EP2139598A1 - Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen überführung und analyse von fluiden - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen überführung und analyse von fluiden

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EP2139598A1
EP2139598A1 EP07819167A EP07819167A EP2139598A1 EP 2139598 A1 EP2139598 A1 EP 2139598A1 EP 07819167 A EP07819167 A EP 07819167A EP 07819167 A EP07819167 A EP 07819167A EP 2139598 A1 EP2139598 A1 EP 2139598A1
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EP
European Patent Office
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pressure
gas
reaction
separator
low
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Withdrawn
Application number
EP07819167A
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English (en)
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Andreas Christian Moeller
Theo Vergunst
Armin Brenner
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HTE GmbH the High Throughput Experimentation Co
Original Assignee
HTE GmbH
HTE GmbH the High Throughput Experimentation Co
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for testing the reactivity of solid catalysts, which are preferably used for the characterization of multicomponent mixtures and for the optimization of reaction conditions.
  • the multicomponent mixture is preferably a product fluid from a reaction space.
  • multicomponent mixtures are produced, which, for example, are to be transferred from process systems into analysis systems.
  • Multi-component mixtures typically have to be subjected to separation steps or to a product work-up.
  • Multicomponent mixtures are preferably separated in separators, wherein, for example, the liquid and the gas phase are separated from each other.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are preferably used in conjunction with the investigation of petrochemical processes. These processes preferably include desulfurization (hydrodesulfurization) and denitrogenation (hydrodenitrogenation), preferably of oils, vacuum gas oils or diesel, as well as hydroprocessing (hydroprocessing, hydrotreating, hydrocracking), again preferably of oils and vacuum gas oils it is preferred that the device according to the invention and the method according to the invention are used for the investigation of gas-to-liquid conversions (eg Fischer-Tropsch processes).
  • gas-to-liquid conversions eg Fischer-Tropsch processes.
  • each individual high-pressure separator in each case has a gas outlet line for more volatile components. After a certain amount of less volatile product fluid has separated in individual high-pressure separators, this is periodically emptied by opening a valve which is located within the discharge line, which is attached to the bottom of the high-pressure separator.
  • valves especially at high reaction temperatures - susceptible components whose use is preferably avoided or minimized.
  • Another object is to improve the susceptibility of the apparatus with respect to the mechanical strength of individual components.
  • the method according to the invention should also be designed in such a way that the method can be carried out as semi-automatically or fully automatically as possible by means of a suitable process control.
  • a device for transferring and / or analyzing multicomponent mixtures which comprises at least the following components:
  • reaction space high-pressure separator in each unit "reaction space high-pressure separator", a connection to a (pressure) holding gas (50) and optionally a connection to a (pressure) control fluid (60).
  • each connection (84) to at least one low-pressure region or low-pressure separator each contain at least one restrictor (83) and further preferably contains no valve.
  • the restrictor (83) preferably allows the continuous removal of product fluid and allows the waiver of otherwise necessary components such as valve and / or low-pressure separator.
  • the device according to the invention has at least one further of the following components: (g) at least one connection (84) downstream of the restrictor
  • At least one rectification column (80 ') on the low pressure side at least one rectification column (80 '), which is preferably equipped with gas supply line (96) and discharge (97);
  • Output line of the gas mixer (95) preferably leads to an analysis unit (40).
  • a multiport valve (30) is located between the individual connections leading from the different gas mixers (95) to the analysis unit (40).
  • the gas feed line (96) is preferably used for the supply of inert gas / stripping gas, the gas discharge (97) preferably for the derivation of the same.
  • a multiport valve (30) is preferably located between the respective outlet connections (82, 27) and the analysis unit (40).
  • the common holding gas supply (50) is constructed in such a way that it is operatively connected per reaction unit consisting of one reaction space and the holding gas supply mounted on the reaction chamber outlet side with one pressure measuring device per connection (82) (200, 300,).
  • step (iii) is carried out continuously and / or so that during the transfer of product fluid, a state is established in which a pressure sensor for the holding gas supply (50) a cyclic and / or oscillatory pressure change is measurable. Further, it is preferred that step (iii) be performed without the use of a valve in the exit conduit (84). If a particularly high proportion of gaseous fluid should be present in the product fluid, it may be possible to use a valve for additional control.
  • the method comprises at least one further of the following steps:
  • An operating mode which is preferably selected for carrying out the method according to the invention, relates in each case to the change between entry of substantially gaseous fluid and entry of substantially liquid product fluid into the base provided with restrictor element (83) attached outlet (84) of the separator (80).
  • a result preferably occur low (cyclic) pressure fluctuations within the high pressure range of the apparatus.
  • the term "low” in this context means that the size of the pressure fluctuations is less than 1% of the process pressure on the high-pressure side (which essentially corresponds to the internal pressure of the reactors), wherein pressure fluctuations of less than 0.5% and also less than 0, 02% are more preferred ..
  • the total pressure in the high-pressure region of the apparatus can assume values between 5 and 500 bar, with pressure values between 45 and 180 bar being preferred.
  • the pressure fluctuations are preferably registered via a pressure sensor or via a pressure monitor which is connected to the holding gas fluid supply (50).
  • the process according to the invention is therefore preferably carried out in a manner in which the (small) pressure fluctuations between the pressure rise and the pressure decrease, which are due to the manner of continuous fluid leakage through the restrictor element in the discharge of the separator, in a cyclical manner ⁇ "Oscillating").
  • the period of one cycle for minor pressure changes consisting of pressure increase and pressure drop is preferably in a range of 0.1 to 150 seconds per cycle, with a range of 2 to 80 seconds per cycle being more preferred.
  • One cycle runs from the maximum pressure to the maximum pressure (end of the pressure increase) or from the minimum pressure to the minimum pressure (end of the pressure drop).
  • This oscillating mode of operation is not found during operation of the device with valves on the product fluid output line of the high pressure separator and thus can not be expected.
  • the surprising oscillating effect presumably results from the invention-specific combination of the device features (d) and (f), the present invention is not limited to this proposed mechanism.
  • Figure 3 shows a preferred embodiment according to which the oscillations are measured individually for each.
  • the measurement of oscillations in the reaction spaces can be done in two different ways. Either by the measurement of the flow or mass flow of the pressure hold gas or by the measurement of the pressure in the pressure hold gas line at a constant volume flow of the pressure hold gas.
  • a disadvantage of this variant is that it can not be concluded by an individual volume flow or pressure measurement on an individual reactor, but only the average behavior of the reactors is detected. If an individual evaluation of a reactor is to take place, the pressures in the pressure-holding gas lines for the individual reactors must be recorded separately. Furthermore, a decoupling of the outgoing lines from the supply line is required. The decoupling is achieved by check valves or flaps (220).
  • an operation of the device is particularly preferred in which pressure fluctuations occur in a cyclic or oscillatory form.
  • the oscillatory signals indicate whether the process is running in a stable and / or desired state.
  • the oscillatory signals can also be used specifically for process control, since a change of process parameters is usually recognizable by the change of the oscillatory signals.
  • the liquid product fluid in a preferred embodiment passed through a rectification column.
  • the rectification column (80 ') is preferably operated in countercurrent with inert gas / stripping gas. As a result, the (less volatile) gaseous components dissolved in the fluid are for the most part expelled from the liquid fluid. This embodiment is shown for example in FIG.
  • the gaseous components which exit on the low pressure side (84) and are withdrawn from the product fluid by rectification column (80 ') are fed with an inert gas / stripping gas via a gas outlet (97) at the top of the rectification column a gas mixer (95) passed.
  • the gas stream coming from the low pressure side is preferably combined with the gaseous fluid coming directly from the gaseous compound outlet from the high pressure side (27) and supplied to an analysis unit (40).
  • the largest proportion of gaseous fluids emerging from the high-pressure region of the apparatus leaves it via the starting compound for gaseous components (82).
  • the restrictors (25 ') for the starting compound (82) and the restrictors (83) are designed at the bottom end of the high-pressure separator (80) such that by the starting compound (82) for gaseous compounds preferably more than 80% in each case the total amount of gas released, the total of the reaction is released, more preferably more than 90% of the total amount of gas.
  • a “restrictor” is understood to mean any component which, when flowing through it with a fluid, represents a measurable flow resistance.
  • “Measurable” means that the flow resistance of each restrictor is at least more than a factor of 2 by at least more than a factor of 5, more preferably around more than a factor of 10 is greater than the flow resistance of any other component (component) in the device, excluding other restrictors.
  • a pressure loss of at least 2 bar should preferably be generated in the process according to the invention, more preferably a pressure drop of at least 5 bar, more preferably of at least 10 bar.
  • the pressure loss is the difference "pressure before the reaction space" '' 'minus the pressure after the reaction space.
  • the restrictors are used on the reaction chamber outlet side, and if they serve in addition to the fluid equalization also for "relaxing" the pressure prevailing in the reaction chambers to the pressure of the components which are optionally downstream of the reaction chambers, then in the process according to the invention a pressure drop of at least 10 bar is preferred preferably at least 20 bar, for the presently particularly preferred restrictors (83), the characterization preferably takes place via the LHSV (liquid hourly space velocity).
  • LHSV liquid hourly space velocity
  • Smallities of restrictors are preferably grouped according to their functional identity as “sets” (or “groups”).
  • a set is preferably a plurality of at least two restrictors, which may belong together spatially and / or functionally together, but which in any case have the same functionality within the device according to the invention.
  • the device according to the invention preferably comprises a set of restrictors, respectively the educt fluid or the crizfluid- supply or the holding gas supply or the derivatives (84) are assigned for gaseous components.
  • AIs restrictors in the context of the present invention are preferably metal plates with holes, sintered metal plates, pinholes, micromachined channels, capillaries and / or frits (porous materials, in particular sintered Keramikf ⁇ tten) to look at ("passive restrictors" Restrictors (15) in the reaction-chamber-inlet-side region should preferably control the flow of the inflowing fluid (10) and ensure a far-reaching uniform distribution of the inflowing fluids over the individual connections.
  • capillaries are preferred.
  • the capillary diameter is preferably in a range from 5 to 250 ⁇ m, with a range from 10 to 150 ⁇ m being more preferred. 01 to 20 m, more preferably in a range of 0.1 to 10 m.
  • Blocking of the restrictor elements by solid particles should preferably be avoided or minimized.
  • the catalyst material is preferably stored in the reaction space on fine-meshed nets and / or frits through which only fluids and no solid particles can pass.
  • the specific characteristics of the restrictors (83) are of importance for carrying out the method according to the invention. These depend, for example, on the pressure and temperature conditions at which the liquid product fluids are transferred from the high-pressure to the low-pressure region, as well as the viscous properties of the product fluids themselves.
  • a suitable educt fluid feed rate is preferably determined, wherein the feed rate of educt fluid is generally should be less than the rate of product fluid outflow through the restrictor element (83) at the bottom of the separator (80).
  • the Eduktfiuidzussel is preferably carried out in such a way that a defined inlet pressure is set, which is almost, or completely, constant under the selected conditions.
  • Suitable educt fluid supply rates - based on the supply of liquid educts and expressed by LHSV - are preferably in a range from 0.1 to 20 h "1 , more preferably from 1 to 8 h " 1 .
  • the holding gas supply (50) to each individual reactor or high-pressure region is equipped with one pressure measuring device per connecting line (200, 300, ).
  • the capillaries may have elevated temperatures. Because of these elevated capillary temperatures, it is advantageous to couple the photocell by means of optical fibers to an optics / electronics unit, so that it is not exposed to the elevated temperatures that prevail directly at the capillary. In addition to the use of optical sensors and a use of acoustic or dielectric sensors and vibration sensors is preferred.
  • a detector element is selected whose response time is shorter than the cycle duration of a respective pressure fluctuation.
  • Unit for analysis (40) are supplied, are also called hot gas or as Permanent gas called.
  • these light (or lighter) volatile gases contain at least one of the following components: hydrogen, methane, carbon monoxide; C 2 components ethane, ethene, ethyne; Carrier gases; SO x or NO x .
