ES2830390T3 - Sistema y método de análisis óptico - Google Patents

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Arkady Samuilovich Dykman
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Abstract

Un sistema de análisis óptico (100) que comprende: una célula óptica (102) que tiene un alojamiento (106) y una cámara de fluido interior (104) definida por una superficie interior del alojamiento; una entrada de proceso (108) dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior; una salida de proceso (110) dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior, en donde la entrada y la salida del proceso facilitan el flujo de un fluido a través de la cámara de fluido interior; un elemento óptico (112) configurado para dirigir radiación electromagnética a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior; un sensor de temperatura (134) configurado para medir una temperatura dentro de la cámara de fluido interior y un controlador de temperatura configurado para controlar la temperatura de la célula óptica; una salida de muestreo (122) dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior; una primera bomba bidireccional (124) y un primer recipiente de almacenamiento (128), estando la primera bomba bidireccional en comunicación fluida con la salida de muestreo y el primer recipiente de almacenamiento, en donde la primera bomba bidireccional está configurada para extraer una primera muestra del fluido, que fluye a través de la cámara de fluido interior, a través de la salida de muestreo y hacer que la primera muestra fluya al primer recipiente de almacenamiento; y un analizador (138) configurado para analizar al menos una porción del contenido del primer recipiente de almacenamiento para proporcionar una o más características espectrales, químicas y mecánicas de la porción del contenido.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método de análisis óptico
Antecedentes
Al analizar una sustancia determinada, se utilizan de forma rutinaria varios instrumentos para determinar las características de una sola muestra. Sin embargo, el uso de modelos de calibración avanzados a menudo requiere que se obtengan varias características simultáneamente. Las células ópticas convencionales no proporcionan un instrumento de este tipo para evaluar características simultáneas como la temperatura, datos espectroscópicos y de composición necesarios para preparar modelos de calibración.
Además, los gradientes de temperatura relacionados con el fluido en cuestión pueden causar un error significativo en los modelos de calibración resultantes. Cualquier desviación en la temperatura "medida" frente a la "real" resultará en un error adicional en el modelo de calibración que se crea posteriormente. Las células ópticas actuales no están configuradas para gestionar tales gradientes de temperatura.
Estas y otras deficiencias se abordan mediante los sistemas de muestreo y análisis óptico de la presente divulgación.
El documento US 3.516.752 desvela una célula de flujo para su uso en un sistema fotométrico que incluye un paso inclinado alargado para medir los haces de luz y para medir el fluido, dicho paso está cerrado en cada extremo por miembros de cierre permeables a la luz.
Sumario
Tal y como se ha descrito en el presente documento, la divulgación, en un aspecto, se refiere a un sistema óptico. El sistema óptico puede comprender una célula óptica que tiene una cámara de fluido interior definida por una superficie interior de un alojamiento, una entrada de proceso dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior, y una salida de proceso dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior, en el que la entrada y la salida del proceso facilitan el flujo de un fluido a través de la cámara de fluido interior. Se puede configurar un elemento óptico para dirigir la radiación electromagnética a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior. Puede disponerse una salida de muestreo en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior. Una primera bomba bidireccional puede estar en comunicación fluida con la salida de muestreo y un primer recipiente de almacenamiento. A modo de ejemplo, la primera bomba bidireccional se puede configurar para extraer una primera muestra del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior a través de la salida de muestreo y hacer que la primera muestra fluya al primer recipiente de almacenamiento.
En otro aspecto, de la divulgación, un sistema de muestreo para una célula óptica que contiene un fluido de proceso puede comprender una primera bomba bidireccional en comunicación fluida con una trayectoria de muestreo. A modo de ejemplo, la primera bomba bidireccional se puede configurar para extraer una primera muestra del fluido de proceso y hacer que la primera muestra fluya hacia la primera bomba bidireccional. Una segunda bomba bidireccional puede estar en comunicación fluida con la primera bomba bidireccional y un recipiente de almacenamiento. A modo de ejemplo, la segunda bomba bidireccional se puede configurar para extraer una segunda muestra del recipiente de almacenamiento y hacer que la segunda muestra se mueva hacia la primera muestra y se mezcle con la misma. Como ejemplo adicional, una primera tasa de extracción de la primera muestra puede ser mayor que una segunda tasa de movimiento de la segunda muestra hacia la primera muestra. Como ejemplo adicional, una diferencia entre la primera tasa y la segunda tasa puede corresponder a una proporción predeterminada de la primera muestra mezclada con la segunda muestra.
