden, wobei die Atmosphäre mittels gängiger Sensoren bezüglich der maximalen Arbeitsplatzkonzentration bestimmter Substanzen und sowie auf Explosionsschutz überwacht werden kann.
Der Steuertechnikraum (EMSR-Raum) umfasst Geräte zur Prozess-Steuerung und -Abschaltung, die dort separat installiert sind. Hierzu zählen insbesondere die Prozessleittechniksysteme sowie andere elektrotechnische Geräte. Hierbei handelt es sich um Einrichtungen zum Steuern und/oder Regeln der Reaktion im Sinne der Erfindung.
Für die EMSR-Technik benötigte Schaltkästen können in bekannter Art und Weise parkettiert sein. Bevorzugt wird jedoch die Anordnung und Gestalt der Schaltkästen in Form einer Bienenwabe vorgeschlagen. Abhängig von den technischen Anforderungen des jeweils durchzuführenden Prozesses und der damit verbundenen technischen Komplexibilität könnten aber auch klassische Schaltkästen in Quader- oder zirkularer Ausführung vorgesehen sein.
Bei einer bevorzugten Variation der Anlage gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest der Lagerraum von einer Auffangwanne unterfangen ist. Selbstverständlich kann die gesamte Funktionseinheit von einer Auffangwanne unterfangen sein. In der Auffangwanne können beispielsweise ein oder mehrere Flüssigkeitssensoren vorgesehen sein, die bei Ansammlung von Flüssigkeiten in der Auffangwanne einen akustischen und/oder optischen Alarm auslösen oder eine Abschaltung der Anlage bewirken.
Der Lagerraum ist zweckmäßigerweise mit wenigstens einem Rolltor versehen. Rolltore lassen sich ohne besonderen Platzbedarf vorsehen und ermöglichen den freien Zugang zu dem Lagerraum im Bedarfsfall, beispielsweise auch von außen.
Abgesehen davon, dass der Platzbedarf für Rolltore verhältnismäßig gering ist, lassen sich diese auch verhältnismäßig leicht, d. h. im Sinne geringer Bedienkräfte, öffnen und schließen.
Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Anlage gemäß der Erfindung sind wenigstens ein zentraler Löschmittelanschluss und wenigstens eine Löschmittelverteilung auf einzelne Räume vorgesehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann eine Rohrleitung als sogenannte ”halbstationäre Löschleitung” vorgesehen sein. Damit kann im Havariefall ohne Gefährdung der Umgebung und der Feuerwehrleute selbst das System selbst schnell inertisiert werden. Hierzu kommen alle bekannten Löschmittel, wie beispielsweise CO₂, Stickstoff, pulverisierte Aerosile, Sipernate oder dergleichen in Betracht. Alternativ zu einem Löschmittelverteiler können auch einzelne Räume separat von außen mit Löschleitungsanschlüssen versehen sein. Damit ist es möglich, bedarfsweise verschiedene Löschmittel in verschiedene Räume einzubringen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, in einem der Räume Wasser anstelle von CO₂ als Löschmittel einzusetzen. Beispielsweise kann es erforderlich sein, in dem Steuertechnikraum Pulver oder Schaum als Löschmittel alternativ zu Wasser oder CO₂ einsetzen zu müssen.
Darüber hinaus kann beispielsweise eine im Dachbereich des Transportcontainers angeordnete Ringleitung mit im Abstand zueinander angeordneten Düsen vorgesehen sein. Hierdurch kann gegebenenfalls eine Beschleierung der gesamten Anlage mit Flüssigkeit erzeugt werden. Auch eine Kühlung der Anlage durch Flüssigkeitsbeschleierung oder -berieselung von außen kann so bewerkstelligt werden.
Bevorzugt sind alle Räume der Anlage bzw. alle Räume der Funktionseinheit einzeln hermetisch absperrbar. Hierzu sind im Brandfall selbsttätig schließende Türen mit elektrischen Türkontakten vorgesehen.
Zweckmäßigerweise ist die Anlage mit wenigstens einem Hilfsmedienanschluss versehen. Als Hilfsmedien kommen Wasser, Gas, Dampf, Druckluft, Stickstoff, Strom oder dergleichen in Betracht.
Für eine Hilfsmedieneinspeisung kann wenigstens ein von außen zugängliches Rohrleitungsbündel (Utility bus) vorgesehen sein. Hierdurch wird die Anzahl der erforderlichen Schnittstellen nach außen verringert, der Integrationsgrad erhöht und die Mobilität verbessert.