  • the fluid present in the high-pressure separator preferably acts as a matrix in which gaseous components can be partially retained in accordance with their solubility or volatility under the respective process conditions.
  • the volatile gaseous components which are withdrawn via the connection (82) from the high-pressure region (80) are fed directly or via a multiport valve (36) to an analysis unit (40), to qualitatively and quantitatively determine the composition of the more volatile components.
  • an analysis unit (40) to qualitatively and quantitatively determine the composition of the more volatile components.
  • a gas chromatograph can be used, which is preferably equipped with a thermal conductivity detector. Other detection methods include carbon analyzer, IR, UV VIS, Raman.
  • volatile gases eg H 2 , H 2 S, methane, ethane, ethene, etc.
  • volatile gases eg H 2 , H 2 S, methane, ethane, ethene, etc.
  • TCD time-to-live
  • FID thermal conductivity detectors
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an apparatus with eight parallel reaction chambers (20 '), each of which is connected to a high-pressure separator (80) and subsequent low-pressure region (84). In the high-pressure separator (80) resulting gaseous
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an apparatus with eight reaction chambers (20 ') arranged in parallel, each of which has a combination of
  • FIG 3 shows a schematic representation of an apparatus with three reaction spaces, in which each individual high-pressure area is equipped in each case with a separate pressure monitor (200, 300, 400), which is connected to the gas outlet line (27).
  • a separate pressure monitor 200, 300, 400
  • the discharge line (97) which communicates with the high-pressure side gas outlet line (27), leads via a gas mixer (95) to an analysis unit (40).
  • Fig. 4 shows a schematic representation of an apparatus with three reaction chambers, in which each individual connecting line (84) Capillaries from the high pressure side to the low pressure side is equipped with an optical monitoring unit (201, 301, 401).
  • each connecting line (84) is provided with an optical measuring device (201), a PID controller (203), a valve for metering a cooling fluid (204) and a cooling section (205 ) to
  • a "gas-phase reaction” is to be understood as meaning a chemical reaction in which all starting materials and products are present under the reaction conditions as gases.
  • a “liquid-phase reaction” in the context of the present invention is to be understood as meaning a chemical reaction in which all starting materials and products are liquid under reaction conditions.
  • a "multiphase reaction” is to be understood as meaning a chemical reaction which takes place under reaction conditions in the presence of at least two different phases which are not completely miscible with one another. or solid and / or gaseous
  • the phases may be starting materials or products or both
  • the reactions to be investigated by the present apparatus may be gas phase, liquid phase or multiphase reactions.
  • the term "ultrafine component mixture” is understood to mean any mixture of at least two components which can be at least partially separated from one another by physical or physicochemical processes, or combinations thereof, in particular mixtures of at least two to understand incompletely miscible liquid phases or mixtures of at least one gaseous phase and at least one liquid phase and emulsions, dispersions or suspensions.
  • a "non-volume-constant reaction” is to be understood as meaning any chemical reaction in which the number of moles of gaseous substances per formula conversion changes and / or the volume is solid / solid, solid / liquid, liquid / liquid due to a conversion , liquid / gaseous or gaseous / gaseous (for non-ideal gases) increases or decreases.
  • a device with holding gas supply (50) is particularly preferred.
  • the term "high-pressure” is to be understood as meaning any pressure which is higher than the pressure which prevails on the downstream side of a component or upstream of the high-pressure separator, in a range from 5 to 500 bar, preferably a pressure in the range from 20 to 250 bar and more preferably a pressure in the range from 90 to 150 bar
  • the reactor and the high-pressure separator have no fixed upper limits, but the choice of specific materials and constructive features may give rise to a certain limit with regard to the upper pressure limit, which the person skilled in the art will recognize in consideration of the materials.
  • the term low pressure is to be understood as meaning a pressure which is lower than the pressure on the upstream side of a component (with respect to the reactant stream).
  • the pressure on the low-pressure side of the device ie preferably downstream of the high-pressure separator, is preferably at least 0.5 bar lower than the pressure on the high-pressure side of the device.
  • the pressure on the low-pressure side is preferably in a range from 0 to 20 bar, more preferably in a range from 0 to 10 bar.
  • a "light (volatile) gaseous component” is preferably a gas which already exists in the high-pressure separator in the gaseous state or passes into this.
  • a "fluid” in the context of the present invention is any substance in which the elemental (molecular) constituents which make up the substance, for example elements or molecules, but also agglomerates thereof, move against one another, and in particular have no fixed long-range order to one another.
  • elemental (molecular) constituents which make up the substance, for example elements or molecules, but also agglomerates thereof, move against one another, and in particular have no fixed long-range order to one another.
  • these include, in particular, liquids or gases, but also waxes, oils, dispersions, fats, suspensions or melts If the medium is in liquid form, multiphase liquid systems are also understood as fluids.
  • valve is to be understood as meaning any component which makes it possible to reduce a fluid flow, including bringing it to a standstill.
  • a "common educt feed” in the context of the present invention means any type of feed in which at least one educt is supplied to at least two reaction spaces spatially connected to a feed, in such a way that the reaction spaces are simultaneously and jointly fed to the feed. at least one starting material are exposed.
  • the common educt feed (12) is located in front of the reaction spaces (20 '),
  • reactant gas means any gas or gas mixture which can be fed to the reaction spaces, or partial amounts thereof (via a common educt feed)
  • the feed gas may, but need not, contain an inert gas and / or or an admixture which can serve as an internal standard for the determination of certain properties (for example gas flow etc.)
  • the educt gas preferably contains at least one component which participates in the chemical reaction to be investigated, The educt may also contain liquid components.
  • a “product” or “product fluid” means any fluid or fluid mixture and any disperse phase (which may optionally also contain solid constituents) which can be removed and analyzed from at least one reaction space.
  • the product may or may not contain educt, but may or may not contain a fluid reaction product of the reaction which has taken place in a reaction space.
  • the product is a gas or gas mixture, or a liquid containing a gas physically or chemically dissolved. If the product is a gas or a gas mixture, it is called a "reaction gas".
  • a "common educt liquid feed” in the sense of the present invention means any type of feed in which at least one educt liquid is fed to at least two spatially interconnected reaction spaces, specifically such that at least two reaction spaces are simultaneously and jointly exposed to the at least one feedstock liquid
  • the reaction space in this case is preferably a gas-liquid-solid reactor.
  • the common educt fluid supply is preferably additionally present in addition to the common educt feed disclosed above.
  • An educt liquid feed is preferably used in multiphase reactions.
  • connection is any means which allows fluidic communication between two points within the device and which is closed to the outside (outside the device) with respect to the exchange of substances.
  • the connection is preferably fluid-tight, more preferably fluid-tight, even at high pressures, and more preferably the connection is made via the channels, tubes or capillaries described below.
  • channel in the sense of the present invention describes a through a body, preferably a solid body of any geometry, preferably a round body, a cuboid, a disk or a plate, passing connection of two present on the body surface openings, in particular the passage of a Fluids allowed by the body.
  • a “tube” in the context of the present invention is a channel in which a continuous cavity is formed, and the geometry of the outside of the tube substantially follows the cavity-defining geometry of the inside.
  • a “capillary” can essentially be regarded as a special case of a tube, with the difference that in a capillary - according to the specifications given above with regard to "restrictors” - certain dimensions must be fulfilled.
  • a capillary may preferably simultaneously function as a "compound” and / or as a "restrictor”.
  • Channel, tube or capillary can in this case have any geometry.
  • tube or capillary formed inside Cavity may be one over the length of the channel, tube or capillary variable cross-sectional area or preferably a constant cross-sectional area.
  • the inner cross section may, for example, have an oval, round or polygonal outline with straight or curved connections between the vertices of the polygon. Preferred are a round or an equilateral polygonal cross section.
  • a “hold gas” in the sense of the present invention is understood to mean any gas with which the output sides of at least two reaction spaces can be acted upon by a common holding gas supply, so that the pressure in the reaction space is increased in relation to the pressure without holding gas.
  • any gas or gas mixture can be used which does not react with the products flowing from the reaction space and the materials of the device with which it comes into contact, or only so that the reaction under investigation does not significantly affect becomes.
  • An inert gas or an inert gas mixture is preferably used as the holding gas.
  • Particularly preferred are nitrogen, as well as the noble gases of the periodic table of the chemical elements, as well as all mixtures thereof.
  • the purpose of the holding gas is to avoid or at least minimize volume fluctuations in the individual reaction spaces in the presence of at least one non-volume-constant reaction in at least one of the reaction spaces. Without exposure to a holding gas volume fluctuations on the reaction chamber exit side part of the device can "break through".
  • a common holding gas supply means that each of the at least two spatially separate reaction spaces is connected to the same holding gas supply It is also conceivable to use more than one holding gas supply, with the proviso that the reaction spaces and the holding gas feeds are preferred to be in connection with each other.
  • control fluid is understood to mean any gas or liquid, or any mixture thereof, with which the product flows from at least two reaction spaces can be acted upon by a common control fluid supply.
  • any fluid or fluid mixture may be used which does not react with or react with the products flowing from the reaction space and the materials of the device with which it comes into contact, so that the reaction to be examined does not substantially impair becomes.
  • the control fluid can be either liquid or gaseous. If the reactions in the reaction space are gas-phase reactions, a control gas is preferred as the control fluid. If a liquid-phase reaction is carried out in the reaction space, a control liquid is accordingly preferred.
  • control fluid is a gas
  • the above-mentioned disclosure regarding the holding gas applies accordingly.
  • inert liquids water and solvents as well as higher-viscosity or non-Newtonian liquids such as, for example, inert oils are preferred.
  • Supercritical gases are also considered to be liquids for the purposes of the present invention.
  • the fluid flows through the individual reaction space together and at the same time to adjust to a predetermined same value (reaction space flow control), without changing the pressure in the reaction chambers.
  • the flow of the control fluid is adjusted so that reactant can flow from the educt feed through the reaction spaces, or subsets thereof. It is further preferred that the flow of at least one control fluid is from 0.001% to 99.9% of the flow of at least one educt fluid, more preferably from 95% to 0.01% thereof, more preferably from 90% to 0.1%. If the volume of the reaction spaces is 0.1 to 50 ml, control fluid flows of 0.5 to 10 l / h are preferred for the purposes of the present invention.
  • the reactant flow in a gas phase reaction can be lowered (increased)
  • the reactant flow in a liquid phase reaction can be lowered (increased) in a liquid phase reaction.
  • a “flow meter” in the sense of the present invention is any component which can measure the fluid flow, for example the total gas flow of a holding gas Such components are also known to the person skilled in the art as flow indicators ("FF"). Flowmeters based on a thermal process are preferred.
  • a “pressure regulator” is any component which can measure the pressure of a fluid and, if necessary, adjust it after a predetermined setpoint or threshold value is known to those skilled in the art as “pressure indicator control”("P / C ").
  • pressure indicator control ("P / C ").
  • M ⁇ ssen pressurized regulator ii (Mass Flow Controller) in the sense of the present invention, each measurement and control circuit is to be understood with the aid of measured which the flow of a fluid and, possibly after comparison with a desired value, can be set variably.
  • a mass flow controller may be considered as an active restrictor in the sense described above.
  • a mass flow controller is also known to the person skilled in the art as “flow indicator control.” Mass flow controllers in the sense of the present invention can be used both for liquids and for gases based on a thermal measuring principle.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are used for taking multicomponent mixtures from high-pressure reactors or from high-pressure systems in which mixtures of substances predominantly in the liquid phase are processed.
  • liquid-phase mixtures refers to fluids which are present predominantly in the liquid phase. It is not excluded that in the liquid phase mixture, a certain proportion of dispersed solids - such as polymerization catalysts - may be included.
  • the apparatuses in which the liquid-phase mixtures are processed are referred to as liquid-phase systems.