Los aspectos adicionales de la divulgación se refieren a métodos que comprenden: analizar ópticamente un fluido que pasa a través de una célula óptica, determinar una temperatura del fluido durante el análisis óptico, extraer una primera muestra del fluido de la célula óptica mediante una primera bomba bidireccional, mezclar una segunda muestra con la primera muestra mediante una segunda bomba bidireccional y recibir la primera muestra y la segunda muestra mezcladas en un recipiente.
Breve descripción de las figuras
Las figuras adjuntas, que se incorporan en y constituyen parte de esta memoria descriptiva, ilustran varios aspectos y junto con la descripción sirven para explicar los principios de la divulgación.
La Figura 1 muestra un ejemplo de sistema de análisis óptico de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación. La Figura 2 muestra un ejemplo de sistema de análisis óptico de acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación.
Las ventajas adicionales de la divulgación se establecerán en parte en la descripción que sigue, y en parte serán obvias a partir de la descripción, o pueden aprenderse mediante la práctica de la divulgación. Las ventajas de la divulgación se realizarán y alcanzarán por medio de los elementos y combinaciones señalados particularmente en las reivindicaciones adjuntas. Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son solo a modo de ejemplo y explicativas y no son restrictivas de la divulgación, de acuerdo con lo reivindicado.
Descripción
La presente divulgación puede entenderse más fácilmente haciendo referencia a la siguiente descripción detallada de la divulgación y los Ejemplos incluidos en la misma.
Las publicaciones discutidas en el presente documento se proporcionan únicamente para su divulgación antes de la fecha de presentación de la presente solicitud. Nada en el presente documento debe interpretarse como una admisión de que la presente divulgación no tiene derecho a anteceder a dicha publicación en virtud de la divulgación anterior. Además, las fechas de publicación proporcionadas en el presente documento pueden ser diferentes de las fechas de publicación reales, que pueden requerir confirmación independiente.
Los intervalos se pueden expresar en el presente documento de "aproximadamente" un valor particular y/o a "aproximadamente" otro valor particular. Cuando se expresa un intervalo de este tipo, un aspecto adicional incluye de un valor particular y/o al otro valor particular. De forma similar, cuando los valores se expresan como aproximaciones, mediante el uso del antecedente "aproximadamente", se entenderá que el valor particular forma un aspecto adicional. Se entenderá además que los puntos finales de cada uno de los intervalos son significativos tanto en relación con el otro punto final como independientemente del otro punto final. También se entiende que hay una serie de valores divulgados en el presente documento, y que cada valor se divulga también en el presente documento como "aproximadamente" ese valor particular además del valor en sí. Por ejemplo, si se divulga el valor "10", entonces también se divulga "aproximadamente 10". También se entiende que también se divulga cada unidad entre dos unidades particulares. Por ejemplo, si se divulgan 10 y 15, entonces también se divulgan 11, 12, 13 y 14. Como ejemplo adicional, aproximadamente puede incluir /- una tolerancia tal como /- 10 %.
Las referencias en la memoria descriptiva y en las reivindicaciones concluyentes a partes en peso de un elemento o componente particular en una composición denotan la relación en peso entre el elemento o componente y cualquier otro elemento o componente en la composición o artículo para el que se expresa una parte en peso. Por tanto, en un compuesto que contiene 2 partes en peso de componente X y 5 partes en peso de componente Y, X e Y están presentes en una relación en peso de 2: 5, y están presentes en dicha relación independientemente de si el compuesto contiene componentes adicionales.
