用于操作模拟移动床反应器的方法技术

本公开提供一种方法，所述方法用于：在连续重复注入循环的每个步骤中将第一反应物和第二反应物(反应物)供给到模拟移动床反应器(SMBR)中，其中，所述SMBR包括各自具有一个注入点并且各自含有固体分离介质的区域；使SMBR中的所述反应物在连续重复注入循环(循环)期间发生反应，以形成第一产物；利用所述固体分离介质将所述SMBR中的第一产物分离；并且在所述循环的一个步骤期间改变在SMBR的所述注入点中的一个或多个处注入的所述反应物中一个或两个的量。改变所述反应物的所述量可以在所述连续重复注入循环的每个步骤中进行。改变所述量可以包括在所述循环的每个步骤期间改变在所述注入点中的一个或多个处注入的所述反应物的入口浓度。

Method for operating a simulated moving bed reactor

The present invention provides a method for the continuous repeat injection methods in each step in the first and second reactant circulation (reactant) supplied to the simulated moving bed reactor (SMBR), wherein, the SMBR comprises each having an injection point and each containing solid separation medium region the reaction of SMBR; in the continuous cycle (cycle) repeated injection reaction period, to form a first product; using the solid separation medium will be the first product separation in the SMBR; during one step and cycle in the change of injection quantity of one or two of the reaction injection at one or more points in the SMBR in the. The amount of the reaction can be changed in each step of the continuous repeat injection cycle. The amount of change may include varying the inlet concentration of the reactant injected at one or more of the injection points during each step of the cycle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于操作模拟移动床反应器的方法
本公开总体上涉及一种用于操作模拟移动床反应器的方法。
技术实现思路
本公开提供一种方法，该方法用于：在连续重复注入循环的每个步骤中将第一反应物和第二反应物供给到模拟移动床反应器(SMBR)中，其中，该模拟移动床反应器包括多个区域，每个区域都具有一个注入点并且每个区域含有固体分离介质；使模拟移动床反应器中的第一反应物和第二反应物在连续重复注入循环过程中发生反应，以形成第一产物；利用固体分离介质将模拟移动床反应器中的第一产物分离；并且在连续重复注入循环的步骤中改变在模拟移动床反应器的注入点中的一个或多个处注入的第一反应物和第二反应物中一者或两者的量。本公开还提供一种方法，该方法用于：在连续重复注入循环的每个步骤中将第一反应物和第二反应物供给到模拟移动床反应器(SMBR)中，其中，该模拟移动床反应器包括多个区域，每个区域都具有一个注入点并且每个区域含有固体分离介质；使模拟移动床反应器中的第一反应物和第二反应物在连续重复注入循环过程中发生反应，以形成第一产物和第二产物；利用固体分离介质将模拟移动床反应器中的第一产物与第二产物分离；并且在连续重复注入循环的步骤中改变在模拟移动床反应器的注入点中的一个或多个处注入的第一反应物和第二反应物中一者或两者的量。