  • the term “separator” refers to a device in which the liquid and gaseous components or two liquid components of the product fluid are at least partially separated from a reaction space
  • the device according to the invention and the method according to the invention are preferably used in conjunction with test stands in the laboratory sector, preferably for testing catalysts.
  • the performance of catalytic test experiments can preferably be carried out in parallel in an improved manner.
  • the reactions which are preferably carried out in parallel in the reactors may be the same or different.
  • reactions and analyzes may be carried out under continuous experimental conditions, thereby avoiding or minimizing variations which may commonly occur in conjunction with discontinuous operation.
  • the quality of the analysis data is thus improved.
  • kinetic studies can be performed at a higher level of resolution, as product streams are continuously available for analysis.
  • it is advantageous that the discharge of product fluid is decoupled from the cycle times of possible analyzers.
  • technical simplifications can be achieved, as can be dispensed with a complex control mechanism for emptying the separator, as is necessary when using a discontinuous test apparatus.
  • the invention can be used in the investigation of processes in which liquid and gaseous product fluids are used together. fall.
  • the device and the method for continuous testing are used in conjunction with apparatuses for testing solid catalysts, which are contacted with a fluid stream, in particular with a mixture of fluids (multicomponent mixture).
  • the apparatus for testing solid catalysts has a catalyst capacity (in the reaction spaces) ranging from 0.1 to 500 ml.
  • the ratio of the inner volume of the high-pressure separator to the volume of the catalyst used is preferably in a range of 10: 1 to 100: 1, with a ratio in a range of 20: 1 to 50: 1 being preferred.
  • the internal volume of the rectification column - if the apparatus is equipped with rectification column - is preferably in a range of 0.1 to 600 ml, with a range of 0.5 to 300 ml being preferred.
  • the dimensioning of the internal volume of the rectification column is preferably determined by the range of the LHSV with which the system is operated.
  • the product fluid conducted via the connection (84) is preferably collected in collecting containers. It is possible in a preferred embodiment of the method that the amount of product fluid obtained is determined gravimetrically.
  • the product fluid is also subjected to a qualitative analysis on the low pressure side. Based on the analysis results, essential information can be obtained which serves to determine the effectiveness of catalyst materials or properties of feed fluids and to compare different process conditions.
  • the high pressure side of the device and the low pressure side of the device may be selectively heated or cooled separately. For this purpose, appropriate, known in the art heating and / or cooling means to use.
  • the dimensioning of the individual structural units of the device is known as precisely as possible.
  • the term "unit dimensioning" refers to, for example, the length or diameter of conduits, the internal volume, and the shape of separators
  • the (parallel) assemblies used within the apparatus are the same or similar
  • the adaptation of the individual system components is of crucial importance for the high quality of the performance achievable by means of the device.
  • the residence times of the fluid in the separator should preferably be from 2 to 100 times the residence time of the fluid in the reactor. Higher residence times are by no means excluded.
  • the device according to the invention can be equipped in different embodiments, optionally with or without rectification columns (80 ') and gas mixers (95) for product processing.
  • hydrodesulphurization hydrodesulphurization
  • ⁇ ' rectification columns
  • H 2 S which predominantly forms on highly volatile product fluids
  • return of substances reference is made to the relevant disclosure content of DE 10 2006 034 172.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are used in conjunction with gas-to-liquid processes, liquid-to-liquid processes (eg desulfurization, denitrogenation) and liquid-to-gas processes (eg hydrocracking or In Fischer-Tropsch reactions, gaseous educt fluids are introduced into the reaction spaces, but liquid and gaseous product fluids are formed, which can be investigated by means of the present apparatus.
  • gas-to-liquid processes eg desulfurization, denitrogenation
  • liquid-to-gas processes eg hydrocracking or In Fischer-Tropsch reactions, gaseous educt fluids are introduced into the reaction spaces, but liquid and gaseous product fluids are formed, which can be investigated by means of the present apparatus.
  • the method according to the invention is at least partially automated by means of a process control unit.
  • sequences of the individual process steps can also be repeated.
  • the reaction systems can be controlled sequentially, partially in parallel or in parallel by means of the device according to the invention.
  • Cleaning steps preferably consist of, for example, that solvent or purge gas through parts of the device be rinsed or that parts of the device are evacuated to remove possible contaminants.
  • process conditions such as pressure, temperature
  • adapting apparatus elements such as resistance of Restriktorettin
  • process conditions can be preferably both on the high pressure side and on the low pressure side, the relative amounts of gaseous components and liquid Influencing or controlling components in the product fluid.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur kontinuierlichen Überführung von Produktf luiden aus Reaktionsräumen (20') Die Vorrichtung enthält eine Anordnung von zumindest zwei Hochdruck-Abscheidern (80) welche mit jeweils einem Niederdruck-Abscheider/Niederdruckbereich in Wirkverbindung stehen. Die jeweilige Verbindung (84) vom Hochdruck-zum Niederdruckbereich ist mit einem Restriktor (83) ausgestattet. In bevorzugten Ausgestaltungsformen der Vorrichtung ist die Seite des Niederdruckbereichs mit einer Rektifikationskolonne (80 ') ausgestattet, wobei die von der Rektifikationskolonne (80 ') abgehenden Gasleitung mit der Gasleitung (82) der jeweils zugehörigen Hochdruckseite über einen Gasmischer (95) zu einer Leitung vereinigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemässe Verfahren unter Bedingungen durchgeführt, unter welchen zyklische und/oder oszillierende Druckschwankungen im Hochdruckbereich der Apparatur auftreten. Die oszillierenden Druckschwankungen werden bevorzugt zur Prozesskontrolle und /oder zur Steuerung des Verfahrens genutzt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Überführung und Analyse von Fluiden
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Testen der Reaktivität von Feststoffkatalysatoren, die bevorzugt zur Charakterisierung von Multikomponenten-Gemischen sowie zur Optimierung von Reaktionsbedingungen eingesetzt werden. Vorliegend werden vorzugsweise Multi- komponenten-Gemische, analysiert bzw. verarbeitet, die zumindest zwei nicht vollständig mischbare fluide Phasen enthalten. Bevorzugt ist das Multi- komponenten-Gemisch ein Produktfluid aus einem Reaktionsraum.
Bei einer Vielzahl von chemischen Prozessen fallen Multikomponenten-Gemische an, die beispielsweise von Prozess-Systemen in Analyse-Systeme zu transferieren sind. Multikomponenten-Gemische müssen dabei typischerweise Trennschritten oder einer Produkt-Aufarbeitung unterzogen werden. Multikomponenten- Gemische werden bevorzugt in Abscheidern getrennt, wobei beispielsweise die flüssige und die Gasphase voneinander getrennt werden.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit der Untersuchung von petrochemischen Prozessen eingesetzt. Zu diesen Prozessen gehören bevorzugt die Entschwefelung („Hydro- desulfurization") und Denitrogenierung („Hydrodenitrogenation") vorzugsweise von Ölen, Vakuumgasölen oder Diesel sowie die Hydroprozessierung („Hydroprocessing, Hydrotreating, Hydrocracking") wiederum vorzugsweise von Ölen und Vakuumgasölen. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Untersuchung von Gas-zu-Flüssig-Konvertierungen (z.B. Fischer-Tropsch- Prozessen) eingesetzt wird. Eine Übersicht über das technische Gebiet, auf welches sich die vorliegende Anmeldung bezieht, ist beispielsweise in der WO 2005/063372 und in der DE 103 61 003 B3 gegeben. Diese Schutzrechte beziehen sich auf Apparaturen zur parallelisierten Testung von Katalysatoren unter hohem Druck, bei denen Multikomponenten-Gemische mit Komponenten unterschiedlicher Flüchtigkeit anfallen. Beim Austritt der unter hohem Druck stehenden Multikomponenten- Gemische (Produktfluide) aus den Reaktionsräumen werden diese zunächst in Hochdruck-Abscheidern gesammelt, wobei die besonders leichtflüchtigen Fluid- bestandteile über Gasausgangsleitungen des Hochdruck- Abscheiders abgeleitet und einer Analyseeinheit zugeführt werden. Gemäß einer Ausführungsform weist jeder einzelne Hochdruck- Abscheider jeweils eine Gasausgangsleitung für leichter flüchtige Komponenten auf. Nachdem sich in einzelnen Hochdruck- Abscheidern eine bestimmte Menge an weniger flüchtigem Produktfluid abgeschieden hat, wird dieses periodisch durch Öffnen eines Ventils entleert, welches sich innerhalb der Auslaufleitung befindet, die bodenseitig am Hochdruck-Abscheider angebracht ist. Dabei ist es allerdings als nachteilig anzusehen, dass durch das periodische Öffnen und Schließen des Ventils oder der Ventile kein kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Ein solcher Betrieb ist für bestimmte chemische Reaktionen vorteilhaft. Weiterhin sind Ventile - insbesondere bei hohen Reaktionstemperaturen - störanfällige Bauteile, deren Einsatz vorzugsweise vermieden oder minimiert wird.
Eine der erfindungsgemäßen Aufgaben ist es demnach, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem Produktfluide in flüchtige und weniger flüchtige Bestandteile aufgetrennt und möglichst in kontinuierlicher Weise unterschiedlichen Aufnahmebereichen beziehungsweise Analyseneinheiten zugeführt werden können. '
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Störanfälligkeit der Apparatur hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit von einzelnen Bauteilen zu verbessern. Darüber hinaus soll das erfindungsgemäße Verfahren auch in der Weise ausgelegt sein, dass sich das Verfahren mittels einer geeigneten Prozesskontrolle möglichst halbautomatisch beziehungsweise vollautomatisch durchfuhren lässt.
Die hier genannten und weitere Aufgaben werden dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zum Überfuhren und/oder zur Analyse von Multikomponenten- Gemischen bereitgestellt wird, welche zumindest die folgenden Komponenten umfasst:
(a) zumindest zwei parallele Reaktionsräume (20'); (b) pro Reaktionsraum (20') zumindest eine reaktionsraumausgangsseitige
Verbindung (81) zu zumindest einem Hochdruck- Abscheider (80);
(c) pro Reaktionsraum (20') zumindest einen Hochdruck-Abscheider (80);
(d) pro Hochdruck-Abscheider (80) zumindest eine Verbindung (84) zu zumindest einem Niederdruckbereich oder zu zumindest einem Nieder- druck- Abscheider;
(e) pro Hochdruck-Abscheider (80) zumindest eine Ausgangsverbindung (82) für im Wesentlichen gasförmige Verbindungen, die zu einer Analyseneinheit (40) fuhrt;
(f) im reaktionsraumausgangsseitigen Hochdruckbereich, d.h. entweder zwischen Ausgang des Reaktionsraumes (20') und Hochdruck- Abscheider (80) oder am Hochdruck- Abscheider, jeweils pro Einheit „Reaktionsraum-Hochdruck-Abscheider", eine Verbindung zu einem (Druck-)Haltegas (50) sowie optional eine Verbindung zu einem (Druck- )Regelfluid (60).
Dabei ist es bevorzugt, dass jede Verbindung (84) zu zumindest einem Niederdruckbereich oder Niederdruck-Abscheider jeweils zumindest einen Restriktor (83) enthält und weiter vorzugsweise kein Ventil enthält. Der Restriktor (83) ermöglicht vorzugsweise das kontinuierliche Abziehen von Produktfluid und erlaubt den Verzicht auf ansonsten notwendige Komponenten wie Ventil und/oder Niederdruck-Abscheider. Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur einen einfacheren, sondern auch einen weniger störanfälligen Betrieb sowie dabei insbesondere einen kontinuierlichen Betrieb.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest eine weitere der folgenden Komponenten auf: (g) an zumindest einer Verbindung (84) stromabwärts hinter dem Restriktor
(83) auf der Niederdruckseite zumindest eine Rektifikationskolonne (80'), die vorzugsweise mit Gaszuleitung (96) und Ableitung (97) ausgestattet ist;
(h) zumindest eine Verbindung (83') von der Rektifikationskolonne (80') zu zumindest einen Aufnahmebereich und/oder Analysenbereich für wenig(er) flüchtige Fluide;
(i) pro Reaktionsraum (20') eine von der niederdruckseitigen Rektifikationskolonne (80') abgehende Gasleitung (97), welche mit jeweils einer zugehörigen hochdruckseitigen Gasausgangsleitung (27) und jeweils einem Gasmischer (95) in Wirkverbindung steht, wobei die
Ausgangsleitung des Gasmischers (95) vorzugsweise zu einer Analyseneinheit (40) führt.