Tal como se utiliza en el presente documento, los términos "opcional" u "opcionalmente" significan que el evento o circunstancia descrito posteriormente puede ocurrir o no, y que la descripción incluye casos en los que dicho evento o circunstancia ocurre y casos en los que no.
Ciertos materiales, compuestos, composiciones y componentes descritos en el presente documento se pueden obtener comercialmente o sintetizarse fácilmente usando técnicas generalmente conocidas por los expertos en la materia. Por ejemplo, los materiales y reactivos iniciales utilizados en la preparación de los compuestos y composiciones descritos están disponibles en proveedores comerciales tales como Aldrich Chemical Co., (Milwaukee, Wis.), Acros Organics (Morris Plains, N.J.), Fisher Scientific (Pittsburgh, Pa.), O Sigma (St. Louis, Mo.) o se preparan mediante métodos conocidos por los expertos en la materia siguiendo los procedimientos establecidos en referencias tales como Fieser y Reactivos Fieser para Síntesis Orgánica, Volúmenes 1-17 (John Wiley and Sons, 1991); Química de los compuestos de carbono de Rodd, Volúmenes 1-5 y Complementarios (Elsevier Science Publishers, 1989); Reacciones orgánicas, Volúmenes 1-40 (John Wiley and Sons, 1991); Química orgánica avanzada de March, (John Wiley e hijos, Cuarta edición); y Transformaciones orgánicas integrales de Larock (VCH Publishers Inc., 1989).
A menos que se indique expresamente lo contrario, no se pretende de ninguna manera que cualquier método establecido en el presente documento requiera que sus etapas se realicen en un orden específico. Por consiguiente, cuando una reivindicación del método en realidad no recita un orden a seguir por sus etapas o no se establece específicamente en las reivindicaciones o descripciones que las etapas deban limitarse a un orden específico, no se pretende que se infiera un orden, En cualquier sentido. esto es válido para cualquier posible base de interpretación no expresa, incluyendo: cuestiones de lógica con respecto a la disposición de etapas o flujo operativo; significado simple derivado de la organización gramatical o la puntuación; y el número o tipo de realizaciones descritas en la memoria descriptiva.
Se entiende que las composiciones divulgadas en el presente documento tienen ciertas funciones. En el presente documento se describen ciertos requisitos estructurales para realizar las funciones descritas, y se entiende que hay varias estructuras que pueden realizar la misma función que están relacionadas con las estructuras divulgadas, y que estas estructuras normalmente lograrán el mismo resultado.
En un aspecto, la Figura 1 representa un ejemplo de sistema de análisis óptico 100. El sistema de análisis óptico 100 puede comprender una célula óptica 102 que tiene una cámara de fluido interior 104. La célula óptica 102 se puede configurar como un sistema de análisis de infrarrojo cercano. Sin embargo, se pueden utilizar otras configuraciones y espectro de análisis. A modo de ejemplo, la célula óptica 102 puede comprender un alojamiento 106 que define la cámara de fluido interior 104. La cámara de fluido interior 104 puede tener cualquier forma y tamaño configurados para medir diversas características de los fluidos.
Puede disponerse una entrada de proceso 108 (por ejemplo, formada, situada, integrada) en el alojamiento 106 y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior 104. La entrada de proceso 108 se puede configurar para recibir un fluido. Puede disponerse una salida 110 de proceso en el alojamiento 106 y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior 104. A modo de ejemplo, la entrada de proceso 108 y la salida de proceso 110 pueden facilitar el flujo del fluido a través de la cámara de fluido interior 104. Varios fluidos (por ejemplo, gaseoso, acuoso, etc.) pueden hacerse fluir a través de la cámara de fluido interior 104. Una o más de la entrada de proceso 108 y de la salida de proceso 110 pueden estar en comunicación fluida con un elemento de oxidación, un concentrador, un reactor en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento de alimentos, un recipiente de muestra médica, o una combinación de los mismos. Una o más de la entrada de proceso 108 y de la salida de proceso 110 pueden estar en comunicación fluida con una unidad de oxidación de cumeno, unidad de concentración de hidroperóxido de cumeno (CHP), unidad de descomposición de CHP, unidad de purificación de fenol, unidad de purificación de acetona, etapa de recuperación de alfa-metilestireno (AMS), etapa de purificación, unidad de hidrogenación, etapa de producción de p-cumil fenol, o unidad de purificación de p-cumil, o una combinación de los mismos.