Beispiele
Die Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierfür zeigen:
1: Grundriss einer erfindungsgemäßen Anlage.
1 zeigt den Grundriss einer Anlage 1 gemäß der Erfindung, die vollständig in eine Infrastruktur in Gestalt eines Standard-Übersee-Transportcontainer 2 mit einer Länge von 40 Fuß (13 m), einer Breite von etwa 2,4 Meter und einer Höhe von etwa 2,9 Metern integriert ist. Dies entspricht der Norm ISO 668.
Die Anlage 1 ist, wie aus dem Grundriss zu ersehen ist, in verschiedene Räume unterteilt und umfasst bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel einen Lagerraum 3, einen Aufarbeitungsraum 4, einen Steuertechnikraum 5 (EMSR-Raum), sowie einen Schleusenraum 6. Die ganze Anlage kann in einer Explosionsschutzzone betrieben werden. Der Schleusenraum 6 ermöglicht das Betreten der Anlage 1, ohne dass der in dieser betriebene Prozess abgeschaltet werden müsste. Alle Räume sind jeweils mittels Türen hermetisch verschlossen. Folglich ist der Schleusenraum 6 von außen betretbar, während die Türen zum Aufarbeitungsraum 4 und zum Steuerraum 5 geschlossen sind. Nach Schließen der Außentüre können die Türen zum Aufarbeitungsraum und/oder zum Steuertechnikraum 6 wahlweise geöffnet werden. Alle Türen sind mit Türkontakten versehen, so dass beispielsweise bei gleichzeitigem Öffnen von Türen des Schleusenraums 6 und des Aufarbeitungsraums 4 eine automatische Abschaltung der Anlage erfolgen kann.
Im dem Lagerraum 3 sind beispielsweise Edukt- oder Nebenproduktgebinde angeordnet. Dabei handelt es sich um Einrichtungen zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Edukten. Die Gebinde sind vorzugsweise auf Wagen angeordnet, um eine Kontrolle des Füllstandes zu ermöglichen bzw. um den Entleer- bzw. Befüllmassenstrom bilanziell ermitteln zu können. Optische Anzeigen der Waagen sind an den Wänden des Lagerraums vorgesehen.
Um einen einfachen Austausch der in dem Lagerraum 3 vorgesehenen Gebinde zu ermöglichen, kann dieser von außen mittels eines hierfür vorgesehenen Rolltors auch während des Betriebs der Anlage 1 geöffnet werden. Das Rolltor kann entweder elektrisch oder pneumatisch betrieben sein.
Die Wände des Lagerraums 3 sowie die übrigen Wände der Anlage 1 sind bevorzugt als Brandschutzbarrieren ausgebildet. Der Boden des Steuerraums ist mit einer den Anforderungen des Wasserhaushaltsgesetzes entsprechenden Wanne ausgestattet, deren Volumen so bemessen ist, dass sie die Flüssigkeitsmenge des größten Gebindes auffangen kann. In der Wanne befinden sich Flüssigkeitssensoren, die die Leckage des Behälters oder der Anlage anzeigen, Alarm geben und gegebenenfalls die Anlage abschalten. In dem Lagerraum sind weiterhin Brandschutzsensoren, Gassensoren sowie ein Anlagen-Aus- und/oder Not-Aus-Schalter vorgesehen.
Die Klimatisierung der gesamten Anlage wird zweckmäßigerweise durch unter der Decke angebrachte Kühl- bzw. Heizrohrschlangen realisiert. Diese werden zweckmäßigerweise als quergerippte Rohre ausgeführt und sind an einen Kühlwasserkreislauf angeschlossen. Alternativ hierzu können ein oder mehrere Klimagerätemodule vorgesehen sein.
Der Lagerraum 3, wie alle anderen Räume, ist jeweils an eine Löschleitung angeschlossen.
In dem Aufarbeitungsraum 4 können sowohl Mittel zur Entwicklung von chemischen Erzeugnissen als auch Mittel zur Serienproduktion solcher Erzeugnisse vorgesehen sein. Dies sind Reaktoren zur Umsetzung der Edukte in Produkte, Reaktorbeheizung, Vorlagenbehälter, Wärmetauscher, Verdampfer, Kondensatoren, Quenchstufen, Thermostate zur Kühl-Heizmittelversorgung, Apparate zur Aufarbeitung/Reinigung/Stofftrennung, beispielsweise Destillationskolonnen, Pumpen, Vakuumpumpen, etc. In dem Aufarbeitungsraum 4 sind darüber hinaus die erforderlichen Rohrleitungen mit Armaturen vorgesehen. Hierzu zählen Temperatur-, Druck-, Flüssigkeitsstands-, Durchflussmesseinrichtungen, Regelventile, Magnetventile, Antriebsmotoren, etc. Dabei handelt es sich um (Hilfs-)Aggregate im Sinne der Erfindung.