Mit Hilfe der bevorzugten Komponeten (h) beziehungsweise (h) und (i) ist es in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Produktfluid im Gegenstrom mit einem Inertgas/Stripgas kontinuierlich aufzuarbeiten. Diese bevorzugte Ausführungsform ist insbesondere für Anwendungen im „Hydroprozessing"-Bereich geeignet. In einer bevorzugten Ausfuhrungsform befindet sich zwischen den einzelnen Verbindungen, die von den unterschiedlichen Gasmischern (95) zur Analyseneinheit (40) fuhren, ein Multiportventil (30). Die Gaszuleitung (96) dient bevorzugt der Zufuhr von Inertgas/Stripgas, die Gasableitung (97) bevorzugt zur Ableitung des- selben.
Ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Rektifikationskolonne (80') ausgestattet, so befindet sich zwischen den jeweiligen Ausgangsverbindungen (82, 27) und der Analyseneinheit (40) vorzugsweise ein Multiportventil (30).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die gemeinsame Haltegaszufuhr (50) dergestalt aufgebaut, dass diese pro Reaktionseinheit bestehend aus jeweils einem Reaktionsraum und der reaktionsraumausgangsseitig angebrachten Haltegaszufuhr mit jeweils einer Druckmesseinrichtung pro Verbindung (82) (200, 300, ... ) in Wirkverbindung steht.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zum kontinuierlichen Überführen von Produktfluiden aus dem Hochdruckbereich von zumindest zwei parallelen Reaktionsräumen gelöst, welches zumindest die folgen- den Schritte umfasst:
(i) Abscheiden von zumindest einer Multikomponenten-Mischung, die aus zumindest zwei parallelen Reaktionsräumen (20') austritt, in jeweils einen diesen zugeordneten Hochdruck-Abscheider (80), welcher in Wirkverbindung (84) mit einem Niederdruckbereich und/oder einem Niederdruckabscheider steht;
(ii) Überfuhren von leicht(er) flüchtigen, im Wesentlichen gasförmigen Komponenten eines Produktfluids über eine Ausgangsverbindung (82) für gasförmige Verbindungen des jeweiligen Hochdruckbereichs des Hochdruck-Abscheiders (80) zu einer Analyseneinheit (40); (iii) Überfuhren von wenig(er) flüchtigen Komponenten eines Produktfluids aus dem Hochdruck- Abscheider (80) über eine am Hochdruck-Abscheider befindliche bodenseitige, mit Restriktor (83) versehene Ausgangsleitung zu einem Niederdruckbereich (84).
Dabei ist es bevorzugt, dass Schritt (iii) kontinuierlich durchgeführt wird und/oder so dass sich während des Überführens von Produktfluid ein Zustand einstellt, bei welchem an einem Drucksensor für die Haltegaszufuhr (50) eine zyklische und/oder oszillatorische Druckänderung messbar ist. Weiter ist es bevorzugt, dass Schritt (iii) ohne die Verwendung eines Ventils in der Ausgangsleitung (84) durchgeführt wird. Falls sich im Produktfluid ein besonders hoher Anteil an gasförmigen Fluid befinden sollten, ist die Verwendung eines Ventils zur zusätzlichen Regelung möglich sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zumindest einen weiteren der folgenden Schritte:
(iv) Überleiten des aus der Ableitung (84) des Hochdruck-Abscheiders stammenden Produktfluids über eine Rektifikationskolonne (80'), die vorzugsweise mit einem Stripgas durchspült wird; (v) Zuführen des aus der Rektifikationskolonne (80') austretenden Stripgases zu einem Gasmischer (95) unter Vereinigung des Stripgases mit dem leichter flüchtigen Produktfluid, welches aus der Ausgangsverbindung des Hochdruckbereichs (82, 27) entstammt;
(vi) Zuführen der im Gasmischer (95) vereinigten Gase zu einer Analysen- einheit (40) für gasförmige Komponenten.
Eine Betriebsweise, welche vorzugsweise für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewählt wird, betrifft jeweils den Wechsel zwischen Eintritt von im Wesentlichen gasförmigem Fluid und Eintritt von im Wesentlichen flüssigem Produktfluid in die mit Restriktorelement (83) versehene bodenseitig angebrachte Ableitung (84) des Abscheiders (80). Hierdurch treten bevorzugt geringe (zyklische) Druckschwankungen innerhalb des Hochdruckbereiches der Apparatur auf. Die Bezeichnung „gering" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Größe der Druckschwankungen kleiner ist als 1 % des Prozessdrucks auf der Hockdruckseite (der im wesentlichen dem Innendruck der Reaktoren entspricht), wobei Drucksschwankungen kleiner als 0,5 % beziehungsweise auch kleiner als 0,02 % weiter bevorzugt sind..
Der Gesamtdruck im Hochdruckbereich der Apparatur kann Werte zwischen 5 und 500 bar annehmen, wobei Druckwerte zwischen 45 und 180 bar bevorzugt sind. Die Druckschwankungen werden vorzugsweise über einen Drucksenor oder über eine Drucküberwachung registriert, die in Verbindung mit der Haltegasfluid- zufuhr (50) steht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird also bevorzugt in einer Weise durchgeführt, in welcher sich die (geringen) Druckschwankungen zwischen dem Druckanstieg und der Druckabnahme, welche durch die Art und Weise des kontinuierlichen Fluidaustritts durch das Restriktorelement in der Ableitung des Abscheiders bedingt sind, in zyklischer Weise {„oszillierend'') ändern.
Die Zeitdauer für einen Zyklus für geringfügige Druckänderungen, bestehend aus Druckanstieg und Druckabfall, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 150 Sekunden pro Zyklus, wobei ein Bereich von 2 bis 80 Sekunden pro Zyklus weiter bevorzugt ist. Ein Zyklus läuft dabei von Maximaldruck bis Maximaldruck (Ende des Druckanstiegs) bzw. von Minimaldruck zu Minimaldruck (Ende des Druckabfalls). Diese oszillierende Betriebsweise wird beim Betrieb der Vorrichtung mit Ventilen an der Produktfluid-Ausgangsleitung des Hochdruck- Abscheiders nicht aufgefunden und kann so auch nicht erwartet werden. Der überraschende oszillierende Effekt ergibt sich vermutlich aus der erfindungsspezifischen Kombination der Vorrichtungsmerkmale (d) und (f), wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diesen vorgeschlagenen Mechanismus beschränkt ist.
Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform gemäß welcher die Oszillationen für jeden einzeln gemessen werden. Die Messung von Oszillationen in den Reaktionsräumen kann auf zwei unterschiedliche Weisen erfolgen. Entweder durch die Messung des Flusses beziehungsweise Massenflusses des Druckhaltegases oder durch die Messung des Drucks in der Druckhaltegasleitung bei konstantem Volumenstrom des Druckhaltegases. Nachteilig an dieser Variante ist jedoch, dass durch gemeinsame Volumenstrom- oder Druckmessung nicht auf einen individuellen Reaktor geschlossen werden kann, sondern nur das mittlere Verhalten der Reaktoren erfasst wird. Wenn eine individuelle Bewertung eines Reaktors stattfinden soll, so müssen die Drucke in den Druckhaltegasleitungen für die einzelnen Reaktoren separat erfasst werden. Ferner ist eine Entkopplung der Abgangsleitungen von der Versorgungsleitung erforderlich. Die Entkopplung wird durch Rückschlagventile oder -klappen erreicht (220).
Gemäß vorliegender Erfindung ist eine Betriebsweise der Vorrichtung besonders bevorzugt, bei welcher Druckschwankungen in zyklischer beziehungsweise oszillationsartiger Form auftreten. Anhand der oszillatorischen Signale lässt sich erkennen, ob der Prozess in einem stabilen und/oder gewünschten Zustand läuft. Darüber hinaus können die oszillatorischen Signale auch gezielt zur Prozesssteuerung genutzt werden, da eine Veränderungen von Prozessparametern in der Regel anhand von der Änderung der oszillatorischen Signale erkennbar ist.
In Verbindung mit dem Überfuhren des Fluids vom Hochdruck-Abscheider in den Niederdruckbereich kommt es normalerweise zu einer Entspannung des Fluids beziehungsweise von im flüssigen Fluid gelösten gasförmigen Verbindungen, bei welcher zumindest ein Teil dieser flüchtigen Komponenten in die Gasphase über- treten (können). Um dem flüssigen Produktfluid die leichtflüchtigen gasförmigen Bestandteile möglichst vollständig zu entziehen, wird das flüssige Produktfluid in einer bevorzugten Ausfuhrungsform über eine Rektifikationskolonne geleitet. Die Rektifikationskolonne (80') wird vorzugsweise mit Inertgas/Stripgas im Gegenstrom betrieben. Hierdurch sollen die im Fluid gelösten (schwerer flüchtigen) gasförmigen Komponenten zum größten Teil aus dem flüssigen Fluid ausgetrieben werden. Diese Ausführungsform ist beispielsweise in Figur 2 dargestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die gasförmigen Komponenten, die auf der Niederdruckseite (84) austreten und mittels Rektifikationskolonne (80') aus dem Produktfluid abgezogen werden, mit einem Inertgas/Stripgas über eine Gasableitung (97) am oberen Ende der Rektifikationskolonne zu einem Gasmischer (95) geleitet. Im Gasmischer wird der von der Niederdruckseite kommende Gasstrom vorzugsweise mit dem gasförmigen Fluid, das direkt vom Auslass für gasförmige Verbindungen von der Hochdruckseite (27) her kommt, vereinigt und einer Analyseneinheit (40) zugeführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ver- lässt der größte Anteil an gasförmigen Fluiden, welche aus dem Hochdruckbereich der Apparatur austreten, diesen über die Ausgangsverbindung für gas- förmige Komponenten (82). Vorzugsweise werden die Restriktoren (25') für die Ausgangsverbindung (82) und die Restriktoren (83) am bodenseitigen Ablauf der am Hochdruck-Abscheider (80) so ausgelegt, dass durch die Ausgangsverbindung (82) für gasförmige Verbindungen vorzugsweise jeweils mehr als 80 % der gesamten Gasmenge austreten, die insgesamt von der Reaktion freigesetzt wird, weiter bevorzugt mehr als 90 % der gesamten Gasmenge.
Unter einem „Restriktor" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Bauteil zu verstehen, welches beim Durchströmen mit einem Fluid diesem gegenüber einen messbaren Strömungswiderstand darstellt. „Messbar" bedeutet dabei, dass der Strömungswiderstand eines jeden Restriktors zumindest um mehr als den Faktor 2, bevorzugt um zumindest um mehr als den Faktor 5, weiter bevorzugt um mehr als den Faktor 10 größer ist als der Strömungswiderstand eines jeden anderen Bauteils (Komponente) in der Vorrichtung, ausgenommen andere Restriktoren.
Werden Restriktoren reaktionsraumeingangsseitig eingesetzt, so soll im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt ein Druckverlust von zumindest 2 bar erzeugt werden, weiter bevorzugt ein Druckverlust von zumindest 5 bar, weiter bevorzugt von zumindest 10 bar. Dabei ist der Druckverlust die Differenz „Druck vor dem Reaktionsraum'''' abzüglich des Druckes nach dem Reaktionsraum.