对于该方法，改变第一反应物和第二反应物中一者或两者的量可以在连续重复注入循环的每个步骤中进行。对于该方法，连续重复注入循环的每个步骤均具有预定时间(tstep)，并且一旦达到第一百分比tstep,便可以开始改变第一反应物和第二反应物中一者或两者的量。例如，第一百分比tstep可以在50％至小于100％tstep之间。在另外的一个实例中，第一百分比tstep可以在65％至67％tstep之间。其它值也是可能的。对于该方法，改变第一反应物和第二反应物中一者或两者的量可以在连续重复注入循环的步骤中进行两次或更多次。对于该方法，可以阶跃式改变第一反应物和第二反应物中一者或两者的量。可替代地，可以线性改变第一反应物和第二反应物中一者或两者的量。改变量的实例包括在连续重复注入循环的每个步骤中改变在模拟移动床反应器的注入点中的一个或多个处注入的第一反应物和第二反应物中一者或两者的入口浓度。该方法还可以包括将第一反应物以相对于第二反应物足够过量的化学计量供给到模拟移动床反应器中，以使第一反应物同时充当模拟移动床反应器中提余液流和提取物流的解吸剂。当第一反应物相对于第二反应物化学计量过量(例如，第二反应物相对于第一反应物化学计量不足)时，第二反应物可以在模拟移动床反应器中反应殆尽。本公开所述的方法还可以包括提余液流和/或提取物流被返回到模拟移动床反应器中以供进一步使用的部分。例如，该方法可以包括将提余液流和提取物流中至少一者的一部分供给到模拟移动床反应器的至少一个区域中。固体分离介质除了有助于分离反应物和产物之外，还可以充当第一反应物与第二反应物反应的催化剂。附图说明图1示出了适用于本公开所述的方法的模拟移动床反应器装置的一个实例。图2示出了根据本公开的一个实施例在连续重复注入循环的单一步骤中改变进料组成一次的一个实例。图3示出了根据本公开的一个实施例在连续重复注入循环的单一步骤中改变进料组成两次或更多次的一个实例。图4是单柱脉冲注入实验的示意图。图5(a)和图5(b)提供了拟合模型中描述的洗脱曲线与根据本公开的一个实施例的实验色谱图的对比。图6为恒定进料浓度以及根据本公开的一个实施例改变反应物的量的方法的帕累托图。图7(a)和图7(b)为提余液流中相比于用于恒定进料浓度和根据本公开的一个实施例的进料浓度的模拟移动床反应器工艺规范最佳PMA恢复曲线图(图7(a))和水纯度曲线图(图7(b))。图8提供了根据本公开的一个实施例的乙酸转化率为70％的单一步骤内的入口进料浓度分布的图示。图9提供了根据本公开的一个实施例的乙酸转化率为80％的单一步骤内的入口进料浓度分布的图示。图10提供了根据本公开的一个实施例的乙酸转化率为90％的单一步骤内的入口进料浓度分布的图示。图11(a)和图11(b)提供了在恒定进料浓度(图11(a))和根据本公开的一个实施例的进料浓度分布(图11(b))步骤的开始模拟移动床反应器内的内部浓度分布和净反应速率图。具体实施方式本公开提供了一种用于操作模拟移动床反应器(SMBR)的方法。如本文所讨论的，本公开所述的方法允许使用模拟移动床反应器，该模拟移动床反应器可有助于提高平衡限制反应的效率。如本文另外所讨论的，根据本公开的使用模拟移动床反应器的方法还允许产物和副产物杂质同时反应和分离。去除产物和副产物杂质能够提高转化率，超越平衡限制，从而提供改善的产率和简化的下游纯化。反应色谱法，这一概念将分离和反应集中于色谱柱中，过去几十年来已经成为一个相当关注的主题。此类机制可以促进可逆反应，以超越其热力学平衡，从而致使更多的产物形成。然而，这些方法都以分批方式操作。另一方面，模拟移动床反应器(SMBR)是以连续的方式执行反应色谱法的方法。模拟移动床反应器的操作可以为平衡限制可逆反应(例如水解和酯化)提供经济效益。在这些操作中，原位产物分离促进完成超越热力学平衡的可逆反应，并且也有助于获得高纯度产物。虽然许多研究已经强调了模拟移动床反应器的优势，但是由于开发和设计此类系统难度高，工业应用极少。如本文所提供的，本公开为常规模拟移动床反应器操作提供了一种替代性方案，在常规模拟移动床反应器操作中，供给到模拟移动床反应器中的反应物的量(例如，反应物浓度)保持恒定。在本公开中，供给到模拟移动床反应器中的反应物的量随时间而变化，这可有助于显著提高在模拟移动床反应器中所发生的反应的生产率。