Se pueden configurar uno o más elementos ópticos 112 para dirigir la radiación electromagnética a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior 104. En un aspecto, los elementos ópticos 112 comprenden fibra óptica, uno o más colimadores, o una combinación de los mismos. A modo de ejemplo, una fuente de fibra óptica 114 acoplada a un colimador de fuente 116 para dirigir la radiación electromagnética a través de la cámara de fluido interior 104. Una fibra óptica de retorno 118 puede acoplarse a un colimador de retorno 120 configurado para recibir radiación electromagnética que atraviesa al menos una porción del fluido en la cámara de fluido interior 104. En un aspecto, la radiación electromagnética dirigida a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior 104 tiene una longitud de trayectoria óptica entre aproximadamente 0,1 milímetro (mm) y aproximadamente 20 mm. En otro aspecto, la radiación electromagnética dirigida a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior 104 tiene una longitud de trayectoria óptica entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 100 mm. Se pueden usar otras longitudes de trayectoria óptica basándose en el material que se analiza.
En un aspecto, se puede disponer una salida de muestreo 122 en comunicación fluida con la cámara de fluido interior 104. A modo de ejemplo, la salida de muestreo 122 puede estar dispuesta en el alojamiento 106. La salida de muestreo 122 se puede configurar para recibir al menos una porción del fluido de la cámara de fluido interior 104. Como ejemplo adicional, una o más bombas 124, 126 pueden configurarse para hacer que la al menos una porción del fluido en la cámara de fluido interior 104 fluya a través de la salida de muestreo 122 (por ejemplo, para tomar una muestra del líquido).
En un aspecto, una primera bomba bidireccional 124 puede estar en comunicación fluida con la salida de muestreo 122. La primera bomba bidireccional 124 se puede configurar para extraer una primera muestra del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior 104 a través de la salida de muestreo 122. La primera bomba bidireccional 124 puede ser o comprender una o más bombas volumétricas, una bomba de jeringa, o una combinación de las mismas. En otro aspecto, la primera bomba bidireccional 124 puede estar en comunicación fluida con un primer recipiente de almacenamiento 128. A modo de ejemplo, la primera bomba bidireccional 124 puede configurarse para hacer que la primera muestra fluya al interior del primer recipiente de almacenamiento 128. En determinadas realizaciones, el primer recipiente de almacenamiento 128 está compuesto como una porción volumétrica de la primera bomba bidireccional. En otro aspecto, se puede disponer una válvula en comunicación fluida con la primera bomba bidireccional 124 para controlar la entrada y salida de fluido con respecto a la primera bomba bidireccional 124.
En un aspecto, una segunda bomba bidireccional 126 puede estar en comunicación fluida con la primera bomba bidireccional 124 y un segundo recipiente de almacenamiento 130. La segunda bomba bidireccional 126 puede ser o comprender una o más bombas volumétricas, una bomba de jeringa, o una combinación de las mismas. La segunda bomba bidireccional 126 se puede configurar para extraer una segunda muestra del segundo recipiente de almacenamiento 130 y hacer que la segunda muestra se mezcle con la primera muestra extraída de la cámara de fluido interior 104. A modo de ejemplo, la segunda muestra puede comprender comprende un extintor, un diluyente, o una combinación de los mismos, que se puede sacar del segundo recipiente de almacenamiento 130.
En otro aspecto, puede disponerse un elemento de mezcla 132 entre la segunda bomba bidireccional 126 y la primera bomba bidireccional 124. El elemento de mezcla 132 puede configurarse para recibir la primera muestra y la segunda muestra y para mezclar la primera muestra con la segunda muestra. Se pueden utilizar varios mezcladores.