Werden die Restriktoren reaktionsraumausgangsseitig eingesetzt, und dienen diese damit gegebenenfalls neben der Fluidgleichverteilung auch zum „Entspannen" des in den Reaktionsräumen herrschenden Drucks auf den Druck der Komponenten, die den Reaktionsräumen gegebenenfalls nachgeschaltet sind, so soll im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt ein Druckverlust von mindestens 10 bar erfolgen, bevorzugt von mindestens 20 bar. Für die vorliegend besonders bevorzugten Restriktoren (83) erfolgt die Charakterisierung bevorzugt über die LHSV („Liquid Hourly Space Velocity").
Pluralitäten von Restriktoren werden bevorzugt entsprechend ihrer funktionalen Zusammengehörigkeit als „Sets" (oder „Gruppen") gruppiert. Ein Set ist dabei bevorzugt eine Pluralität von mindestens zwei Restriktoren, die räumlich und/oder funktional zusammen gehören können, die aber in jedem Fall innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung die gleiche Funktionalität aufweisen. So stellen beispielsweise alle eingangs- oder alle ausgangsseitig zu den Reaktionsräumen oder zu Teilmengen von Reaktionsräumen gehörigen Restriktoren ein solches Set dar. Entsprechend umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt ein Set von Restriktoren, die jeweils der Eduktflüssigkeitszufuhr oder der Regelfluid- zufuhr oder der Haltegaszufuhr oder den Ableitungen (84) für gasförmige Kom- ponenten zugeordnet sind. AIs Restriktoren im Sinne der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Metallplatten mit Bohrungen, Sintermetallplatten, Lochblenden („pinholes"), mikrogefräste Kanäle („micromachined Channels"), Kapillaren und/oder Fritten (poröse Materialien, insbesondere gesinterte Keramikfπtten) anzusehen („passive Restriktoren"). Restriktoren (15) im reaktionsraumeingangsseitigen Bereich sollen bevorzugt den Fluss des einströmenden Fluids (10) kontrollieren und eine weitgehende Gleichverteilung der einströmenden Fluide über die einzelnen Verbindungen hinweg gewährleisten.
Für die Restriktoren (83) in der Ableitung (84) sind Kapillaren bevorzugt. Eine Kapillare besteht vorzugsweise aus ,fused silica"-Mateτial. Der Innendurchmesser der Kapillare liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 250 μm, wobei ein Bereich von 10 bis 150 μm weiter bevorzugt ist. Die Länge der Kapillare liegt vorzugsweise im Bereich von 0,01 bis 20 m, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 10 m.
Ein Blockieren der Restriktorelemente durch Feststoffpartikel (beispielsweise Katalystorfeinstaub) sollte vorzugsweise vermieden oder minimiert werden. Dazu wird das Katalysatormaterial im Reaktionsraum vorzugsweise auf feinmaschigen Netzen und/oder Fritten gelagert, durch welche nur Fluide und keine Feststoffpartikel hindurch treten können.
Die spezifischen Kenndaten der Restriktoren (83) sind von Bedeutung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese hängen beispielsweise davon ab, bei welchen Druck- und Temperaturbedingungen die flüssigen Produktfluide vom Hochdruck- in den Niederdruckbereich transferiert werden, sowie auch von den viskosen Eigenschaften der Produktfluide selber.
Anhand der Kenndaten der jeweiligen Restriktorelemente (83) unter ausgewählten experimentellen Bedingungen wird vorzugsweise eine geeignete Eduktfluid- zuführungsrate festgelegt, wobei die Zuführungsrate an Eduktfluid in der Regel geringer sein sollte als die Rate an Produktfluidabfluss durch das Restriktor- element (83) an der Bodenseite des Abscheiders (80). Die Eduktfiuidzufuhr erfolgt dabei bevorzugt in der Weise, dass ein definierter Eingangsdruck eingestellt wird, der unter den jeweils gewählten Bedingungen nahezu, beziehungsweise vollständig, konstant ist. Geeignete Eduktfluidzufuhrungsraten - bezogen auf die Zufuhr an flüssigen Edukten und ausgedrückt durch LHSV - liegen vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 20 h"1, weiter bevorzugt von 1 bis 8 h"1.
Für den Fall, dass die Produkteintragsraten im Abscheider (80) deutlich geringer sind als die maximal möglichen Austragsraten, tritt normalerweise überwiegend gasförmiges Fluid aus der mit Restriktorelement (83) versehenen bodenseitig angeordneten Ableitung (84), wobei dieses gasförmige Fluid im Wesentlichen aus der Haltegaszufuhr (50) und/oder der Regelfluidzufuhr (60) entstammt. Beim Eintrag von größeren Mengen an Produktfluid in den Abscheider (80), treten ent- sprechend geringere Mengen an gasförmigen Fluid aus der bodenseitig angeordneten Ableitung (84) aus.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Haltegaszufuhr (50) zu jedem einzelnen Reaktor beziehungsweise Hochdruckbereich mit jeweils einem Druckmessvorrichtung pro Verbindungsleitung (200, 300, ...) ausgestattet.
Bei der Verwendung von (passiven) Restriktoren (83) zwischen Hochdruck- und Niederdruckbereich können diese entweder in Verbindung mit einem Ventil (87) oder ohne Ventil in der Ableitung eingebaut sein. Für den Fall, dass ein Ventil (87) stromaufwärts vor dem passiven Restriktor angebracht ist, ist es möglich, dass das Überführen von Produktfluid während des Prozesses durch das Schließen des Ventils vom kontinuierlichen in den diskontinuierlichen Zustand geändert wird. Ein diskontinuierlicher Betriebszustand kann beispielsweise dann ge- wünscht sein, wenn Wartungsarbeiten an der Apparatur vorzunehmen sind, ohne dabei die innerhalb der Reaktoren ablaufenden Prozesse zu unterbrechen. Es ist weiter bevorzugt, dass zumindest eine Ableitung (84) des bodenseitigen (niederdruckseitigen) Abscheiderauslaufs jeweils mit zumindest einem Detektor (201, 202, ...) verbunden ist, mit dessen Hilfe der Strom an Produktfluid durch das passive Restriktorelement überwacht werden kann. Als Detektoren eignen sich vorzugsweise Lichtschranken, die in der Betriebsweise Reflexion, Refraktion oder Absorption arbeiten können.
Im Betrieb können die Kapillaren erhöhte Temperaturen aufweisen. Aufgrund dieser erhöhten Temperaturen der Kapillaren ist es vorteilhaft, die Lichtschranke mittels Lichtleitern an eine Optik/Elektronikeinheit anzukoppeln, so dass diese nicht den erhöhten Temperaturen ausgesetzt ist, die direkt an der Kapillare herrschen. Neben dem Einsatz von optischen Sensoren ist auch eine Verwendung von akustischen oder dielektrischen Sensoren sowie von Schwingungssensoren bevorzugt.
Mit Hilfe der genannten Detektoren lässt sich - zusätzlich zu den möglichen geringen Druckschwankungen innerhalb des Hochdruckbereichs der Anlage - bestimmen, ob zu einem bestimmten Zeitpunkt t] (im Wesentlichen) gasförmiges Fluid oder (im Wesentlichen) flüssiges Produktfluid durch den Leitungsbereich an der Position der Ableitung strömt. Die hierbei gemessenen Werte werden mittels einer Prozesskontrolleinheit aufgezeichnet und dienen vorzugsweise - zusätzlich zur Aufnahme der Druckschwankungen wie oben beschrieben - zur Steuerung beziehungsweise zur Prozessüberwachung.
Dabei ist es bevorzugt, dass ein Detektorelement ausgewählt wird, dessen Ansprechzeit kürzer ist als die Zyklusdauer einer jeweiligen Druckschwankung.
Die leichter flüchtigen, im Wesentlichen gasförmigen Fluide, welche am Hoch- druck- Abscheider (80) abgezogen und über die Ausgangsverbindung (82) einer
Einheit zur Analyse (40) zugeführt werden, werden auch als Heißgas bzw. als Permanentgas bezeichnet. Vorzugsweise enthalten diese leicht (oder leichter) flüchtigen Gase zumindest eine der folgenden Komponenten: Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid; C2-Komponenten Ethan, Ethen, Ethin; Trägergase; SOx oder NOx. Durch eine geeignete Prozessführung, insbesondere durch Restriktor- demente (25') in der Ausgangsverbindung (82) wird der Austritt von gasförmigen Komponenten, die eine geringere Flüchtigkeit aufweisen, an dieser Stelle weitgehend unterbunden, so dass diese Komponenten zunächst im Fluid gelöst bleiben. Dies bedeutet, dass das im Hochdruck-Abscheider vorliegende Fluid vorzugsweise als Matrix fungiert, in welcher gasförmige Komponenten entsprechend ihrer Löslichkeit bzw. Flüchtigkeit unter den jeweiligen Prozessbedingungen teilweise zurückgehalten werden können.
In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die leicht(er) flüchtigen gasförmigen Komponenten, die über die Verbindung (82) aus dem Hochdruckbereich (80) abgezogen werden, direkt oder über ein Multiportventil (36) einer Einheit zur Analyse (40) zugeführt, um die Zusammensetzung der leichter flüchtigen Komponenten qualitativ und quantitativ zu bestimmen. Zur Bestimmung des Wasserstoffgehaltes sowie weiterer im Produktgas-Strom enthaltenen Komponenten kann beispielsweise ein Gas- Chromatograph eingesetzt werden, der vorzugsweise mit einem Wärmeleitfähigkeits-Detektor ausgestattet ist. Andere Detektionsmethoden sind beispielsweise Kohlenstoffanalysator, IR, UV VIS, Raman.
Durch das Abziehen von leicht(er) flüchtigen gasförmigen Komponenten bereits am Hochdruckabscheider (80) wird eine nachgeschaltete Analyseeinheit, die mit dem Niederdruckbereich verbunden ist, entlastet. Weiterhin erfordern leicht flüchtige Gase (z.B. H2, H2S, Methan, Ethan, Ethen u.a.) vorzugsweise andere Analysemethoden (z.B. TCD, FID, Wärmeleitfähigkeits-Detektoren) als höher flüchtige Gase (Ionisation, z.B. FID). Kurze Beschreibung der Figuren:
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Apparatur mit acht parallel angeordneten Reaktionsräumen (20'), von denen jeder einzelne mit einem Hochdruck-Abscheider (80) und nachfolgendem Niederdruckbereich (84) verbunden ist. Im Hochdruck-Abscheider (80) anfallende gasförmige
Komponenten werden über mit Restriktoren (25') versehene
Verbindungen (82) abgeleitet. Die so transferierten Gase werden über die
Verbindungen (27) und ein Multiport- Ventil (30) zu einer Analyseneinheit (40) beziehungsweise zu einer Ausgangsleitung (45) geleitet. Im
Niederdruckbereich nach dem Abscheider (80) befinden sich Restriktoren
(83).
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Apparatur mit acht parallel angeordneten Reaktionsräumen (20'), die jeweils eine Kombination von
Hochdruck-Abscheider (80) und Niederdruckbereich aufweisen, wobei der jeweiligen Verbindungsleitung (84) auf der Niederdruckseite eine Rektifϊ- kationskolonne (80') nachgeschaltet ist.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Apparatur mit drei Reaktionsräumen, bei welcher jeder einzelne Hochdruckbereich jeweils mit einer separaten Drucküberwachung (200, 300, 400) ausgestattet ist, die jeweils mit der Gasausgangsleitung (27) verbunden ist. An die Rektifikationskolonne (80') sind Zuleitungen (96) und Ableitungen (97) für Strip- bzw. Intergas angeschlossen. Die Ableitung (97), die mit der hochdruckseitigen Gasausgangsleitung (27) in Verbindung steht, führt über einen Gasmischer (95) zu einer Analyseneinheit (40).
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung eine Apparatur mit drei Reaktionsräumen, bei der jede einzelne Verbindungsleitung (84) mit Kapillaren von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite mit einer optischen Überwachungseinheit (201, 301, 401) ausgestattet ist.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Apparatur mit zwei Reaktionsräumen, bei der jede Verbindungsleitung (84) mit einem optischen Messwertnehmer (201), einem PID-Regler (203), einem Ventil zur Dosierung eines Kühlfluids (204) und einer Kühlstrecke (205) zur
Kühlung der Kapillare (83) ausgestattet ist.