Die entsprechende Steuertechnik ist in Schaltschränken angeordnet, die in einer bevorzugten Variante im Aufarbeitungsraum 4 verteilt sind. Sie können aber auch in dem getrennten Steuertechnikraum 5 vorgesehen sein. Die Steuertechnik versteht sich als Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Umsetzung.
Die in dem Aufarbeitungsraum 4 vorgesehenen Prozessapparate sind mit den Behältern und Gebinden des Lagerraums 3 über Rohrleitungen verbunden, die die Wände der Anlage 1 durchsetzen und bevorzugt als metallene Rohre ausgeführt sind. Dabei handelt es sich um in die Infrastruktur integrierte Leitungen mittels welchen Stoff und/oder Energie und/oder Informationen zwischen den Einrichtungen untereinander und/oder den Einrichtungen und dem Reaktor austauschbar sind.
Alle Räume der Anlage können mit die Wände teilweise skelettartig verstrebenden Gerüsten durchzogen sein, an denen elektrische Bauteile, Gebinde, Prozessapparate und dergleichen so befestigt werden können, dass das System insgesamt transportfähig ist.
Die hierzu verwendeten Gerüstbauteile können beispielsweise als metallene Hohlprofile ausgeführt sein, die sowohl zur Versteifung der Anlage als auch zur Befestigung von Bauteilen als auch zur Führung und Verteilung von Leitungen und Rohren dienen können.
Die Hohlprofile können beispielsweise mit einem genormten Gewindelochmuster durchsetzt sein, so dass einfache Befestigung verschiedenster Einrichtungen daran möglich ist. Die Hohlprofile stellen ein Montagefeld im Sinne der Erfindung dar.
Elektrische und pneumatische Leitungen sind vorzugsweise geschützt und abgeschirmt in entsprechend hierfür vorgesehenen Kabelkanälen untergebracht. Apparate und Geräte im Aufarbeitungsraum 4 müssen nicht explosionsgeschützt ausgeführt sein, da der Aufarbeitungsraum 4 hermetisch verschließbar und zwangsbelüftbar ist.
In den Wänden zwischen den Räumen der Anlage 1 können Fenster vorgesehen sein, die ein Beobachten, beispielsweise des Aufarbeitungsraums 4 aus dem Steuertechnikraum 5 ermöglichen.
Zur Beleuchtung der Räume der Anlage 1 sind elektronische Leuchtmittel bevorzugt in Form von Hochleistungsleuchtdioden vorgesehen. Diese ermöglichen einerseits eine energieeffiziente Bereitstellung von Licht und andererseits eine homogene Ausleuchtung aller Räume. Darüber hinaus ermöglichen diese Leuchtmittel eine einfache Einhaltung der Arbeitsschutzrichtlinien. Zusätzlich zu der normalen Beleuchtung ist eine Notbeleuchtung vorgesehen, die beispielsweise in die Decke des Transportcontainers integriert ist.
Die Belüftung des Aufarbeitungsraums ist als Zwangsbelüftung von außen ausgeführt. Hierzu wird Luft aus einem Luftversorgungssystem zugeführt. Alternativ, sofern an den Explosionsschutz keine höheren Anforderungen zu stellen sind, wird die Luft über Ventilatoren angesaugt und eingeblasen. Ebenso ist es möglich, den Aufarbeitungsraum 4 zu Belüftungszwecken, beispielsweise mit dem Steuertechnikraum 5 zu verbinden.
Wie vorstehend bereits erwähnt, erfolgt die Versorgung der Anlage mit Hilfsmedien wie beispielsweise Strom, Wasser, Stickstoff, Druckluft etc. über einen gebündelten Rohrleitungsanschluss, der an der Außenseite des Transportcontainers vorgesehen ist. Es handelt sich dabei um eine nach außen gewandte Schnittstelle zum Einspeisen von Energie oder eines Hilfsmediums oder eines Nebenprodukts. Dieser kann von dort in den Aufarbeitungsraum 4 geführt werden, wo die Hilfsmedien an einer Verteilstation abgenommen werden können. Die hierzu erforderlichen Rohrleitungen können beispielsweise in eine Zwischenebene über der Auffangwanne geführt sein.