En otro aspecto, el sistema de análisis óptico 100 puede comprender uno o más elementos de temperatura 134, 136. A modo de ejemplo, se puede configurar un sensor de temperatura 134 para medir una temperatura dentro de la cámara de fluido interior 104. Como ejemplo adicional, un controlador de temperatura 136 (por ejemplo, calentador, enfriador, intercambiador térmico) se puede configurar para controlar la temperatura de la célula óptica. Usando uno o más de los elementos de temperatura 134, 136, la temperatura de la célula óptica 102 se puede controlar a un intervalo de temperatura o punto de temperatura predeterminados, un intervalo de temperatura o un punto de temperatura sensible, o una combinación de los mismos. A modo de ejemplo, la temperatura se puede controlar mediante un algoritmo de control que se ejecuta a través de un ordenador de control de procesos.
En un aspecto, el sistema de análisis óptico 100 puede comprender un analizador 138 configurado para procesar una muestra extraída de la cámara de fluido interior 104. La muestra puede comprender una muestra de proceso y/o un diluyente y/o un extintor. Por ejemplo, al menos una porción del contenido del primer recipiente de almacenamiento 128 se puede procesar para proporcionar una o más características espectrales, químicas y mecánicas de la porción del contenido. Como otro ejemplo, el analizador 138 puede ser un analizador fuera de línea, en el que los resultados producidos por el analizador 138 se pueden comparar y/o correlacionar usando un modelo multivariado con los resultados en línea (por ejemplo, resultados de los espectros NIR) de la célula óptica 102.
En otro aspecto, el sistema de análisis 100 (por ejemplo, a través del analizador 138 y/o la lógica de procesamiento) se puede configurar para generar un modelo estándar y/o un modelo de calibración basado en las calibraciones y el uso de muestras del sistema de análisis 100. A modo de ejemplo, se puede generar una curva estándar/curva de calibración para un analito. Como otro ejemplo, se puede usar una pluralidad de curvas para generar un modelo para un material que comprende una pluralidad de analitos. Como ejemplo adicional, las curvas generadas fuera de línea se pueden aprovechar para generar un modelo utilizando varios métodos de software, métodos matemáticos y métodos estadísticos como el ajuste de modelos de mínimos cuadrados y similares. Dichos modelos se pueden referenciar con operaciones de supervisión o control en varios entornos de proceso. Por ejemplo, varias plantas industriales (por ejemplo, planta de cumeno/fenol) pueden supervisar y controlar (por ejemplo, a través del controlador 140) ciertas operaciones en las plantas basadas al menos en parte en los modelos generados. En este sentido, el sistema de análisis 100 se puede utilizar para establecer una línea de base para operaciones particulares con las que se pueden comparar los procesos posteriores.
Varios fluidos (por ejemplo, gaseoso, acuoso, etc.) puede hacerse que fluya a través de la cámara de fluido interior 104 para pruebas ópticas. En un aspecto, una o más de la entrada de proceso 108 y de la salida de proceso 110 pueden estar en comunicación fluida con un elemento de oxidación, un concentrador, un reactor en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento de alimentos, un recipiente de muestra médica, o una combinación de los mismos.
En otro aspecto, una o más de la entrada de proceso 108 y de la salida de proceso 110 pueden estar en comunicación fluida con una unidad de oxidación de cumeno, unidad de concentración de CHP, unidad de descomposición de CHP, unidad de purificación de fenol, unidad de purificación de acetona, etapa de recuperación AMS, etapa de purificación, unidad de hidrogenación, etapa de producción de p-cumil fenol, o unidad de purificación de p-cumil, o una combinación de los mismos.