Im Folgenden sollen wesentliche technische Begriffe, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden und soweit sie nicht unmittelbar aus dem Fachwissen folgen, erläutert werden.
Unter einer „Gasphasen-Reaktion" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine chemische Reaktion zu verstehen, bei welcher alle Edukte und Produkte unter Reaktionsbedingungen als Gase vorliegen.
Unter einer „Flüssigphasen-Reaktion" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine chemische Reaktion zu verstehen, bei welcher alle Edukte und Produkte unter Reaktionsbedingungen flüssig sind.
Unter einer „Mehrphasen-Reaktion" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine chemische Reaktion zu verstehen, die unter Reaktionsbedingungen in Anwesenheit zumindest zweier verschiedener Phasen, die nicht vollständig miteinander mischbar sind, abläuft. Die Phasen können dabei alle oder teilweise oder einzeln flüssig und/oder fest und/oder gasförmig sein. Die Phasen können Edukte oder Produkte oder beides sein. Die mit Hilfe der vorliegenden Vorrichtung zu untersuchenden Reaktionen können Gasphasen-, Flüssigphasen- oder Mehrphasenreaktionen sein. Unter dem Begriff ,ftfehrkomponenten-Gemisch" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jede Mischung von zumindest zwei Komponenten zu verstehen, welche durch physikalische oder physikalisch-chemische Verfahren, oder Kombinationen hiervon, zumindest teilweise voneinander getrennt werden können. Hierunter sind insbesondere Mischungen von zumindest zwei nicht vollständig miteinander mischbaren flüssigen Phasen oder Mischungen von zumindest einer gasförmigen Phase und zumindest einer flüssigen Phase sowie Emulsionen, Dispersionen oder Suspensionen zu verstehen.
Unter einer „nicht volumenkonstanten Reaktion" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede chemische Reaktion zu verstehen, bei der sich die Molzahl an gasförmigen Substanzen pro Formelumsatz ändert und/oder das Volumen auf Grund einer Umwandlung fest/fest, fest/flüssig, flüssig/flüssig, flüssig/ gasförmig oder gasförmig/gasförmig (bei nicht idealen Gasen) zu- bzw. abnimmt. Für nicht volumenkonstante Reaktionen ist eine Vorrichtung mit Haltegaszufuhr (50) besonders bevorzugt.
Unter dem Begriff „Hochdruck"' ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jeder Druck zu verstehen, der höher ist als der Druck, welcher auf der stromabwärts gerichteten Seite eines Bauteils herrscht. Im allgemeinen liegt der Druck auf der Hochdruckseite der Vorrichtung, und dabei insbesondere im bzw. stromaufwärts vom Hochdruckabscheider, in einem Bereich von 5 bis 500 bar. Bevorzugt ist dort ein Druck im Bereich von 20 bis 250 bar und weiter bevorzugt ist ein Druck im Bereich von 90 bis 150 bar. Bezüglich des Druckbereichs auf der Hochdruckseite der Apparatur beziehungsweise von Reaktor und Hochdruckabscheider sind nach oben keine festen Grenzen gesetzt, wobei jedoch durch die Wahl von bestimmten Materialien sowie konstruktiver Merkmale eine bestimmte Grenze bezüglich der Druck-Obergrenze vorliegen kann, welche der Fachmann unter Berücksichtigung der Materialien erkennt. Unter dem Begriff Niederdruck ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Druck zu verstehen, der geringer ist als der Druck auf der stromaufwärts (in Bezug auf den Eduktstrom) gerichteten Seite eines Bauteils. Der Druck auf der Niederdruckseite der Vorrichtung, d.h. vorzugsweise stromabwärts des Hoch- druckabscheiders, liegt vorzugsweise zumindest 0,5 bar tiefer als der Druck auf der Hochdruckseite der Vorrichtung. Bevorzugt liegt der Druck auf der Niederdruckseite in einem Bereich von 0 bis 20 bar, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0 bis 10 bar.
Eine „leicht (er) flüchtige gasförmige Komponente" ist vorzugsweise ein Gas, welches bereits im Hochdruckabscheider im gasförmigen Zustand vorliegt oder in diesen übergeht.
Ein „Fluid" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede Substanz, bei welcher sich die elementaren (molekularen) Bestandteile, welche die Substanz aufbauen, beispielsweise Elemente oder Moleküle, aber auch Agglomerate davon, gegeneinander bewegen, und insbesondere keine fest bleibende Fernordnung zueinander aufweisen. Darunter fallen insbesondere Flüssigkeiten oder Gase, aber auch Wachse, Öle, Dispersionen, Fette, Suspensionen oder Schmelzen. Sofern das Medium in flüssiger Form vorliegt, werden auch mehrphasige flüssige Systeme als Fluide verstanden.
Unter dem Begriff „Ventil" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung jedes Bauteil zu verstehen, welches es erlaubt, einen Fluidstrom zu verringern, einschließlich diesen zum Erliegen zu bringen.
Unter einer „gemeinsamen Eduktzufuhr" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede Art der Zufuhr zu verstehen, in welcher zumindest ein Edukt mindestens zwei räumlich mit einer Zufuhr verbundenen Reaktionsräumen zugeführt wird, und zwar so, dass die Reaktionsräume gleichzeitig und gemeinsam dem zu- mindest einen Edukt ausgesetzt sind. Die gemeinsame Eduktzufuhr (12) befindet sich vor den Reaktionsräumen (20'),
Unter einem „Eduktgas" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Gas oder jede Gasmischung zu verstehen, die den Reaktionsräumen, oder Teilmengen hiervon, (über eine gemeinsame Eduktzufuhr) zugeführt werden kann. Das Eduktgas kann, muss aber nicht, ein Inertgas enthalten und/oder eine Beimischung, die als interner Standard zur Bestimmung bestimmter Eigenschaften (beispielsweise Gas- fluss etc.) dienen kann. Das Eduktgas enthält bevorzugt zumindest eine Kompo- nente, die an der zu untersuchenden chemischen Reaktion teilnimmt. Das Edukt kann auch flüssige Komponenten enthalten.
Unter einem „Produkt"' oder „Produktfluid' im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Fluid oder jede Fluidmischung zu verstehen sowie jede disperse Phase (die gegebenenfalls auch feste Bestandteile enthalten kann), welches/welche aus zumindest einem Reaktionsraum abgeführt und analysiert werden kann. Das Produkt kann, muss aber nicht, Edukt enthalten. Das Produkt kann, muss aber nicht, ein fluides Reaktionsprodukt der Umsetzung, welche in einem Reaktionsraum stattgefunden hat, enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Produkt ein Gas oder eine Gasmischung, oder eine Flüssigkeit, die ein Gas physikalisch oder chemisch gelöst enthält. Ist das Produkt ein Gas oder eine Gasmischung, so wird es als „Reaktionsgas" bezeichnet.
Unter einer „gemeinsamen Eduktflüssigkeitszufuhr" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede Art der Zufuhr zu verstehen, in welcher zumindest eine Eduktfiüssigkeit mindestens zwei räumlich miteinander verbundenen Reaktionsräumen zugeführt wird, und zwar so, dass zumindest zwei Reaktionsräume der zumindest einen Eduktfiüssigkeit gleichzeitig und gemeinsam ausgesetzt sind. Der Reaktionsraum ist in diesem Fall bevorzugt ein Gas-Flüssig-Fest-Reaktor. Die gemeinsame Eduktflüssigkeitszufuhr liegt bevorzugt zusätzlich neben der oben offenbarten gemeinsamen Eduktzufuhr vor. Eine Eduktflüssigkeitszufuhr wird bevorzugt bei Mehrphasen-Reaktionen eingesetzt.
Eine „Verbindung", Zufuhr, Verbindungsleitung, Zuleitung oder Ableitung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Mittel, welches eine fluidische Kommunikation zwischen zwei Punkten innerhalb der Vorrichtung erlaubt, und die nach außen (außerhalb der Vorrichtung) bezüglich des Austausches von Stoffen abgeschlossen ist. Bevorzugt ist die Verbindung dabei fluiddicht, weiter bevor- zugt fluiddicht auch bei hohen Drucken. Weiter bevorzugt erfolgt die Verbindung über die unten beschriebenen Kanäle, Rohre oder Kapillaren.
Der Begriff „Kanal" im Sinne der vorliegenden Erfindung beschreibt eine durch einen Körper, bevorzugt einen massiven Körper beliebiger Geometrie, bevorzugt einen Rundkörper, einen Quader, eine Scheibe oder eine Platte, hindurchlaufende Verbindung zweier an der Körperoberfläche vorliegender Öffnungen, die insbesondere den Durchtritt eines Fluids durch den Körper erlaubt.
Ein „Rohr" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Kanal, bei welchem ein durchgehender Hohlraum gebildet wird, und die Geometrie der Außenseite des Rohres im Wesentlichen der den Hohlraum definierenden Geometrie der Innenseite folgt.
Eine „Kapillare" kann im Wesentlichen als ein Spezialfall eines Rohres ange- sehen werden, mit dem Unterschied, dass in einer Kapillare - gemäß der oben bezüglich „Restriktoren" gegebenen Vorgaben - bestimmte Dimensionen erfüllt sein müssen. Eine Kapillare im Sinne der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt gleichzeitig als „Verbindung" und/oder als „Restriktor" fungieren.
Kanal, Rohr oder Kapillare können vorliegend jede beliebige Geometrie aufweisen. Bezüglich des von Kanal, Rohr oder Kapillare im Inneren gebildeten Hohlraums kann eine über die Länge von Kanal, Rohr oder Kapillare veränderliche Querschnittsfläche oder vorzugsweise eine konstante Querschnittsfläche vorliegen.
Der Innenquerschnitt kann beispielsweise einen ovalen, runden oder polygonalen Umriss mit geraden oder gebogenen Verbindungen zwischen den Eckpunkten des Polygons aufweisen. Bevorzugt sind ein runder oder ein gleichseitiger polygonaler Querschnitt.
Unter einem „Haltegas" (holding gas) im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Gas zu verstehen, mit welchem die Ausgangsseiten von zumindest zwei Reaktionsräumen über eine gemeinsame Haltegaszufuhr beaufschlagt werden können, so dass der Druck im Reaktionsraum gegenüber dem Druck ohne Haltegas erhöht ist.
Als Haltegas kann jedes Gas oder jede Gasmischung eingesetzt werden, das oder die mit den aus dem Reaktionsraum fließenden Produkten sowie den Materialien der Vorrichtung, mit denen es in Berührung kommt, nicht reagiert, oder nur so reagiert, dass die zu untersuchende Reaktion nicht wesentlich beeinträchtigt wird. Bevorzugt wird als Haltegas ein inertes Gas oder eine inerte Gasmischung eingesetzt. Besonders bevorzugt sind Stickstoff, sowie die Edelgase des Periodensystems der chemischen Elemente, sowie sämtliche Mischungen hiervon.
Der Zweck des Haltegases ist es, Volumenschwankungen in den einzelnen Reak- tionsräumen beim Vorliegen zumindest einer nicht volumenkonstanten Reaktion in zumindest einem der Reaktionsräume zu vermeiden oder zumindest zu minimieren. Ohne Beaufschlagung mit einem Haltegas können Volumenschwankungen auf den reaktionsraumausgangsseitigen Teil der Vorrichtung „durchschlagen". Unter einer gemeinsamen „Haltegaszufuhr" ist zu verstehen, dass jeder der zumindest zwei räumlich voneinander getrennten Reaktionsräume mit derselben Haltegaszufuhr verbunden ist. Es ist darüber hinaus auch denkbar, mehr als eine Haltegaszufuhr zu verwenden, unter der Maßgabe, dass die Reaktionsräume und die Haltegaszufuhren bevorzugt miteinander in stofflicher Verbindung stehen.