Die Abgasströme aus den einzelnen Räumen können über einen Sammelkanal zusammengeführt und gemeinsam abgeführt werden. Darüber hinaus können Mittel zur Abgasreinigung vorgesehen sein, beispielsweise ein Abgaswäscher und/oder ein Feinstaubfilter. Das gereinigte Abgas kann über einen am Dach des Transportcontainers vorgesehenen Kamin abgeführt werden. Bei dem Kamin handelt es sich um eine nach außen gewandte Schnittstelle zum Abführen von Energie und/oder eines Hilfsmediums und/oder eines Nebenproduktes im Sinne der Erfindung.
Sofern in dem Aufarbeitungsraum 4 Schaltkästen vorgesehen sein sollen, werden diese mit trockener Druckluft überlagert bzw. gespült, um im Fall des Austretens von korrosiven Gasen im Aufarbeitungsraum 4 ein Eindringen in die Schaltkästen zu verhindern. Hiermit lässt sich eine mögliche Brandentwicklung durch elektrische Fehlfunktionen frühzeitig detektieren. Der zur Druckluftbeaufschlagung der Schaltkästen vorgesehene Spülstrom kann beispielsweise über integrierte Brandmeldesensoren geführt werden.
Auch der Steuertechnikraum 5 kann mit einer Zwangsbelüftung versehen sein. Dies kann sich unter anderem auch wegen der gegebenenfalls erforderlichen Kühlung der elektrischen Aggregate anbieten. Zusätzlich oder alternativ kann ein in die Decke integriertes Raumklimagerät mit Kühl- und/oder Heizrohrschlangen vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 0754084 B1 [0001, 0008]
- US 2008/0029447 A1 [0003]
- US 5656491 [0004]
- DE 19958142 A1 [0005]
- WO 01/89681 A2 [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ISO 668 [0031]
- Norm ISO 668. [0051]

Claims

Anlage zur Durchführung chemischer Prozesse, a) mit mindestens einer Einrichtung zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Edukten, b) mit mindestens einer Einrichtung zur Aufnahme und/oder Bereitstellung von Produkten, c) mit mindestens einem Reaktor zur Umsetzung der Edukte in Produkte; d) und mit mindestens einer Einrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Umsetzung, e) wobei die Anlage auf einer Infrastruktur basierend aufgebaut ist; f) wobei die Infrastruktur integrierte Leitungen bereitstellt, mittels welchen Stoff und/oder Energie und/oder Information zwischen den Einrichtungen untereinander und/oder zwischen dem Reaktor und den Einrichtungen austauschbar sind, g) wobei die Infrastruktur mit mindestens einem Montagefeld versehen ist, in welchem genannte Einrichtungen und/oder Reaktoren und/oder Hilfsaggregate festsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, h) dass die Infrastruktur transportabel ist, i) dass die Infrastruktur mindestens einen begehbaren Raum räumlich umgrenzt, k) dass das Montagefeld in dem genannten Raum angeordnet ist, l) und dass die Infrastruktur eine Löschmittelverteilung aufweist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschmittelverteilung die Verteilung von Löschmittel im genannten Raum gestattet.
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschmittelverteilung eine an der Infrastruktur umlaufende Ringleitung umfasst, die eine Vielzahl von im Abstand zueinander angeordneten Düsen für eine Flüssigkeitsbeschleierung der Anlage aufweist.
Anlage nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktur mindestens einen von außen zugänglichen Löschmittelanschluss zum Einspeisen von Löschmittel in die Löschmittelverteilung aufweist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Raum eine Zwangsbelüftung aufweist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Raum hermetisch absperrbar ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Raum von einer Auffangwanne unterfangen ist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagefeld eine Vielzahl von Aufnahmen zur Aufnahme von genannten Einrichtungen und/oder genannten Reaktoren und/oder Hilfsaggregate umfasst.
Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Aufnahmen jeweils die Gestalt eines regelmäßigen Sechsecks aufweisen und diese sechseckigen Aufnahmen bienenwabenartig Wand an Wand zueinander benachbart sind.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktur im genannten Raum zwei Montagefelder aufweist, welche sich orthogonal zueinander erstrecken.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktur zumindest eine nach außen gewandte Schnittstelle zum Einspreisen oder Abführen von Energie und/oder eines Hilfsmediums und/oder eines Nebenprodukts aufweist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrastruktur das Format eines Norm-Containers, insbesondere eines Containers gemäß ISO 668 einnimmt.
Infrastruktur für eine Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12.