En un aspecto adicional, el controlador 140 (por ejemplo, controlador lógico programable) se puede configurar para supervisar y/o controlar una o más porciones de un entorno de proceso. Por ejemplo, el analizador 138 puede comunicar información como modelos/curvas estándar/de calibración, información de calibración, datos de medición en línea, etc. al controlador 140 (por ejemplo, remotamente, a través de un circuito de retroalimentación, etc.) para ser utilizado en la toma de decisiones de control. Como otro ejemplo, el controlador 140 se puede configurar para supervisar y/o controlar una porción de un sistema (por ejemplo, a través del bucle de retroalimentación) en comunicación con el sistema de análisis óptico 100. Como ejemplo adicional, el controlador 140 se puede configurar para supervisar y/o controlar un elemento de oxidación, un concentrador, un reactor en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento de alimentos, un recipiente de muestra médica, o una combinación de los mismos. El controlador 140 puede supervisar y/o controlar otros componentes de procesamiento y porciones de las operaciones de la planta basándose al menos en parte en la información recibida a través de un circuito de retroalimentación desde el sistema de análisis 100.
A modo de ejemplo, una o más de la entrada de proceso 108 y de la salida de proceso 110 pueden configurarse para recibir un material de un sistema que comprende: (i) un reactor de oxidación configurado para recibir una alimentación de cumeno y un agente oxidante y para producir un producto de oxidación de cumeno que comprende hidroperóxido de cumeno y alcohol dimetilbencílico; (ii) un reactor de conversión configurado para recibir el producto de oxidación de cumeno y convertir al menos una porción del alcohol dimetilbencílico en hidroperóxido de cumeno haciendo reaccionar la al menos una porción del alcohol dimetilbencílico con peróxido de hidrógeno tanto en una fase orgánica como en un fase acuosa para producir un producto de oxidación de cumeno convertido; (iii) un reactor de escisión configurado para recibir uno o más del producto de oxidación de cumeno y el producto de oxidación de cumeno convertido y para producir un producto de salida que comprende uno o más de fenol, acetona y alfa-metilestireno; y (iv) un reactor de condensación configurado para recibir el producto de salida y producir uno o más de Bisfenol A y paracumilfenol.
A modo de ejemplo, una o más de la entrada de proceso 108 y de la salida de proceso 110 pueden configurarse para recibir un material de un sistema que comprende: un reactor de oxidación configurado para recibir una alimentación de eumeno y un agente oxidante y para dar salida a un producto de oxidación de eumeno que comprende hidroperóxido de eumeno y alcohol dimetilbencílico; y un reactor de conversión configurado para recibir el producto de oxidación de eumeno y convertir al menos una porción del alcohol dimetilbencílico en hidroperóxido de cumeno haciendo reaccionar la al menos una porción del alcohol dimetilbencílico con peróxido de hidrógeno tanto en una fase orgánica como en un fase acuosa para producir un producto de oxidación de cumeno convertido. Sin embargo, otros materiales pueden probarse usando los sistemas y métodos descritos en el presente documento.
En un aspecto, los métodos pueden comprender analizar ópticamente un fluido que pasa a través de una célula óptica, tal como la célula óptica 102. Se puede determinar la temperatura del fluido durante el análisis óptico. Una primera muestra del fluido de la célula óptica se puede extraer de la célula óptica mediante una primera bomba bidireccional. Se puede mezclar una segunda muestra con la primera muestra. Por ejemplo, la segunda muestra puede comprender un diluyente, un extintor o una combinación de los mismos. Como ejemplo adicional, se puede configurar una segunda bomba bidireccional para extraer una cantidad de la segunda muestra para mezclarla con la primera muestra. La primera muestra y la segunda muestra mezcladas se reciben en un recipiente. El contenido del recipiente se analiza para proporcionar uno o más de los espectros, características químicas y mecánicas del contenido.
Ejemplos
Las realizaciones detalladas de la presente divulgación se divulgan en el presente documento; debe entenderse que las realizaciones divulgadas son simplemente ejemplos de la divulgación que puede realizarse de diversas formas. Por lo tanto, los detalles específicos estructurales y funcionales que se divulgan en el presente documento no deben interpretarse como límites, sino simplemente como base para enseñar a un experto en la técnica a emplear la presente divulgación. Los ejemplos específicos a continuación permitirán que se comprenda mejor la divulgación. Sin embargo, se dan meramente a modo de orientación y no implican limitación alguna.