Unter einem „Regelfluid"' im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Gas oder jede Flüssigkeit, oder jede Mischung hiervon, zu verstehen, mit welchem/welcher die Produktflüsse aus zumindest zwei Reaktionsräumen über eine gemeinsame Regelfluidzufuhr beaufschlagt werden können.
Als Regelfluid kann jedes Fluid oder jede Fluidmischung eingesetzt werden, das oder die mit den aus dem Reaktionsraum fließenden Produkten sowie den Materialien der Vorrichtung, mit denen es in Berührung kommt, nicht reagiert, oder nur so reagiert, dass die zu untersuchende Reaktion nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
Das Regelfluid kann dabei entweder flüssig oder gasförmig sein. Handelt es sich bei den Reaktionen im Reaktionsraum um Gasphasenreaktionen, so ist als Regelfluid ein Regelgas bevorzugt. Wird im Reaktionsraum eine Flüssigphasen- reaktion durchgeführt, so wird entsprechend eine Regelflüssigkeit bevorzugt.
Ist das Regelfluid ein Gas, so gilt die oben angegebene Offenbarung bezüglich des Haltegases entsprechend. Als inerte Flüssigkeiten werden Wasser und Lösungs- mittel sowie auch höherviskose oder nicht-Newtonsche Flüssigkeiten wie beispielsweise inerte Öle bevorzugt. Überkritische Gase werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung auch als Flüssigkeiten angesehen.
Im Gegensatz zur Haltegaszufuhr, welche es zur Aufgabe hat, mögliche VoIu- menschwankungen in den einzelnen Reaktionsräumen auszugleichen, ist es die
Aufgabe der Regelfluidzufuhr, die Fluidflüsse durch die einzelnen Reaktions- räume gemeinsam und gleichzeitig auf einen vorgegebenen gleichen Wert einzuregeln (Reaktionsraumsflussregelung), und zwar ohne dabei den Druck in den Reaktionsräumen zu verändern.
Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, dass in einem Massendurchflussregler der Regelfluidzufuhr ein vorbestimmter gesamter Regelfluidfluss (FR ges) eingestellt wird. Dadurch, dass sich bei der Regelfluidzufuhr zwischen dem Massendurchflussregler und der Pluralität von räumlich voneinander getrennten Verbindungen zu den einzelnen Reaktionsräumen jeweils bevorzugt ein Restriktor befindet, und die Restriktoren alle den gleichen oder ähnliche Strömungswiderstand/widerstände aufweisen, wird das gesamte Regelfluid in gleichen Flüssen auf die einzelnen Reaktionsräume aufgeteilt.
Wird beispielsweise im Massendurchflussregler der Regelfluidzufuhr ein Fluss von 1,5 l/h eingestellt, und verzweigt sich die Regelfluidzufuhr nach dem Massendurchflussregler in drei separate Verbindungen (mit jeweils einem Restriktor), die zu drei räumlich voneinander getrennten Reaktionsräumen führen, so ergibt sich nach jedem Restriktor ein Fluss von ca. 0,5 l/h.
Bezüglich der so mit Hilfe eines Massendurchflussreglers, bevorzugt mit Hilfe eines thermischen Massendurchflussreglers, eingestellten Flüsse besteht im Prinzip keine Beschränkung. Bevorzugt wird der Fluss des Regelfluids so eingestellt, dass Edukt von der Eduktzufuhr durch die Reaktionsräume, oder Teilmengen hiervon, fließen kann. Weiter ist es bevorzugt, dass der Fluss zumindest eines Regelfluids 0,001 % bis 99,9 % des Flusses zumindest eines Eduktfluids beträgt, weiter bevorzugt 95 % bis 0,01 % desselben, weiter bevorzugt 90 % bis 0,1 %. Beträgt das Volumen der Reaktionsräume 0,1 bis 50 ml, so sind ist im Sinne der vorliegenden Erfindung Regelfluidflüsse von 0,5 bis 10 l/h bevorzugt.
Da diese Flüsse bereits sozusagen von der Regelfluidzufuhr „bereitgestellt" werden, vermindert sich der von der Eduktzufuhr bereitzustellende Fluss, und damit der Fluss durch die Reaktionsräume, um jeweils um diesen Betrag. Wird in der oben beschriebenen „Anlaufphase" ein konstanter Regelfluidfluss eingestellt, so kann durch Erhöhen oder Erniedrigen dieses Regelfluidflusses der Fluss an Edukt durch den Reaktor jeweils erniedrigt oder erhöht werden, ohne dass hiervon der Druck in den Reaktionsräumen signifikant oder überhaupt beeinträchtigt würde.
Dementsprechend kann durch Erhöhen (Erniedrigen) des Regelgasflusses aus der Regelfluidzufuhr der Eduktfluss bei einer Gasphasenreaktion erniedrigt (erhöht) werden, und es kann durch Erhöhen (Erniedrigen) des Regelflüssigkeitsflusses aus der Regelfluidzufuhr der Eduktfluss bei einer Flüssigphasenreaktion erniedrigt (erhöht) werden.
Insgesamt ist es in dieser Ausführungsförrn also möglich, auf eine einfache Art und Weise, und insbesondere mit einem einzigen Massendurchflussregler, die durch alle Reaktionsräume fließende Fluidmenge auch während des Ablaufens der parallelen Reaktionen zu regulieren, und zwar ohne dadurch den in den Reaktionsräumen herrschenden Druck signifikant zu beeinflussen.
Ein „Durchflussmesser" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Bauteil, welches den Fluidfluss, beispielsweise den gesamten Gasfluss eines Haltegases messen kann. Solche Bauteile sind dem Fachmann auch als ,flow indicator" (,,FF) bekannt. Durchflussmesser, die auf einem thermischen Verfahren beruhen, sind dabei bevorzugt.
Ein „Druckregler" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedes Bauteil, welches den Druck eines Fluids messen und, nach Vergleich mit einem vorgegebenen Soll- oder Schwellenwert, gegebenenfalls einregeln kann. Solche Bauteile sind dem Fachmann auch als „pressure indicator control" („P/C") bekannt. Unter einem ,M^ssendurchfluss-Reglerii (mass flow Controller) im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jeder Mess- und Regelkreis zu verstehen, mit Hilfe dessen der Fluss eines Fluids gemessen und, gegebenenfalls nach Vergleich mit einem Sollwert, variabel eingestellt werden kann. Ein Massendurchfluss-Regler kann als ein aktiver Restriktor im oben beschriebenen Sinn angesehen werden. Ein Massendurchfluss-Regler ist dem Fachmann auch als „F/C" (flow indicator control) bekannt. Massendurchfluss-Regler im Sinne der vorliegenden Erfindung können sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase eingesetzt werden. Bevorzugt werden solche Massendurchfluss-Regler eingesetzt, die auf einem thermischen Messprinzip beruhen.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Entnahme von Multikomponenten-Gemischen aus Hochdruckreaktoren beziehungsweise aus Hochdruck-Systemen verwendet, in denen Stoffgemische prozessiert werden, die zum überwiegenden Teil in flüssiger Phase vorliegen. Im Sinne der vorliegenden Schrift bezieht sich der Begriff Flüssigphasen-Gemische auf Fluide, die überwiegend in flüssiger Phase vorliegen. Dabei ist es nicht ausgeschlossen, dass im Flüssigphasen-Gemisch auch ein gewisser Anteil an dispergiertem Festsoff - wie beispielsweise Polymerisationskatalysatoren - enthalten sein kann. Die Apparaturen in denen die Flüssigphasen-Gemische prozessiert werden, werden als Apparaturen für Flüssigphasen-Systeme bezeichnet.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff Abscheider" auf eine Vorrichtung, in welcher die flüssigen und gasförmige Komponenten oder zwei flüssige Komponenten des Produktfluids aus einem Reaktionsraum zumindest teilweise aufgetrennt werden. Es ist — insbesondere auf der
Niederdruckseite - möglich, dass einige leicht flüchtige Komponenten in der flüssigen Phase verweilen beziehungsweise auch, dass einige Komponenten mittlerer Flüchtigkeit in die jeweilige Gasphase übertreten. Mittels des bevorzugten Verfahrenschrittes des Strippens (welches durch Einleiten von Inert- /Stripgas in die im Abscheider befindliche flüssige Phase erfolgt) können flüchtige Komponenten nahezu vollständig aus der flüssigen Phase in die Gasphase überführt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren werden bevorzugt in Verbindung mit Testständen im Laborbereich eingesetzt, vorzugsweise zum Testen von Katalysatoren.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Ver- fahrens kann die Durchführung von katalytischen Testexperimenten in verbesserter Weise bevorzugt parallel durchgeführt werden. Die in den Reaktoren vorzugsweise parallel durchgeführten Reaktionen können dabei gleich oder verschieden sein.
Vorzugsweise können Reaktionen und Analysen unter kontinuierlichen Versuchsbedingungen vorgenommen werden, wodurch Schwankungen, die üblicherweise in Verbindung mit diskontinuierlicher Betriebsweise auftreten können, vermieden oder minimiert werden. Die Qualität der Analysedaten wird somit verbessert. Darüber hinaus können auch kinetische Studien mit einem höheren Auflösungsgrad durchgeführt werden, da kontinuierlich Produktströme zur Analyse zur Verfügung stehen. Hierbei ist es vorteilhaft, dass der Austrag an Produktfluid von den Zykluszeiten möglicher Analysengeräte entkoppelt ist. Darüber hinaus lassen sich auch technische Vereinfachungen erzielen, da auf einen aufwendigen Regelmechanismus zur Entleerung des Abscheiders, wie dies bei der Verwendung eines diskontinuierlichen Testapparatur notwendig ist, verzichtet werden kann.
Hieraus ergibt sich auch die bevorzugte Anwendung der Erfindung auf den Gebieten der Hochdurchsatz-Forschung und der kombinatorischen Chemie. Be- sonders bevorzugt kann die Erfindung bei der Untersuchung von Prozessen angewandt werden, bei denen flüssige und gasförmige Produktfluide gemeinsam an- fallen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Vorrichtung und das Verfahren zur kontinuierlichen Testung in Verbindung mit Apparaturen zur Testung von Feststoff-Katalysatoren eingesetzt, die mit einem Fluidstrom, insbesondere mit einem Gemisch von Fluiden (Mehrkomponenten-Gemisch), kon- taktiert werden.
Bevorzugt weist die Apparatur zur Testung von Feststoff-Katalysatoren ein Katalysator-Fassungsvermögen (in den Reaktionsräumen) auf, das im Bereich von 0,1 bis 500 ml liegt.
Das Verhältnis vom Innenvolumen des Hochdruckabscheiders zum Volumen des eingesetzten Katalysators liegt bevorzugt in einem Bereich von 10 : 1 bis 100 : 1, wobei ein Verhältnis in einem Bereich von 20 : 1 bis 50 : 1 bevorzugt ist.
Das Innenvolumen der Rektifikationskolonne - sofern die Apparatur mit Rektifikationskolonne ausgestattet ist - liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 600 ml, wobei ein Bereich von 0,5 bis 300 ml bevorzugt ist. Die Dimensionierung des Innenvolumens der Rektifikationskolonne wird vorzugsweise anhand des Bereichs der LHSV bestimmt, mit welcher die Anlage betrieben wird.
Auf der Niederdruckseite wird das über die Verbindung (84) geleitete Pro- duktfluid bevorzugt in Sammelbehältern gesammelt. Dabei ist es in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens möglich, dass die Menge an erhaltenem Produktfluid gravimetrisch bestimmt wird.
Bevorzugt wird das Produktfluid auf der Niederdruckseite auch einer qualitativen Analyse unterworfen. Anhand der Analyseergebnisse lassen sich wesentliche Informationen gewinnen, die dazu dienen, die Effektivität von Katalysatormaterialien oder Eigenschaften von Einsatzfluiden zu bestimmen sowie unterschiedliche Prozessbedingungen zu vergleichen. Die Hochdruckseite der Vorrichtung und die Niederdruckseite der Vorrichtung können getrennt voneinander wahlweise beheizt oder gekühlt werden. Hierzu sind entsprechende, dem Fachmann bekannte Heiz- und/oder Kühlmittel einzusetzen.