本公开的潜在应用包括缩合(如醇醛缩合)、酰化反应(包括酯化、烷基转移、酯基转移)、以及涉及胺与酸(如羧酸)反应的酰胺化、以及烷基化、水合、脱水、胺基化、醚化、水解、异构化和低聚反应。其它反应也是可能的。所述使用模拟移动床反应器的方法利用液相和固定相的连续和逆流运动，而固体无需实际运动。如图1所示，模拟移动床反应器装置由以环状构象互连的多个色谱柱组成。第一反应物(例如，“A”)和第二反应物(例如，“B”)可以在连续重复注入循环的每个步骤中供给到模拟移动床反应器，其中，该模拟移动床反应器包括多个区域，如本文所讨论的，每个区域具有一个注入点并且每个区域含有固体分离介质。第一反应物或第二反应物中的一者可以用作模拟移动床反应器过程种的解吸剂。反应物和解吸剂均连续供给，在此期间，提取物流和提余液流通过出口端口从模拟移动床反应器中排出。在一个实施例中，第一反应物与第二反应物在连续重复注入循环期间在模拟移动床反应器中发生反应以形成第一产物(例如，“C”)。固体分离介质除了有助于分离反应物和产物之外，还可以充当第一反应物与第二反应物反应的催化剂。第一产物可以快速移动通过模拟移动床反应器的色谱柱，使得第一产物从模拟移动床反应器的提余液流中提取出，或者第一产物可以通过模拟移动床反应器的提取物流提取出。在另一个实施例中，第一反应物(例如，“D”)与第二反应物(例如，“E”)在连续重复注入循环期间在模拟移动床反应器中发生反应以形成第一产物(例如，“F”)和第二产物(例如，“G”)。固体分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：在连续重复注入循环的每个步骤中将第一反应物和第二反应物供给到模拟移动床反应器(SMBR)中，其中，所述SMBR包括多个区域，每个区域具有一个注入点并且每个区域含有一个固体分离介质；使所述第一反应物与所述第二反应物在所述连续重复注入循环期间在所述SMBR中发生反应以形成第一产物；利用所述固体分离介质将所述SMBR中的所述第一产物分离；并且在所述连续重复注入循环的一个步骤期间改变在所述SMBR的注入点中的一个或多个处注入的所述第一反应物和所述第二反应物中一个或两个的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 US 62/0085601.一种方法，其包括：在连续重复注入循环的每个步骤中将第一反应物和第二反应物供给到模拟移动床反应器(SMBR)中，其中，所述SMBR包括多个区域，每个区域具有一个注入点并且每个区域含有一个固体分离介质；使所述第一反应物与所述第二反应物在所述连续重复注入循环期间在所述SMBR中发生反应以形成第一产物；利用所述固体分离介质将所述SMBR中的所述第一产物分离；并且在所述连续重复注入循环的一个步骤期间改变在所述SMBR的注入点中的一个或多个处注入的所述第一反应物和所述第二反应物中一个或两个的量。2.根据权利要求1所述的方法，其中，改变所述第一反应物和所述第二反应物中一个或两个的量在所述连续重复注入循环的每个步骤中进行。3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述连续重复注入循环的每个步骤均具有预定时间(tstep)，并且其中一旦达到tstep的第一百分比，就开始改变所述第一反应物和所述第二反应物中一个或两个的量。4.根据权利要求3所述的方法，其中，tstep的所述第一百分比在tstep的50％至小于100％之间。5.根据权利要求3所述的方法，其中，tstep的所述第一百分比在tstep的65％至67％之间。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，相对于在所述SMBR的所述注入点中的一个或多个处注入的所述第一反应物和所述第二反应物的总量，所述第一反应物的量为零(0)。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，相对于在所述SMBR的所述注入点中的一个或多个处注入的所述第一反应物和所述第二反应物的总量，所述第一反应物的量为100％。8.根据权利要求1至7...

【专利技术属性】
技术研发人员：川尻喜章，A·宝姆马吕斯，J·吴，G·阿戈沃，B·斯里达尔，
申请(专利权)人：佐治亚科技研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US