Como se muestra en la figura 2, un sistema óptico (por ejemplo, espectrómetro) puede comprender una entrada de proceso y una salida de proceso para transportar el fluido de proceso de interés a través de la célula óptica y a través de la trayectoria óptica del sistema óptico. El sistema se puede diseñar de manera que se minimice el volumen interno y que la longitud de la trayectoria óptica se pueda variar de aproximadamente 0,1 a 20 mm para servicio líquido y de 0,5 a 100 mm para corrientes de proceso que son servicio de vapor sin condensación. Las superficies interiores de una cámara interior del sistema se pueden formar a partir de materiales que brinden estabilidad mecánica a los componentes y minimicen la reactividad con la corriente del proceso. Una radiación electromagnética incidente es suministrada por una fuente y está acoplada por fibra óptica a la cámara interior equipada con colimadores de haz apropiados. En este sentido, la radiación electromagnética parcialmente absorbida se devuelve a un analizador óptico mediante un segundo colimador y un conjunto de fibra óptica. El espectro obtenido es almacenado y analizado por software ejecutado a través de un dispositivo informático. Los espectros se obtienen a pedido o en intervalos establecidos.
Un elemento de medición de temperatura también es integral con el sistema óptico y puede comprender un termopar (TC), termistor, un detector de temperatura de resistencia (RTD), una combinación de los mismos, u otro dispositivo de medición, y puede estar conectado a algún tipo de sistema de registro de datos o tener una salida local.
En un aspecto, el muestreo de la corriente de muestra se realiza mediante dos bombas. Una de las bombas puede conectarse opcionalmente a un depósito (V100) de extintor o diluyente según sea necesario para el análisis particular. Esta bomba está equipada con una válvula de tres vías para permitir la carga de la jeringa con el agente contenido en V- 100. Una vez cargada la jeringa, la válvula de tres vías se conmuta para permitir el flujo en la dirección de la célula óptica. En este punto, se inicia la segunda bomba de jeringa para extraer la muestra de la célula óptica, mientras bombea simultáneamente con la primera jeringa hacia la cámara interior. Puesto que ambas bombas son volumétricas, la primera bomba debe bombear a un ritmo menor que el de la segunda bomba. La diferencia de tasas corresponderá a la cantidad de muestra tomada y la relación de extintor/diluyente a muestra obtenida. Una vez que la muestra se extrae en la segunda bomba de jeringa (se apaga o se diluye según se desee), se puede expulsar al recipiente de muestra para su análisis fuera de línea (por ejemplo, NMR, IR, UPLC, HPLC, GC, etc.). A continuación, se vuelve a llenar la primera bomba desde el depósito para preparar la siguiente muestra. Espectros de muestra, temperatura, y la muestra apagada/diluida fuera de línea pueden obtenerse simultáneamente. Las líneas de muestreo se pueden mantener cortas a propósito para minimizar cualquier retraso de tiempo. Opcionalmente se puede usar un mezclador estático para asegurar que el enfriamiento rápido o la dilución sea uniforme, repetible y confiable. De forma adicional, el sistema óptico general se puede suministrar opcionalmente con control de temperatura adaptativo para minimizar o eliminar la diferencia de temperatura entre la célula y el resto del proceso.
Será evidente para los expertos en la materia que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente divulgación sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas. Otras realizaciones de la divulgación resultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de la consideración de la especificación y la práctica de la divulgación divulgada en el presente documento. Se pretende que la memoria descriptiva y los ejemplos se consideren solo a modo de ejemplo, con un verdadero alcance de la invención estando de acuerdo con las siguientes reivindicaciones.