In Bezug auf die Auslegung der Vorrichtung für ein Mehrfach-Reaktorsystem ist es unter anderem auch von Bedeutung, dass die Dimensionierung der einzelnen Baueinheiten der Vorrichtung möglichst genau bekannt ist. Der Begriff der „Dimensionierung von Baueinheiten " bezieht sich hierbei beispielsweise auf die Länge oder den Durchmesser von Leitungen, das Innenvolumen und die Form von Abscheidern. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die innerhalb der Vorrichtung verwendeten (parallelen) Baueinheiten jeweils gleiche oder ähnliche Dimension(en) auf. Insbesondere bei Vorrichtungen, bei denen nur geringe Mengen an Produktfluiden zu handhaben sind, ist unter anderem auch die Anpassung der einzelnen Systemkomponenten von ent- scheidender Bedeutung für die hohe Qualität der mittels der Vorrichtung erzielbaren Performance.
Die Verweilzeiten des Fluids im Abscheider sollten vorzugsweise das 2- bis 100- fache der Verweilzeiten des Fluids im Reaktor betragen. Höhere Verweilzeiten sind allerdings keinesfalls ausgeschlossen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in unterschiedlichen Ausgestaltungsformen wahlweise mit oder ohne Rektifikationskolonnen (80') und Gasmischern (95) zur Produktaufarbeitung ausgestattet sein. Bei einer Nutzung der erfindungs- gemäßen Apparatur in Verbindung mit Hydroentschwefelung („Hydrodesulphuri- sation") kann vorzugsweise auf die Nachschaltung von Rektifikationskolonnen (δθ')verzichtet werden (siehe Figur 1), da an leicht flüchtigen Produktfluiden hauptsächlich H2S entsteht, welches bereits zum überwiegenden Teil auf der Hochdruckseite über die Ausgangsleitung (82) für Gase abgezogen werden kann. Davon abgesehen ist es in derartigen Anlagen oftmals ausreichend, die Wiederfindungsrate anhand der Analyse des flüssigen Produktfluids zu überprüfen. Bezüglich der ,£toffwiederfindung" wird auf den diesbezüglichen Offenbarungsgehalt der DE 10 2006 034 172 verwiesen.
Bei der Nutzung von Apparaturen in Verbindung mit Gastrennung auf der Niederdruckseite mittels Rektifikation sowie der Gasvereinigung der Gase von der Hochdruck- und der Niederdruckseite über Gasmischer (wie beispielsweise in den Figuren 2 und 3 dargestellt) sind die Bauteile in ihren Dimensionen an die apparativen Gegebenheiten und die Anlagenbetriebsweise anzupassen. Hierbei relevante Parameter sind beispielsweise die Bodenzahl der Rektifikationskolonne und die Mindestgröße des Gasmischers.
Es ist bevorzugt, die erfϊndungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in Verbindung mit Gas-zu-Flüssig-Prozessen, Flüssig-zu-Flüssig- Prozessen (z.B. Entschwefelung, Denitrogenierung) und Flüssig-zu-Gas-Prozes- sen (z.B. „Hydrocracking oder Cracking") zu nutzen. Bei Fischer-Tropsch-Reak- tionen werden gasförmige Eduktfluide in die Reaktionsräume eingeführt, wobei jedoch flüssige und gasförmige Produktfiuide gebildet werden, die mittels der vorliegenden Apparatur untersucht werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer Prozesskontrolleinheit zumindest teilweise automatisiert durchgeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform können Sequenzen der einzelnen Prozess-Schritte auch wiederholt werden. Bei Versuchsapparaturen, die eine Vielzahl von Reaktionssystemen aufweisen, können die Reaktionssysteme sequentiell, teilweise parallel beziehungsweise parallel mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung angesteuert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden Reinigungsschritte in den
Verfahrensablauf integriert. Reinigungsschritte bestehen vorzugsweise daraus, dass beispielsweise Lösungsmittel oder Spülgas durch Teile der Vorrichtung gespült werden oder dass Teile der Vorrichtung evakuiert werden, um mögliche Verunreinigungen zu entfernen.
Durch die Vorgabe von Prozessbedingungen (wie beispielsweise Druck, Tempe- ratur) und/oder durch Anpassen von apparativen Elementen (wie beispielsweise Widerstandswert von Restriktorelementen) lassen sich vorzugsweise sowohl auf der Hochdruckseite als auch auf der Niederdruckseite die relativen Mengen an gasförmigen Komponenten und an flüssigen Komponenten im Produktfluid beeinflussen beziehungsweise steuern.
Bezugszeichenliste:
10 - Versorgungseinheit für Edukt
11 - Druckregler für Edukt 12 - gemeinsame Eduktzufuhr
15 - reaktionsraumeingangsseitige Restriktoren
20' - Reaktionsraum
21 - im Reaktionsraum befindliche Substanz, vorzugsweise Katalysator 25' - Restriktoren zur Ausgangsverbindung (82)
27 - Verbindung (Reaktionsraum - Restriktor - Multiportventil)
30 - Multiportventil
40 - Verbindungsleitung zur Analyseeinheit
41 - Durchflussmesser 45 - Ableitung
50 - Versorgungsleitung für Haltegas/Haltegaszufuhr
51 - Druckregler für Haltegas
53' - Verbindung (Haltegaszufuhr - Reaktionsgas-Ableitung)
54 - Knoten/Mischpunkt 56 - Flusssensor
57 - Drucksensor
60 - Versorgungseinheit für Regelfluid
61 - Massendurchfluss-Regler für Regelfluid 65 - Restriktoren für Regelfluidzufuhr 70 - Versorgungseinheit für Eduktflüssigkeit
71 - Massendurchfluss-Regler für Eduktflüssigkeit
72 - gemeinsame Eduktflüssigkeitszufuhr
73 - Restrikoren der Eduktflüssigkeitszufuhr 80 (Hochdruck-)Abscheider
80' Rektifikationskolonne
81 Verbindung Reaktionsraum-Abscheider
82 Ausgangsverbindung am Hochdruck- Abscheider für im Wesentlichen leicht(er) flüchtige Komponenten
83 Restriktor
83' Verbindung zum Aufnahmebereich/Analysenb« für schwerer flüchtige Fluide
84 Verbindung zu zumindest einem Niederdruckbereich oder Niederdruck- Abscheider (Ausgangsleitung des Hochdruck- Abscheiders; „Ableitung")
85 Ventil
87 (Stell-)Ventil
91 Massenflussregler
92 Restriktorelement / oder Ventil
93 Stripgas-/Inertgaszufuhr
94 Temperierte Einheit für Gasmischer
95 Gasmischer
96 Gaszuleitung (für Stripgas/Inertgas)
97 Gasableitung (für Stripgas/Inertgas)
200, 300, ... - Drucküberwachung
201 optische Überwachung (bzw. Messwertnehmer)
202 PID-Regler
204 Ventil zu Dosierung des Kühlfluids
205 Kühlstrecke für Kapillare
206 zufuhr für Kühlmedium
210 Rückschlageinrichtung zum Entkoppeln der Reaktoren

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Überfuhren und/oder zur Analyse von Multikomponenten-Gemischen, umfassend zumindest die folgenden Komponenten:
(a) zumindest zwei parallele Reaktionsräume (20');
(b) pro Reaktionsraum (20') zumindest eine reaktionsraumausgangs- seitige Verbindung (81) zu zumindest einem Hochdruck- Abscheider (80);
(c) pro Reaktionsraum (20') zumindest einen Hochdruck-Abscheider (80);
(d) pro Hochdruck-Abscheider (80) zumindest eine Verbindung (84) zu zumindest einem Niederdruckbereich oder zu zumindest einem Niederdruck-Abscheider;
(e) pro Hochdruck-Abscheider (80) zumindest eine Ausgangsverbindung (82) für im Wesentlichen gasförmige Verbindungen, die zu einer Analyseneinheit (40) führt;
(f) im reaktionsraumausgangsseitigen Hochdruckbereich, d.h. entweder zwischen Ausgang des Reaktionsraumes (20') und Hochdruck- Abscheider (80) oder am Hochdruck-Abscheider, jeweils pro Einheit „Reaktionsraum-Hochdruck-Abscheider", eine Verbindung zu einem (Druck-)Haltegas (50) sowie optional eine Verbindung zu einem (Druck-)Regelfluid (60),
dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbindung (84) zu zumindest einem
Niederdruckbereich oder Niederdruck-Abscheider jeweils zumindest einen Restriktor (83) enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Abscheider (80) jede Verbindung (84) zu einer vorzugsweise mit Gaszuleitung (96) und Gasableitung (97) versehenen Rektifikationskolonne (80') führt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest eine Verbindung (83') von der Rektifikationskolonne (80') zu zumindest einem Aufnahmebereich und/oder Analysenbereich für wenig(er) flüchtige Fluide aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese pro Reaktionsraum (20') eine von jeder niederdruckseitigen Rektifikationskolonne (80') abgehende Gasleitung (97) umfasst, welche mit jeweils einer zugehörigen hochdruckseitigen Gasausgangsleitung (27) und jeweils einem Gasmischer (95) in Wirkverbindung steht, wobei die Ausgangsleitung des Gasmischers vorzugsweise zu einer Analyseneinheit (40) führt.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Haltegaszufuhr (50) pro Reaktionseinheit bestehend aus jeweils einem Reaktionsraum (20') und der reaktionsraumausgangsseitig angebrachten Haltegaszufuhr jeweils über eine eigene Druckmesseinrichtung (200, 300, ...) verfugt.
6. Verfahren zum Überführen von Produktfluiden aus dem Hochdruckbereich von zumindest zwei parallelen Reaktionsräumen (20), welches zumindest folgende Schritte umfasst:
(i) Abscheiden von zumindest einer Mulikomponenten-Mischung, die aus zumindest zwei parallelen Reaktionsräumen (20') austritt, in jeweils einen diesen zugeordneten Hochdruck-Abscheider (80), welcher in Wirkverbindung (84) mit einem Niederdruckbereich steht; (ii) Überführen von leicht(er) flüchtigen, im Wesentlichen gasförmigen Komponenten eines Produktfluids über eine Ausgangsleitung (82) für gasförmige Verbindungen des jeweiligen Hochdruckbereichs des Hochdruck-Abscheiders (80) zu einer Analyseneinheit (40); (iii) Überführen von wenig(er) flüchtigen Komponenten eines
Produktfluids aus dem Hochdruck-Abscheider (80) über eine am Hochdruck-Abscheider befindliche bodenseitige, mit Restriktor (83) versehene Ausgangsleitung zu einem Niederdruckbereich (84).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (iii) so durchgeführt wird, dass sich während des Überführens von Produktfluid ein Zustand einstellt, bei welchem an einem Drucksensor, bevorzugt an einem Drucksensor für die Haltegaszufuhr (50) eine zyklische und/oder oszillatorische Druckänderung messbar ist.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das über die Verbindung (84) bodenseitig aus dem Hochdruck-Abscheider ausgeschleuste Produktfluid über eine Rektifikationskolonne (80') geleitet und vorzugsweise mit Stripgas/Inertgas überspült wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Rektifikationskolonne (80') austretende Stripgas mit dem jeweiligen aus der Abgasleitung (82, 27) der Hochdruckseite ausgeführten Gas zusammengeführt und durchmischt wird, vorzugsweise in einem Gasmischer (95).
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das im Gasmischer (95) vereinigte Gas zu einer Analyseneinheit (40) überführt wird.
11. verfahren nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, dass das Überfuhren in Schritt (iii) kontinuierlich beziehungsweise weitgehend kontinuierlich erfolgt.
12. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5 oder des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6-11 zur Entschwefelung, Denitrogenierung oder zum Hydroprozessieren oder zur Untersuchung von Gas-zu-Flüssig-Konvertierungen.
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