Esta solicitud reivindica el beneficio del registro de solicitud ruso n.° 2014147232 presentado el 24 de noviembre de 2014.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de análisis óptico (100) que comprende:
una célula óptica (102) que tiene un alojamiento (106) y una cámara de fluido interior (104) definida por una superficie interior del alojamiento;
una entrada de proceso (108) dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior; una salida de proceso (110) dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior, en donde la entrada y la salida del proceso facilitan el flujo de un fluido a través de la cámara de fluido interior; un elemento óptico (112) configurado para dirigir radiación electromagnética a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior;
un sensor de temperatura (134) configurado para medir una temperatura dentro de la cámara de fluido interior y un controlador de temperatura configurado para controlar la temperatura de la célula óptica;
una salida de muestreo (122) dispuesta en el alojamiento y en comunicación fluida con la cámara de fluido interior; una primera bomba bidireccional (124) y un primer recipiente de almacenamiento (128), estando la primera bomba bidireccional en comunicación fluida con la salida de muestreo y el primer recipiente de almacenamiento, en donde la primera bomba bidireccional está configurada para extraer una primera muestra del fluido, que fluye a través de la cámara de fluido interior, a través de la salida de muestreo y hacer que la primera muestra fluya al primer recipiente de almacenamiento; y
un analizador (138) configurado para analizar al menos una porción del contenido del primer recipiente de almacenamiento para proporcionar una o más características espectrales, químicas y mecánicas de la porción del contenido.
2. El sistema de análisis óptico de la reivindicación 1, que comprende además una segunda bomba bidireccional en comunicación fluida con la primera bomba bidireccional y un segundo recipiente de almacenamiento, en donde la segunda bomba bidireccional está configurada para extraer una segunda muestra del segundo recipiente de almacenamiento y hacer que la segunda muestra se mezcle con la primera muestra extraída de la cámara de fluido interior.
3. El sistema de análisis óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que la radiación electromagnética dirigida a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior tiene una longitud de trayectoria óptica entre aproximadamente 0,1 mm y aproximadamente 20 mm.
4. El sistema de análisis óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la radiación electromagnética dirigida a través de una porción del fluido que fluye a través de la cámara de fluido interior tiene una longitud de trayectoria óptica de entre aproximadamente 0,5 mm y aproximadamente 100 mm.
5. El sistema de análisis óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que comprende además un elemento de mezcla dispuesto entre la segunda bomba bidireccional y la primera bomba bidireccional y configurado para recibir la primera muestra y la segunda muestra y para mezclar la primera muestra con la segunda muestra.
6. El sistema de análisis óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que una o más de la entrada del proceso y de la salida del proceso están en comunicación fluida con un elemento de oxidación, un concentrador, un reactor en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento químico, un recipiente en una planta de procesamiento de alimentos, un recipiente de muestra médica, o una combinación de los mismos.
7. El sistema de análisis óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que una o más de la entrada del proceso y de la salida del proceso están en comunicación fluida con una unidad de oxidación de cumeno, unidad de concentración de CHP, unidad de descomposición de CHP, unidad de purificación de fenol, unidad de purificación de acetona, etapa de recuperación AMS, etapa de purificación, unidad de hidrogenación, etapa de producción de p-cumil fenol, o unidad de purificación de p-cumil, o una combinación de los mismos.
8. El sistema de análisis óptico de cualquiera de las reivindicaciones 1-7 que comprende además un controlador en comunicación con el analizador para recibir información del mismo, en donde el controlador está configurado para controlar una operación basándose, al menos en parte, en la información recibida del analizador.
9. Un método que comprende:
analizar ópticamente un fluido que pasa a través de una célula óptica (102);
determinar una temperatura del fluido durante el análisis óptico;
extraer una primera muestra del fluido de la célula óptica mediante una primera bomba bidireccional (124); mezclar una segunda muestra con la primera muestra mediante una segunda bomba bidireccional;
recibir la primera muestra y la segunda muestra mezcladas en un recipiente (128);
analizar al menos una porción de la primera muestra y de la segunda muestra mezcladas en el recipiente para generar una curva estándar, una curva de calibración, o una o más características espectrales, químicas y mecánicas de la primera muestra y la segunda muestra mezcladas, o una combinación de las mismas.
10. El método de la reivindicación 9, en el que la segunda muestra comprende un extintor, un diluyente o una combinación de los mismos.
11. El método de la reivindicación 10, que comprende además controlar una operación basándose al menos en parte en la información generada por el análisis de al menos una porción de la primera muestra y de la segunda muestra mezcladas.
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